JPH01501996A - 脱―表皮細胞成長因子プラスミノーゲンアクチベーター - Google Patents
脱―表皮細胞成長因子プラスミノーゲンアクチベーターInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
脱−表皮細胞成長因子プラスミノーゲンアクチベーター技術分野
本発明は有用な血栓崩壊剤である修飾したハイブリッド組織プラスミノーゲンア
クチベーターに関する。
発明の背景
プラスミノーゲンアクチベーター、組織プラスミノーゲンアクチベーター(t−
PA)およびウロキナーゼ(u−PA)は主として2つの部分、プラスミノーゲ
ンからプラスミン(血餅のフィブリンネットワークを分解するセリンプロテアー
ゼ)への変換に関与する触媒部分およびフィブリン結合のごとき生理学的特異性
を担う調節領域を含有する非触媒部分よりなる。パン・シネベルトら(Vll
Zon−meveld et ml、)、プロシーデイングズ・オブ・ナシ1ナ
ル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ(Proc、 Natl、 Acad、
Sci、 )IJS構造ドメインの機能を説明している。
t−PAの非触媒部分は少なくとも3つのドメイン構造:各82アミノ酸の2つ
のクリングル:45アミノ酸の表皮細胞成長因子(EGF)領域および45アミ
ノ酸のフィブロネクチン(フィンガー)ドメインを含有する。ウロキナーゼは8
2アミノ酸の単一クリングルを含み、フィブロネクチン領域を含まない同様の非
触媒ドメイン構造を有する。
t−PAおよびu−PAのEGFドメインはヒト表皮細胞成長因子配列に相同の
かなりの領域を占める。ベハールら(V ehar et al。
)は、バイオ/テクノロジー(B io/ T echnology)、105
1−1057.1984年12月、ここに参照のために挙げる第7図においてこ
れらの相同領域を描いている。例えば、ジスルフィド結合に関与する6つのシス
ティン残基のうち5つの相対的位置は保存される。
同様に、t−PAおよびu−PAのEGFドメイン内のいくつかのアミノ酸およ
びアミノ配列はEGFにおける同一位置に対応する:例えば、アミノ酸52.5
6−62.67−69.73−76.79、81および84−87゜
血餅フィブリンに対するその高い結合特異性のため、t−PAは理想的な血栓崩
壊剤とされる(フレン(Collen)、サーキニレーシッン(C1rcula
tion)、72.1820(1985))。しかしながら、t−PAは肝臓に
よって循環から非常に迅速に除去され(bへ=約1〜3分)、それにより血栓性
血管偶発症の治療におけるその効果が減少される[エメイスら(Emeis e
t al、)、スロンボウシス・アンド6ヘモスタシス(T hrombosi
s and Haemostasis)、旦(3)、661−664(1985
)コ。フックスら(F uchs et al、 )は、ブラッド(Blood
)、且(3)、539−544(1985)、同様にウロキナーゼ(u−PA)
が肝臓によって循環から除去され、これらのブラスミ/−ゲンアクチベーターが
プロテイナーゼ活性部位に依存しないプロセスによって除去されることを示した
。肝細胞は迅速なt−PA除去を担う細胞型であることが示された。リジケンら
(R1jken et al、 )は、バイオケミカル・ジャーナル(B 1o
che+a、 J 。
分)がH鎖よりも循環から除去されるのがかなり遅いことを見い出し、H鎖が肝
臓によって認識されるポリペプチド配列を含有することを立証している。t−P
Aおよびウロキナーゼの肝臓膜への結合は速く、アシアロ−フェトウィン(as
ialo −fetuin)(末端ガラクトース)、マンナンまたはフィブリノ
ーゲンによって抑制されず、これは炭水化物が血液からのその除去を媒介しない
ことを示唆する。
発明の記載
今回、単独でまたはこれらのポリペプチドのいくつかの未解明領域と共働して、
肝臓膜への結合を担うのがt−PAおよびウロキナーゼのEGFドメインである
ことが判明し、これにより循環からのそれらの迅速な除去が説明される。この発
見の結果、N−末端部分:すなわち、t−PA、u−PAおよび欧州特許出願0
213794−A号に開示されているごときハイブリッドプラスミノーゲンアク
チベーター(h−PA)のEGFおよびフィブロネクチンドメインの修飾によっ
て、肝臓膜に対する親和性が顕著に減少したプラスミノーゲンアクチベーターが
開発された。かくして、本発明はEG!″領域が除去されている、フィブロネク
チンおよびEGF領域が除去されている、および脱−EGF u−PA、脱−E
GF t−PA、または脱−EGF b−PAに対して1またはそれ以上のフィ
ブロネクチン領域が加えられている新規プラスミノーゲンアクチベーターを提供
するものである。これらのポリペプチドはt−FAおよびU−PA遺伝子のe
D N Aクローンを用いる遺伝子工学によってm製される。
さらに、所望のプラスミノーゲンアクチベーターについてコード付けするDNA
から全EGFドメインを除去する必要がないことが判明した。アミノ酸55−6
2に対応するポリヌクレオチドの欠失は得られるポリペプチドを効果的に変化さ
せ、肝臓膜による認識(結合、代謝)を回避する。プラスミノーゲンアクチベー
ターについてコード付けするDNAのEGFドメインの他の修飾は、EGF同種
アミノ酸55−62を産生ずるヌクレオチドの欠失、EGFドメインの第3次構
造を崩壊するために、メチオニン、セリン、アラニン等を生じるコドンで置き換
えることによるごとき1またはそれ以上のシスティン部位の修飾;または、a、
a、60(り゛リシン)のごとき中性アミノ酸についてのヌクレオチドのアスパ
ラギン酸、リジン、アルギニン等の荷電アミノ酸を生じるコドンでの置き換えを
包含する。
このようにして修飾したDNAから産生じたプラスミノーゲンアクチベーターは
肝臓を通過し、機能的に活性な形態で血流に戻される。
ブスラミノーゲンアクチベーター遺伝子のバクテリオファージM13のごとき一
本鎖DNAベクター中へのクローニングの後、オリゴヌクレオチドの定方向(も
しくは部位特異的)突然変異により、これらのすべての修飾を容易に行うことが
できる(シラーら(Zoller etal、 )、メソッズ・イン・エンザイ
モロジ−(Methods in Enzyso−1ogy)、上立旦、468
−500.1983)。
本発明により得られる修飾プラスミノーゲンアクチベーターは脱−EGF相同プ
ラスミノーゲンアクチベーターと記載されるのが最も適当である。本出願人らは
、rEGF−相同」なる表現は、産生物のEGF領域は肝臓膜による結合および
血液循環からの除去に関与するので、その領域の関連する機能特性が存在しなく
なるように1またはそれ以上のアミノ酸の欠失、付加、または置換によってかか
る領域が修飾されていることを意味させるつもりである。
図面の記載
第1および18図は、Δ*−5et P Aについてフード付けする遺伝子の産
生で用いる方法のフロー図を示す。
第2および28図は、ΔEGF t−PAについてコード付けする遺伝子の産生
で用いる方法のフロー図を示す。
第3および38図は、ΔEGF u−PAについてコード付けする遺伝子の産生
で用いる方法のフロー図を示す。
第4および48図は、(a)マツプ、および(b)第5図で用いるt−PAのア
ミノ酸1−44についてコード付けするフィンガードメインインサートの132
塩基対DNA配列を示す。
第5図は、ΔEGF−ビー(a、 a、 ”’)t −P Aについてコード付
けする遺伝子の産生で用いる方法のフロー図を示す。
第6図は、Δss−am 91− (t) K aaso−鵞” −S er
−G lu −G ly −Asn−Ser−Asp) 92−t−PAの産生
で用いる方法の7a−図特表千1−501996 (4)
を示す。
第7図は、Δ5s−s* t−P Aの産生で用いる方法のフロー図を示す。
第8−10a図は、p5°Hybp−5およびそのプラスミドの産生で用いるt
−PAのに2に見い出されるアミノ酸192−258をコード付けするために合
成・調製するオリゴヌクレオチドを調製するフロー図を示す。
第11図は、Δ5s−s*−91−:A1m”’−に23 92 t PAの産
生で用いる方法のフロー図である。第11図において、EはEcoO109を表
す。
方法および材料
a)酵素反応:制限およびDNA修飾酵素は二ニーイングランド・バイオラブズ
・インコーホレイティド(N ev E ngland B 1olabsIn
c、)、ベバリー(B everly)、マサチューセッツ州またはインターナ
シ1ナル・バイオチクノロシーズ・インコーホレイテッド(I nternat
ional B iotechnologfeg I nc、 )、ニーL−/
%−ベン(N ew W aven)、コネチカy)州から入手した。典型的な
制限酵素反応は100 200ngのDNAおよび400ユニツトのT4DNA
リガーゼ(二、−イングランド・バイオラブズ)を含有する計50μC容量にお
いて行った。平滑末端の結びには、4ユニツトの74 DNAリガーゼ(二ニー
イングランド・バイオラブズ)を前記反応混合物に包含させる。(グブドマン・
エイチ・エムおよびマクドナルド・アール・ジふイ(Goodsan、H,M、
and MacDonald。
R,J、)、メソフズ・インーxンザイモロジー(Method、 E nzy
sol。
)、68.75.1979)。用いる緩衝溶液はストックIOX溶液:0.5M
)リス ・HCl2(pH7,6)、O,IM MgCムおよび0゜1M DT
