JPH04501506A - 百日咳菌の糸状血球凝集素 - Google Patents
百日咳菌の糸状血球凝集素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】
百日咳菌の糸状血球凝集素
゛ に・するクロス・リファレンス
この出願は、1988年10月27日出願の第263,648号の一部継続出願
であり、その出願は参考として本明細書中に組み込まれる。
庄−醤
鼓」す辷狂
本発明は、百日咳菌(旦、截ハ非1的)の糸状血球凝集素をコードする遺伝子、
タンパク質生産物、並びに遺伝子操作技術によりワクチンを開発するための該遺
伝子および該生産物の利用に関する。
宵−景
百日咳菌[ボルデテラ・パータラシス(Bordetella HL康一旦鎚)
]は、ヒトにおいてのみ見つかる小さいグラム陰性杆菌である。それは百日咳と
しても知られる小児病の病因物質である。感染しやすい個体では、病気が深刻な
発作性期にまで進行し得る。激烈で且つ発作的な咳が発生し、患者は咳の発作に
伴って低酸素および痙彎から二次障害を受ける。二次感染、脳障害および死が起
こり得る。この病気の発作性期における苛酷な作用に関連づけられている別の分
子成分は百日咳毒素(PTX)である。PTXは、リンパ球増加促進因子、ヒス
タミン感作因子および島活性化タンパク質といった様々な名称のもとで報告され
ている。
別のタンパク質系状血球凝集素(FHA)は、トランス作用性犯り座の調節下で
百日咳菌(B、 凹j!玉国)により発現される表面関連タンパク質である。F
HAは不十分に特徴づけられているが、ヒト感染の過程において主な粘着および
免疫優性抗原として作用すると考えられる。このタンパク質は、ドデシル硫酸ナ
トリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動において約60〜220kDa (
キロダルトン)に及ぶポリペプチド種の不均質集団として現われる。一般に検出
される小さいタンパク質ゲルバンドのほとんどは、優性の220kDa種の分解
産物であると思われる。このタンパク質の電子顕微鏡検査は、直径2 na+
X 40−100n−を有する糸状構造を明らかにする。
FHAは、細菌−真核細胞の粘着相互作用を媒介する最も重要な因子の1つであ
ると提唱されている。更に、FHAは臨床的疾患後のヒトにおける免疫応答を刺
激し、そして免疫処置されたマウスのエーロゾルチャレンジを使用するモデル系
において免疫保護抗原として作用する。単独で使用するとPTXよりも効果的で
ないが、FTHとPTXは一緒になって相乗的な免疫保護作用を表わす。
聚迷又猷
百日咳菌(旦、L浪男1国)の血球凝集素タンパク質の記載は、Irons ら
、J、Gen、Mfcrobiol、(1983)129:2769−2778
:Araiおよび5ato、 Bioehem、Bio h s、Acta(1
976)444ニア65−782;並びにZhangら、Infect、 Im
mun、(1985)48:422−427中に見つけることができる。生理学
的性質は、Tuomanenおよび−eiss、J、Infect、Dts、
(i985) 152: 118−125;Leninら、FEM針Micro
bio1.Lett。
(1986)37:89−94;Urisuら、Infect、 I++uau
n、(1986)52:695−701HReddら、J、Cl1n、Micr
obiol、 (1988)26:1373−1377;Oda ら、ムImm
un、 (1983)40:523−528;5atoおよび5ato、同文献
(19B4)46:415−421;並びにAd Hoc Group for
the 5tudy of PertussisVaccines、Lanc
et 1(1988)955−960により記載されている。
糸状血球凝集素構造遺伝子またはその断片のクローニングFEMS Micro
biol、Lett、(1986)36:73−77並びに5tibitz ら
、ムBacteriol 、 (1988) 170:2904−2913によ
り報告されている。
糸状血球凝集素の化学分析は、Sa toら、Infect、 Immun。
(1983)41:313−320により報告されている。
主班公要り
百日咳菌(B、 匹Bμm匡)fhaB遺伝子の少な(とも一部分をコードする
DNA配列、そのような配列を含む遺伝子操作された生成物、およびそのような
遺伝子操作配列を含有する細胞が、百日咳の診断、予防および治療のために提供
される。
の し の量己
