RU2802770C2 - Yeast protein display in the periplasmatic space - Google Patents

Yeast protein display in the periplasmatic space Download PDF

Info

Publication number
RU2802770C2
RU2802770C2 RU2020122887A RU2020122887A RU2802770C2 RU 2802770 C2 RU2802770 C2 RU 2802770C2 RU 2020122887 A RU2020122887 A RU 2020122887A RU 2020122887 A RU2020122887 A RU 2020122887A RU 2802770 C2 RU2802770 C2 RU 2802770C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
yeast
protein
periplasmic
antibody
cell
Prior art date
Application number
RU2020122887A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020122887A (en
Inventor
Ричард Ю
Карлос Густаво ПЕШЕ
Родриго БАЛЬТАНАС
Бретт РОБИСОН
Original Assignee
Эбелоун Байо, Инк.
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 Эбелоун Байо, Инк. filed Critical Эбелоун Байо, Инк.
Priority claimed from PCT/US2018/064775 external-priority patent/WO2019118362A1/en
Publication of RU2020122887A publication Critical patent/RU2020122887A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2802770C2 publication Critical patent/RU2802770C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: compositions and methods of displaying antibodies in the periplasmic space of yeast cells are described. Besides, the invention relates to high throughput screening of antibody libraries using periplasmic display in yeast cells. Antibodies are associated with a membrane-spanning transmembrane domain, a cell membrane-associated protein domain that resides on the outer surface of the yeast cell membrane, a protein that binds to the inner surface of the yeast cell wall, or a periplasmic protein to display antibodies in the yeast periplasmic space.
EFFECT: possibility to co-express a target protein of interest in yeast, so that it is localized on the plasma membrane or periplasmic space and is available for binding by exposed antibodies.
117 cl, 7 dwg, 2 tbl, 8 ex

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION

[0001] Настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке США №62/597388, поданной 11 декабря 2017 года, содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки в полном объеме.[0001] This application claims priority to US Provisional Application No. 62/597388, filed December 11, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

УТВЕРЖДЕНИЕ, КАСАЮЩЕЕСЯ СПОНСИРУЕМОГО ПРАВИТЕЛЬСТВОМ ИССЛЕДОВАНИЯSTATEMENT REGARDING GOVERNMENT SPONSORED RESEARCH

[0002] Настоящее изобретение было осуществлено при поддержке правительства по гранту №1747391, выданному Национальным научным фондом. Правительство имеет определенные права на изобретение.[0002] The present invention was made with the support of the Government under Grant No. 1747391 issued by the National Science Foundation. The government has certain rights to an invention.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

[0003] Изобретение относится к клеточному дисплею и к способам высокопроизводительного скрининга белковых библиотек. В частности, изобретение относится к способам дисплея белков в периплазаматическом пространстве дрожжей и к применению таких способов для скрининга белковых библиотек в отношении специфического связывания или функциональных характеристик.[0003] The invention relates to cell display and methods for high-throughput screening of protein libraries. In particular, the invention relates to methods for displaying proteins in the yeast periplasmic space and the use of such methods for screening protein libraries for specific binding or functional characteristics.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

[0004] Технология молекулярного дисплея зарекомендовала себя в качестве бесценной для открытия, продуцирования и оптимизации белков и пептидов для различных биотехнологических и биомедицинских применений. Различные подходы, включая фаговый дисплей (Smith (1985) Science 228:1315-1317), мРНК- (Wilson et al. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98:3750-3755) и ДНК-дисплей (Yonezawa et al. (2003) Nucleic Acids Res. 31:e118), рибосомальный дисплей (Hanes & Pluckthun (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:4937-4942), дисплей на эукариотических вирусах (Bupp & Roth (2002) Mol. Ther. 5:329-335; Muller et al. (2003) Nat. Biotechnol. 21:1040-1046), бактериальный дисплей (Lu et al. (1995) Biotechnology13:366-372) и дрожжевой дисплей (Boder & Wittrup (1997) Nat. Biotechnol. 15:553-557), были разработаны для скрининга комбинаторных библиотек рекомбинантных белков в отношении желаемых характеристик. Такие технологии дисплея широко используются в инженерии белков для идентификации белков, обладающих увеличенной стабильностью, и желаемой аффинностью связывания и ферментативной активностью, и они оказались применимыми в различных применениях, включая направленные изменения, созревание аффинности, инженерию терапевтических белков и антител, получение биотоплива, адсорбцию загрязнителей окружающей среды, картирование эпитопов и исследование белок-белковых взаимодействий.[0004] Molecular display technology has proven to be invaluable for the discovery, production and optimization of proteins and peptides for a variety of biotechnological and biomedical applications. Various approaches including phage display (Smith (1985) Science 228:1315-1317), mRNA display (Wilson et al. (2001) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98:3750-3755) and DNA display (Yonezawa et al. (2003) Nucleic Acids Res. 31:e118), ribosomal display (Hanes & Pluckthun (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:4937-4942), eukaryotic virus display (Bupp & Roth (2002) ) Mol. Ther. 5:329-335; Muller et al. (2003) Nat. Biotechnol. 21:1040-1046), bacterial display (Lu et al. (1995) Biotechnology13:366-372) and yeast display (Boder & Wittrup (1997) Nat. Biotechnol. 15:553-557) were developed to screen combinatorial libraries of recombinant proteins for desired characteristics. Such display technologies are widely used in protein engineering to identify proteins with increased stability and desired binding affinities and enzymatic activities, and they have proven useful in a variety of applications including targeting, affinity maturation, engineering of therapeutic proteins and antibodies, biofuel production, adsorption of pollutants environment, epitope mapping and protein-protein interaction studies.

[0005] В частности, дрожжевой дисплей используют для широкого множества прокариотических и эукариотических белков (Cherf et al. (2015) Methods Mol. Biol. 1319:155-175). Экспрессия в дрожжевых клетках обеспечивает преимущество в виде возможности надлежащего сворачивания и гликозилирования эукариотических белков. В общепринятом дрожжевом дисплее рекомбинантные белки экспонируют на поверхности дрожжевых клеток путем слияния с белком клеточной стенки. Хотя Saccharomyces cerevisiae является наиболее часто используемым видом для дисплея на клеточной поверхности, другие виды дрожжей, включая Pichia, Candida и Yarrowia, оказались применимыми для некоторых применений (Tanaka et al. (2012) Appl. Microbiol. Biotechnol. 95(3):577-591, Buerth et al. (2016) Appl. Microbiol. Biotechnol. 100(16):6981-6990, Madzak (2015) Appl. Microbiol. Biotechnol. 99(11):4559-4577).[0005] In particular, yeast display is used for a wide variety of prokaryotic and eukaryotic proteins (Cherf et al. (2015) Methods Mol. Biol. 1319:155-175). Expression in yeast cells provides the advantage of allowing eukaryotic proteins to be properly folded and glycosylated. In conventional yeast display, recombinant proteins are displayed on the surface of yeast cells by fusion with a cell wall protein. Although Saccharomyces cerevisiae is the most commonly used species for cell surface display, other yeast species, including Pichia, Candida, and Yarrowia, have proven useful for some applications (Tanaka et al. (2012) Appl. Microbiol. Biotechnol. 95(3):577 -591, Buerth et al (2016) Appl Microbiol Biotechnol 100(16):6981-6990, Madzak (2015) Appl Microbiol Biotechnol 99(11):4559-4577).

[0006] Остается потребность в усовершенствованных способах, которые более эффективно экспонируют белки, в частности, для высокопроизводительного скрининга белок-белковых взаимодействий с мембранными белками.[0006] There remains a need for improved methods that expose proteins more efficiently, particularly for high-throughput screening of protein-protein interactions with membrane proteins.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0007] Настоящее изобретение относится к высокопроизводительному скринингу белковых библиотек в отношении специфического связывания или функциональных характеристик посредством дисплея белков в периплазматическом пространстве дрожжевых клеток.[0007] The present invention relates to high-throughput screening of protein libraries for specific binding or functional characteristics by displaying proteins in the periplasmic space of yeast cells.

[0008] В одном аспекте изобретение относится к библиотеке дрожжевого периплазматического дисплея, содержащей множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка содержит: a) вариант белка для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где вариант экспонированного белка является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество вариантов белков; b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с вариантом белка, так что вариант белка экспонируется в периплазматическом пространстве; и c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для варианта белка, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина. Дрожжевая клетка-хозяин может быть гаплоидной или диплоидной.[0008] In one aspect, the invention relates to a yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, wherein each yeast cell contains: a) a variant protein for display in the periplasmic space of the yeast host cell, wherein the variant displayed protein is different in each yeast cell. host cell, such that multiple yeast host cells display multiple protein variants; b) a periplasmic anchor protein, wherein the periplasmic anchor protein is associated with a variant protein such that the variant protein is exposed in the periplasmic space; and c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the protein variant exposed in the periplasmic space of the host yeast cell. The yeast host cell can be haploid or diploid.

[0009] В определенных вариантах осуществления вариант белка и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке. В других вариантах осуществления вариант белка и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе. В других вариантах осуществления вариант белка и периплазматический якорный белок связаны посредством непептидной связи в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь.[0009] In certain embodiments, the variant protein and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein. In other embodiments, the variant protein and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex. In other embodiments, the variant protein and the periplasmic anchor protein are linked via a non-peptide bond in a complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond.

[0010] В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт слитого белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или клеточную стенку, так что слитый вариант белка экспонируется в периплазме. Иллюстративная сигнальная последовательность, которую можно использовать, представляет собой сигнальную последовательность препро-альфа-фактора.[0010] In certain embodiments, the periplasmic anchor protein comprises a signal sequence that causes transport of the fusion protein into the periplasm of the host yeast cell, the plasma membrane, or the cell wall such that the fusion protein is exposed in the periplasm. An exemplary signal sequence that may be used is the prepro-alpha factor signal sequence.

[0011] В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен, который выставляет слитый вариант белка в периплазму.[0011] In certain embodiments, the periplasmic anchor protein comprises a membrane spanning transmembrane domain that exposes the fusion protein into the periplasm.

[0012] В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит связанный с клеточной мембраной белковый домен, который локализуется на внешней поверхности клеточной мембраны, так что экспонированный вариант белка выступает в периплазму. В определенных вариантах осуществления связанный с клеточной мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен. Например, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен может представлять собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина, такой как, но не ограничиваясь ими, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7.[0012] In certain embodiments, the periplasmic anchor protein comprises a cell membrane-associated protein domain that is localized on the outer surface of the cell membrane such that the exposed variant of the protein protrudes into the periplasm. In certain embodiments, the cell membrane-associated protein domain is a plasma membrane-anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain. For example, the plasma membrane-anchoring GPI domain may be a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain, such as, but not limited to, a YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7 plasma membrane-anchoring GPI domain. .

[0013] В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что экспонируемый вариант белка выступает в периплазму.[0013] In certain embodiments, a periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the exposed variant of the protein protrudes into the periplasm.

[0014] В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт слитого белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, и периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы слитый белок оставался в периплазме.[0014] In certain embodiments, the periplasmic anchor protein contains a signal sequence that causes transport of the fusion protein into the periplasm of the host yeast cell, and the periplasmic anchor protein is large enough to ensure that the fusion protein remains in the periplasm.

[0015] В определенных вариантах осуществления якорный белок является компонентом периплазматического белкового комплекса, который является достаточно большим, чтобы образование комплекса в периплазме приводило к удержанию слитого белка в периплазме.[0015] In certain embodiments, the anchor protein is a component of a periplasmic protein complex that is large enough that formation of the complex in the periplasm results in retention of the fusion protein in the periplasm.

[0016] В другом варианте осуществления слитый белок дополнительно содержит метку.[0016] In another embodiment, the fusion protein further comprises a tag.

[0017] В определенных вариантах осуществления варианты белка представляют собой антитела, миметики антител, аптамеры, антигены, ферменты, рецепторы, гормоны, субтраты, агонисты, антагонисты или лиганды.[0017] In certain embodiments, protein variants are antibodies, antibody mimetics, aptamers, antigens, enzymes, receptors, hormones, substrates, agonists, antagonists, or ligands.

[0018] В определенных вариантах осуществления варианты белка представляют собой антитела, выбранные из группы, состоящей из моноклональных антител, химерных антител, наноантител, рекомбинантных фрагментов антител, Fab-фрагментов, Fab'-фрагментов, F(ab')2-фрагментов, Fv-фрагментов и scFv-фрагментов.[0018] In certain embodiments, the protein variants are antibodies selected from the group consisting of monoclonal antibodies, chimeric antibodies, nanoantibodies, recombinant antibody fragments, Fab fragments, Fab' fragments, F(ab') 2 fragments, F v -fragments and scFv-fragments.

[0019] В определенных вариантах осуществления каждая дрожжевая клетка-хозяин в библиотеке дрожжевого периплазматического дисплея, кроме того, содержит представляющий интерес белок-мишень, который экспрессируется в месте, доступном для экспонируемого варианта белка (например, достаточно близко для связывания экспонированного варианта белка с представляющим интерес белком-мишенью). Например, представляющий интерес белок-мишень может находиться на плазматической мембране или в периплазме дрожжевой клетки-хозяина. Представляющий интерес белок может представлять собой, например, мембранный белок, рецептор, ионный канал или переносчик. В одном варианте осуществления представляющий интерес белок-мишень представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).[0019] In certain embodiments, each yeast host cell in the yeast periplasmic display library further contains a target protein of interest that is expressed in a location accessible to the exposed protein variant (e.g., close enough for the exposed protein variant to bind to the representing protein variant). interest in the target protein). For example, the target protein of interest may be located on the plasma membrane or periplasm of a yeast host cell. The protein of interest may be, for example, a membrane protein, receptor, ion channel or transporter. In one embodiment, the target protein of interest is a G protein coupled receptor (GPCR).

[0020] В определенных вариантах осуществления каждая дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит репортерную систему для детекции ответа представляющего интерес белка-мишени на белок-белковое взаимодействие с экспонированным вариантом белка. В определенных вариантах осуществления экспонированный вариант белка представляет собой антагонист представляющего интерес белка-мишени, и ответ представляет собой снижение активности представляющего интерес белка-мишени при связывании антагониста с представляющим интерес белком-мишенью, где репортерная система выявляет снижение активности представляющего интерес белка-мишени при связывании антагониста с представляющим интерес белком-мишенью. В других вариантах осуществления экспонированный вариант белка представляет собой агонист представляющего интерес белка-мишени и ответ представляет собой увеличение активности представляющего интерес белка-мишени при связывании агониста с представляющим интерес белком-мишенью, где репортерная система позволяет детекцию повышения активности представляющего интерес белка-мишени при связывании агониста с представляющим интересом белком-мишенью.[0020] In certain embodiments, each yeast host cell further comprises a reporter system for detecting the response of a target protein of interest to a protein-protein interaction with an exposed protein variant. In certain embodiments, the exposed protein variant is an antagonist of a target protein of interest, and the response is a decrease in the activity of the target protein of interest upon binding of the antagonist to the target protein of interest, wherein the reporter system detects a decrease in the activity of the target protein of interest upon binding an antagonist with a target protein of interest. In other embodiments, the exposed protein variant is an agonist of a target protein of interest and the response is an increase in the activity of the target protein of interest upon binding of the agonist to the target protein of interest, wherein the reporter system allows detection of an increase in the activity of the target protein of interest upon binding agonist with a target protein of interest.

[0021] В определенных вариантах осуществления активация представляющего интерес белка-мишени увеличивает рост дрожжевых клеток-хозяев. В этом случае библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея можно подвергать скринингу в отношении агониста представляющего интерес белка-мишени посредством культивирования по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея в среде, где рост дрожжевых клеток-хозяев в среде указывает на то, что вариант белка, экспонированный в дрожжевой клетке-хозяине, является агонистом представляющего интерес белка-мишени.[0021] In certain embodiments, activation of a target protein of interest increases the growth of host yeast cells. In this case, the yeast periplasmic display library can be screened for an agonist of the target protein of interest by culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library in a medium wherein growth of the yeast host cells in the medium indicates that the protein variant , exposed in a yeast host cell, is an agonist of the target protein of interest.

[0022] В других вариантах осуществления активация представляющего интерес белка-мишени снижает рост дрожжевых клеток-хозяев. В этом случае библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея можно подвергать скринингу в отношении антагониста представляющего интерес белка-мишени посредством культивирования по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея в среде, где рост дрожжевых клеток-хозяев в среде указывает на то, что вариант белка, экспонированный в дрожжевой клетке-хозяине, является антагонистом представляющего интерес белка-мишени.[0022] In other embodiments, activation of a target protein of interest reduces the growth of host yeast cells. In this case, the yeast periplasmic display library can be screened for an antagonist of the target protein of interest by culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library in a medium wherein growth of the yeast host cells in the medium indicates that the protein variant , exposed in a yeast host cell, is an antagonist of the target protein of interest.

[0023] В другом варианте осуществления изобретение относится к библиотеке дрожжевого периплазматического дисплея, содержащей множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит: a) слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, слитый с антителом, для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител; и b) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и является доступным для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.[0023] In another embodiment, the invention relates to a yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains: a) a fusion protein comprising a periplasmic anchor protein fused to an antibody for yeast periplasmic display a host cell, wherein the antibody displayed is different in each host yeast cell such that a plurality of host yeast cells display a plurality of antibodies; and b) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

[0024] Представляющий интерес мембранный белок-мишень может представлять собой, например, рецептор, ионный канал и переносчик. В некоторых вариантах осуществления представляющий интерес мембранный белок-мишень содержит мутацию, которая повышает или снижает его активность.[0024] The target membrane protein of interest may be, for example, a receptor, an ion channel, and a transporter. In some embodiments, the target membrane protein of interest contains a mutation that increases or decreases its activity.

[0025] Антитела, которые могут экспонироваться с представляющим интерес мембранным белком-мишенью, могут включать, но не ограничиваются ими, моноклональные антитела, химерные антитела, гуманизированные антитела, наноантитела, рекомбинантные фрагменты антител, Fab-фрагменты, Fab'-фрагменты, F(ab')2-фрагменты, Fv-фрагменты и scFv-фрагменты.[0025] Antibodies that can be displayed with a target membrane protein of interest may include, but are not limited to, monoclonal antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, nanoantibodies, recombinant antibody fragments, Fab fragments, Fab' fragments, F( ab') 2 fragments, F v fragments and scFv fragments.

[0026] В определенных вариантах осуществления библиотека дрожжевого периплазматического дисплея дополнительно содержит репортерную систему, содержащую репортерный ген, функционально связанный с индуцибельным промотором, который активируется, когда активируется представляющий интерес мембранный белок-мишень, чтобы позволить детекцию увеличения или снижения активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью. Например, репортерный ген может представлять собой алиментарный маркер (например, HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1), маркер резистентности к антибиотикам (например, сообщает резистентность к антибиотику, такому как генетицин (например, aphA1), зеоцин (например, ble), гигромицин B, ноурсеотрицин или биалафос), флуоресцентный маркер (например, зеленый флуоресцентный белок, красный флуоресцентный белок, синий флуоресцентный белок, голубой флуоресцентный белок, желтый флуоресцентный белок и оранжевый флуоресцентный белок), биолюминесцентный маркер (например, люцифераза или экворин), или маркер контрселекции (например, CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK). В определенных вариантах осуществления репортерный ген представляет собой селективный маркер, так что повышение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью выявляется по росту дрожжевых клеток-хозяев на позитивной селективной среде. В других вариантах осуществления репортерный ген представляет собой маркер контрселекции, так что снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью выявляется по росту дрожжевых клеток-хозяев на среде, содержащей агент контрселекции.[0026] In certain embodiments, the yeast periplasmic display library further comprises a reporter system comprising a reporter gene operably linked to an inducible promoter that is activated when the target membrane protein of interest is activated to allow detection of an increase or decrease in the activity of the membrane protein of interest - target when the antibody binds to a target membrane protein of interest. For example, the reporter gene may be a nutritional marker (e.g., HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3, and TRP1), an antibiotic resistance marker (e.g., conferring resistance to an antibiotic such as geneticin (e.g., aphA1), zeocin (e.g., ble), hygromycin B, nourseothricin or bialaphos), fluorescent marker (eg green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein and orange fluorescent protein), bioluminescent marker (eg luciferase or aequorin) , or a counterselection marker (e.g., CAN1, URA3, MET15, TRP1, and TK). In certain embodiments, the reporter gene is a selectable marker such that an increase in the activity of a target membrane protein of interest upon binding of an antibody to the target membrane protein of interest is detected by the growth of host yeast cells on positive selection media. In other embodiments, the reporter gene is a counterselection marker such that a decrease in the activity of the target membrane protein of interest upon binding of the antibody to the target membrane protein of interest is detected by the growth of host yeast cells on the medium containing the counterselection agent.

[0027] В определенных вариантах осуществления представляющий интерес мембранный белок-мишень представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR), например, экзогенный GPCR, такой как GPCR млекопитающего (например, из человека или не являющегося человеком примата, грызуна, лабораторного животного, домашнего скота). В определенных вариантах осуществления GPCR млекопитающего представляет собой GPCR человека, выбранный из группы, состоящей из CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR и AT1R.[0027] In certain embodiments, the target membrane protein of interest is a G protein-coupled receptor (GPCR), e.g., an exogenous GPCR, such as a mammalian GPCR (e.g., from a human or non-human primate, rodent, laboratory animal, livestock). In certain embodiments, the mammalian GPCR is a human GPCR selected from the group consisting of CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2 , CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR and AT1R.

[0028] В определенных вариантах осуществления библиотека дрожжевого периплазматического дисплея дополнительно содержит сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяина.[0028] In certain embodiments, the yeast periplasmic display library further comprises an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered Gα subunit is capable of activating a detectable pheromone response in a host yeast cell.

[0029] В определенных вариантах осуществления сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы G(дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα. Например, дрожжевая субъединица G(может принадлежать семейству G-белков Gαi, Gαq, Gαs или Gαo. В химерной субъединице G(по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей могут быть заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 20 C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего. В другом варианте осуществления химерная субъединица G(содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток дрожжевой субъединицы Gα.[0029] In certain embodiments, the engineered G(subunit) is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of a yeast G(subunit) and the C-terminal domain of an exogenous Gα subunit. For example, a yeast G(subunit) may belong to the family G proteins Gαi, Gαq, Gαs, or Gαo. In a chimeric G(subunit), at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) can be replaced by the corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit, such that the chimeric G(subunit is capable of activation by Mammalian GPCR In some embodiments, at least 20 C-terminal residues of the yeast G subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G subunit such that the chimeric G subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. In another embodiment, the chimeric G subunit contains at least 41 N-terminal residues of the yeast Gα subunit.

[0030] Иллюстративные субъединицы G(млекопитающего включают G альфа-S, G альфа-I, G альфа-O, G альфа-T, G альфа-Z, G альфа-Q, G альфа-11, G альфа-12, G альфа-13 и трансдуцин.[0030] Exemplary mammalian G subunits include G alpha-S, G alpha-I, G alpha-O, G alpha-T, G alpha-Z, G alpha-Q, G alpha-11, G alpha-12, G alpha-13 and transducin.

[0031] В некоторых вариантах осуществления представляющий интерес GPCR-мишень обладает конститутивной независимой от лиганда активностью. В других вариантах осуществления лиганд добавляют для активации представляющего интерес GPCR-мишени.[0031] In some embodiments, the target GPCR of interest has constitutive ligand-independent activity. In other embodiments, a ligand is added to activate a GPCR target of interest.

[0032] В определенных вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой гаплоидную или диплоидную дрожжевую клетку-хозяина. В определенных вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3 или Δmat. Штамм Δmat может содержать, например, удаленный или инактивированный локус MAT(или удаленный или инактивированный локус MATa.[0032] In certain embodiments, the yeast host cell is a haploid or diploid yeast host cell. In certain embodiments, the host yeast cell is a Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3, or Δmat strain. The Δmat strain may contain, for example, a deleted or inactivated MAT locus (or a deleted or inactivated MATa locus.

[0033] В другом варианте осуществления дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит модифицированный белок CLN3, содержащий C-концевое укорочение, которое повышает содержание CLN3 в дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с белком CLN3 дикого типа. Например, модифицированный белок CLN3 может сохранять по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-387 или 1-408 белка CLN3 дикого типа, или любое количество N-концевых аминокислот в этих диапазонах, такое как 1-388, 1-389, 1-390, 1-391, 1-392, 1-393, 1-394, 1-395, 1-396, 1-397, 1-398, 1-399, 1-400, 1-401, 1-402, 1-403, 1-404, 1-405, 1-406, 1-407 или 1-408, где C-концевое укорочение содержит делецию всех или некоторых из остальных остатков белка CLN3 дикого типа.[0033] In another embodiment, the yeast host cell further comprises a modified CLN3 protein containing a C-terminal truncation that increases the CLN3 content of the yeast host cell compared to wild-type CLN3 protein. For example, a modified CLN3 protein may retain at least the N-terminal amino acids 1-387 or 1-408 of the wild-type CLN3 protein, or any number of N-terminal amino acids in these ranges, such as 1-388, 1-389, 1-390 , 1-391, 1-392, 1-393, 1-394, 1-395, 1-396, 1-397, 1-398, 1-399, 1-400, 1-401, 1-402, 1 -403, 1-404, 1-405, 1-406, 1-407, or 1-408, where the C-terminal truncation contains a deletion of all or some of the remaining residues of the wild-type CLN3 protein.

[0034] В другом варианте осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1 для селекции антител-антагонистов GPCR.[0034] In another embodiment, the yeast host cell is a GPCR antagonist antibody selection strain FAR1.

[0035] В другом варианте осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов GPCR.[0035] In another embodiment, the yeast host cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selecting GPCR agonist antibodies.

[0036] В другом аспекте изобретение относится к библиотеке дрожжевого периплазматического дисплея, содержащей множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит: a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител, где антитело связано с сигнальной последовательностью, которая обеспечивает транспорт в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина; и b) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.[0036] In another aspect, the invention relates to a yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains: a) an antibody for display in the periplasmic space of the yeast host cell, wherein the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of host yeast cells display a plurality of antibodies, wherein the antibody is linked to a signal sequence that allows transport into the periplasm of the host yeast cell, the plasma membrane or cell wall, such that the antibody is displayed in the periplasmic space of the yeast host cell ; and b) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

[0037] В другом аспекте изобретение относится к способу получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, описанной в настоящем описании, причем способ включает: a) предоставление множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки, где каждый рекомбинантный полинуклеотид кодирует отличающийся слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, слитый с отличающимся антителом, для дисплея; b) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев множеством рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки; c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; и d) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию слитых белков и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическом пространстве, и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране (т.е., где он доступен для связывания экспонированным антителом). В определенных вариантах осуществления в экспрессирующих векторах предоставлены рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий представляющий интерес мембранный белок-мишень. В других вариантах осуществления рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки или представляющий интерес мембранный белок-мишень, встраиваются в геном дрожжевой клетки-хозяина в локусе-мишени.[0037] In another aspect, the invention relates to a method for producing the yeast periplasmic display library described herein, the method comprising: a) providing a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins, wherein each recombinant polynucleotide encodes a different fusion protein comprising a periplasmic anchor protein, fused to a different antibody, for display; b) transfecting a plurality of yeast host cells with a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins; c) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; and d) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of the fusion proteins and the target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell displays a different antibody in the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane ( i.e., where it is available for binding by the exposed antibody). In certain embodiments, expression vectors provide recombinant polynucleotides encoding fusion proteins or a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest. In other embodiments, recombinant polynucleotides encoding fusion proteins or a target membrane protein of interest are inserted into the genome of a host yeast cell at the target locus.

[0038] В другом аспекте изобретение относится к способу получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, причем способ включает: a) предоставление множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих антитела, для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител; b) предоставление второго рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом так, что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев первым множеством рекомбинантных полинуклеотидов и вторым рекомбинантным полинуклеотидом; d) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; и e) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию антител, периплазматического якорного белка и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическом пространстве и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране, с получением библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея.[0038] In another aspect, the invention relates to a method for producing a yeast periplasmic display library, the method comprising: a) providing a plurality of recombinant antibody-encoding polynucleotides for display in the periplasmic space of a host yeast cell, wherein the displayed antibody is different in each yeast cell; host, such that a plurality of host yeast cells exhibit a plurality of antibodies; b) providing a second recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein, wherein the periplasmic anchor protein is linked to an antibody such that the antibody is exposed in the periplasmic space; c) transfecting a plurality of host yeast cells with a first plurality of recombinant polynucleotides and a second recombinant polynucleotide; d) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; and e) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of antibodies, a periplasmic anchor protein, and a target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell displays a different antibody in the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane to obtain a yeast periplasmic display library.

[0039] Экспрессия слитых белков и представляющего интерес мембранного белка-мишени обычно зависит от присутствия промотора, который может быть включен в вектор или в хромосомный локус, в который встроены рекомбинантные полинуклеотиды. Промотор может представлять собой конститутивный или индуцибельный промотор. В определенных вариантах осуществления каждый рекомбинантный полинуклеотид содержит промотор, функционально связанный с полинуклеотидом, кодирующим слитый белок или представляющий интерес мембранный белок-мишень. Рекомбинантный полинуклеотид может быть предоставлен в векторе, содержащем промотор. В других вариантах осуществления хромосомный локус-мишень содержит промотор, который становится функционально связанным с полинуклеотидом, кодирующим слитый белок или представляющий интерес мембранный белок-мишень, который встраивается в хромосомный локус-мишень.[0039] Expression of the fusion proteins and the target membrane protein of interest typically depends on the presence of a promoter, which may be included in a vector or in a chromosomal locus into which the recombinant polynucleotides are inserted. The promoter may be a constitutive or inducible promoter. In certain embodiments, each recombinant polynucleotide contains a promoter operably linked to a polynucleotide encoding a fusion protein or target membrane protein of interest. The recombinant polynucleotide may be provided in a vector containing a promoter. In other embodiments, the chromosomal target locus comprises a promoter that becomes operably linked to a polynucleotide encoding a fusion protein or target membrane protein of interest that is inserted into the chromosomal target locus.

[0040] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает введение в множество дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.[0040] In another embodiment, the method further includes introducing into a plurality of yeast host cells a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the host yeast cell.

[0041] В другом варианте осуществления изобретение относится к нацеливающему в периплазму экспрессирующему вектору, содержащему: a) полинуклеотид, кодирующий сигнальный пептид; b) участок клонирования, пригодный для вставки в рамке считывания полинуклеотида, кодирующего вариант белка, после полинуклеотида, кодирующего сигнальный пептид; c) полинуклеотид, кодирующий заякоривающий на плазматической мембране гликофосфатидилинозитол (GPI)-домен, расположенный так, чтобы вектор был способен продуцировать слитый белок, содержащий сигнальный пептид и вариант белка, слитый с заякоривающим на плазматической мембране GPI-доменом; и d) промотор, функционально связанный с последовательностями, кодирующими слитый белок. В одном варианте осуществления сигнальный пептид содержит сигнальную последовательность препро-альфа-фактора. В другом варианте осуществления участок клонирования содержит один или более участков рестрикции. В определенных вариантах осуществления заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина, такой как, но не ограничиваясь ими, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7. В другом варианте осуществления нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор дополнительно содержит полинуклеотид, кодирующий линкер, где указанный полинуклеотид, кодирующий линкер, находится между участком клонирования и полинуклеотидом, кодирующим заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен. Линкер может дополнительно содержать метку. В другом варианте осуществления нацеливающий на периплазму экспрессирующий вектор дополнительно содержит селективный маркер.[0041] In another embodiment, the invention provides a periplasmic targeting expression vector comprising: a) a polynucleotide encoding a signal peptide; b) a cloning site suitable for inserting in frame a polynucleotide encoding a protein variant after a polynucleotide encoding a signal peptide; c) a polynucleotide encoding a plasma membrane-anchoring glycophosphatidylinositol (GPI) domain, positioned such that the vector is capable of producing a fusion protein comprising a signal peptide and a variant protein fused to the plasma membrane-anchoring GPI domain; and d) a promoter operably linked to the fusion protein coding sequences. In one embodiment, the signal peptide comprises a prepro-alpha factor signal sequence. In another embodiment, the cloning site contains one or more restriction sites. In certain embodiments, the plasma membrane-anchoring GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain, such as, but not limited to, a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7. In another embodiment, the periplasmic-targeting expression vector further comprises a polynucleotide encoding a linker, wherein the polynucleotide encoding the linker is located between the cloning site and the polynucleotide encoding a plasma membrane anchoring GPI domain. The linker may further comprise a label. In another embodiment, the periplasmic-targeting expression vector further comprises a selectable marker.

[0042] В другом аспекте изобретение относится к способу получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, описанной в настоящем описании, причем способ включает: a) предоставление множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих варианты антител, где каждый рекомбинантный полинуклеотид кодирует отличающийся вариант антитела; b) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев нацеливающим в периплазму экспрессирующим вектором, описанным в настоящем описании, c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев множеством рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих варианты антител, где в каждой дрожжевой клетке-хозяине, рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий вариант антитела, встроен в участок клонирования нацеливающего в периплазму экспрессирующего вектора посредством гомологичной рекомбинации, чтобы позволить экспрессию слитого белка, содержащего периплазматический якорный белок, слитый с вариантом антитела, для дисплея; c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; и d) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию слитых белков и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическом пространстве и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране (т.е., где он доступен для связывания экспонированным антителом). В другом варианте осуществления способ дополнительно включает введение в множество дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.[0042] In another aspect, the invention relates to a method for producing the yeast periplasmic display library described herein, the method comprising: a) providing a plurality of recombinant polynucleotides encoding antibody variants, wherein each recombinant polynucleotide encodes a different antibody variant; b) transfecting a plurality of yeast host cells with the periplasmic targeting expression vector described herein, c) transfecting a plurality of yeast host cells with a plurality of recombinant polynucleotides encoding antibody variants, wherein in each yeast host cell, a recombinant polynucleotide encoding an antibody variant, inserted into the cloning site of a periplasmic-targeting expression vector by homologous recombination to allow expression of a fusion protein containing a periplasmic anchor protein fused to a variant antibody for display; c) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; and d) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of the fusion proteins and the target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell displays a different antibody in the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane (i.e. .e., where it is available for binding by the exposed antibody). In another embodiment, the method further comprises introducing into a plurality of host yeast cells a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the host yeast cell.

[0043] В другом аспекте изобретение относится к способу скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, содержащей репортерную систему, как описано в настоящем описании, в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, описанной в настоящем описании, в селективной среде; и детекцию экспрессию репортерного гена, где увеличенная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело увеличивает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, и сниженная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело снижает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени.[0043] In another aspect, the invention provides a method of screening a yeast periplasmic display library containing a reporter system as described herein for an antibody that modulates the activity of a target membrane protein of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast cells -hosts of the yeast periplasmic display library described herein in a selective environment; and detecting reporter gene expression, wherein increased expression of the reporter gene indicates that the antibody increases the activity of the target membrane protein of interest, and decreased expression of the reporter gene indicates that the antibody reduces the activity of the target membrane protein of interest.

[0044] Иллюстративные репортерные гены включают алиментарный маркер (например, HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1), маркер резистентности к антибиотику (например, сообщает резистентность к антибиотику, такому как генетицин (aphA1), зеоцин (ble), гигромицин B, ноурсеотрицин и биалафос), флуоресцентный маркер (например, зеленый флуоресцентный белок, красный флуоресцентный белок, синий флуоресцентный белок, голубой флуоресцентный белок, желтый флуоресцентный белок и оранжевый флуоресцентный белок), биолюминесцентный маркер (например, люцифераза или экворин) и маркер контрселекции (например, CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK).[0044] Exemplary reporter genes include a nutritional marker (e.g., HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3, and TRP1), an antibiotic resistance marker (e.g., communicates resistance to an antibiotic such as geneticin (aphA1), zeocin (ble), hygromycin B, nourseothricin and bialaphos), a fluorescent marker (eg, green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and orange fluorescent protein), a bioluminescent marker (eg, luciferase or aequorin), and a counterselection marker ( for example CAN1, URA3, MET15, TRP1 and TK).

[0045] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает положительную селекцию в отношении экспрессии алиментарного маркера, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде с дефицитом питательных веществ указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.[0045] In another embodiment, the method further includes positive selection for expression of a nutritional marker, wherein growth of the host yeast cells in a selective nutrient-deficient environment indicates that the target membrane protein of interest is activated.

[0046] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает положительную селекцию в отношении экспрессии маркера резситентности к антибиотику, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде, содержащей антибиотик, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.[0046] In another embodiment, the method further includes positive selection for expression of an antibiotic resistance marker, wherein growth of the host yeast cells in the selective medium containing the antibiotic indicates that the target membrane protein of interest is activated.

[0047] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает положительную селекцию для экспрессии флуоресцентного маркера, где детекция флуоресценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.[0047] In another embodiment, the method further includes positive selection for expression of a fluorescent marker, wherein detection of fluorescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated.

[0048] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает положительную селекцию в отношении экспрессии биолюминесцентного маркера, где детекция биолюминесценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.[0048] In another embodiment, the method further includes positive selection for expression of a bioluminescent marker, wherein detection of bioluminescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated.

[0049] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает отрицательную селекцию в отношении маркера контрселекции, где снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании экспонированного антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью определяют по росту дрожжевых клеток-хозяев в среде, содержащей средство, которое позволяет проводить селекцию против клеток, экспрессирующих маркер контрселекции.[0049] In another embodiment, the method further includes negative selection against a counterselection marker, wherein the reduction in activity of the target membrane protein of interest upon binding of the exposed antibody to the target membrane protein of interest is determined by the growth of host yeast cells in a medium containing the agent, which allows selection against cells expressing a counterselection marker.

[0050] В другом варианте осуществления изобретение относится к способу скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес GPCR-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея в среде, где детекция активации или ингибирования ответа феромонов по меньшей мере в одной дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с контрольной дрожжевой клеткой-хозяином, не имеющей антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве, указывает на то, что экспонированное антитело в указанной по меньшей мере одной дрожжевой клетке-хозяине связывает и модулирует активность GPCR. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает приведение в контакт GPCR человека с лигандом. В других вариантах осуществления GPCR имеет конститутивную лиганд-независимую активность.[0050] In another embodiment, the invention provides a method of screening a yeast periplasmic display library for an antibody that modulates the activity of a GPCR target of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library in an environment where detection activation or inhibition of the pheromone response in at least one yeast host cell compared to a control yeast host cell that does not have antibody exposed in the periplasmic space, indicates that the exposed antibody in the at least one yeast host cell binds and modulates GPCR activity. In some embodiments, the method further includes contacting the human GPCR with a ligand. In other embodiments, the GPCR has constitutive ligand-independent activity.

[0051] В определенных вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин содержит сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине. В определенных вариантах осуществления сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен дрожжевой субъединицы G(и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα. Например, дрожжевая субъединица G(может принадлежать к семейству G-белков Gαi, Gαq, Gαs или Gαo. В химерной субъединице G(по меньшей мере пять C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(могут быть заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающих. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 20 C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающих, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающих. В другом варианте осуществления химерная субъединица G(содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток дрожжевой субъединицы Gα. Иллюстративные субъединицы G(млекопитающих включают G альфа-S, G альфа-I, G альфа-O, G альфа-T, G альфа-Z, G альфа-Q, G альфа-11, G альфа-12, G альфа-13 и трансдуцин.[0051] In certain embodiments, the yeast host cell contains an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the yeast host cell. In certain embodiments, the engineered G subunit is a chimeric a G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of the yeast G subunit and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit. For example, the yeast G subunit may belong to the Gαi, Gαq, Gαs, or Gαo family of G proteins. In a chimeric the G subunit, at least five C-terminal residues of the yeast G subunit may be replaced by the corresponding C-terminal residues of the mammalian G subunit, such that the chimeric G subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. In some embodiments, at least 20 C- terminal residues of the yeast G subunit are replaced by the corresponding C-terminal residues of the mammalian G subunit, so that the chimeric G subunit is capable of activation by the mammalian GPCR. In another embodiment, the chimeric G(subunit) contains at least 41 N-terminal residues of the yeast Gα subunit. Exemplary mammalian G(subunits) include G alpha-S, G alpha-I, G alpha-O, G alpha-T, G alpha- Z, G alpha-Q, G alpha-11, G alpha-12, G alpha-13 and transducin.

[0052] В определенных вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, где ингибирование ответа феромонов посредством антитела, действующего в качестве антагониста, который связывает и ингибирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к прекращению остановки клеточного цикла и росту дрожжевой клетки-хозяина. В других вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном, где активация ответа феромонов посредством антитела, действующего в качестве агониста, который связывает и активирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к повышению экспрессии репортерного гена.[0052] In certain embodiments, the host yeast cell is a FAR1 strain, wherein inhibition of the pheromone response by an antibody acting as an antagonist that binds and inhibits GPCRs in the host yeast cell results in cell cycle arrest and growth of the yeast cell. owner. In other embodiments, the yeast host cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene, wherein activation of the pheromone response by an antibody acting as an agonist that binds and activates a GPCR in the yeast host cell results in to increase reporter gene expression.

[0053] В другом аспекте изобретение относится к дрожжевой клетке-хозяину, содержащей: a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; и c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.[0053] In another aspect, the invention relates to a yeast host cell comprising: a) an antibody for display in the periplasmic space of the yeast host cell, b) a periplasmic anchor protein, wherein the periplasmic anchor protein is linked to the antibody such that the antibody is displayed in the periplasmic space ; and c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

[0054] В другом аспекте изобретение относится к антителу, связанному с периплазматическим якорным белком. В некоторых вариантах осуществления, в котором антитело продуцируется в дрожжевой клетке-хозяине, антитело локализуется в периплазмамтическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина. В некоторых вариантах осуществления антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны друг с другом посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны ковалентной непептидной связью в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь. В некоторых вариантах осуществления антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.[0054] In another aspect, the invention provides an antibody coupled to a periplasmic anchor protein. In some embodiments, in which the antibody is produced in a host yeast cell, the antibody is localized in the periplasmic space of the host yeast cell. In some embodiments, the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked to each other through molecular binding interactions in the complex or are linked by a covalent non-peptide bond in the complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond. In some embodiments, the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein.

[0055] В другом аспекте изобретение относится к способу локализации антитела в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, включающему связывание антитела с периплазматическим якорным белком, так чтобы антитело локализовалось в периплазматическом пространстве. В некоторых вариантах осуществления антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь. В некоторых вариантах осуществления антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.[0055] In another aspect, the invention provides a method of localizing an antibody to the periplasmic space of a yeast host cell, comprising binding the antibody to a periplasmic anchor protein such that the antibody is localized to the periplasmic space. In some embodiments, the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or linked through a covalent non-peptide bond in a complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond. In some embodiments, the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein.