T(ジチオスレイトール)として調製する。
b)オリゴヌクレオチドの合成二本出願にいうすべてのオリゴヌクレオチドはジ
ーン・マシーン(Gene Machine)モデル380A(アプライド・バ
イオシステムズ・インコーホレイティド(AppliedB 1osystes
s I nc、 )、フォスター・シティ(F osier C1ty)、カリ
フォルニア州)を用いてリン酸トリエステル法(フレアら(Creaet al
、)、プロシーディングズ・イブ9ナシ1ナル・アカデミ−φオプ・サイエンシ
ズ(Proc、 Natl、 Acad、Scj、 )(USA)、75.57
65.1978)によって合成した。結ぶ反応におけるそれらの使用前に、20
0−500ngのDNA、I Qユニ7 )のT4DNAキナーゼ、0.5mM
ATPおよびキナーゼ緩衝液(0,05Mトリス−HCl2、pH7,6,1
06M MgC(!t、5mM DTT)を含有する50μC容雪中で5°末端
においてオリゴマーをリン酸化し、37℃にて1/2時間インキュベートした。
ハイブリダイゼーシ箇ンブローブとして用いるために、マキサム・エイ・エムお
よびギルバート・ダブリx−(Maxa@、A、 M、 and G11ber
t、W)、メソフズ・イン・エンザイモロジー(Method E nzyso
l、)、l1.499(1980)の方法に準じrloOμciガニ/?”P−
ATP(5000Ci/ミリモル、アメルスハム(Amersham)、アーリ
ントン・ハイツ(Arlington )ieight@)、イリノイ州)でオ
リゴマーを放射能標識した。
c)DNAフラグメントの単離:DNAフラグメントをまず0.5−1.5%ア
ガロースゲルを通す電気泳動によって分離した。電気泳動はトリス−ホウ酸塩−
EDTA(TBE)緩衝液(0,089Mトリス、0.089Mホウ酸、2mM
EDTASpH8,o)中、約100ボルトにて2−4時間行う。0.5μg
/ m12臭化エチリジウム溶液でゲルを染色することによってUv先光下DN
Aバンドを可視化した(シャープら(Sharp et al、)、バイオケミ
ストリー(B iochem。
)、■、3055.1973)。DNAバンドを含有するアガロースをカミソリ
で切断する。該DNAをゲルから電気溶出する(マニアティスら(Maniat
is et al、)、モレ牛ニラ−・クローニング、ア・ラボラトリー−マニ
アル(Moleeular C1oninL A Labo−ratory M
anual)、164頁、1982)。Elutip−d カラム(シュライヘ
ル・アンド・シニエル(S chleieher and S chuell)
、ケーNAをさらに精製する。該DNAをエタノールで沈澱させる。エッペンド
ルブ(E ppendorf)マイクロフニーゲ(microfuge)での1
5分間の遠心の後、ペレットを70%エタノールで1回洗浄し、真空下で乾燥し
、脱イオン水50anに溶解する。
d)ミニプラスミドDNAの調製二適量の抗生物質を含有するLB(ルリア・ベ
ルタニ(L uria B ertani))培地約2mQを単一の細菌コロニ
ーで接種し、激しく振盪しながら37℃にて一晩インキユベートする。マニアテ
ィスら(Maniatis et al、)、ロク・シト(loc、 cit。
)、366頁に記載されている沸騰法によって、約1 、5 mQの培地を用い
てプラスミドDNAを単離する。後で使用するため、培養物の残りを15%グリ
セロール中、−20℃で貯蔵する。10℃gのRN A se/川g用含有する
H2O40℃gに該DNAを溶解する。1回の制限酵素分析には約8μgで十分
である。
e)プラスミドDNAの大規模調製:典型的には、LB培地1リットルヲ単一の
細菌コロニーで接種する。クロラムフエニフールでのプラスミドDNAの増幅の
後、細菌細胞を収穫し、沸騰法(ホームズ・ディーxスおよびキグレイーcム(
Holmes、D、S、and Quigley。
M、)、アナリティカル・バイオケミストリー(A nal、B 1ochet
a、 )、ジエント遠心またはマニアティスら(Maniatis et al
、)、ロク・シト(loc、 cit、 )、93 96頁に記載されているご
ときセファロース4Bカラム(ファルマシア、ウプサラ(U ppsala)、
スウェーデン)上のカラムクロマトグラフィーいずれかによってプラスミドDN
Aをさらに精製する。通常、1リツトルの培養物あたり約400μgのDNAの
回収が達成される。
f)ベクター:オリゴ−dG−テールのpBR322プラスミドDNA(ベセス
ダ・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーホレイティド(B ethesda
Research L aboratories、 I nc、 )、ガイセル
スブルグ(G aithersburg)、メリーランド州)を用いてt−FA
およびU−FAについてのcDNAをクローン化する。pB R322の詳細な
分子構造はマニアテイスら(Maniatis et al、)、ロク・シト(
loc。
cit、 )5頁および488頁に記載されている。組換体pBR322での形
質転換に用いるイー・コリ(E、 colt)株はHBIOIもしくは294い
ずれかであった(マニアテイスら(Maniatis et al、 )、ロク
・シト(loe、 cit、 )、504頁)。2.−1.プラスミノーゲンア
クチベーターのうちいくつかの産生に用いるプラスミドPBS M2S−はスト
ラタジーン(S LratHene)、サンジエゴ、カリフオノシニア州から入
手した。
t −P Aおよびu −P A遺伝子からのDNAフラグメントのすべての継
代クローニングはpUCプラスミド−1acZおよびアンピシリナーゼ遺伝子を
含有するpB R322由来の一連のベクターにおいて行った。これらのプラス
ミドは1acZ領域に多重クローニング部位も含有し、これによりDNA配列の
継代クローニングにおいて大きな柔軟性を提供する(ビニリア・ジェイおよびメ
リック・ジエイ(V 1eria、 J 、 and Messing、 J
、)、ジーン(Gene)、11.259.1982)。利用できる110部位
のうちいずれかにおけるクローニングは、X−gal(5−ブロモ−4−クロロ
−3−インドリル β−D−ガラクトシド)を含有するインジケータープレート
上の青色ベクターコロニーのパックグランド中の白色組換体コロニーの外観によ
ってモニターすることができる(ルザー(Ruther)、モレキユラー・アン
ド・ジェネラル・ジエネテ・ソクス(Mol、 G en、 G enetfc
s)、1ヱ」−1475,1980)。組換体pUcプラスミドでの形質転換で
用いるイー・コリ(E、 coli)株は7M103であった。pUCプラスミ
ドおよびイー・コリ(E、 coli)J M 103はファルマシア・インコ
ーホレイティド(Pharmacia I nc、 )、ビスカフタウエイ(P
iscataway)、二ニージャージ州から入手した。
g)宿主/ベクター系
1、微生物系
本明細書中に記載する実験は微生物イー・コ!J (E、 eoli) 12株
JM103(ファルマシア(Phars+acis+))およびイー・フリ(E
。
coli)K 12株294(ATCCNo、33625)であった。このプロ
セスで用いることができる他の微生物は他の有用なイー・コリ(E、 coli
)株およびバチラス・スブチリス(B acillus 5ubtilis)の
ごときバチラス属を包含する。すべてのこれらの微生物は異種遺伝子配列を複製
しおよび発現できるプラスミドを利用する。
酵母における発現系では、イー・コリ(E、 coli)および/または酵母(
サツカロミセス・セレE゛シエ(S accharoayces cerevi
siae))における選択および複製が可能であるプラスミドを用いる。酵母に
おける選択については、プラスミドは形質転換したtrp−酵母株(RH218
)をトリプトファンに対しての原栄養素株とするTRP1遺伝子を含有する。酵
母発現ベクターは酵母およびイー・フリ(E 、 col i)間を行き来でき
る。該プラスミドは以下の要素:(1)複製開始点およびアンピシリン耐性遺伝
子を含有するpBR322由来のDNAセグメント、(2)酵母TRPI遺伝子
、(3)プラスミドを酵母中にて高安定で複製させるのを可能とする酵母2μD
NA、(4)アルコールデヒドロゲナーゼ、α因子、グリセルアルデヒド−3−
ホスフェート−デヒドロゲナーゼ等のごとき酵母遺伝子からのプロモーター領域
、(5)発現系において適当な停止およびmRNAのポリアデニレーシ1ンで用
いることができる翻訳開始および翻訳停止配列を有する。
2.11乳動物細胞の培養系
異種蛋白の産生のための和合ベクターの複製および発現が可能な哺乳動物細胞系
を本発明で用いることができる。例えば、それらは:Co5−7、W2B5.3
T3、C)(O、ヒーラ細胞、およびC127@胞である。用いるベクターは(
1)ウィルス(SV40、アデノ、ポリオーマ、BPV)または細胞染色体DN
A由来の複製開始点、(2)プロモーター、(3)リポソーム結合部位のごとき
翻訳開始シグナル、および(4)RNAプロセッシングシグナル(RNAスプラ
イシング、ポリアデニレーシ曹ンおよび転写ターミネータ−配列)である。ここ
に示す発現ベクターの特別の例はBPVウィルス複製開始点、マウスメタロチオ
ネインプロモーターおよびSV40 RNAプロセッシングシグナルを用いる。
該ベクターはまた哺乳動物細胞培養物とイー・コリ(E、 coli)間を行き