本発明は、百日咳菌(B、 Lチμ+ S t s )の糸状血球凝集素タンパ
ク質に関連するヌクレオチド配列並びに百日咳の診断、予防および治療における
それらの利用に関する。転写解読枠は、実験の部に記載される配列のように約1
0kbp(詳しくは約10789 bp)である。それは230kDaのN先端
断片を含んで成る約368 kDa(約3597アミノ酸)のタンパク質をコー
ドし、前記N先端断片は、高アルギニンペプチド配列RRARRO所でのタンパ
ク質分解により、それぞれN末端断片とC末端断片である約98kDaと約14
0kDaの2つのポリペプチド断片に分割される。この高アルギニン配列はタン
パク質分解の開裂部位として働くことができる。ポリペプチド全体は塩基性であ
り、比較的高い電荷密度、9.65のpK+および+19の実効電荷を有する。
アラニンとグリシンは全残基の27%を占め、3%のみが上流に存在する。最後
の350アミノ酸はプロリンに富む(17%)高塩基性領域(電荷+32 ;
I)L 11.3)を提供する。アミノ酸1097位(左側のEc、o R1部
位から253bpのところの翻訳開始点により定義される)および2599位は
トリペプチド配列RGDである。この配列は、フィブロネクチンや他の真核生物
細胞外基質タンパク質と成る種の真核細胞レセプター、特に哺乳動物細胞レセプ
ターとの相互作用のための「細胞認識部位」として知られており、FHAにより
媒介される細菌粘着と同様な形式で機能することができる。
該遺伝子はvir座の近くに位置すると思われる。転写によVυBから約2−5
kb下流に位置し、その後方に同じく調節遺伝子であると思われる遺伝子fha
CがUυAの下流方向に位置する。ORFの始まりは、bng遺伝子垣IAの最
初から約430 bp離れている。該遺伝子はpDR+ EcoRI部位の左か
ら253位で始まり、そしてTAGコドンを有する11041位で終わる。
fhaB遺伝子は、高GC含量、即ち約67.5%を有することにより特徴づけ
られる。加えて、ヌクレオチド1468からヌクレオチド1746までの領域中
にパターンABABAの一連の縦列方向のヌクレオチド繰返しがあり、実験の部
において報告する配列のGがヌクレオチド1である。稀なもう1つの繰返しくP
K)sが残基3477で始まる。3319位の配列VEVVPRKVETが33
50位のところで繰り返される。転写開始はORFの70−75bp上流で起こ
ると思われる。
少なくとも約15bp、より普通には少な(とも約50bp、通常は約100b
pの転写解読枠の断片は、様々な方法において用途を見出すことができる。その
ような断片は、診断目的で、百日咳菌(B、 L屡四4順)の存在を検出するた
めにDNAまたはRNAにハイブリダイズさせる際のプローブとして等に用いる
ことができる。サザン、ノーザン、ドツトプロットまたは他の技術を使用するこ
とができる。該断片は少なくとも約9アミノ酸(27bp) 、通常は少なくと
も約12アミノ酸のペプチドをコードするのに用いられるだろう。
該断片は、アンチセンス方向においてfhaB遺伝子の発現産物の量の調節が重
要となり得る場合にそのような調節を行うために用いることができる。生物の表
面上の糸状血球凝集素の存在を減少させることにより、該生物の感染力を調節お
よび/または弱化せしめることができる。
fhaB遺伝子の着目の断片は、98kDaタンパク質および230kDaタン
パク質の発現に関係がある断片を包含する。本出願において提供される配列に示
されるようなナンバリングを使うと、98kDaタンパク質の断片はヌクレオチ
ド3402と3502の間、通常は3451と3474の間で終わるだろう、
230kDaタンパク質は前記範囲内において始まり、そして約ヌクレオチド9
624で終わる。標準法を使って百日咳菌(旦、朋戸凹園国)の液体培養−F清
からFHAが初めから単離されそして精製される時、5DS−PAGE上に23
0.140.1.25および98k[laのポリペプチド種を有する3〜4本の
バンドがしばしば観察される。貯蔵期間の増加と共に75kDaと58kDaの
新規種が現われ、同時に230kDaのバンドが薄れそして125kDaと98
kDaのバンドが強まる。
140および125kDa断片については同じN末端配列が観察される: A−
L−R−Q−D−F−F−T−P−G−S−V−V−V−R−A−Q−G−N
、 コ(7)ペプチドは、提唱されるタンパク質分解開裂部位R−R−A−R−
Rのすぐ下流の1074位で始まりそして1131位で終わる配列によりコード
される。更に着目されるのは繰返し配列であり、該配列は少なくとも2回の繰返