[0056] В другом аспекте изобретение относится к набору, содержащему библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея, описанную в настоящем описании, и инструкции по скринингу множества вариантов белков в отношении их способности связывать и/или модулировать активность представляющего интерес белка-мишени.[0056] In another aspect, the invention provides a kit containing the yeast periplasmic display library described herein and instructions for screening multiple protein variants for their ability to bind and/or modulate the activity of a target protein of interest.

[0057] Эти и другие варианты осуществления настоящего изобретения станут хорошо понятными специалистам в данной области с учетом настоящего описания.[0057] These and other embodiments of the present invention will become readily apparent to those skilled in the art with reference to the present description.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0058] На фиг.1A-1D представлен новый способ дисплея дрожжевых клеток для скрининга антител, которые модулируют функцию GPCR. На фиг.1A представлена уникальная комбинация 1) функционального сопряжения GPCR человека-дрожжи с 2) секрецией аффинной молекулы и 3) локализацией аффинной молекулы вместе в высокопроизводимой в высокой степени модифицируемой дрожжевой клеточной платформы. Функциональный надлежащим образом свернутый GPCR обеспечивает ScFv (которые могут легко конвертироваться в IgG-антитела) или наноантитела, которые более вероятно будут функционировать в качестве терапевтических средств в контексте организма человека. На фиг.1B представлено использование "штамма для селекции антагонистов" для поиска антагонистов. На фиг.1C представлено применение "штамма для селекции агонистов" для поиска агонистов. Посредством изменения логики репортеров и селективных маркеров, сопряженных с выходом системы ответа феромонов, платформу можно использовать для селекции агонистов или антагонистов. На фиг.1D показано, что прямой функциональный скрининг обеспечивает терапевтические антитела-кандидаты, которые в норме были бы упущены при традиционном скрининге, что может обеспечить новые способы связывания и функциональное модулирование мишеней GPCR. Вследствие простоты проведения способов генной инженерии в дрожжах, можно корректировать как уровни экспрессии антител, так и уровни экспрессии GPCR, и приспособить селективные и поддающиеся скринингу репортеры так, чтобы они были очень чувствительными. Оба из них позволяют найти низкоаффинные, но функциональные кандидаты, которые можно без труда позднее подвергать созреванию аффинности.[0058] Figures 1A-1D present a new method for displaying yeast cells to screen for antibodies that modulate GPCR function. Figure 1A presents a unique combination of 1) functional coupling of human-yeast GPCRs with 2) secretion of an affinity molecule and 3) localization of the affinity molecule together in a highly productive, highly modifiable yeast cell platform. A functional, properly folded GPCR provides ScFvs (which can be easily converted into IgG antibodies) or nanoantibodies that are more likely to function as therapeutics in the context of the human body. FIG. 1B illustrates the use of an "antagonist selection strain" to search for antagonists. FIG. 1C illustrates the use of an "agonist selection strain" to search for agonists. By changing the logic of reporters and selectable markers coupled to the output of the pheromone response system, the platform can be used to select agonists or antagonists. Figure 1D shows that direct functional screening provides therapeutic antibody candidates that would normally be missed by traditional screening, which may provide novel binding modes and functional modulation of GPCR targets. Because of the ease of genetic engineering techniques in yeast, it is possible to adjust both antibody expression levels and GPCR expression levels, and tailor selective and screenable reporters to be highly sensitive. Both of these allow one to find low-affinity but functional candidates that can be easily subjected to affinity maturation later.

[0059] На фиг.2 представлен способ снижения фонового уровня/ложноположительных результатов в "анализе гало". 107 клеток родительского штамма (слева) и текущего платформенного штамма (NIY326, справа) высевали на среду с агаром. На чашку помещали диск фильтровальной бумаги и на нее наносили в виде пятна 3 мкл 1 мМ альфа-фактора. Зону без роста в ответ на лиганд (желаемый фенотипический ответ) наблюдали в обоих случаях, однако в родительском штамме (слева) возникают мутанты-супрессоры и вырастают в колонии в присутствии феромона (колонии в области гало). В платформенном штамме NI326 (справа), фоновая скорость была снижена до ~10-7, что было продемонстрировано прозрачной зоной гало и отсутствием фоновых супрессорных мутаций, которые могли бы выступать в качестве ложноположительных результатов при селекции антагониста.[0059] Figure 2 illustrates a method for reducing background/false positives in a "halo assay". 10 7 cells of the parental strain (left) and the current platform strain (NIY326, right) were plated on agar medium. A disk of filter paper was placed on the dish and 3 μl of 1 mM alpha factor was applied as a spot. A zone of no growth in response to the ligand (the desired phenotypic response) was observed in both cases, but suppressor mutants emerged in the parental strain (left) and grew into colonies in the presence of the pheromone (halo colonies). In the platform strain NI326 (right), the background rate was reduced to ~10 -7 , as demonstrated by the clear halo zone and the absence of background suppressor mutations that could act as false positives for antagonist selection.

[0060] На фиг.3 представлена структура и концепция нацеливающего вектора для аффинной молекулы. Авторы изобретения клонировали аффинную молекулу ниже сигнала секреции и выше линкера и заякоривающего на внеклеточной мембране GPI-домена. При экспрессии в клетках белок секретируется во внеклеточное пространство, а затем GPI-домен процессируется, оставляя домен с GPI, который связывает с мембраной, который привязывает аффинные молекулы к этой клетке и оставляет их свободными для взаимодействия с GPCR-мишенью на ее внеклеточной поверхности.[0060] Figure 3 illustrates the structure and concept of a targeting vector for an affinity molecule. We cloned an affinity molecule downstream of the secretion signal and upstream of the linker and extracellular membrane-anchoring GPI domain. When expressed in cells, the protein is secreted into the extracellular space and the GPI domain is then processed, leaving a GPI domain that binds to the membrane, which tethers affinity molecules to that cell and leaves them free to interact with the GPCR target on its extracellular surface.

[0061] На фиг.4A и 4B представлено подтверждение экспрессии аффинной молекулы/нацеливающего вектора. На фиг.4A показано, что, если экспрессированное наноантитело против GFP надлежащим образом сворачивается и локализуется, GFP, примененный снаружи клетки (после расщепления клеточной стенки), должен метить клеточную мембрану. На фиг.4B представлены изображения дрожжей, экспрессирующих наноантитело против GFP с использованием нацеливающего вектора авторов изобретения, после расщепления клеточной стенки и применения очищенного белка GFP, которые указывают на связывание GFP с мембраной. Не наблюдали флуоресценции в контрольных клетках (данные не представлены). Слева, светлое поле; справа, канал GFP.[0061] Figures 4A and 4B provide confirmation of expression of the affinity molecule/targeting vector. Figure 4A shows that if the expressed anti-GFP nanoantibody is properly folded and localized, GFP applied outside the cell (after cell wall cleavage) should label the cell membrane. Figure 4B shows images of yeast expressing an anti-GFP nanoantibody using our targeting vector after cell wall digestion and application of purified GFP protein, which indicate GFP binding to the membrane. No fluorescence was observed in control cells (data not shown). Left, light field; right, GFP channel.

[0062] На фиг.5A и 5B представлено подтверждение зависимости от плазмиды клонов, резистентных к альфа-фактору. На фиг.5A представлена схема стратегии. На фиг.5B представлен пример клона-"кандидата", который демонстрировал резистентный к альфа-фактору рост при исследовании посредством анализа гало, а затем продемонстрировал отсутствие резистентности после выключения плазмиды.[0062] Figures 5A and 5B provide confirmation of plasmid dependence of alpha factor resistant clones. FIG. 5A shows a diagram of the strategy. Figure 5B shows an example of a "candidate" clone that exhibited alpha-factor resistant growth when tested by halo assay and then exhibited no resistance after plasmid knockout.

[0063] На фиг.6 представлена схема технологического потока.[0063] Figure 6 is a process flow diagram.

[0064] На фиг.7 представлено воздействие на скорость роста дрожжевых клеток посредством активации каннабиноидного рецептора типа 2 (рецептор CB2) с использованием агонистов домена VHH, экспонированных в периплазматическом пространстве различными способами.[0064] Figure 7 shows the effect on the growth rate of yeast cells through activation of the cannabinoid receptor type 2 (CB2 receptor) using VHH domain agonists exposed in the periplasmic space in various ways.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0065] Множество терапевтических мишеней при таких заболеваниях, как злокачественная опухоль и воспаление, вовлекают связанные с клеточной мембраной белки. Однако многие связанные с клеточной мембраной белки, обладающие наибольшим терапевтическим потенциалом для оказывающих большое влияние заболеваний, трудно преобразовать в лекарственное средство. Хотя низкомолекулярные соединения, влияющие на функцию этих белков, найти легко, они часто являются неспецифическими. В отличие от низкомолекулярных соединений, антитела и родственные аффинные молекулы (например, наноантитела, и ScFv и Fab), являются привлекательным классом терапевтических средств вследствие их потенциально более высокой специфичности, функционального разнообразия и фармакологических свойств. Кроме того, антитела могут лучше взаимодействовать с внеклеточными доменами и петлями, которые могут модулировать структуру (и, таким образом, функцию) связанных с клеточной мембраной белков, таких как GPCR, более сложными путями, чем низкомолекулярные соединения. Однако на сегодняшний день в США не существует ни одного одобренного антительного терапевтического средства против GPCR, и существует только одно в мире, в Японии.[0065] Many therapeutic targets for diseases such as cancer and inflammation involve cell membrane-associated proteins. However, many cell membrane-associated proteins that have the greatest therapeutic potential for high-impact diseases are difficult to convert into drugs. Although small molecule compounds that affect the function of these proteins are easy to find, they are often nonspecific. In contrast to small molecules, antibodies and related affinity molecules (eg, nanoantibodies, and ScFvs and Fabs) are an attractive class of therapeutics due to their potentially higher specificity, functional diversity, and pharmacological properties. In addition, antibodies may better interact with extracellular domains and loops that can modulate the structure (and thus function) of cell membrane-associated proteins such as GPCRs in more complex ways than small molecule compounds. However, to date, there is no approved antibody therapeutic against GPCR in the United States, and there is only one in the world, in Japan.

[0066] Современные технологии дрожжевого и фагового дисплея идентифицируют антитела, которые прочно связывают, но часто не влияют на функцию связанных с клеточной мембраной белков, таких как GPCR. Используемые антигены часто представляют собой фрагменты, которые не репрезентируют функциональный белок, доступный для антитела in vivo, или представляют собой гетерогенно структурированные полноразмерные белковые препараты. Эта технология также не учитывает огромную долю общего функционального разнообразия, поскольку большинство антител никогда не подвергают функциональному анализу. Необходима высокопроизводительная платформа для прямой селекции антител, которые модулируют функцию связанных с клеточной мембраной белков, таких как GPCR.[0066] Modern yeast and phage display technologies identify antibodies that bind strongly, but often do not interfere with the function of cell membrane-associated proteins such as GPCRs. The antigens used are often fragments that do not represent a functional protein available to the antibody in vivo, or are heterogeneously structured full-length protein preparations. This technology also misses a huge proportion of the overall functional diversity, since most antibodies are never subjected to functional analysis. A high-throughput platform is needed for the direct selection of antibodies that modulate the function of cell membrane-associated proteins such as GPCRs.

[0067] Является значительно менее простой разработка антител, которые изменяют функцию связанных с клеточной мембраной белков, таких как GPCR (Jo 2015, Hutchings 2010). Это в первую очередь является следствием следующих проблем с множеством существующих решений: 1) отсутствуют используемые антигены. Антигены, происходящие из внеклеточных пептидов или фрагментов могут быть хорошо пригодными для разработки антител для вестерн-блоттинга, но не отражают структурно имеющие терапевтическое значение мишени. Кроме того, однородно функционально свернутый полноразмерный белок в липидах или детергентах может быть трудно получить в достаточных количествах для иммунизации, фагового дисплея или дрожжевого дисплея. 2) Антитела, отобранные вследствие их высокой аффинности, по большей части являются нефункциональными; они связываются с областями в белке, которые не влияют на функцию. 3) Технологии утрачивают значительную часть разнообразия антител и, таким образом, функциональность отобранных антител. Посредством селекции сначала антител, которые прочно связываются, и исключения остальных утрачивается значительная часть функционального разнообразия. Клеточные системы млекопитающих были созданы для функционального скрининга подгрупп антител-кандидатов аутокринным образом (Zhang 2014), которые частично решают проблему 2, но вследствие эффективности трансформации (~104) и ограниченной возможности конструировать подвергаемые селекции/скринингу результаты, они ограничены скринингом небольших подгрупп кандидатов.[0067] It is much less straightforward to develop antibodies that alter the function of cell membrane-associated proteins such as GPCRs (Jo 2015, Hutchings 2010). This is primarily a consequence of the following problems with many existing solutions: 1) there are no usable antigens. Antigens derived from extracellular peptides or fragments may be well suited for the development of antibodies for Western blotting, but do not structurally reflect therapeutic targets. In addition, uniformly functionally folded full-length protein in lipids or detergents may be difficult to obtain in sufficient quantities for immunization, phage display, or yeast display. 2) Antibodies selected for their high affinity are largely nonfunctional; they bind to regions in the protein that do not affect function. 3) Technologies lose much of the antibody diversity and thus the functionality of the selected antibodies. By first selecting antibodies that bind strongly and excluding others, much of the functional diversity is lost. Mammalian cell systems have been designed to functionally screen subsets of antibody candidates in an autocrine manner (Zhang 2014), which partially address problem 2, but due to transformation efficiency (~10 4 ) and limited ability to construct selectable/screenable outputs, they are limited to screening small subsets of candidates .

[0068] Инновация авторов настоящего изобретения включает комбинирование сопряжения связанного с клеточной мембраной белка с ответом феромонов дрожжей и экспрессии аффинных молекул, имеющих цис-действие в той же клетке, в высокопроизводительной платформе. Это позволяет прямую и высокопроизводительную функциональную селекцию аффинных молекул в периплазматическом пространстве дрожжей. Антитела и родственные аффинные молекулы представляют собой крупные молекулы с комплексными паттернами сворачивания, которые должны сохраняться для сохранения активности связывания. Хотя в неструктурированной форме короткие пептиды могут быть способны локализоваться в периплазматическом пространстве дрожжей, ранее не было известно, что антитела и родственные аффинные молекулы могут быть экспонированы в периплазматическом пространстве дрожжей и сохранять активность связывания.[0068] The present inventors' innovation involves combining cell membrane-bound protein coupling with yeast pheromone response and expression of affinity molecules having cis-action in the same cell in a high-throughput platform. This allows direct and high-throughput functional selection of affinity molecules in the yeast periplasmic space. Antibodies and related affinity molecules are large molecules with complex folding patterns that must be maintained to maintain binding activity. Although in unstructured form short peptides may be able to localize to the yeast periplasmic space, it was not previously known that antibodies and related affinity molecules could be exposed to the yeast periplasmic space and retain binding activity.

[0069] Для применения на практике настоящего изобретения могут использоваться, если нет иных указаний, общепринятые способы фармакологии, химии, биохимии, способы рекомбинантных ДНК и иммунологии, относящиеся к данной области. Такие способы полностью объяснены в литературе. См., например, High Throughput Screening: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, W.P. Janzen ed., Humana Press, 3rd edition, 2016); G Protein-Coupled Receptors: Structure, Signaling, and Physiology (S. Siehler and G. Milligan eds., Cambridge University Press, 2010); Handbook of Experimental Immunology, Vols. I-IV (D.M. Weir and C.C. Blackwell eds., Blackwell Scientific Publications); A.L. Lehninger, Biochemistry (Worth Publishers, Inc., current addition); Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd Edition, 2001); Methods In Enzymology (S. Colowick and N. Kaplan eds., Academic Press, Inc.).[0069] To practice the present invention, unless otherwise indicated, conventional methods of pharmacology, chemistry, biochemistry, recombinant DNA and immunology methods related to the art can be used. Such methods are fully explained in the literature. See, for example, High Throughput Screening: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, WP Janzen ed., Humana Press, 3rd edition, 2016); G Protein-Coupled Receptors: Structure, Signaling, and Physiology (S. Siehler and G. Milligan eds., Cambridge University Press, 2010); Handbook of Experimental Immunology, Vols. I-IV (DM Weir and CC Blackwell eds., Blackwell Scientific Publications); A. L. Lehninger, Biochemistry (Worth Publishers, Inc., current addition); Sambrook, et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual ( 3rd Edition, 2001); Methods In Enzymology (S. Colowick and N. Kaplan eds., Academic Press, Inc.).

[0070] Все цитированные в настоящем описании публикации, патенты и патентные заявки, как выше, так и ниже, включены в настоящее описание в качестве ссылок в полном объеме.[0070] All publications, patents and patent applications cited herein, both above and below, are incorporated herein by reference in their entirety.

I. ОПРЕДЕЛЕНИЯI. DEFINITIONS

[0071] При описании настоящего изобретения используются следующие термины, и подразумевается, что они определяются, как указано ниже.[0071] In describing the present invention, the following terms are used and are intended to be defined as defined below.

[0072] Следует отметить, что, как используют в настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения, форма единственного числа включает множественное число, если контекст явно не указывает на иное. Таким образом, например, указание на "клетку" включает смесь двух или более клеток, и т.п.[0072] It should be noted that, as used in the present description and in the accompanying claims, the singular form includes the plural unless the context clearly indicates otherwise. Thus, for example, reference to “cell” includes a mixture of two or more cells, etc.

[0073] Термин "приблизительно", в частности в отношении данного количества, охватывает отклонения в пределах плюс или минус пять процентов.[0073] The term "about", particularly with respect to a given amount, covers variations of plus or minus five percent.

[0074] Термин "приблизительно", в частности, в отношении данного количества, охватывает и описывает само данное количество.[0074] The term "about", particularly with respect to a given amount, covers and describes the given amount itself.

[0075] Термины "полипептид" и "белок" относятся к полимеру из аминокислотных остатков, и они не ограничиваются минимальной длиной. Таким образом, в определение входят пептиды, олигопептиды, димеры, мультимеры и т.п.Определение охватывает как полноразмерные белки, так и их фрагменты. Термины также включают модификации полипептида после экспрессии, например, гликозилирование, ацетилирование, фосфорилирование, гидроксилирование и т.п.Более того, для целей настоящего изобретения "полипептид" относится к белку, который включает модификации, такие как делеции, вставки и замены в нативной последовательности. Эти модификации могут быть преднамеренными, например, посредством сайт-направленного мутагенеза, или могут быть случайными, такими как путем мутаций у хозяев, которые продуцируют белки, или ошибок в ходе амплификации способом ПЦР.[0075] The terms "polypeptide" and "protein" refer to a polymer of amino acid residues and are not limited to a minimum length. Thus, the definition includes peptides, oligopeptides, dimers, multimers, etc. The definition covers both full-length proteins and their fragments. The terms also include post-expression modifications of the polypeptide, such as glycosylation, acetylation, phosphorylation, hydroxylation, and the like. Moreover, for purposes of the present invention, “polypeptide” refers to a protein that includes modifications, such as deletions, insertions, and substitutions in the native sequence . These modifications may be intentional, such as through site-directed mutagenesis, or may be accidental, such as through mutations in the hosts that produce the proteins or errors during PCR amplification.

[0076] Термин "антитело" охватывает моноклональные антитела, а также гибридные антитела, измененные антитела, химерные антитела и гуманизированные антитела. Термин "антитело" включает: гибридные (химерные) молекулы антител (см., например, Winter et al. (1991) Nature 349:293-299; и патент США №4816567); F(ab')2- и F(ab)-фрагменты; Fv-молекулы (нековалентные гетеродимеры, см., например, Inbar et al. (1972) Proc Natl Acad Sci USA 69:2659-2662; и Ehrlich et al. (1980) Biochem 19:4091-4096); одноцепочечные Fv-молекулы (scFv) (см., например, Huston et al. (1988) Proc Natl Acad Sci USA 85:5879-5883); наноантитела или однодоменные антитела (sdAb) (см., например, Wang et al. (2016) Int J Nanomedicine 11:3287-3303, Vincke et al. (2012) Methods Mol Biol 911:15-26; димерные и тримерные конструкции фрагментов антител; миниантитела (см., например, Pack et al. (1992) Biochem 31:1579-1584; Cumber et al. (1992) J Immunology 149B:120-126); гуманизированные молекулы антител (см., например, Riechmann et al. (1988) Nature 332:323-327; Verhoeyan et al. (1988) Science 239:1534-1536; и публикацию патента Великобритании №GB 2276169, опубликованную 21 сентября 1994 года); и любые функциональные фрагменты, получаемые из таких молекул, где такие фрагменты сохраняют свойства специфического связывания исходной молекулы антитела.[0076] The term "antibody" includes monoclonal antibodies, as well as hybrid antibodies, modified antibodies, chimeric antibodies and humanized antibodies. The term "antibody" includes: hybrid (chimeric) antibody molecules (see, for example, Winter et al. (1991) Nature 349:293-299; and US patent No. 4816567); F(ab') 2 - and F(ab) fragments; F v molecules (non-covalent heterodimers, see, for example, Inbar et al. (1972) Proc Natl Acad Sci USA 69:2659-2662; and Ehrlich et al. (1980) Biochem 19:4091-4096); single chain Fv molecules (scFv) (see, for example, Huston et al. (1988) Proc Natl Acad Sci USA 85:5879-5883); nanoantibodies or single domain antibodies (sdAbs) (see, for example, Wang et al. (2016) Int J Nanomedicine 11:3287-3303, Vincke et al. (2012) Methods Mol Biol 911:15-26; dimeric and trimeric fragment designs antibodies; mini-antibodies (see, for example, Pack et al. (1992) Biochem 31:1579-1584; Cumber et al. (1992) J Immunology 149B:120-126); humanized antibody molecules (see, for example, Riechmann et al. al (1988) Nature 332:323-327; Verhoeyan et al (1988) Science 239:1534-1536; and UK Patent Publication No. GB 2276169 published September 21, 1994); and any functional moieties derived from such molecules , where such fragments retain the specific binding properties of the original antibody molecule.

[0077] Выражение "специфически (или селективно) связывает" в отношении связывания антитела с антигеном (например, GPCR) относится к реакции связывания, которая определяет присутствие антигена в гетерогенной популяции белков и других биологических агентов. Таким образом, в предусматриваемых условиях иммуноанализа специфические антитела связываются с конкретным антигеном на уровне, по меньшей мере в два раза превышающем фоновый уровень, и по существу не связываются на значительном уровне с другими антигенами, присутствующими в образце. Специфическое связывание с антигеном в таких условиях может требовать антитела, которое отобрано по его специфичности в отношении конкретного антигена. Например, антитела, индуцированные в отношении антигена из конкретного вида, такого как крыса, мышь или человек, можно отбирать с получением только тех антител, которые являются специфически иммунореактивными в отношении антигена, но не других белков, за исключением полиморфных вариантов и аллелей. Эту селекцию можно осуществлять путем исключения антител, которые перекрестно реагируют с молекулами из другого вида. Для селекции антител, специфически иммунореактивных в отношении конкретного антигена, можно использовать различные форматы иммуноанализа. Например, твердофазный иммуноанализ ELISA обычно используют для селекции антител, специфически иммунореактивных в отношении белка (см., например, Harlow & Lane. Antibodies, A Laboratory Manual (1988), для описания форматов иммуноанализа и условий, которые можно использовать для определения специфической иммунореактивности). Как правило, специфическая или селективная реакция по меньшей мере в два раза превышает фоновый сигнал или шум и, более конкретно, более чем в 10-100 раз превышает фон.[0077] The expression "specifically (or selectively) binds" with respect to the binding of an antibody to an antigen (eg, a GPCR) refers to a binding reaction that determines the presence of an antigen in a heterogeneous population of proteins and other biological agents. Thus, under the intended conditions of the immunoassay, specific antibodies bind to a particular antigen at a level at least twice the background level, and essentially do not bind at a significant level to other antigens present in the sample. Specific binding to an antigen under such conditions may require an antibody that is selected for its specificity for a particular antigen. For example, antibodies raised against an antigen from a particular species, such as rat, mouse or human, can be selected to produce only those antibodies that are specifically immunoreactive against the antigen and not other proteins, excluding polymorphic variants and alleles. This selection can be accomplished by eliminating antibodies that cross-react with molecules from another species. Various immunoassay formats can be used to select antibodies that are specifically immunoreactive for a particular antigen. For example, ELISA is commonly used to select antibodies that are specifically immunoreactive for a protein (see, e.g., Harlow & Lane, Antibodies, A Laboratory Manual (1988), for a description of immunoassay formats and conditions that can be used to determine specific immunoreactivity) . Typically, the specific or selective response is at least twice the background signal or noise and, more specifically, more than 10 to 100 times the background.

[0078] Белок считают "взаимодействующим" с другим белком, если он связывается с ним специфически (например, по механизму типа "замок и ключ"), неспецифически или в некоторой комбинации специфического и неспецифического связывания. Первый белок "предпочтительно взаимодействует" со вторым белком, если он связывается (неспецифически и/или специфически) со вторым белком с большей аффинностью и/или большей специфичностью, чем с другими белками. Термин "аффинность" относится к силе связывания, и она может выражаться количественно в качестве константы диссоциации (Kd). Следует понимать, что специфическое связывание не обязательно требует взаимодействия между конкретными аминокислотными остатками и/или мотивами каждого белка. Например, в определенных вариантах осуществления первый белок может предпочтительно взаимодействовать со вторым белком, но, тем не менее, может быть способен связывать другие полипептиды на слабом, но, поддающемся обнаружению, уровне (например, 10% или менее от связывания, показанного для представляющего интерес полипептида). Как правило, слабое связывание или фоновое связывание без труда отличимо от предпочтительного взаимодействия с представляющим интерес соединением или полипептидом, например, с использованием надлежащих контролей.[0078] A protein is considered to “interact” with another protein if it binds to it specifically (eg, in a lock-and-key manner), nonspecifically, or some combination of specific and nonspecific binding. A first protein "preferentially interacts" with a second protein if it binds (nonspecifically and/or specifically) to the second protein with greater affinity and/or greater specificity than other proteins. The term "affinity" refers to the strength of binding, and it can be expressed quantitatively as a dissociation constant (K d ). It should be understood that specific binding does not necessarily require interactions between specific amino acid residues and/or motifs of each protein. For example, in certain embodiments, the first protein may preferentially interact with a second protein but may nonetheless be able to bind other polypeptides at a weak but detectable level (e.g., 10% or less of the binding shown for the protein of interest). polypeptide). Typically, weak binding or background binding is readily distinguishable from preferential interaction with the compound or polypeptide of interest, for example, using appropriate controls.

[0079] Как используют в рамках изобретения, термин "связывающаяся пара" относится к первой и второй молекулам, которые специфически связываются друг с другом. На "специфическое связывание" первого представителя связывающейся пары со вторым представителем связывающейся пары указывает связывание первого представителя со вторым представителем, или наоборот, с более высокой аффинностью и специфичностью, чем с другими компонентами в образце. Связывание между представителями связывающейся пары, как правило, является нековалентным. Примеры включают связывающиеся пары антиген-антитело, рецептор-гормон, рецептор-лиганд, рецептор-агонист и рецептор-антагонист.[0079] As used herein, the term “binding pair” refers to first and second molecules that specifically bind to each other. “Specific binding” of the first member of a binding pair to the second member of a binding pair is indicated by binding of the first member to the second member, or vice versa, with higher affinity and specificity than to other components in the sample. The binding between members of the binding pair is generally non-covalent. Examples include antigen-antibody, receptor-hormone, receptor-ligand, receptor-agonist, and receptor-antagonist binding pairs.

[0080] Как используют в рамках изобретения, термин "лиганд" относится к молекуле, которая связывается с другой молекулой, например, к антигену, связывающемуся с антителом, гормону, агонисту или антагонисту, связывающемуся с рецептором, нейротрансмиттеру, связывающемуся с ионным каналом, или субстрату, ингибитору или аллостерическому эффектору, связывающемуся с ферментом, и включает натуральные и синтетические биомолекулы, такие как белки, полипептиды, пептиды, молекулы нуклеиновых кислот, углеводы, сахара, липиды, липопротеины, низкомолекулярные соединения, натуральные и синтетические органические и неорганические материалы, синтетические полимеры, аптамеры и т.п.[0080] As used herein, the term “ligand” refers to a molecule that binds to another molecule, for example, an antigen binding to an antibody, a hormone, an agonist or antagonist binding to a receptor, a neurotransmitter binding to an ion channel, or substrate, inhibitor or allosteric effector binding to an enzyme, and includes natural and synthetic biomolecules such as proteins, polypeptides, peptides, nucleic acid molecules, carbohydrates, sugars, lipids, lipoproteins, low molecular weight compounds, natural and synthetic organic and inorganic materials, synthetic polymers, aptamers, etc.

[0081] Термин "полинуклеотид", как известно в данной области, обычно относится к молекуле нуклеиновой кислоты. "Полинуклеотид" может включать как двухцепочечные, так и одноцепочечные последовательности, и относится к, но не ограничиваясь ими, прокариотическим последовательностям, эукариотической мРНК, кДНК из вирусной, прокариотической или эукариотической мРНК, геномным последовательностям РНК и ДНК из вирусов (например, РНК- и ДНК-вирусов и ретровирусов), прокариотической ДНК или эукариотической (например, млекопитающих) ДНК, и особенно синтетическим последовательностям ДНК. Также термин охватывает последовательности, которые включают любые известные аналоги оснований ДНК и РНК, и включает модификации, такие как делеции, вставки и замены (как правило, консервативные по своей природе), в нативной последовательности. Эти модификации могут быть преднамеренными, например, посредством сайт-направленного мутагенеза, или могут быть случайными, например, посредством мутаций у хозяев, включающих полинуклеотиды, кодирующие варианты полипептидов для дисплея. Модификации полинуклеотидов могут иметь любое количество эффектов, включая, например, облегчение экспрессии полипептидного продукта в клетке-хозяине.[0081] The term “polynucleotide”, as known in the art, generally refers to a nucleic acid molecule. "Polynucleotide" may include both double-stranded and single-stranded sequences, and refers to, but is not limited to, prokaryotic sequences, eukaryotic mRNA, cDNA from viral, prokaryotic or eukaryotic mRNA, RNA genomic sequences, and DNA from viruses (e.g., RNA and DNA viruses and retroviruses), prokaryotic DNA or eukaryotic (eg mammalian) DNA, and especially synthetic DNA sequences. The term also covers sequences that include any known analogues of DNA and RNA bases, and includes modifications such as deletions, insertions and substitutions (generally conservative in nature) in the native sequence. These modifications may be intentional, such as through site-directed mutagenesis, or may be random, such as through mutations in hosts involving polynucleotides encoding display polypeptide variants. Modifications to polynucleotides can have any number of effects, including, for example, facilitating expression of the polypeptide product in the host cell.

[0082] Полинуклеотид может кодировать биологически активный белок или полипептид. В зависимости от природы полипептида, кодируемого полинуклеотидом, полинуклеотид может включать только 10 нуклеотидов, например, где полинуклеотид кодирует антиген или эпитоп.Как правило, полинуклеотид кодирует пептиды по меньшей мере из 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 30 или даже больше аминокислот.[0082] The polynucleotide may encode a biologically active protein or polypeptide. Depending on the nature of the polypeptide the polynucleotide encodes, the polynucleotide may comprise only 10 nucleotides, for example where the polynucleotide encodes an antigen or an epitope. Typically, the polynucleotide encodes peptides of at least 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 , 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 30 or even more amino acids.

[0083] Термины "вариант", "аналог" и "мутеин" относятся к биологически активным производным эталонной молекулы, которые сохраняют желаемую активность (например, эффективный полипептидный дисплей), как описано в настоящем описании. Как правило, термины "вариант" и "аналог" относятся к соединениям, имеющим нативную полипептидную последовательность и структуру с одной или более вставками, заменами и/или делециями аминокислот относительно нативной молекулы при условии, что модификации не нарушают биологическую активность, и которые являются "по существу гомологичными" эталонной молекуле, как определено ниже. Как правило, аминокислотные последовательности таких аналогов имеют высокую степень гомологии последовательности с эталонной последовательностью, например, гомологию аминокислотных последовательностей более 50%, как правило, более 60%-70%, еще более конкретно 80%-85% или более, например, по меньшей мере 90%-95% или более, когда эти две последовательности выравнивают. Часто, аналоги включают то же количество аминокислот, но включают замены, как объяснено в настоящем описании. Термин "мутеин", кроме того, включает полипептиды, имеющие одну или более подобных аминокислотам молекул, включая, но не ограничиваясь ими, соединения, содержащие только амино- и/или имино-молекулы, полипептиды, содержащие один или более аналогов аминокислот (включая, например, неприродные аминокислоты и т.д.), полипептиды с замещенными связями, а также другие модификации, известные в данной области, как встречающиеся в природе, так и не встречающиеся в природе (например, синтетические), циклизованные, разветвленные молекулы и т.п. Также термин включает молекулы, содержащие один или более N-замещенных остатков глицина ("пептоид") и других синтетических аминокислот или пептидов. (См., например, патенты США №5831005; 5877278 и 5977301; Nguyen et al., Chem. Biol. (2000) 7:463-473; и Simon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1992) 89:9367-9371 для описания пептоидов). Способы получения аналогов полипептидов и мутеинов известны в данной области и дополнительно описаны ниже.[0083] The terms “variant,” “analogue,” and “mutein” refer to biologically active derivatives of the reference molecule that retain the desired activity (eg, effective polypeptide display) as described herein. In general, the terms "variant" and "analogue" refer to compounds having a native polypeptide sequence and structure with one or more insertions, substitutions and/or deletions of amino acids relative to the native molecule, provided that the modifications do not interfere with biological activity, and which are " "substantially homologous" to the reference molecule, as defined below. Typically, the amino acid sequences of such analogues have a high degree of sequence homology with the reference sequence, for example, amino acid sequence homology of greater than 50%, typically greater than 60%-70%, even more particularly 80%-85% or greater, e.g. at least 90%-95% or more when the two sequences are aligned. Often, analogues include the same number of amino acids, but include substitutions as explained herein. The term "mutein" further includes polypeptides having one or more amino acid-like molecules, including, but not limited to, compounds containing only amino and/or imino molecules, polypeptides containing one or more amino acid analogues (including, e.g., unnatural amino acids, etc.), polypeptides with substituted bonds, as well as other modifications known in the art, both naturally occurring and non-naturally occurring (e.g., synthetic), cyclized, branched molecules, etc. P. The term also includes molecules containing one or more N-substituted glycine residues ("peptoids") and other synthetic amino acids or peptides. (See, for example, US Patent Nos. 5,831,005; 5,877,278 and 5,977,301; Nguyen et al., Chem. Biol. (2000) 7:463-473; and Simon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1992 ) 89:9367-9371 for the description of peptoids). Methods for preparing polypeptide and mutein analogues are known in the art and are further described below.

[0084] Аналоги, как правило, включают замены, которые являются консервативными по своей природе, т.е. замены, которые происходят в семействе аминокислот, которые являются сходными их боковыми цепями. В частности, аминокислоты, как правило, подразделяют на четыре семейства: (1) кислотные - аспартат и глутамат; (2) основные - лизин, аргинин, гистидин; (3) неполярные - аланин, валин, лейцин, изолейцин, пролин, фенилаланин, метионин, триптофан; и (4) незаряженные полярные - глицин, аспарагин, глутамин, цистеин, серин треонин, тирозин. Фенилаланин, триптофан и тирозин иногда классифицируют как ароматические аминокислоты. Например, разумно предположить, что отдельная замена лейцина изолейцином или валином, аспартата глутаматом, треонина серином, или сходная консервативная замена аминокислоты структурно сходной аминокислотой, не будет иметь значительного эффекта на биологическую активность. Например, представляющий интерес полипептид может включать вплоть до приблизительно 5-10 консервативных или неконсервативных аминокислотных замен, или даже вплоть до приблизительно 15-25 консервативных или неконсервативных аминокислотных замен, или любое целое число в диапазоне 5-25, при условии, что желаемая функция молекулы остается интактной. Специалист в данной области может легко определить области представляющей интерес молекулы, которые могут допускать изменение согласно графикам Хоппа/Вудса и Кайта-Дулиттла, хорошо известным в данной области.[0084] Analogues typically include substitutions that are conservative in nature, i.e. substitutions that occur in a family of amino acids that are similar in their side chains. In particular, amino acids are generally divided into four families: (1) acidic - aspartate and glutamate; (2) basic - lysine, arginine, histidine; (3) non-polar - alanine, valine, leucine, isoleucine, proline, phenylalanine, methionine, tryptophan; and (4) uncharged polar ones - glycine, asparagine, glutamine, cysteine, serine threonine, tyrosine. Phenylalanine, tryptophan, and tyrosine are sometimes classified as aromatic amino acids. For example, it is reasonable to assume that a single substitution of isoleucine or valine for leucine, glutamate for aspartate, or serine for threonine, or a similarly conservative amino acid substitution for a structurally similar amino acid, would not have a significant effect on biological activity. For example, a polypeptide of interest may include up to about 5-10 conservative or non-conservative amino acid substitutions, or even up to about 15-25 conservative or non-conservative amino acid substitutions, or any integer in the range of 5-25, as long as the desired function of the molecule remains intact. One skilled in the art can readily determine regions of a molecule of interest that may be susceptible to variation according to Hopp/Woods and Kyte-Doolittle plots well known in the art.

[0085] "Рекомбинантный", как используют в рамках изобретения для описания молекулы нуклеиновой кислоты, означает полинуклеотид геномного, кДНК, вирусного, полусинтетического или синтетического происхождения, который, вследствие его происхождения или посредством манипуляции, не ассоциирован со всем или частью полинуклеотида, с которым он ассоциирован в природе. Термин "рекомбинантный", используемый в отношении белка, полипептида или пептида, означает полипептид, получаемый посредством экспрессии рекомбинантного полинуклеотида. Как правило, представляющий интерес ген клонируют, а затем экспрессируют в трансформированных организмах, как дополнительно описано ниже. Организм-хозяин экспрессирует чужеродный ген для продуцирования белка в условиях экспрессии.[0085] “Recombinant,” as used herein to describe a nucleic acid molecule, means a polynucleotide of genomic, cDNA, viral, semisynthetic, or synthetic origin that, due to its origin or manipulation, is not associated with all or part of the polynucleotide with which it is associated in nature. The term "recombinant" as used in relation to a protein, polypeptide or peptide means a polypeptide produced by expression of a recombinant polynucleotide. Typically, the gene of interest is cloned and then expressed in transformed organisms, as further described below. The host organism expresses a foreign gene to produce a protein under expression conditions.

[0086] "Полинуклеотидная кодирующая последовательность" или последовательность, которая "кодирует" отдельный полипептид, представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, которая транскрибируется (в случае ДНК) и транслируется (в случае мРНК) в полипептид in vivo, когда она находится под контролем надлежащих регуляторных последовательностей (или "элементов контроля"). Границы кодирующей последовательности определяются инициирующим кодоном на 5'(амино)-конце и стоп-кодоном трансляции на 3'(карбокси)-конце. Последовательность терминации транскрипции может находиться с 3'-стороны от кодирующей последовательности. Типичные "элементы контроля" включают, но не ограничиваются ими, регуляторы транскрипции, такие как промоторы, транскрипционные энхансерные элементы, сигналы терминации транскрипции и последовательности полиаденилирования; и регуляторы трансляции, такие как последовательности для оптимизации инициации трансляции, например, последовательности Шайна-Дальгарно (участок связывания рибосом), последовательности Козака (т.е. последовательности для оптимизации трансляции, находящиеся, например, с 5'-стороны от кодирующей последовательности), лидерные последовательности (гетерологичные или нативные), кодон инициации трансляции (например, ATG) и последовательности терминации трансляции. Промоторы могут включать индуцибельные промоторы (где экспрессия полинуклеотидной последовательности, функционально связанной с промотором, индуцируется анализируемой молекулой, кофактором, регуляторным белком и т.д.), репрессируемые промоторы (где экспрессия полинуклеотидной последовательности, функционально связанной с промотором, индуцируется анализируемой молекулой, кофактором, регуляторным белком и т.д.) и конститутивные промоторы.[0086] A "polynucleotide coding sequence" or a sequence that "codes" for a single polypeptide is a nucleic acid molecule that is transcribed (in the case of DNA) and translated (in the case of mRNA) into a polypeptide in vivo when under the control of appropriate regulatory authorities. sequences (or "controls"). The boundaries of the coding sequence are defined by a start codon at the 5'(amino) end and a translation stop codon at the 3'(carboxy) end. The transcription termination sequence may be located 3' to the coding sequence. Exemplary "control elements" include, but are not limited to, transcriptional regulators such as promoters, transcriptional enhancer elements, transcription termination signals, and polyadenylation sequences; and translation regulators, such as sequences for optimizing translation initiation, for example, Shine-Dalgarno sequences (ribosome binding site), Kozak sequences (i.e. sequences for optimizing translation, located, for example, on the 5' side of the coding sequence), leader sequences (heterologous or native), translation initiation codon (eg, ATG) and translation termination sequences. Promoters may include inducible promoters (where expression of a polynucleotide sequence operably linked to a promoter is induced by an analyte, cofactor, regulatory protein, etc.), repressible promoters (where expression of a polynucleotide sequence operably linked to a promoter is induced by an analyte, cofactor, regulatory protein, etc.) and constitutive promoters.

[0087] "Функционально связанный" относится к расположению элементов, где компоненты, описанные таким образом, организованы для выполнения их обычной функции. Таким образом, данный промотор, функционально связанный с кодирующей последовательностью, способен обеспечивать экспрессию кодирующей последовательности, когда присутствуют надлежащие ферменты. Промотор не должен быть смежным с кодирующей последовательностью, при условии, что он функционирует, запуская ее экспрессию. Таким образом, например, между промоторной последовательностью и кодирующей последовательностью могут присутствовать промежуточные нетранслируемые, но транскрибируемые последовательности, и промоторная последовательность все еще может считаться "функционально связанной" с кодирующей последовательностью.[0087] "Operably associated" refers to an arrangement of elements where the components so described are organized to perform their normal function. Thus, a given promoter, operably linked to the coding sequence, is capable of driving expression of the coding sequence when the proper enzymes are present. The promoter does not need to be adjacent to the coding sequence so long as it functions to drive its expression. Thus, for example, intervening untranslated but transcribed sequences may be present between the promoter sequence and the coding sequence, and the promoter sequence may still be considered "operably linked" to the coding sequence.

[0088] Под "фрагментом" подразумевают молекулу, состоящую только из части интактной полноразмерной последовательности и структуры. Фрагмент может включать C-концевую делецию и N-концевую делецию, и/или внутреннюю делецию в пептиде. Активные фрагменты конкретного белка или пептида, как правило, включают по меньшей мере приблизительно 5-10 последовательно расположенных аминокислотных остатков полноразмерной молекулы, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 15-25 последовательно расположенных аминокислотных остатков полноразмерной молекулы, и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20-50 или более последовательно расположенных аминокислотных остатков полноразмерной молекулы, или любое целое число от 5 аминокислот до полноразмерной последовательности, при условии, что рассматриваемый фрагмент сохраняет биологическую активность.[0088] By "fragment" is meant a molecule consisting of only a portion of the intact full-length sequence and structure. The fragment may include a C-terminal deletion and an N-terminal deletion, and/or an internal deletion in the peptide. The active fragments of a particular protein or peptide typically comprise at least about 5-10 consecutive amino acid residues of a full-length molecule, preferably at least about 15-25 consecutive amino acid residues of a full-length molecule, and most preferably at least about 20-50 or more consecutive amino acid residues of the full-length molecule, or any integer from 5 amino acids to the full-length sequence, provided that the fragment in question retains biological activity.

