JPH0272872A - 新規なハイブリッド殺虫剤毒素 - Google Patents

新規なハイブリッド殺虫剤毒素

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JPH0272872A
JPH0272872A JP1107894A JP10789489A JPH0272872A JP H0272872 A JPH0272872 A JP H0272872A JP 1107894 A JP1107894 A JP 1107894A JP 10789489 A JP10789489 A JP 10789489A JP H0272872 A JPH0272872 A JP H0272872A
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toxin
protein
hybrid
amino acid
cytotoxic agent
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エドワード ウィルコクス
David L Edwards
デイビッド エル.エドワーズ
George E Schwab
ジヨージ イー.シユワー
Mark Thompson
マーク トンプソン
Paul Culver
ポール カルバー
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Mycogen Corp
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    • C07K14/32Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Bacillus (G)
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    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/34Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Corynebacterium (G)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/01Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
    • C07K2319/035Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif containing a signal for targeting to the external surface of a cell, e.g. to the outer membrane of Gram negative bacteria, GPI- anchored eukaryote proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は新規なハイブリッド殺虫剤毒素類に関する。
[従来の技術] バシラス・チューリンゲンシス(B 、 t、 、 )
は昆虫類の微生物的防除に広く使用される。活性成分は
、結晶とも呼ばれろダンバク性のバラ胞子として確認さ
れた。昆虫ホストに摂取されると、結晶は腸プロテアー
ゼにより、有毒な活性プロテアーゼ耐性型に加工される
。毒性は、昆虫細胞への活性型毒素の結合の後に生ずる
ものと考えられ、受容器を媒介とする過程を通して細胞
の一体性が破壊されるに至ると考えられている[ノール
ズ・ビー・エッチ(にnowles、 fl、Il、)
ら、(1984年)FEFIS168巻197−20巻
真97 プロテアーゼ活性型のバシラス・チューリンゲンシス・
バラエティφカースタキ(B、thur盲ngiens
s var、 kurstaki)Hrl−1及びll
[1−73のアミノ酸配列を比較すると、タンパクの7
ミノ末端(N−末端)側の半分が高度に保存されている
一方、カルボキシ末端(C−末端)は配列中で高度に置
換されているのが明らかとなった。合衆国特許第4,4
67.036号で、8、チューリンケンシス・バラエテ
ィ争カースタキ11ト1は、イリノイ州ビオリア、NR
RL培養基受託施設から人手できることが明らかにされ
ている。その呼出し番号はNRRL Fl−3792で
ある。B、チューリンゲンシス・バラエティ・カースタ
キHD−73も、呼出し番号NRRL Fl−4481
’lによりN RRL b)ら人手できる。
HD−1と)10−73のほか、B、チューリンゲンシ
ス・バラエティ◆ヘルリナーとバラエティ・アイザワに
ついても、活性毒素中のN−末端の医存領域、即ち定常
領域とC−末端の高度置換領域、口μち可変領域の存在
が実証された。
シュネフ・イー・エッチ(Scl+nepf、E、H,
)及びホイットリー・エッチ・アール(Whitely
、 H,R,)、1゜Riol、 Chew、 260
巻B273−6290頁は、アミン及びカルボキシ末端
の欠失で毒性が失われることを実証し、活性毒素の両領
域とも毒性に必要であることを示した。
[発明が解決しようとする課題] 本発明はPJT現なハイブリッド殺虫剤毒素に間する。
特定的に例示されるものは、細胞毒剤と、細胞毒剤をホ
スト目標に導くための特異的な昆虫腸線@認識(結合)
タンパクとを含めてなるハイブリッド遺1云子の単一ポ
リペプチド生成物として発現される殺虫性融合タンパク
である。ハイブリッドB、t、毒素の構築についての詳
細が明らかにされている。細胞毒剤はAr1P−リボシ
ル化酵素である。例えば、細胞毒剤は、ジフテリア毒素
のA断片に、真核細胞結合領域を除くためにカルボキシ
ル末端が切断されたジフテリア毒素のB断片を加えたも
のである。ジフテリア毒素遺伝子の3′認識領域は、合
成りNAクリンカ領域で置換され、これにB、チューリ
ンゲンシス・バラエティ・カースタキ1ll)−73の
昆虫腸上皮m胞認識部分をコードした遺伝子が連結され
る。
合成りNAクリンカの目的は、これを用いないと連結で
きないrlNA切片の断片を一緒にすることである。本
発明では、このリンカ−は、昆虫プロテアーゼ開裂に対
する感受性を最小限に抑えるために適当な長さ及びアミ
ノ酸絹成のものでなければならないため、本発明の重要
な要素である。このため、ペプチドリンカ−はできるだ
け短く、例えば4個以下のアミノ酸とすべきであり、リ
ジン残基な含有すべきてない。適当なリンカ−を使用す
るには、他の考察すべき点もある。例えば、リンカ−は
正しい読取り枠を維持すべきて、タンパク−次構造のヒ
トロバシー(hyrlropat、l+y;水治療法)
プロフィールにおけろ連続性を維持すべきである。
fJi Llなハイブリッド’s、t、遺伝子は、適当
なホストへバa質転換されると、標準的な生化学手法に
よって回収できる毒素をもたらす。その代わりに、vI
規なハイブリッFF1.f.遺伝子を含有する形質転喚
ホストを、以下に明らかにされるとおり、殺虫剤として
そのまま使用できる。B、t、に、Hll−73が特定
的に例示されているが、本発明は他の微生物殺虫剤も包
含している。
M1表は2分の1長ハイブリツト毒素をコードしたTI
NAを明らかにしている。
第2表は、4分の1長ハイアリツト毒素をコードしたD
NAを明らかにしている。
第3表は、2分のl長ハイブリッド毒素のアミノ酸配り
11を明らかにしている。
第4表は、4分の1長ハイアリツト毒素のアミノ酸配列
を明らかにしている。
第5表は、相対的電気泳動移動度から決定された5eN
PVQ U H7NPV l、+1 V A L製剤中
に存在するポリペプチド類の分子量を示す。
7fLn表は、ハイアリシトウィルスの感染力を示す。
第7表は、電気体動移動度から決定されたポリペプチド
類の相対的分子量を示す。
本明細書に記歓の方法は、バラエティ・カースクキ81
1−フ3以外の活性B、チューリンケンシス毒素のC−
末端可変部分に適用できる。これらは活性毒素のC−末
端側の半分に可変領域をもつB、t、を包含する。この
よろなり、t、の例は、蚊に活性のあるB。
1、バラエティ・イスラエレンシス:鞘■目に活性のあ
ろB、t、バラエティ・サンプイエゴ及びB、 t、バ
ラエティ・テネブリオニス;及び蚊幼虫に活性のあろB
、スファエリクス([1,5phaericus)であ
る。
北記を例示している培養基は以下のとおりである。
B、チューリンゲンシス・バラエティ・カースタキHD
−1−− NRRL B−3792;合衆国特許第4.
448.885号に開示。
B、チューリンゲンシス・バラエティ−イスラエレンシ
スー−ATCC35f14R B、チューリンゲンシス争バラエティ・サンプイエゴー
−NRRL B−15939 以下のB、チューリンゲンシス培養基はテキサス州ブラ
ウンスピルの合全国農務省(LI S FI A )か
ら人手できろ。請求は合衆国78520テキサス州ブラ
ウンスピル私書箱1033、IPIS務省典業研究サー
ビス(A R5)、綿昆虫研究ユニット、ジョー・カル
シアまで。
B、チューリンゲンシス+102 B、チューリンゲンシス・バラエティ番フィニチムス(
var、 fi旧t、imus)■)3B、チューリン
ゲンシス・バラエティ・アレスチ(var、 ales
t、1)HD4 B、チューリンケンシス・バラエティ・カースタキII
 n 73 B、チューリンゲンシス・バラエティ・ソットー(va
r、 5otto)811770B、チューリンゲンシ
ス・バラエティ拳デンドロリムス(var、 +Ien
+Ir01imus)807B、チューリンケンシス伊
バラエティ伊ケニャエ(var、 kenyae)H5 B、チューリンケンシス・バラエティやガレリアエ(v
ar、 galleriae)H11290、チューリ
ンゲンシス・バラエティ・カナデンシス(var、ca
narLensis)H11224B、チューリンゲン
シス・バラエティ・エントモシダス(var、 ent
、on+ocidus)HD9B、チューリンゲンシス
・バラエティ・サブトクシクス(var、 5ubto
xicus)H旧09B、チューリンゲンシス・バラエ
ティ・アイザワイ(var、 aizawai)HDI
IB、チューリンゲンシス寺バラエティ・モリソニ(v
ar、 mnrrisoni)HO128、チューリン
ゲンシス・バラエティ・オストリニアエ(var、 o
striniae)HD5018、チューリンゲンシス
・バラエティ・トルワーシ(var、 tolwort
hi)HD537B、チューリンゲンシス會バラエティ
番ダルムシュタジエンシス(var、 darmsta
dienSis)l([1146B、チューリンゲンシ
ス争バラエティートマノフ4 (var、 touma
noffi))1口2018、チューリンゲンシス争バ
ラエティφキューシュエンシス(var、 kyuSl
+uensis)HIL5418、チューリンゲンシス
番バラエティートンブソニ(var、 tbompso
ni)lIDFi428、チューリンケンシス・バラエ
ティ・バキスタニ(var、 pakistani)H
11395Lチューリンゲンシス・バラエティ・イスラ
エレンシス(var、 1sraelensis)HD
5678、チューリンゲンシス・バラエテ?・インデイ
アナ(var、 indiana)Hr15218、チ
ューリンゲンシス・バラエティ・ダコタ(νar、+l
akota) B、チューリンゲンシス・バラエティ・トーホクエンシ
ス(var、 tol+okuensis)HD8n6
B、チューリンゲンシス・バラエティ・クマモトエンシ
ス(var、 kumamotoensis)HD86
7B、チューリンゲンシス会バラエティ・トチギエンシ
ス(var、↑ochigiensis)llrlR(
3FIB、チューリンゲンシス・バラエティ・コルメリ
(var、 colmeri)HD847B、チューリ
ンケンシス・バラエティ命つハt、ンシス(var、 
wul+anencNis)11+1525使用可能な
曲の殺虫剤毒N類は、ビューへり7′ハシアナ(Rea
uveria l+assina)のビューベリン及び
メタリジウム(MeLarrhiz目+n+)種のデス
トラフシン頚;又はストレプトミセス・アバーミチルス
(Sl、reptomyces avermi+、1l