し、好ましくは3回の繰返しを有し、そして該断片は転写解読枠の少なくとも約
60ヌクレオチド、より普通には約100ヌクレオチドであり、そして278ヌ
クレオチドまたはそれより多く、通常は約300ヌクレオチドを超えないであろ
う。該断片は繰返し領域全体を包含する。繰返しは完全な相同性を有さないが高
い保存率を示す。
着目の領域は、アミノ酸配列1211〜1216(E−A−R−に−D−E)、
1876〜1881 (R−に−D−ε−H−R)および3075〜3080(
S−に−Q−D−E−R)、並びにいずれかの方向において100までのアミノ
酸、好ましくは50までのアミノ酸に及ぶが特に上述の配列の少なくとも3アミ
ノ酸を包含する隣接アミノ酸配列をコードするものであろう。着目のDNA配列
としては、3490−3590 、3840−3940 、5840−5940
、9440−9540の断片、並びにそれらの少なくとも15bp、より普通
には少なくとも25bpの断片が挙げられる。約5625〜5780の断片は着
目の特徴を全く有しないと思われるので、上記の断片のうちの1つに連結しない
限り除外されるであろう。
百日咳菌(旦、Ll某咀江)FI(Aタンパク質に対して調製された抗血清は、
パラ百日咳菌(旦、ara ertussis)および気管支敗血症菌(B、
虹並的亘並旦9)のポリペプチド種と交差反応する。領域2836−3786n
t、 5212−7294ntおよび6393−8080n tの発現産物に結
合する抗血清はバラ百日咳菌りy1四−rtussis)のペプチドに結合した
が、最初の2つの抗血清のみが気管支敗血症菌(brochtse tica)
のペプチドに結合した。
問題のタンパク質またはそれのいずれかの部分は、任意の便利な宿主、好ましく
は原核生物宿主において調製することができる。発現構成物を用いて適当な宿主
を形質転換せしめることにより、宿主は着目のポリペプチドを発現するであろう
。次いでこのペプチドを単離するか、または適当な時には問題のタンパク質また
はその部分を含む宿主を単離し、そしてワクチンとして使用することができる。
発現構成物またはカセットは、転写開始領域、発現させようとするポリペプチド
の構造遺伝子、および転写終結領域を使用するだろう、転写開始領域はRNAポ
リメラーゼ結合部位のみを含んでもよく、あるいは問題のタンパク質もしくはそ
の部分の増加された発現または問題のタンパク質もしくはその部分の誘導発現に
備えてエンハンサ−またはオペレーターを含んでもよい。
1または複数の原核生物宿主中で活性である多数の転写開始領域、例えばラムダ
左または右プロモーター、里プロモーター、抛プロモーター、里プロモーター、
■プロモーター、メタロチオネインプロモーター等が知られている。天然のプロ
モーターも使用することができる。特定のプロモーターは、宿主細胞系の選択に
応じて効率的な発現に備えるように選択されるだろう。
大部分は、糸状血球凝集素またはその部分の効率的な発現、発現生産物の完全性
、発現生産物の単離の容易さ、および成る状況では、ワクチンとして形質転換宿
主を使ってタンパク質を単離せずに宿主を利用できる能力に備えて、原核宿主細
胞系が使用されるだろう。問題のタンパク質またはその部分に対するだけでなく
他の病原体に対する免疫応答にも備えることができる種々の生物を使用すること
ができ、そのためワクチンは百日咳菌(B、 L環非咀圏)生物に対するだけで
なく他の病原体により引き起こされる病気に対しても免疫保護をもたらすだろう
。
使用することのできる種々の宿主生物としては、グラム陰性生物、例えば大腸菌
(E、 colt)、サルモネラ属(Salsonella)、エルジニア属(
Yersinia)、シュードモナス属(Pseudomonas)、ボルデテ
ラ属(Bordetella)、例えばアビウム(廊…)、気管支敗血症菌(敗
並並旦肛■組)、パラ百日咳菌(匹すym迫阻匡)および百日咳菌(Lぢ11匡
)が挙げられるが、最後の2つが特に好ましい。
前に指摘した問題のタンパク質の配列分析は、従来の大腸菌(E、 coli)
クローニング宿主のもの(約50%)よりも相当高いグアニン+シトシン含量を
示す。従って、大部分は、宿主はそのゲノムにおいて高いグアニン+シトシン含
量、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは65%を有するだろう。
しかしながら、GC優先を欠く生物において使用するために、グアニンとシトシ
ンの割合を減らすために合成部分を使用してもよい。