[0089] "По существу очищенный", главным образом, относится к выделению вещества (соединение, полинуклеотид, белок, полипептид, композиция полипептидов), так что вещество составляет основной процент образца, в котором оно находится. Как правило, в образце по существу очищенный компонент составляет 50%, предпочтительно 80%-85%, более предпочтительно 90-95% образца. Способы очистки представляющих интерес полинуклеотидов и полипептидов хорошо известны в данной области и включают, например, ионообменную хроматографию, аффинную хроматографию и седиментацию по плотности.[0089] “Substantially purified” generally refers to the isolation of a substance (compound, polynucleotide, protein, polypeptide, polypeptide composition) such that the substance constitutes a major percentage of the sample in which it is found. Typically, the substantially purified component of the sample comprises 50%, preferably 80%-85%, more preferably 90-95% of the sample. Methods for purifying polynucleotides and polypeptides of interest are well known in the art and include, for example, ion exchange chromatography, affinity chromatography, and density sedimentation.

[0090] Под "выделенным" подразумевают, при указании на полипептид, что указанная молекула отделена и обособлена от целого организма, в котором она находится в природе, или присутствует по существу в отсутствии других биологических макромолекул того же типа. Термин "выделенный" в отношении полинуклеотида представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, лишенную, целиком или частично, последовательностей, обычно ассоциированных с ней в природе; или последовательность, как она существует в природе, но имеющую гетерологичные последовательности, связанные с ней; или молекулу, отделенную от хромосомы.[0090] By “isolated” we mean, when referring to a polypeptide, that the molecule is separated and distinct from the whole organism in which it naturally occurs, or is present substantially in the absence of other biological macromolecules of the same type. The term "isolated" with respect to a polynucleotide is a nucleic acid molecule lacking, in whole or in part, the sequences normally associated with it in nature; or a sequence as it exists in nature, but having heterologous sequences associated with it; or a molecule separated from a chromosome.

[0091] "Гомология" относится к процентной идентичности между двумя полинуклеотидными или двумя полипептидными молекулами. Две последовательности нуклеиновых кислот или две полипептидных последовательности являются "по существу гомологичными" друг другу, когда последовательности демонстрируют по меньшей мере приблизительно 50%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 75%, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80%-85%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 95%-98% идентичность последовательностей на протяжении определенной длины молекул. Как используют в рамках изобретения, по существу гомологичный также относится к последовательностям, демонстрирующим полную идентичность с указанной последовательностью.[0091] "Homology" refers to the percentage identity between two polynucleotide or two polypeptide molecules. Two nucleic acid sequences or two polypeptide sequences are "substantially homologous" to each other when the sequences exhibit at least about 50%, preferably at least about 75%, more preferably at least about 80%-85%, preferably at least at least about 90%, and most preferably at least about 95%-98% sequence identity over a certain molecular length. As used herein, essentially homologous also refers to sequences exhibiting complete identity to the specified sequence.

[0092] Как правило, "идентичность" относится к точному соответствию нуклеотид-нуклеотид или аминокислота-аминокислота двух полинуклеотидных или полипептидных последовательностей, соответственно. Процентную идентичность можно определять посредством прямого сравнения информации о последовательности между двумя молекулами (эталонная последовательность и последовательность с неизвестной % идентичностью с эталонной последовательностью) путем выравнивания последовательностей, подсчета точного количества совпадений между двумя выровненными последовательностями, деления на длину эталонной последовательности и умножения результата на 100. Для облегчения анализа можно использовать хорошо доступные компьютерные программы, такие как ALIGN, Dayhoff, M.O., Atlas of Protein Sequence and Structure M.O. Dayhoff ed., 5 Suppl. 3:353-358, National biomedical Research Foundation, Washington, DC, в которой используется алгоритм локальной гомологии Smith и Waterman, Advances in Appl. Math. 2:482-489, 1981, для анализа пептидов. Программы для определения идентичностей нуклеотидных последовательностей доступны в Wisconsin Sequence Analysis Package, Version 8 (доступном от Genetics Computer Group, Madison, WI), например, программы BESTFIT, FASTA и GAP, которые также основаны на алгоритме Smith и Waterman. Эти программы можно без труда использовать с параметрами по умолчанию, рекомендованными изготовителем, и они описаны в Wisconsin Sequence Analysis Package, упоминаемом выше. Например, процентную идентичность конкретной нуклеотидной последовательности с эталонной последовательностью можно определять с использованием алгоритма гомологии Smith и Waterman с оценочной таблицей по умолчанию и штрафом за делецию, составляющим шесть нуклеотидных положений.[0092] Generally, “identity” refers to an exact nucleotide-nucleotide or amino acid-amino acid match between two polynucleotide or polypeptide sequences, respectively. Percent identity can be determined by directly comparing the sequence information between two molecules (the reference sequence and a sequence with unknown % identity to the reference sequence) by aligning the sequences, counting the exact number of matches between the two aligned sequences, dividing by the length of the reference sequence, and multiplying the result by 100. Well-available computer programs such as ALIGN, Dayhoff, M.O., Atlas of Protein Sequence and Structure M.O. can be used to facilitate analysis. Dayhoff ed., 5 Suppl. 3:353-358, National biomedical Research Foundation, Washington, DC, which uses the local homology algorithm of Smith and Waterman, Advances in Appl. Math. 2:482-489, 1981, for peptide analysis. Programs for determining nucleotide sequence identities are available in the Wisconsin Sequence Analysis Package, Version 8 (available from Genetics Computer Group, Madison, Wis.), such as the BESTFIT, FASTA, and GAP programs, which are also based on the Smith and Waterman algorithm. These programs can be easily used with the manufacturer's recommended default settings and are described in the Wisconsin Sequence Analysis Package referenced above. For example, the percent identity of a particular nucleotide sequence to a reference sequence can be determined using the Smith and Waterman homology algorithm with a default scoring table and a deletion penalty of six nucleotide positions.

[0093] Другим способом установления процентной идентичности в контексте настоящего изобретения является использование пакета программ MPSRCH, авторские права на который имеет University of Edinburgh, разработанный John F. Collins и Shane S. Sturrok, и распространяемый IntelliGenetics, Inc. (Mountain View, CA). В этом пакете программ используется алгоритм Smith-Waterman, где используются параметры по умолчанию для оценочной таблицы (например, штраф за внесение пропуска 12, штраф за продолжение пропуска, равный одному, и пропуск, равный шести). Из полученных данных величина "Match" отражает "идентичность последовательностей". Другие подходящие программы для вычисления процентной идентичности или сходства между последовательностями широко известны в данной области, например, другой программой для выравнивания является BLAST, используемая с параметрами по умолчанию. Например, BLASTN и BLASTP можно использовать с использованием следующих параметров по умолчанию: генетический код=стандартный; фильтр=нет; цепь=оби; пороговое значение=60; ожидание=10; матрица=BLOSUM62; описания=50 последовательностей; сортировка по=наивысшей показатель; базы данных=неизбыточная GenBank+EMBL+DDBJ+PDB+GenBank CDS translations+Swiss protein+Spupdate+PIR. Детальное описание этих программ свободно доступно.[0093] Another method of establishing percent identity in the context of the present invention is the use of the MPSRCH software package, copyrighted by the University of Edinburgh, developed by John F. Collins and Shane S. Sturrok, and distributed by IntelliGenetics, Inc. (Mountain View, CA). This software package uses the Smith-Waterman algorithm, which uses the default parameters for the scoresheet (for example, a skip penalty of 12, a continuation penalty of one, and a skip penalty of six). From the obtained data, the value "Match" reflects "sequence identity". Other suitable programs for calculating percent identity or similarity between sequences are well known in the art, for example, another alignment program is BLAST, used with default parameters. For example, BLASTN and BLASTP can be used using the following default parameters: genetic code=standard; filter=no; chain=obi; threshold=60; wait=10; matrix=BLOSUM62; descriptions=50 sequences; sort by=highest exponent; databases=non-redundant GenBank+EMBL+DDBJ+PDB+GenBank CDS translations+Swiss protein+Spupdate+PIR. Detailed descriptions of these programs are freely available.

[0094] Альтернативно гомологию можно определять гибридизацией полинуклеотидов в условиях, которые образуют стабильные дуплексы между гомологичными областями с последующим расщеплением специфичной к одноцепочечной последовательности нуклеазой(ами), и определением размера расщепленных фрагментов. Последовательности ДНК, которые являются по существу гомологичными, можно идентифицировать в эксперименте с использованием Саузерн-гибридизации, например, в жестких условиях, как определяют для этой конкретной системы. Определение подходящих условий гибридизации входит в пределы способностей специалиста в данной области. См., например, Sambrook et al., выше; DNA Cloning, выше; Nucleic Acid Hybridization, выше.[0094] Alternatively, homology can be determined by hybridizing the polynucleotides under conditions that form stable duplexes between homologous regions, followed by digestion with single-strand specific nuclease(s), and determining the size of the digested fragments. DNA sequences that are substantially homologous can be identified in an experiment using Southern hybridization, for example, under stringent conditions, as determined for that particular system. Determining suitable hybridization conditions is within the ability of one skilled in the art. See, for example, Sambrook et al., supra; DNA Cloning, supra; Nucleic Acid Hybridization, supra.

[0095] "Экспрессирующая кассета" или "экспрессирующая конструкция" относится к системе, которая способна направлять экспрессию представляющей интерес последовательности(ей) или гена(ов). Экспрессирующая кассета, как правило, включает элементы контроля, как описано выше, такие как промотор, который функционально связан с (т.е. направляет транскрипцию) представляющей интерес последовательностью(ями) или геном(ами), и также часто включает последовательность полиаденилирования. В определенных вариантах осуществления изобретения экспрессирующая кассета, описанная в настоящем описании, может находиться в плазмиде или вирусной векторной конструкции. В дополнение к компонентам экспрессирующей кассеты, конструкция также может включать один или более селективных маркеров, сигнал, который позволяет конструкции существовать в качестве одноцепочечной ДНК (например, ориджин репликации M13), по меньшей мере один участок множественного клонирования и ориджин репликации (например, автономно реплицирующаяся последовательность в дрожжах).[0095] "Expression cassette" or "expression construct" refers to a system that is capable of directing the expression of sequence(s) or gene(s) of interest. The expression cassette typically includes control elements as described above, such as a promoter that is operably linked to (ie, directs transcription) the sequence(s) or genome(s) of interest, and also often includes a polyadenylation sequence. In certain embodiments of the invention, the expression cassette described herein may be contained in a plasmid or viral vector construct. In addition to the expression cassette components, the construct may also include one or more selectable markers, a signal that allows the construct to exist as single-stranded DNA (eg, M13 origin of replication), at least one multiple cloning site, and an origin of replication (eg, autonomously replicating sequence in yeast).

[0096] Термин "трансфекция" используют для обозначения захвата чужеродной ДНК клеткой. Клетка является "трансфицированной", когда экзогенная ДНК введена внутрь клеточной мембраны. Ряд способов трансфекции широко известен в данной области. См., например, Graham et al. (1973) Virology, 52:456, Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning, a laboratory manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratories, New York, Davis et al. (1995) Basic Methods in Molecular Biology, 2nd edition, McGraw-Hill, and Chu et al. (1981) Gene 13:197. Такие способы можно использовать для введения одной или более экзогенных частей ДНК в подходящие клетки-хозяева. Термин относится как к стабильному, так и к временному захвату генетического материала, и он включает захват связанных с пептидом или антителом ДНК.[0096] The term "transfection" is used to refer to the uptake of foreign DNA into a cell. A cell is "transfected" when exogenous DNA is introduced into the cell membrane. A number of transfection methods are well known in the art. See, for example, Graham et al. (1973) Virology, 52:456, Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning, a laboratory manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratories, New York, Davis et al. (1995) Basic Methods in Molecular Biology, 2nd edition, McGraw-Hill, and Chu et al. (1981) Gene 13:197. Such methods can be used to introduce one or more exogenous portions of DNA into suitable host cells. The term refers to both stable and transient capture of genetic material, and includes capture of peptide- or antibody-associated DNA.

[0097] "Вектор" способен переносить последовательности нуклеиновых кислот в клетки-мишени (например, вирусные векторы, невирусные векторы, носители в форме частиц и липосомы). Как правило, "векторная конструкция", "экспрессирующий вектор" и "вектор для генного переноса" означают любую конструкцию нуклеиновой кислоты, которая способна направлять экспрессию представляющей интерес нуклеиновой кислоты и которая может переносить последовательности нуклеиновых кислот в клетки-мишени. Таким образом, термин включает клонирующие и экспрессирующие носители, а также плазмидные и вирусные векторы.[0097] A “vector” is capable of transporting nucleic acid sequences into target cells (eg, viral vectors, non-viral vectors, particulate carriers, and liposomes). In general, “vector construct,” “expression vector,” and “gene transfer vector” mean any nucleic acid construct that is capable of directing the expression of a nucleic acid of interest and that can transfer nucleic acid sequences into target cells. Thus, the term includes cloning and expression vehicles as well as plasmid and viral vectors.

[0098] Термин "трансформация" относится к введению экзогенного полинуклеотида в клетку-хозяина независимо от способа, используемого для встраивания. Например, включены прямой захват, трансдукция или f-скрещивание. Экзогенный полинуклеотид может оставаться в качестве не встроенного вектора, например плазмиды, или альтернативно он может встраиваться в геном хозяина.[0098] The term “transformation” refers to the introduction of an exogenous polynucleotide into a host cell, regardless of the method used for insertion. For example, direct capture, transduction or f-crossing are included. The exogenous polynucleotide may remain as a non-integrated vector, such as a plasmid, or alternatively it may be incorporated into the host genome.

[0099] "Рекомбинантные клетки-хозяева", "клетки-хозяева", "клетки", "клеточные линии", "клеточные культуры" и другие такие термины, обозначающие микроорганизмы или линии эукариотических клеток, культивируемых в качестве единичных клеток, относятся к клеткам, которые могут быть использованы или используются в качестве реципиентов для рекомбинантного вектора или другой перенесенной ДНК, и включают оригинальное потомство оригинальной клетки, которая трансфицирована.[0099] "Recombinant host cells", "host cells", "cells", "cell lines", "cell cultures" and other such terms designating microorganisms or eukaryotic cell lines cultured as single cells refer to cells , which can be or are used as recipients for the recombinant vector or other transferred DNA, and include the original progeny of the original cell that is transfected.

[0100] "Кодирующая последовательность" или последовательность, которая "кодирует" определенный полипептид, представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, которая транскрибируется (в случае ДНК) и транслируется (в случае мРНК) в полипептид in vivo, когда она находится под контролем соответствующих регуляторных последовательностей (или "элементов контроля"). Границы кодирующей последовательности могут определяться инициирующим кодоном на 5'(амино)-конце и стоп-кодоном трансляции на 3'(карбокси)-конце. Кодирующая последовательность может включать, но не ограничивается ими, кДНК из вирусной, прокариотической или эукариотической мРНК, геномные последовательности ДНК из вирусной или прокариотической ДНК, и даже синтетические последовательности ДНК. Последовательность терминации транскрипции может находиться с 3'-стороны от кодирующей последовательности.[0100] A "coding sequence" or sequence that "encodes" a particular polypeptide is a nucleic acid molecule that is transcribed (in the case of DNA) and translated (in the case of mRNA) into a polypeptide in vivo when under the control of appropriate regulatory sequences (or "control elements"). The boundaries of the coding sequence may be defined by a start codon at the 5'(amino) end and a translation stop codon at the 3'(carboxy) end. The coding sequence may include, but is not limited to, cDNA from viral, prokaryotic or eukaryotic mRNA, genomic DNA sequences from viral or prokaryotic DNA, and even synthetic DNA sequences. The transcription termination sequence may be located 3' to the coding sequence.

[0101] Типичные "элементы контроля" включают, но не ограничиваются ими, промоторы транскрипции, энхансерные элементы транскрипции, сигналы терминации транскрипции, последовательности полиаденилирования (находящиеся с 3'-стороны от стоп-кодона трансляции), последовательности оптимизации инициации трансляции (находящиеся с 5'-стороны от кодирующей последовательности), и последовательности терминации трансляции.[0101] Typical "control elements" include, but are not limited to, transcription promoters, transcription enhancer elements, transcription termination signals, polyadenylation sequences (located 3' to the translation stop codon), translation initiation optimization sequences (located 5 '-sides of the coding sequence), and translation termination sequences.

[0102] Термины "метка" и "поддающаяся определению метка" относятся к молекуле, способной осуществляют детекцию, включая, но не ограничиваясь ими, радиоактивннвые изотопы, стабильные (нерадиоактивные) тяжелые изотопы, флуорофоры, хемилюминесцеры, ферменты, субстраты ферментов, кофакторы ферментов, ингибиторы ферментов, хромофоры, красители, ионы металлов, лиганды (например, биотин или гаптены) и т.п. Термин "флуорофор" относится к веществу или его части, которые способны к флуоресценции в поддающемся детекции диапазоне. Конкретные примеры меток, которые можно использовать в рамках изобретения, включают, но не ограничиваются ими, радиоактивные метки (например, 3H, 125I, 35S, 14C или 32P), стабильные (нерадиоактивные) тяжелые изотопы (например, 13C или 15N), фикоэритрин, флуоресцеин, 7-нитробензо-2-окса-1,3-диазол (NBD), YPet, CyPet, Cascade blue, аллофикоцианин, красители Alexa (например, Alexa 350, Alexa 430, Alexa 488, Alexa 532, Alexa 546, Alexa 555, Alexa 594, Alexa 647, Alexa 660, Alexa 680 и Alexa 750), красители Atto (например, Atto 488, Atto 532, Atto 550, Atto 565, Atto 590, Atto 610, Atto 620, Atto 635, Atto 647, Atto 655 и Atto 680), цианиновые красители (например, Cy3, Cy5 и Cy7), TYE 563, TYE 665, TYE 705, TEX 615, JOE, TET, HEX, TAMRA, ROX, родамин, дансил, умбеллиферон, техасский красный, люминол, сложные эфиры акрадимия, биотин или другие стрептавидин-связывающие белки, магнитные гранулы, электронноплотные реагенты, зеленый флуоресцентный белок (GFP), усиленный зеленый флуоресцентный белок (EGFP), желтый флуоресцентный белок (YFP), усиленный желтый флуоресцентный белок (EYFP), синий флуоресцентный белок (BFP), красный флуоресцентный белок (RFP), TagRFP, Dronpa, Padron, mApple, mCherry, rsCherry, rsCherryRev, люциферазу светлячка, люциферазу Renilla, NADPH, бета-галактозидазу, пероксидазу хрена, глюкозооксидазу, щелочную фосфатазу, хлорамфениколацетилтрансферазу и уреазу. Ферментные метки используют с их собственным субстратом. Как и в случае многих стандартных методик, ассоциированных с применением изобретения на практике, квалифицированному специалисту известны дополнительные метки, которые можно использовать.[0102] The terms "label" and "detectable label" refer to a molecule capable of detecting, including, but not limited to, radioactive isotopes, stable (non-radioactive) heavy isotopes, fluorophores, chemiluminescent agents, enzymes, enzyme substrates, enzyme cofactors, enzyme inhibitors, chromophores, dyes, metal ions, ligands (eg biotin or haptens), etc. The term "fluorophore" refers to a substance or part thereof that is capable of fluorescence in a detectable range. Specific examples of tracers that can be used within the scope of the invention include, but are not limited to, radioactive tracers (for example, 3 H, 125 I, 35 S, 14 C or 32 P), stable (non-radioactive) heavy isotopes (for example, 13 C or 15 N), phycoerythrin, fluorescein, 7-nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazole (NBD), YPet, CyPet, Cascade blue, allophycocyanin, Alexa dyes (e.g. Alexa 350, Alexa 430, Alexa 488, Alexa 532, Alexa 546, Alexa 555, Alexa 594, Alexa 647, Alexa 660, Alexa 680 and Alexa 750), Atto dyes (for example, Atto 488, Atto 532, Atto 550, Atto 565, Atto 590, Atto 610, Atto 620, Atto 635, Atto 647, Atto 655 and Atto 680), cyanine dyes (e.g. Cy3, Cy5 and Cy7), TYE 563, TYE 665, TYE 705, TEX 615, JOE, TET, HEX, TAMRA, ROX, rhodamine, dansyl , umbelliferone, Texas red, luminol, akradimium esters, biotin or other streptavidin-binding proteins, magnetic beads, electron-dense reagents, green fluorescent protein (GFP), enhanced green fluorescent protein (EGFP), yellow fluorescent protein (YFP), enhanced yellow fluorescent protein (EYFP), blue fluorescent protein (BFP), red fluorescent protein (RFP), TagRFP, Dronpa, Padron, mApple, mCherry, rsCherry, rsCherryRev, firefly luciferase, Renilla luciferase, NADPH, beta-galactosidase, horseradish peroxidase, glucose oxidase , alkaline phosphatase, chloramphenicol acetyltransferase and urease. Enzyme tags are used with their own substrate. As with many standard techniques associated with the practice of the invention, those skilled in the art will be aware of additional labels that can be used.

II. СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯII. METHODS FOR IMPLEMENTING THE INVENTION

[0103] Перед подробным описанием настоящего изобретения следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными составами или параметрами процесса, поскольку они, безусловно, могут варьироваться. Также следует понимать, что терминология, приведенная в настоящем описании, приведена только для описания конкретных вариантов осуществления изобретения и не является ограничивающей.[0103] Before describing the present invention in detail, it should be understood that the present invention is not limited to specific compositions or process parameters, as these may of course vary. It should also be understood that the terminology provided in the present description is provided only to describe specific embodiments of the invention and is not limiting.

[0104] Хотя при применении настоящего изобретения на практике можно использовать ряд способов и материалов, сходных или эквивалентных способам и материалам, описанным в настоящем описании, предпочтительные материалы и способы описаны в настоящем описании.[0104] Although a number of methods and materials similar or equivalent to the methods and materials described herein may be used in the practice of the present invention, preferred materials and methods are described herein.

[0105] Настоящее изобретение основано на разработке способов дисплея рекомбинантных белков в периплазматическом пространстве дрожжевых клеток. В частности, рекомбинантные белки связаны с проходящим через клеточную мембрану трансмембранным доменом, связанным с клеточной мембраной белковым доменом, который находится на наружной поверхности мембраны дрожжевых клеток, белком, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки дрожжей, или периплазматическим белком для дисплея белков в периплазматическом пространстве дрожжей. Рекомбинантные белки также могут быть нацелены на периплазму путем связывания рекомбинантного белка с секреторным сигналом. Кроме того, в дрожжах может быть коэкспрессирован представляющий интерес белок-мишень так, чтобы он локализовался на плазматической мембране или в периплазматическом пространстве, и был доступен для экспонированных белков. В конкретных вариантах осуществления авторы изобретения использовали их способ дрожжевого периплазматического дисплея для скрининга антител, которые связывают и модулируют функцию GPCR человека (см. примеры). Антитела, экспонированные в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки, находятся достаточно близко для связывания GPCR, экспрессируемого на клеточной мембране. Авторы изобретения, кроме того, разработали способ высокопроизводительного скрининга GPCR в отношении антагонистов и агонистов с использованием периплазматического дисплея посредством сопряжения GPCR человека с каскадом ответа феромонов дрожжей.[0105] The present invention is based on the development of methods for displaying recombinant proteins in the periplasmic space of yeast cells. Specifically, the recombinant proteins are associated with a cell membrane-spanning transmembrane domain, a cell membrane-bound protein domain that is found on the outer surface of the yeast cell membrane, a protein that binds to the inner surface of the yeast cell wall, or a periplasmic protein for displaying proteins in the periplasmic space yeast. Recombinant proteins can also be targeted to the periplasm by binding the recombinant protein to a secretory signal. In addition, a target protein of interest can be coexpressed in yeast such that it is localized to the plasma membrane or periplasmic space and is accessible to exposed proteins. In specific embodiments, the inventors used their yeast periplasmic display method to screen for antibodies that bind and modulate human GPCR function (see examples). Antibodies exposed in the periplasmic space of the yeast cell are close enough to bind GPCRs expressed on the cell membrane. We have further developed a method for high-throughput screening of GPCRs for antagonists and agonists using periplasmic display by coupling human GPCRs to the yeast pheromone response cascade.

[0106] Для дальнейшего понимания изобретения ниже приведено более детальное обсуждение, касающееся дрожжевого периплазматического дисплея и способов его применения для высокопроизводительного скрининга библиотек белков.[0106] To further understand the invention, a more detailed discussion regarding yeast periplasmic display and methods for using it for high-throughput screening of protein libraries is provided below.

A. Периплазматический дисплей рекомбинантных белков в дрожжахA. Periplasmic display of recombinant proteins in yeast

[0107] В одном аспекте изобретение относится к дисплею белка в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина. В некоторых вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин содержит белок для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжей, периплазматический якорный белок, связанный с белком, подлежащим дисплею в периплазматическом пространстве, и представляющий интерес мембранный белок-мишень, находящийся в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина. В некоторых вариантах осуществления дрожжевую клетку-хозяина можно использовать для определения того, связывается ли белок, подлежащий дисплею в периплазматическом пространстве, специфически с представляющим интерес мембранным белком-мишенью, или влияет ли он на его функцию. Белок, подлежащий дисплею в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, можно получать путем связывания рекомбинантного белка с периплазматическим якорным белком, который обеспечивает локализацию рекомбинантного белка в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки. Связь может быть ковалентной или нековалентной. Например, рекомбинантный белок может быть ковалентно связан с периплазматическим якорным белком в слитом белке. Альтернативно рекомбинантный вариант белка может образовывать комплекс с периплазматическим якорным белком, где рекомбинантный белок и периплазматический якорный белок нековалентно связаны посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе. Альтернативно рекомбинантный вариант белка и периплазматический якорный белок связаны ковалентно посредством непептидной связи в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь. Белок, подлежащий дисплею в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, также можно получать путем связывания белка, подлежащего дисплею, с секреторным сигналом. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. В некоторых вариантах осуществления вид дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces cerevisiae.[0107] In one aspect, the invention relates to the display of a protein in the periplasmic space of a yeast host cell. In some embodiments, the yeast host cell comprises a yeast periplasmic display protein, a periplasmic anchor protein associated with a periplasmic display protein, and a target membrane protein of interest located in the yeast host cell periplasmic space. In some embodiments, a host yeast cell can be used to determine whether a protein to be displayed in the periplasmic space specifically binds to or affects the function of a target membrane protein of interest. A protein to be displayed in the periplasmic space of a host yeast cell can be produced by linking the recombinant protein to a periplasmic anchor protein, which localizes the recombinant protein to the periplasmic space of the yeast cell. The bond may be covalent or non-covalent. For example, the recombinant protein may be covalently linked to a periplasmic anchor protein in a fusion protein. Alternatively, the recombinant protein variant may form a complex with a periplasmic anchor protein, wherein the recombinant protein and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked through molecular binding interactions in the complex. Alternatively, the recombinant protein variant and the periplasmic anchor protein are linked covalently through a non-peptide bond in the complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond. A protein to be displayed in the periplasmic space of a yeast host cell can also be produced by coupling the protein to be displayed to a secretory signal. In some embodiments, the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia. In some embodiments, the host yeast cell genus is Saccharomyces. In some embodiments, the host yeast cell species is Saccharomyces cerevisiae.

[0108] В другом аспекте изобретение относится к антителу, связанному с периплазматическим якорным белком. В некоторых вариантах осуществления антитело, связанное с периплазматическим якорным белком, кроме того, содержит дополнительную модификацию, часть или взаимодействующий белок. В некоторых вариантах осуществления дополнительная модификация представляет собой посттрансляционную модификацию. В некоторых вариантах осуществления часть представляет собой аффинную метку, эпитоп, маркировку и т.п.В некоторых вариантах осуществления антитело локализуется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина. В некоторых вариантах осуществления, когда антитело продуцируется в дрожжевой клетке-хозяине или введено в нее, антитело локализуется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина. В некоторых вариантах осуществления антитело связано с периплазматическим якорным белком, так что антитело локализуется в периплазматическом пространстве. Связь антитела с периплазматическим якорным белком может быть ковалентной или нековалентной. Например, антитело может быть ковалентно связано с периплазматическим якорным белком в слитом белке. Альтернативно антитело может образовывать комплекс с периплазматическим якорным белком, где антитело и периплазматический якорный белок связаны нековалентно посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе. Альтернативно антитело и периплазматический якорный белок связаны ковалентно посредством непептидной связи в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь. Также предусматриваются дрожжевые клетки-хозяева, содержащие антитело, как описано в настоящем описании. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. В некоторых вариантах осуществления вид дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces cerevisiae.[0108] In another aspect, the invention provides an antibody coupled to a periplasmic anchor protein. In some embodiments, the periplasmic anchor protein-linked antibody further comprises an additional modification, portion, or interacting protein. In some embodiments, the additional modification is a post-translational modification. In some embodiments, the portion is an affinity tag, an epitope, a label, or the like. In some embodiments, the antibody is localized in the periplasmic space of the host yeast cell. In some embodiments, when an antibody is produced in or introduced into a host yeast cell, the antibody is localized to the periplasmic space of the host yeast cell. In some embodiments, the antibody is coupled to a periplasmic anchor protein such that the antibody is localized to the periplasmic space. The association of the antibody with the periplasmic anchor protein may be covalent or non-covalent. For example, the antibody may be covalently linked to a periplasmic anchor protein in a fusion protein. Alternatively, the antibody may form a complex with a periplasmic anchor protein, where the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked through molecular binding interactions in the complex. Alternatively, the antibody and periplasmic anchor protein are linked covalently through a non-peptide bond in the complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond. Yeast host cells containing the antibody are also provided as described herein. In some embodiments, the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia. In some embodiments, the host yeast cell genus is Saccharomyces. In some embodiments, the host yeast cell species is Saccharomyces cerevisiae.

[0109] В другом аспекте изобретение относится к способам локализации антитела в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, включающим связывание антитела с периплазматическим якорным белком, так чтобы антитело было локализовано в периплазматическом пространстве. В некоторых вариантах осуществления антитело связано с периплазматическим якорным белком так, что антитело локализуется в периплазматическом пространстве. Связь антитела с периплазматическим якорным белком может быть ковалентной или нековалентной. Например, антитело может быть ковалентно связано с периплазматическим якорным белком в слитом белке. Альтернативно антитело может образовывать комплекс с периплазматическим якорным белком, где антитело и периплазматический якорный белок связаны нековалентно посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе. Альтернативно антитело и периплазматический якорный белок связаны ковалентно посредством непептидной связи в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. В некоторых вариантах осуществления вид дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces cerevisiae.[0109] In another aspect, the invention provides methods for localizing an antibody to the periplasmic space of a yeast host cell, comprising linking the antibody to a periplasmic anchor protein such that the antibody is localized to the periplasmic space. In some embodiments, the antibody is associated with a periplasmic anchor protein such that the antibody is localized in the periplasmic space. The association of the antibody with the periplasmic anchor protein may be covalent or non-covalent. For example, the antibody may be covalently linked to a periplasmic anchor protein in a fusion protein. Alternatively, the antibody may form a complex with a periplasmic anchor protein, where the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked through molecular binding interactions in the complex. Alternatively, the antibody and periplasmic anchor protein are linked covalently through a non-peptide bond in the complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond. In some embodiments, the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia. In some embodiments, the host yeast cell genus is Saccharomyces. In some embodiments, the host yeast cell species is Saccharomyces cerevisiae.

[0110] В другом аспекте изобретение относится к способам высокопроизводительного скрининга белковых библиотек в отношении специфического связывания или функциональных характеристик посредством дисплея белков в периплазматическом пространстве дрожжей. Библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея можно получать путем связывания рекомбинантных белков с периплазматическим якорным белком, который локализует рекомбинантные белки в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки. Связь может быть ковалентной или нековалентной. Например, рекомбинантный белок может быть ковалентно связан с периплазматическим якорным белком в слитом белке. Альтернативно рекомбинантный вариант белка может образовывать комплекс с периплазматическим якорным белком, где рекомбинантный белок и периплазматический якорный белок связаны нековалентно посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе. Альтернативно рекомбинантный вариант белка и периплазматический якорный белок связаны ковалентно посредством непептидной связи в комплексе. В некоторых вариантах осуществления непептидная связь представляет собой дисульфидную связь. Библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея также можно получать путем связывания рекомбинантных белков с секреторными сигналами. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia. В некоторых вариантах осуществления род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. В некоторых вариантах осуществления вид дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces cerevisiae.[0110] In another aspect, the invention relates to methods for high-throughput screening of protein libraries for specific binding or functional characteristics by displaying proteins in the yeast periplasmic space. A yeast periplasmic display library can be prepared by linking recombinant proteins to a periplasmic anchor protein, which localizes the recombinant proteins to the periplasmic space of the yeast cell. The bond may be covalent or non-covalent. For example, the recombinant protein may be covalently linked to a periplasmic anchor protein in a fusion protein. Alternatively, the recombinant protein variant may form a complex with a periplasmic anchor protein, where the recombinant protein and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked through molecular binding interactions in the complex. Alternatively, the recombinant protein variant and the periplasmic anchor protein are linked covalently through a non-peptide bond in the complex. In some embodiments, the non-peptide bond is a disulfide bond. A yeast periplasmic display library can also be generated by coupling recombinant proteins to secretory signals. In some embodiments, the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia. In some embodiments, the host yeast cell genus is Saccharomyces. In some embodiments, the host yeast cell species is Saccharomyces cerevisiae.

[0111] Локализации в периплазматическом пространстве можно достигать различными способами. В определенных вариантах осуществления рекомбинантный белок направляют в периплазму путем связывания рекомбинантного белка с секреторным сигналом, который приводит к секреции рекомбинантного белка во внеклеточное пространство. В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что связанный рекомбинантный экспонируется в периплазме. Например, периплазматический якорный белок может содержать сигнальную последовательность, которая направляет транспорт периплазматического якорного белка и связанного рекомбинантного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина. Предпочтительно, периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы периплазматический якорный белок и связанный рекомбинантный белок удерживались в периплазме. Альтернативно, периплазматический якорный белок может быть компонентом периплазматического белкового комплекса, который является достаточно большим, чтобы образование комплекса в периплазме приводило к задерживанию в периплазме. В других вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или ассоциированный с мембраной белковый домен, который локализуется на наружной поверхности клеточной мембраны, так что связанный рекомбинантный белок выступает в периплазму. Например, для этой цели можно использовать заякоривающий гликозилфосфатидилинозитол(GPI)-домен, который локализуется на плазматической мембране. В одном варианте осуществления заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина, такой как, но не ограничиваясь ими, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7. В другом варианте осуществления периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что экспонированный вариант белка выступает в периплазму. В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок и рекомбинантный белок ковалентно связаны в слитом варианте белка, и периплазматический якорный белок содержит сигнальную последовательность, которая направляет транспорт слитого белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что слитый вариант белка экспонируется в периплазме. Например, периплазматический якорный белок может содержать сигнальную последовательность, которая направляет транспорт слитого белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина. Предпочтительно, периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы слитый белок удерживался в периплазме. Альтернативно периплазматический якорный белок может быть компонентом периплазматического белкового комплекса, который является достаточно большим, чтобы образование комплекса в периплазме приводило к задерживанию слитого белка в периплазме. В других вариантах осуществления периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или ассоциированный с мембраной белковый домен, который локализуется на наружной поверхности клеточной мембраны, так что слитый вариант белка выступает в периплазму. Например, для этой цели можно использовать заякоривающий гликозилфосфатидилинозитол(GPI)-домен, который локализуется на плазматической мембране. В одном варианте осуществления заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина, такой как, но не ограничиваясь ими, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7. В другом варианте осуществления периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что экспонированный вариант белка выступает в периплазму. В определенных вариантах осуществления периплазматический якорный белок представляет собой фрагмент полноразмерного белка, который сохраняет способность к локализации в периплазме.[0111] Localization in the periplasmic space can be achieved in various ways. In certain embodiments, the recombinant protein is targeted to the periplasm by binding the recombinant protein to a secretory signal, which results in secretion of the recombinant protein into the extracellular space. In certain embodiments, the periplasmic anchor protein comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell, to the plasma membrane, or to the cell wall, such that the bound recombinant is exposed in the periplasm. For example, the periplasmic anchor protein may contain a signal sequence that directs the transport of the periplasmic anchor protein and associated recombinant protein into the periplasm of the host yeast cell. Preferably, the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated recombinant protein are retained in the periplasm. Alternatively, the periplasmic anchor protein may be a component of a periplasmic protein complex that is large enough that complex formation in the periplasm results in retention in the periplasm. In other embodiments, the periplasmic anchor protein comprises a membrane-spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that is localized to the outer surface of the cell membrane such that the bound recombinant protein protrudes into the periplasm. For example, the glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchoring domain, which is localized on the plasma membrane, can be used for this purpose. In one embodiment, the plasma membrane-anchoring GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain, such as, but not limited to, a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7. In another embodiment, a periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the exposed variant of the protein protrudes into the periplasm. In certain embodiments, the periplasmic anchor protein and the recombinant protein are covalently linked in a fusion protein, and the periplasmic anchor protein comprises a signal sequence that directs transport of the fusion protein into the periplasm of the yeast host cell, to the plasma membrane, or to the cell wall, such that the fusion protein exposed in the periplasm. For example, the periplasmic anchor protein may contain a signal sequence that directs transport of the fusion protein into the periplasm of the host yeast cell. Preferably, the periplasmic anchor protein is large enough that the fusion protein is retained in the periplasm. Alternatively, the periplasmic anchor protein may be a component of a periplasmic protein complex that is large enough that formation of the complex in the periplasm results in retention of the fusion protein in the periplasm. In other embodiments, the periplasmic anchor protein comprises a membrane-spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that is localized to the outer surface of the cell membrane such that the fusion protein protrudes into the periplasm. For example, the glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchoring domain, which is localized on the plasma membrane, can be used for this purpose. In one embodiment, the plasma membrane-anchoring GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain, such as, but not limited to, a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7. In another embodiment, a periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the exposed variant of the protein protrudes into the periplasm. In certain embodiments, the periplasmic anchor protein is a fragment of a full-length protein that retains the ability to localize to the periplasm.

[0112] Любой тип белка может экспонироваться в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки, включая, но не ограничиваясь ими, антитела, миметики антител, аптамеры, антигены, ферменты, рецепторы, переносчики, ионные каналы, гормоны, субстраты, агонисты, антагонисты или лиганды. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея презентирует множество таких белков, которые можно подвергать скринингу в отношении сворачивания и/или биологической активности в присутствии представляющей интерес молекулы-мишени. При внеклеточном расположении молекула-мишень должна быть способна проникать через клеточную стенку дрожжей для достижения экспонированных белков для скрининга. В определенных вариантах осуществления представляющий интерес белок-мишень коэкспрессируется с экспонированным вариантом белка в дрожжевой клетке в положении, доступном для экспонированного варианта белка (например, достаточно близко, чтобы экспонированный вариант белка связывал и/или модулировал активность представляющего интерес белка-мишени). Например, представляющий интерес белок-мишень может быть локализован на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина или в периплазме вблизи места, где экспонируется вариант белка. В частности, этот способ применим для рецепторов, ионных каналов, переносчиков и других мембранных белков, которые локализуются на плазматической мембране. Таким образом, дрожжевой периплазматический дисплей можно использовать для презентации белков мембранному белку-мишени в среде, по существу сходной с нативной средой.[0112] Any type of protein can be exposed in the periplasmic space of a yeast cell, including, but not limited to, antibodies, antibody mimetics, aptamers, antigens, enzymes, receptors, transporters, ion channels, hormones, substrates, agonists, antagonists, or ligands. The yeast periplasmic display library presents a variety of such proteins that can be screened for folding and/or biological activity in the presence of a target molecule of interest. When located extracellularly, the target molecule must be able to penetrate the yeast cell wall to reach exposed proteins for screening. In certain embodiments, the target protein of interest is coexpressed with the exposed protein variant in the yeast cell at a position accessible to the exposed protein variant (e.g., close enough that the exposed protein variant binds and/or modulates the activity of the target protein of interest). For example, the target protein of interest may be located on the plasma membrane of the host yeast cell or in the periplasm near the site where the protein variant is exposed. In particular, this method is applicable to receptors, ion channels, transporters and other membrane proteins that are localized on the plasma membrane. Thus, yeast periplasmic display can be used to present proteins to a target membrane protein in an environment essentially similar to the native environment.

[0113] Любые полипептиды, включенные в слитую конструкцию, включая периплазматический якорный белок и экспонированный вариант белка, могут быть соединены прямо друг с другом пептидными связями или могут быть отделены промежуточными аминокислотными последовательностями или линкерами. Линкерные аминокислотные последовательности, как правило, являются короткими, например, 20 или менее аминокислот (т.е. 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1). Примеры включают короткие пептидные последовательности, которые облегчают клонирование, полиглициновые линкеры (Glyn, где n=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или более), гистидиновые метки (Hisn, где n=3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или более), линкеры, состоящие из остатков глицина и серина, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 или более), линкеры GSAT, SEG и Z-EGFR. Линкеры могут включать участки рестрикции, которые облегчают клонирование и манипулирование. Другие подходящие линкерные аминокислотные последовательности известны специалистам в данной области (см., например, Argos (1990) J. Mol. Biol. 211(4):943-958; Crasto et al. (2000) Protein Eng. 13:309-312; George et al. (2002) Protein Eng. 15:871-879; Arai et al. (2001) Protein Eng. 14:529-532; и Registry of Standard Biological Parts (partsregistry.org/Protein_domains/Linker).[0113] Any polypeptides included in the fusion construct, including the periplasmic anchor protein and the exposed variant protein, may be linked directly to each other by peptide bonds or may be separated by intervening amino acid sequences or linkers. Linker amino acid sequences are typically short, such as 20 amino acids or less (i.e., 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6 , 5, 4, 3, 2 or 1). Examples include short peptide sequences that facilitate cloning, polyglycine linkers (Gly n , where n=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more), histidine tags (His n , where n=3 , 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more), linkers consisting of glycine and serine residues, where n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 or more), GSAT, SEG and Z-EGFR linkers. Linkers may include restriction sites that facilitate cloning and manipulation. Other suitable linker amino acid sequences are known to those skilled in the art (see, for example, Argos (1990) J. Mol. Biol. 211(4):943-958; Crasto et al. (2000) Protein Eng. 13:309-312 ; George et al. (2002) Protein Eng. 15:871-879; Arai et al. (2001) Protein Eng. 14:529-532; and Registry of Standard Biological Parts (partsregistry.org/Protein_domains/Linker).