us)のアバーメクチン實頁のような広範囲の殺虫剤化
合物類である。J:、記を例示ずろ培養基は以下のとお
りである。
ハシラス・セレウス(B、cereus)  −ATC
C21281バシラス・モリタイ(Lmoritai)
−ATCC21282ハシラス會ボピリアエ(R,po
pi l l 1ae)−−AT(:C14706 ハシラス・レンチモルブス(R,lentimorbu
s)−ATCC+4707 ハシラス拳スフ7エリクス(Il、5phaertcu
s)−ATCC33203 ビューへリアψバシアナ(Beauveria bas
siana)−ATCC9F135 メタリジウム・アニソブリアエ (Metarrhizium  aniSopl 1a
e)      −−ATCC24398メタリジウム
・フラボヒリデ (Net、arrhizi++m flavoviri
+Ie)    −ATCC32969ストレプトミセ
ス・アバーミチルス (Strept、omyces  avermitil
us)        −−4TCC3126?本発明
の技術は細胞毒剤としてのジフテリア毒素の使用に限定
されない。というのは、タンパク合成を抑制する種々の
酵素、例えばリシン、ジアンチン、サボリン、ゲロニン
、トリチン、アブリン、及びモデシン等のようなリボソ
ーム不活性化剤、並びにオオムギ種子、ライ麦種子、ワ
イルドビーンズ、及びトウモロコシ種子からの酵素を使
用できるからであろ[ストライブ・エフ(St、rip
e。
F、)及びバービエリ・エル(Rarbieri 、 
L、)(1986年〉FEBSI95 ン合 1−8頁
 コ 。
本発明は昆虫に活性のある毒素に限定されず、動物(こ
寄生する線虫類や植物に寄生する線虫類に対して活性の
ある口、チューリンゲンシス毒素をも包含する。一般に
、任意の殺虫剤が使用できる。
鈴りえはそれは、鞘831目、鱗翅目、双@1目、半翅
目、革用目、及び直翅目等の昆虫類のような真核多細胞
害虫;又はクモ杉類、又は線虫類と扁形動物のようなぜ
ん虫類に対して毒性をもったポリペプチドでありうる。
感受性のある種々の昆虫類は甲虫類、ガ、ハエ、バッタ
、シラミ、及びハサミムシを包含する。
本発明はまた、核ポリへドロシスウィルス(N PV)
の変更された昆虫ホスト範囲をもつハイブリッドウィル
スをつくるために、可溶化エンベロープタンパクを一つ
の閉じ込められたNPVから別のNPVへ再合体させる
ことにより、NPVの昆虫ポスト範囲を変更する方法を
も包含している。
M5RKLFAS  工 L 工 GALLVDSSK
SFVMENFSSY QKPKSGTQGNYDDDW SVDNENPLSGKAGGV VDNAET  工 KKELGLSLRFGDGAS
RVVLSLPF AKALSVELE  工 NFETRCAGNRV;
RR5VGS  S  LSaU切q )−4<日田べ
く F< < Q < )−4> ’Z u 工(1)<国
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:J山−H山0F−1 0<z工H切ψ−H− 1日>><”z、oI−1<。
に)a<tna工国〉部す xz+3:o<>>すU〉 A#<H>>E−1<匡8 rJ1国<OΣa2 HE g 国−>O4+−2−よ山国− H−zI−1ψ−切一一一 ×〉くH史2〉山×z 〉<QIA史2E−1ψ日り >+zH<>zr、a日z−− リOzα工−リク切切口 匡Σ−〉力国山山−力日 真8山>Q<0#HE−+< <0匡く匡〃ψエクー日 口〉匡C/)工氏1−11−1切く〉 E−1!>Q+cQ工>11+2211+>山−−LH
(/l>(j4)−I HCL4EnZ(!l(!IJ:ZC/l−+l−I+
tntnatn’zHz国u )−41h C/)り部−四2〉−鴎 ψ−−日山Σ−oz2国 2山E−1(!+山山−匡−〇ロ ー〇匡>><χ2ニーH Hψ><21部0OHqH O民〉−本+V4+へり〉 2:aOO20−1>+8り〇 −>aecyψ<’z、>a< 工山LjU山〉山0クー日 山rA1−1011+l/IHC/)べ2Gc/1<a
pHvratrr>ロク 氏Σべ〉国zB寓匡−一 )−11−1>切口切H−〉θ2 IAoll−1+−1+−1−ψ区部8削匡工匡0切U
口〉〉り〉 国000口勇CI’)−氏80 )−It/1012>削く口>べ〉 Uよ山2F4LH(j削代H O>ぺHすΣH(jE−1>2 第3表と第4表で使用されているア ミノ酸の ! 文 字記号は、 この技術で周知である。
例えば、 アミ ノ酸の3文字の略字と 1文字記号との関係は以下 のとおりである。
la しell し rg ys に sn et 門 sp he ys Pr。
er ε hr 1y rp 讐 is ■ yr ■ a ■ MSRKLFAS  工 L 工 GAILI、GVD
SSKSFVMENFSSYf( KVTYPGLTKVLALK − VDNAET  工 KKELGLSL’I’RFGD
GASRVVLSLPFA AKALSVELE  工 NFETRGCAGNRV
RR9VGSSLSC K 工 ESLKEHGP  工 KNKMSエ LP
G  工 GSVMG  工 ADGAVPLP  工
 AGVLLPT  工 PGKLK 工 RMRCR
A  工 DGDVTFCGAAPMFSW 工 HR
5AEFNN エ エASDS  工TQ 工 PAV
  −4KGNFLFNGSV  工 5GPGFV 
工 工 DRFEF  工 PVTATLEGW  工
 VGVRNFSGTAGd? ! 第5表 S OS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動で第6表 
ハイブリッドウィルスの感染力eNPV II z N P V 72.000 76.000 62.000 65.000 45.000−−−−−− 45.000    45,000 42.000    40,000 34.000    34,000 33.000 説明[レムリ串ニー伊ケイ(Laemmli、 U、に
、)(1970年)Nat、ure(ロンドン)227
巻6FIO−f185頁]のとおり、5PNPV及びH
zNPV LOVAI−%J剤中に存在するポリペプチ
ド類は、SO5の存在下にポリアクリルアミドゲル電気
泳動(7,5$)によって分離された。
40IIIMトリスアセテート、l mM EDTA、
 p)I Fl、0(TAE)を含有する緩衝液にLO
VAI、を懸濁させた。オクチルグルコシドをl:2(
w/w)の比で添加し、混合物を200 rpmで絶え
ず振とうしながら、37℃で4時間培養した。非可溶化
ウィルスタンパクを100,000 xgで、4℃1時
間の遠心分離によって除去した。24時間にTAEii
衝液を3回変えながら、上澄み液を1=1(w/w)の
比の1+ Z N P V L I)V A 1.で透
析した。透析物を100.000 xgで4℃、1時間
の遠心分離にかけた。上澄み液を捨て、ハイブリッドウ
ィルス(Se零Hz N P V)を含有するペレット
を、生物検定や50S−PAGEでの分析用に使用され
るTAE緩衝液に再懸濁した。
第7表 相対的分子量 Gfi、0OO−−−−−− 5eNPVのオクチルグルコシド可溶化によって抽出さ
れた3ポリペプチド類のうち、どれがスボドブテラ・エ
クシグアに対する毒性(yi 1ulence)をHz
NPVハイブリッドウィルス(Se−HzNPV)に付
与する原因となっているかを決定するために、次の実験
を(〒なった。オクチルグルコシドで抽出された3つの
5eNPVタンパクに1251の標識を付けた。放射性
標識付きのタンパクと未標識HzNPVとを用いて、」
二記のようにハイ1リツトウイルスをつくった。ハイブ
リッドウィルスの5DS−ポリアクリルアミドゲルのオ
ートラジオグラムは、3タンパクのすべてがHzNPV
と結びついていることを示した。
第1図: MR436コード配列の部分制限酵素地図。
第2図: CF−1細胞への811−73毒素の結合を
示す。
細胞を指示濃度の未標識HD−73と一緒に20分培養
し、次に放射性ヨウ素化毒素と一緒に更に30分培養し
た。結合放射能を〔材料及び方法〕に既述されたとおり
に測定した。
第3図:CF−1細胞への結合に対するCNBrペプチ
ドと放射性ヨウ素化HD−73のとの競合。HD−73
毒素をCNBrで消化させ、透析した。CF−1細胞を
指示濃度の消化ペプチドと一緒に30分培養し、次に放
射性ヨウ素化HD−73毒素と一緒に更に30分培養し
た。
結合放射能を〔材料及び方法〕に既述されたとおりに測
定した。
第4図: EF−2のジフテリア毒素で触媒されたA 
11P−ノボシル化。小麦胚芽からの部分精製されたE
F−2を指示濃度のジフテリア毒素と一緒に10分培養
し、次に14C−NAnと一緒に37℃で更に30分培
養した。
冷たいTCAの添加によって反応を停止させ、沈殿する
タンパクを回収し、〔材料及び方法〕で記述されたとお
り放射能を計測した。リボシル化の程度をジフテリア毒
素の飽和濃度で得られる程度の百分率として表わした。
第5図: EF−2のハイブリッド毒素で触媒されたノ
ボシル化。小麦胚芽EF−2を指示講度の4分の1長(
ロ)及び2分の1長(ム)ハイブリッド毒素と一緒に1
0分、次に14C−NAI’)と一緒に更に30分培養
した。
試料を第3図に記述されたとおりに処理した。リボシル
1ヒをジフテリア毒素の飽和濃度で得られる程度の百分
率として表わしである。
第6図: Hrl−731素によるCF−1細胞タンパ
ク合成の阻止。細胞を指示;凋度の毒素と一緒に20分
培養し、次に〔材料及び方法〕で記述されたとおりにタ
ンパクへの″〇−ロイシンの取込みについて検定した。
結果を毒素の不在下にCF−1胞で得られるものの百分
率として表わしである。
第7図:ハイブリッド毒素によるCF−1胞タンパク合
成の阻止。細胞を4分の1長及び2分のl長ハイブリッ
ド毒素に1ないし24時間露出し、次に〔材料及び方法
〕で記述されたとおりに、タンパクへの14C−ロイシ
ンの取込みについて検定した。タンパク合成の阻1E率
は、ハイブリッド毒素の不在下に同一時間間隔て培養さ
れた対照細胞との比較により決定された。
[課題を解決する手段] 析現なハイブリッド毒素類は、殺虫毒素と細胞毒剤との
融合によってつくられる。特定的には、B、t、遺伝子
の昆虫腸上皮細胞認識領域とジフテリア毒素B鎖との融
合でつくられるハイブリッドB。
t、i素が、本明細書に例示されている。
本発明のハイブリッド毒素遺伝子は、広範囲の微生物ホ
ストへ導入できる。毒素遺伝子の発現は、直接又は間接
に殺虫剤の細胞内生産と保持をもたらす。適当なホスト
、作1え+、fシュードモナスの場合、微生物は晴翅目
毘虫発生位置に施用されると、そこで増殖し、昆虫に摂
取される。その結果、望んでいない昆虫を防除できる。
その代わりに、毒素遺伝子をもった微生物を、細胞内で
つくられろ毒素の活性を持続させるような条件下に処理
できる。次に処理細胞を目標害虫環境に施用できる。
生ずる生成物はB、t、毒素の毒性を保持している。
B、 L、毒素遺伝子は適当なヘクターを経て微生物ホ
ストへ導入されて、このホストが生きている状態で環境
へ施用される場合に、あるホスト微生物を使用すること
が必須である。微生物ホストは、一つ以上の重要作物の
「植物領域」(葉面、葉領域、根領域、及び/又は根面
)を占有することが知られたものを選択する。これらの
微生物は、特定環境(作物及び他の昆虫生息地)中で野
性型微生物と順調に競合できるように選ばれ、ポリペプ
チド殺虫剤を発エルさせる遺伝子の安定な維持と発現を
提供し、環境的劣化と不活性化からの改良された保護を
殺虫剤に提供するものが望ましい。
広範囲の重要作物の葉面(植物の葉の表面)と根の領域
<Vl物の根の周囲の土壌)に生息する多数の微生物が
知られている。これらの微生物は細菌、藻類及びi類(
fuBi)を包含している。特に興味あるものは、組[
例えばシュードモナス(P s e udomonas
)、エルウィニア(Erwinia)、セラティア(S
erratia)、クレブシェラ(Klebsiell
a)、キサントモナス(Xanthomonas)、ス
トレプトミセス(Streptomyces)、リゾビ
ウム(Rhizobium)、ロードシュードモナス(
Rh O(1011S e t+ d o m o n