様々な宿主種において使用される様々な複製系が入手可能である。大部分は、ベ
クターは機能的な複製系だけでな(、問題の構造遺伝子またはその部分を含有す
る形質転換体を選択するためのマーカーを含むだろう。宿主中で安定であるマル
チコピー複製系を有することにより発現の効率を増大させるために、浴深性を伴
わずにベクターとして安定に維持されるプラスミドまたはウィルスのいずれかを
使用することが通常望ましいけれども、これは必要でない。従って、選択用のマ
ーカーと共に発現カセットを含んで成る裸のDNAを用いて形質転換を行うこと
ができ、ここで該マーカーは発現カセットに連結されていてもよく、または形質
転換媒体中に独立して存在してもよい。成る状況下では、発現宿主に適当な複製
系を有さないベクターが使用されるだろう。こうして、マーカーを含む細胞につ
いて選択することにより選択を実施し、組込みが起こったことを保証することが
できる。
種々様々なマーカーを使用することができ、マーカーとしては、抗生物質耐性、
重金属耐性、栄養素要求性宿主に原栄養性を付与すること、等が挙げられる。特
定のマーカーの選択は本発明にとって重要でないが、選択効率および問題のタン
パク質の生産効率のために選択されるだろう。
形質転換の形式および宿主に依存して、様々な他の機能的能力をベクター中に提
供することができる。例えば、ヘルパープラスミドと共同した接合を考慮して伝
達能力を提供することができ、この場合一度受容体宿主に伝達されれば、該ベク
ターはもはや他の宿主に伝達されない。例えば、特にP−1不和合性群からの小
配列を使用することができる。加えて、バタテリオファージλからのcos部位
を使用してもよい。
着目の他のマーカーとしては、抗生物質耐性株を感受性にする遺伝子を挙げるこ
とができる。
終結領域は本発明にとって重要でなく、任意の便利な終結領域を使用することが
できる。生来の終結領域を使用してもよ(、または転写開始領域または異なる領
域と通常関連がある終結領域を使用してもよい。実際に多数の転写終結領域が使
用されておりそして一般に入手可能であり、有利に利用できる。
任意の便利な方法により宿主を形質転換せしめることができる。裸のDNAを使
うことにより、リン酸カルシウム沈澱したDNAを形質転換に用いてもよい。あ
るいは、ヘルパープラスミドを使った接合を用いてもよく、この場合伝達遺伝子
はベクター中に提供される。成る場合には、バクテリオファージベクターを使用
することが望ましいかもしれない、この場合、宿主細胞は形質導入またはトラン
スフェクションされるだろう。問題の遺伝子またはその部分を含んで成る発現カ
セットを導入するための方法は本発明にとって重要でなく、様々な別のプロトコ
ルが文献中に広く例証されている。
−問題の遺伝子は種々の障害または変異を受けてもよい。例えば、ペプチダーゼ
開裂部位を除去するために配列RRAPRを置換、削除または変更してもよい。
こうしてタンパク質は1、−緒に融合された2つの潜在的断片を有する実質的に
完全状態のまま保持されるだろう。このタンパク質は広範な用途を見つけること
ができる。他の変異として、RRARR配列の下流にある配列のみを残すような
、該遺伝子の上流部分の除去を挙げることができ、この場合開始コドンが適当な
部位に導入され得る。更に、RGD領域の突然変異誘発は、真核生物標的細胞と
の相互作用の変更およびおそら(宿主免疫応答の変更を引き起こし得、この両方
が病気の治療または予防に有用であると判明するかもしれない。
突然変異は、試験管内突然変異誘発、プライマー修復、ポリメラーゼチェーン反
応、制限部位失火、挿入等を使って様々な方法で達成することができる。問題の
遺伝子を修飾する特定方法は本発明にとって重要でなく、所望の置換、欠失また
は挿入に備えて任意の常用技術を使用することができる。
問題の遺伝子は、プラスミドpHW21−26のEcoRI消化によって得るこ
とができる。得られた10kbのEcoRI断片は9375bpの転写解読枠を
含む、この断片は様々な方法で5′末端を操作することができる。Bal 31
消化を使うことにより、配列を切除して開始コドンの5′側の非コード領域の全
部または部分を除去してもよい。あるいは、開始コドンの上流または下流のいず
れかで制限消化することができ、開始コドンの下流での制限により除去されたヌ
クレオチドを適当なアダプターで置き換えることができる。こうして、問題の配
列を転写開始調節領域の下流のポリリンカー中に挿入し、そしてそのような領域
の転写開始調節下に置くことができる。
問題の組成物であるヌクレオチドもタンパク質も共に、診断と療法の両方に用い