来できる。それはイー・コリ(E、 coli)アンピシリン耐性について選択
可能なマーカーならびにイー・コリ(E、 coli)DNA複製開始点を提供
するpB R322配列の誘導体を含有する。これらの配列はプラスミドpML
2dに由来する。
BamHI粘着末端を含有する編集されたノーイブリフドプラスミノーゲンアク
チペーター遺伝子をまずマウスメタロチオネイン転写プロモーター要素およびS
V40初期領初期領域転写プロセフタングシグナル間スミド341−3(ロー・
エム・エフラ(Law MF etal、 )、エム・ディ・セル・パイオル(
Md、 Ce1l Biol、)F、 3.2110.1983)のBglI[
部位に挿入する。プラスミド142−5(ATCCNo、37134)をBam
HIで消化した後得られた完全なりPVゲノムをユニークBamH1部位に結ぶ
。プラスミド341−3は細菌細胞内でのプラスミドの複製を可能とするpML
。
2、pB R322誘導体も含有する。ここで組み立てた発現プラスミドは染色
体外エビソームとしてマウスC127細胞においてもっばら複製することができ
る。トランスフェクトされた細胞は形質転換された表現型について選択できる。
さらに、より高発現レベルのために特異的なエンハンサ−要素を加えることによ
る、または(ネオマイシン耐性のごとき)薬剤耐性を遺伝子に挿入することによ
るごとき発現ベクターのさらなる修飾も可能である。
ΔEGFプラスミノーゲンアクチベータ一本明細書中で特に例示する表皮細胞成
長丙子ドメインを欠くプラスミノーゲンアクチベーターの調製のための比発点は
プラスミドptP BM 1 、pU K BMおよびpUKKNd16に基づ
く。
t−PAについてのメツセンジャーRNAt−FAを産生ずるために内皮細胞成
長因子(ECGF)およびヘパリンによって刺激された正常なヒト線維芽細胞(
WT−38細胞)からイソチオシアナート法(マニアティスら(Maniati
s et al、)、モレキユラー・クローニング、ア・ラボラトリ−慟マニニ
アル(Molecular Cloning、A Laboratory Ma
nualルによって全RNAを単離した。同一の刺激した細胞はウロキナーゼを
産生ずる。
オリゴ−デオキシチミジン(dT)−セルロースカラム上のクロマトグラフィー
(アビブら(Aviv et al、)、プロシーディングズ・オブ・ナシ二ナ
ル・アタデミー・オブ・サイエンシズ(Proc、 Natl。
Acad、Sci、)tlsA、69.1408.1972)によって全RNA
からメッセンジ+−RNA(mRNA)を得た。15−30%スクロース密度勾
配における遠心によってmRNAの分画をさらに行い、個々のmRNA画分を以
下に記載するごとき■p−プローブでハイブリダイズした。t−FAメツセージ
(約2O−24S)を含有する画分を相補性D N A (c D N A )
の調製に使用するためにプールした。
t−PA用の相補性DNA
前節に記載のプールしたiRN A (5μg)を用いて二本鎖cDNAを得、
末端ヌクレオチドトランスフェラーゼを用いて該cDNAをポリデオキシシチジ
レート(ポリdC)でホモポリマーテールした。
産生物をPstl消化のポリデオキシシグアニレート(ポリdG)テールしたp
BR322と共にアニールした。アニールしたDNAを用いてコンピテントイー
・コリ(E、 coli)294細胞を形質転換し、これを培養して約105細
菌クローンを産生した(マニアティスら(Maniatis et al、)、
ロク・シト(loc、 cit、 )、229頁)。
t −P A クローンのスクリーニングおよび同定”P−ATPで放射能標識
した後、以下の3つのオリゴヌクレオチドを用いて組換体クローンのライブラリ
ーをスクリーニングした。
これらのオリゴマーはt−PA分子のアミノ酸配列、34−39(17mer)
、253−258(18mer)および523 527(15mer)(ペニカ
・ディら(P ennica et al、 )、ネイチャー(N ature
)、301.214.1968)、17mer:5°−CCACTGTTG−C
ACCAGCA−3’;18mer:5°−CACATCACAGT−ACTC
CCA−3°:15mer:5’CGGTCGCATGTTG−TC−3’)に
対応する。約20のコロニーはプールしたプローブに対し中程度ないし強い相同
性を呈した。これらのコロニーの再画線培養および再ハイブリダイゼーションは
陽性シグナルを有する16のクローンを与えた。これらのクローンから調製した
プラスミドDNAをニトロセルロースペーパー上にプロットシ、個々ノフローブ
でハイブリダイズした。2つのクローン(42および62a)は中央(18me
r)および3°末端(15+I1gr)プローブ双方にハイブリダイズした。プ
ラスミドDNAのPstlでの酵素消化は、クローンNo。
42が、1.1.0.6および0.4kbの3つのフラグメントの形態で2キロ
ベース(kb)より大きい最大のインサートを含有することを示した。このクロ
ーンは、5°−および3°−非翻訳領域を包含し、2600bpを含有するt−
FA遺伝子についての全長配列を含有する。
ptPBM 1
37℃にて約10μgのpWP42プラスミドDNAを9ユニツトのXhoIl
で2時間消化した。反応混合物を調製1.2%アガロースゲルに付し、アガロー
スゲル中の電気泳動によって1618bpDNAフラグメントを単離した。粘着
末端をイー・フリ(E、 coli)ポリメラーゼ1(クレノーフラグメント)
およびdNTP(4つのデオキシヌクレオチドトリホスフェート−dATP、d
GTP、dCTPおよびdTTP)で満たした後、かく修飾したDNA1μgを
リン酸化した5a11リンカ−300ngで一晩結んだ。フェノール/クロロホ
ルム抽出およびエタノール沈澱の後、該DNAを500のS al lで4時間
消化し、反応混合物を調製1%アガロースゲルに適用して所望のDNAフラグメ
ントを単離した。
5all末端を有する該DNAをS al l切断のpUc13に結び、これを
用いてイー・コリ(E、 coli) J M 103細胞を形質転換し、該細
胞をアンピシリンおよびX−galプレート上で画線培養した。
8つのアンピシリン耐性の白色コロニーを選択し、増殖させてミニプラスミド調
製物を調製した。2つのクローン(ptPS34BおよびptPS39)が所要
のDNAフラグメントを含有することが判明した。Ba5HIおよびNarlで
完全に消化したptPS39プラスミドDNA10μgを調製アガロースゲルに
付してt−PAのC末端についてコード付けする1288bpフラグメントを得
た。
37℃にて、pWP42を4ユニツトのHgalで8時間消化することによりt
−PA遺伝子の5゛末端を得た。1%アガロースゲル中の電気泳動によって51
5bpフラグメントを単離した。このDNAフラグメントの粘着末端をDNAポ
リメラーゼ1(クレノーフラグメント)およびdNTPで満たし、産生物をS
ia l切断のpUc13に結んだ。イー・コリ(E、 coli)J M 1
03細胞を形質転換した後、約75のアンピシリン耐性の白色コロニーを得た。
これらのコロニーのうち24を増殖させてミニプラスミド調製物を調製した。ミ
ニプラスミド調製物をNarlで消化し、17のクローンがいずれかの向きの所
要のインサートを有することが判明した。沸騰法を用いて、1のクローン(pt
PHga4)をアンピシリンを含有するLB培地1゜0リツトル中で増殖させて
大量のプラスミドDNAを得た。該プラスミドDNA%ptPHga4をBam
HIおよびNarlで消化し、1゜2%アガロースゲル上の電気泳動に付してt
−PAのN末端についてコード付けする434bpDNAフラグメントを単離し
た。
1288bpDNA(300ng)および434bp(100ng)を−晩結ん
で1722bpDNAフラグメントを得た。BamHI切断のpUC13で結ん
だ後、このDIAを用いてイー・コリ(E、 coli)JM103細胞を形質
転換したc 1000以上のアンピシリン耐性コロニーが得られた。沸騰法によ
って12のコロニーからプラスミドDNAを調製した。BamH1% Narl
およびXhonの各々で切断することによって該プラスミドを同定した。得られ
たプラスミドはすべて所望の1?22bpDNAフラグメントを含有することが
判明した。
大規模なプラスミドDNAm製用に、1のプラスミド(ptPBMl)を用いた
。BamHIで切断すると、このプラスミドは完全なt−PA分子についてコー
ド付けする1722bpDNAを生じた。
・u −P Aクローンのスクリーニングおよび同定グルンステインら(G r
unstein et al、 )、プロシーディングズ・オブ・ナシ1ナル・
アカデミ−・オブ・サイエンシズ(Proc、Natl、Acad、Sci、)
USA、72,3961(1975)の方法によって、t−PA遺伝子がそれか
ら得られた10″組換体細菌コロニーのライブラリーを、前掲、放射能標識した
18marプローブでスクリーニングした。ジーン・マシーン(Gene Ma
chine)(アプライド・バイオシステムズ(Applied Biosys
te鵬s))を用いる標準的なリン酸トリエステル法によって合成したプローブ
は、ウロキナーゼ遺伝子の中央部分(a、a、173−179)に対応するオリ
ゴマー配列−5”−GTA GAT GGCCGCAAA CCA−3’−を示
す。約13のクローンが中程度ないし強いノーイブリダイゼーシ1ン信号を示し
た。これらのクローンをテトラサイクリンを含有するLB培地2社中で増殖させ
、ミニプラスミド調製物を調製した。