 a s )、メチロフィリウス(Methyloph
i l 1us)、アグロバクテリウム(Agroha
cterium)、アセトバクター(Acetobac
t、er)、ラクトバシラス(1,ac+、ohaci
 l 1us)、アースロバフタ−(Art 11r 
o b a c t e r )、アゾトバクタ−(A
zotobacter)、リューコノストック(l、e
uconost、oc)及びアルカリゲネス(Alca
l igenes)[の線菌;菌類(fungi)、特
に酵母、例えばサツカロミセス(Saccharomy
ces)、クリプトコツカス(Crypt、ococc
l+s)、クルイベロミセス(にluyveromyc
es)、スポロボロミセス(Spnr浦olomyce
s)、ロートトルラ(R1+odot、r+rula)
、及びオーレオバシジウム(Aureohasi+Ii
++m)属なとの微生物である。特に重要なものは、シ
ュードモナス・シリンカニ(Pseudoionas 
syringae)、シュードモナス・フルオレッセン
ス、セラティア・マルセスケンス(Serratia 
n+arcescens)、アセトバクター・キシリヌ
ム(Acetobacter xylinulm)、ア
グロバクテリウムφツメファシェンス(Agrobac
terium tumefaciens)、ロードシュ
ードモナス・スフエロイデス(Rhodopseurl
omonas 5pheroicjes)、キサントモ
ナス・カンペストリス(Xant、homonas c
ampestlls)、リソビウム。メリオチ(Rhi
zohium mel 1oti)アルカリゲネス・エ
ントロフス(Alcaligenes entroph
+is)、及びアゾトバクタ−・ヴインランデ((Az
ot、obacter vinlandii)のような
植物領域の価菌種;及びロードトルラ・ルブラ(Rho
dotorularubra)、R,グルチニス(R、
g I u f、 i n i S)、R,マリーナ(
R,marina)、R,オーランティアカ(R,au
rantiaca)、クリプトコツカス令アルビダス(
Cr y p t o c o ccIIs albi
dus)、C,ジフルエンス(C,diffluens
)、C。
ローレンティ(C,1aurent、i i>、す・フ
カロミセス・ロセイ(S、 rosei)、S、プレト
リエンシス(S、 pretoriensicN)、S
、セレビシェ(S、 cerevisiae)、スボa
ボロミセスIIl:7ゼウス(Sporoholomy
ces roseus)、5.オトルス(S、 odo
rns)、クルイヘロミセス拳ヴエローナエくにluy
veromyces veronae)及びオーレオハ
シジウム・ポルランス(Aureohasidium 
po11目ar+s)のような植物領域の酵母種である
。特に重要なのは有邑素微生物である。
遺伝子の安定な(7持と発現を可能とするような条件下
に、毒素を発現させる11.t、遺伝子を微生物ホスト
に導入するには、さまざまな方法を利用できる。毒素遺
伝子発現用の転写翻訳調節信号とその調節制御下の毒素
遺伝子、及び絹込みを行なうためのホスト生物内の配列
と相同のDNA配列、及び/又は絹込みや安定な維持が
起こるための、ホスト内で機能的なTti製系などを含
んだHA構遺体を用意することができろ。
転写開始信号はプロモータと転写開始出発位置を包含し
よう。ある場合には、毒素の調節的発現を提供して、毒
素の発現が環境への放出後にのみ生ずるようにするのが
望ましいこともある。これはオペレータ、又はアクチヘ
ータやエンハンサに結合する領域、によって達成でき、
これらは微生物の物理的又は化学的環境の変化によって
誘発てきる。例えば、温度感受性yJ!節領域を使用す
ると、生物は毒素を発現せずに実験室で生育でき、環境
へ放出されると発現が始まる。他の手法は、実験室で毒
素の発現を抑制する特定的な栄養培地を使用し、一方環
境中での栄養培地は毒素発現を可能とするものを使用で
きる。転写開始には、リボソーム結合位置と開始コドン
が存在しよう。
メンセンジャーRNAの安定性を強化する配列を使用す
ると共に、特に活性プロモータを使用してメツセンジャ
ーの発現を強化するために種々の操作を使用できる。開
始及び転写終結領域は停止コドン、終結領域、及び任童
にポリアデニル化信号を包含しよう。
転写の方向、すなわちコーディング又はセンス配列の5
°から3゛への方向で、構造体は転写調節領域(これが
ある場合)とプロモータ(制御領域はプロモータの5′
又は3′のいずれかにある)、リボソーム結合位置、開
始コドン、開始コドンと同調する開放読取り枠をもった
構造遺伝子、停止コドン、ポリアデニル1ヒ信号配列(
使用する場合)、及び終結領域を包含しよう。二本鎖と
してのこの配列はそれ自体微生物ホストの転写に使用で
きるが、通常マーカーを含めたDNA配列を伴っており
、この第二のDNA配列はホストへのDNA導入中に毒
素発現構造体に結合させることができる。
マーカーとは、変更又は肪質転換されたホストの選定を
行なうための構造遺伝子のことである。
マーカーは通常、選択的利点を提供するもので、例えば
抗生物質や重金属への耐性なとの殺生物耐性や、栄養素
要求ホストに原栄養性を与える相補性を提供する。変更
されたホストが選定されるだけでなく、野外で競合的で
あるように、相補性を使用するのが好ましい。構造体の
開発に、またホストの変更に、一つ以上のマーカーを使
1打てきる。
野外で曲の野性型微生物に対する競合的利点を提供する
ことによって、生物を史に変更できろ。例えは、金属キ
レート剤、例えばシデロフォア類の発現用遺伝子を、毒
素発現用の構造遺伝子と一緒にホストへ導入できる。こ
の方法で、シデロフォアの強化された発現が毒素生産ホ
ストに競合的利点を提供するため、ホストは野性型微生
物と効果的に競合し、環境中で安定した生態的地位を占
めるようになる。
機能的な複製系が存在しない場合、構造体はホスト内の
配列と相同な、少なくとも50塩基対(bρ)、好まし
くは少なくとも約+00 bρ及び通常約1 、000
hpまでの配列を包含しよう。こうすると正当な組換え
の確率が高まるため、遺伝子はホストへ組込まれ、ホス
トによって安定に保持される。毒素遺伝子が相補性を提
供する遺伝子並びに競合的利点を提供する遺伝子に近接
しているのが望ましい。
従って、彬素遺伝子が失われる場合、生ずる生物は相補
性遺1云子及び/叉は競合的利点を提供する遺伝子も失
う可能性が強く、このため集傷の構造体を1呆侍してい
る遺伝子とは環jq中で競合できなくなる。
細菌、バクテリオファージ、シアノバクテリア、藻類、
カビ等のような広範囲の微生物ホストから多数の転写調
節領域が人手できる。種々の転写調節領域はtrp遺伝
子、lac遺伝子、gal遺伝子、ラムダ左及び右ブロ
モーダ、Tacプロモータ、及びホスト中で機能的な場
合は毒素遺伝子と関連して天然に生ずるブロモーダを包
含する。例として合衆国特許第4,332,898号、
第4,342,832号、及び第4.3513.270
号を参照のこと。終結領域は、普通は転写開始領域と関
連する終結領域か、又は異なる転写開始領域でありうる
(二つの領域がホスト内で適合的で機能的である限りに
おいて)。
安定なエピゾーム保持又は組込みを所望する場合は、ホ
スト中で機能的な複製系をもったプラスミドが使用され
よう。複製系は染色体、ホスト又は別のホスト内に通常
存在するエビソーム要素、又はホスト内で安定なウィル
スの複製系から誘導すJL ル。l) RR322、p
ACvCI84、RSFIOIO1pRu旧4等のよう
な多数のプラスミドが人手てきる。例として、オルソン
(Olson)ら、(1982年) J、RaCt、e
riol。
150巻6069頁、及びバグダサリアン(Bagda
sarian)ら、(1981年) Gene 16巻
237頁、並びに合衆国特許第4,356,270号、
第4,362,817号、及び第4,371゜625号
を参照のこと。
S、t、遺伝子は開始領域の調節制御下にあるように、
転写翻訳開始領域と転写翻訳終結領域との間に導入でき
る。この構造体はプラスミドに含有され、プラスミドは
少なくとも一つの複製系を包含するが、一つ以上を包含
でき、その場合−つの複製系はプラスミドの開発中にク
ローニング用に使用され、第二の複製系は最終ホストで
の機能発揮に必要である。更に、すでに述べた一つ以上
のマーカーが存在できろ。組込みを望む場合は、プラス
ミドはホストゲノムと相同の配列を含むのが望ましい。
形質転換体は、通常、未変更生物や運搬生物が存在する
時は、それらに対して所望生物を選定できるように、慣
用の方法に従って選定手法を使用して単離できる。次に
形質転換体を殺虫活性のために試験できる。
殺虫剤含有細胞を処理して処理細胞を目標害虫環境に施
用する時に、細胞内毒素の活性を持続させるのに適した
ホスト細胞は、原核生物か真核生物を包含するが、通常
、は乳類のような高等動物に有毒な物質を生しない細胞
に限定される。しかし、毒素が不安定か、踊乳類ホスト
への毒性の可能性を回避するのに十分な低い施用水準で
ある場合には、高等生物に有毒な物質をつくる生物も使
用できる。ホストとして、特に興味あるものは、原核生
物と、カビのような低級真核生物である。
グラム陰性・陽性双方の原核生物の例は、エシエJキア
(EsCherict+ia)、エルウィニア(Erw
inia)、シゲラ(Shigella)、サルモネラ
(Sa l none l la)及びプロテウス(P
rot、eus)のような腸内細閘科(Enter。
1act、eriaceae) :バシラス科(8ac
i l 1aceae) :リゾビウム(Rhizob
ium)のようなりソビウム科(Rhizobacea
e) :発光細菌、シモモナス(Zymon+onas
)、セラティア(Serratia)、アエロモナス(
Aeromonas)、ビブリオ(Vihrio)、デ
スルホビブリオ(Desulfovbrio)、スピリ
ルム(Sp i r i l Ium)のようならせん
菌科;乳酸かん菌科;シュードモナス(Pseudom
onas)及びアセトバクター(Acetobacte
r)のようなシュードモナス科;アゾトバクタ−科及び
ニトロバクタ−科を包含する。真核生物には藻菌類(P
hycn…ycet、es)と子のう菌類(AScom
ycetes)のようなカビカアリ、これはサツカロミ
セス(Saccharomyces)とシゾサツカロミ
セス(Schizosaccharomyces)のよ
うな酵母、ロードトルラ(Rhodo(、orula)
、オーレオバシジウム(Aurpobasidium)
、スポロボロミセス(Sporobolomyces)
のような担子菌類(Basidi。
n+ycetes)酵猷を包含する。
生産目的のためにホスト細胞を選択する上で特に@要な
特性は、R、t、 、遺伝子のホストへの導入の容易さ
、発現系の人手性、発現効率、ホスト中の殺虫剤の安定
性、及び補助的遺伝能力の存在を包含する。殺虫剤ミク
ロカプセルとして使用するのに重罪な特性は厚い細胞壁
、邑素肘成、及び細胞内パッケージング又は封入体の形
成のような殺虫剤保護性;葉親和性;対哨乳類毒性の欠
如:害虫に摂取させるための誘引力;毒素に損害を与え
ない殺菌固定の容易さ等を包含する。池の考慮としては
、処方と取り扱いの容易さ、経済性、保存安定性等があ
る。
特に重要なホスト生物は、ロードトルラ種、オーレオバ
シジウム種、サツカロミセス種、スポロボロミセスf1
1のような酵母;シュート′モナス種、エルウィニア種
、及びフラボバクテリウム種のような葉面に生、白、す
る生物;叉はエシェリキア、乳酸杆菌種、バシラス種等
の他の生物を包含する。
特定的な生物は、シュードモナス・アエルギノサ(Ps
eudomonas aeruginosa)、シュー
ドモナス会フルオレッセンス(P、fluoresce
ns)、サツカロミセス争セしビシエ(Sacchar
omyCeScerevisiae)、バシラス・チユ
ーリンゲンシス、大腸菌、枯草菌(13゜5uhtil
is)を包含する6 細胞は通常、証傷てあって、処理時に胞子型よりも実質
的に増殖型にあるが、ある場合には胞子も使用できる。
微生物細胞、例えばB、↑、Ti素遺伝子を含有する微
生物の処理は、毒素の性状に悪影響を及ぼさないか、又