[0114] Необязательно, в слитые конструкции может быть включена метка. Метки, которые можно использовать для применения изобретения на практике, включают, но не ограничиваются ими, His-метку, Strep-метку, TAP-метку, S-метку, SBP-метку, Arg-метку, кальмодулин-связывающую пептидную метку, метку на основе целлюлоза-связывающего домена, DsbA-метку, метку c-myc, метку на основе глутатион S-трансферазы, FLAG-метку, HAT-метку, метку на основе мальтоза-связывающего белка, NusA-метку и метку на основе тиоредоксина.[0114] Optionally, a label may be included in the fused structures. Tags that can be used to practice the invention include, but are not limited to, a His tag, a Strep tag, a TAP tag, an S tag, an SBP tag, an Arg tag, a calmodulin-binding peptide tag, a cellulose binding domain tag, DsbA tag, c-myc tag, glutathione S-transferase tag, FLAG tag, HAT tag, maltose binding protein tag, NusA tag and thioredoxin tag.

B. Полинуклеотиды, кодирующие заякоренные в периплазме варианты белка и белки-мишени, и конструирование библиотекB. Polynucleotides encoding periplasm-anchored protein variants and target proteins and library construction

[0115] Полинуклеотиды, кодирующие заякоренные в периплазме варианты белка и представляющие интерес белки-мишени, можно получать рядом способов, все из которых хорошо известны в данной области. Например, полинуклеотиды можно получать с использованием рекомбинантных способов, хорошо известных в данной области. Специалист в данной области может без труда определить нуклеотидные последовательности, которые кодируют желаемые белки, белки с использованием стандартной методологии и идей, описанных в настоящем описании.[0115] Polynucleotides encoding periplasm-anchored protein variants and target proteins of interest can be produced by a number of methods, all of which are well known in the art. For example, polynucleotides can be produced using recombinant methods well known in the art. One skilled in the art can readily determine nucleotide sequences that encode the desired proteins using standard methodology and the concepts described herein.

[0116] Олигонуклеотидные зонды могут быть установлены на основе известных последовательностей генов и могут быть использованы для исследования геномных или кДНК-библиотек. Затем полинуклеотиды с желаемыми последовательностями можно далее выделять с использованием стандартных способов и, например, использовать ферменты рестрикции для укорочения гена в желаемых участках полноразмерной последовательности. Аналогично, полинуклеотиды с представляющими интерес последовательностями можно выделять прямо из клеток и тканей, содержащих их, с использованием известных способов, таких как экстракция фенолом, и последовательность можно далее подвергать манипулированию для получения желаемых вариантов белков. См., например, Sambrook et al., выше, для описания способов, используемых для получения и выделения ДНК.[0116] Oligonucleotide probes can be designed based on known gene sequences and can be used to probe genomic or cDNA libraries. Polynucleotides with the desired sequences can then be further isolated using standard methods and, for example, restriction enzymes can be used to truncate the gene at the desired regions of the full-length sequence. Likewise, polynucleotides with sequences of interest can be isolated directly from cells and tissues containing them using known methods such as phenol extraction, and the sequence can be further manipulated to produce desired protein variants. See, for example, Sambrook et al., supra, for a description of methods used to obtain and isolate DNA.

[0117] Последовательности, кодирующие варианты белков, также можно получать синтетическим путем, например, на основе известных последовательностей. Нуклеотидную последовательность можно конструировать с соответствующими кодонами для конкретной желаемой аминокислотной последовательности. Полную последовательность, как правило, собирают из перекрывающихся олигонуклеотидов, полученных стандартными способами, и собирают в полную кодирующую последовательность. См., например, Edge (1981) Nature 292:756; Nambair et al. (1984) Science 223:1299; Jay et al. (1984) J. Biol. Chem. 259:6311; Stemmer et al. (1995) Gene 164:49-53.[0117] Sequences encoding variant proteins can also be obtained synthetically, for example, based on known sequences. The nucleotide sequence can be designed with the appropriate codons for the particular amino acid sequence desired. The complete sequence is typically assembled from overlapping oligonucleotides prepared by standard methods and assembled into a complete coding sequence. See, for example, Edge (1981) Nature 292:756; Nambair et al. (1984) Science 223:1299; Jay et al. (1984) J. Biol. Chem. 259:6311; Stemmer et al. (1995) Gene 164:49–53.

[0118] Рекомбинантные способы без труда используют для клонирования последовательностей, кодирующих варианты белков (например, антитела), пригодные для заявленного изобретения, которые затем можно подвергать мутагенезу in vitro путем замены соответствующий пары(пар) оснований с получением кодона для желаемой аминокислоты. Такое изменение может включать всего одну пару оснований, обеспечивая изменение одной аминокислоты, или оно может охватывать изменение нескольких пар оснований. Альтернативно мутации можно осуществлять с использованием праймера с несоответствиями, который гибридизуется с исходной нуклеотидной последовательностью (как правило, кДНК, соответствующая последовательности РНК), при температуре ниже температуры плавления дуплекса с несоответствиями. Специфичность праймера можно обеспечивать путем поддержания длины праймера и композиции оснований в относительно узких пределах и путем расположения мутантного основания по центру. См., например, Innis et al, (1990) PCR Applications: Protocols for Functional Genomics; Zoller and Smith, Methods Enzymol. (1983) 100:468. Удлинения праймеров достигают с использованием ДНК-полимерзы, продукт клонируют и клоны, содержащие мутантную ДНК, полученную путем сегрегации удлиненной цепи праймера, отбирают. Селекцию можно проводить с использованием мутантного праймера в качестве зонда для гибридизации. Этот способ также применим для внесения множества точковых мутаций. См, например, Dalbie-McFarland et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79:6409.[0118] Recombinant methods are readily used to clone sequences encoding protein variants (eg, antibodies) useful for the claimed invention, which can then be mutagenized in vitro by replacing the appropriate base pair(s) to produce a codon for the desired amino acid. Such a change may involve just one base pair, representing a change in one amino acid, or it may involve a change in several base pairs. Alternatively, mutations can be made using a mismatch primer that hybridizes to the original nucleotide sequence (typically a cDNA corresponding to the RNA sequence) at a temperature below the melting temperature of the mismatch duplex. Primer specificity can be ensured by keeping the primer length and base composition within relatively narrow limits and by positioning the mutant base centrally. See, for example, Innis et al, (1990) PCR Applications: Protocols for Functional Genomics; Zoller and Smith, Methods Enzymol. (1983) 100:468. Primer extension is achieved using DNA polymers, the product is cloned and clones containing mutant DNA obtained by segregation of the extended primer strand are selected. Selection can be carried out using a mutant primer as a hybridization probe. This method is also applicable to introducing multiple point mutations. See, for example, Dalbie-McFarland et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1982) 79:6409.

[0119] Разнообразие библиотеки дисплея зависит от используемого способа мутагенеза. Для быстрого получения большого количества мутаций можно использовать кассетный мутагенез путем встраивания мутагенных кассет в нуклеиновую кислоту (см., например, Worrall (1994) Methods Mol. Biol. 30:199-210, Kegler-Ebo et al. (1994) Nucleic Acids Research. 22 (9):1593-1599). Кроме того, также для получения большого количества вариантов для библиотеки дисплея можно использовать случайный мутагенез. Подходящие способы случайного мутагенеза включают, но не ограничиваются ими, ПЦР с пониженной точностью, ПЦР по типу катящегося кольца с пониженной точностью, химический мутагенез, мутагенез в штамме-мутаторе с дефектом каскадов репарации ДНК, инсерционный мутагенез с использованием системы транспозонов, или шаффлинг ДНК (см., например, McCullum et al. (2010) Methods Mol. Biol. 634:103-109, Fujii et al. (2014) Methods Mol. Biol. 1179:23-29, Muteeb (2010) Methods Mol. Biol. 634:411-419, Bose (2016) Methods Mol. Biol. 1373:111-115, Labrou (2010) Curr Protein Pept Sci. 11(1):91-100, Wilson et al. (2011) Methods Mol. Biol. 765:359-371). Такие способы можно использовать для эффективного получения большого количества вариантов с модификациями исходной молекулы нуклеиновой кислоты. В некоторых вариантах осуществления конструируют библиотеку ДНК, содержащую по меньшей мере 106, предпочтительно по меньшей мере 108, и более предпочтительно по меньшей мере 1010 вариантов с уникальными последовательностями, с использованием способов, известных в данной области.[0119] The diversity of the display library depends on the mutagenesis method used. To quickly obtain large numbers of mutations, cassette mutagenesis can be used by inserting mutagenic cassettes into nucleic acid (see, for example, Worrall (1994) Methods Mol. Biol. 30:199-210, Kegler-Ebo et al. (1994) Nucleic Acids Research 22(9):1593-1599). In addition, random mutagenesis can also be used to obtain a large number of variants for a display library. Suitable random mutagenesis methods include, but are not limited to, reduced fidelity PCR, reduced fidelity rolling ring PCR, chemical mutagenesis, mutagenesis in a mutator strain deficient in DNA repair cascades, insertional mutagenesis using a transposon system, or DNA shuffling ( see, for example, McCullum et al. (2010) Methods Mol. Biol. 634:103-109, Fujii et al. (2014) Methods Mol. Biol. 1179:23-29, Muteeb (2010) Methods Mol. Biol. 634:411-419, Bose (2016) Methods Mol Biol 1373:111-115, Labrou (2010) Curr Protein Pept Sci 11(1):91-100 Wilson et al (2011) Methods Mol Biol 765:359-371). Such methods can be used to efficiently produce a large number of variants with modifications of the original nucleic acid molecule. In some embodiments, a DNA library containing at least 10 6 , preferably at least 10 8 , and more preferably at least 10 10 unique sequence variants is constructed using methods known in the art.

[0120] В некоторых вариантах осуществления библиотеки антител для дрожжевого периплазматического дисплея конструируют путем клонирования природных антител из B-лимфоцитов, полученных от доноров крови. Нуклеиновые кислоты, кодирующие легкие и тяжелые цепи антител или их фрагменты, содержащие определяющие комплементарность области вариабельных доменов (например, Fab), можно амплифицировать способом ПЦР и клонировать в векторы. ScFv-антитела можно получать путем клонирования в вектор, который соединяет легкую и тяжелую цепи через линкер в одной открытой рамке считывания. Донор крови может быть любого вида. В некоторых вариантах осуществления для получения библиотеки антител человека используют доноров крови-людей. В других вариантах осуществления для получения библиотеки верблюжьих антител используют доноров крови, относящихся к семейству верблюжьих. Верблюжьи антитела могут происходить, например, из дромадеров, двугорбых верблюдов, лам или альпак. Такие животные семейства верблюжьих продуцируют уникальный тип антител, которые лишены легкой цепи. Эти антитела с тяжелыми цепями (HCAb) или их фрагменты вариабельных доменов (например, однодоменные антитела или наноантитела) можно использовать для конструирования библиотеки антител (см., например, Vincke et al. (2012) Methods Mol. Biol. 911:15-26, Krah et al. (2016) Immunopharmacol. Immunotoxicol. 38(1):21-8; включенную в настоящее описание в качестве ссылки).[0120] In some embodiments, antibody libraries for yeast periplasmic display are constructed by cloning natural antibodies from B lymphocytes obtained from blood donors. Nucleic acids encoding antibody light and heavy chains or fragments thereof containing complementarity-determining variable domain regions (eg, Fab) can be amplified by PCR and cloned into vectors. ScFv antibodies can be produced by cloning into a vector that connects the light and heavy chains via a linker in a single open reading frame. A blood donor can be of any type. In some embodiments, human blood donors are used to generate the human antibody library. In other embodiments, camelid blood donors are used to generate the camelid antibody library. Camel antibodies can come from, for example, dromedaries, Bactrian camels, llamas or alpacas. These camelids produce a unique type of antibody that lacks a light chain. These heavy chain antibodies (HCAbs) or variable domain fragments thereof (eg, single domain antibodies or nanoantibodies) can be used to construct an antibody library (see, for example, Vincke et al. (2012) Methods Mol. Biol. 911:15-26 , Krah et al (2016) Immunopharmacol. Immunotoxicol. 38(1):21-8; incorporated herein by reference).

[0121] После выделения и/или синтеза кодирующих последовательностей для вариантов белков (например, антител), их можно клонировать в любой подходящий вектор или репликон для экспрессии в дрожжах. "Вектор" представляет собой композицию, которую можно использовать для доставки представляющей интерес нуклеиновой кислоты внутрь клетки. В данной области известны многочисленные векторы, включая, но не ограничиваясь ими, линейные полинуклеотиды, полинуклеотиды, ассоциированные с ионными или амфифильными соединениями, плазмиды и вирусы. Таким образом, термин "вектор" включает автономно реплицирующуюся плазмиду или вирус. Экспрессирующая конструкция может быть получена путем репликации в живой клетке, или ее можно получать синтетическим путем. Для целей настоящей заявки термины "экспрессирующая конструкция", "экспрессирующий вектор" и "вектор" используют взаимозаменяемо для демонстрации применения изобретения в общем иллюстративном значении, и они не предназначены для ограничения изобретения.[0121] Once coding sequences for protein variants (eg, antibodies) have been isolated and/or synthesized, they can be cloned into any suitable vector or replicon for expression in yeast. A "vector" is a composition that can be used to deliver a nucleic acid of interest into a cell. Numerous vectors are known in the art, including, but not limited to, linear polynucleotides, polynucleotides associated with ionic or amphiphilic compounds, plasmids and viruses. Thus, the term "vector" includes an autonomously replicating plasmid or virus. The expression construct can be produced by replication in a living cell, or it can be produced synthetically. For purposes of this application, the terms "expression construct", "expression vector" and "vector" are used interchangeably to demonstrate the application of the invention in a general illustrative sense, and they are not intended to limit the invention.

[0122] В определенных вариантах осуществления нуклеиновая кислота, кодирующая представляющий интерес полинуклеотид, находится под транскрипционным контролем промотора. "Промотор" относится к последовательности ДНК, распознаваемой синтетическим аппаратом клетки или введенным синтетическим аппаратом, требуемой для инициации специфической транскрипции гена. Термин "промотор" используется в настоящем описании для отнесения к группе модулей контроля транскрипции, которые кластеризуются вокруг участка инициации для РНК-полимеразы I, II или III. Совместно с промотором можно использовать энхансерные элементы для повышения уровня экспрессии конструкций. В определенных вариантах осуществления экспрессирующий вектор содержит промотор, "функционально связанный" с полинуклеотидом, кодирующим слитый белок или представляющий интерес белок-мишень. Выражение "функционально связанный" или "под контролем транскрипции", как используют в рамках изобретения, означает, что промотор находится в правильном положении и ориентации относительно полинуклеотида для контроля инициации транскрипции РНК-полимеразой и экспрессии слитого белка или представляющего интерес белка-мишени.[0122] In certain embodiments, the nucleic acid encoding the polynucleotide of interest is under the transcriptional control of a promoter. "Promoter" refers to a DNA sequence recognized by a cell's synthetic machinery or introduced by a synthetic machinery required to initiate specific transcription of a gene. The term "promoter" is used herein to refer to a group of transcriptional control modules that cluster around the initiation site for RNA polymerase I, II or III. Enhancer elements can be used in conjunction with a promoter to increase the level of expression of the constructs. In certain embodiments, the expression vector contains a promoter "operably linked" to a polynucleotide encoding a fusion protein or target protein of interest. The expression "operably linked" or "under transcriptional control" as used herein means that the promoter is in the correct position and orientation relative to the polynucleotide to control the initiation of transcription by the RNA polymerase and the expression of the fusion protein or target protein of interest.

[0123] Как правило, также в экспрессирующей конструкции присутствует терминатор транскрипции/сигналы полиаденилирования. Примеры таких последовательностей включают, но не ограничиваются ими, последовательности, происходящие из SV40, как описано в Sambrook et al., выше, а также последовательность терминатора бычьего гормона роста (см., например, патент США №5122458). Кроме того, рядом с кодирующей последовательностью можно помещать последовательности 5'-UTR для усиления ее экспрессии. Такие последовательности могут включать UTR, содержащие участок внутренней посадки рибосомы (IRES).[0123] Typically, transcription terminator/polyadenylation signals are also present in the expression construct. Examples of such sequences include, but are not limited to, sequences derived from SV40, as described in Sambrook et al., supra, as well as the bovine growth hormone terminator sequence (see, for example, US Pat. No. 5,122,458). In addition, 5'UTR sequences can be placed adjacent to the coding sequence to enhance its expression. Such sequences may include UTRs containing an internal ribosome entry site (IRES).

[0124] Включение IRES позволяет трансляцию одной или более открытых рамок считывания с вектора. Элемент IRES привлекает эукариотический рибосомальный комплекс инициации трансляции и стимулирует инициацию трансляции. См., например, Kaufman et al., Nuc. Acids Res. (1991) 19:4485-4490; Gurtu et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. (1996) 229:295-298; Rees et al., BioTechniques (1996) 20:102-110; Kobayashi et al., BioTechniques (1996) 21:399-402; и Mosser et al., BioTechniques (1997 22 150-161). Известно множество последовательностей IRES, и они включают последовательности, происходящие из широкого множества вирусов, такие как лидерные последовательности пикорнавирусов, такие как UTR вируса энцефаломиокардита (EMCV) (Jang et al. J. Virol. (1989) 63:1651-1660), лидерная пооследовательность полиомиелита, лидерная последовательность вируса гепатита A, IRES вируса гепатита C, IRES риновируса человека 2 типа (Dobrikova et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (2003) 100(25):15125-15130), элемент IRES из вируса ящура (Ramesh et al., Nucl. Acid Res. (1996) 24:2697-2700), IRES гиардиавируса (Garlapati et al., J. Biol. Chem. (2004) 279(5):3389-3397) и т.п.В рамках настоящего изобретения также применимы различные невирусные последовательности IRES, включая, но не ограничиваясь ими, последовательности IRES из дрожжей, а также IRES рецептора ангиотензина II типа 1 человека (Martin et al., Mol. Cell Endocrinol. (2003) 212:51-61), IRES фибробластного фактора роста (IRES FGF-1 и IRES FGF-2, Martineau et al. (2004) Mol. Cell. Biol. 24(17):7622-7635), IRES сосудисто-эндотелиального фактора роста (Baranick et al. (2008) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105(12):4733-4738, Stein et al. (1998) Mol. Cell. Biol. 18(6):3112-3119, Bert et al. (2006) RNA 12(6):1074-1083), и IRES инсулиноподобного фактора роста 2 (Pedersen et al. (2002) Biochem. J. 363(Pt 1):37-44). Последовательность IRES может быть включена в вектор, например, для экспрессии слитого белка, содержащего периплазматический якорный белок, слитый с вариантом белка для дисплея в комбинации с представляющим интерес белком-мишенью из экспрессирующей кассеты.[0124] Enabling IRES allows translation of one or more open reading frames from the vector. The IRES element recruits the eukaryotic ribosomal translation initiation complex and stimulates translation initiation. See, for example, Kaufman et al., Nuc. Acids Res. (1991) 19:4485–4490; Gurtu et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. (1996) 229:295-298; Rees et al., BioTechniques (1996) 20:102-110; Kobayashi et al., BioTechniques (1996) 21:399-402; and Mosser et al., BioTechniques (1997 22 150-161). Many IRES sequences are known, and these include sequences derived from a wide variety of viruses, such as the leader sequences of picornaviruses, such as the UTR of encephalomyocarditis virus (EMCV) (Jang et al. J. Virol. (1989) 63:1651-1660), the leader polio sequence, hepatitis A virus leader sequence, hepatitis C virus IRES, human rhinovirus type 2 IRES (Dobrikova et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (2003) 100(25):15125-15130), IRES element from virus foot and mouth disease (Ramesh et al., Nucl. Acid Res. (1996) 24:2697-2700), giardiavirus IRES (Garlapati et al., J. Biol. Chem. (2004) 279(5):3389-3397), etc. Also useful within the scope of the present invention are various non-viral IRES sequences, including, but not limited to, IRES sequences from yeast, as well as the human angiotensin II type 1 receptor IRES (Martin et al., Mol. Cell Endocrinol. (2003) 212 :51-61), fibroblast growth factor IRES (FGF-1 IRES and FGF-2 IRES, Martineau et al. (2004) Mol. Cell. Biol. 24(17):7622-7635), vascular endothelial growth factor IRES (Baranick et al. (2008) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105(12):4733-4738, Stein et al. (1998) Mol Cell Biol 18(6):3112-3119, Bert et al (2006) RNA 12(6):1074-1083), and the insulin-like growth factor 2 IRES (Pedersen et al (2002) Biochem J. 363(Pt 1):37-44). An IRES sequence may be included in a vector, for example, to express a fusion protein comprising a periplasmic anchor protein fused to a variant display protein in combination with a target protein of interest from an expression cassette.

[0125] Альтернативно полинуклеотид, кодирующий вирусный пептид T2A, можно использовать для обеспечения продукции множества белковых продуктов из одного вектора. Линкерные пептиды 2A встраивают между кодирующими последовательностями в мультицистронной конструкции. Пептид 2A, который является саморасщепляющимся, позволяет продуцирование коэкспрессируемых белков из мультицистронной конструкции в эквимолярных количествах. Можно использовать пептиды 2A из различных вирусов, включая, но не ограничиваясь ими, пептиды 2A, происходящие из вируса ящура, вируса лошадиного ринита A, вируса Thosea asigna и свиного тешовируса 1. См., например, Kim et al. (2011) PLoS One 6(4):e18556, Trichas et al. (2008) BMC Biol. 6:40, Provost et al. (2007) Genesis 45(10):625-629, Furler et al. (2001) Gene Ther. 8(11):864-873; включенные в настоящее описание в качестве ссылок в полном объеме.[0125] Alternatively, a polynucleotide encoding a T2A viral peptide can be used to enable the production of multiple protein products from a single vector. 2A linker peptides are inserted between coding sequences in a multicistronic construct. Peptide 2A, which is self-cleaving, allows the production of coexpressed proteins from a multicistronic construct in equimolar quantities. 2A peptides from various viruses can be used, including, but not limited to, 2A peptides derived from foot-and-mouth disease virus, equine rhinitis virus A, Thosea asigna virus, and porcine teschovirus 1. See, for example, Kim et al. (2011) PLoS One 6(4):e18556, Trichas et al. (2008) BMC Biol. 6:40, Provost et al. (2007) Genesis 45(10):625–629, Furler et al. (2001) Gene Ther. 8(11):864-873; incorporated herein by reference in their entirety.

[0126] В определенных вариантах осуществления экспрессирующая конструкция содержит плазмиду, пригодную для трансформации дрожжевой клетки. Дрожжевые экспрессирующие плазмиды, как правило, содержат специфический для дрожжей ориджин репликации (ORI) и алиментарные селективные маркеры (например, HIS3, URA3, LYS2, LEU2, TRP1, MET15, ura4+, leu1+, ade6+), маркеры для селекции с антибиотиками (например, aphA1 или ble), флуоресцентные маркеры (например, mCherry, зеленый флуоресцентный белок), биолюминесцентные маркеры (например, люцифераза), или другие маркеры для селекции трансформированных дрожжевых клеток. Дрожжевая плазмида, кроме того, может содержать компоненты для обеспечения переноса между бактериальным хозяином (например, E.coli) и дрожжевыми клетками. Доступен ряд различных типов дрожжевых плазмид, включая дрожжевые встраивающиеся плазмиды (YIp), которые лишены ORI и встраиваются в хромосомы хозяина посредством гомологичной рекомбинации; дрожжевые реплицирующиеся плазмиды (YRp), которые содержат автономно реплицирующуюся последовательность (ARS) и могут реплицироваться независимо; дрожжевые центромерные плазмиды (YCp), которые представляют собой низкокопийные векторы, содержащие часть ARS и часть последовательности центромеры (CEN); и дрожжевые эписомальные плазмиды (YEp), которые представляют собой высококопийные плазмиды, содержащие фрагмент из 2-микронного кольца (природная плазмида дрожжей), который позволяет стабильное получение 50 или более копий на клетку.[0126] In certain embodiments, the expression construct comprises a plasmid useful for transforming a yeast cell. Yeast expression plasmids typically contain a yeast-specific origin of replication (ORI) and nutritional selection markers (e.g. HIS3, URA3, LYS2, LEU2, TRP1, MET15, ura4+, leu1+, ade6+), antibiotic selection markers (e.g. aphA1 or ble), fluorescent markers (eg, mCherry, green fluorescent protein), bioluminescent markers (eg, luciferase), or other markers for selection of transformed yeast cells. The yeast plasmid may further contain components to facilitate transfer between a bacterial host (eg, E. coli) and yeast cells. A number of different types of yeast plasmids are available, including yeast insertion plasmids (YIp), which lack an ORI and integrate into host chromosomes via homologous recombination; yeast replicating plasmids (YRp), which contain an autonomously replicating sequence (ARS) and can replicate independently; yeast centromere plasmids (YCp), which are low copy vectors containing part of the ARS and part of the centromere sequence (CEN); and yeast episomal plasmids (YEp), which are high-copy number plasmids containing a 2-micron ring fragment (a naturally occurring yeast plasmid) that allows stable production of 50 or more copies per cell.

[0127] Также может быть желательным включение регуляторных последовательностей, которые позволяют регуляцию экспрессии последовательностей белков относительно роста клетки-хозяина. Такие регуляторные последовательности известны специалистам в данной области, и их примеры включают последовательности, которые вызывают включение или выключение экспрессии гена в ответ на химический или физический стимул, включая присутствие регуляторного соединения. Например, феромон-индуцируемый промотор, такой как промотор PRM1 или FUS2, можно использовать для достижения транскрипции, зависимой от активации каскада передачи сигнала феромонов. Последовательности контроля и другие регуляторные последовательности могут быть лигированы с кодирующей последовательностью перед встраиванием в вектор. Альтернативно кодирующую последовательность можно клонировать непосредственно в экспрессирующий вектор, который уже содержит последовательности контроля и соответствующий участок рестрикции.[0127] It may also be desirable to include regulatory sequences that allow the expression of protein sequences to be regulated relative to the growth of the host cell. Such regulatory sequences are known to those skilled in the art, and examples include sequences that cause gene expression to be turned on or off in response to a chemical or physical stimulus, including the presence of a regulatory compound. For example, a pheromone-inducible promoter, such as the PRM1 or FUS2 promoter, can be used to achieve transcription dependent on the activation of the pheromone signaling cascade. Control sequences and other regulatory sequences can be ligated to the coding sequence before insertion into the vector. Alternatively, the coding sequence can be cloned directly into an expression vector that already contains control sequences and an appropriate restriction site.

[0128] В некоторых случаях может быть необходимой модификация кодирующей последовательности так, чтобы она была связана с последовательностями контроля в надлежащей ориентации; т.е. для сохранения надлежащей рамки считывания. Мутанты или можно получать путем делеции части последовательности, кодирующей белок, путем встраивания последовательности и/или путем замены одного или более нуклеотидов в последовательности. Способы модификации нуклеотидных последовательностей, такие как сайт-направленный мутагенез, хорошо известны специалистам в данной области. См., например, Sambrook et al., выше; DNA Cloning, Vols. I and II, выше; Nucleic Acid Hybridization, выше.[0128] In some cases, it may be necessary to modify the coding sequence so that it is associated with the control sequences in the proper orientation; those. to maintain proper reading frame. Mutants or can be generated by deleting part of the protein coding sequence, by inserting a sequence, and/or by replacing one or more nucleotides in the sequence. Methods for modifying nucleotide sequences, such as site-directed mutagenesis, are well known to those skilled in the art. See, for example, Sambrook et al., supra; DNA Cloning, Vols. I and II, above; Nucleic Acid Hybridization, supra.

[0129] В одном варианте осуществления рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие варианты белка, клонируют в нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор, содержащий: a) полинуклеотид, кодирующий сигнальный пептид; b) участок клонирования, пригодный для встраивания в рамке считывания полинуклеотида, кодирующего вариант белка, после полинуклеотида, кодирующего сигнальный пептид; c) полинуклеотид, кодирующий заякоривающий на плазматической мембране гликофосфатидилинозитол(GPI)-домен, расположенный так, чтобы вектор был способен продуцировать слитый белок, содержащий сигнальный пептид и вариант белка, слитый с заякоривающим на плазматической мембране GPI-доменом; и d) промотор, функционально связанный с последовательностями, кодирующими слитый белок. В определенных вариантах осуществления заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина, такой как, но не ограничиваясь ими, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7. Нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор, кроме того, может содержать полинуклеотид, кодирующий линкер, находящийся между участком клонирования и полинуклеотидом, кодирующим заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен. Участок клонирования может содержать один или более участков рестрикции. Нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор, кроме того, может содержать селективный маркер.[0129] In one embodiment, recombinant polynucleotides encoding protein variants are cloned into a periplasmic-targeting expression vector containing: a) a polynucleotide encoding a signal peptide; b) a cloning site suitable for insertion in frame of a polynucleotide encoding a protein variant after a polynucleotide encoding a signal peptide; c) a polynucleotide encoding a plasma membrane-anchoring glycophosphatidylinositol (GPI) domain, positioned such that the vector is capable of producing a fusion protein comprising a signal peptide and a variant protein fused to the plasma membrane-anchoring GPI domain; and d) a promoter operably linked to the fusion protein coding sequences. In certain embodiments, the plasma membrane-anchoring GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain, such as, but not limited to, a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7. The periplasmic-targeting expression vector may further comprise a polynucleotide encoding a linker located between the cloning site and a polynucleotide encoding a plasma membrane anchoring GPI domain. The cloning site may contain one or more restriction sites. The periplasmic-targeting expression vector may further contain a selectable marker.

[0130] В некоторых вариантах осуществления к варианту белка добавляют аффинную метку, эпитоп, маркировку и т.п., для обеспечения возможности определения общего уровня дисплея в дрожжевых клетках. Как используют в рамках изобретения, термин "аффинная метка" относится к биомолекуле, такой как полипептидный сегмент, которая может быть связана со второй биомолекулой для обеспечения очистки или детекции второй биомолекулы или предоставления участков для присоединения второй биомолекулы к субстрату. Примеры аффинных меток включают поли-гистидиновый участок, белок A (Nilsson et al. (1985) EMBO J. 4:1075; Nilsson et al. (1991) Methods Enzymol. 198:3, глутатион S трансферазу (Smith and Johnson (1988) Gene 67:31), аффинную метку Glu-Glu (Grussenmeyer et al., (1985) PNAS USA 82:7952), вещество P, пептид FLAG (Hopp et al. (1988) Biotechnology 6:1204), стрептавидин-связывающий пептид, или другой антигенный эпитоп или связывающий домен, и т.п.(Ford et al. (1991) Protein Expression and Purification 2:950), все из которых включены в настоящее описание в качестве ссылок. Как используют в рамках изобретения, "маркировка" представляет собой молекулу или атом, которые могут быть конъюгированы с биомолекулой, чтобы сделать биомолекулу или форму биомолекулы, такую как конъюгат, поддающейся детекции или количественному определению. Примеры маркировок включают флуоресцентные агенты, биолюминесцентные белки, фотоактивные агенты, радиоизотопы, парамагнитные ионы, хелаторы и т.п.[0130] In some embodiments, an affinity tag, epitope, label, or the like is added to the protein variant to enable determination of the overall level of display in yeast cells. As used herein, the term “affinity tag” refers to a biomolecule, such as a polypeptide segment, that can be associated with a second biomolecule to provide purification or detection of the second biomolecule or to provide sites for attachment of the second biomolecule to a substrate. Examples of affinity tags include poly-histidine stretch, protein A (Nilsson et al. (1985) EMBO J. 4:1075; Nilsson et al. (1991) Methods Enzymol. 198:3, glutathione S transferase (Smith and Johnson (1988) Gene 67:31), Glu-Glu affinity tag (Grussenmeyer et al., (1985) PNAS USA 82:7952), substance P, FLAG peptide (Hopp et al. (1988) Biotechnology 6:1204), streptavidin-binding peptide , or other antigenic epitope or binding domain, etc. (Ford et al. (1991) Protein Expression and Purification 2:950), all of which are incorporated herein by reference. As used herein, "labeling " is a molecule or atom that can be conjugated to a biomolecule to make a biomolecule or a form of a biomolecule, such as a conjugate, detectable or quantifiable. Examples of labels include fluorescent agents, bioluminescent proteins, photoactive agents, radioisotopes, paramagnetic ions, chelators and etc.

[0131] Экспрессирующий вектор используют для трансформации подходящей дрожжевой клетки-хозяина. В данной области известен ряд дрожжевых хозяев, включая, но не ограничиваясь ими, Saccharomyces arboricolus, Saccharomyces bayanus, Saccharomyces boulardii, Saccharomyces bulderi, Saccharomyces cariocanus, Saccharomyces cariocus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces chevalieri, Saccharomyces dairenensis, Saccharomyces ellipsoideus, Saccharomyces eubayanus, Saccharomyces exiguus, Saccharomyces florentinus, Saccharomyces fragilis, Saccharomyces kluyveri, Saccharomyces kudriavzevii, Saccharomyces martiniae, Saccharomyces mikatae, Saccharomyces monacensis, Saccharomyces norbensis, Saccharomyces paradoxus, Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces spencerorum, Saccharomyces turicensis, Saccharomyces unisporus, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces zonatus, Candida albicans, Candida ascalaphidarum, Candida amphixiae, Candida antarctica, Candida argentea, Candida atlantica, Candida atmosphaerica, Candida auris, Candida blattae, Candida bromeliacearum, Candida carpophila, Candida carvajalis, Candida cerambycidarum, Candida chauliodes, Candida corydali, Candida dosseyi, Candida dubliniensis, Candida ergatensis, Candida fructus, Candida glabrata, Candida fermentati, Candida guilliermondii, Candida haemulonii, Candida humilis, Candida insectamens, Candida insectorum, Candida intermedia, Candida jeffresii, Candida kefyr, Candida keroseneae, Candida krusei, Candida lusitaniae, Candida lyxosophila, Candida maltosa, Candida marina, Candida membranifaciens, Candida mogii, Candida oleophila, Candida oregonensis, Candida parapsilosis, Candida quercitrusa, Candida rugosa, Candida sake, Candida shehatea, Candida temnochilae, Candida tenuis, Candida theae, Candida tolerans, Candida tropicalis, Candida tsuchiyae, Candida sinolaborantium, Candida sojae, Candida subhashii, Candida viswanathii, Candida utilis, Candida ubatubensis, Candida zemplinina, Pichia farinosa, Pichia anomala, Pichia heedii, Pichia guilliermondii, Pichia kluyveri, Pichia membranifaciens, Pichia norvegensis, Pichia ohmeri, Pichia pastoris, Pichia methanolica, Pichia subpelliculosa, Kluyveromyces aestuarii, Kluyveromyces africanus, Kluyveromyces bacillisporus, Kluyveromyces blattae, Kluyveromyces dobzhanskii, Kluyveromyces hubeiensis, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces lodderae, Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces nonfermentans, Kluyveromyces piceae, Kluyveromyces sinensis, Kluyveromyces thermotolerans, Kluyveromyces waltii, Kluyveromyces wickerhamii, Kluyveromyces yarrowii, Yarrowia bubula, Yarrowia deformans, Yarrowia lipolytica, Yarrowia porcina и Yarrowia yakushimensis, которые могут использоваться в экспрессирующих конструкциях по настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления дрожжи представляют собой вид Saccharomyces. В некоторых вариантах осуществления дрожжи представляют собой Saccharomyces cerevisiae.[0131] An expression vector is used to transform a suitable yeast host cell. A number of yeast hosts are known in the art, including, but not limited to, Saccharomyces arboricolus, Saccharomyces bayanus, Saccharomyces boulardii, Saccharomyces bulderi, Saccharomyces cariocanus, Saccharomyces cariocus, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces chevalieri, Saccharomyces dairenensis, Sac charomyces ellipsoideus, Saccharomyces eubayanus, Saccharomyces exiguus , Saccharomyces florentinus, Saccharomyces fragilis, Saccharomyces kluyveri, Saccharomyces kudriavzevii, Saccharomyces martiniae, Saccharomyces mikatae, Saccharomyces monacensis, Saccharomyces norbensis, Saccharomyces paradoxus, Saccharomyces pastorianus, Saccharomyces spencero rum, Saccharomyces turicensis, Saccharomyces unisporus, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces zonatus, Candida albicans, Candida ascalaphidarum, Candida amphixiae, Candida antarctica, Candida argentea, Candida atlantica, Candida atmosphaerica, Candida auris, Candida blattae, Candida bromeliacearum, Candida carpophila, Candida carvajalis, Candida cerambycidarum, Candida chauliodes, Candida corydali, Candida do sseyi, Candida dubliniensis, Candida ergatensis, Candida fructus, Candida glabrata, Candida fermentati, Candida guilliermondii, Candida haemulonii, Candida humilis, Candida insectamens, Candida insectorum, Candida intermedia, Candida jeffresii, Candida kefyr, Candida keroseneae, Candida krusei, Candida lusitaniae, Candida lyxosophila, Cand ida maltosa, Candida marina , Candida membranifaciens, Candida mogii, Candida oleophila, Candida oregonensis, Candida parapsilosis, Candida quercitrusa, Candida rugosa, Candida sake, Candida shehatea, Candida temnochilae, Candida tenuis, Candida theae, Candida tolerans, Candida tropicalis, Candida tsuchiyae, Candida sin olaborantium, Candida sojae, Candida subhashii, Candida viswanathii, Candida utilis, Candida ubatubensis, Candida zemplinina, Pichia farinosa, Pichia anomala, Pichia heedii, Pichia guilliermondii, Pichia kluyveri, Pichia membranifaciens, Pichia norvegensis, Pichia ohmeri, Pichia pastoris, Pich ia methanolica, Pichia subpelliculosa, Kluyveromyces aestuarii, Kluyveromyces africanus, Kluyveromyces bacillisporus, Kluyveromyces blattae, Kluyveromyces dobzhanskii, Kluyveromyces hubeiensis, Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces lodderae, Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces nonfer mentans, Kluyveromyces piceae, Kluyveromyces sinensis, Kluyveromyces thermotolerans, Kluyveromyces waltii, Kluyveromyces wickerhamii, Kluyveromyces yarrowii, Yarrowia bubula , Yarrowia deformans, Yarrowia lipolytica, Yarrowia porcina and Yarrowia yakushimensis, which can be used in the expression constructs of the present invention. In some embodiments, the yeast is a Saccharomyces species. In some embodiments, the yeast is Saccharomyces cerevisiae.

[0132] Для обеспечения экспрессии смысловых или антисмысловых генных конструкций, экспрессирующую конструкцию необходимо доставить в дрожжевую клетку. Эту доставку можно проводить in vitro с использованием лабораторных методик трансформации дрожжевых клеток, хорошо известных в данной области, таких как трансформация сферопластов, обработка щелочными ионами (например, Cs+или Li+), электропорация, конъюгация между царствами, электропорация и биолистические и опосредуемые стеклянными гранулами способы (см., например, Kawai et al. (2010) Bioeng. Bugs. 1(6):395-403, Gietz et al. (1995) Yeast 11(4):355-360, Gietz et al. (2007) Nat. Protoc. 2(1):38-41, Hinnen et al. (1978) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75:1929-1933, Avery et al. (1995) Mol. Med. 1(4):344-365, Ito et al. (1983) J. Bacteriol. 153:163-168, Johnston et al. (1988) Science 240:1538-1541, Dohmen et al. (1991) Yeast 7(7):691-246, Hayama et al. (2002) J. Biosci. Bioeng. 94(2):166-171, и Wang et al. (2001) Crit. Rev. Biotechnol. 21(3):177-218; включенные в настоящее описание в качестве ссылок).[0132] To enable expression of sense or antisense gene constructs, the expression construct must be delivered into the yeast cell. This delivery can be accomplished in vitro using laboratory yeast cell transformation techniques well known in the art, such as spheroplast transformation, alkaline ion treatment (e.g., Cs + or Li + ), electroporation, inter-kingdom conjugation, electroporation, and biolistic and glass-mediated granule methods (see, for example, Kawai et al. (2010) Bioeng. Bugs. 1(6):395-403, Gietz et al. (1995) Yeast 11(4):355-360, Gietz et al. ( 2007) Nat Protoc 2(1):38-41, Hinnen et al (1978) Proc Natl Acad Sci USA 75:1929-1933, Avery et al (1995) Mol Med 1( 4):344-365, Ito et al (1983) J Bacteriol 153:163-168, Johnston et al (1988) Science 240:1538-1541, Dohmen et al (1991) Yeast 7(7) :691-246, Hayama et al (2002) J Biosci Bioeng 94(2):166-171, and Wang et al (2001) Crit Rev Biotechnol 21(3):177-218; incorporated herein by reference).

[0133] После доставки экспрессирующей конструкции в клетку нуклеиновая кислота, кодирующая представляющий интерес ген, может помещаться и экспрессироваться в различных участках. В определенных вариантах осуществления нуклеиновая кислота, кодирующая ген, может стабильно встраиваться в геном клетки посредством гомологичной рекомбинации. Это встраивание может осуществляться в сходном положении и ориентации (замена гена), в гене (прерывание гена) или в случайном неспецифическом положении (увеличение гена). Встраивание конструкции в локусе-мишени, которое прерывает ген, может быть приемлемым при условии, что прерывание гена не препятствует росту клеток или скринингу библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея (например, не происходит нарушения ответа феромонов, если его используют при скрининге). В других вариантах осуществления нуклеиновую кислоту можно стабильно поддерживать в клетке в качестве отдельного эписомального сегмента ДНК. Такие сегменты нуклеиновых кислот или "эписомы" кодируют последовательности, достаточные для того, чтобы позволить поддержание и репликацию независимо от или синхронно с клеточным циклом хозяина. Способ доставки экспрессирующей конструкции в клетку и то, где остается нуклеиновая кислота в клетке, зависит от типа используемой экспрессирующей конструкции.[0133] After delivery of the expression construct to the cell, the nucleic acid encoding the gene of interest can be placed and expressed at various sites. In certain embodiments, the nucleic acid encoding the gene can be stably integrated into the genome of a cell through homologous recombination. This insertion may occur at a similar position and orientation (gene replacement), within a gene (gene interruption), or at a random, nonspecific position (gene amplification). Insertion of a construct at a target locus that interrupts a gene may be acceptable as long as the gene interruption does not interfere with cell growth or screening of a yeast periplasmic display library (eg, does not disrupt the pheromone response if used in the screen). In other embodiments, the nucleic acid may be stably maintained in a cell as a distinct episomal DNA segment. Such nucleic acid segments or "episomes" encode sequences sufficient to allow maintenance and replication independent of or synchronous with the host cell cycle. How the expression construct is delivered into the cell and where the nucleic acid remains in the cell depends on the type of expression construct used.

[0134] В определенных вариантах осуществления экспрессирующая конструкция может просто состоять из голой рекомбинантной ДНК или плазмид. Перенос конструкции можно проводить любыми способами, упомянутыми выше, которые физически или химически обеспечивают проницаемость клеточной мембраны.[0134] In certain embodiments, the expression construct may simply consist of naked recombinant DNA or plasmids. Transfer of the construct can be accomplished by any of the methods mentioned above that physically or chemically permeabilize the cell membrane.