RNA5el 0111/m(lを含有するH*0 40aQに該ミニプラスミ
ド調製物を溶解した。かく産生したDNA約8μgをに二・ノドのPstlで消
化し、産生物を1%アガロースゲル上の電気泳動によって分離した。1のクロー
ン(pUK53)はサイズ長1.2.0.4および0.1kbの3つのインサー
トの形態で1 、7 kbの最大インサートを含有することが判明した。ウロキ
ナーゼの完全な3”末端ヌクレオチド配列がPstl切断の1 、2 kbD
N Aフラグメント中に存在していた。マキサムおよびギルバー)(Maxim
and G11bert)法、メソッズ・イン・エンザイモロジー(Meth
ods Enzymol、)、によるヌクレオチド配列決定法により、該遺伝子
の5゛末末端列はウロキナーゼ蛋白のシグナルペプチドコーディング領域の最初
の10のアミノ酸に対応する約30ヌクレオチドを喪失していることが判明した
。従って、喪失ヌクレオチドに対応する二重鎖D N A配列を合成し、存在す
る遺伝子に結んだ。
pUKBM−1
ウロキナーゼプラスミド(pUK53)DNAをNcolおよびMst■で切断
し、産生物を1%アガロースゲル上の電気泳動によって分離した。1198bp
のDNAフラグメントを電気溶出によって単離した。dNTPおよびイー・フリ
(E、 coli)DNAポリメラーゼ(クレノーフラグメント)で満たすこと
によって、Neol切断に対応するDNAフラグメントの5°突出末端を平滑末
端とした。次いで、該DNAを5Illa1切断のplJc13に結び、修飾し
たプラスミドを用いてコンピテントイー・コリ(E、 coli)JM 103
細胞を形質E摸した。該D N AをpUc13のSma1部位に結んで、該イ
ンサートのNeo1部位が再生された。該細胞をアンピシリンおよびX−gaI
プレート上で画線培養し、白色コロニーからミニプラスミド調製物を産生じた。
該ミニプラスミドDNAM製物のNcolおよびS al ]での消化は約12
00bpのDNAフラグメントを与えた。陽性クローン(ptJKNM−3“)
からの大規模なプラスミドDNA調製を行い、Neolおよび5allで消化し
て大量の約1200bpDNAフラグメントを得、これを調製アガロースゲル電
気泳動によって分離した。
ウロキナーゼ蛋白の5″シグナルペプチドコーデイングn域の最初の10のアミ
ノ酸に対応する約30のヌクレオチドを供するために、pU K 53プラスミ
ドDNAをまずPstlで消化し、400bpDNAフラグメントを単離した。
このDNAを次いで5crF1で処理してDNAの242bpフラグメントを単
離した。該DNAの突出末端をdNTPおよびイー・コリ(E、 coli)D
NAポリメラーゼ1(クレノーフラグメント)で満たした。
適当な翻訳リーディングフレームを保持し、かつS al 1切断のpUC13
における継代クローニングのためのDNAの両末端上にS al l 配列を供
しつつ、38および42塩基対長の2つの相補オリゴヌクレオチド配列をジーン
・マシーン(Gene Machine)で合成して喪失アミノ酸(−9ないし
−20)を供した。リガーゼ緩衝液(50mM)リス・MCI2、pH7,6,
10mM MgCQ、、lQmMジチオスレイトール)中、等モル量で2つのオ
リゴマーを混合し、5分間で80″Cまで加熱し、約1時間で室温まで冷却した
。400ユニ・ノドのT4 DNAリガーゼを用い、リガーゼ緩衝液中、4°C
にて、かく形成した2つの相補ヌクレオチド配列の二重鎖(約1μg)を16時
間で242bpDNAフラグメント約300ngに結んだ。結ん、だ混合物を1
.2%アガロースゲル上の電気泳動によって分離し、約320bpDNAフラグ
メントを電気溶出によって単離した。このフラグメント(約20 ng)を5a
ll切断のpL]c13 1100nに結び、該ベクターを用いてコンピテント
イー・コリ(E、 coli)J M 103細胞を形質転換した。該細胞をア
ンピシリンX−galプレート上で画線培養した。12の白色コロニーを選択し
、増殖させてミニプラスミド調製物を調製した。該ミニプラスミド調製物をS
al lで切断した。320bpDNAインサートを含有すると考えられるlの
クローンをプラスミドDNAの大規模調製のために増殖させた。該DNAを5a
ilおよびNcolで切断して、調製アガロースゲル電気泳動により、260b
pDNAフラグメントを得た。
遺伝子の333bp位置に共通のNC01制限部位を含有する260bpD N
Aおよび1200bpDNAフラグメントを結ぶために等モル量で混合した。
結んだ産生物を5allで切断し、調製1%アガロースゲル電気泳動によって反
応混合物を分離した。電気溶出によってて1460bpDNAフラグメントを単
離した。このDNAを5all切断のplJc13に結び、該プラスミドを用い
てコンピテントイー・コリ(E、eoli) J M 103細胞を形質転換し
、これをアンピシリンおよびX−galプレート上で画線培養した。12の白色
コロニーを選択し、増殖させて沸騰法によりミニプラスミド調製物を調製した。
該ミニプラスミド調製物を5allで切断し、1のクローン(pUKBM−1)
が所望の1460bpDNAインサートを含有することが判明した。ptJKB
M−1を大容量で増殖させてプラスミドDNAを得た。合成リンカ−を含有する
5′末端からのオリゴヌクレオチド配列をマ牛サム・ギルバート(Maxam
−G 1lbert)法により配列決定してその真性を確認した。
それにより、ptJKBM−1プラスミド中のDNAインサートが翻訳開始コド
ンA T G (met、リーダー配列中の−20aa)ならびに停止コドンA
GAを含有するが証明された。この完全な遺伝子はシグナルペプチドの20のア
ミノ酸(−1ないし−20)および成熟ウロキナーゼ蛋白の411のアミノ酸に
ついてコード付けする。
pUKKNd16
ウロキナーゼ配列におけるbp204にて切断する5calでpUK53プラス
ミドDNA約10μgを完全に消化した。フェノール抽出およびエタノール沈澱
の後、D N Aベレットを緩衝溶液(10mMCaCム、12+aM MgC
l2*−0,2M NaCL 20mM!−リス・HC2(pH8,0)、1e
M EDTA)50,1712中に溶解した。エンドヌクレアーゼBa131の
1μQ(2ユニツト)を反応混合物に加え、該混合物を30℃にて15秒間イン
キュベートした(レゲルスキイ・アール・ジェイ、ジェイ・エル・ホトネットお
よびエイチ・ビイ・グレイ・ジxニア−(Legerski、 R,J 、、
J 、 L、 Hodnett、 and H。
B、Gray+ J r、)、ヌクレイツク・アシッド・リサーチ(N ucl
eicAcid Res、 )、5.145.1978)。0.4M EDTA
5μgの添加により反応を停止した。この反応時間はDNAフラグメントの各
末端から約80bp除去するのに十分であることが判明した。
フェノール抽出およびエタノール沈澱の後、標準的な反応条件下でDNAをオリ
ゴヌクレオチドリンカー(10bp)に結んだ。配列がTGGAATTCCAで
あるオリゴマーリンカ−(EcoR1/Nde1リンカ−)を消化し、配列TA
TG(a、a、51に対応)を含有するDNA末端に結んでNde1部位(CA
TATG)を得る。加えて、pUc13ベクター中に引き続いてクローニングを
供するために制限部位、E coR1sをリンカ−に組み入れた。フェノール抽
出およびエタノール沈澱の後、該DNAをEcoRlで消化し、1%調製アガロ
ースゲル上の電気泳動によって分離した。340bpに対応するDNAバンドを
切断し、溶出し、エタノール沈澱させた。このDNA約40ngをEcoR1切
断のpUc13ベクターDNA約0.4μgで結び、これを用いてコンピテント
イー・コリ(E、 coli)J M 103細胞を形質転換した(マニアテイ
スら(Maniatis et al、)、ロク・シト(loc、 cit、
)、250頁)。10のプレートから約1000の組換体コロニーを得た。該細
菌コロニーをニトロセルロースペーパー上でレプリカ画線培養し、放射活性なオ
リゴヌクレオチドプローブを用いるインサイチニ・ハイブリダイゼーシlンよっ
てスクリーニングした(グルンステインら(G runstein et al
、 )、プロシーディングズ・オブ・ナシ夏ナル・アカデミ−・オブ・サイエン
シズ(Proc、Natl、Acad、Sci、)USA、72.3961.1
975)。用いたオリゴヌクレオチドプローブは18bp長(T T CCAT
ATGAGGGGAATG)であり、EcoR1/Ndelリンカ−からの最初
の5のヌクレオチドおよびa、a、51ないし54に対応するウロキナーゼ配列
からの次の13塩基対を含有するものである。
12のクローンはX線フィルム上で、中程度ないし強い信号を示した。これらの
12のクローンから調製したミニプラスミドDNAをNdelで消化し、1%ア
ガロースゲル上の電気泳動によって分離した。1のクローン、pUKKNd16
、は新しく生成したNde1部位を含有することが判明した。
p5°HybF−5
反応混合物50μQ中のptPBM−1プラスミドDNA約10μgをNarI
で消化して2つのDNAフラグメント−600bpおよび3800bpを得た。
より小さいNarIフラグメント(600bp)は単離されるべき400bpの
目的DNAを含有していた。反応混合物をBAL31緩衝液で100μg容量ま
で希釈して最終濃度10mMCac I2..12mM MgC12t、0.2
M NaC(!、20sM)リス−〇ff、pH8,0,1龜M EDTAとし