は毒素を保護する細胞能力を消滅させない限り、化学的
又は物理的手段によるか、又は化学的及び物理的手段の
糾合わせによる。化学的試薬の例はハロゲン化剤、特に
原子番号+7−80のハロゲンである。もっと特定的に
は、ヨウ素を温和な条件下に、所望の結果を達成するの
に十分な時間に使用できる。池の適当な手法は、ホルム
アルデヒドとグルタルアルデヒドのようなアルデヒド類
;塩化ゼフィランと塩化セチルピリジニウムのような抗
C%染剤;イソプロピルアルコールとエタノールのよう
なアルコール類;ブアン固定剤とへノー固定剤[フマソ
ン(Humason)、グレッチェン・J−ル(Gre
tcben、 1.、) r動物組織手法」ダブリュー
・エッチ・フリーマン社、1967年、を参照コのよう
な種々の組織学的同定剤等での処理;又はホスト動物に
細胞を投与する時に磯抱中につくられる毒素の活性を保
存し、持続させるような物理的処理(加熱)と化学薬剤
処理との絹合わせを包含する。物理的手段の例は、ガン
マ放射線とX線のような短波長放射線、if結、Uv照
利、凍結乾燥等である。
一般に細胞は、環境条件に対する耐性を強化するような
、強化された構造安定性をもつであろう。
殺虫剤がプロ型の場合は、目標害虫病原体による殺虫剤
のプロ型から成熟型への加工を抑制しないように、不活
性化方法を選定すべきである。例えはホルムアルデヒド
はタンパクを架橋し、プロ型ポリペプチド殺虫剤の加工
を抑制できろ。不活性化ないし殺菌方法は、毒素の少な
くとも実Mflの生物学的利用率又は生物活性を保持す
る。
R、t、 、殺虫剤遺伝子を含有する細胞ホストは任意
慣用の栄養培地で生育できるが、rlNA構遺体は選択
的利点を提供するため、細胞の全量又は実質的全量がB
 、 t 、 if伝子を保持するように選択培地とな
る。次にこれらの細胞を慣用方法に従って取り入れる。
その代わりに、細胞を取り入れる前に処理することもで
きる。
B.t.細胞を種々の方法で処方できる。これらを無機
鉱物(フィロ珪酸塩、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩等)又は
植物材料(粉末トウモロコシ穂軸、もみ殻、クルミ殻等
)と混合することにより、水和剤、粒剤叉は粉剤として
使用できる。処方剤は廣粘着助剤、安定剤、その他殺中
助剤、又は表面活性剤を包含できる。液体処方剤は水性
基盤又は非水性基盤のもので、フオーム、ゲル、懸濁液
、乳剤等として使用できる。成分は流動剤、表面活性剤
、乳化剤、分散剤又は重合体を包含できる。
殺虫Mf!4度は特定処方剤の性質、特に濃厚液か直接
使用されるかによって、広範囲にわたる。殺虫剤は少な
くとも+i、ezで存在し、100重! $でありうる
。f2燥処方剤は約1−95ffitk!の殺虫剤をも
つが、γα体処方剤は一般に約1−60重量2の固形分
を液相中にもってあろう。処方剤は概してmg当たり約
102ないし約104個の細胞をもつであろう。これら
の処方剤はへクタール当たり約50 mg(、?α体又
は乾燥)ないしI I<8以上の率で投与されよう。
処方剤は鱗翅目害虫環境、例えば植物、土壌、叉は水に
噴霧、散布、散水等によって施用できる。
以下は本発明実施の最善の態様を含めた手順を例示した
実施例である。これらの実施例は限定的に考えられては
ならない。他に注意がなければ、百分率はすべて重量、
溶媒混合物割合はすべて容量による。
実施例1 ジフテリア毒素のB鎮に融合されたほぼ全長
のB.t.毒素を含有するハイブリット毒素の構築 M R43Gプロ毒素コ一ト配列の部分制限酵素地図を
第1Aし1と第18図に示す。開始剤メチオニンからX
l+o1位置の先までのタンパクコード配列は、B、t
菌株HD−73毒素から誘導された。アミン末端側のプ
ロ毒素の約半分が活性毒素に相当する。II)−73で
は、Xho I位置は毒素とプロ毒素の配列を都合よく
隔てている。はぼ全長の11 D −73毒素コ一ド配
列を含有するブラスミF’MR436#)らの断片は、
N5iI及びXl+olでの二重消化とゲル精製によっ
て単離された。この断片はHrl−73(7) cyS
’Oカラglu”3まてのアミノM (AA)を含んで
いる[アダング・エム・ジエイ(Adang、 M、J
−)ら、(1985年)Gene36巻289−300
頁]。ジフテリア毒素のB鎖を含有するプラスミドp 
B +〕5 OR[制限地間については、マーフイ・ジ
エイ・アール(MurI+hy、  、1.R,)ら、
(19Ft6年) Proc。
Na↑、  Acad、 Sci、  ll5A 83
巻8252−8262頁を参照コは、5pbrとHin
dmて消化させた。消化・ゲル精製ずみp+u:50F
t(マイナスSph I −11indllT小断片)
のSph T位置をHD−73DNAのNSi1位置に
結合したが、これには次の合成り N Aオリゴスクレ
オチドアダプターセットを使用した。
5° −CAGGTTGCA−3’ 3’  −GTAC+;TCC:A−5’アダプターは
Spl+I(i2置を再生し、NSi T位置を除去し
、正確な翻訳読取り枠を維持し、かつジフテリア毒素R
1lfl 1118484と旧1−73 cysloと
の間に2制のアミノ酸(ala−gly)を付加する。
 アダプターを囲い込んだ融合部を下に示す。
Gly Val His Ala Gly Cys I
le Pr。
ジフテリア毒素     +1O−73B鎖 ll0−73のXho 1位置を次の合成オリゴヌクレ
オチドアダプターセットによってpFlc508のHi
ndm位置に結合した。
5 ’  −T白; A GT A +: T A G
 +; T白’;AC−3“3’ −CATCATCC
AGCTGTCGA −5’アダブダーセツトはXll
ol位置を再生し、二次クローニング用に構造体に5a
lt位置を付加し、Hndm位置を排除し、かつ2個の
枠内翻訳終結コドンを挿入する。アダプターを囲い込ん
だ融合部の詳細を下に示す。
Thrl、Cu Glu末端末端 旧1−73             pHc508正
確な構造体は制限酵素分析で確認された。1(D−73
コ一ト配列は、特異な5stl及びAsu17位置の存
在によって裏1寸られた。5pl+ I Iff置は再
生され、5a11位置は創造されていて、リンカ−の存
在を裏付けている。EcoRlでの消化は、ジフテリア
毒素のB鎖に対するll[1−73のコード配列の正確
な方向っけを確証した。最後に、融合部でハイブリッド
毒素構造体(126と指定)を切断するか、ゲル系の分
割限界内で、MR43+1(NRRl、 8−1829
2)の同等な消化物を生ずる断片と同時に移動するDN
A断片を内部的に与えるような酵素の組合わせを下に示
す。
匹1 MR43R 5suII   Y  Xhol        As
urT  x  Xholジフテリア毒素B鎖と)10
−73コ一ト配列との間の融合部の正確な翻訳読取り枠
は、ジフテリア毒素遺伝子のヌクレオチド500〜52
3[マーフィ・ジエイ・アール、(14185年) C
urrent Topics Micro−biol、
 1m1Iluno1.118巻235−251頁]に
対応する合成オリゴヌクレオチドブライマーを用いて、
p26のジデオキシDNA配列決定によって確証された
5°・GACGf;TGATGTAAl”TTTTTG
TCGC−3’実施例2 ジフテリア毒素B鎖に融合さ
れた短めの1lrl−73コ一ト配列を含有するハイブ
リッド毒素クローンの構築 上記のプラスミド1)26は、追加のハイブリッド毒素
Ill用の基質としての役目をもっていた。シフ千すア
毒素B鎖のHIS484をHf)−73のアミノ酸Ar
g258〜G l u 61’に融合(プラスミド構造
体p151)又はジフテリア毒素B鎖のH19484を
Hll−73のアミノ酸Ala”θ〜G111613に
融合(プラスミド構造体pH)させる2構造体をつくっ
た。ハイブリッド毒素プラスミドp151は、Spl+
r及びAqn口によるp26の制限消化、(+ B C
508と、Arg251’tから合成Xl+ol −H
indmアダプター(上記)まてをコードした+111
−73とを含有するIINADNA断片精製、及びsp
h IからAsurT位置と次の配列の合成オリゴヌク
レオチドアダプターセットとの再結合によってつくられ
た。
5 ’ −LTAA(、f:Tf;TTT −33’ 
−GTACGATTGGAL、AAAGC−5゜アダブ
ダーセ・ソトはSph TとAsun泣置を位置し、正
確な翻訳読取り枠を維持し、ジフテリア毒素B鎖の1l
is48’とII D −73コー1” l!la列の
41g2513の間に4個のアミノ酸(Ala−Aqn
−Leu−Phe)を挿入する。合成アダプターを囲い
込んだ予測構造体の融合部の詳細を下に示す。
Gly  Val  1lis  Ala  Asn 
 Leu  Phe  Ar8 Thrジフテリア毒素
          HD−73B鎖 5phlB2置の存在から組換えプラスミドを選定した
。挿入体の正確な大きさは、EcoRlで消化したp2
Gとp151のアガロースゲルサイジングや、p26(
AsuII  x Sal I )をp151(Sph
l  x Sat I )と比較する二重消化によって
例証された。
融合部での正確な翻訳読取り枠は、p26(上)で用い
た合成配列決定用ブライマーでの、及びジフテリア毒素
構造遺伝子のヌクレオチド類479−499[前掲マー
フィ・ジエイアールら(1985年)]に対応する第二
の合成オリゴヌクレオチド配列決定用ブライマーでのρ
151のジデオキシDNA配列決定によって確証された
5’ −AGGATGCGTTGCAGAGCTATA
 −3’ハイブリッド毒素プラスミドpHは、sph 
I及び5stlによるp26の制限消化、pBc508
と、Ata450から合成Xho I 41indrT
T 7ダブター(上記)までをコードしたHD−73と
を含有するDNA断片のゲル精製、及びSpt+I〜S
st、1位置の合成オリゴヌクレオチドアダプターセッ
トとの再結合によって構築された。
5’ −CAt’;GT+;cat;cT−3’3’ 
−GTACGTC(:ACG −5アダプターセツトは
Sph1位置を再生し、Ssf、r位置を排除し、正確
な翻訳読取り枠を維持し、かつジフテリア毒素B釦のH
H5484とllf+−73コ一ト配列のA l a 
450の間に3個のアミノ酸(Ala−Gly−Ala
)を挿入する。合成オリゴヌクレオチドを囲い込んだ融
合部の予測構造の詳細を下に示す。
Gly Vat HisAla Gly Ala Al
a Pr。
ジフテリア       HD−73 毒素B釦 組換えプラスミドをSpl+1位置の存在から選定し、
挿入体の正確な大きさはp26と比較したpHのEco
Rl消化物のアガロースゲルサイジングにより、また以
下のようにpHをp2Rと比較した多重酵素消化物によ
り例証された。
l           庄 SH+hl  x Sal T  Y 5stT   
Spl+I  x Sal TSstl  X 5al
t       5phl  x 5all融合部での
正確な翻訳読取り枠は、p151で使用した2個の同一
合成オリゴヌクレオチドブライマーでのpl+のジデオ
キシ[INA配列決定によって例証された。
実施例3 ジフテリア毒素A鎖と、切断されたB鎖及び
H11−73の融合コード配列を含有するハイプリ・ソ
ト毒素発工見ベクターの構築 l111−73コ一ト配列nNA断片をSph I及び
Sal+での消化によってブラスミF’92G、p15
1及びPl+から切り出し、ゲル精製した。これらのゲ
ル精製断片をこれらのゲル精製断片を、ジフテリア毒素
A及びB鎖とII O−73コード配クリを含有するハ
イブリッド毒素発現ベクターの構築に使用した。ハイブ
リッド毒素発現ベクターの矧み立てを14−3封じ込め
条件下に行なった。インターロイキン2(IL−2)コ
ード配列rlNAを除くためにプラスミドpARI50
8をSph■と5allで消化させた。ベクター(マイ
ナスl L −2)をゲル精製した。精製5phrλS
al I HD−73挿入体を別個に、精製Sph r
 x Sph l pAB1508ベクターDNAに再
結合した。再結合混合物を大腸菌菌株5y327細胞の
形質転換に使用した。正確な紺み立でのハイブリッド毒
素プラスミドは、ジフテリア毒素遺伝子の構成的に利用