[0135] В другом варианте осуществления экспрессирующую конструкцию голой ДНК можно переносить в клетки посредством бомбардировки частицами. Этот способ основан на способности ускорять покрытые ДНК микроснаряды до высокой скорости, что позволяет им проходить через клеточные стенки и мембраны дрожжей и входить в клетки, не убивая их (Armaleo et al. (1990) Curr. Genet. 17(2):97-103). Было разработано несколько устройств для ускорения мелких частиц. Одно такое устройство основано на высоковольтном разряде для генерирования электрического тока, который в свою очередь обеспечивает движущую силу (Yang et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:9568-9572). Микроснаряды могут состоять из биологически инертных веществ, таких как вольфрамовые или золотые гранулы.[0135] In another embodiment, the naked DNA expression construct can be transferred into cells via particle bombardment. This method is based on the ability to accelerate DNA-coated microprojectiles to high speeds, allowing them to pass through yeast cell walls and membranes and enter cells without killing them (Armaleo et al. (1990) Curr. Genet. 17(2):97- 103). Several devices have been developed to accelerate small particles. One such device relies on a high-voltage discharge to generate an electrical current, which in turn provides the driving force (Yang et al. (1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:9568-9572). Microprojectiles may consist of biologically inert substances such as tungsten or gold granules.

[0136] В некоторых вариантах осуществления получают набор линейных молекул ДНК, кодирующих варианты белка. Вместо клонирования линейных молекул ДНК в вектор перед трансформацией дрожжевые клетки трансформируют пустым вектором вместе с набором линейных молекул ДНК, кодирующих варианты белков, которые затем встраиваются в вектор in vivo, например, посредством гомологичной рекомбинации в дрожжевых клетках-хозяевах.[0136] In some embodiments, a set of linear DNA molecules encoding protein variants is obtained. Instead of cloning linear DNA molecules into a vector before transformation, yeast cells are transformed with an empty vector along with a set of linear DNA molecules encoding protein variants, which are then incorporated into the vector in vivo, for example, through homologous recombination in host yeast cells.

C. НаборыC. Sets

[0137] Набор может включать библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея, как описано в настоящем описании, или средства для получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, такие как подходящие векторы для клонирования нуклеиновых кислот, кодирующих варианты белка, для получения вариантов белка, связанных с периплазматическим якорным белком, дрожжевые клетки, агенты трансфекции, среду, пригодную для выращивания дрожжевых клеток, средства для позитивной и негативной селекции клеток и другие реагенты, которые необходимы. В набор, как правило, включают инструкции (например, в печатной форме, CD-ROM, DVD, Blu-ray, флэш-память, цифровая загружаемая информация, и т.д.) по получению и/или скринингу библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, как описано в настоящем описании.[0137] The kit may include a yeast periplasmic display library as described herein, or means for producing a yeast periplasmic display library, such as suitable vectors for cloning nucleic acids encoding protein variants to produce protein variants associated with a periplasmic anchor protein, yeast cells, transfection agents, media suitable for growing yeast cells, positive and negative cell selection agents, and other reagents as necessary. The kit will typically include instructions (e.g., printed form, CD-ROM, DVD, Blu-ray, flash memory, digital download, etc.) for preparing and/or screening the yeast periplasmic display library, as described herein.

[0138] Набор может включать библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея, как описано в настоящем описании, или средства для получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, такие как подходящие векторы для клонирования нуклеиновых кислот, кодирующих варианты белка, для получения слитых конструкций с периплазматическим якорным белком, дрожжевые клетки, агенты трансфекции, среду, пригодную для выращивания дрожжевых клеток, средства для позитивной или негативной селекции клеток и другие реагенты, которые требуются. В набор, как правило, включают инструкции (например, в печатной форме, CD-ROM, DVD, Blu-ray, флэш-память, цифровая загружаемая информация, и т.д.) по получению и/или скринингу библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея, как описано в настоящем описании.[0138] The kit may include a yeast periplasmic display library as described herein, or means for producing a yeast periplasmic display library, such as suitable vectors for cloning nucleic acids encoding protein variants to produce periplasmic anchor protein fusion constructs in yeast cells , transfection agents, media suitable for growing yeast cells, agents for positive or negative cell selection and other reagents as required. The kit will typically include instructions (e.g., printed form, CD-ROM, DVD, Blu-ray, flash memory, digital download, etc.) for preparing and/or screening the yeast periplasmic display library, as described herein.

[0139] В одном варианте осуществления набор содержит нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор, содержащий: a) полинуклеотид, кодирующий сигнальный пептид; b) участок клонирования, пригодный для встраивания в рамке считывания полинуклеотида, кодирующего вариант белка (например, антитело) после полинуклеотида, кодирующего сигнальный пептид; c) полинуклеотид, кодирующий заякоривающий на плазматической мембране гликофосфатидилинозитол (GPI)-домен, расположенных так, чтобы вектор был способен продуцировать слитый белок, содержащий сигнальный пептид и вариант белка, слитый с заякоривающим на плазматической мембране GPI-доменом; и d) промотор, функционально связанный с последовательностями, кодирующими слитый белок. В другом варианте осуществления сигнальный пептид содержит сигнальную последовательность препро-альфа-фактора. В определенных вариантах осуществления заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина, такой как, но не ограничиваясь ими, заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7. В другом варианте осуществления нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор дополнительно содержит полинуклеотид, кодирующий линкер, где указанный полинуклеотид, кодирующий линкер, находится между участком клонирования и полинуклеотидом, кодирующим заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен. Линкер, кроме того, может содержать метку. В другом варианте осуществления нацеливающий в периплазму экспрессирующий вектор, кроме того, содержит селективный маркер. В другом варианте осуществления участок клонирования содержит один или более участков рестрикции.[0139] In one embodiment, the kit contains a periplasmic targeting expression vector comprising: a) a polynucleotide encoding a signal peptide; b) a cloning site suitable for inserting in frame a polynucleotide encoding a protein variant (eg, an antibody) after a polynucleotide encoding a signal peptide; c) a polynucleotide encoding a plasma membrane-anchoring glycophosphatidylinositol (GPI) domain, arranged so that the vector is capable of producing a fusion protein comprising a signal peptide and a variant protein fused to a plasma membrane-anchoring GPI domain; and d) a promoter operably linked to the fusion protein coding sequences. In another embodiment, the signal peptide comprises a prepro-alpha factor signal sequence. In certain embodiments, the plasma membrane-anchoring GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain, such as, but not limited to, a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7. In another embodiment, the periplasmic-targeting expression vector further comprises a polynucleotide encoding a linker, wherein the polynucleotide encoding the linker is located between the cloning site and the polynucleotide encoding a plasma membrane anchoring GPI domain. The linker may also contain a label. In another embodiment, the periplasmic-targeting expression vector further comprises a selectable marker. In another embodiment, the cloning site contains one or more restriction sites.

[0140] В другом варианте осуществления набор включает библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея, содержащую множество дрожжевых клеток-хозяев, причем каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит: a) слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, слитый с вариантом белка (например, антитело), для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированный вариант белка является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество вариантов белков; b) представляющий интерес сопряженный с G-белком рецептор (GPCR), являющийся мишенью, где представляющий интерес GPCR-мишень находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и является доступным для варианта белка, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина; и c) сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине. В определенных вариантах осуществления сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен дрожжевой субъединицы G(и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα. Например, дрожжевая субъединица G(может принадлежать семейству G-белков Gαi, Gαq, Gαs или Gαo. В химерной субъединице G(по меньшей мере пять C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(могут быть заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающих, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 20 C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего. В другом варианте осуществления химерная субъединица G(содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток дрожжевой субъединицы Gα. В определенных вариантах осуществления GPCR млекопитающих представляет собой GPCR мыши. В определенных вариантах осуществления GPCR млекопитающих представляет собой GPCR человека, выбранный из группы, состоящей из CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR и AT1R.[0140] In another embodiment, the kit includes a yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains: a) a fusion protein comprising a periplasmic anchor protein fused to a variant protein (e.g., antibody) for display in the periplasmic space of the yeast host cell, wherein the displayed protein variant is different in each host yeast cell such that a plurality of host yeast cells display a plurality of protein variants; b) a G protein coupled receptor (GPCR) target of interest, wherein the target GPCR of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the protein variant exposed in the periplasmic space of the host yeast cell; and c) an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in a host yeast cell. In certain embodiments, the engineered G subunit is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit, containing the N-terminal domain of the yeast G subunit and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit. For example, the yeast G subunit may belong to the Gαi, Gαq, Gαs, or Gαo family of G proteins. The chimeric G subunit has at least five C-terminal residues of the yeast G subunit may be replaced by the corresponding C-terminal residues of the mammalian G subunit such that the chimeric G subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. In some embodiments, at least 20 C-terminal residues of the yeast G subunit are replaced by the corresponding C- terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of activation by a mammalian GPCR. In another embodiment, the chimeric Gα subunit comprises at least 41 N-terminal residues of the yeast Gα subunit. In certain embodiments, the mammalian GPCR is a mouse GPCR. In certain embodiments, the mammalian GPCR is a human GPCR selected from the group consisting of CXCR4 , CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR and AT1R.

[0141] В другом варианте осуществления набор включает библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея, содержащую: множество дрожжевых клеток-хозяев, причем каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, слитый с вариантом белка для дисплея, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы слитый белок удерживался в периплазме, и экспонированный вариант белка является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество вариантов белков.[0141] In another embodiment, the kit includes a yeast periplasmic display library comprising: a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains a fusion protein comprising a periplasmic anchor protein fused to a variant of the display protein, wherein the periplasmic anchor protein is sufficient large so that the fusion protein is retained in the periplasm, and the protein variant displayed is different in each yeast host cell such that multiple yeast host cells display multiple protein variants.

[0142] В другом варианте осуществления набор включает библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея, содержащую: множество дрожжевых клеток-хозяев, причем каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит слитый белок, содержащий вариант белка для дисплея, связанный с представляющим интерес мембранным белком-мишенью, где экспонированный вариант белка является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество вариантов белка с представляющим интерес мембранным белком-мишенью.[0142] In another embodiment, the kit includes a yeast periplasmic display library comprising: a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains a fusion protein comprising a display protein variant linked to a target membrane protein of interest, wherein the displayed variant protein is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of protein variants with the target membrane protein of interest.

D. ПримененияD. Applications

[0143] Настоящее изобретение можно в общем применять для скрининга белков, которые выполняют полезные или желаемые функции, включая связывание, катализ, сборку, транспорт и т.п. Например, дрожжевой периплазматический дисплей можно использовать для идентификации агонистов и антагонистов рецепторов, конструирования терапевтических белков и антител, идентификации белок-белковых взаимодействий и картирования эпитопов.[0143] The present invention can be generally used to screen for proteins that perform useful or desired functions, including binding, catalysis, assembly, transport, and the like. For example, yeast periplasmic display can be used to identify receptor agonists and antagonists, design therapeutic proteins and antibodies, identify protein-protein interactions, and map epitopes.

[0144] Дрожжевой периплазматический дисплей является особенно пригодным для скрининга библиотеки белков в отношении кандидатов, которые связывают и/или модулируют функцию белка-мишени, который является мембранным белком, такого как рецептор, ионный канал или переносчик. Локализация белка на мембране делает его доступным для экспонированных вариантов белков в периплазматическом пространстве (например, достаточно близко, чтобы экспонированный вариант белка связывался с представляющим интерес белком-мишенью).[0144] Yeast periplasmic display is particularly useful for screening a library of proteins for candidates that bind and/or modulate the function of a target protein that is a membrane protein, such as a receptor, ion channel or transporter. Localization of a protein to the membrane makes it accessible to exposed protein variants in the periplasmic space (eg, close enough for the exposed protein variant to bind to the target protein of interest).

[0145] В определенных вариантах осуществления активация представляющего интерес белка-мишени повышает рост дрожжевых клеток-хозяев. В этом случае библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея можно подвергать скринингу в отношении агониста представляющего интерес белка-мишени посредством культивирования по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея в среде, где рост дрожжевой клетки-хозяина в среде указывает на то, что вариант белка, экспонированный в дрожжевой клетке-хозяине, является агонистом представляющего интерес белка-мишени.[0145] In certain embodiments, activation of a target protein of interest enhances the growth of host yeast cells. In this case, the yeast periplasmic display library can be screened for an agonist of the target protein of interest by culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library in a medium where growth of the yeast host cell in the medium indicates that the protein variant , exposed in a yeast host cell, is an agonist of the target protein of interest.

[0146] В других вариантах осуществления активация представляющего интерес белка-мишени снижает рост дрожжевых клеток-хозяев. В этом случае библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея можно подвергать скринингу в отношении антагониста представляющего интерес белка-мишени посредством культивирования по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея в среде, где рост дрожжевой клетки-хозяина в среде указывает на то, что вариант белка, экспонированный в дрожжевой клетке-хозяине, является антагонистом представляющего интерес белка-мишени.[0146] In other embodiments, activation of a target protein of interest reduces the growth of host yeast cells. In this case, the yeast periplasmic display library can be screened for an antagonist of the target protein of interest by culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library in a medium wherein growth of the yeast host cell in the medium indicates that the protein variant , exposed in a yeast host cell, is an antagonist of the target protein of interest.

[0147] В определенных вариантах осуществления каждая дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит репортерную систему, содержащую репортерный ген, функционально связанный с индуцибельным промотором, который активируется, когда активируется представляющий интерес белок-мишень, позволяя детецию повышения или снижения активности представляющего интерес белка-мишени при связывании экспонированного варианта белка с представляющим интерес белком-мишенью. Например, репортерный ген может представлять собой алиментарный маркер (например, HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1), маркер резистентности к антибиотику (например, сообщает резистентность к антибиотику, такому как генетицин (например, aphA1), зеоцин (например, ble), гигромицин B, ноурсеотрицин или биалафос), флуоресцентный маркер (например, зеленый флуоресцентный белок, красный флуоресцентный белок, синий флуоресцентный белок, голубой флуоресцентный белок, желтый флуоресцентный белок и оранжевый флуоресцентный белок), биолюминесцентный маркер (например, люцифераза или экворин) или маркер контрселекции (например, CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK).[0147] In certain embodiments, each yeast host cell further comprises a reporter system comprising a reporter gene operably linked to an inducible promoter that is activated when the target protein of interest is activated, allowing detection of an increase or decrease in the activity of the target protein of interest when binding the exposed protein variant to a target protein of interest. For example, the reporter gene may be a nutritional marker (e.g., HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3, and TRP1), an antibiotic resistance marker (e.g., communicates resistance to an antibiotic such as geneticin (e.g., aphA1), zeocin (e.g., ble), hygromycin B, nourseothricin or bialaphos), fluorescent marker (eg green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein and orange fluorescent protein), bioluminescent marker (eg luciferase or aequorin) or a counterselection marker (eg, CAN1, URA3, MET15, TRP1, and TK).

[0148] Например, позитивную селекцию (т.е. селекцию в отношении активации экспрессии репортерного гена) можно использовать для детекции увеличения активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании экспонированного варианта белка с представляющим интерес мембранным белком-мишенью. Детекцию экспрессии алиментарного маркера можно проводить, например, по росту дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде с дефицитом питательных веществ. Детекцию экспрессии маркера резистентности к антибиотику можно проводить, например, по росту дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде, содержащей антибиотик. Детекцию экспрессии флуоресцентного маркера можно проводить, например, по флуоресценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами. Детекцию экспрессии биолюминесцентного маркера можно проводить, например, по биолюминесценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами.[0148] For example, positive selection (ie, selection for activation of reporter gene expression) can be used to detect an increase in the activity of a target membrane protein of interest upon binding of an exposed protein variant to the target membrane protein of interest. Detection of nutritional marker expression can be carried out, for example, by the growth of host yeast cells in a selective nutrient-deficient medium. Detection of the expression of an antibiotic resistance marker can be carried out, for example, by the growth of host yeast cells in a selective medium containing the antibiotic. Detection of fluorescent marker expression can be achieved, for example, by the fluorescence emitted by the host yeast cells. Detection of bioluminescent marker expression can be carried out, for example, by bioluminescence emitted by host yeast cells.

[0149] Альтернативно контрселекцию (т.е. селекцию на основе роста в отношении потери экспрессии репортерного гена) можно использовать для детекции снижения активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании экспонированного варианта белка с представляющим интерес мембранным белком-мишенью. Маркер контрселекции может убивать клетки путем индукции апоптоза, конвертировать нетоксичное лекарственное средство в токсичное соединение или транспортировать токсичную молекулу в клетку. Контрселекцию можно проводить путем культивирования дрожжевых клеток-хозяев в среде, содержащей средство, которое селективно убивает клетки, экспрессирующие маркер контрселекции. Иллюстративные маркеры контрселекции включают CAN1 (контрселекция с канаванином), URA3 (контрселекция с 5-фтороротовой кислотой (5-FOA)), MET15 (контрселекция с метилртутью), TRP1 (контрселекция с 5-фторантраниловой кислотой (5-FAA)) и тимидинкиназу TK вируса герпеса человека (контрселекция с флоксуридином (FUDR)).[0149] Alternatively, counterselection (ie, growth-based selection for loss of reporter gene expression) can be used to detect a decrease in the activity of a target membrane protein of interest upon binding of an exposed protein variant to the target membrane protein of interest. The counterselection marker may kill cells by inducing apoptosis, convert a nontoxic drug into a toxic compound, or transport a toxic molecule into the cell. Counter-selection can be accomplished by culturing host yeast cells in a medium containing an agent that selectively kills cells expressing the counter-selection marker. Exemplary counterselection markers include CAN1 (canavanine counterselection), URA3 (5-fluoroorotic acid (5-FOA) counterselection), MET15 (methylmercury counterselection), TRP1 (5-fluoroanthranilic acid (5-FAA) counterselection), and TK thymidine kinase human herpes virus (counterselection with floxuridine (FUDR)).

[0150] В частности, библиотеку дрожжевого периплазматического дисплея можно использовать для скрининга в отношении антител, которые связывают и модулируют функцию GPCR. В некоторых вариантах осуществления GPCR в дрожжевой клетке-хозяине заменен на GPCR млекопитающего, например, GPCR человека. В некоторых вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин экспрессирует GPCR млекопитающего, например, GPCR человека, и эндогенный GPCR дрожжей. В некоторых вариантах осуществления антагонисты и агонисты идентифицируют с использованием репортерной системы, которая сопрягает ответ GPCR на связывание экспонированного антитела с уровнями секреции феромонов дрожжей (см. примеры). Для этой цели дрожжевую клетку-хозяин можно генетически модифицировать для экспрессии сконструированной субъединицы Gα, способной активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине. В определенных вариантах осуществления сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен дрожжевой субъединицы G(и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα. Например, дрожжевая субъединица G(может принадлежать семейству G-белков Gαi, Gαq, Gαs или Gαo. В химерной субъединице G(по меньшей мере пять C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(могут быть заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере 20 C-концевых остатков дрожжевой субъединицы G(заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего. В другом варианте осуществления химерная субъединица G(содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток дрожжевой субъединицы Gα. Иллюстративные субъединицы G(млекопитающих включают G альфа-S, G альфа-I, G альфа-O, G альфа-T, G альфа-Z, G альфа-Q, G альфа-11, G альфа-12, G альфа-13 и трансдуцин.[0150] In particular, a yeast periplasmic display library can be used to screen for antibodies that bind and modulate GPCR function. In some embodiments, the GPCR in the host yeast cell is replaced with a mammalian GPCR, such as a human GPCR. In some embodiments, the host yeast cell expresses a mammalian GPCR, such as a human GPCR, and an endogenous yeast GPCR. In some embodiments, antagonists and agonists are identified using a reporter system that couples the GPCR response to exposed antibody binding to yeast pheromone secretion levels (see Examples). For this purpose, a host yeast cell can be genetically modified to express an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the yeast host cell. In certain embodiments, the engineered G subunit is a chimeric a G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of the yeast G subunit and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit. For example, the yeast G subunit may belong to the Gαi, Gαq, Gαs, or Gαo family of G proteins. In a chimeric subunit The G(at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) may be replaced by the corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit) such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. In some embodiments, the at least 20 C-terminal residues of the mammalian G(subunit) residues of the yeast G subunit are replaced by the corresponding C-terminal residues of the mammalian G subunit, such that the chimeric G subunit is capable of activation by the mammalian GPCR. In another embodiment, the chimeric G(subunit) contains at least 41 N-terminal residues of the yeast Gα subunit. Exemplary mammalian G(subunits) include G alpha-S, G alpha-I, G alpha-O, G alpha-T, G alpha- Z, G alpha-Q, G alpha-11, G alpha-12, G alpha-13 and transducin.

[0151] В частности, штаммы дрожжей Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3 или Δmat являются пригодными для скрининга антагонистов и агонистов GPCR. Штамм Δmat может содержать, например, удаленный или инактивированный локус MAT(или удаленный или инактивированный локус MATa. Дрожжевая клетка-хозяин, кроме того, может содержать модифицированный белок CLN3, содержащий C-концевое укорочение, которое повышает содержание CLN3 в дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с белком CLN3 дикого типа. Например, модифицированный белок CLN3 может сохранять по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-387 или 1-408 белка CLN3 дикого типа, или любое количество N-концевых аминокислот в этих диапазонах, такое как 1-388, 1-389, 1-390, 1-391, 1-392, 1-393, 1-394, 1-395, 1-396, 1-397, 1-398, 1-399, 1-400, 1-401, 1-402, 1-403, 1-404, 1-405, 1-406, 1-407 или 1-408, где C-концевое укорочение содержит делецию всех или некоторых из остальных остатков белка CLN3 дикого типа. Дрожжевые клетки-хозяева, используемые для получения библиотеки периплазматического дисплея, могут быть гаплоидными или диплоидными. Иллюстративные штаммы дрожжей, предназначенные для применения в селекции антагониста и агониста, описаны в примерах 2 и 5, соответственно.[0151] In particular, yeast strains Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3 or Δmat are useful for screening GPCR antagonists and agonists. The Δmat strain may contain, for example, a deleted or inactivated MAT locus (or a deleted or inactivated MATa locus. The host yeast cell may further contain a modified CLN3 protein containing a C-terminal truncation that increases the content of CLN3 in the yeast host cell by compared to wild-type CLN3 protein. For example, a modified CLN3 protein may retain at least N-terminal amino acids 1-387 or 1-408 of wild-type CLN3 protein, or any number of N-terminal amino acids in these ranges, such as 1-388, 1-389, 1-390, 1-391, 1-392, 1-393, 1-394, 1-395, 1-396, 1-397, 1-398, 1-399, 1-400, 1- 401, 1-402, 1-403, 1-404, 1-405, 1-406, 1-407, or 1-408, where the C-terminal truncation contains a deletion of all or some of the remaining residues of the wild-type CLN3 protein. Yeast cells -hosts used to generate the periplasmic display library can be haploid or diploid.Illustrative yeast strains for use in antagonist and agonist selection are described in Examples 2 and 5, respectively.

[0152] В определенных вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, где ингибирование ответа феромонов посредством антитела, выступающего в качестве антагониста, который связывает и ингибирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к прекращению остановки клеточного цикла и росту дрожжевой клетки-хозяина. В других вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном, где активация ответа феромонов посредством антитела, выступающего в качестве агониста, который связывает и активирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к повышению экспрессии репортерного гена.[0152] In certain embodiments, the host yeast cell is a FAR1 strain, wherein inhibition of the pheromone response by an antagonist antibody that binds and inhibits GPCRs in the host yeast cell results in cell cycle arrest and growth of the yeast cell. owner. In other embodiments, the host yeast cell is a Δfar1 strain comprising a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene, wherein activation of the pheromone response by an agonist antibody that binds and activates a GPCR in the host yeast cell results in to increase reporter gene expression.

[0153] Любой тип GPCR из любого вида можно подвергать скринингу с использованием периплазматического дисплея, как описано в настоящем описании. В некоторых вариантах осуществления представляющий интерес GPCR-мишень представляет собой GPCR млекопитающего (например, из человека или не являющегося человеком примата. грызуна, лабораторного животного, домашнего скота). Например, GPCR млекопитающего может представлять собой GPCR человека (например, CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR и AT1R). Представляющий интерес GPCR-мишень может обладать конститутивной лиганд-независимой активностью. Альтернативно можно добавлять лиганд для активации представляющего интерес GPCR-мишени в ходе скрининга на агонисты или антагонисты. В некоторых вариантах осуществления дрожжевая клетка-хозяин экспрессирует представляющий интерес GPCR-мишень, например, представляющий интерес GPCR человека, и эндогенный GPCR дрожжей.[0153] Any type of GPCR from any species can be screened using periplasmic display as described herein. In some embodiments, the target GPCR of interest is a mammalian GPCR (eg, from a human or non-human primate, rodent, laboratory animal, livestock). For example, a mammalian GPCR may be a human GPCR (e.g., CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR , PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR and AT1R). The GPCR target of interest may have constitutive ligand-independent activity. Alternatively, a ligand can be added to activate a GPCR target of interest during agonist or antagonist screening. In some embodiments, the yeast host cell expresses a target GPCR of interest, such as a human GPCR of interest, and an endogenous yeast GPCR.

[0154] В некоторых вариантах осуществления варианты белков представляют собой антитела. С использованием способов дрожжевого периплазматического дисплея, описанных в настоящем описании, можно проводить скрининг любого типа антител, включая моноклональные антитела, гибридные антитела, измененные антитела, химерные антитела и гуманизированные антитела, а также: гибридные (химерные) молекулы антител (см., например, Winter et al. (1991) Nature 349:293-299; и патент США №4816567); F(ab')2- и F(ab)-фрагменты; Fv-молекулы (нековалентные гетеродимеры, см., например, Inbar et al. (1972) Proc Natl Acad Sci USA 69:2659-2662; и Ehrlich et al. (1980) Biochem 19:4091-4096); одноцепочечные Fv-молекулы (scFv) (см., например, Huston et al. (1988) Proc Natl Acad Sci USA 85:5879-5883); наноантитела или однодоменные антитела (sdAb) (см., например, Wang et al. (2016) Int J Nanomedicine 11:3287-3303, Vincke et al. (2012) Methods Mol Biol 911:15-26; димерные и триерные конструкции фрагментов антител; миниантитела (см., например, Pack et al. (1992) Biochem 31:1579-1584; Cumber et al. (1992) J Immunology 149B:120-126); гуманизированные молекулы антител (см., например, Riechmann et al. (1988) Nature 332:323-327; Verhoeyan et al. (1988) Science 239:1534-1536; и публикацию патента Великобритании №GB 2276169, опубликованную 21 сентября 1994 года); и любые функциональные фрагменты, получаемые из таких молекул, где такие фрагменты сохраняют свойства специфического связывания исходной молекулы антитела.[0154] In some embodiments, the protein variants are antibodies. Using the yeast periplasmic display methods described herein, any type of antibody can be screened, including monoclonal antibodies, hybrid antibodies, altered antibodies, chimeric antibodies and humanized antibodies, as well as: hybrid (chimeric) antibody molecules (see, for example, Winter et al (1991) Nature 349:293-299; and US Patent No. 4816567); F(ab') 2 - and F(ab) fragments; F v molecules (non-covalent heterodimers, see, for example, Inbar et al. (1972) Proc Natl Acad Sci USA 69:2659-2662; and Ehrlich et al. (1980) Biochem 19:4091-4096); single chain Fv molecules (scFv) (see, for example, Huston et al. (1988) Proc Natl Acad Sci USA 85:5879-5883); nanoantibodies or single domain antibodies (sdAbs) (see, for example, Wang et al. (2016) Int J Nanomedicine 11:3287–3303, Vincke et al. (2012) Methods Mol Biol 911:15–26; dimer and trier fragment designs antibodies; mini-antibodies (see, for example, Pack et al. (1992) Biochem 31:1579-1584; Cumber et al. (1992) J Immunology 149B:120-126); humanized antibody molecules (see, for example, Riechmann et al. al (1988) Nature 332:323-327; Verhoeyan et al (1988) Science 239:1534-1536; and UK Patent Publication No. GB 2276169 published September 21, 1994); and any functional moieties derived from such molecules , where such fragments retain the specific binding properties of the original antibody molecule.

[0155] В других вариантах осуществления варианты белков представляют собой аптамеры. Аптамеры можно выделять из комбинаторной библиотеки и усовершенствовать посредством направленной мутации или повторяющихся раундов мутагенеза и селекции. Для описания способов получения аптамеров см., например, Aptamers: Tools for Nanotherapy and Molecular Imaging (R.N. Veedu ed., Pan Stanford, 2016), Nucleic Acid and Peptide Aptamers: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, G. Mayer ed., Humana Press, 2009), Aptamers Selected by Cell-SELEX for Theranostics (W. Tan, X. Fang eds., Springer, 2015), Cox et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. 9(10):2525-2531; Cox et al. (2002) Nucleic Acids Res. 30(20): e108, Kenan et al. (1999) Methods Mol. Biol. 118:217-231; Platella et al. (2016) Biochim. Biophys. Acta Nov 16 pii: S0304-4165(16)30447-0, and Lyu et al. (2016) Theranostics 6(9):1440-1452; включенные в настоящее описание в качестве ссылок в полном объеме.[0155] In other embodiments, the protein variants are aptamers. Aptamers can be isolated from a combinatorial library and improved through targeted mutation or repeated rounds of mutagenesis and selection. For descriptions of methods for preparing aptamers, see, for example, Aptamers: Tools for Nanotherapy and Molecular Imaging (R.N. Veedu ed., Pan Stanford, 2016), Nucleic Acid and Peptide Aptamers: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, G. Mayer ed. , Humana Press, 2009), Aptamers Selected by Cell-SELEX for Theranostics (W. Tan, X. Fang eds., Springer, 2015), Cox et al. (2001) Bioorg. Med. Chem. 9(10):2525-2531; Cox et al. (2002) Nucleic Acids Res. 30(20): e108, Kenan et al. (1999) Methods Mol. Biol. 118:217-231; Platella et al. (2016) Biochim. Biophys. Acta Nov 16 pii: S0304-4165(16)30447-0, and Lyu et al. (2016) Theranostics 6(9):1440–1452; incorporated herein by reference in their entirety.

[0156] В других вариантах осуществления варианты белков представляют собой миметики антител. Можно использовать любой тип миметиков антител, включая, но не ограничиваясь ими, молекулы аффиантител (Nygren (2008) FEBS J. 275 (11):2668-2676), аффилины (Ebersbach et al. (2007) J. Mol. Biol. 372 (1):172-185), аффимеры (Johnson et al. (2012) Anal. Chem. 84 (15):6553-6560), аффитины (Krehenbrink et al. (2008) J. Mol. Biol. 383 (5):1058-1068), альфатела (Desmet et al. (2014) Nature Communications 5:5237), антикалины (Skerra (2008) FEBS J. 275 (11):2677-2683), авимеры (Silverman et al. (2005) Nat. Biotechnol. 23 (12):1556-1561), дарпины (Stumpp et al. (2008) Drug Discov. Today 13 (15-16):695-701), финомеры (Grabulovski et al. (2007) J. Biol. Chem. 282 (5):3196-3204) и монотела (Koide et al. (2007) Methods Mol. Biol. 352:95-109).[0156] In other embodiments, the protein variants are antibody mimetics. Any type of antibody mimetics can be used, including, but not limited to, affiantibody molecules (Nygren (2008) FEBS J. 275 (11):2668-2676), affilins (Ebersbach et al. (2007) J. Mol. Biol. 372 (1):172-185), affmers (Johnson et al. (2012) Anal. Chem. 84 (15):6553-6560), affins (Krehenbrink et al. (2008) J. Mol. Biol. 383 (5 ):1058-1068), alphabodies (Desmet et al. (2014) Nature Communications 5:5237), anticalins (Skerra (2008) FEBS J. 275 (11):2677-2683), avimers (Silverman et al. (2005) ) Nat. Biotechnol. 23 (12):1556-1561), darpins (Stumpp et al. (2008) Drug Discov. Today 13 (15-16):695-701), finomers (Grabulovski et al. (2007) J . Biol. Chem. 282(5):3196-3204) and monobodies (Koide et al. (2007) Methods Mol. Biol. 352:95-109).

[0157] Кроме того, можно проводить направленную эволюцию посредством ммногократных раундов мутагенеза и скрининга посредством дрожжевого периплазматического дисплея для обогащения библиотек вариантами белков (например, антителами), которые связывают представляющий интерес белок-мишень с высокой аффинностью. Направленная эволюция, в частности, может быть пригодной для улучшения характеристик связывания кандидатов с желаемой функциональной активностью, но слабой аффинностью связывания.[0157] In addition, directed evolution can be performed through multiple rounds of mutagenesis and yeast periplasmic display screening to enrich libraries for protein variants (eg, antibodies) that bind the target protein of interest with high affinity. Directed evolution, in particular, may be useful for improving the binding performance of candidates with desired functional activity but weak binding affinity.

III. Иллюстративные варианты осуществленияIII. Exemplary Embodiments

[0158] Варианты осуществления, описанные в настоящем описании, представляют собой следующие:[0158] The embodiments described herein are as follows:

1. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея, содержащая множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит:1. A yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, where each yeast host cell contains:

a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител;a) an antibody for display in the periplasmic space of a yeast host cell, where the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of antibodies;

b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; иb) periplasmic anchor protein, where the periplasmic anchor protein is associated with the antibody so that the antibody is exposed in the periplasmic space; And

c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

2. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 1, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны друг с другом посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.2. The yeast periplasmic display library according to embodiment 1, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked to each other through molecular binding interactions in a complex or linked through a covalent non-peptide bond in a complex.

3. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 1, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.3. The yeast periplasmic display library according to embodiment 1, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein.

4. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-3, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая направляет транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазме.4. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-3, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that directs transport of the periplasmic anchor protein into the periplasm of the yeast host cell, the plasma membrane, or the cell wall, such that the antibody is displayed in periplasm.

5. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-3, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.5. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-3, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that exposes the antibody to the periplasm.

6. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 5, где связанный с клеточной мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен.6. The yeast periplasmic display library of Embodiment 5, wherein the cell membrane-associated protein domain is a plasma membrane-anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain.

7. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 6, где заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япасина.7. The yeast periplasmic display library according to embodiment 6, wherein the plasma membrane-anchoring GPI domain is a japasine plasma membrane-anchoring GPI domain.

8. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 7, где заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7.8. The yeast periplasmic display library of Embodiment 7, wherein the plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7.

9. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 2, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что экспонируемый вариант белка выступает в периплазму.9. The yeast periplasmic display library of Embodiment 2, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the displayed protein variant protrudes into the periplasm.

10. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 3, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что экспонируемый вариант белка выступает в периплазму.10. The yeast periplasmic display library of Embodiment 3, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the displayed protein variant protrudes into the periplasm.

11. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 2, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы такой периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживались в периплазме.11. The yeast periplasmic display library of Embodiment 2, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm.

12. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 3, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы слитый белок удерживался в периплазме.12. The yeast periplasmic display library of Embodiment 3, wherein the periplasmic anchor protein is large enough that the fusion protein is retained in the periplasm.

13. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея, содержащая множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит:13. A yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains:

a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител, где антитело связано с сигнальной последовательностью, которая направляет транспорт антитела в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина; иa) an antibody for display in the periplasmic space of a yeast host cell, wherein the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of antibodies, wherein the antibody is linked to a signal sequence that directs transport of the antibody into the yeast periplasm host cell, to the plasma membrane or cell wall, such that the antibody is exposed in the periplasmic space of the yeast host cell; And

b) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.b) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

14. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-13, дополнительно содержащая репортерную систему, содержащую репортерный ген, функционально связанный с индуцибельным промотором, который активируется, когда активируется представляющий интерес мембранный белок-мишень, позволяя детекцию увеличения или снижения активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью.14. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-13, further comprising a reporter system comprising a reporter gene operably linked to an inducible promoter that is activated when the target membrane protein of interest is activated, allowing detection of increases or decreases in the activity of the target of interest target membrane protein upon binding of the antibody to the target membrane protein of interest.

15. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 14, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.15. The yeast periplasmic display library of embodiment 14, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker.

16. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 15, где алиментарный маркер выбран из группы, состоящей из HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1.16. The yeast periplasmic display library according to embodiment 15, wherein the nutritional marker is selected from the group consisting of HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 and TRP1.

17. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 15, где маркер резистентности к антибиотику сообщает резистентность к антибиотику, выбранному из группы, состоящей из генетицина, зеоцина, гигромицина B, ноурсеотрицина и биалафоса.17. The yeast periplasmic display library of embodiment 15, wherein the antibiotic resistance marker conveys resistance to an antibiotic selected from the group consisting of geneticin, zeocin, hygromycin B, nourseothricin, and bialaphos.

18. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 15, где флуоресцентный маркер выбран из группы, состоящей из зеленого флуоресцентного белка, красного флуоресцентного белка, синего флуоресцентного белка, голубого флуоресцентного белка, желтого флуоресцентного белка и оранжевого флуресцентного белка.18. The yeast periplasmic display library of embodiment 15, wherein the fluorescent marker is selected from the group consisting of green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and orange fluorescent protein.

19. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 15, где биолюминесцентным маркером является люцифераза или экворин.19. The yeast periplasmic display library according to embodiment 15, wherein the bioluminescent marker is luciferase or aequorin.

20. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 15, где маркер контрселекции выбран из группы, состоящей из CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK.20. The yeast periplasmic display library according to embodiment 15, wherein the counterselection marker is selected from the group consisting of CAN1, URA3, MET15, TRP1 and TK.

21. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 14, где репортерный ген представляет собой селективный маркер, так что указанное повышение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается обнаружению посредством роста дрожжевых клеток-хозяев на среде для позитивной селекции.21. The yeast periplasmic display library of embodiment 14, wherein the reporter gene is a selectable marker such that said increase in activity of a target membrane protein of interest upon binding of an antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of host yeast cells on the medium for positive selection.

22. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 14, где репортерный ген представляет собой маркер контрселекции, так что указанное снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается обнаружению по росту дрожжевых клеток-хозяев на среде для негативной селекции.22. The yeast periplasmic display library of embodiment 14, wherein the reporter gene is a counterselection marker such that said reduction in activity of a target membrane protein of interest upon binding of an antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of host yeast cells on the medium for negative selection.

23. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-22, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.23. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-22, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel, and a transporter.

24. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 23, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).24. The yeast periplasmic display library of embodiment 23, wherein the receptor is a G protein coupled receptor (GPCR).

25. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 24, где GPCR представляет собой экзогенный GPCR.25. The yeast periplasmic display library of embodiment 24, wherein the GPCR is an exogenous GPCR.

26. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 25, где дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит эндогенный GPCR.26. The yeast periplasmic display library of embodiment 25, wherein the yeast host cell further comprises an endogenous GPCR.

27. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 25 или 26, дополнительно содержащая сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться экзогенным GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.27. The yeast periplasmic display library of embodiment 25 or 26, further comprising an engineered Gα subunit capable of being activated by an exogenous GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in a host yeast cell.

28. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 27, где сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы G(дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.28. The yeast periplasmic display library according to embodiment 27, wherein the engineered G(subunit) is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of the yeast G(subunit) and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit.

29. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 28, где субъединица G(дрожжей принадлежит семейству G-белков G(i, G(q, G(s или G(o.29. A yeast periplasmic display library according to embodiment 28, wherein the yeast G(subunit belongs to the G(i, G(q, G(s, or G(o) family of G proteins.

30. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 25-29, где экзогенный GPCR представляет собой GPCR млекопитающего.30. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 25-29, wherein the exogenous GPCR is a mammalian GPCR.

31. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 30, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.31. The yeast periplasmic display library of Embodiment 30, wherein the at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with the corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

32. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 31, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.32. The yeast periplasmic display library of Embodiment 31, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

33. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 31 или 32, где субъединица G(млекопитающего выбрана из группы, состоящей из G альфа-S, G альфа-I, G альфа-O, G альфа-T, G альфа-Z, G альфа-Q, G альфа-11, G альфа-12, G альфа-13 и трансдуцина.33. The yeast periplasmic display library of embodiment 31 or 32, wherein the mammalian G(subunit) is selected from the group consisting of G alpha-S, G alpha-I, G alpha-O, G alpha-T, G alpha-Z, G alpha-Q, G alpha-11, G alpha-12, G alpha-13 and transducin.

34. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 28-33, где химерная субъединица G(содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток субъединицы G(дрожжей.34. A yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 28-33, wherein the chimeric G(subunit) contains at least 41 N-terminal residues of the yeast G(subunit).

35. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 30-34, где GPCR млекопитающего представляет собой GPCR человека.35. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 30-34, wherein the mammalian GPCR is a human GPCR.

36. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 35, где GPCR человека выбран из группы, состоящей из CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR и AT1R.36. The yeast periplasmic display library of embodiment 35, wherein the human GPCR is selected from the group consisting of CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR and AT1R.

37. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 24-36, где представляющий интерес мембранный белок-мишень GPCR обладает конститутивной лиганд-независимой активностью.37. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 24-36, wherein the GPCR target membrane protein of interest has constitutive ligand-independent activity.

38. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 24-37, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1 для селекции антител-антагонистов представляющего интерес мембранного белка-мишени GPCR.38. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 24-37, wherein the yeast host cell is a FAR1 strain for selecting antagonist antibodies of a GPCR target membrane protein of interest.

39. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 24-36, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов представляющего интерес мембранного белка-мишени GPCR.39. The yeast periplasmic display library of any one of embodiments 24-36, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selecting agonist antibodies of a GPCR target membrane protein of interest.

40. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-39, где антитела выбраны из группы, состоящей из моноклональных антител, химерных антител, гуманизированных антител, наноантител, рекомбинантных фрагментов антител, Fab-фрагментов, Fab'-фрагментов, F(ab')2-фрагментов, Fv-фрагментов и scFv-фрагментов.40. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-39, wherein the antibodies are selected from the group consisting of monoclonal antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, nanoantibodies, recombinant antibody fragments, Fab fragments, Fab' fragments, F(ab ') 2 fragments, F v fragments and scFv fragments.

41. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-40, где представляющий интерес мембранный белок-мишень содержит мутацию, которая повышает или снижает его активность.41. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-40, wherein the target membrane protein of interest contains a mutation that increases or decreases its activity.

42. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-40, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3 или Δmat.42. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-40, wherein the host yeast cell is a Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3, or Δmat strain.

43. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 42, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δmat, содержащий удаленный или инактивированный локус MAT(или удаленный или инактивированный локус MATa.43. The yeast periplasmic display library of embodiment 42, wherein the host yeast cell is a Δmat strain containing a deleted or inactivated MAT locus (or a deleted or inactivated MATa locus.

44. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-43, где дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит модифицированный белок CLN3, содержащий C-концевое укорочение, которое повышает содержание CLN3 в дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с белком CLN3 дикого типа.44. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-43, wherein the yeast host cell further comprises a modified CLN3 protein containing a C-terminal truncation that increases the content of CLN3 in the yeast host cell compared to the wild-type CLN3 protein.

45. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 44, где в модифицированном белке CLN3 сохранены по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-387 белка CLN3 дикого типа.45. The yeast periplasmic display library of embodiment 44, wherein the modified CLN3 protein retains at least the N-terminal amino acids 1-387 of the wild-type CLN3 protein.

46. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 44, где в модифицированном белке CLN3 сохранены по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-408 белка CLN3 дикого типа.46. The yeast periplasmic display library of embodiment 44, wherein the modified CLN3 protein retains at least the N-terminal amino acids 1-408 of the wild-type CLN3 protein.

47. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно любому из вариантов осуществления 1-46, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой гаплоидную или диплоидную дрожжевую клетку-хозяина.47. The yeast periplasmic display library according to any one of embodiments 1-46, wherein the yeast host cell is a haploid or diploid yeast host cell.

48. Способ получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 1, причем способ включает:48. A method for producing a yeast periplasmic display library according to Embodiment 1, the method comprising:

a) предоставление первого множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих антитела, для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител;a) providing a first plurality of recombinant antibody-encoding polynucleotides for display in the periplasmic space of a host yeast cell, wherein the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of host yeast cells display a plurality of antibodies;

b) предоставление второго рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве;b) providing a second recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein, wherein the periplasmic anchor protein is linked to an antibody such that the antibody is exposed in the periplasmic space;

c) трансфецкию множества дрожжевых клеток-хозяев первым множеством рекомбинантных полинуклеотидов и вторым рекомбинантным полинуклеотидом;c) transfecting a plurality of yeast host cells with a first plurality of recombinant polynucleotides and a second recombinant polynucleotide;

d) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; иd) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; And

e) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию антител, периплазматического якорного белка и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическое пространство и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране, с получением библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 1.e) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of antibodies, a periplasmic anchor protein, and a target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell exposes a different antibody to the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane , obtaining the yeast periplasmic display library according to embodiment 1.

49. Способ согласно варианту осуществления 48, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие антитела, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий периплазматический якорный белок или представляющий интерес мембранный белок-мишень, предоставлены посредством экспрессирующих векторов.49. The method of embodiment 48, wherein the recombinant polynucleotides encoding antibodies or the recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein or a target membrane protein of interest are provided via expression vectors.

50. Способ согласно варианту осуществления 48, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие антитела, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий периплазматический якорный белок или представляющий интерес мембранный белок-мишень, встраиваются в геном дрожжевой клетки-хозяина в локусе-мишени.50. The method of embodiment 48, wherein the recombinant polynucleotides encoding antibodies or the recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein or a target membrane protein of interest is inserted into the genome of a host yeast cell at the target locus.

51. Способ получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 3, причем способ включает:51. A method for producing a yeast periplasmic display library according to embodiment 3, the method comprising:

a) предоставление множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки, где каждый рекомбинантный полинуклеотид кодирует отличающийся слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, связанный с отличающимся антителом, для дисплея;a) providing a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins, wherein each recombinant polynucleotide encodes a different fusion protein comprising a periplasmic anchor protein linked to a different antibody for display;

b) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев множеством рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки;b) transfecting a plurality of yeast host cells with a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins;

c) трансфекцию дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; иc) transfecting host yeast cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; And

d) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию слитых белков и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическом пространстве, и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране, с получением библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 3.d) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of the fusion proteins and the target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell displays a different antibody in the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane, with by obtaining the yeast periplasmic display library according to embodiment 3.

52. Способ согласно варианту осуществления 51, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий представляющий интерес мембранный белок-мишень, предоставлены посредством экспрессирующих векторов.52. The method of Embodiment 51, wherein the recombinant polynucleotides encoding the fusion proteins or the recombinant polynucleotide encoding the target membrane protein of interest are provided via expression vectors.

53. Способ согласно варианту осуществления 51, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки или представляющий интерес мембранный белок-мишень, встраиваются в геном дрожжевой клетки-хозяина в локусе-мишени.53. The method of embodiment 51, wherein the recombinant polynucleotides encoding the fusion proteins or target membrane protein of interest are inserted into the genome of the host yeast cell at the target locus.

54. Способ согласно любому из вариантов осуществления 48-53, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.54. The method of any one of embodiments 48-53, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel, and a transporter.

55. Способ согласно варианту осуществления 54, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).55. The method of embodiment 54, wherein the receptor is a G protein coupled receptor (GPCR).

56. Способ согласно любому из вариантов осуществления 48-55, включающий введение в множество дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.56. The method according to any one of embodiments 48-55, comprising introducing into a plurality of yeast host cells a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the host yeast cell .

57. Способ согласно варианту осуществления 56, где сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы G(дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.57. The method of Embodiment 56, wherein the engineered G(subunit) is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of a yeast G(subunit) and the C-terminal domain of an exogenous Gα subunit.

58. Способ согласно варианту осуществления 57, где субъединица G(дрожжей принадлежит семейству G-белков G(i, G(q, G(s или G(o.58. The method of Embodiment 57, wherein the yeast G(subunit belongs to the G(i, G(q, G(s, or G(o) family of G proteins.

59. Способ согласно варианту осуществления 57 или 58, где экзогенная субъединица G(представляет собой субъединицу G(млекопитающего.59. The method according to embodiment 57 or 58, wherein the exogenous G subunit is a mammalian G subunit.

60. Способ согласно варианту осуществления 59, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.60. The method of Embodiment 59, wherein the at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

61. Способ согласно варианту осуществления 60, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.61. The method of Embodiment 60, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

62. Способ согласно любому из вариантов осуществления 55-61, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1 для селекции антител-антагонистов представляющего интерес GPCR-мишени.62. The method of any one of embodiments 55-61, wherein the host yeast cell is a FAR1 strain for selecting antagonist antibodies of the GPCR target of interest.

63. Способ согласно любому из вариантов осуществления 55-61, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов GPCR.63. The method according to any one of embodiments 55-61, wherein the yeast host cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selecting GPCR agonist antibodies.

64. Способ скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 14 в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 14 в селективной среде; и детекцию экспрессии репортерного гена, где увеличенная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело повышает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, и сниженная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело снижает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени.64. A method of screening a yeast periplasmic display library according to embodiment 14 for an antibody that modulates the activity of a target membrane protein of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library according to embodiment 14 in a selective medium; and detecting reporter gene expression, wherein increased expression of the reporter gene indicates that the antibody increases the activity of the target membrane protein of interest, and decreased expression of the reporter gene indicates that the antibody reduces the activity of the target membrane protein of interest.

65. Способ согласно варианту осуществления 64, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.65. The method of embodiment 64, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker.

66. Способ согласно варианту осуществления 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии алиментарного маркера, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде с дефицитом питательных веществ указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.66. The method of embodiment 65, further comprising performing positive selection for expression of a nutritional marker, wherein growth of the host yeast cells in a selective nutrient-deficient environment indicates that the target membrane protein of interest is activated.

67. Способ согласно варианту осуществления 66, где алиментарный маркер представляет собой HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1.67. The method of embodiment 66, wherein the nutritional marker is HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 and TRP1.

68. Способ согласно варианту осуществления 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии маркера резистентности к антибиотикам, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде, содержащей антибиотик, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.68. The method of embodiment 65, further comprising performing positive selection for expression of an antibiotic resistance marker, wherein growth of the host yeast cells in a selective medium containing the antibiotic indicates that the target membrane protein of interest is activated.

69. Способ согласно варианту осуществления 68, где маркер резистентности к антибиотику сообщает резистентность к антибиотику, выбранному из группы, состоящей из генетицина, зеоцина, гигромицина B, ноурсеотрицина и биалафоса.69. The method of embodiment 68, wherein the antibiotic resistance marker conveys resistance to an antibiotic selected from the group consisting of geneticin, zeocin, hygromycin B, nourseothricin, and bialaphos.

70. Способ согласно варианту осуществления 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии флуоресцентного маркера, где детекция флуоресценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.70. The method of embodiment 65, further comprising performing positive selection for expression of a fluorescent marker, wherein detecting fluorescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated.

71. Способ согласно варианту осуществления 70, где флуоресцентный маркер выбран из группы, состоящей из зеленого флуоресцентного белка, красного флуоресцентного белка, синего флуоресцентного белка, голубого флуоресцентного белка, желтого флуоресцентного белка и оранжевого флуоресцентного белка.71. The method of embodiment 70, wherein the fluorescent marker is selected from the group consisting of green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and orange fluorescent protein.

72. Способ согласно варианту осуществления 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии биолюминесцентного маркера, где детекция биолюминесценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.72. The method of embodiment 65 further comprising performing positive selection for expression of a bioluminescent marker, wherein detecting bioluminescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated.

73. Способ согласно варианту осуществления 72, где биолюминесцентный маркер представляет собой люциферазу или экворин.73. The method of embodiment 72, wherein the bioluminescent marker is luciferase or aequorin.

74. Способ согласно варианту осуществления 65, дополнительно включающий проведение негативной селекции в отношении экспрессии маркера контрселекции, где снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании экспонированного антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается обнаружению по росту дрожжевых клеток-хозяев в среде, содержащей агент, который осуществляет селекцию против клеток, экспрессирующих маркер контрселекции.74. The method of embodiment 65, further comprising performing negative selection on expression of a counterselection marker, wherein the reduction in activity of the target membrane protein of interest upon binding of the exposed antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of host yeast cells in the medium, containing an agent that selects against cells expressing a counterselection marker.

75. Способ согласно варианту осуществления 74, где маркер контрселекции выбран из группы, состоящей из CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK.75. The method according to embodiment 74, wherein the counter-selection marker is selected from the group consisting of CAN1, URA3, MET15, TRP1 and TK.

76. Способ скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 27 в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес GPCR-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 27 в среде, где детекция активации или ингибирования ответа феромонов по меньшей мере в одной дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с контрольной дрожжевой клеткой-хозяином, не имеющей антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве, указывает на то, что экспонированное антитело в указанной по меньшей мере одной дрожжевой клетке-хозяине связывает и модулирует активность GPCR.76. A method of screening a yeast periplasmic display library according to embodiment 27 for an antibody that modulates the activity of a GPCR target of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library according to embodiment 27 in a detection environment activation or inhibition of the pheromone response in at least one yeast host cell compared to a control yeast host cell that does not have antibody exposed in the periplasmic space, indicates that the exposed antibody in the at least one yeast host cell binds and modulates GPCR activity.

77. Способ согласно варианту осуществления 76, где представляющий интерес GPCR-мишень представляет собой GPCR человека.77. The method of embodiment 76, wherein the target GPCR of interest is a human GPCR.

78. Способ согласно варианту осуществления 77, дополнительно включающий приведение в контакт GPCR человека с лигандом.78. The method of embodiment 77, further comprising contacting the human GPCR with a ligand.

79. Способ согласно варианту осуществления 78, где GPCR обладает конститутивной лиганд-независимой активностью.79. The method of embodiment 78, wherein the GPCR has constitutive ligand-independent activity.

80. Способ согласно любому из вариантов осуществления 76-79, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, где ингибирование ответа феромонов антителом, выступающим в качестве антагониста, который связывает и ингибирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к прекращению остановки клеточного цикла и росту дрожжевой клетки-хозяина.80. The method of any one of embodiments 76-79, wherein the host yeast cell is a FAR1 strain, wherein inhibition of the pheromone response by an antagonist antibody that binds and inhibits a GPCR in the host yeast cell results in cell cycle arrest. and growth of the yeast host cell.

81. Способ согласно любому из вариантов осуществления 76-79, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном, где активация ответа феромонов антителом, выступающим в качестве агониста, который связывает и активирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к увеличенной экспрессии репортерного гена.81. The method according to any one of embodiments 76-79, wherein the yeast host cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene, wherein activation of the pheromone response by an antibody acting as an agonist that binds and activates A GPCR in a yeast host cell results in increased reporter gene expression.

82. Способ согласно варианту осуществления 73, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер и маркер контрселекции.82. The method of embodiment 73, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, and a counterselection marker.

83. Способ согласно любому из вариантов осуществления 1-82, где род дрожжевых клеток-хозяев выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.83. The method according to any one of embodiments 1-82, wherein the genus of yeast host cells is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces and Yarrowia.

84. Способ согласно варианту осуществления 83, где род дрожжевых клеток-хозяев представляет собой Saccharomyces.84. The method of embodiment 83, wherein the host yeast cell genus is Saccharomyces.

85. Способ согласно варианту осуществления 84, где вид Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.85. The method of Embodiment 84, wherein the Saccharomyces species is Saccharomyces cerevisiae.

86. Дрожжевая клетка-хозяин, содержащая:86. Yeast host cell containing:

a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина,a) antibody for display in the periplasmic space of the host yeast cell,

b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; иb) periplasmic anchor protein, where the periplasmic anchor protein is associated with the antibody so that the antibody is exposed in the periplasmic space; And

c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок находится на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is located on the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

87. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 86, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.87. The yeast host cell of embodiment 86, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or linked through a covalent non-peptide bond in a complex.

88. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 86, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны в слитом белке.88. The yeast host cell of embodiment 86, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked in a fusion protein.

89. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-88, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазме.89. The yeast host cell according to any one of embodiments 86-88, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the yeast host cell, to the plasma membrane, or to the cell wall, such that the antibody is exposed to periplasm.

90. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-88, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.90. The yeast host cell of any one of embodiments 86-88, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that exposes the antibody to the periplasm.

91. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-88, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что антитело выступает в периплазму.91. The yeast host cell of any one of embodiments 86-88, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the antibody protrudes into the periplasm.

92. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-88, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживались в периплазме.92. The yeast host cell of any one of embodiments 86-88, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm.

93. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-92, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.93. The yeast host cell of any one of embodiments 86-92, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel, and a transporter.

94. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 93, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).94. The yeast host cell of embodiment 93, wherein the receptor is a G protein coupled receptor (GPCR).

95. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-94, дополнительно включающая введение в дрожжевую клетку-хозяина рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего сконструированную субъединцу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся обнаружению ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.95. The yeast host cell of any one of embodiments 86-94, further comprising introducing into the yeast host cell a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the yeast host cell.

96. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 95, где сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы G(дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.96. The yeast host cell of Embodiment 95, wherein the engineered G subunit is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of a yeast G subunit and the C-terminal domain of an exogenous Gα subunit.

97. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 96, где субъединица G(дрожжей принадлежит семейству G-белков G(i, G(q, G(s или G(o.97. The yeast host cell of Embodiment 96, wherein the yeast G(subunit belongs to the G(i, G(q, G(s, or G(o) family of G proteins.

98. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 96 или 97, где экзогенная субъединица G(представляет собой субъединицу G(млекопитающего.98. The yeast host cell of embodiment 96 or 97, wherein the exogenous G subunit is a mammalian G subunit.

99. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 98, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.99. The yeast host cell of Embodiment 98, wherein the at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with the corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

100. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 99, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.100. The yeast host cell of Embodiment 99, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

101. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-100, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1 для селекции антител-антагонистов представляющего интерес GPCR-мишени.101. The yeast host cell of any one of embodiments 86-100, wherein the yeast host cell is a FAR1 strain for selecting antagonist antibodies of the GPCR target of interest.

102. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-101, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов GPCR.102. The yeast host cell of any one of embodiments 86-101, wherein the yeast host cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selecting GPCR agonist antibodies.

103. Дрожжевая клетка-хозяин согласно любому из вариантов осуществления 86-101, где род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.103. The yeast host cell of any one of embodiments 86-101, wherein the genus of the yeast host cell is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia.

104. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 103, где род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces.104. The yeast host cell according to embodiment 103, wherein the genus of the yeast host cell is Saccharomyces.

105. Дрожжевая клетка-хозяин согласно варианту осуществления 104, где веди Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.105. The yeast host cell of embodiment 104, wherein the Saccharomyces is Saccharomyces cerevisiae.

106. Антитело, связанное с периплазматическим якорным белком.106. Antibody bound to periplasmic anchor protein.

107. Антитело согласно варианту осуществления 106, где антитело локализуется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.107. The antibody of embodiment 106, wherein the antibody is localized in the periplasmic space of the host yeast cell.

108. Антитело согласно варианту осуществления 106, где когда антитело продуцируется в дрожжевой клетке-хозяине, антитело локализуется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.108. The antibody of embodiment 106, wherein when the antibody is produced in a host yeast cell, the antibody is localized in the periplasmic space of the host yeast cell.

109. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 106-108, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.109. The antibody of any one of embodiments 106-108, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or are linked through a covalent non-peptide bond in a complex.

110. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 106-108, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.110. The antibody of any one of embodiments 106-108, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein.

111. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 107-110, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазме.111. The antibody of any one of embodiments 107-110, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell, to the plasma membrane, or to the cell wall, such that the antibody is exposed in the periplasm.

112. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 107-110, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.112. The antibody of any one of embodiments 107-110, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that exposes the antibody to the periplasm.

113. Антитело согласно варианту осуществления 112, где связанный с мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен.113. The antibody of embodiment 112, wherein the membrane-associated protein domain is a plasma membrane anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain.

114. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 107-110, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что антитело выступает в периплазму.114. The antibody of any one of embodiments 107-110, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the antibody protrudes into the periplasm.

115. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 107-110, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживались в периплазме.115. The antibody of any one of embodiments 107-110, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm.

116. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 106-115, где антитело выбрано из группы, состоящей из моноклонального антитела, химерного антитела, гуманизированного антитела, наноантитела, рекомбинантного фрагмента антитела, Fab-фрагмента, Fab'-фрагмента, F(ab')2-фрагмента, Fv-фрагмента и scFv-фрагмента.116. The antibody of any one of embodiments 106-115, wherein the antibody is selected from the group consisting of a monoclonal antibody, a chimeric antibody, a humanized antibody, a nanoantibody, a recombinant antibody fragment, a Fab fragment, a Fab' fragment, F(ab') 2 -fragment, Fv - fragment and scFv-fragment.

117. Антитело согласно любому из вариантов осуществления 107-116, где род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.117. The antibody of any one of embodiments 107-116, wherein the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia.

118. Антитело согласно варианту осуществления 117, где род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces.118. The antibody of embodiment 117, wherein the host yeast cell genus is Saccharomyces.

119. Антитело согласно варианту осуществления 118, где вид Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.119. The antibody of embodiment 118, wherein the Saccharomyces species is Saccharomyces cerevisiae.

120. Дрожжевая клетка-хозяин, содержащая антитело согласно любому из вариантов осуществления 106-119.120. A yeast host cell comprising the antibody of any one of embodiments 106-119.

121. Способ локализации антитела в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, включающий связывание антитела с периплазматическимм якорным белком, так чтобы антитело локализовалось в периплазматическом пространстве.121. A method of localizing an antibody to the periplasmic space of a host yeast cell, comprising binding the antibody to a periplasmic anchor protein such that the antibody is localized to the periplasmic space.

122. Способ согласно варианту осуществления 121, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.122. The method of embodiment 121, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or linked through a covalent non-peptide bond in a complex.

123. Способ согласно варианту осуществления 122, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.123. The method of embodiment 122, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein.

124. Способ согласно любому из вариантов осуществления 121-123, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так чтобы антитело экспонировалось в периплазме.124. The method of any one of embodiments 121-123, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell, to the plasma membrane, or to the cell wall, such that the antibody is exposed in the periplasm.

125. Способ согласно любому из вариантов осуществления 121-123, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.125. The method of any one of embodiments 121-123, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that exposes the antibody to the periplasm.

126. Способ согласно варианту осуществления 125, где связанный с мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен.126. The method of embodiment 125, wherein the membrane-associated protein domain is a plasma membrane-anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain.

127. Способ согласно любому из вариантов осуществления 121-123, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что антитело выступает в периплазму.127. The method of any one of embodiments 121-123, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the antibody protrudes into the periplasm.

128. Способ согласно любому из вариантов осуществления 120-123, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживались в периплазме.128. The method of any one of embodiments 120-123, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm.

129. Способ согласно любому из вариантов осуществления 121-128, где антитело выбрано из группы, состоящей из моноклонального антитела, химерного антитела, гуманизированного антитела, наноантитела, рекомбинантного-фрагмента антитела, Fab-фрагмента, Fab'-фрагмента, F(ab')2-фрагмента, Fv-фрагмента и scFv-фрагмента.129. The method according to any one of embodiments 121-128, wherein the antibody is selected from the group consisting of a monoclonal antibody, a chimeric antibody, a humanized antibody, a nanoantibody, a recombinant antibody fragment, a Fab fragment, a Fab' fragment, F(ab') 2 fragment, F v fragment and scFv fragment.

130. Способ согласно любому из вариантов осуществления 121-129, где род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.130. The method of any one of embodiments 121-129, wherein the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces, and Yarrowia.

131. Способ согласно варианту осуществления 130, где род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces.131. The method of embodiment 130, wherein the host yeast cell genus is Saccharomyces.

132. Способ согласно варианту осуществления 131, где вид Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.132. The method of embodiment 131, wherein the Saccharomyces species is Saccharomyces cerevisiae.

133. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея, содержащая множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит:133. A yeast periplasmic display library containing a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains:

a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител;a) an antibody for display in the periplasmic space of a yeast host cell, where the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of antibodies;

b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом так, что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; иb) periplasmic anchor protein, wherein the periplasmic anchor protein is associated with the antibody such that the antibody is exposed in the periplasmic space; And

c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок локализуется на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is localized to the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell.

134. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.134. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein.

135. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий.135. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions.

136. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, дополнительно содержащая репортерную систему, содержащую репортерный ген, функционально связанный с индуцибельным промотором, который активируется, когда активируется представляющий интерес мембранный белок-мишень, позволяя детекцию увеличения или снижения активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью.136. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, further comprising a reporter system comprising a reporter gene operably linked to an inducible promoter that is activated when a target membrane protein of interest is activated, allowing detection of an increase or decrease in the activity of the target membrane protein of interest when the antibody binds to a target membrane protein of interest.

137. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 136, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.137. The yeast periplasmic display library of embodiment 136, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker.

138. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 137, где алиментарный маркер выбран из группы, состоящей из HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1.138. The yeast periplasmic display library of embodiment 137, wherein the nutritional marker is selected from the group consisting of HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3, and TRP1.

139. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 137, где маркер резистентности к антибиотику сообщает резистентность к антибиотику, выбранному из группы, состоящей из генетицина, зеоцина, гигромицина B, ноурсеотрицина и биалафоса.139. The yeast periplasmic display library of embodiment 137, wherein the antibiotic resistance marker conveys resistance to an antibiotic selected from the group consisting of geneticin, zeocin, hygromycin B, nourseothricin, and bialaphos.

140. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 137, где флуоресцентный маркер выбран из группы, состоящей из зеленого флуоресцентного белка, красного флуоресцентного белка, синего флуоресцентного белка, голубого флуоресцентного белка, желтого флуоресцентного белка и оранжевого флуоресцентного белка.140. The yeast periplasmic display library of embodiment 137, wherein the fluorescent marker is selected from the group consisting of green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and orange fluorescent protein.

141. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 137, где биолюминесцентным маркером является люцифераза или экворин.141. The yeast periplasmic display library of embodiment 137, wherein the bioluminescent marker is luciferase or aequorin.

142. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 137, где маркер контрселекции выбран из группы, состоящей из CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK.142. The yeast periplasmic display library of embodiment 137, wherein the counterselection marker is selected from the group consisting of CAN1, URA3, MET15, TRP1, and TK.

143. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 136, где репортерный ген представляет собой селективный маркер, так что увеличение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается детекции посредством роста дрожжевых клеток-хозяев на среде для позитивной селекции.143. The yeast periplasmic display library of Embodiment 136, wherein the reporter gene is a selectable marker such that an increase in the activity of the target membrane protein of interest upon binding of an antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of the yeast host cells on media for positive selection.

144. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 136, где репортерный ген представляет собой маркер контрселекции, так что указанное снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается обнаружению посредством роста дрожжевых клеток-хозяев на среде для негативной селекции.144. The yeast periplasmic display library of embodiment 136, wherein the reporter gene is a counterselection marker such that said reduction in activity of a target membrane protein of interest upon binding of an antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of host yeast cells on the medium for negative selection.

145. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.145. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel, and a transporter.

146. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 145, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).146. The yeast periplasmic display library of embodiment 145, wherein the receptor is a G protein coupled receptor (GPCR).

147. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 146, где GPCR представляет собой экзогенный GPCR.147. The yeast periplasmic display library of embodiment 146, wherein the GPCR is an exogenous GPCR.

148. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 147, дополнительно содержащая сконструированную субъединицу G(способную активироваться посредством экзогенного GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся детекции ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.148. The yeast periplasmic display library of embodiment 147, further comprising an engineered G subunit capable of being activated by an exogenous GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in a host yeast cell.

149. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 148, где сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы G(дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.149. The yeast periplasmic display library of embodiment 148, wherein the engineered G(subunit) is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of the yeast G(subunit) and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit.

150. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 149, где субъединица G(дрожжей принадлежит семейству G-белков G(i, G(q, G(s или G(o.150. A yeast periplasmic display library according to embodiment 149, wherein the yeast G(subunit belongs to the G(i, G(q, G(s, or G(o) family of G proteins.

151. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 149, где экзогенный GPCR представляет собой GPCR млекопитающего.151. The yeast periplasmic display library of embodiment 149, wherein the exogenous GPCR is a mammalian GPCR.

152. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 151, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.152. The yeast periplasmic display library of embodiment 151, wherein the at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with the corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

153. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 152, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.153. The yeast periplasmic display library of embodiment 152, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

154. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 151, где субъединица G(млекопитающего выбрана из группы, состоящей из G альфа-S, G альфа-I, G альфа-O, G альфа-T, G альфа-Z, G альфа-Q, G альфа-11, G альфа-12, G альфа-13 и трансдуцина.154. The yeast periplasmic display library of embodiment 151, wherein the mammalian G(subunit) is selected from the group consisting of G alpha-S, G alpha-I, G alpha-O, G alpha-T, G alpha-Z, G alpha- Q, G alpha-11, G alpha-12, G alpha-13 and transducin.

155. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 149, где химерная субъединица G(содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток субъединицы G(дрожжей.155. A yeast periplasmic display library according to embodiment 149, wherein the chimeric G(subunit) contains at least 41 N-terminal residues of the yeast G(subunit.

156. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 151, где GPCR млекопитающих представляет собой GPCR человека.156. The yeast periplasmic display library of embodiment 151, wherein the mammalian GPCR is a human GPCR.

157. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 156, где GPCR человека выбран из группы, состоящей из CXCR4, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB2, A3AR и AT1R.157. The yeast periplasmic display library of embodiment 156, wherein the human GPCR is selected from the group consisting of CXCR4, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB2, A3AR, and AT1R.

158. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 146, где GPCR обладает конститутивной лиганд-независимой активностью.158. The yeast periplasmic display library of embodiment 146, wherein the GPCR has constitutive ligand-independent activity.

159. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 146, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1 для селекции антител-антагонистов GPCR.159. The yeast periplasmic display library of embodiment 146, wherein the yeast host cell is a GPCR antagonist antibody selection strain FAR1.

160. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 146, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов GPCR.160. The yeast periplasmic display library of embodiment 146, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selecting GPCR agonist antibodies.

161. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где антитела выбраны из группы, состоящей из моноклональных антител, химерных антител, гуманизированных антител, наноантител, рекомбинантных фрагментов антител, Fab-фрагментов, Fab'-фрагментов, F(ab')2-фрагментов, Fv-фрагментов и scFv-фрагментов.161. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the antibodies are selected from the group consisting of monoclonal antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, nanoantibodies, recombinant antibody fragments, Fab fragments, Fab' fragments, F(ab') 2 - fragments, Fv fragments and scFv fragments.

162. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где представляющий интерес мембранный белок-мишень содержит мутацию, которая повышает или снижает его активность.162. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the target membrane protein of interest contains a mutation that increases or decreases its activity.

163. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3 или Δmat.163. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the host yeast cell is a Δfar1, Δsst2, Δste14, Δste3, or Δmat strain.

164. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 163 где штамм Δmat содержит удаленный или инактивированный локус MAT(или удаленный или инактивированный локус MATa.164. A yeast periplasmic display library according to embodiment 163 wherein the Δmat strain contains a deleted or inactivated MAT locus (or a deleted or inactivated MATa locus.

165. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит модифицированный белок CLN3, содержащий C-концевое укорочение, которое повышает содержание CLN3 в дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с белком CLN3 дикого типа.165. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the yeast host cell further comprises a modified CLN3 protein containing a C-terminal truncation that increases the CLN3 content of the yeast host cell compared to the wild-type CLN3 protein.

166. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 165, где модифицированный белок CLN3 сохраняет по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-387 белка CLN3 дикого типа.166. The yeast periplasmic display library of embodiment 165, wherein the modified CLN3 protein retains at least N-terminal amino acids 1-387 of the wild-type CLN3 protein.

167. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 166, где модифицированный белок CLN3 сохраняет по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-408 белка CLN3 дикого типа.167. The yeast periplasmic display library of embodiment 166, wherein the modified CLN3 protein retains at least the N-terminal amino acids 1-408 of the wild-type CLN3 protein.

168. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой гаплоидную или диплоидную дрожжевую клетку-хозяина.168. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the yeast host cell is a haploid or diploid yeast host cell.

169. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт слитого белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что слитый вариант белка экспонируется в периплазме.169. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the fusion protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell to the plasma membrane or cell wall such that the fusion protein is displayed in the periplasm.

170. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет слитый вариант белка в периплазму.170. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane spanning transmembrane domain or membrane-bound protein domain that exposes the fusion protein to the periplasm.

171. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 170, где связанный с мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен.171. The yeast periplasmic display library of embodiment 170, wherein the membrane-bound protein domain is a plasma membrane-anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain.

172. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 171, где заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина.172. The yeast periplasmic display library of embodiment 171, wherein the plasma membrane-anchoring GPI domain is a japsin plasma membrane-anchoring GPI domain.

173. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 172, где заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7.173. The yeast periplasmic display library of embodiment 172, wherein the plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7.

174. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что экспонированный вариант белка выступает в периплазму.174. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the exposed variant of the protein protrudes into the periplasm.

175. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 133, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, чтобы слитый белок удерживался в периплазме.175. The yeast periplasmic display library of embodiment 133, wherein the periplasmic anchor protein is large enough to allow the fusion protein to be retained in the periplasm.

176. Способ получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 134, причем способ включает:176. A method for producing a yeast periplasmic display library according to embodiment 134, the method comprising:

a) предоставление множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки, где каждый рекомбинантный полинуклеотид кодирует отличающийся слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, связанный с отличающимся антителом, для дисплея;a) providing a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins, wherein each recombinant polynucleotide encodes a different fusion protein comprising a periplasmic anchor protein linked to a different antibody for display;

b) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев множеством рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки;b) transfecting a plurality of yeast host cells with a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins;

c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; иc) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; And

d) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию слитых белков и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическое пространство и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране, с получением библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 134.d) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of the fusion proteins and the target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell exposes a different antibody to the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane, obtaining yeast periplasmic display libraries according to embodiment 134.

177. Способ согласно варианту осуществления 176, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий представляющий интерес мембранный белок-мишень, предоставлен посредством экспрессирующих векторов.177. The method of embodiment 176, wherein the recombinant polynucleotides encoding the fusion proteins or the recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest is provided via expression vectors.

178. Способ согласно варианту осуществления 176, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки или представляющий интерес мембранный белок-мишень, встраиваются в геном дрожжевой клетки-хозяина в заданном локусе.178. The method of embodiment 176, wherein recombinant polynucleotides encoding fusion proteins or a target membrane protein of interest are inserted into the genome of a host yeast cell at a predetermined locus.

179. Способ согласно варианту осуществления 176, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.179. The method of embodiment 176, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel, and a transporter.

180. Способ согласно варианту осуществления 179, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).180. The method of embodiment 179, wherein the receptor is a G protein coupled receptor (GPCR).

181. Способ согласно варианту осуществления 180, дополнительно включающий введение в множество дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица G(способна активировать поддающийся детекции ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.181. The method of embodiment 180, further comprising introducing into a plurality of yeast host cells a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered G subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the host yeast cell.

182. Способ согласно варианту осуществления 181, где сконструированная субъединица G(представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен дрожжевой субъединицы G(и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.182. The method of Embodiment 181, wherein the engineered G subunit is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of a yeast G subunit and the C-terminal domain of an exogenous Gα subunit.

183. Способ согласно варианту осуществления 182, где субъединица G(дрожжей принадлежит семейству G-белков G(i, G(q, G(s или G(o.183. The method of embodiment 182, wherein the yeast G(subunit belongs to the G(i, G(q, G(s, or G(o) family of G proteins.

184. Способ согласно варианту осуществления 182, где экзогенная субъединица G(представляет собой субъединицу G(млекопитающего.184. The method of embodiment 182, wherein the exogenous G(subunit) is a mammalian G(subunit.

185. Способ согласно варианту осуществления 184, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.185. The method of embodiment 184, wherein the at least five C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

186. Способ согласно варианту осуществления 185, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы G(дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы G(млекопитающего, так что химерная субъединица G(способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.186. The method of embodiment 185, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast G(subunit) are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian G(subunit), such that the chimeric G(subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR.

187. Способ согласно варианту осуществления 181, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1 для селекции антител-антагонистов представляющего интерес GPCR-мишени.187. The method of embodiment 181, wherein the host yeast cell is a FAR1 strain for selecting antagonist antibodies of the GPCR target of interest.

188. Способ согласно варианту осуществления 181, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов GPCR.188. The method of embodiment 181, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selecting GPCR agonist antibodies.

189. Способ скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 136 в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 136 в селективной среде; и детекцию экспрессии репортерного гена, где увеличенная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело повышает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, и сниженная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело снижает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени.189. A method of screening a yeast periplasmic display library of embodiment 136 for an antibody that modulates the activity of a target membrane protein of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library of embodiment 136 in a selective medium; and detecting reporter gene expression, wherein increased expression of the reporter gene indicates that the antibody increases the activity of the target membrane protein of interest, and decreased expression of the reporter gene indicates that the antibody reduces the activity of the target membrane protein of interest.

190. Способ согласно варианту осуществления 189, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотикам, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер и маркер контрселекции.190. The method of embodiment 189, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, and a counterselection marker.

191. Способ согласно варианту осуществления 190, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии алиментарного маркера, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде с дефицитом питательных веществ указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.191. The method of embodiment 190, further comprising performing positive selection for expression of a nutritional marker, wherein growth of the host yeast cells in a selective nutrient-deficient environment indicates that the target membrane protein of interest is activated.

192. Способ согласно варианту осуществления 191, где алиментарный маркер представляет собой HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1.192. The method of embodiment 191, wherein the nutritional marker is HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3, and TRP1.

193. Способ согласно варианту осуществления 190, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии маркера резистентности к антибиотику, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде, содержащей антибиотик, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.193. The method of embodiment 190, further comprising performing positive selection for expression of an antibiotic resistance marker, wherein growth of the host yeast cells in a selective medium containing the antibiotic indicates that the target membrane protein of interest is activated.

194. Способ согласно варианту осуществления 193, где маркер резистентности к антибиотику сообщает резистентность к антибиотику, выбранному из группы, состоящей из генетицина, зеоцина, гигромицина B, ноурсеотрицина и биалафоса.194. The method of embodiment 193, wherein the antibiotic resistance marker conveys resistance to an antibiotic selected from the group consisting of geneticin, zeocin, hygromycin B, nourseothricin, and bialaphos.

195. Способ согласно варианту осуществления 190, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии флуоресцентного маркера, где детекция флуоресценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.195. The method of embodiment 190, further comprising performing positive selection for expression of a fluorescent marker, wherein detecting fluorescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated.

196. Способ согласно варианту осуществления 195, где флуоресцентный маркер выбран из группы, состоящей из зеленого флуоресцентного белка, красного флуоресцентного белка, синего флуоресцентного белка, голубого флуоресцентного белка, желтого флуоресцентного белка и оранжевого флуоресцентного белка.196. The method of embodiment 195, wherein the fluorescent marker is selected from the group consisting of green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and orange fluorescent protein.

197. Способ согласно варианту осуществления 190, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии биолюминесцентного маркера, где детекция биолюминесценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.197. The method of embodiment 190, further comprising performing positive selection for expression of a bioluminescent marker, wherein detecting bioluminescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated.

198. Способ согласно варианту осуществления 197, где биолюминесцентным маркером является люцифераза или экворин.198. The method of embodiment 197, wherein the bioluminescent marker is luciferase or aequorin.

199. Способ согласно варианту осуществления 190, дополнительно включающий проведение негативной селекции в отношении экспрессии маркера контрселекции, где снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании экспонированного антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается детекции посредством роста дрожжевых клеток-хозяев в среде, содержащей средство, которое осуществляет селекцию против клеток, экспрессирующих маркер контрселекции.199. The method of embodiment 190, further comprising performing negative selection on expression of a counterselection marker, wherein the reduction in activity of the target membrane protein of interest upon binding of the exposed antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of host yeast cells in the medium, containing an agent that selects against cells expressing a counterselection marker.

200. Способ согласно варианту осуществления 199, где маркер контрселекции выбран из группы, состоящей из CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK.200. The method of embodiment 199, wherein the counterselection marker is selected from the group consisting of CAN1, URA3, MET15, TRP1, and TK.

201. Способ скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 148 в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес GPCR-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея согласно варианту осуществления 148 в среде, где детекция активации или ингибирования ответа феромонов по меньшей мере в одной дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с контрольной дрожжевой клеткой-хозяином, не имеющей антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве, указывает на то, что экспонированное антитело в указанной по меньшей мере одной дрожжевой клетке-хозяине связывает и модулирует активность GPCR.201. A method of screening a yeast periplasmic display library according to embodiment 148 for an antibody that modulates the activity of a GPCR target of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library according to embodiment 148 in a detection environment activation or inhibition of the pheromone response in at least one yeast host cell compared to a control yeast host cell that does not have antibody exposed in the periplasmic space, indicates that the exposed antibody in the at least one yeast host cell binds and modulates GPCR activity.

202. Способ согласно варианту осуществления 201, дополнительно включающий приведение в контакт GPCR человека с лигандом.202. The method of embodiment 201, further comprising contacting the human GPCR with a ligand.

203. Способ согласно варианту осуществления 201, где GPCR обладает конститутивной лиганд-независимой активностью.203. The method of embodiment 201, wherein the GPCR has constitutive ligand-independent activity.

204. Способ согласно варианту осуществления 201, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, где ингибирование ответа феромонов посредством антитела, выступающего в качестве антагониста, которое связывает и ингибирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к прекращению остановки клеточного цикла и росту дрожжевой клетки-хозяина.204. The method of Embodiment 201, wherein the host yeast cell is a FAR1 strain, wherein inhibition of the pheromone response by an antagonist antibody that binds and inhibits GPCRs in the yeast host cell results in cell cycle arrest and growth of the yeast host cells.

205. Способ согласно варианту осуществления 201, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном, где активация ответа феромонов посредством антитела, выступающего в качестве агониста, который связывает и активирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к повышенной экспрессии репортерного гена.205. The method of Embodiment 201, wherein the yeast host cell is a Δfar1 strain containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene, wherein activating the pheromone response through an agonist antibody that binds and activates a GPCR in the yeast host cell, leads to increased expression of the reporter gene.

206. Способ согласно варианту осуществления 205, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.206. The method of embodiment 205, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker.

IV. Экспериментальная частьIV. experimental part

[0159] Изобретение станет более понятным с помощью следующих примеров конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения. Эти примеры приведены только для иллюстративных целей, и они не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения никоим образом. Различные модификации или изменения ввиду этого могут прийти в голову специалистам в данной области, и они входят в сущность и границы настоящей заявки и объем прилагаемой формулы изобретения.[0159] The invention will become better understood with the help of the following examples of specific embodiments of the present invention. These examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention in any way. Various modifications or changes may therefore occur to those skilled in the art and are within the spirit and scope of the present application and the scope of the appended claims.

[0160] Были предприняты усилия для обеспечения точности в отношении использованных чисел (например, количества, температуры и т.д.), однако, безусловно, допустима некоторая экспериментальная ошибка и отклонение.[0160] Efforts have been made to ensure accuracy in terms of numbers used (eg, quantity, temperature, etc.), however some experimental error and variation is certainly acceptable.

Пример 1Example 1

Дрожжевой дисплей для селекции антител, которые модулируют функцию GPCRYeast display for selection of antibodies that modulate GPCR function

ОбзорReview

[0161] Множество терапевтических мишеней при таких заболеваниях, как злокачественная опухоль и воспаление, вовлекают сопряженные с G-белком рецепторы (GPCR). Однако многие GPCR с наибольшим терапевтическим потенциалом в отношении оказывающих большое влияние заболеваний, трудно преобразовать в лекарственное средство. Хотя низкомолекулярные соединения, влияющие на функцию этих белков, найти легко, они часто являются неспецифическими вследствие структурного сходства между лиганд-связывающими карманами GPCR, потенциально вызывая значительные неспецифические побочные эффекты. В отличие от низкомолекулярных соединений, антитела и родственные аффинные молекулы (например, наноантитела, и ScFv и Fab), являются привлекательным классом терапевтических средств вследствие их потенциально более высокой специфичности, функционального разнообразия и фармакологических свойств. Кроме того, антитела могут лучше взаимодействовать с внеклеточными доменами и петлями, которые могут модулировать структуру (и, таким образом, функцию) GPCR, более сложными путями, чем низкомолекулярные соединения. Однако на сегодняшний день в США не существует ни одного одобренного антительного терапевтического средства против GPCR, и существует только одно в мире, в Японии.[0161] Many therapeutic targets for diseases such as cancer and inflammation involve G protein-coupled receptors (GPCRs). However, many of the GPCRs with the greatest therapeutic potential for high-impact diseases are difficult to develop into drugs. Although small molecule compounds that interfere with the function of these proteins are easy to find, they are often nonspecific due to the structural similarity between the ligand-binding pockets of GPCRs, potentially causing significant nonspecific side effects. In contrast to small molecules, antibodies and related affinity molecules (eg, nanoantibodies, and ScFvs and Fabs) are an attractive class of therapeutics due to their potentially higher specificity, functional diversity, and pharmacological properties. In addition, antibodies may better interact with extracellular domains and loops that can modulate the structure (and thus function) of GPCRs in more complex ways than small molecule compounds. However, to date, there is no approved antibody therapeutic against GPCR in the United States, and only one exists in the world, in Japan.

[0162] Современные технологии дрожжевого и фагового дисплея идентифицируют антитела, которые прочно связывают, но часто не влияют на функцию GPCR. Используемые антигены часто представляют собой фрагменты GPCR, которые не репрезентируют функциональный белок, доступный для антитела in vivo, или представляют собой гетерогенно структурированные полноразмерные белковые препараты. Эта технология также не учитывает огромную долю общего функционального разнообразия, поскольку большинство антител никогда не подвергают функциональному анализу. Необходима высокопроизводительная платформа для прямой селекции антител, которые модулируют функцию GPCR.[0162] Current yeast and phage display technologies identify antibodies that bind strongly to, but often do not interfere with, GPCR function. The antigens used are often GPCR fragments that do not represent a functional protein available to the antibody in vivo, or are heterogeneously structured full-length protein preparations. This technology also misses a huge proportion of the overall functional diversity, since most antibodies are never subjected to functional analysis. A high-throughput platform is needed for the direct selection of antibodies that modulate GPCR function.