た。30℃にて反応試験管をBAL31 1μ(2(2u)と共に10秒間イン
キュベートした。このインキニベーシ1ン時間は600bpDNAセグメントの
各末端から50bp除去するのに十分であることが判明した。この結果、1.2
%アガロースゲル電気泳動に付すと、DNAサイズが600bpから500bp
に減少した。反応は0.4M EDTA 5μCの添加によって停止した。フェ
ノール抽出およびエタノール沈澱の後、イー・コリ(E、coli)ポリメラー
ゼ1(クレノー)およびdNTP(dATP。
dCTP、dGTP%dTTP)でD N Aを平滑末端とした(マニアテイス
ら(Maniatis eL al、)、ロク・シト(loc、 cit、 )
109頁)。
該DNAを1.2%アガロース中で電気泳動に付し、500bpDNAセグメン
トを単離した。15℃にて、このDNA約1100nをFspI/EcoR1オ
リゴヌクレオチドリンカー1μgで一晩結んだ。
名称が示唆するように、該りンカー、gea gaa ttc tgesは配列
TGCC1!、a、92ンで終了するDNAに結ぶとFsp1部位(TGCgc
a)を生じるように設計されたものであった。加えて、EcoRI配列を該リン
カ−に組み入れて引き続いてのEcoRI/p’UC13ベクター中でのクロー
ニングに便利な部位を供した。フエ/−ル抽出およびエタノール沈澱の後、該D
N AをEcoR)で十分に消化し、400bpDNAフラグメントを1.2
%アガロースゲルから単離した。このDNAおよびEcoRI切断のpUc13
の等モル量を結び、産生物を用いてイー・コリ(E、 coli)J M 10
3を形質転換した。
数千の組換体コロニーが得られた。1oのプレートにおける約1000のコロニ
ーをニトロセルロースペーパー上で複!l、放射能1識したオリゴヌクレオチド
プローブを用いるインサイチユ・ハイブリダイゼーシ目ンによってスクリーニン
グした(グルンスティンら(G runstein et al、 )、プロシ
ーディングズ・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ(Proc
、 Natl、 Acad、 Sci、 )USA、互、3961.1975)
。用いたプローブは18ヌクレオチド長であり、DNA/リンカ−結合にて生じ
たヌクレオチド配列を表わすよう設計したものであった。これによりDNA/リ
ンカ−結合にて異なるヌクレオチドを有するすべての望まないクローンの除去が
ほとんど保証された。はぼ100のクローンはX線フィルムにa露すると、中程
度ないし強いハイブリダイゼーシテン信号を与えた。12のクローンをピックア
ップし、増殖させてミニプラスミド調製物を得た。該プラスミド含有溶液的 8
μCを1ユニツトのFsplで消化した。12のクローンのうち9つは新しく生
成したFsp1部位を有していた。ベクター中のインサートの向きに依存して、
Fspl消化は500 bp(クローンN092.3.5.9)または150
bp(クローンN091.7.8.11.12)いずれかを示すであろう。最終
的な確認は、マキサム−ギルバー) (MaxaIIl−G 1lbert)法
(メソソズ・インーxンザイモロジー(Methods E nzymol、
)、且、1499.1980)によるヌクレオチド配列決定法により行い、完全
なシグナル配列およびt−PA遺伝子のa、a、1−92に対応するアミノ酸に
ついてコード付けするDNAを含有するptPFsp−2なる名称のクローン2
におけるFspl認識配列TGCGCAと共に、bp465 (a、a、 92
)位におけるFsp1部位(TGCGCA)の存在が示された。
ジーン・マシーン(G ene Machine)で8つの重複するオリゴヌク
レオチドを調製することによって、第8図に描いたごと(組織プラスミノーゲン
アクチベーター(t−PA)の第2クリングル(K2)に見い出されるアミノ酸
191ないし258に対応するDNA配列を化学的に合成した。オリゴマーIな
いし■の全ヌクレオチド配列を第9図に描く。オリゴマーVないし■は相補的で
ある。二重鎖融合のために各フラグメントに10ヌクレオチド重複を供する。オ
リゴマーHないし■はポリヌクレオチドキナーゼおよびATPでリン酸化した。
オリゴ1および■の5″末端は自己結びを回避するためにリン酸化しなかった。
すべての8つのオリゴを等量(各オリゴマー1μg)で混合し、相補鎖間の二重
鎖形成のために10分間で65℃まで加熱し、次いで15℃にてT4 DNAリ
ガーゼで一晩結んだ。フェノール抽出およびエタノール沈澱に続き、アガロース
ゲル上の電気泳動に付すことにより228bpDNA産生物を位置決めしたが、
それは5°および3°両末端にEcoRI制限部位が付着し、各々5°および3
“末端に向かってユニークKpnlおよびAatI[制限部位を含有し、後者の
制限部位はt−PAのa、a、191ないし258に対応するDNQフラグメン
トを決定する。該228bpDNA産生物を電気溶出し、ポリヌクレオチドキナ
ーゼでリン酸化し、E coRI切断のpUc13に挿入した。12のクローン
からミニプラスミド調製物を調製し、EcoRIで切断して所望の228bpイ
ンサートを含有するクローンを同定した。1のクローンを選択し、pK 2 *
−5と名付jすた。該クローンのヌクレオチド配列決定により、目的配列を含有
するDNAは正しいリーディングフレーム中にあることが示された。このDNA
配列は、組換えおよび転写間のルーピングアウトを回避するための所望のアミノ
酸についての別のコドン配列を含有する。
ptPFsp−2約10J1gをFsp−1で消化して完全なシグナルペプチド
(a、 a、35ないし−1)およびa、a、92位にユニークFsp−1制限
部位を有するt−PAの最初の92アミノ酸についてコード付けする550bp
DNAフラグメントを得た。このDNA約1μgを、T4 DNAリガーゼで、
ジーン−vシーン(G ene M achine)で産生じた第10図に描い
た二重鎖オリゴマー2μgに結んで186位のAlmの存在以外はt−PAの第
2クリングルのa、a、181−191に対応するアミノ酸配列−Tyr Ph
e Gl)+−Asn−Gly −A la −A la −T yr −A
rg −G ly −T hr−の産生用に供し、および3“末端にKpn−1
部位(GGTACC)を供した。フェノール抽出およびエタノール沈澱の後、産
生物をKpn−]で切断して610bpDNA画分を得、これをKpn−1切断
のpK2に−5に挿入してに2クリングルのN末端部分(a、a、181 19
1)についてのコドンがt−PAのアミノ酸92を提供するコドンに結合した組
換体クローンを得た。この組換体クローンをptP K 2 * Kpn −9
と名付は続いてのa、a、180 258をコード付けするヌクレオチド配列を
含有する。AatllおよびEcoRIで消化したこのプラスミドから所望の6
30bpDNAフラグメントを得た。
a、 *、 95ないし2Q5t−PAについてコード付けする情報を含有する
330bpDNAフラグメント(bp471−801)をEcoRIおよびAv
all切断のptPBM−1から単離した。この330bpDNAフラグメント
を、K2本のアミノ酸259ないし261についてコード付けするジーン鞠マシ
ーン(Gene Machine)で調製の二重鎖オリゴマー、t−PAのに1
のS er −G lu −G ly −A sn −S er−Asp−およ
びアミノ酸92ないし95についてコード付けするヘプタペプチドリンカ−に結
んだ。産生物をEcoRIおよびAatllで切断し、366bpDNAフラグ
メントを単離し、これを前節の630bpDNA配列に結んで996bpDNA
フラグメントを得た。このDNA配列を増幅のためのEcoR1切断のpUc1
3に挿入し、1のIf1m体クローンが所望の産生物を含有するものとして同定
された。このクローンをり5’HybF−5と名付けた。
寒貴烈1
Δy−set P A
ptPBM−1約10μgfeBgllIで消化し、調製アガロースゲル電気泳
動によって2.8kbDNAフラグメントを単離した。このDN−Aのフラグメ
ントはpUCベクターに対応し、t−FAの完全なシグナルペプチド領域(−3
5ないし一1アミノ酸)を含有する。
t−PAクリングル1の中および前に示した喪失アミノ酸について供する化学的
に合成した20および19塩基の2つの相補オリゴヌクレオチド配列ニ
ー1 +1 90 91 92 93 94Arg Ser Ala Thr
Cys Tyr Glu AvaII5”−GA TCT GCCACG 丁G
C丁ACGAG ↓↑ A CGG TGCACG ATG CTCCTG−5
゜BglII
をBglII切断の2.8kbDNAに結んだ。このオリゴヌクレオチドリンカ
ー配列は、B gl mおよびAvaI[切断のt−PA遺伝子に連結させると
、各々5“−および3°−末端にてBglIIおよびAvail制限部位を生じ
るように設計されたものであった。ATPおよびポリヌクレオチドキナーゼで2
0塩基オリゴマーをリン酸化した。次いで、2つのオリゴマーを、リガーゼ緩衝
液(50mM)リス−HCg、pH7,6,10+nM MgC(!t−10m
M DTT)中で等モル量で混合し、80℃まで5分間加熱し、約1時間で室温
まで冷却した。Bgl■切断の2.gkbDNA約4μgを二重鎖リンカ−約1
μgに加え、15℃にて混合物をT4 DNAリガーゼと共に約16時間インキ
二べ一トした。フェノール抽出およびエタノール沈澱の後、産生物をEcoRI
で十分に消化し、リーダー配列およびリンカ−を含有する130bpDNAフラ