されるpLox10モータの制御下に抗HD−73免疫
反応材料を生ずる能力によって、ウェスタンプロット法
で@ MEされた。3種の大きさの免疫反応材料の合成
が検出された。p265phIXSail旧1−731
’l N Aで得られたハイブリッド毒素は、1I6k
dと180 kdのタンパク鎖の間を移動するQ疫反応
材料を生じた(コンビニーダで得られた分子量は約+2
6 kdてあった) 、 p1515phl x 5a
tT HD−73挿入体によって得られたハイブリッド
毒素は、58 kdと84kdのタンパク鎖の間を移動
する免疫反応性タンパクを生した(コンピュータで予測
した分子量は約76krlであった)。
実もト例4 大腸菌でのハイブリッド毒素発現8 L 
−3月し込め条件下に、LR培地(アンピシリンを伴う
場合又は加えない場合)中で、大腸菌細胞を一夜309
Cで生育させた。細胞を遠心分離で集め、以下の3方法
の一つで処理した。
(a)丸ごとの細胞を紫外線照射で殺菌し、氷上に保持
した。
(h)m胞質タンパク抽出物を丸ごとの細胞からつくっ
た。細胞ペレットを201y!、糖/10 mM)リス
−HCI(pl! 8.0)及びI mMエチレンジア
ミン四酸酢酸EDTA)を含有する水冷緩衝液中に再懸
濁させた。再懸濁に使用した容量と同し容量の、1.5
慣gem Iリソチームを含有する冷たいl1lI南液
を添加し、培養を4℃、20分間処理した。細胞を遠心
分離で除去し、細胞質ダンバクを含有する上澄み液を音
波処理し、0.45/ZMフィルターに通して濾過した
。濾過抽出液を凍結させた。この抽出液中のハイブリッ
ド毒素分子の大多数はジフテリア毒素リーダー配列(ア
ミノ酸−1ないし−25)[前掲マーフィ(1985年
)]を欠いているへきで、これらを細胞質空間への分泌
中に切り取るべきである[マーフィ・ジョン・アール(
Murphy jol)n、 R,)合衆国特許第4,
675゜382号]。
(C)フレンチプレス(フレンチ圧力セルー実験室油圧
プレス)で次のように破裂させて、丸ごとの細胞抽出液
をつくった。20%クリセロール150 mMトリス−
MCI(pH7,4)/I mM Er1TA/I m
Mジチオスレイトール(DTT)/約I l11Mフッ
(ヒフェニルメチルスルホニル(PMSF)を含有する
水冷緩衝液に、細胞ベレットを再懸濁させた。12,0
00〜14,000 psiのフレンチプレスで細胞を
2回破裂させた。細胞抽出物を冷凍した。ハイブリッド
毒素は、ジフテリア毒素リーダー配列(アミノ酸−1な
いし−25)の存在に間しては、ある分子が分泌されな
いこともあるため、分子の混合集団とすべきである。
実施例5 ハイプリ・ソト!#素の精製馬のポリクロー
ナルジフテリア毒素抗体(コノート研究所、ペンシル・
\ニア州スイフトウォーター)を臭化シアン(CNBr
)で活性化されたS E P HA ROSETM 4
B()7−マシア・ファインケミカルズ社、ニュージャ
ージー州ビス力タウエー)へ、このメーカーの手順に従
って結合させて、免疫吸着剤樹脂をII築した。簡単に
述べろと、凍結乾燥されCNBrで活性化された5EP
ARnSE”をI mM HCl中に循環させ、繰り返
し洗った。生ずる膨張ゲルをカップリング用El 衝i
ff (0,5M NaにlとO,IM NaHCI)
3. pH8,3)で洗った。I’10mgに相当する
ジフテリア毒素抗体の7リコードを、緩1φiγα51
に対しダンバク5mgの最終濃度でカップリング緩衝液
にq3iIlさせた。
次にS F: P HA R11S E ” ”と抗体
の溶液を一緒にし、回転混合しながら室温で2時間培養
した。培養期間後、樹脂を短時間遠心分離(+000 
vz XI5 n+in)シ、上澄みγαを除去した。
樹脂基村上の残留する床占有反応基i=o、2Mグリシ
ン(pHFl、O)の添加によって阻止し、前と同様に
培両した。最後に免疫吸着剤を高低p)lの緩衝1夜(
カップリング緩衝液及び、O,1MNaClと0,1卜
I NaHCO,からなる緩衝液(pH4))で次々に
洗った。イオン結合された遊離リガントが確実に除去さ
れろように、この洗浄を4回繰り返した。
この手順は全体で95Sのカップリング効率をもたらし
た。得られた免疫吸着剤は、樹脂1当たり5゜7 mg
のりカントを含有した。クロマトグラフィに先立って、
充填用!1術液(1001IMトリス−HCl、p)T
7.4,201グリセロール、I mM Na2EDT
A、I mM PMSF、0.1tノニデットP−40
(NP−40)及び0.1 mM DTT)で免疫吸着
剤を40で事前串間化した。
他に注意かなけれは、4°(二で以下の段階の全部を行
なった。疎水性凝集物の溶解を促進するために、ハイア
リット毒素を含有する破裂させた細胞ベレ・ソトを、0
.11(ν/V)の最終濃度までのNP−40i、会加
により、部分的に可溶化した。全ダンバク50 mgに
相当する部分可溶化材料のアリコードを、回転混合しな
がら、S E P HA R11S E ”’0.5 
mlに相当する樹脂のスラリーと一緒に3時間培養した
。洗浄用緩衝tlY(100mMトリス−HCl、pH
7,4,20%グリセロール、0.2$NP−40及U
O,1%塩素酸)中へ繰り返し循環させることにより、
非特異的に結合された材料を樹脂から除去した。これに
続いて、痕跡量の洗剤を除くために、O,IM+=リス
−01中で次々に洗った。
最後に、O,1Mトリス−CI(pH7,4)中の4M
グアニジン−11C1と一緒に短時間培養して、ハイブ
リッド毒素7!−溶離した。次に、適切な再折り畳みを
促進するために、20IIIMトリスーCI(pH7,
4)、O,IM NaC1及び0.25 mM還元グル
タチオンを含有する[i液に対してこのフラクションを
完全に透析した。
実施例〇 毒素遺伝子の植物への挿入 木明′4a書で明らかにされているIJT規な殺虫剤毒
素をコードした新規な遺伝子は、アグロバクターψツメ
ファシェンス(Agrohacter t、ua+ef
aciens)からのT1プラスミドを使用して、植物
細胞へ挿入できろ。次に植物細胞を植物へ再生させる[
ザンブリスキ・ビー(Zambryski、 P、)、
ジョースφエッチ(、InO2,H,)、ジエンテロ・
シー(Gentello、 C,)、J−マンス、ジエ
イ(LepIIlans、 j、)、パン・モンタギュ
ー・エム(Van Mont、ague、 M、)、及
びシェル・ジエイ(Schell、  j、)(198
3年)Cell  32巻+033−1043頁]、こ
の点て、特に有用なベクターはpENr14にである[
クリm−エッチ・ジエイ(Klee、 H,J、)、ヤ
ノフスキー・エム・エフ(Yanofsky、 M、F
、)及びネスター・イー拳ダブリ:t−(NeSter
、 E、W、)(1985年)Bin/Technol
ogy 3巻637−R42頁コ。このプラスミドは、
植物細胞と細菌中で複製でき、パラセンジャー遺伝子に
対して複数のクローニング位置をもっている。例えは毒
素遺伝子はpEN04にのRamH1へ1φ人され、大
III菌中で増殖し、適当な植物細胞へ形質転換される
実施例7 新規なハイブリッドR,スリンギエンシス遺
伝子のバクロウィルスへのクロー ニング 本発明の新規なハイアリット遺伝子を、オートグラフ?
’カリフォルニカ(A++tographa cali
for−nica)核ポリへトロシスウィルス(AcN
PV)のようなバクロウィルスへクローン化できる。p
ucsのような市販のクローニングベクターにクローン
化されたAcNPVゲノムを含有するプラスミドを構築
できる。 AcNPVゲノムを変中し、ポリヘトリン遺
伝子のコード領域が除かれて、パラセンシャー遺伝子の
特異なりローニングIff #がポリヘトリンプロモー
タの真後ろに置かれるようにする。このようなベクター
の例は、ベノ・ツクら[ペノック◆ジー・デイ−(Pe
nnock、 G、n、)、シューメーカー・シー(S
hoemaker、 C,)及びミラー壽エル・ケイ(
旧I l er。
1、!、)(1984年)Mo1. t’:211  
Biol、  4巻39り−406頁]に記述されたp
GP−RflF174、及びスミスら[スミス・シー−
イー(Smi t、l+、G、E、 )、サマース醗エ
ム・デイ−(Summers、 M、rl、)及びフレ
ーザーφエム・ジエイ(Fraser、 M、J、)(
1983年)Mo1.(:ell  Riot、  3
巻2156−2165頁]に記述されたpAC380で
ある。本発明の新規なタンパク毒素をコードした遺1云
子は、コード領域から上流及び下流の適当な領域で、F
lan+1リンカ−によって変更でき、AcNPVベク
ター類の一つのもののパラセンジャー位置に挿入できる
。その他のバクロウィルス、例えばスボドブテラ・エク
シグア核ポリへトロシスウィルス(SeNPV)やヘノ
オシス・ジー核ポリへトロシスウィルス(HZ N P
V)も使用できろ。これらのウィルスの各々はそれ自身
のポストに対して特異的であり、他の昆虫に対して殆ど
活性をもたない(すなわち、5eNPVはスボトアテラ
・エクシグアにE%染するが、ヘリオシス・ジーにζま
感染せず、その逆も同じである。)実施例日 ウィルス
の増殖 ウィルスは適当な幼虫に感染させることにより増殖され
る。これは、マルニアック[マルニアック・ジエイ壷イ
ー(Maruniak、 J、E、)(1986年)「
バクロウィルスの生物学」第1巻+29−175頁、ア
ール・アール・グラントス及びヒー・エイゆフエデリッ
チ編、CRCプレス]の記述のとおり、飼料カップ表面
に挟挿ウィルスを直接塗布し、第4齢の幼虫を飼料の中
に入れることによって達成される。次に幼虫を感染後6
日に取り入れ、NPVを次のように単離する。幼虫を集
めて、均質化し、チーズ布に通して濾過する。nA液を
8.000 xgで15分の遠心分離にかける。生ずる
ペレットをO,OIM)リス−1IC1(pH7,)l
)及び1.0 mM l’:IITAを含有する緩衝液
(TE緩衝液)中に再懸濁する。懸濁液を20−90%
庶糖勾配で相分離し、!00.000 YRで60分遠
心分離する。ポリへトラは約601で定義されたバンド
として局所化されており、これを取り出してTE緩衝液
中で希釈する。次にポリへドラを10,000にgで3
0分の遠心分離にかけて単離する。
精製ポリへトラペレットをTE111衝γαに再懸濁し
、同1 ノ0.2M Na2f:03(pH10,9)
、0.17M NaCl、及び、OmM EDTAでア
ルカリ抽出する。室温でがきませを続けながら抽出を6
0分行なう。幼虫内に閉じ込められアルカリで解放され
たウィルス(larvanccl+n1erl  vi
rus  alkali  lil+erat、ed、
LOVAl、)は、20−901庶糖て100,000
 xg、60分の遠心分離によって単離される。これら
は−重、二重、又は多重に埋め込まれたウィリオン(v
irions)である。バントはすべて回収し、TE緩
衝液で希釈し、100,000Xgで60分の遠心分離
にかける。生ずるペレットを、1.0 mM PMSF
含有のTE緩衝潰に再懸濁する。
5eNPV及びHzNPV LOVALフラクションの
ポリペプチド成分は、レムリの方法[レムリ・ニー・ケ
イ(Laemmli、 U、に、)(1970年)Na
ture(ロンドン)227巻680−flF15頁]
で、ドデシル硫酸ナトリウム<SOS>の存在下にポリ
アクリルアミドゲル電気泳動によって分析した。相対的
電気泳動移動度がら決定される分子型を第5表に示す。
上の手111aに従って、l−1zNr’v及び5eN
PV IIIVAl’N剤について、それぞれ13及び
14ポリペプチドが確認された。
これらの製剤の生物検定は、ヘリオナス。ジー幼虫への
5eNPνLOVAI、の最少限の感染力を示した。
逆も真であることがわかった。スボトブテラ・エクシグ
アへのH2NPV Ll’1VA1.の感染力は限定さ
れていた。
実施例9 ハイブリッドウィルスの構築バクロウィルス
の毒性/特異性は、ウイリオンエンベローブ中の融合j
q酸成分よって付与される。
再合体センダイウイルスエンヘローブによってエプスタ
イン:バーウィルスの目標認識を変更するための既知手
法[シャピロ・アイ・エム(Shapiro。
、M、)ら、(1980年)Proc、  Na11.