[0163] Однако является значительно менее простой разработка антител, которые изменяют функцию GPCR (Jo 2015, Hutchings 2010). Это в первую очередь является следствием следующих проблем с множеством существующих решений: 1) отсутствуют используемые антигены. Антигены, происходящие из внеклеточных пептидов или фрагментов GPCR, могут быть хорошо пригодными для разработки антител для вестерн-блоттинга, но не отражают структурно имеющие терапевтическое значение мишени. Кроме того, однородно функционально свернутый полноразмерный белок в липидах или детергентах может быть трудно получить в достаточных количествах для иммунизации, фагового дисплея или дрожжевого дисплея. 2) Антитела, отобранные вследствие их высокой аффинности, по большей части являются нефункциональными; они связываются с областями в GPCR, которые не влияют на функцию. 3) Технологии утрачивают значительную часть разнообразия антител и, таким образом, функциональность отобранных антител. Посредством селекции сначала антител, которые прочно связываются, и исключения остальных, утрачивается значительная часть функционального разнообразия. Клеточные системы млекопитающих были созданы для функционального скрининга подгрупп антител-кандидатов аутокринным образом (Zhang 2014), которые частично решают проблему 2, но вследствие эффективности трансформации (~104) и ограниченной возможности конструировать подвергаемые селекции/скринингу результаты, они ограничены скринингом небольших подгрупп кандидатов.[0163] However, it is much less straightforward to develop antibodies that alter GPCR function (Jo 2015, Hutchings 2010). This is primarily a consequence of the following problems with many existing solutions: 1) there are no usable antigens. Antigens derived from extracellular peptides or GPCR fragments may be well suited for the development of antibodies for Western blotting, but do not structurally reflect therapeutic targets. In addition, uniformly functionally folded full-length protein in lipids or detergents may be difficult to obtain in sufficient quantities for immunization, phage display, or yeast display. 2) Antibodies selected for their high affinity are largely nonfunctional; they bind to regions in GPCRs that do not affect function. 3) Technologies lose much of the antibody diversity and thus the functionality of the selected antibodies. By first selecting antibodies that bind strongly and excluding others, much of the functional diversity is lost. Mammalian cell systems have been designed to functionally screen subsets of antibody candidates in an autocrine manner (Zhang 2014), which partially address problem 2, but due to transformation efficiency (~10 4 ) and limited ability to construct selectable/screenable outputs, they are limited to screening small subsets of candidates .

[0164] Инновация авторов настоящего изобретения включает комбинирование сопряжения GPCR с ответом феромонов дрожжей и экспрессии аффинных молекул, имеющих цис-действие в той же клетке, в высокопроизводительной платформе. Это позволяет прямую и высокопроизводительную функциональную селекцию аффинных молекул (фиг.1). Для этого авторы изобретения объединили две стратегии, которые являются оптимальными для дрожжей:[0164] The present inventors' innovation involves combining GPCR coupling with yeast pheromone response and expression of affinity molecules having cis-action in the same cell in a high-throughput platform. This allows direct and high-throughput functional selection of affinity molecules (Figure 1). To do this, the inventors combined two strategies that are optimal for yeast:

1. Функциональная экспрессия GPCR человека, сопряженная с данными об ответе феромонов дрожжей1. Functional expression of human GPCRs coupled with yeast pheromone response data

[0165] Дрожжи представляют собой предпочтительную для выбора систему для экспрессии полноразмерных функциональных GPCR человека для биохимических и структурных исследований in vitro. Примечательно, что дрожжи также успешно используют для функционального сопряжения GPCR человека с каскадом ответа феромонов дрожжей и, в зависимости от полученной информации, скрининга/селекции низкомолекулярных пептидных или белковых лигандов, которые функционально взаимодействуют с GPCR (King 1990, Brown 2000, Erlenbach 2001, Minic 2005, Dowell 2009, Dong 2010, Liu 2016). Наиболее "универсальным" способом сопряжения является модификация субъединицы G(дрожжей, Gpa1, для связывания с GPCR человека и передачи сигналов посредством пересадки 5 C-концевых остатков соответствующего G(человека для замены нативных 5 C-концевых аминокислот в Gpa1 с получением "трансплантата Gα" (Conklin 1993, Brown 2000, Erlenbach 2001). Другие способы включают полную замену Gpa1 на полноразмерный соответствующий G(рецептора человека (King 1990), или конструирование более комплексной химеры Gpa1/Gα, в которой различные части комбинированы в гибридный G(человека/дрожжей (Klein 1998, Price 1995).[0165] Yeast is the preferred system of choice for expressing full-length functional human GPCRs for in vitro biochemical and structural studies. Notably, yeast has also been successfully used to functionally couple human GPCRs to the yeast pheromone response cascade and, depending on the information obtained, screen/select small molecule peptide or protein ligands that functionally interact with GPCRs (King 1990, Brown 2000, Erlenbach 2001, Minic 2005, Dowell 2009, Dong 2010, Liu 2016). The most "universal" coupling method is to modify the yeast G(yeast) subunit, Gpa1, to bind to a human GPCR and transmit signals by grafting the 5 C-terminal residues of the corresponding human G(to replace the native 5 C-terminal amino acids in Gpa1 to produce a "Gα graft" (Conklin 1993, Brown 2000, Erlenbach 2001) Other methods include replacing Gpa1 entirely with the full-length corresponding human G(receptor) (King 1990), or constructing a more complex Gpa1/Gα chimera in which the various parts are combined into a hybrid human/yeast G( (Klein 1998, Price 1995).

2. Дрожжевой дисплей аффинных молекул - антител, наноантител и ScFv2. Yeast display of affinity molecules - antibodies, nanoantibodies and ScFv

[0166] Также существует фундаментальное знание об экспрессии и секреции аффинных молекул, таких как IgG, ScFv, Fab и наноантитела, в дрожжах (Horwitz 1988, Hamilton 2006, Jeong 2011). Было разработано множество антител, являющихся клиническими кандидатами, компаниями, проводящими дрожжевой дисплей, такими как Adimab. Многие академические лаборатории и компании усовершенствовали способы экспрессии этих молекул и "дисплея" их на дрожжах путем слияния аффинных молекул с белками, которые ковалентно связаны с внеклеточной поверхностью клеточной стенки, например, Aga1 и Aga2 (Boder 1997, Bidlingmaier 2015). Для дрожжей были на рабочем уровне разработаны библиотеки, имеющие комплексность 109, которые являются достаточными для обычных исследований связывания и более чем достаточными для платформы авторов настоящего изобретения для функциональной селекции (по причинам, описанным на фиг.1).[0166] There is also fundamental knowledge about the expression and secretion of affinity molecules such as IgG, ScFv, Fab and nanoantibodies in yeast (Horwitz 1988, Hamilton 2006, Jeong 2011). Many antibodies have been developed as clinical candidates by yeast display companies such as Adimab. Many academic laboratories and companies have improved ways to express these molecules and “display” them in yeast by fusing affinity molecules with proteins that are covalently linked to the extracellular surface of the cell wall, such as Aga1 and Aga2 (Boder 1997, Bidlingmaier 2015). Libraries have been operationally developed for yeast to have 10 9 complexity that are sufficient for routine binding studies and more than sufficient for the inventors' platform for functional selection (for the reasons described in FIG. 1).

[0167] Кроме того, авторы изобретения приложили усилия для того, чтобы привязать секретируемые аффинные молекулы не к клеточной стенке снаружи, как в случае традиционного дрожжевого дисплея, а чтобы связать их с внеклеточной поверхностью клеточной мембраны. Таким образом, аффинная молекула может функционально взаимодействовать в цис-формате с GPCR в мембране. Авторы протестировали четыре разных доменов и определили, что заякоривающий GPI-домен YPS1 (Frieman 2003) является наилучшим, исходя из оценки флуоресценции мембраны клеток, экспрессирующих слитые конструкции GFP с протестированными доменами.[0167] In addition, the inventors have made efforts to bind the secreted affinity molecules not to the outside of the cell wall, as in the case of traditional yeast display, but to bind them to the extracellular surface of the cell membrane. Thus, the affinity molecule can functionally interact in cis with GPCRs in the membrane. The authors tested four different domains and determined that the YPS1 GPI-anchoring domain (Frieman 2003) was the best, based on membrane fluorescence from cells expressing GFP fusion constructs with the domains tested.

Пример 2Example 2

Штамм дрожжей с низким фоновым уровнемYeast strain with low background level

[0168] Авторы изобретения создали штамм дрожжей, который при обработке лигандом GPCR не растет и не склонен к частому возникновению мутаций, которые могут обеспечить рост.Целью авторов изобретения был фоновый/ложноположительный рост 10-7.[0168] The inventors have created a strain of yeast that, when treated with a GPCR ligand, does not grow and is not prone to frequent mutations that can cause growth. The inventors' goal was background/false positive growth 10 -7 .

[0169] Гаплоидные дрожжи типа скрещивания "a" (клетки "MATa") претерпевают остановку клеточного цикла, когда феромон скрещивания, альфа-фактор (α-фактор) активирует распознающий его рецептор GPCR Ste2. Этот фенотип остановки роста можно использовать для селекции антагонистов Ste2. К сожалению, появляются спонтанные "резистентные к феромонам мутанты с огромной скоростью. Фоновый или "ложноположительный" уровень в родительском гаплоидном штамме авторов изобретения составляет ~10-4, т.е. ~100 колоний вырастают, когда 106 клеток наносят на чашки с α-фактором. Для снижения фонового уровня авторы изобретения сконструировали отвечающий на феромоны диплоидный основной штамм (Herskowitz 1989). Ложноположительные результаты, вызываемые мутациями с потерей функции, встречаются значительно менее часто в диплоидах. Однако нормальные диплоидные дрожжи содержат гены как MATa, и так МАТальфа; клетки a/альфа не экспрессируют Ste2 и не отвечают на феромоны. Авторы изобретения сконструировали диплоидный организм, который ведет себя как гаплоид MATa, путем делеции всего локуса МАТальфа из его генома. Диплоид MATa/Δmat-альфа имел в ~100 раз более низкий фоновый уровень.[0169] Haploid yeast mating type "a"("MATa" cells) undergo cell cycle arrest when the mating pheromone, alpha factor (α-factor), activates its recognition GPCR receptor Ste2. This growth arrest phenotype can be used to select Ste2 antagonists. Unfortunately, spontaneous "pheromone-resistant mutants" are appearing at a tremendous rate. The background or "false positive" level in the parental haploid strain of the inventors is ~10 -4 , i.e. ~100 colonies grow when 10 6 cells are plated on plates with α -factor. To reduce background levels, we constructed a pheromone-responsive diploid master strain (Herskowitz 1989). False-positives caused by loss-of-function mutations are much less common in diploids. However, normal diploid yeast contains both MATa and MATalpha genes; a/alpha cells do not express Ste2 and do not respond to pheromones. We constructed a diploid organism that behaves like a MATa haploid by deleting the entire MATalpha locus from its genome. The MATa/Δmat-alpha diploid had ~100-fold lower background levels .

[0170] Практически ни одна из "ложноположительных" колоний в диплоидном штамме не отвечала на феромоны вообще. Предположительно, они содержали мутации с приобретением функции, которые инактивировали сигнальный каскад. Таким образом, авторы изобретения разработали селективный маркер, который является активным только в клетках с функционирующим каскадом ответа феромонов. Этот маркер зависит на базального уровня передачи сигнала каскада для его экспрессии - эта передача сигнала не требует феромона или рецептора феромонов и, вместо этого, зависит от стохастической "исходной" активации распознающего G-белка (Hagen 1991; Oehlen 1995). Эта низкая базальная передача сигнала является недостаточной для запуска остановки клеточного цикла; этот ответ требует активации GPCR Ste2 посредством α-фактора. Некоторые конститутивно экспрессируемые гены дрожжей зависят от базальной активности каскада ответа феромонов, подлежащего экспрессии. Авторы изобретения сконструировали свой селективный маркер путем вставки промотора одного такого гена, MFA1, направляющего экспрессию HIS3 - гена, требуемого для синтеза клетками своего собственного гистидина (Daniel 2006). Конструкция P(MFA1)-HIS3 обеспечивает рост клеток в среде, лишенной гистидина (среда H-), только если они могут передавать сигнал от G-белков далее к транскрипционному фактору ответа феромонов Ste12. Сконструированный диплоидный штамм (NIY326), содержащий P(MFA1)-HIS3 и посеянный в среду H- с α-фактором, имел фоновый уровень 10-7.[0170] Virtually none of the "false positive" colonies in the diploid strain responded to pheromones at all. Presumably, they contained gain-of-function mutations that inactivated the signaling cascade. Thus, the inventors have developed a selectable marker that is active only in cells with a functioning pheromone response cascade. This marker depends on a basal level signaling cascade for its expression—this signaling does not require a pheromone or pheromone receptor and, instead, depends on the stochastic “baseline” activation of the G protein recognition protein (Hagen 1991; Oehlen 1995). This low basal signaling is insufficient to trigger cell cycle arrest; this response requires activation of the GPCR Ste2 via α-factor. Some constitutively expressed yeast genes depend on the basal activity of the pheromone response cascade to be expressed. The inventors constructed their selectable marker by inserting the promoter of one such gene, MFA1, which directs the expression of HIS3, a gene required for cells to synthesize their own histidine (Daniel 2006). The P(MFA1)-HIS3 construct allows cells to grow in a medium lacking histidine (H- medium) only if they can transmit the signal from G proteins further to the pheromone response transcription factor Ste12. A constructed diploid strain (NIY326) containing P(MFA1)-HIS3 and inoculated in H- medium with α-factor had a background level of 10 -7 .

Таблица 1. Обобщение разработки штамма для снижения фонового уровня. Фоновый уровень представляет собой колонии, образованные на 107 клеток, посеянных на содержащий феромоны агарTable 1. Summary of strain development to reduce background levels. The background level represents colonies formed on 10 7 cells sown on agar containing pheromones

ШтаммStrain Фоновый уровеньBackground level Родительский гаплоидParental haploid 10-4 10 -4 Сконструированный диплоидEngineered diploid 10-6 10 -6 Сконструированный диплоид+кассета подтверждения функции каскада Constructed diploid+cascade function confirmation cassette 10-7 10 -7

Пример 3Example 3

Конструирование локализованной в периплазме библиотеки наноантителConstruction of a periplasm-localized nanoantibody library

[0171] Авторы изобретения сконструировали набор нацеливающих в периплазму экспрессирующий векторов, обеспечивающих экспрессию химеры с N-концевым сигналом секреции, MFalpha PrePro (Brake 1984), за которым следовал линкер из 18 аминокислот, содержавший один эпитоп FLAG (DYKDDDDK) и оканчивающийся заякоривающим гликофосфатидилинозитол (GPI)-доменом YPS1. Сигнал PrePro направляет белок на перемещение в эндоплазматическую сеть и секрецию и позднее отщепляется, в то время как процессинг GPI-домена YPS1 в ER обеспечивает N-концевой GPI-якорь, который удерживает химеру связанной с плазматической мембраной (Frieman 2003). Участки рестрикции сразу после кодирующей последовательности MFalphaPrePro позволяют клонирование аффинных молекул (например, для создания библиотеки кДНК наноантител). Векторы содержат селективный маркер URA3, который позволяет позитивную селекцию в среде с дефицитом урацила, а также контрселекцию (см. ниже).[0171] We constructed a set of periplasmic-targeting expression vectors allowing expression of a chimera with an N-terminal secretion signal, MFalpha PrePro (Brake 1984), followed by an 18 amino acid linker containing a single FLAG epitope (DYKDDDDK) and terminating with a glycophosphatidylinositol anchor ( GPI) domain of YPS1. The PrePro signal directs the protein to translocate into the endoplasmic reticulum and secrete and is later cleaved off, while processing of the GPI domain of YPS1 in the ER provides an N-terminal GPI anchor that keeps the chimera bound to the plasma membrane (Frieman 2003). Restriction sites immediately following the MFalphaPrePro coding sequence allow cloning of affinity molecules (for example, to create a nanoantibody cDNA library). The vectors contain the selectable marker URA3, which allows positive selection in uracil-deficient environments as well as counter-selection (see below).

[0172] Авторы изобретения подтвердили, что эти экспрессирующие векторы локализовали наноантитело на внеклеточной поверхности мембраны путем клонирования наноантитела против GFP (Kirchhoffer 2009). Когда авторы изобретения расщепили клеточные стенки этих клеток и применили GFP внеклеточно, они наблюдали зеленую флуоресценцию, совпадающую с их клеточными мембранами (фиг.4), что подтвердило периплазматическую локализацию антитела против GFP.[0172] The inventors confirmed that these expression vectors localized the nanoantibody to the extracellular surface of the membrane by cloning the anti-GFP nanoantibody (Kirchhoffer 2009). When we digested the cell walls of these cells and applied GFP extracellularly, they observed green fluorescence coinciding with their cell membranes (Figure 4), confirming the periplasmic localization of the anti-GFP antibody.

[0173] Далее авторы изобретения сконструировали библиотеку наноантител. Авторы использовали в качестве источника библиотеку наноантител с титром клонов 106, предварительно клонированную в вектор E.coli (Salema 2013). Авторы изобретения амплифицировали кодирующие наноантитела последовательности посредством ПЦР, и клонировали их в нацеливающий на плазматическую мембрану вектор посредством гомологичной рекомбинации дрожжей, с использованием платформенного штамма с низким фоновым уровнем NIY326 (van Leeuwen 2015). Авторы изобретения получали ~1×106 независимых колоний на агарозной среде с дефицитом урацила и гистидина (U-/H-). Авторы изобретения соскребли колонии с использованием среды для криогенного хранения и хранили взвесь аликвотами при -80°C (Library 001).[0173] Next, the inventors constructed a library of nanoantibodies. The authors used as a source a library of nanoantibodies with a clone titer of 10 6 , previously cloned into an E. coli vector (Salema 2013). We amplified the nanoantibody coding sequences by PCR and cloned them into a plasma membrane targeting vector via yeast homologous recombination using the low background platform strain NIY326 (van Leeuwen 2015). The inventors obtained ~1×10 6 independent colonies on agarose medium deficient in uracil and histidine (U-/H-). We scraped colonies using cryogenic storage medium and stored the suspension in aliquots at -80°C (Library 001).

Пример 4Example 4

Селекция наноантител, которые действуют в качестве аутокринных антагонистов Ste2Selection of nanoantibodies that act as autocrine antagonists of Ste2

A. Селекция резистентных к феромонам клонов из библиотеки наноантител:A. Selection of pheromone-resistant clones from a nanoantibody library:

[0174] Авторы изобретения отобрали резистентные к феромонам клоны из библиотеки 001, описанной в примере 3. Авторы изобретения посеяли 108 клеток на несколько чашек U-/H- с α-фактором и инкубировали их в течение 5 суток. Они проанализировали случайную выборку из 90 колоний приблизительно из 300, которые выросли. Далее авторы изобретения определили, была ли их способность расти на α-факторе зависимой от плазмиды. Они отобрали клоны, которые спонтанно утратили плазмиду, путем посева их на среду, содержавшую 5-FOA, которая является токсичной для клеток, экспрессирующих URA3. Затем авторы изобретения протестировали клоны, которые выросли до селекции 5-FOA, но не росли после нее. Они провели анализы гало и обнаружили, что 12 клонов из 90 первоначально выделенных утрачивали их способность расти на агарозной среде, содержавшей α-фактор, после селекции с 5-FOA в анализах гало (фиг.5).[0174] We selected pheromone-resistant clones from library 001 described in Example 3. We seeded 10 8 cells onto several U-/H- α-factor plates and incubated them for 5 days. They analyzed a random sample of 90 colonies from the approximately 300 that grew. We next determined whether their ability to grow on α-factor was plasmid dependent. They selected clones that had spontaneously lost the plasmid by plating them on medium containing 5-FOA, which is toxic to cells expressing URA3. We then tested clones that grew before 5-FOA selection but did not grow after it. They performed halo assays and found that 12 of the 90 clones initially isolated lost their ability to grow on agarose medium containing α-factor after selection with 5-FOA in the halo assays (Figure 5).

B. Испытание специфичности и участка действия:B. Specificity and site of action testing:

[0175] Для тестирования того, являются ли аффинные молекулы наноантител-кандидаты специфическими (т.е. требуют рецептора-мишени Ste2 для блокирования ответа феромонов), авторы изобретения экспрессируют кандидаты в штамме МАТальфа. Клетки МАТальфа экспрессируют рецептор a-фактора Ste3 и не экспрессируют Ste2. Ste3 является GPCR, только отдаленно родственным Ste2, и его лиганд, феромон a-фактор, представляет собой гликозилированный пептид, полностью отличающийся от α-фактора. Для обоих из них каскады передачи сигнала феромонов MATa и МАТальфа после рецептора являются идентичными. Клетки как MATa, так и МАТальфа останавливают их клеточный цикл и активируют индуцируемые феромонами гены в ответ на распознаваемый ими феромон. Тестирующие клетки MATa и МАТальфа авторов изобретения содержат феромон-индуцируемый транскрипционный репортер, P(PRM1)-YFP, который можно использовать для тестирования функции каскада в отсутствии и в присутствии антагонистов-кандидатов. Таким образом, авторы изобретения оценивают специфичность путем сравнения эффекта антагонистов-кандидатов посредством определения остановки клеточного цикла и индукции YFP в клетках MATa и МАТальфа, подвергнутых воздействию распознаваемых ими феромонов. Авторы изобретения отбирают кандидатов, если они выступают в качестве антагонистов только в штамме MATa (Ste2).[0175] To test whether candidate nanoantibody affinity molecules are specific (ie, require the target receptor Ste2 to block the pheromone response), we express the candidates in the MATalpha strain. MATalpha cells express the a-factor receptor Ste3 and do not express Ste2. Ste3 is a GPCR only distantly related to Ste2, and its ligand, the pheromone a-factor, is a glycosylated peptide completely different from the α-factor. For both of them, the MATa and MATalpha pheromone signaling cascades downstream of the receptor are identical. Both MATa and MATalpha cells arrest their cell cycle and activate pheromone-inducible genes in response to the pheromone they recognize. Our MATa and MATalpha test cells contain a pheromone-inducible transcriptional reporter, P(PRM1)-YFP, which can be used to test cascade function in the absence and presence of candidate antagonists. Thus, we evaluate specificity by comparing the effect of candidate antagonists by determining cell cycle arrest and YFP induction in MATa and MATalpha cells exposed to their recognized pheromones. The inventors select candidates if they act as antagonists only in the MATa (Ste2) strain.

C. Оценка участка действия с использованием очищенного наноантитела внеклеточноC. Site of Action Assessment Using Purified Nanoantibody Extracellularly

[0176] Хотя и маловероятно, антагонизм GPCR мог быть результатом внутриклеточного связывания и нарушения локализации Ste2 на плазматической мембране. Поскольку любое "связывающее" антитело потенциально может действовать таким путем, авторы изобретения тестируют способность кандидатов модулировать функцию GPCR при экзогенном добавлении.[0176] Although unlikely, GPCR antagonism could result from intracellular binding and disruption of plasma membrane localization of Ste2. Since any “binding” antibody could potentially act in this way, we are testing the ability of candidates to modulate GPCR function when added exogenously.

[0177] Авторы изобретения экспрессируют и очищают белки наноантител, добавляют их к клеткам в присутствии феромона и используют рост в присутствии феромонов и анализ индукции репортера для определения их эффекта на функцию Ste2 (и Ste3). Авторы изобретения экспрессируют кандидатов в бактериях с C-концевой 6xHis-меткой с использованием вектора pET28b и клеток BL21(DE3), и очищают их с использованием неденатурирующей аффинной очистки с 6His (Bornhorst 2000). Вследствие их небольшого размера (15 кДа), наноантитела способны диффундировать через клеточную стенку дрожжей (Ries 2012). В дополнение к этому функциональному тесту, авторы изобретения метят рекомбинантные наноантитела с использованием флуоресцентного красителя (Alexa 488, совместимый с длинами волн GFP; набор #A20181, Thermo-Fisher Scientific) и тестируют их способность окрашивать плазматическую мембрану экспрессирующих Ste2 клеток, но не контрольных экспрессирующих Ste3 клеток. Эксперименты по иммунофлуоресценции также позволяют сравнить окрашивание фиксированных клеток с или без их клеточных стенок (которые можно без труда удалить обработкой ферментом литиказой), и, таким образом, подтвердить, что наноантитела могут эффективно диффундировать через клеточную стенку. Наконец, иммунофлуоресценцию используют для подтверждения того, что антагонисты-кандидаты прямо связывают рецептор, а не лиганд, чтобы проявлять их эффекты.[0177] We express and purify nanoantibody proteins, add them to cells in the presence of a pheromone, and use pheromone growth and reporter induction assays to determine their effect on Ste2 (and Ste3) function. We express the candidates in bacteria with a C-terminal 6xHis tag using the pET28b vector and BL21(DE3) cells, and purify them using non-denaturing 6His affinity purification (Bornhorst 2000). Due to their small size (15 kDa), nanoantibodies are able to diffuse through the yeast cell wall (Ries 2012). In addition to this functional assay, we labeled recombinant nanoantibodies using a fluorescent dye (Alexa 488, compatible with GFP wavelengths; kit #A20181, Thermo-Fisher Scientific) and tested their ability to stain the plasma membrane of Ste2-expressing cells but not control-expressing cells. Ste3 cells. Immunofluorescence experiments also allow comparison of staining of fixed cells with or without their cell walls (which can be readily removed by treatment with the enzyme lyticase), and thus confirm that nanoantibodies can effectively diffuse through the cell wall. Finally, immunofluorescence is used to confirm that candidate antagonists directly bind the receptor rather than the ligand to exert their effects.

Пример 5Example 5

Штаммы для селекции агонистовStrains for agonist selection

[0178] Авторы изобретения конструируют штаммы для селекции агонистов, которые требуют стимуляции Ste2 для роста. В версии платформенного штамма авторов изобретения, лишенного маркера P(MFA1)-HIS3, они выключают функцию остановки индуцированного феромонами клеточного цикла путем делеции обеих геномных копий FAR1 с использованием подхода CRISPR-Cas9 (Horwitz 2015). Далее авторы изобретения заменяют открытую рамку считывания PRM1 в одном из аллелей PRM1 этого диплоидного штамма на HIS3 ORF, получая селективный маркер P(PRM1)-HIS3. Авторы изобретения включали P(PRM1)-HIS3 в другие штаммы и наблюдали отсутствие значительной "просачивания", т.е. эти клетки росли на чашках H- только в присутствии α-фактора. Авторы изобретения создали версии MATa и MAT(этого штамма для тестов специфичности. Как и ожидалось, частота ложноположительных колоний штаммов P(PRM1)-HIS3 является значительно более низкой, чем для штамма для селекции антагонистов, поскольку мутации, которые включают каскад феромонов, являются более редкими, чем те, которые выключают его (Brown 2000). В случае, когда вторы наблюдают большое количество слабо "растущих колоний" на чашках H- при посеве клеток, экспрессирующих библиотеку наноантител, авторы изобретения используют минимальную эмпирически определенную концентрацию ингибитора His3 3-аминотриазола, который блокирует их рост вследствие "просачивания" экспрессии HIS3 (стандартная стратегия для применений селекции с HIS3 на дрожжах).[0178] The inventors construct strains to select agonists that require Ste2 stimulation for growth. In a version of our platform strain lacking the P(MFA1)-HIS3 marker, they switch off the pheromone-induced cell cycle arrest function by deleting both genomic copies of FAR1 using a CRISPR-Cas9 approach (Horwitz 2015). Next, we replace the PRM1 open reading frame in one of the PRM1 alleles of this diploid strain with the HIS3 ORF, generating the P(PRM1)-HIS3 selectable marker. We incorporated P(PRM1)-HIS3 into other strains and observed that there was no significant leakage, i.e. these cells grew on H- plates only in the presence of α-factor. We created MATa and MAT versions of this strain for specificity tests. As expected, the false positive colony rate of the P(PRM1)-HIS3 strains is significantly lower than for the antagonist selection strain because mutations that involve the pheromone cascade are more rarer than those that turn it off (Brown 2000).In the case where the second observe a large number of weakly "growing colonies" on H- plates when plating cells expressing a library of nanoantibodies, the inventors use the minimum empirically determined concentration of the His3 inhibitor 3-aminotriazole , which blocks their growth due to leakage of HIS3 expression (a standard strategy for HIS3 selection applications in yeast).

[0179] Аналогично скринингу антагонистов, авторы изобретения проводят селекцию клонов, экспрессирующих наноантитела-агонисты Ste2, являющиеся кандидатами, на основе роста на чашках H-. Авторы изобретения демонстрируют, является ли рост зависимым от плазмиды/экспрессии и подтверждают специфичность посредством тестирования наилучших результатов в штамме для селекции агонистов Ste3 (с использованием репортера P(PRM1)-HIS3 и P(PRM1)-YFP). Также, как описано выше, авторы изобретения продуцируют наноантитела в бактериях и добавляют их прямо к клеткам для тестирования их эффективности.[0179] Similar to antagonist screening, we select clones expressing candidate Ste2 agonist nanoantibodies based on growth on H- plates. We demonstrate whether growth is plasmid/expression dependent and confirm specificity by testing the best results in a Ste3 agonist selection strain (using a P(PRM1)-HIS3 and P(PRM1)-YFP reporter). Also, as described above, the inventors produce nanoantibodies in bacteria and add them directly to cells to test their effectiveness.

Пример 6Example 6

Сопряжение GPCR человека с каскадом феромонов дрожжейCoupling of human GPCRs with the yeast pheromone cascade

A. Панель трансплантатов Gpa1A. Gpa1 graft panel

[0180] Широко используемым способом сопряжения GPCR человека с каскадом феромонов дрожжей является модификация G(дрожжей, Gpa1, чтобы его 5 C-концевых аминокислот были заменены на 5 C-концевых аминокислот G(человека, с получением "трансплантата GPA1" (Brown 2000, Erlenbach 2001). Для каждого рецептора подходящий G(часто находят эмпирическим путем (Dowell 2009). В большинстве случаев сопряжения достигают с использованием трансплантатов для Gαi, Gαq, Gαs или Gαo (Dong 2010). С использованием подхода CRISPR (Horwitz 2015), авторы изобретения создают панель диплоидных штаммов с трансплантатами GPA1, являющихся агонистами и антагонистами, для этих 4 штаммов с трансплантатами Gα.[0180] A widely used method for coupling a human GPCR to the yeast pheromone cascade is to modify the yeast G(yeast, Gpa1) so that its 5 C-terminal amino acids are replaced with the 5 C-terminal amino acids of a human G(, producing a “GPA1 graft” (Brown 2000, Erlenbach 2001) For each receptor, the appropriate G(is often found empirically (Dowell 2009). In most cases, pairing is achieved using grafts for Gαi, Gαq, Gαs or Gαo (Dong 2010). Using the CRISPR approach (Horwitz 2015), the authors The inventions create a panel of diploid GPA1 graft strains that are agonist and antagonist for these 4 Gα graft strains.

B. Тестирование GPCR человека в системе авторов изобретенияB. Testing of Human GPCRs in the Inventors' System

[0181] В большинстве случаев GPCR человека экспрессируются лучше всего в дрожжах с встроенной в геном конструкции, контролируемой умеренным промотором, подобным P(ACT1) (Shiroishi 2012, Schutz 2016). Часто, хорошо экспрессируемые GPCR представляют собой химеры с N-концевым отщепляемым секреторным сигналом (как правило, MFalpha PrePro), за которым следует эпитопная метка FLAG для иммунодетекции и иногда C-концевой GFP. Авторы изобретения сконструировали векторы с этими признаками, и они могут быть без труда модифицированы в зависимости от случая. Авторы изобретения клонируют рецепторы, приведенные в таблице 2, в эти векторы и тестируют уровень их экспрессии и локализацию на плазматической мембране посредством флуоресцентной микроскопии и/или иммунофлуоресценции с антителом против FLAG.[0181] In most cases, human GPCRs are best expressed in yeast with a genomic construct controlled by a moderate promoter like P(ACT1) (Shiroishi 2012, Schutz 2016). Often, well-expressed GPCRs are chimeras with an N-terminal cleavable secretory signal (typically MFalpha PrePro) followed by a FLAG epitope tag for immunodetection and sometimes a C-terminal GFP. The inventors have constructed vectors with these features, and they can be easily modified depending on the case. We clone the receptors shown in Table 2 into these vectors and test their expression level and plasma membrane localization by fluorescence microscopy and/or immunofluorescence with anti-FLAG antibody.

[0182] Авторы изобретения трансформируют штаммы с трансплантатами конструкциями, экспрессирующими GPCR. Для каждого GPCR проводят тестирование силы его сопряжения с ответом феромонов с использованием репортеров P(PRM1)-HIS3 и P(PRM1)-YFP в штамме для селекции агонистов.[0182] The inventors transform strains with grafts with constructs expressing GPCRs. Each GPCR is tested for its coupling strength to the pheromone response using the P(PRM1)-HIS3 and P(PRM1)-YFP reporters in an agonist selection strain.

Таблица 2. Терапевтические GPCR человека-мишени, являющиеся кандидатами для сопряжения и выявления антагонистов/агонистовTable 2. Therapeutic human GPCR targets that are candidates for pairing and antagonist/agonist discovery

МишеньTarget ПоказаниеIndication СоавторCo-author Тип селекцииType of selection Лиганд/
конститутивный мутант
Ligand/
constitutive mutant
ДрожжиYeast Nb/ScFvNb/ScFv
CXCR4CXCR4 Злокачественная опухоль (11, 40), воспаление (72)Malignant tumor (11, 40), inflammation (72) Handel (29), Gutkind (76)Handel (29), Gutkind (76) АнтагонистAntagonist цитокин SDF-1, низкомолекулярный агонист (79) и конститутивный мутант (79)cytokine SDF-1, small molecule agonist (79) and constitutive mutant (79) (73)(73) (36, 40)(36, 40) b2ARb2AR астма (48), COPD (2)asthma (48), COPD (2) Kobilka (66)Kobilka (66) АгонистAgonist N/A (селекция агониста)N/A (agonist selection) (17)(17) (45, 54)(45, 54) CXCR2CXCR2 Иммуноонкология \(75, 37)Immuno-oncology \(75, 37) Handel (18), Gutkind (24)Handel (18), Gutkind (24) АнтагонистAntagonist цитокин IL-8, конститутивный мутант (53)cytokine IL-8, constitutive mutant (53) (53)(53) CYSLTR2CYSLTR2 Онкология (70)Oncology (70) Gutkind (35)Gutkind (35) АнтагонистAntagonist N/A (конститутивно активный) (70)N/A (constitutively active) (70) KSHV vGPCRKSHV vGPCR Онкология (9)Oncology (9) Gutkind (47)Gutkind (47) АнтагонистAntagonist N/A (конститутивно активный) (3)N/A (constitutively active) (3) PKR1PKR1 Онкология/
Ангиогенез (33)
Oncology/
Angiogenesis (33)
Ferrara (63)Ferrara (63) АнтагонистAntagonist EG-VEGF, BV8, пептид (50, 10)EG-VEGF, BV8, peptide (50, 10)
PKR2PKR2 Онкология /
Ангиогенез (33)
Oncology /
Angiogenesis (33)
FerraraFerrara АнтагонистAntagonist EG-VEGF, BV8 (50)EG-VEGF, BV8 (50)
CB2CB2 Иммуносупрессия (57), RA (25), IBD/болезнь Крона (44)Immunosuppression (57), RA (25), IBD/Crohn's disease (44) АгонистAgonist N/A (селекция агониста)N/A (agonist selection) A3ARA3AR RA (22), астма (58), псориаз (78)RA (22), asthma (58), psoriasis (78) АгонистAgonist N/A (селекция агониста)N/A (agonist selection) AT1RAT1R Заболевание сердца (68), диабет (68)Heart disease (68), diabetes (68) АнтагонистAntagonist Ангиотензин II, низкомолекулярный (27)Angiotensin II, low molecular weight (27) (51)(51)

Пример 7Example 7

Скрининг антител, которые модулируют функцию GPCRScreening for antibodies that modulate GPCR function

A. Проведение процесса селекции антител с отобранными GPCRA. Carrying out the antibody selection process with selected GPCRs

[0183] Авторы изобретения следуют подходу, сходному с их предшествующей работой с Ste2, за исключением следующего. Авторы изобретения используют диверсифицированную библиотеку ScFv человека (гарантированное разнообразие 108-109, Oak Biosciences). Авторы изобретения клонируют эту библиотеку в тот же вектор с аффинной молекулой, что и выше, экспрессирующий ScFv на плазматической мембране в качестве заякоренных на GPI YPS1 химер. Ожидается, что для селекции антагонистов передача сигнала от сопряженных рецепторов не будет достаточно сильной для запуска остановки клеточного цикла. Таким образом, авторы изобретения используют маркер контрселекции P(FUS2)-CAN1 (Erlenbach 2001). P(FUS2) представляет собой феромон-индуцируемый промотор, такой как P(PRM1). CAN1 кодирует переносчик плазматической мембраны для аргинина, а также для токсического аналога аргинина канаванина. Клетки, содержащие P(FUS2)-CAN1, не могут расти на чашках с канаванином, если они содержат активированный GPCR человека, сопряженный с ответом феромонов. Этот фенотип позволяет проводить селекцию антител-антагонистов GPCR человека на чашках с канаванином. Для селекции агонистов авторы изобретения используют маркер P(PRM1)-HIS3, как указано выше. После селекции кандидатов, как описано выше, выделяют свободные от плазмиды производные этих клонов для тестирования зависимости от плазмиды их фенотипов блокирования феромонов.[0183] The inventors follow a similar approach to their prior work with Ste2, except for the following. We use a diversified human ScFv library (assured diversity 10 8 -10 9 , Oak Biosciences). We clone this library into the same affinity vector as above expressing ScFv on the plasma membrane as GPI-anchored YPS1 chimeras. For antagonist selection, signal transduction from coupled receptors is not expected to be strong enough to trigger cell cycle arrest. Thus, we use the counterselection marker P(FUS2)-CAN1 (Erlenbach 2001). P(FUS2) is a pheromone-inducible promoter such as P(PRM1). CAN1 encodes a plasma membrane transporter for arginine as well as the toxic arginine analogue canavanine. Cells containing P(FUS2)-CAN1 cannot grow on canavanine plates if they contain an activated human GPCR coupled to the pheromone response. This phenotype allows for the selection of human GPCR antagonist antibodies on canavanine plates. To select agonists, the inventors use the P(PRM1)-HIS3 marker as described above. After candidate selection as described above, plasmid-free derivatives of these clones are isolated to test the plasmid dependence of their pheromone blocking phenotypes.

B. Тестирование специфичности и участка действия антител-кандидатовB. Testing the specificity and site of action of candidate antibodies

1) Тестирование на других GPCR1) Testing on other GPCRs

[0184] Авторы изобретения подтверждают специфичность зависимых от плазмиды кандидатов посредством трансформации плазмид в штаммы, экспрессирующие другие рецепторы. В этом случае, авторы тестируют их на штаммах MATa (Ste2) и MAT((Ste3), а также на штаммах, экспрессирующих по меньшей мере 2 других GPCR человека, сопряженных с ответом феромонов через трансплантат GPA1 (т.е. для проверки того, что агонист или антагонист не действует на другие GPCR).[0184] The inventors confirm the specificity of the plasmid-dependent candidates by transforming the plasmids into strains expressing other receptors. In this case, the authors test them on strains MATa(Ste2) and MAT((Ste3), as well as strains expressing at least 2 other human GPCRs coupled to the pheromone response through the GPA1 graft (i.e., to test whether that the agonist or antagonist does not act on other GPCRs).

2) Тестирование с использованием очищенного белка наноантитела внеклеточно2) Testing using purified nanoantibody protein extracellularly

[0185] В то время как наноантитела (15 кДа) могут диффундировать через клеточную стенку дрожжей (Ries 2012), более крупные ScFv (27 кДа) могут быть значительно ограничены. Авторы изобретения проводят иммунофлуоресценцию с меченными ScFv-кандидатами в дрожжах с и без расщепления клеточной стенки.[0185] While nanoantibodies (15 kDa) can diffuse through the yeast cell wall (Ries 2012), larger ScFvs (27 kDa) can be significantly restricted. We perform immunofluorescence with labeled ScFv candidates in yeast with and without cell wall cleavage.

Пример 8Example 8

Тестирование влияния презентации VHH-домена, являющегося агонистом CB2, на скорость ростаTesting the effect of presentation of the CB2 agonist VHH domain on growth rate

[0186] Для определения эффекта презентации агониста на скорость роста дрожжевых клеток авторы изобретения сконструировали штаммы дрожжей, экспрессирующие белок GPCR человека, рецептор каннабиноидов 2 типа человека (рецептор CB2), и трансформировали их либо пустой плазмидой (без VHH), либо плазмидами, экспрессирующими агонист, в которых однодоменное VHH-антитело Ab101 презентируется различными путями. Авторы протестировали четыре различных плазмиды, экспрессирующих VHH-агонист, в которых VHH-домен презентируется посредством 1) короткого линкера, соединенного с якорем плазматической мембраны Yps1, 2) длинного линкера, соединенного с якорем плазматической мембраны Yps1, 3) N-концевой слитой конструкции, соединенной с растворимым периплазматическим ферментом Suc2, и 4) прямой секреции немеченого VHH в периплазму. От двух до пяти независимых клонов выращивали до насыщения в отсутствии селекции. Насыщенные клетки использовали для начала культур с техническими дублями в 96-луночном микропланшете для титрования для автоматизированного измерения поглощения (OD630) в устройстве для считывания планшетов. Использовали два состава культуральной среды. Первый состав культуральной среды не требует экспрессии с репортера ответа феромонов (без селекции). Второй состав культуральной среды был таким же, как и первый, но лишен одной аминокислоты, которая может продуцироваться только в результате экспрессии репортера ответа феромонов (селекция). Измерение поглощения проводили каждые пять минут в течение 48 часов. Для каждой технической реплики проводили компьютерное вычисление максимальной скорости роста из исходных данных поглощения. Все полученные данные наносили на график, и срединная скорость роста указана горизонтальной чертой (фиг.7). Рисунки под графиком изображают каждый способ презентации (фиг.7).[0186] To determine the effect of agonist presentation on the growth rate of yeast cells, we constructed yeast strains expressing the human GPCR protein, human cannabinoid receptor type 2 (CB2 receptor), and transformed them with either an empty plasmid (no VHH) or plasmids expressing the agonist , in which the single-domain VHH antibody Ab101 is presented in different ways. We tested four different VHH agonist expression plasmids in which the VHH domain is presented by 1) a short linker connected to the Yps1 plasma membrane anchor, 2) a long linker connected to the Yps1 plasma membrane anchor, 3) an N-terminal fusion construct, coupled to the soluble periplasmic enzyme Suc2, and 4) direct secretion of unlabeled VHH into the periplasm. Two to five independent clones were grown to saturation in the absence of selection. Saturated cells were used to start cultures with technical duplicates in a 96-well microtiter plate for automated absorbance measurement (OD630) in a plate reader. Two compositions of the culture medium were used. The first composition of the culture medium does not require expression of the pheromone response reporter (no selection). The second culture medium composition was the same as the first, but lacked one amino acid that can only be produced by expression of a pheromone response reporter (selection). Absorbance measurements were taken every five minutes for 48 hours. For each technical replicate, a computer calculation of the maximum growth rate was performed from the original absorption data. All obtained data were plotted on a graph, and the median growth rate is indicated by a horizontal line (Fig. 7). The figures below the graph depict each presentation method (Fig. 7).