グメントを単離した。
ptPBM−1約10μsをAvaI!で消化して、調製1%アガロースゲル電
気泳動により、747 bpD NAフラグメント(471ないし1218位)
を単離した。該747bpDNAフラグメントを次いでEeoRIで消化して3
30bpDNAフラグメント(471ないし801位)を得た。
前節で調製した130bpDNAフラグメントおよび330bpDNAフラグメ
ント各1μgを混合し、15℃にてリガーゼ緩衝液中でT4 DNAリガーゼと
共に約16時間インキュベートした。フエノールでの抽出に続き、エタノールを
加えて産生物を沈澱させ、次いでこれをEcoRIで消化して460bpDNA
フラグメントを得た。
このDNAをEcoRI切断のptJc13に結び、該産生物を用いてコンピテ
ントイー・コリ(E、 coli)J M 103細胞を形質転換し、これをア
ンピシリンおよびX−galプレート上で画線培養した。12の組換体(白色)
コロニーを選択し、ミニプラスミド調製用の培地1rOC中で増殖させた。Av
aIl、N ar 1またはEcoRIおよびBglIIでの消化によって該組
換体プラスミド中のインサートの存在をチェックした。9つのクローンは、第1
図に示す向きの所要のインサートを含有することが判明した。マキサム−ギルバ
ート(Maxam −G 1l−bert)法(メソッズ・イン・エンザイモロ
ジー(Methods E nzymol。
)、炙5,1499(1980)による1のクローンの配列決定(25′t−s
e tP 4)により、望まれないD N A配列(187−463位)の正し
い欠失が確認された。
517位で始まるt−PA遺伝子のその部分についてコード付けし、同時に51
7位にて共通のNarl制限部位を生じる、前節で産生したDNA配列に付は加
えるために、ptPBM−1およびp5゛−x−ss tP 4各約5ugをN
arlおよびBamHIで消化して各々1300bpおよび200bpのDNA
フラグメントを得た。15℃にてこれらの2つのDNAフラグメントを一晩結び
、次いでBamHIで消化して、−1゜−t−PAについてコード付けする全配
列を含有する1500bpDNAフラグメントを単離し、次いでこれをp341
−3のBg111部位に挿入した。得られたプラスミドのBagiH1部位にお
いて8 kbB P VゲノムDNAを挿入して完全なりVP−依存性発現ヘク
ター(Pt−sstP AMT BPV 4Q)を得た。通常の培養、回収、単
離および精製技術により、アミノ酸2ないし89のフィブロネクチンおよび表皮
細胞発育因子領域の欠けたプラスミノーゲンアクチベーターt−PAを得る。こ
のプラスミノーゲンアクチベーターは成熟t−PAにおいて現れるパン・シネベ
ルトら(VanZonneveld et al、 )、ロク・シト(Ioc、
cit、 )によってDNA標識LK 1−2から産生されるものと、少なく
とも位置1におけるSerにより、および成熟蛋白の正しいプロセッシングにお
いて役立つものの存在により異なる(A rg −’ −S er+ ’)。
ptPBM−1約5μgを5tylで消化して約3.Okbおよび1.35kb
の2つのDNAフラグメントを得た。t−PA遺伝子の5°末端(bp72ない
し350)を含有するより大きいフラグメントを電気溶出によって単離した。こ
のDNAフラグメントをBa131で5秒間消化して3°末端からt−PAのア
ミノ酸番号51に対応する約bp342(、、、TGC)位までの約8つのbp
を除去した。Ba131での消化から得た混合物を合成により調製した(F s
pl −EcoRl )リンカ−1正しく bp342.、、、 T G C配
列に連結すると新しいFsp1制限部位(、、、T GCgca、、)を生じる
5°−gcagaattetgc −3’に結んだ。EcoRIでのリンカ−付
着のBa131消化産生物の完全な消化により、約300bpのDNAフラグメ
ントの混合物を得、これを単離し、EcoRT切断のptJc13に挿入し、次
いでこれを用いてイー・コリ(E、 coli) J M 103細胞を形質転
換した。t−PAのアミノ酸48ないし51に対応する12のヌクレオチドおよ
びリンカ−に対応する9つのヌクレオチドであるDNAとリンカ−との結合部で
生成するヌクレオチド配列に相補させるために合成した放射能標識の21mer
プローブでのインサイチュ・ハイブリダイゼーションによってこれらの形質転換
細胞をスクリーニングした。X線フィルム上で強いハイブリダイゼーション信号
を示す6つのクローンを培養してミニプラスミド調製物を得た。該DNAをFs
plで消化し、1.2%アガロースゲル電気泳動に付した。ベクター中のインサ
ートの向きに応じ、150bpおよび450bpDNAフラグメントの存在によ
って証明されるごとく、3つのクローンはFspl制限部位の存在を示した。マ
キサム・ギルバー) (M axam G i Ibert)法によるヌクレオ
チド配列決定法により、Fsp1部位がt−PAのアミノ酸51に対応する所望
の位置にある1のクローン pi−51tPFsplが同定された。Fsplお
よびEcoRlでこのプラスミドを消化して、最初の51のアミノ酸に対応する
300bpDNAフラグメントおよびt−PAの完全なリーダー配列を得た。
ptPBM−1約10μsをAvailで消化し、747bpDNAフラグメン
トを調製1%アガロースゲル電気泳動によって単離した。粘着末端をイー・コリ
(E、 coli)DNAポリメラーゼ1(クレノーフラグメント)およびdN
TPで満たし、該DNAをEcoRlで消化して約330bpのDNAフラグメ
ントを得た。前節で産生した300bpDNAフラグメントおよび330bpD
NAフラグメント各約0゜5μgを4℃にて一晩でT 4 D N Aリガーゼ
およびT4RNAリガーゼで平滑末端とした。産生物混合物をフェノールで抽出
し、エタノールで沈澱させ、EcoRlで切断して630bpI)NAフラグメ
ントを得た。該630bpDNAフラグメントをEcoR1切断のpUc13に
挿入し、該プラスミドを用いてコンピテントイー・コ!J(E。
coli) J M 103細胞を形質転換した。180組換体クローンを選択
し、ミニプラスミドDNA調製用に増殖させた。プラスミドDNAのEcoRl
、NarlまたはEcoRlおよびBglIlでの消化によって所望のクローン
、p5” EGF−TP−11を同定した。マキサム・ギルバー)(Maxam
G11bert)法による選択クローンのD N 、A配列決定によって、E
GFドメインの欠失ならびに正しいリーディングフレームの回復が確認された。
プラスミド、p5” EGF−tP−11およびptPBM−1、をNarlお
よびBa+aHIで消化して、各々、335bpおよび1300bpのDNAフ
ラグメントを単離した。該2つのDNAフラグメントの等モル量を結び、次いで
BamHIで消化して約1635bpのDNAフラグメントを単離し、これをp
Uc13中で増幅して組換体クローン、EGFtP−pUC−22を得た。この
DNAはEGF−組織プラスミノーゲンアクチベーターについてのコーディング
配列を含有する。このDNA配列のp341−3、BPV−依存性発現ベクター
、のBg1m部位への挿入、続いての通常の培養、回収、単離および精製により
アミノ酸51−91に対応する表皮細胞成長因子を欠< t −P Aを得る。
実施例3
ΔEGF−ウロ牛ナーゼ
pUKBM−1約20ugをAcclおよびN co lで消化して263bp
D N Aフラグメントを得、これをHinf 1で切断した。位置70ないし
125bpに対応する55bpDNAフラグメントを電気泳動によって反応産生
物から単離した。
ptJKKNd16約10μgをNdelで消化し、550bpDNAフラグメ
ントを単離した。
22および23塩基長の2つの相補オリゴマーを合成し、等量混合して、各々、
3°および5゛末端においてNdelおよびHinf 1制限部位が両側につい
た二重鎖オリゴマーを得、喪失アミノ酸についてのヌクレオチド塩基および遺伝
子における正しいリーディングフレームを得た。該二重鎖オリゴマーはヌクレオ
チド配列ニSer Lys Gly Ser Lys Thr Cys5°−A
CTCCAAA GGCTCA AAA ACCTGC↑GG TTT CCG
AGT TTT TGG ACGAT−5° ↑Hinf I Nde l
で表される。この二重鎖オリゴマー約1μgを4℃にてT4 DNAリガーゼで
550bpDNAフラグメントに16時間にわたって結んだ。フェノール抽出お
よびエタノール沈澱の後、産生物をEcoRlで消化し、360bpDNAフラ
グメントを単離した。
55bpDNAフラグメントおよび360bpDNAフラグメントのほぼ等モル
量を一晩結び、産生物をAeclおよびEcoRlで消化して415bpDNA
フラグメントを得、これをEcoR1−Acel切断のpUc13プラスミドに
挿入した。増幅により組換体クローンp51 Δ+−aUK 1を得、これを5
allおよび次いでNcolで消化すると125bpDNAフラグメントが得ら
れ、これをpUKBM−1をS al 1 、続いてNeolで消化することに
よって得た1200bpDNAフラグメントに結んだ。該結んだDNAフラグメ
ントをS al 1で消化して、ウロキナーゼの表皮細胞成長因子領域について
コード付けするヌクレオチド137−274を欠<1325bpDNA配列を単
離した。このDNAフラグメントをpIJc13中で増幅して組換体クローンp
ΔEGFIJK−1を得た。このDNAのBPv−依存性発現ベクターのBg1