  Acad、  Sci、  USA77巻5453
−5457頁:オルスキφデイ−・ジエイ(V。
sky、  n、J、)ら、(+97!1年)Proc
、  tlatl、  Acad、  Sci。
11sA 76巻5440−5444頁]を用いて、我
々はS e N P V LOVAl、からの可溶化エ
ンヘローブタンパクをH2NPVと再合体させることに
より、ハイブリッドウィルスを構築した。手順は、1.
0 mM EIITAを含有する40mM ) ’、)
 ス−7セテ−ト(pH8,0)(TAE緩衝i& )
 ニLOVA14フラクシヨンを懸濁させることを含む
。この懸濁γ音をオクチルクルコシト(1:2 v/v
)と一緒に、絶えずかきまぜながら、37℃で4時間培
養した。
不溶性ダンバクをIn(1,000xy、で60分の遠
心分離によって除去した。可溶化ウィルスタンパクを含
有する上澄みzαを精製H2NPV 1llVAL(I
 : I w/w)と一緒にした。TAE緩衝液を3回
代えて4℃、24時間の透析によって洗剤を除去した。
ハイブリッドウィルスは、101庶糖クツシヨンを通し
て、100,000 xgでHD分の遠心分離によって
単離された。
次に生ずるハイブリッドウィルスを使用して、スボトブ
テラ・エクシグア及びヘリトチス・ジー双方の幼虫に感
染させた。この研究の結果を第6表に示す。これらのデ
ータは、ハイブリッドSe”HzNPVにはtl 2 
N P Vのもっていないスボトブテラ・エクシグアに
対する活性があることを示している。
とのポリペプチドに毒性を付与する原因があるかを決定
するため、5eNPν+、+IVA1.のオクチルグル
コシド抽出T夜に1251で放射性標識を付け、未標識
H7NPV LOVALと一緒にした。オクチルグルコ
シド抽出11seNpνのS[1S−PAGEのオート
ラジオグラムは・可溶性フラクション中に存在する三つ
のポリペプチドを示した。ハイブリッドウィルスの同様
な分析は、三つの5 eN P Vタンパク全部がH2
NPVハイブリッドと関連していることを示した。71
L気泳動の移動度で決定されたこれらのポリペプチドの
相対的分子量を第7表に示す。
我々はハイブリッドウィルスの構築に続いて、NPVホ
スト範囲の変更を例証した。オクチルグルコシド抽出液
中に含まれるタンパクの一つがスボドブテラ・エクシグ
アに対する毒性をHz N P Vに付与しているもの
と、我々は結論している。このように、エンヘローブタ
ンパクの再合体を通して、一つの閉じ込められたNPV
から池のNPVへと毒性を付与できることを我々は例証
した。
実施例10 B、チューリンゲンシス認識タンパクと 
    取替えるためにNPV融合原タンパクを   
  使用してのハイブリッド毒素の構築ハイブリッドウ
ィルスの構築は、NPVエンヘローブ中のダンバクが毒
性変更の原因であることを例証している。我々はこの認
識に関わる三つの想定タンパクを確認し、観察される毒
性変更に必要な認識イベントへの個々の寄与を決定する
ため、これらをv4製した。この決定は、上記のように
、オクチルグルコシドフラクションから単離される3M
製タンパクとHzNPVにより三つの異なるハイブリッ
ドウィルスを構築することによって達成できろ。どのハ
イブリッドウィルスが毒性を付与するかを決定するため
、これらを個々に生物検定した。こうして確認される認
識原因タンパクを精製し、逆相HPLCて精製されたタ
ンパクのトリプシン断片からアミノ酸配列を決定した。
アミノ酸配列を用いてオリゴヌクレオチド・プローブを
構築でき、次にこれを用いて、標準的な分子遺伝学手法
により、ウィルスDNAについて作成される遺伝子ライ
ブラリーから、認識融合原をコードした遺伝子を確認、
単離できろ。次に確認単離されたll5Aは、タンパク
をコードする解放読取り枠を定義するために配列決定さ
れる。認識融合原をコードしたDNAは、既述の手法を
用いて、B、チューリンゲンシス認識配列の代わりに、
ハイブリッド毒素構造体へクローン化できる。
この技術で周知のように、タンパクのアミノ酸配列は、
DNAの又クレオチド配列によって決定される。遺伝暗
号の主動性のため、すなわちタンパクをつくるのに使用
されろアミノ酸のほとんどに対して一つ以上の暗号化ヌ
クレオチドトリブレット酸に対して異なるヌクレオチド
配列がコードできる。二のだぬ、遺骸暗号を次のように
描くことができる。
フェニルアラニン(Phe)   TTにロイシン(1
.eu)        XTYイソロイシン(Ile
)     47Mメチオニン(ト1e會.)    
   ATGバリン(Vat)         GT
セリン(Ser)         QRSプロリン(
Pro)        CCLスレオニン( T h
 r )      A C Lアラニン(Ala) 
       GCLチロシン(Tyr)      
 TAKヒスチジン(His)      CAにグル
タミン(Gln)       CAJアスパラキン(
ASn)      AAKリジン(LyS)    
     AAjアスパラギン酸(Asp)    G
Aにグルタミン#(Glu)      GAJシステ
ィン(Cys)      TGにトリプトファン(T
rp)     TGGアルギニン(Arg)    
  WGZグリシン(Gly)        t’;
at。
終結信号         T A 、1解読法:各三
文字のデオキシヌクレオチドの三つ組は、左側に5′末
端、右側に3゛末端をもつ伝令RNAのトリヌクレオチ
ドに対応する。本明細書に記載のDNAはすべて、ウラ
シルにはチミンを置き換えた、mRNAの配列に対応す
る配列のDNA鎖のものである。文字はデオキシヌクレ
オチド配列を形成するプリン又はピリミジン塩基を示す
A=アデニン Gニゲアニン C=シトシン T:チミン YがAまたは(jの場合は、X=T又はC6YがCまた
はTの場合は、×=C1 Xがイ〕の場合は、Y=A、 Gl (’:叉はT。
XがTの場合は、Y=A又はG。
2が八又はGの場合は、W=C叉はA。
2がC又はTの場合は、−:C1 −がCの場合は、Z:A、 G、 C叉はT。
−がAの場合は、Z=A又はG。
Sが八、G、(又はTの場合は、QR=TC、叉はその
代わりにSがT又はCの場合は、 QR=AG。
、1=八又は(; に=T又はC 、=A、  T、  C又はG。
M=A、  C又はT。
上記は、8 、 t、 、毒素の新規なアミノ酸配列が
、このタンパクの同じアミノ酸配列をコードした同等な
ヌクレオチド配列によってv4!!できることを示す。
従って、本発明はこのような同等なヌクレオチド配列を
包含する。史に、アミノ酸配列の変更がタンパクの二次
構造を変更しないならば、確認された構造及び機能のタ
ンパクが、このような変更によって構築できることが示
された[カイザー・イー・ティー(Kaiser、 E
、T、)及びケズディ・エフ・ジエイ(Kezdy、 
F、j、)(1984年)Science 223巻2
49−255頁]。このように、本発明はタンパクの二
次構造を変更しないような本明細書に記載のアミノ酸配
列の変異体、又は構造が変更される場合、生物活性があ
る程度保持されるような変異体を包含する。
ハイブリッド毒素の生化学的分析 に使用される材料及び方法 〔(オ 料 〕 コリストニューラ・フミフエラナ(Choriston
eura fun+1ferana)から誘導されるC
F−1細胞系統を、カナダ森林研究所[ニス・ソーヒ(
S、 5ohi)Ill±、カナダ、オンタリオ州マリ
−ソールト・ストリート]から得た。切断ジフテリア毒
素をカルバイオケム(カリフォルニア州すンディエゴ)
から購入し、同位元素(14C−ロイシン及び1’C−
NAD)のそれぞれ308及び600 mCi/mmo
lの特定活性のものをデュボンハEN(マサチューセッ
ツ州ボストン)から購入した。HD−738,チューリ
ンゲンシス毒素結晶をNaBr勾配遠心分離によって単
離した。その池すべての薬品と試薬は、市販の最高純度
のものであった。
〔方法〕
細胞培養基 10χ牛脂児血清、2 mM L−グルタミン及び2.