[0187] Каждая из четырех плазмид, экспрессирующих VHH-агонист, увеличивала скорость роста во втором составе культуральной среды по сравнению с клетками, трансформированными пустой плазмидой (без VHH). Это демонстрируют, что для активации рецептора CB2 белка GPCR можно использовать различные способы презентации агониста в периплазме. В частности, авторы изобретения продемонстрировали, что рецептор CB2 может активироваться антителами с VHH-доменом, которые ковалентно связаны с якорным белком плазматической мембраны, либо через длинный, либо через короткий линкер. Авторы изобретения также продемонстрировали, что функциональные антитела-агонисты с VHH-доменом могут быть локализиованы на периплазме путем слияния антитела с периплазматическим белком, Suc2, который является достаточно большим, чтобы слитый белок удерживался в периплазме. Suc2 образует олигомеры, содержащие несколько белков Suc2, связанных посредством нековалентных взаимодействий, и эта мультимеризация требуется для удержания Suc2 в периплазме. Таким образом, эти условиях также демонстрируют задерживание в периплазме частично посредством нековалентных взаимодействий между антителом и якорным белком. Наконец, этот эксперимент демонстрирует, что прямая секреция немеченых антител с VHH-доменом в периплазму может активировать рецептор CB2.[0187] Each of the four VHH agonist-expressing plasmids increased growth rate in a second formulation of culture medium compared to cells transformed with the empty plasmid (no VHH). This demonstrates that different modes of agonist presentation in the periplasm can be used to activate the CB2 receptor protein GPCR. In particular, we demonstrated that the CB2 receptor can be activated by VHH domain antibodies that are covalently linked to a plasma membrane anchor protein, either through a long or short linker. We also demonstrated that functional agonist antibodies with a VHH domain can be localized to the periplasm by fusing the antibody to a periplasmic protein, Suc2, that is large enough that the fusion protein is retained in the periplasm. Suc2 forms oligomers containing multiple Suc2 proteins linked through noncovalent interactions, and this multimerization is required for Suc2 retention in the periplasm. Thus, these conditions also demonstrate retention in the periplasm partly through noncovalent interactions between the antibody and the anchor protein. Finally, this experiment demonstrates that direct secretion of unlabeled VHH domain antibodies into the periplasm can activate the CB2 receptor.

[0188] Хотя предпочтительные варианты осуществления рассматриваемого изобретения описаны подробно, понятно, что можно вносить очевидные изменения без отклонения от сущности и объема изобретения, как описано в настоящем описании.[0188] Although preferred embodiments of the subject invention have been described in detail, it will be understood that obvious changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as described herein.

Claims (134)

1. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея для выбора антитела из библиотеки антител в отношении специфического связывания или функциональных характеристик, содержащая множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит:1. A yeast periplasmic display library for selecting an antibody from an antibody library for specific binding or functional characteristics, comprising a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains: a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител; a) an antibody for display in the periplasmic space of a yeast host cell, where the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of antibodies; b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; иb) periplasmic anchor protein, where the periplasmic anchor protein is associated with the antibody so that the antibody is exposed in the periplasmic space; And c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок локализуется на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is localized to the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell. 2. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.2. The yeast periplasmic display library according to claim 1, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or linked through a covalent non-peptide bond in a complex. 3. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.3. The yeast periplasmic display library according to claim 1, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein. 4. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазме.4. The yeast periplasmic display library of claim 1, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell, to the plasma membrane, or to the cell wall, such that the antibody is displayed in the periplasm. 5. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.5. The yeast periplasmic display library of claim 1, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane-spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that exposes the antibody to the periplasm. 6. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 5, где связанный с мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен.6. The yeast periplasmic display library of claim 5, wherein the membrane-bound protein domain is a plasma membrane-anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain. 7. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 6, где заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина.7. The yeast periplasmic display library according to claim 6, wherein the plasma membrane-anchoring GPI domain is a japsin plasma membrane-anchoring GPI domain. 8. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 7, где заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина представляет собой заякоривающий на плазматической мембране GPI-домен япсина YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6 или YPS7.8. The yeast periplasmic display library of claim 7, wherein the plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain is a plasma membrane-anchoring yapsin GPI domain YPS1, YPS2, YPS3, YPS4, YPS5, YPS6, or YPS7. 9. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 2, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что антитело выступает в периплазму.9. The yeast periplasmic display library according to claim 2, wherein the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall such that the antibody projects into the periplasm. 10. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 3, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, связывающийся с внутренней поверхностью клеточной стенки, который выставляет слитый белок в периплазму.10. The yeast periplasmic display library of claim 3, wherein the periplasmic anchor protein is an inner cell wall binding protein that exposes the fusion protein to the periplasm. 11. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 2, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, так что периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживаются в периплазме.11. The yeast periplasmic display library of claim 2, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm. 12. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 3, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, так что слитый белок удерживается в периплазме.12. The yeast periplasmic display library of claim 3, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the fusion protein is retained in the periplasm. 13. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея для выбора антитела из библиотеки антител в отношении специфического связывания или функциональных характеристик, содержащая множество дрожжевых клеток-хозяев, где каждая дрожжевая клетка-хозяин содержит:13. A yeast periplasmic display library for selecting an antibody from an antibody library for specific binding or functional characteristics, comprising a plurality of yeast host cells, wherein each yeast host cell contains: a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител, где антитело связано с сигнальной последовательностью, которая обеспечивает транспорт антитела в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина; иa) an antibody for display in the periplasmic space of a yeast host cell, wherein the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of antibodies, wherein the antibody is linked to a signal sequence that enables transport of the antibody into the yeast periplasm host cell, to the plasma membrane or to the cell wall, such that the antibody is exposed in the periplasmic space of the yeast host cell; And b) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок локализуется на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.b) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is localized to the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell. 14. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1, где каждая дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит репортерную систему, содержащую репортерный ген, функционально связанный с индуцибельным промотором, который активируется, когда активируется представляющий интерес мембранный белок-мишень, позволяя детекцию увеличения или снижения активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью.14. The yeast periplasmic display library of claim 1, wherein each yeast host cell further comprises a reporter system comprising a reporter gene operably linked to an inducible promoter that is activated when the target membrane protein of interest is activated, allowing detection of increases or decreases in activity the target membrane protein of interest upon binding of the antibody to the target membrane protein of interest. 15. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 14, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.15. The yeast periplasmic display library of claim 14, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker. 16. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 15, где алиментарный маркер выбран из группы, состоящей из HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1.16. The yeast periplasmic display library according to claim 15, wherein the nutritional marker is selected from the group consisting of HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 and TRP1. 17. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п.15, где маркер резистентности к антибиотику сообщает резистентность к антибиотику, выбранному из группы, состоящей из генетицина, зеоцина, гигромицина B, ноурсеотрицина и биалафоса.17. The yeast periplasmic display library of claim 15, wherein the antibiotic resistance marker indicates resistance to an antibiotic selected from the group consisting of geneticin, zeocin, hygromycin B, nourseothricin, and bialaphos. 18. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 15, где флуоресцентный маркер выбран из группы, состоящей из зеленого флуоресцентного белка, красного флуоресцентного белка, синего флуоресцентного белка, голубого флуоресцентного белка, желтого флуоресцентного белка и оранжевого флуоресцентного белка.18. The yeast periplasmic display library of claim 15, wherein the fluorescent marker is selected from the group consisting of green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein, and orange fluorescent protein. 19. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 15, где биолюминесцентным маркером является люцифераза или экворин.19. The yeast periplasmic display library according to claim 15, where the bioluminescent marker is luciferase or aequorin. 20. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 15, где маркер контрселекции выбран из группы, состоящей из CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK.20. The yeast periplasmic display library according to claim 15, wherein the counterselection marker is selected from the group consisting of CAN1, URA3, MET15, TRP1 and TK. 21. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 14, где репортерный ген представляет собой селективный маркер, так что увеличение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается детекции посредством роста дрожжевых клеток-хозяев на среде для позитивной селекции.21. The yeast periplasmic display library of claim 14, wherein the reporter gene is a selectable marker such that an increase in the activity of the target membrane protein of interest upon binding of the antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of the yeast host cells on media for positive selection. 22. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 14, где репортерный ген представляет собой маркер контрселекции, так что указанное снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается детекции по росту дрожжевых клеток-хозяев на среде для негативной селекции.22. The yeast periplasmic display library of claim 14, wherein the reporter gene is a counterselection marker such that said reduction in the activity of the target membrane protein of interest upon binding of the antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of the host yeast cells on the medium for negative selection. 23. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.23. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel and a transporter. 24. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 23, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).24. The yeast periplasmic display library of claim 23, wherein the receptor is a G protein-coupled receptor (GPCR). 25. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 24, где GPCR представляет собой экзогенный GPCR.25. The yeast periplasmic display library according to claim 24, wherein the GPCR is an exogenous GPCR. 26. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 25, где дрожжевые клетки-хозяева дополнительно содержат эндогенный GPCR.26. The yeast periplasmic display library of claim 25, wherein the yeast host cells further contain an endogenous GPCR. 27. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 25, где каждая дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством экзогенного GPCR, где активированная сконструированная субъединица Gα способна активировать поддающийся детекции ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.27. The yeast periplasmic display library of claim 25, wherein each yeast host cell further comprises an engineered Gα subunit capable of being activated by an exogenous GPCR, wherein the activated engineered Gα subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the yeast host cell. 28. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 27, где сконструированная субъединица Gα представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы Gα дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.28. The yeast periplasmic display library of claim 27, wherein the engineered Gα subunit is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of the yeast Gα subunit and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit. 29. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 28, где субъединица Gα дрожжей принадлежит семейству G-белков Gα i, Gα q, Gα s или Gα o.29. The yeast periplasmic display library according to claim 28, wherein the yeast Gα subunit belongs to the Gα i, Gα q, Gα s, or Gα o family of G proteins. 30. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п.25, где экзогенный GPCR представляет собой GPCR млекопитающего.30. The yeast periplasmic display library according to claim 25, wherein the exogenous GPCR is a mammalian GPCR. 31. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 30, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы Gα дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы Gα млекопитающего, так что химерная субъединица Gα способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.31. The yeast periplasmic display library of claim 30, wherein at least five C-terminal residues of the yeast Gα subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of a mammalian Gα subunit such that the chimeric Gα subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. 32. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 31, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы Gα дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы Gα млекопитающего, так что химерная субъединица Gα способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.32. The yeast periplasmic display library of claim 31, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast Gα subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian Gα subunit such that the chimeric Gα subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. 33. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 31, где субъединица Gα млекопитающего выбрана из группы, состоящей из G альфа-S, G альфа-I, G альфа-O, G альфа-T, G альфа-Z, G альфа-Q, G альфа-11, G альфа-12, G альфа-13 и трансдуцина.33. The yeast periplasmic display library of claim 31, wherein the mammalian Gα subunit is selected from the group consisting of G alpha-S, G alpha-I, G alpha-O, G alpha-T, G alpha-Z, G alpha-Q , G alpha-11, G alpha-12, G alpha-13 and transducin. 34. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 28, где химерная субъединица Gα содержит по меньшей мере 41 N-концевой остаток субъединицы Gα дрожжей.34. The yeast periplasmic display library of claim 28, wherein the chimeric Gα subunit contains at least 41 N-terminal residues of the yeast Gα subunit. 35. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 30, где GPCR млекопитающего представляет собой GPCR человека.35. The yeast periplasmic display library of claim 30, wherein the mammalian GPCR is a human GPCR. 36. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 35, где GPCR человека выбран из группы, состоящей из CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR и AT1R.36. The yeast periplasmic display library according to claim 35, where the human GPCR is selected from the group consisting of CXCR4, CXCR5, SSTR2, MOR, AVPR2, FPR2/ALX, ADORA2A, CHRM3, CGRP2, CCR2, CCR4, CCR5, CHRM4, PAC1, b2AR, CXCR2, CYSLTR2, KSHV vGPCR, PKR1, PKR2, CB1, CB2, A3AR and AT1R. 37. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 24, где представляющий интерес мембранный белок GPCR, являющийся мишенью, обладает конститутивной лиганд-независимой активностью.37. The yeast periplasmic display library of claim 24, wherein the target membrane protein GPCR of interest has constitutive ligand-independent activity. 38. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 24, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, содержащий обе геномные копии FAR1, для селекции антител-антагонистов представляющего интерес мембранного белка GPCR, являющегося мишенью.38. The yeast periplasmic display library of claim 24, wherein the host yeast cell is a FAR1 strain containing both genomic copies of FAR1, for selecting antagonist antibodies of the target membrane protein GPCR of interest. 39. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 24, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, у которого отсутствуют обе геномные копии FAR1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном для селекции антител-агонистов представляющего интерес мембранного белка GPCR, являющегося мишенью.39. The yeast periplasmic display library of claim 24, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain lacking both genomic copies of FAR1, containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for selection of agonist antibodies of the membrane protein of interest GPCR that is the target. 40. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22, где антитела выбраны из группы, состоящей из моноклональных антител, химерных антител, гуманизированных антител, наноантител, рекомбинантных фрагментов антител, Fab-фрагментов, Fab'-фрагментов, F(ab')2-фрагментов, Fv-фрагментов и scFv-фрагментов.40. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22, where the antibodies are selected from the group consisting of monoclonal antibodies, chimeric antibodies, humanized antibodies, nanoantibodies, recombinant antibody fragments, Fab fragments, Fab' fragments, F(ab') 2 fragments, F v fragments and scFv fragments. 41. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22, где представляющий интерес мембранный белок-мишень содержит мутацию, которая повышает или снижает его активность.41. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22, wherein the target membrane protein of interest contains a mutation that increases or decreases its activity. 42. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, у которого отсутствуют обе геномные копии FAR1, Δsst2, содержаший инактивированный ген SST2, Δste14, у которого отсутствуют обе геномные копии STE14, Δste3, у которого отсутствуют обе геномные копии STE3, или Δmat, содержащий удаленный или инактивированный локус MATα или удаленный или инактивированный локус MATa.42. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain lacking both genomic copies of FAR1, Δsst2 containing an inactivated SST2 gene, Δste14 lacking both genomic copies of STE14, Δste3 lacking both genomic copies of STE3, or Δmat containing a deleted or inactivated MATα locus or a deleted or inactivated MATa locus. 43. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 42, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δmat, содержащий удаленный или инактивированный локус MATα или удаленный или инактивированный локус MATa.43. The yeast periplasmic display library of claim 42, wherein the host yeast cell is a Δmat strain containing a deleted or inactivated MATα locus or a deleted or inactivated MATa locus. 44. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22, где дрожжевая клетка-хозяин дополнительно содержит модифицированный белок CLN3, содержащий C-концевое укорочение, которое повышает содержание CLN3 в дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с белком CLN3 дикого типа.44. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22, wherein the yeast host cell further contains a modified CLN3 protein containing a C-terminal truncation that increases the CLN3 content of the yeast host cell compared to wild-type CLN3 protein. 45. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 44, где в модифицированном белке CLN3 сохранены по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-387 белка CLN3 дикого типа.45. The yeast periplasmic display library of claim 44, wherein the modified CLN3 protein retains at least the N-terminal amino acids 1-387 of the wild-type CLN3 protein. 46. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по п. 44, где в модифицированном белке CLN3 сохранены по меньшей мере N-концевые аминокислоты 1-408 белка CLN3 дикого типа.46. The yeast periplasmic display library of claim 44, wherein the modified CLN3 protein retains at least the N-terminal amino acids 1-408 of the wild-type CLN3 protein. 47. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой гаплоидную или диплоидную дрожжевую клетку-хозяина.47. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22, wherein the host yeast cell is a haploid or diploid yeast host cell. 48. Способ получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1, причем способ включает: 48. A method for obtaining a yeast periplasmic display library according to claim 1, wherein the method includes: a) предоставление первого множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих антитела для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, где экспонированное антитело является отличающимся в каждой дрожжевой клетке-хозяине, так что множество дрожжевых клеток-хозяев экспонирует множество антител;a) providing a first plurality of recombinant polynucleotides encoding antibodies for display in the periplasmic space of a yeast host cell, wherein the displayed antibody is different in each yeast host cell such that a plurality of yeast host cells display a plurality of antibodies; b) предоставление второго рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего периплазматический якорный белок;b) providing a second recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein; c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев первым множеством рекомбинантных полинуклеотидов и вторым рекомбинантным полинуклеотидом;c) transfecting a plurality of host yeast cells with a first plurality of recombinant polynucleotides and a second recombinant polynucleotide; d) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; и d) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; And e) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию антител, периплазматического якорного белка и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где периплазматический якорный белок связан с антителом так, что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическое пространство и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране, с получением библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 1.e) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of antibodies, a periplasmic anchor protein, and a target membrane protein of interest, wherein the periplasmic anchor protein is associated with the antibody such that the antibody is exposed in the periplasmic space where each yeast host cell exhibits The different antibody to the periplasmic space and the target membrane protein of interest are localized to the plasma membrane, yielding the yeast periplasmic display library of claim 1. 49. Способ по п. 48, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие антитела, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий периплазматический якорный белок или представляющий интерес мембранный белок-мишень, предоставлены посредством экспрессирующих векторов.49. The method of claim 48, wherein the recombinant polynucleotides encoding antibodies or the recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein or a target membrane protein of interest are provided via expression vectors. 50. Способ по п. 48, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие антитела, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий периплазматический якорный белок или представляющий интерес мембранный белок-мишень, встраиваются в геном дрожжевой клетки-хозяина в локусе-мишени.50. The method of claim 48, wherein the recombinant polynucleotides encoding antibodies or the recombinant polynucleotide encoding a periplasmic anchor protein or a target membrane protein of interest is inserted into the genome of the host yeast cell at the target locus. 51. Способ получения библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 3, причем способ включает:51. A method for obtaining a yeast periplasmic display library according to claim 3, wherein the method includes: a) предоставление множества рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки, где каждый рекомбинантный полинуклеотид кодирует отличающийся слитый белок, содержащий периплазматический якорный белок, связанный с отличающимся антителом, для дисплея; a) providing a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins, wherein each recombinant polynucleotide encodes a different fusion protein comprising a periplasmic anchor protein linked to a different antibody for display; b) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев множеством рекомбинантных полинуклеотидов, кодирующих слитые белки;b) transfecting a plurality of yeast host cells with a plurality of recombinant polynucleotides encoding fusion proteins; c) трансфекцию множества дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантным полинуклеотидом, кодирующим представляющий интерес мембранный белок-мишень; и c) transfecting a plurality of yeast host cells with a recombinant polynucleotide encoding a target membrane protein of interest; And d) культивирование множества дрожжевых клеток-хозяев в условиях, которые позволяют экспрессию слитых белков и представляющего интерес мембранного белка-мишени, где каждая дрожжевая клетка-хозяин экспонирует отличающееся антитело в периплазматическое пространство и представляющий интерес мембранный белок-мишень локализуется на плазматической мембране, с получением библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 3.d) culturing a plurality of yeast host cells under conditions that allow expression of the fusion proteins and the target membrane protein of interest, wherein each yeast host cell exposes a different antibody to the periplasmic space and the target membrane protein of interest is localized to the plasma membrane, obtaining yeast periplasmic display libraries according to claim 3. 52. Способ по п. 51, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки, или рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий представляющий интерес мембранный белок-мишень, предоставлены посредством экспрессирующих векторов.52. The method of claim 51, wherein the recombinant polynucleotides encoding the fusion proteins or the recombinant polynucleotide encoding the target membrane protein of interest are provided via expression vectors. 53. Способ по п. 51, где рекомбинантные полинуклеотиды, кодирующие слитые белки или представляющий интерес мембранный белок-мишень, встраиваются в геном дрожжевой клетки-хозяина в заданном локусе.53. The method of claim 51, wherein the recombinant polynucleotides encoding the fusion proteins or target membrane protein of interest are inserted into the genome of the host yeast cell at a predetermined locus. 54. Способ по любому из пп. 48-53, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.54. Method according to any one of paragraphs. 48-53, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel and a transporter. 55. Способ по п. 54, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).55. The method of claim 54, wherein the receptor is a G protein-coupled receptor (GPCR). 56. Способ по любому из пп. 48-53, дополнительно включающий введение в множество дрожжевых клеток-хозяев рекомбинантного полинуклеотида, кодирующего сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица Gα способна активировать поддающийся детекции ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.56. Method according to any one of paragraphs. 48-53, further comprising introducing into a plurality of yeast host cells a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered Gα subunit is capable of activating a detectable pheromone response in the yeast host cell. 57. Способ по п. 56, где сконструированная субъединица Gα представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы Gα дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.57. The method of claim 56, wherein the engineered Gα subunit is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of a yeast Gα subunit and the C-terminal domain of an exogenous Gα subunit. 58. Способ по п. 57, где субъединица Gα дрожжей принадлежит семейству G-белков Gα i, Gα q, Gα s или Gα o.58. The method according to claim 57, wherein the yeast Gα subunit belongs to the Gα i, Gα q, Gα s or Gα o family of G proteins. 59. Способ по п. 57, где экзогенная субъединица Gα представляет собой субъединицу Gα млекопитающего. 59. The method of claim 57, wherein the exogenous Gα subunit is a mammalian Gα subunit. 60. Способ по п. 59, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы Gα дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы Gα млекопитающего, так что химерная субъединица Gα способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.60. The method of claim 59, wherein at least five C-terminal residues of the yeast Gα subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian Gα subunit such that the chimeric Gα subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. 61. Способ по п. 60, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы Gα дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы Gα млекопитающего, так что химерная субъединица Gα способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.61. The method of claim 60, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast Gα subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian Gα subunit such that the chimeric Gα subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. 62. Способ по п. 55, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, содержащий обе геномные копии FAR1, для селекции антител-антагонистов представляющего интерес GPCR-мишени.62. The method of claim 55, wherein the host yeast cell is a FAR1 strain containing both genomic copies of FAR1 for selecting antagonist antibodies of a GPCR target of interest. 63. Способ по п. 55, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, у которого отсутствуют обе геномные копии FAR1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном, для селекции антител-агонистов GPCR.63. The method of claim 55, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain lacking both genomic copies of FAR1 containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene for the selection of GPCR agonist antibodies. 64. Способ скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 14 в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 14 в селективной среде; и детекцию экспрессии репортерного гена, где увеличенная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело повышает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени, и сниженная экспрессия репортерного гена указывает на то, что антитело снижает активность представляющего интерес мембранного белка-мишени.64. The method of screening the yeast periplasmic display library of claim 14 for an antibody that modulates the activity of a target membrane protein of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library of claim 14 in a selective medium; and detecting reporter gene expression, wherein increased expression of the reporter gene indicates that the antibody increases the activity of the target membrane protein of interest, and decreased expression of the reporter gene indicates that the antibody reduces the activity of the target membrane protein of interest. 65. Способ по п. 64, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.65. The method of claim 64, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker. 66. Способ по п. 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии алиментарного маркера, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде с дефицитом питательных веществ указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.66. The method of claim 65, further comprising performing positive selection for expression of a nutritional marker, wherein growth of the host yeast cells in a selective nutrient-deficient environment indicates that the target membrane protein of interest is activated. 67. Способ по п. 66, где алиментарный маркер представляет собой HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 и TRP1.67. The method of claim 66, wherein the nutritional marker is HIS3, HIS7, ARG6, LEU2, URA3 and TRP1. 68. Способ по п. 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии маркера резистентности к антибиотику, где рост дрожжевых клеток-хозяев в селективной среде, содержащей антибиотик, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.68. The method of claim 65, further comprising performing positive selection for expression of an antibiotic resistance marker, wherein growth of the host yeast cells in the selective medium containing the antibiotic indicates that the target membrane protein of interest is activated. 69. Способ по п. 68, где маркер резистентности к антибиотику сообщает резистентность к антибиотику, выбранному из группы, состоящей из генетицина, зеоцина, гигромицина B, ноурсеотрицина и биалафоса.69. The method of claim 68, wherein the antibiotic resistance marker indicates resistance to an antibiotic selected from the group consisting of geneticin, zeocin, hygromycin B, nourseothricin and bialaphos. 70. Способ по п. 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии флуоресцентного маркера, где детекция флуоресценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.70. The method of claim 65, further comprising performing positive selection for expression of a fluorescent marker, wherein detecting fluorescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated. 71. Способ по п. 70, где флуоресцентный маркер выбран из группы, состоящей из зеленого флуоресцентного белка, красного флуоресцентного белка, синего флуоресцентного белка, голубого флуоресцентного белка, желтого флуоресцентного белка и оранжевого флуоресцентного белка.71. The method of claim 70, wherein the fluorescent marker is selected from the group consisting of green fluorescent protein, red fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow fluorescent protein and orange fluorescent protein. 72. Способ по п. 65, дополнительно включающий проведение позитивной селекции в отношении экспрессии биолюминесцентного маркера, где детекция биолюминесценции, испускаемой дрожжевыми клетками-хозяевами, указывает на то, что представляющий интерес мембранный белок-мишень активирован.72. The method of claim 65, further comprising performing positive selection for expression of a bioluminescent marker, wherein detecting bioluminescence emitted by the host yeast cells indicates that the target membrane protein of interest is activated. 73. Способ по п. 72, где биолюминесцентным маркером является люцифераза или экворин.73. The method according to claim 72, where the bioluminescent marker is luciferase or aequorin. 74. Способ по п. 65, дополнительно включающий проведение негативной селекции в отношении экспрессии маркера контрселекции, где снижение активности представляющего интерес мембранного белка-мишени при связывании экспонированного антитела с представляющим интерес мембранным белком-мишенью поддается обнаружению по росту дрожжевых клеток-хозяев в среде, содержащей средство, которое осуществляет селекцию против клеток, экспрессирующих маркер контрселекции.74. The method of claim 65, further comprising performing negative selection on expression of a counterselection marker, wherein the reduction in activity of the target membrane protein of interest upon binding of the exposed antibody to the target membrane protein of interest is detectable by growth of host yeast cells in the medium, containing an agent that selects against cells expressing a counterselection marker. 75. Способ по п. 74, где маркер контрселекции выбран из группы, состоящей из CAN1, URA3, MET15, TRP1 и TK.75. The method of claim 74, wherein the counter-selection marker is selected from the group consisting of CAN1, URA3, MET15, TRP1 and TK. 76. Способ скрининга библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 27 в отношении антитела, которое модулирует активность представляющего интерес GPCR-мишени, причем способ включает культивирование по меньшей мере подгруппы дрожжевых клеток-хозяев библиотеки дрожжевого периплазматического дисплея по п. 27 в среде, где детекция активации или ингибирования ответа феромонов по меньшей мере в одной дрожжевой клетке-хозяине по сравнению с контрольной дрожжевой клеткой-хозяином, не имеющей антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве, указывает на то, что экспонированное антитело в указанной по меньшей мере одной дрожжевой клетке-хозяине связывает и модулирует активность GPCR.76. The method of screening the yeast periplasmic display library of claim 27 for an antibody that modulates the activity of a GPCR target of interest, the method comprising culturing at least a subset of yeast host cells of the yeast periplasmic display library of claim 27 in an environment where detection activation or inhibition of the pheromone response in at least one yeast host cell compared to a control yeast host cell that does not have antibody exposed in the periplasmic space, indicates that the exposed antibody in the at least one yeast host cell binds and modulates GPCR activity. 77. Способ по п. 76, где представляющий интерес GPCR-мишень представляет собой GPCR человека.77. The method of claim 76, wherein the target GPCR of interest is a human GPCR. 78. Способ по п. 77, дополнительно включающий приведение в контакт GPCR человека с лигандом.78. The method of claim 77, further comprising contacting the human GPCR with a ligand. 79. Способ по п. 78, где GPCR обладает конститутивной лиганд-независимой активностью.79. The method of claim 78, wherein the GPCR has constitutive ligand-independent activity. 80. Способ по любому из пп. 76-79, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, содержащий обе геномные копии FAR1, где ингибирование ответа феромонов посредством антитела, действующего в качестве антагониста, который связывает и ингибирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к прекращению остановки клеточного цикла и росту дрожжевой клетки-хозяина.80. Method according to any one of paragraphs. 76-79, wherein the yeast host cell is a FAR1 strain containing both genomic copies of FAR1, wherein inhibition of the pheromone response by an antibody acting as an antagonist that binds and inhibits GPCRs in the yeast host cell results in cell cycle arrest and growth of the host yeast cell. 81. Способ по любому из пп. 76-79, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, у которого отсутствуют обе геномные копии FAR1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном, где активация ответа феромонов посредством антитела, действующего в качестве агониста, который связывает и активирует GPCR в дрожжевой клетке-хозяине, приводит к повышению экспрессии репортерного гена.81. Method according to any one of paragraphs. 76-79, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain lacking both genomic copies of FAR1, containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene, wherein activation of the pheromone response by an antibody acting as an agonist that binds and activates GPCR in the host yeast cell, leading to increased reporter gene expression. 82. Способ по п. 81, где репортерный ген представляет собой алиментарный маркер, маркер резистентности к антибиотику, флуоресцентный маркер, биолюминесцентный маркер или маркер контрселекции.82. The method of claim 81, wherein the reporter gene is a nutritional marker, an antibiotic resistance marker, a fluorescent marker, a bioluminescent marker, or a counterselection marker. 83. Библиотека дрожжевого периплазматического дисплея по любому из пп. 1-22 или способ по любому пп. 48-53 или 64-75, где род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.83. The yeast periplasmic display library according to any one of claims. 1-22 or the method according to any paragraph. 48-53 or 64-75, wherein the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces , Candida , Pichia , Kluyveromyces and Yarrowia . 84. Способ по п. 83, где род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. 84. The method of claim 83, wherein the host yeast cell genus is Saccharomyces. 85. Способ по п. 84, где вид Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.85. The method of claim 84, wherein the Saccharomyces species is Saccharomyces cerevisiae . 86. Дрожжевая клетка-хозяин для применения в библиотеке дрожжевого дисплея, содержащая:86. A yeast host cell for use in a yeast display library, comprising: a) антитело для дисплея в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина,a) antibody for display in the periplasmic space of the host yeast cell, b) периплазматический якорный белок, где периплазматический якорный белок связан с антителом так, что антитело экспонируется в периплазматическом пространстве; иb) periplasmic anchor protein, wherein the periplasmic anchor protein is associated with the antibody such that the antibody is exposed in the periplasmic space; And c) представляющий интерес мембранный белок-мишень, где представляющий интерес мембранный белок локализуется на плазматической мембране дрожжевой клетки-хозяина и доступен для антитела, экспонированного в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина.c) a target membrane protein of interest, wherein the membrane protein of interest is localized to the plasma membrane of the host yeast cell and is accessible to the antibody exposed in the periplasmic space of the host yeast cell. 87. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 86, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.87. The yeast host cell of claim 86, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or are linked through a covalent non-peptide bond in a complex. 88. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 86, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.88. The yeast host cell of claim 86, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein. 89. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазме.89. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell, to the plasma membrane or to the cell wall, such that the antibody is exposed in the periplasm. 90. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.90. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the periplasmic anchor protein comprises a membrane-spanning transmembrane domain or membrane-bound protein domain that exposes the antibody to the periplasm. 91. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что антитело выступает в периплазму.91. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, where the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall so that the antibody protrudes into the periplasm. 92. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, так что периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживаются в периплазме.92. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm. 93. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где представляющий интерес мембранный белок-мишень выбран из группы, состоящей из рецептора, ионного канала и переносчика.93. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the target membrane protein of interest is selected from the group consisting of a receptor, an ion channel and a transporter. 94. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 93, где рецептор представляет собой сопряженный с G-белком рецептор (GPCR).94. The yeast host cell of claim 93, wherein the receptor is a G protein coupled receptor (GPCR). 95. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, дополнительно включающая рекомбинантный полинуклеотид, кодирующий сконструированную субъединицу Gα, способную активироваться посредством GPCR, где активированная сконструированная субъединица Gα способна активировать поддающийся детекции ответ феромонов в дрожжевой клетке-хозяине.95. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, further comprising a recombinant polynucleotide encoding an engineered Gα subunit capable of being activated by a GPCR, wherein the activated engineered Gα subunit is capable of activating a detectable pheromone response in a host yeast cell. 96. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 95, где сконструированная субъединица Gα представляет собой химерную субъединицу G-белка альфа (Gα), содержащую N-концевой домен субъединицы Gα дрожжей и C-концевой домен экзогенной субъединицы Gα.96. The yeast host cell of claim 95, wherein the engineered Gα subunit is a chimeric G protein alpha (Gα) subunit containing the N-terminal domain of the yeast Gα subunit and the C-terminal domain of the exogenous Gα subunit. 97. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 96, где субъединица Gα дрожжей принадлежит семейству G-белков Gα i, Gα q, Gα s или Gα o.97. The yeast host cell of claim 96, wherein the yeast Gα subunit belongs to the Gα i, Gα q, Gα s, or Gα o family of G proteins. 98. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 96, где экзогенная субъединица Gα представляет собой субъединицу Gα млекопитающего.98. The yeast host cell of claim 96, wherein the exogenous Gα subunit is a mammalian Gα subunit. 99. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 98, где по меньшей мере пять C-концевых остатков субъединицы Gα дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы Gα млекопитающего, так что химерная субъединица Gα способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.99. The yeast host cell of claim 98, wherein at least five C-terminal residues of the yeast Gα subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of a mammalian Gα subunit such that the chimeric Gα subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. 100. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 99, где по меньшей мере 20 C-концевых остатков субъединицы Gα дрожжей заменены соответствующими C-концевыми остатками субъединицы Gα млекопитающего, так что химерная субъединица Gα способна активироваться посредством GPCR млекопитающего.100. The yeast host cell of claim 99, wherein at least 20 C-terminal residues of the yeast Gα subunit are replaced with corresponding C-terminal residues of the mammalian Gα subunit such that the chimeric Gα subunit is capable of being activated by a mammalian GPCR. 101. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм FAR1, содержащий обе геномные копии FAR1, для селекции антител-антагонистов представляющего интерес GPCR-мишени.101. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the yeast host cell is a FAR1 strain containing both genomic copies of FAR1, for selecting antagonist antibodies to a GPCR target of interest. 102. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где дрожжевая клетка-хозяин представляет собой штамм Δfar1, у которого отсутствуют обе геномные копии FAR1, содержащий феромон-индуцируемый промотор PRM1, функционально связанный с репортерным геном.102. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the host yeast cell is a Δfar1 strain lacking both genomic copies of FAR1 containing a pheromone-inducible PRM1 promoter operably linked to a reporter gene. 103. Дрожжевая клетка-хозяин по любому из пп. 86-88, где род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.103. Yeast host cell according to any one of paragraphs. 86-88, wherein the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces , Candida , Pichia , Kluyveromyces and Yarrowia . 104. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 103, где род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. 104. The yeast host cell of claim 103, wherein the genus of the yeast host cell is Saccharomyces. 105. Дрожжевая клетка-хозяин по п. 104, где вид Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.105. The yeast host cell of claim 104, wherein the Saccharomyces species is Saccharomyces cerevisiae . 106. Способ локализации антитела в периплазматическом пространстве дрожжевой клетки-хозяина, включающий связывание антитела с периплазматическимм якорным белком, так что антитело локализуется в периплазматическом пространстве.106. A method of localizing an antibody to the periplasmic space of a host yeast cell, comprising binding the antibody to a periplasmic anchor protein such that the antibody is localized to the periplasmic space. 107. Способ по п. 106, где антитело и периплазматический якорный белок нековалентно связаны вместе посредством молекулярных связывающих взаимодействий в комплексе или связаны посредством ковалентной непептидной связи в комплексе.107. The method of claim 106, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are non-covalently linked together through molecular binding interactions in a complex or are linked through a covalent non-peptide bond in a complex. 108. Способ по п. 106, где антитело и периплазматический якорный белок ковалентно связаны вместе в слитом белке.108. The method of claim 106, wherein the antibody and the periplasmic anchor protein are covalently linked together in a fusion protein. 109. Способ по любому из пп. 106-108, где периплазматический якорный белок дополнительно содержит сигнальную последовательность, которая обеспечивает транспорт периплазматического якорного белка в периплазму дрожжевой клетки-хозяина, на плазматическую мембрану или на клеточную стенку, так что антитело экспонируется в периплазме.109. The method according to any one of paragraphs. 106-108, wherein the periplasmic anchor protein further comprises a signal sequence that causes the periplasmic anchor protein to be transported into the periplasm of the host yeast cell, to the plasma membrane or to the cell wall, such that the antibody is exposed in the periplasm. 110. Способ по любому из пп. 106-108, где периплазматический якорный белок содержит проходящий через мембрану трансмембранный домен или связанный с мембраной белковый домен, который выставляет антитело в периплазму.110. Method according to any one of paragraphs. 106-108, wherein the periplasmic anchor protein contains a membrane-spanning transmembrane domain or membrane-associated protein domain that exposes the antibody to the periplasm. 111. Способ по п. 110, где связанный с мембраной белковый домен представляет собой заякоривающий на плазматической мембране гликозилфосфатидилинозитол (GPI)-домен.111. The method of claim 110, wherein the membrane-associated protein domain is a plasma membrane-anchoring glycosylphosphatidylinositol (GPI) domain. 112. Способ по любому из пп. 106-108, где периплазматический якорный белок представляет собой белок, который связывается с внутренней поверхностью клеточной стенки, так что антитело выступает в периплазму.112. The method according to any one of paragraphs. 106-108, where the periplasmic anchor protein is a protein that binds to the inner surface of the cell wall so that the antibody protrudes into the periplasm. 113. Способ по любому из пп. 106-108, где периплазматический якорный белок является достаточно большим, так что периплазматический якорный белок и связанное антитело удерживаются в периплазме.113. The method according to any one of paragraphs. 106-108, wherein the periplasmic anchor protein is large enough such that the periplasmic anchor protein and associated antibody are retained in the periplasm. 114. Способ по любому из пп. 106-108, где антитело выбрано из группы, состоящей из моноклонального антитела, химерного антитела, гуманизированного антитела, наноантитела, рекомбинантного фрагмента антитела, Fab-фрагмента, Fab'-фрагмента, F(ab')2-фрагмента, Fv-фрагмента и scFv-фрагмента.114. The method according to any one of paragraphs. 106-108, where the antibody is selected from the group consisting of a monoclonal antibody, a chimeric antibody, a humanized antibody, a nanoantibody, a recombinant antibody fragment, a Fab fragment, a Fab' fragment, an F(ab') 2 fragment, an Fv fragment, and scFv fragment. 115. Способ по любому из пп. 106-108, где род дрожжевой клетки-хозяина выбран из группы, состоящей из Saccharomyces, Candida, Pichia, Kluyveromyces и Yarrowia.115. Method according to any one of paragraphs. 106-108, wherein the host yeast cell genus is selected from the group consisting of Saccharomyces , Candida , Pichia , Kluyveromyces and Yarrowia . 116. Способ по п. 115, где род дрожжевой клетки-хозяина представляет собой Saccharomyces. 116. The method of claim 115, wherein the host yeast cell genus is Saccharomyces. 117. Способ по п. 116, где вид Saccharomyces представляет собой Saccharomyces cerevisiae.117. The method of claim 116, wherein the Saccharomyces species is Saccharomyces cerevisiae .
RU2020122887A 2017-12-11 2018-12-10 Yeast protein display in the periplasmatic space RU2802770C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762597388P 2017-12-11 2017-12-11
US62/597,388 2017-12-11
PCT/US2018/064775 WO2019118362A1 (en) 2017-12-11 2018-12-10 Yeast display of proteins in the periplasmic space

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020122887A RU2020122887A (en) 2022-01-13
RU2802770C2 true RU2802770C2 (en) 2023-09-01

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013023251A1 (en) * 2011-08-18 2013-02-21 Affinity Biosciences Pty Ltd Soluble polypeptides

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013023251A1 (en) * 2011-08-18 2013-02-21 Affinity Biosciences Pty Ltd Soluble polypeptides

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GRAY S.A. et al. "Flow cytometry-based methods for assessing soluble scFv activities and detecting antigens in solution", Biotechnol Bioeng., Apr. 2010, V.105, No.5, P.973-981. *
ISHII J. et al. "Cell wall trapping of autocrine peptides for human Gprotein-coupled receptors on the yeast cell surface", PLoS ONE, May 2012, V.7, No.5, e37136, P.1-10. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11795579B2 (en) Yeast display of proteins in the periplasmic space
US5928868A (en) Three hybrid screening assay
Elgersma et al. The SH3 domain of the Saccharomyces cerevisiae peroxisomal membrane protein Pex13p functions as a docking site for Pex5p, a mobile receptor for the import PTS1-containing proteins.
JP2021178823A (en) Activatable binding polypeptides and methods of identification and use thereof
Lautier et al. Co-translational assembly and localized translation of nucleoporins in nuclear pore complex biogenesis
Zink et al. A link between ER tethering and COP-I vesicle uncoating
US20100075326A1 (en) Yeast surface two-hybrid system for quantitative detection of protein-protein interactions
US20160146786A1 (en) Method of monitoring cellular trafficking of peptides
Freire Translation initiation factor (iso) 4E interacts with BTF3, the β subunit of the nascent polypeptide-associated complex
US20210214719A1 (en) A yeast phenotypic screening method for isolation of functional antibodies against g-protein coupled receptors
JP2021101712A (en) Composition and method for expressing polypeptide on surface of cell
Ritz et al. The prion-like domain in the exomer-dependent cargo Pin2 serves as a trans-Golgi retention motif
EP1248840A2 (en) Circularly permutated, interaction-activated proteins
Bogorodskiy et al. Accessing mitochondrial protein import in living cells by protein microinjection
RU2802770C2 (en) Yeast protein display in the periplasmatic space
EP1541679B1 (en) Method of analyzing organelle-localized protein and materials for analysis
AU2010336004B2 (en) Protein display
US20190092839A1 (en) Antibody mimetic capable of being activated reversibly and uses thereof
Rosa et al. The cyclic peptide G4CP2 enables the modulation of galactose metabolism in yeast by interfering with GAL4 transcriptional activity
WO2019075098A1 (en) Translation stalling compositions and methods of use thereof
EP1808495A1 (en) Method and kit for detecting interactions between transcriptionally active proteins
CN109666698B (en) Rapid drug screening method based on Tim-3/Galectin-9 blocking function and biological effect thereof
Ivanusic et al. Improved split-ubiquitin screening technique to identify surface membrane protein-protein interactions
CA3164788A1 (en) Peptide
Lo Nuclear export and cytoplasmic maturation of the large ribosomal subunit