11部位への挿入、続いての通常の培養、回収、単離および精製により、アミノ
酸1ないし46に対応する表皮細胞成長因子を欠くウロキナーゼを得る。
実施例4
ビ(アミノ酸1−44)、ΔEGFt−PA実施例2 T得りp5’−ΔEGF
−LP −11約10μgをBglIl”消化してシグナルペプチドおよび(
t−PAのフィンガードメインのN末端部位に対応する)tPAの最初のアミノ
酸の結合にてDNAを正確に切断した。調製1.0%アガロースゲル上の電気泳
動によって3.0kbDNAフラグメントを単離した。細菌アルカリ性ホスファ
ターゼで産生物を脱リン酸化した。
(トリプレットフドン配列の異なる組の組み込みによるルーピング・アウトを防
いで、同一のアミノ酸配列についてコード付けするが2つのフィンガーDNA配
列間にかなりの異種構造を生じるように設計した)8つのオリゴマーをポリヌク
レオチドキナーゼおよびATPで個々にリン酸化し、15℃にてT4DNAリガ
ーゼで一晩結び、フェノール抽出およびエタノール沈澱によって回収し、Bgl
■で完全に消化する第4(a)図に示す手順の標準法によって化学的に合成した
(第4(b)図に示され、t −P Aの全フィブロネクチンドメインを表す)
132bpDNAフラグメントを該3.4kbDNAフラグメントに結んだ。
3.4kbおよび132bpDNAフラグメントを等モル雪詰んだ産生物を用い
てイー・コリ(E、 coli)J M 103細胞を形質転換し、これを培養
した。12の白色コロニーからミニプラスミドDNAの調製を行った。該ミニプ
ラスミドDNAのBglI[での消化、続いての1.5%アガロースゲル上での
電気泳動およびマキサム・ギルバート(Maxa@G 1lbert)配列決定
法により、正しいインサートサイズおよび配列を有する1のクローン、p5°F
ΔEGF −LP−1を同定した。このプラスミドDNAのBamHTt6よび
Narlでの消化により、約450bpのDNAフラグメントが得られた。
ptPBM−1約10/lZgをNgylおよびBamHIで消化し、1.3k
bD N Aフラグメントを単離した。
該1 、3 kb材料および450bpDNAフラグメントの約等モル量を結び
、BarnHlで切断して1.75kbDNAフラグメントを得、これをBam
HI消化のpTJc13/イー・コリ(E 、 coli) J M I Q3
系中で増幅した。該産生物DNAはビ(アミノ酸1−44)、シグナル配列を持
つΔEGF−t−PA完全体についてコード付けした。
かく調製したDNAをBPV−依存性発現ベクターのBg111部位に挿入した
。通常の培養、回収、単離および精製技術により、2つの連続する(ビーアミノ
酸1−44)フィブロネクチンドメインを有するがEGFドメインを有しない表
記産生物を得る。
出発物質として欧州特許出願0213794−A号に開示されているポリタリン
グルプラスミノーゲンアク・チベーターを用いる正確に同一の手順が、ΔEGF
ボリクリンゲルプラスミノーゲンアクチベーターの産生に適用できる。出発材料
としてp438からのHybA DNA/イー・コリ(E、colt)MM29
4(ATCC67175)を用い、本明細書中で開示した方法によるEGFドメ
インの欠失により、ΔEGF−(UKaa””−5er−Glu−Gly−As
n−5et−Asp)”’−t−PAを得る。同様に、p504からのHybB
DNA/イー・コリ(E、coli)MM294 (ATCC67174)を
用いて、ΔE G F −”−(U Kaa””’ −S er−Glu −G
ly−Asn−Set−Asp) 92 t−PAを、およびp113からのH
ybCDNA/イー・フリ(E、colt)MM294(ATCC67176)
を用いてΔE G F −”’−(S er −G lu −G ly −A
sn −S er−Asp−IJKaa”−”’)−262−t−PAを得る。
同様に、以下の実施例により説明する組換え法によって、アミノ酸55−62が
EGFドメインから除去されたプラスミノーゲンアクテベーターが調製される。
実施例5
Δ5s−ay 91−(UKaa”−”’−3er−Glu−Gly−Asn−
3er−Asp) 92 t−PA
この組立てにおいて、8アミノ酸配列、HybB−PAのa、 a、 55−6
2についてコード付けするDNA配列を部位定力同化「ループ・アウト」突然変
異によって欠失した。これを達成するために、ブル−スクリプト(B 1ues
cript)プラスミドpBsM13−(ストラタジーン(S tratage
ne)、サンディエゴ、カリフォルニア州)、ヘルパー相R408が存在するか
否かに依存して一本鎖または二本鎖形いずれかで得られるM13修飾ベクター(
ラッセルら(Russel et al、 )1985)から該コーディング配
列を含有する組換体プラスミドを一本鎖(ssDNA)形で得た。
BamH1配列を両側に持つHybB−PA遺伝子をpBsM13−のBamH
1部位に挿入し、次いでこれを用いてイー・コリ(E、 coli)JM103
細胞を形質転換した。インサートを含有する白色コロニーをピックアップし、増
殖させてプラスミドDNAを単離し、BagHlでの消化によって分析した。1
のクローン、pBS−42はT7プロモーターと同一の向きのハイブリッドB遺
伝子を含有し、これは5sDNAが(+)鎖であることを示す。このクローンを
600マノメーターで約0.3の光学密度まで増殖させ、続いて溶菌ファージ諸
表千1−501996 (16)
として細胞を殺しおよび培地中に5sDNAベクターを放出するヘルパーファー
ジでそれを感染させることによってこのプラスミドの5SDNA形を得た。次い
で該細胞を十分な速さにて5分間でエッペンドルフ(E ppendorf)マ
イクロフニーゲ(mierofuge)に糸状で入れ、[バルダリ、シイおよび
セサレニ・シイ(Baldari C,andCesareniG、)(198
5)ジーン(Gene)、1旦、27−32コに記載のごとくに、5sDNAを
上澄液から単離した。
a、 a、 55−62に対応するDNA配列をループ・アウトするために(第
6図)、以下の(−)のまたは非コーディング鎖(配列3’−TTT81.を有
する低級なもの)の36bpオリゴマーを合成した。
a、a、 49 50 51 52 53 54 63 64 65 66 6
7 6g迦険簡シ■聾カ透抛鋤山膿加加
鎖(+)5°−AAA AGT 丁GCAGCGAG CCA CAG CAG
GCCCTG TACTTC(−)l’ −TTT TCA ACG TCG
CTCGGT GTCGTCCGG GACATG AAGこのオリゴマー配
列は所望の欠失のいずれ側にも18bpのスパンであって5sDNA pBS−
42と一緒のアニーリングを容易とする。
該オリゴマー約1100nをATPおよびポリヌクレオチドキナーゼでリン酸化
し、65℃で10分間加熱し、次いで30分間で徐々に室潟まで冷却することに
よって、結び用緩衝液(25μg)中、鋳型5sDNA約1μgまでアニールし
た。以下の二合計容量40μg中、10X結び用緩衝液4uQ、2.5+nM
dNTP(N=A、C,GおよびT、等量で)2u(1,10+oM ATP4
μi2、遺伝子32蛋白4μQ1クレノ−Po112μQ%T4DNAリガーゼ
1μCを添加し、15℃にて、合成反応(伸長)を6時間行った。合成反応混合
物10μgを用いてJMI 09細胞を形質転換し、これをアンピシリンを含有
するLB−寒天プレート上で画線培養した。
ニトロセルロース濾紙上、ハイブリダイゼーションの厳格な条件下で asp−
放射能標識したオリゴプローブ(ループ・アウト反応で用いたに同じ)で複製し
たコロニーのインサイチュ・ハイブリダイゼーシ嘗ンによって所望のクローンの
スクリーニングを行った。
濾紙を低塩(0,2XSSC)中、55℃にて3回洗浄し、X線フィルムに暴露
した。最高のハイブリダイゼーション信号を呈するコロニーをピックアップし、
増殖させてミニプラスミドDNAを調製した。HybBのアミノ酸55の位置に
おける、プラスミドDNAの5tylでの消化によって最初のスクリーニングを
行りた。5tyl部位の喪失は、所望の欠失配列を有するクローンを選択するた
めの基本的基準として採用した。2つのクローンpΔ5s−stHYbB 1お
よび−2をマキサム・ギルバー)(MasalIIGilbert)法によるD
NA配列決定法に付し、所望の欠失を有することが判明した。
実施例1の方法により、pΔ5s−s* HybB −1のBamHlでの消化
によって得られた2 kbD N AをBPV依存性哺乳動物発現系に挿入した
。通常の培養、回収、単離および精製技術により表記プラスミノーゲンアクチベ
ーターを得る。
t−PAから欠失されるべき配列はHybB−PAおよびt−PA双方のEGF
ドメインに位置するので、正確に同一の試薬および手法を用いてΔ□−*tt
PAを組み立てた。いずれの末端においてもBamH1配列に接したt−PA遺
伝子をまずクローン化してpBSN13−ベクターに入れてpB S t−P
Aを得、これを用いて5sDNAを得た。a、 a、 55−62に対応するオ
リゴヌクレオチド配列をループ・アウトするために、実施例5に記載したのと同
一のオリゴを用いてDNAの第2(−)鎖をプライマー伸長させ、優れたクロー
ンをスクリーニングした(第7図)。DNA配列決定法により、1のクローン、
pΔ5s−art−P Aは所望の欠失を有することが判明した。
実施例1の方法により、pΔsg−art P、AのBall1H1での消化に
よって得たDNAをBPV依存性哺乳動物発現系に挿入した。通常のJ411.