7g/lトリプトースブロス粉末(D I FCO、ミ
シガン州デトロイト)を補充したブレース昆虫培地(G
IRCO、カリフォルニア州コンプトン)を入れた75
ci2のT−フラスコ中で、CF−IIN胞培養基保存
物を28℃に保持した。培養基を1:1の分割によって
毎日処理した。
放射性ヨウ素化 50 mM CAPS緩1i液(pHI+)中に溶解さ
れたHD−73結晶(l係g/ml)をトリプシン(0
,1+I1g/ml)で消化させて、■)−73の64
 krlの有毒成分をつくった。振どう浴で37 ’C
13時間の消化を行ない、続いて20 mMグリシン−
トリス緩衝液(p)l Fl、5)に対して透析した。
毒素10071g、クロラミン−T 50J1g、 N
a12J 1mC1、及び十分量の100 mM Na
Pi緩衝液(pH7,0)からなる反応混合物中で欣I
」性ヨウ素化を行なうと、最終容@1.omlを得た。
混合物を4℃で5分反応さぜ、未結合の1251を除く
ために遠心分離濾過(セントリコン、アミコン社製、マ
サチューセッツ州ダンバーズ)にかけた。
臭化シアン消化 HD−73のF!4 kd毒素7Il1gに81(X蟻
酸81と(NRr212mgを添加した。混合物を暗黒
中4℃で24時間反応させ、次に20m門グリシンート
リス緩衝潰(pH8,6)2す・ソトルずつを5回取り
替えて透析した。
結合検定 CF−1胞を遠心分離によって取り入れ、I mg/m
の牛血清アルブミンを含有するタイロード液(gm/1
でNaC1,7,0: CaC1p、2H20,0,2
; NaH2PO4,0,2: KCl、 0.2: 
MgCl2.61120.0.1; HEPES、 4
.8;グルコース、8.0: pHfl、3)に2.9
4 X 105/mlの濃度で再懸濁させた。結合検定
には、細胞懸濁液4507zを未標識毒素又はCNRr
消化物50’7zlと一緒に25℃で20分培養し、次
にヨウ素化毒素25711と一緒に更に20分培養した
。次に細胞を回収し、ホワットマンGFハフイルターデ
ィスクでの真空濾過によって洗浄しく50 mM CA
PS緩Ii液3x5 ml、pHII)、細胞に結合し
た放射能を液体シンチレーションで定量した。対照の結
合は上記のように決定したが、競合リガントの不在下に
行な、つた。フィルターディスクへの背景の結合は、細
胞の不在下に行なった培養から決定された。
1’:F−2リボシル化検定 伸張因子2(EF−2)を凍麦胚芽から抽出し、既述[
レボツキ・エイ・ビー(LeHocki、 A、R,)
(1979年)Met、hods Enzymol、 
50巻703−712頁]のとおり、部分的に精製した
。!4C−NA11を脱イオン水で240 mc/mm
o lの特定活性まで希釈した。リボシル化検定は、E
F−2(0,8mg)170Iz I、ハイブリッド毒
素又はジフテリア毒素(対照)207zl、及び14C
−NAD 10ノlを含有する200111の罎終容量
で行なった。毒素及びEF−2を37(〕で20分IP
i黄し、続いて+4(ニーNADを加え、再び37℃で
30分の培養を行なった。水冷5%)ノクロロ酢#(T
CA)3 owlの添加で反応を停止させ、沈殿するタ
ンパクをGFハフイルターディスクでの真空濾過によっ
て集め、液体シンチレーションで計測した。
CF−1111での14(−ロイシンのタンパクへの取
込み培養は典型的には、5xlO’/mlの濃度で細胞
培地に懸濁されたCF−1細胞450μIと、ハイブリ
ッド毒素、ジフテリア毒素、■)−73又は適当な対照
緩衝液507+lを含有する500μmの容量で実施さ
れた。
種々の間隔でl007Llの7リコードを取り出し、1
4C−ロイシン10711と共に30分培養した。細胞
を遠心分離によってベレット化し、上澄み液を捨てた。
!I胞ペレットを0.IN KO)I 200μmの添
加によって可溶化し、タンパクを水冷20XTCA20
07Llの添加によって沈殿させた。氷上で15分後、
TCA沈穀物をホワットマンGF/Bディスク(ホワッ
トマン・ラボラトリ−・プロダクツ社、ニューシャーシ
ー州りリフトン)での真空濾過によって集め、冷たい1
0%TCA 3 mlで2回洗った。フィルターディス
クについて、既述のとおり放射能の計測を行なった。
放射性ヨウ素化HD−73のSI’1S−PAGEゲル
から展開されたオートラジオグラムは、トリプシン消化
によってつくられる64 kdの活性毒素タンパクの標
識付けを例証した。標識付きタンパクの特異活性は3x
1016cpm/molと推定された。第2図は、35
71g/lのIC5゜によろCF−1細胞への結合のた
めに、未標識HD−73が標識付き毒素と競合すること
を示している。史に、放射性標識1:1き毒素の結合は
急速に(<5分)平衡化し、t’* 浄手111aによ
って逆転されなかった。飽和研究は細胞当たり>lXl
06結合位置の推定値を与えた。これらの知見は、培養
基中でHD−73の放射性標識付きの64に+Lトリプ
シン消化ペプチドのCF−1昆虫細胞への特異的結合を
例証している。
64 krl成分は従って、ハイブリッド毒素構造体の
結合位置認識部分に対する有効な候補と考えられる。
更に64 kd毒素の結合位置認識領域を脱線状化する
ために、CN Rrでの消化を行なって、分析用の小ペ
プチド類を生しさせた。+4 kdの切取り膜に通して
透析後、5O5−PA(:Eで立証されたとおり、18
及び19kdの分子量のペプチドが得られた。CF−1
細胞での結合実験は、このペプチド混合物がヨウ素化さ
れた64 kdの結合に対して部分的に競合することを
例証した(第3図)。従って、HD−73の結合領域は
、CN8rで生ずるこれらの2ペプチドの少なくとも一
つに1Ω置づけられるμ込みである。
第4図は、小麦旺芽EF−2のジフテリア毒素で刺激さ
れたA II P−リボシル(hの濃度依存性を示す。
半晟大リボシル化は0.8 ng/rR1のジフテリア
毒素濃度で得られた。ジフテリア毒素飽和濃度でのAI
IP−ノボシル化のfv度は、我々の手で極めて再現性
があり、従ってハイブリッド毒素で触媒されたリボシル
化の定#を指数として使用した。第5図はこのような測
定結果を与えるもので、4分のl長及び2分の1長のハ
イブリッド毒素がジフテリア毒素より5.000分の1
の効力ではあるが、リボシル化能力に関してほぼ同等で
あることを示す。しかし、ハイブリッド毒素製剤の相対
的純度の不確実性のため、後者の比較が近似的なものと
なり、低めの効力予測値となっているのはほぼ確実であ
る。
第6図は、放射性標識付きロイシンのCF−1細胞タン
パクへの取込みに対するHD−73毒素の阻止効果を例
証している。半最大阻止は407zg/mlの)ID−
73J度で得られ、上に挙げた結合データとよく一致し
ている。HD −73の結合とタンパク合成の阻止との
間の補足的な一致が、阻+h効果の時間経過及び不可逆
性について確立されたう 4分の1長及び2分の1長ハイブリツト毒素と一緒にC
F−1細胞を培養すると、ダンバク合成の阻止が徐々に
進む結果となる(第7図)。24時間露出データから、
lID−73で確定された効力に対して、4分の1長ハ
イブリツト毒素では40倍の効力増加、及び2分の1長
では100培の効力増加が推定される。ハイブリッド毒
素で見られる長い時間経過と効力増加は、その作用機構
がHD−73のそれと異なることを示している。更に、
ジフテリア毒素は200μg/mlまでの濃度では、C
F−1細胞のタンパク合成を阻止しない。従って、ハイ
ブリッド毒素製剤で生しる阻止がジフテリアかR、t 
、の毒素領域に関連していることはありえない。もっと
も、ハイブリッド構造体のこれらの二部外が実験条件下
に解離するならば関連があるかもしれない。むしろ、こ
れらの知見は、無1瑳のハイブリッド毒素に独特な阻止
機構を実証しているものと、我々は結論している。
プラスミドの調製とホスト生物の形質転換に使用される
種々の方法はこの技術で周知である。これらの手順はす
べて、マニアチス・ティー(Maniatic. T、
)、フリフシ1’イー・エフ(Frtt、sch、 E
F、)及びサムブロック・ジエイ(SamhrooJ 
J、)(1982年)、「分子クローニング:実験マニ
ュアル」(コールl”−スプリング争ハーバー研究所、
ニューヨーク州)に記述されている。このように、微生
物細胞からDNAを抽出し、制限酵素での消化を行ない
、DNA断片を電気泳動にがけ、プラスミドのテーリン
グとアニーリングを行ない、DNAを挿入、再結合し、
細胞を形質転換し、プラスミドDNAを調製し、タンパ
クを電気泳動にかけ、rlNAの配列を決定するのは、
遺伝子工学の当業者の技術範囲にある。
本明細書で明らかにされている制限酵素は、ヘセスダ研
究所(メリーラント州ゲイサーズバーグ)及びニューイ
ングランド・バイオラブ(マサチューセッツ州ビバリー
)から購入できる。酵素は、供給側から提供されろ指示
に従って使用される。
pMYc26としても知られるプラスミドp26を含有
するホストの二次培養基は、現在、カリフォルニア州す
ンディエゴのマイコジエン・コーポレーション培養基保
存施設に寄託されている。これは合えば透明溶菌イソピ
クリン酸密度勾配手順等を使用して得ることができる。
37 CFRl、+4及び35 USCI22(7)下
で適格性を特許庁長官に認められた者は、本特許出願の
係属中に、培養基を人手できることを保証される条件で
本培4基が寄託された。
また、本米国出!I21i又はその子孫の対応特許出願
が提出されている国々の米国以外の外国特許法で要求さ
れろならば、寄託物は人手できる。しかし、寄託物が人
手できるからといって、行政行為によって付与された特
許権を損わしめて本発明の実施する権利を構成するもの
ではないことを理解すべきである。
史に、本培養基寄託物は、ブタベストta+生物寄託条
約の規定に従って保存され、一般の人々に人手可能とさ
れる。すなわち、寄託物の試料堤供に対する最も最近の
請求後少なくとも5年間、かつとんな場合も、寄託明日
から少なくとも30年間か、又は培養基を開示して発行
される特許の権利行使可能な間開中、これらの寄託物は
、生育可能で汚染されていない状態に1呆つために必要
なあらゆる配慮をもって保存される。要求を受けた受託
施設が、寄託物の状態のために試料を供給できない場合
には、寄託者は寄託物を補充する義務を認めるものであ
る。本培養基寄託物の一般への人手可能性に関するすべ
ての制限は、これらを開示した特許の付与に際して永久
に取り除かれる。
【図面の簡単な説明】
第1図はM R436コ一ト配列の部分制限酵素地図で
ある。 第2図はCF−1細胞へのHD −7:’l毒素の結合
を示すグラフである。 第3図はCF−1細胞への結合に対するCtlBrペプ
チドと放射性ヨウ素化旧)−73のとの競合を表す折れ
線グラフである。 第4図はEF−2のジフテリア毒素で触媒されたA O
P−リボシル化を表すグラフである。 第5図はEF−2のハイブリッド毒素で触媒されたリボ
シル化を表すグラフである。 第6図は)I D −73毒素によるCF−1細胞タン
パク合成の阻止を表すグラフである。 第7図はハイブリッド毒素によるC F −1細胞タン
パク合成の阻止を表す棒グラフである。 出願人 マイコゲン コーポレーション代理人 佐々井
 弥太部 (外1名) PvuxI Rsal acI au3AI au961 ciNX baX hol ×h口II mn1 1工 l  :S  エ 手 事件の表示 平成01年特許願第1071194号 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、細胞毒剤と、タンパクの害虫腸上皮細胞認識部分と
    を含めてなる、ハイブリッド殺虫剤タンパク毒素。 2、細胞毒剤がADP−リボシル化酵素である、特許請
    求の範囲第1項による毒素。 3、該ADP−リボシル化酵素がジフテリア毒素である
    、特許請求の範囲第2項による毒素。 4、該細胞毒剤がリシン、ジアンチン、サボリン、ゲロ
    ニン、トリチン、アブリン、及びモデシンからなる群か
    ら選ばれるリボソーム不活性化酵素である、特許請求の
    範囲第1項による毒素。 5、該細胞毒剤がオオムギ、ライ麦、トウモロコシ、及
    びワイルドビーンからなる群から選ばれる種子から得ら
    れるリボソーム不活性化酵素である、特許請求の範囲第
    1項による毒素。 6、使用のジフテリア毒素が、ジフテリア毒素のA断片
    に、真核生物認識領域を除くためにカルボキシル末端で
    切断されたジフテリア毒素のB断片を加えたものである
    、特許請求の範囲第3項による毒素。 7、該殺虫剤タンパク毒素がバシラス・チューリンゲン
    シスのタンパク毒素である、特許請求の範囲第1項によ
    る毒素。 8、該バシラス・チユーリンゲンシスタンパク毒素が、
    バシラス・チューリンゲンシス・バラエティ・カースタ
    キHD−73からの遺伝子断片で発現される、特許請求
    の範囲第7項による毒素。 9、該細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞認識部分と
    が、昆虫プロテアーゼ開裂に対する感受性を最少限に抑
    えるために、適当な長さとアミノ酸組成のペプチドリン
    カーによって一緒に連結される、特許請求の範囲第1項
    による毒素。 10、該ペプチドリンカーが4個以下のアミノ酸からな
    る、特許請求の範囲第9項による毒素。 11、該ペプチドリンカーがリジン残基を含有しない、
    特許請求の範囲第9項による毒素。 12、細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞認識部分を
    含めてなるDNA運搬ベクターで形質転換させた微生物
    と、不活性殺虫剤担体との組合わせを含めてなる微生物
    殺虫剤組成物。 13、該細胞毒剤がADP−リボシル化酵素である、特