、回収、単離および精製技術により表記プラスミノーゲンアΔ5s−s* 91
−[Ala”’ x2’l−92−t−p声。
p5°HybF−5はATCC67570に見い出されるHybF遺伝子のbp
72−801 DNAセグメントを含有する部分的クローンである。この遺伝子
において、合成りリンゲル(K−2本)配列をt−PA遺伝子のbp462/4
63(a、a、 91/92)位に挿入した。
8のアミノ酸(a、a、 5562)の欠失はbp352−375に対応する。
p5’HybF−5DNA約10μgをBataHlおよびEcoO109で消
化してに一2*が挿入されたハイブリ9.ドF bp380−801に対応する
675bpDNAフラグメントを単離した。pΔ5s−stt−PA−7約20
ttgをまずBa自H1で消化して1 、7 kbおよび2゜6 kbD N
Aフラグメントを得た。該1 、7 kbD N AフラグメントをさらにEe
oO109で消化して280bpDNAフラグメントを単離した。2つのDNA
フラグメント、675bpおよび280 bp、を等モル量で結んだ。フェノー
ル抽出およびメタノール沈澱に続き、反応混合物をNarlおよびBamHlで
消化して660bpDNA7ラグメントを単離した。ptPBM−1約10μg
teNarlおよびBagHlで切断して1300bpDNAフラグメントを単
離した。2つのフラグメント、660bpおよび1300bp、を結び、Bam
Hlで切断して1960bp配列を単離した。このDNAfcBamH1切断の
pUc13に挿入し、次いでこれを用いてイー・コリ(E、 coli)J M
109細胞を形質転換した。10組換体クローン、pΔ5s−atHybF−1
5、は表記化合物に対応する完全な遺伝子を含有することが判明した。
実施例1の方法により、pΔ、、、、HybF −15をBamHlで消化する
ことによって得た遺伝材料をBPV依存性哺乳動物発現系に挿入した。通常の培
養、回収、単離および精製により小さなプラスミノーゲンアクチベーターを得た
。
t −P Aに比し、本発明のΔEGFおよびEGF修飾修飾プラスミグンアク
チベーターは肝臓膜に対する親和性の顕著な減少を示し、その結果、それらは循
環に戻され、ここにそれらは30分過剰の半減期を示し、それにより閉塞動脈の
再疎通用血栓溶解性物質の一定の供給を確実とする。
本発明のΔEGFおよびEGF修飾修飾プラスミノ−ゲンチクチベータ、t−P
A自体と同様にしておよびそれと同様のデリバリビヒクルを通じて血管の偶発症
の治療に用いる。かくして、本発明のプラスミノーゲンアクチベーターは、ポリ
ペプチドをt−PAに適用される当該分野で公知の適当な医薬上許容されるビヒ
クルに溶解または懸濁させることによって医薬組成物に処方できる。血管内注射
または注入によるそれを必要とする哺乳動物への投与はすでにt−PAそれ自体
に関して確立された技術により行うことができる。
約6ないし12時間での約4401 U/kg/時間の静脈内−次投与量がt−
PAを用いる場合の慣行である。
実施例1.2および3で産生したプラスミドは1987年1月21日にメリーラ
ンド州20852、ロックビル(Roekville)、パークローン・ドライ
ブ(Parklasr+ Drive)12301.アメリカン・タイプ6カル
チヤー0コレクシ1ン(American Type Cu1tureColl
ection)に寄託し、いかに示す受託番号が与ええられた。
1、イー・コリ(E、 coli))(B 101におけるpΔt 5stP
AMT−BPV−40−ATCC672992、イー・クリ(E、 eoli)
J M −103におけるpΔEGFtP−pUC−22−ATCC67300
3、イー・コリ(E、 eoli)J M 103におけるpΔEGFUK−1
−ATCC67301
実施例5.6および7で産生したプラスミドは1987年12月18日に同コレ
クシ曹ン(Collection)に寄託し、以下の受託番号が与えられた。
5、イー・コリ(E 、 coli)MM 294におけるpΔ1s−at 9
1−(UKaa%’−”’−3er−Glu−Gly−Asn−Ser−Asp
) 92−t−PA−BPv−14−ATCC675886、イー−コリ(E
、 colt)MM 294におけるpΔss−+st t−PA−BPV12
−ATCC675897、イー・コリ(E 、 coli)MM 294にお
けるpΔSS−@!−91−[A 1m””−K 2コー92−t−PA−BP
V−6−ATCC6第1図
第1 、A図
第3.へ図
4 (a)
Bg: If V VI VIE Vlll 8gll14(b)
gl 11
GAG AAG ACC(AA ATG ATCTAT CAA CAG ca
c CMCTCTTCTGG GTvr TACTAG ATA GTT GT
CGTG GTrTCT TGG CTCAGG CCCGTCCTG O?i
CTCA AAT AGAAGA ACCQAG TCCGGG CAG GA
CGCG AGT TrA TCTGTCGAG TACTGT TGG TG
T AAT TCT α℃ α℃ α℃CAG CTCATG ACA ACC
ACA TTA AQ% CCCGCG CGG第7図
第8図
国際調査報告
一一一1^−−−2P口/US aa/CO209国際調査報告
じS εε00209
S^ 20797
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.N−末端Serを含有し、t−PAのアミノ酸44−89またはウロキナー ゼの1−46に対応する全表皮細胞成長因子領域あるいはt−PAおよびウロキ ナーゼの表皮細胞成長因子領域に存在するアミノ酸に相同の表皮細胞成長因子領 域内の少なくとも1のアミノ酸の配列を欠き、それ以外はそれが由来する成熟ブ ラスミノーゲンアクチベーターの完全なアミノ酸配列を含有することを特徴とす る修飾したブラスミノーゲンアクチベーター。 2.Δ2−99−組織ブラスミノーゲンアクチベーターであることを特徴とする 請求の範囲第1項記載のブラスミノーゲンアクチベータ3.ΔEGF−組織ブラ スミノーゲンアクチベーターであることを特徴とする請求の範囲第1項記載のブ ラスミノーゲンアクチベーター。 4.Δ55−62−組織ブラスミノーゲンアクチベーターであることを特徴とす る請求の範囲第1項記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 5.ポリフィブロネクチンドメイン−Δ−EGF−組織ブラスミノーゲンアクチ ベーターであることを特徴とする請求の範囲第1項記載のブラスミノーゲンアク チベーター。 6.ΔEGF−ウロキナーゼであることを特徴とする請求の範囲第1項記載のブ ラスミノーゲンアクチベーター。 7.少なくとも1のクリングルが天然ブラスミノーゲンアクチベーターに相同で あるΔEGF−ポリクリングルハイブリッドブラスミノーゲンアクチベーターで あることを特徴とする請求の範囲第1項記載のブラスミノーゲンアクチベーター 。 8. ΔEGF−(UKaa1−131−Ser−Glu−Gly−Asn−S er−Asp)1−よ91−t−PAであることを特徴とする請求の範囲第7項 記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 9. ΔEGF−91−(UKaa50−131−Ser−Glu−Gly−A sn−Ser−Asp)−92−t−PAであることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 10.Δ■■−■2−91−(UKaa50−131−Ser−Glu−Gly −Asn−Ser−Asp)−92−t−PAであることを特徴とする請求の範 囲第7項記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 11.ΔEGF−261−(Ser−Glu−Gly−Asn−Ser−Asp −UKaa50−131)−262−t−PAであることを特徴とする請求の範 囲第7項記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 12. Δ■■−■2−261−(Ser−Glu−G1y−Asn−Ser− Asp−UKaa50−131)−262−t−PAであることを特徴とする請 求の範囲第7項記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 13.Δ■■−■2−91−[Ala18■−K2〕−92−t−PAであるこ とを特徴とする請求の範囲第7項記載のブラスミノーゲンアクチベーター。 14.完全なシグナルおよび蛋白ドメインと共に請求の範囲第1−13項いずれ か1つに記載のポリペプチドについてコード付けするヌクレオチド配列を有する ことを特徴とするDNAユニット。 15.完全なシグナルおよび蛋白ドメインと共に請求の範囲第1−13項いずれ かに1つに載のポリペプチドについてコード付けするヌクレオチド配列を有する DNAユニットを含有することを特徴とする複製可能な発現ベクター。
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