    許請求の範囲第12項による殺虫剤組成物。 14、該ADP−リボシル化酵素がジフテリア毒素であ
    る、特許請求の範囲第13項による殺虫剤組成物。 15、該細胞毒剤がリシン(ricin)、ジアンチン
    (dianthin)、サポリン(saporin)、
    ゲロニン(gelonin)、トリチン(tritin
    )、アブリン(abrin)、及びモデシン(mode
    ccin)からなる群から選ばれるリボソーム不活性化
    酵素である、特許請求の範囲第12項による殺虫剤組成
    物。 16、該細胞毒剤がオオムギ、ライ麦、トウモロコシ、
    及びワイルドビーンからなる群から選ばれる種子から得
    られるリボソーム不活性化酵素である、特許請求の範囲
    第12項による殺虫剤組成物。 17、使用のジフテリア毒素が、ジフテリア毒素のA断
    片に、真核生物認識領域を除くためにカルボキシル末端
    で切断されたジフテリア毒素のB断片を加えたものであ
    る、特許請求の範囲第14項による殺虫剤組成物。 18、該殺虫剤タンパク毒素がバシラス・チューリンゲ
    ンシスのタンパク毒素である、特許請求の範囲第12項
    による殺虫剤組成物。 19、該バシラス・チューリンゲンシスタンパク毒素が
    、バシラス・チューリンゲンシス・バラエティ・カース
    タキHD−73からの遺伝子断片で発現される、特許請
    求の範囲第18項による殺虫剤組成物。 20、該細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞認識部分
    とが、昆虫プロテアーゼ開裂に対する感受性を最少限に
    抑えるために、適当な長さとアミノ酸組成のペプチドリ
    ンカーによって一緒に連結される、特許請求の範囲第1
    2項による殺虫剤組成物。 21、該ペプチドリンカーが4個以下のアミノ酸からな
    る、特許請求の範囲第20項による殺虫剤組成物。 22、該ペプチドリンカーがリジン残基を含有しない、
    特許請求の範囲第20項による殺虫剤組成物。 23、第3表に示すアミノ酸配列をもつた2分の1長の
    ハイブリッドB.t.毒素をコードしたDNA。 24、第4表に示すアミノ酸配列をもった4分の1長の
    ハイブリッドB.t.毒素をコードしたDNA。 25、第1表に示すヌクレオチド配列をもつた、特許請
    求の範囲第23項によるDNA。26、第2表に示すヌ
    クレオチド配列をもった、第24項によるDNA。 27、第3表に示すアミノ酸配列をもった鱗翅目昆虫に
    活性のある毒素、及びタンパクの二次構造が変更されて
    いないか、又は構造が変更されていても、生物活性があ
    る程度保持されるようなその毒素の変異体。 28、第4表に示すアミノ酸配列をもった鱗翅目昆虫に
    活性のある毒素、及びタンパクの二次構造を変更しない
    か、又は構造が変更される場合、生物活性がある程度保
    持されるような毒素変異体。 29、第3表に示すアミノ酸配列をコードしたヌクレオ
    チド配列の全部又は一部をもったDNAを含めてなる組
    換えDNA運搬ベクター。 30、第4表に示すアミノ酸配列をコードしたヌクレオ
    チド配列の全部又は一部をもったDNAを含めてなる組
    換えDNA運搬ベクター。 31、原核又は真核生物ホストへ運搬され、そこで複製
    される、特許請求の範囲第29項によるDNA運搬ベク
    ター。 32、原核又は真核生物ホストへ運搬され、そこで複製
    される、特許請求の範囲第30項によるDNA運搬ベク
    ター。 33、第3表に示すアミノ酸配列をもった2分の1長ハ
    イブリッドB.t.毒素を発現させるために形質転換さ
    れる細菌ホスト。 34、第4表に示すアミノ酸配列をもった4分の1長ハ
    イブリッドB.t.毒素を発現させるために形質転換さ
    れる細菌ホスト。 35、2分の1長ハイブリッドB.t毒素遺伝子が第3
    表に示すアミノ酸配列をもった2分の1長B.t.毒素
    をコードしている場合の、この遺伝子を含んだプラスミ
    ドベクダーで形質転換される、特許請求の範囲第33項
    によるシュードモナス・フルオレツセンス(Pseud
    omonas fluorescens)。 36、4分の1長ハイブリッドB.t.毒素遺伝子が第
    4表に示すアミノ酸配列をもつた4分の1長B.t.毒
    素をコードしている場合の、この遺伝子を含んだプラス
    ミドベクダーで形質転換される、特許請求の範囲第34
    項によるシュードモナス・フルオレッセンス。 37、シュードモナス(Pseudomonas)、ア
    ゾトバクター(Azotohacter)、エルウィニ
    ア(Erwinia)、セラティア(Serratia
    )、クレブシェラ(Klebsiel−la)、リゾビ
    ウム(Rhizobium)、ロードシュードモナス(
    Rhodopseudomonas)、メチロフィリウ
    ス(Me−thylophilius)、アグロバクテ
    リウム(Agrobacte−rium)、アセトバク
    ター(Acetobacter)又はアルカリゲネス(
    Alcaligenes)の種である、特許請求の範囲
    第33項と第34項による微生物。 38、微生物が有色素で葉面接着性である、特許請求の
    範囲第37項による微生物。 39、特許請求の範囲第37項による微生物を鱗翅目昆
    虫に、又は該昆虫の環境に投与することを含めてなる、
    鱗翅目昆虫類の防除法。 40、投与が根の周辺に対してである、特許請求の範囲
    第39項による方法。 41、投与が葉面に対してである、特許請求の範囲第4
    0項による方法。 42、投与が水に対してである、特許請求の範囲第39
    項による方法。 43、目標害虫環境に施用されると持続的な殺虫活性を
    もった、実質的に無傷の処理細胞を含有する殺虫剤を含
    めてなる殺虫剤組成物であって、該殺虫剤が鱗翅目昆虫
    に有毒なポリペプチドで、細胞内にあり、第3表又は第
    4表に示すアミノ酸配列をもったハイブリッドB.t.
    毒素を発現できる形質転換された微生物の発現の結果と
    してつくられる場合の殺虫剤組成物。 44、環境中で殺虫活性を持続させるために処理細胞が
    化学的又は物理的手段によって処理される、特許請求の
    範囲第43項による殺虫剤組成物。 45、細胞が原核生物又は低級真核生物である、特許請
    求の範囲第44項による殺虫剤組成物。 46、原核生物細胞が腸内細菌科(Enterobac
    −teriaceae)、バシラス科(Bacilla
    ceae)、リゾビウム科(Rhizobiaceae
    )、らせん科(Spirillaceae)、乳酸杆菌
    科(Lactobacillaceae)、シュードモ
    ナス科(Pseudomonadaceae)、アゾト
    バクター科(Azo−tobacteraceae)及
    びニトロバクター科(Nitrobac−terace
    ae)からなる群から選ばれる、特許請求の範囲第45
    項による殺虫剤組成物。 47、低級真核生物細胞が藻菌類(Phycomyce
    −tes)、子のう菌類(Ascomycetes)、
    及び担子菌類(Basidiomycetes)からな
    る群から選ばれる、特許請求の範囲第45項による殺虫
    剤組成物。 48、細胞が有色素細菌、酵母又はカビである、特許請
    求の範囲第43項による殺虫剤組成物。 49、第3表又は第4表に示すアミノ酸配列のポリペプ
    チド毒素をコードした、鱗翅目昆虫に有毒なバシラス・
    チューリンゲンシス毒素遺伝子の発現結果である細胞内
    毒素を含有する処理された実質的に無傷の単細胞微生物
    であって、該細胞を目標昆虫環境に施用する時に殺虫活
    性を持続させるような条件下に細胞が処理される場合の
    微生物。 50、環境中で殺虫活性を持続させるために細胞が化学
    的又は物理的手段によって処理される、特許請求の範囲
    第49項による細胞。 51、微生物がシュードモナスであり、毒素が第3表又
    は第4表に示すアミノ酸配列をもったB.t.毒素であ
    る、特許請求の範囲49項による細胞。 52、細胞がヨウ素で処理される、特許請求の範囲第5
    1項によるシュードモナス細胞。53、シュードモナス
    ・フルオレッセンスである、特許請求の範囲第49項に
    よる細胞。54、細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞
    認識部分とを含めてなるDNA運搬ベクターで微生物を
    形質転換させ、この微生物を昆虫に、又は該昆虫環境に
    投与することを含めてなる昆虫防除法。 55、該昆虫が鱗翅目、鞘翅目、双翅目、半翅目、革翅
    目、及び直翅目からなる群から選ばれる目に属している
    、特許請求の範囲第54項による方法。 56、該昆虫がクモ形類(arachnids)である
    、特許請求の範囲第54項による方法。 57、該昆虫が腹足類(gastropods)である
    、特許請求の範囲第54項による方法。 58、該昆虫がぜん虫(worms)である、特許請求
    の範囲第54項による方法。 59、該ぜん虫類が線虫類(nematodes)であ
    る、特許請求の範囲第58項による方法。 60、該ぜん虫類が扁形動物である、特許請求の範囲第
    58項による方法。 61、該細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞認識部分
    とが、昆虫プロテアーゼ開裂に対する感受性を最少限に
    抑えるために、適当な長さとアミノ酸組成のペプチドリ
    ンカーによって一緒に連結される、特許請求の範囲第5
    4項による方法。 62、該ペプチドリンカーが4個以下のアミノ酸からな
    る、特許請求の範囲第61項による方法。 63、該ペプチドリンカーがリジン残基を含有しない、
    特許請求の範囲第61項による方法。 64、該細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞認識部分
    とを含めてなるハイブリッド殺虫剤タンパク毒素をコー
    ドした遺伝子を、植物へ挿入することを含めてなる、植
    物上の昆虫の防除法。 65、細胞毒剤がADP−リボシル化酵素である、特許
    請求の範囲第64項による方法。66、該ADP−リボ
    シル化酵素がジフテリア毒素である、特許請求の範囲第
    65項による方法。 67、該細胞毒剤がリシン、ジアンチン、サボリン、ゲ
    ロニン、トリチン、アプリン、及びモデシンからなる群
    から選ばれるリボソーム不活性化酵素である、特許請求
    の範囲第64項による方法。 68、該細胞毒剤がオオムギ、ライ麦、トウモロコシ、
    及びワイルドビーンからなる群から選ばれる種子から得
    られるリボソーム不活性化酵素である、特許請求の範囲
    第64項による方法。 69、使用のジフテリア毒素が、ジフテリア毒素のA断
    片に、真核生物認識領域を除くためにカルボキシル末端
    で切断されたジフテリア毒素のB断片を加えたものであ
    る、特許請求の範囲第66項による方法。 70、該殺虫剤タンパク毒素がバシラス・チューリンゲ
    ンシスのタンパク毒素である、特許請求の範囲第64項
    による方法。 71、該細胞毒剤とタンパクの害虫腸上皮細胞認識部分
    とが、昆虫プロテアーゼ開裂に対する感受性を最少限に
    抑えるために、適当な長さとアミノ酸組成のペプチドリ
    ンカーによって一緒に連結される、特許請求の範囲第6
    4項による方法。 72、該ペプチドリンカーが4個以下のアミノ酸からな
    る、特許請求の範囲第71項による方法。 73、該ペプチドリンカーがリジン残基を含有しない、
    特許請求の範囲第71項による方法。 74、ウィルス類SeNPVLOVAL及びHzNPV
    のエンベロープ部分を含めてなる、ウィルスHzNPV
    のハイブリッドウィルス。 75、変更されたNPV昆虫ホスト範囲をもつハイブリ
    ッドウィルスをつくるために、可溶化エンベロープタン
    パクを一つの閉じ込められたNPVから別のNPVへ再
    合体させることを含めてなる、NPV昆虫ホスト範囲を
    変更する方法。 76、ウィルス類SeNPVLOVAL及びHzNPV
    のエンベロープ部分を含めてなるハイブリッドウィルス
    を、スポドプテラ・エクシグア(Spodoptera
    exi−gua)及び/又はヘリオチス・ジー(Hel
    iothiszea)の幼虫に、又は該幼虫の環境に投
    与することを含めてなる、該幼虫の防除法。 77、タンパクの該害虫腸上皮細胞認識部分がNPV融
    合原タンパクである、特許請求の範囲第1項による毒素
    。 78、該NPV融合原タンパクが、昆虫プロテアーゼ開
    裂に対する感受性を最少限に抑えるために、適当な長さ
    とアミノ酸組成のペプチドリンカーによって細胞毒剤に
    連結される、特許請求の範囲第77項による毒素。 79、該ペプチドリンカーが4個以下のアミノ酸からな
    る、特許請求の範囲第78項による毒素。 80、該ペプチドリンカーがリジン残基を含有しない、
    特許請求の範囲第78項による毒素。
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