ることができる。診断用途については、既に指摘したように、百日咳菌(旦、凹
υ非咀is)の存在の指標として問題の配列と重複する核酸配列の存在を検出す
るために該配列を用いることができる。あるいは、該タンパク質およびその部分
は、診断アッセイにおいて、血液試料中の糸状血球4E集素に対する抗体または
血液もしくは組織試料中の糸状匍球凝集素タンパク質の存在を検出するための標
識もしくは未標識試薬として用いることができる。
完全なタンパク質またはその部分は、診断、予防または治療において使用するこ
とができる抗体を調製するために用いることができる。抗体はポリクローナルで
もモノクローナルでもよく、好ましくはモノクローナルである。望ましくは中和
抗体が得られるだろう、抗体はマウス抗体、ヒト抗体、キメラ抗体、例えばマウ
ス可変領域とヒト定常領域、等であることができる。特に着目されるのは、補体
に結合する定常領域を有するもの、例えばIgMおよびIgGイソタイプである
。
抗体は受動免疫処置または常法に従った処置に用いることができる。
問題の組成物は、ワクチンとして、タンパク質として、それ自体でまたは他のタ
ンパク質、例えば非細胞組成物と組合せて、百日咳菌または非百日咳菌宿主にお
ける細胞組成物として、精製または手積製された形態において、等で使用される
。望ましくは、問題の組成物は、もはやADP−リボシルトランスフェラーゼ活
性を有さない修飾された百日咳毒素、特にサブユニットAと共に使用される。こ
れは、Black ら、5cience(1980)240:656−659に
記載されたptx 3201を用いることにより達成することができる。糸状血
球凝集素遺伝子の通常の百日咳菌転写調節により調節されない構成性プロモータ
ーまたは誘導性プロモーターの転写開始調節支配下に問題の遺伝子を導入するこ
とにより、百日咳菌(旦、朋」凹咀旦)の表面上の問題のタンパク質の増大され
た存在に備えることができる。こうして、生存または死んだ生物を予防接種する
ことに応答して増強された免疫応答を獲得することができる。
問題の組成物を投与する様々な方法のため、投与量は広範囲に異なるだろう。加
えて、ワクチンの量は投与の性質、投投与の形式は、経口、腹腔内、皮下、筋肉
内等であること与の頻度、抗原の存否、抗原の性質等に応じて異なるだろう。
ができる。通常は不活性担体、例えば糖、水、水性エタノール、リン酸塩緩衝化
塩溶液、塩類溶液等が使用される。アジュバントとしては水酸化アルミニウム、
植物油、細菌毒素等が挙げられる。活性成分の量は通常ヒト−回置について約2
5〜75x/kgの範囲内であろう。受動ワクチンは以前に使われており、従来
の用法を使用量に対する指針として用いることができる。例えば、p坐に崩P閂
cts士り駐ヅ毀1BlL盈堕10工堕、−zation、前掲を参照のこと。
次の実施例は例示の目的で与えられ、限定の目的ではない。
叉−狡
徂帥
1抹殻よびプラスミド。百日咳菌(影ビぢμ1堕) BP536株は、ビルレン
ト相(1)親株BP338の自然発生ストレプトマイシン耐性変異体である。B
P537はBP536の非ビルレント相変異株である。Tn5変異体BP353
の単離は−eissら、Tnfect、 ImmunJ1983)42:33−
41により以前に記載されており;より最近になってトランスポゾン挿入部位が
マツピングされた(Stibitzら、1988、前掲) 、 BP338 T
n 5−25は、珈Bの2、4 kb Bam旧セグメント内にn5挿入変異を
有する(Stibitzら、1988、前掲’) 、 BP−Toχ6(R,R
appuoliから入手可能)は、百日咳毒素オペロンの欠失およびその位置に
おけるカナマイシン耐性カセットの置換を有するBP536の誘導体である。
BP−852(M、Mooiから入手可能)は、fim2および月13遺伝子を
独立的に不活性化する挿入変異を有するBP536誘導体である。
大腸菌(E、 coli)JMIOIおよび5Ml0株はどこかに記載されてい
る団essing、 Recomb、DNA Tech、Bull、 (197
9)2:43−48;Simonら、影主ユ赳勧煩且■(1983) 1 :
784−7911゜コスミドpUW21−26は、BP33B由来のクローン化
された虫および当座を含む約45kb挿入断片を有するpHc79 [Hahn
およびCo11ins、Gene(1980)11:291−2981の誘導体
である(Sttbxtz、1988 、前掲)。プラスミドベクターpRTP
1の作製は既に記載されている[S t i b i tzら、Gene(19
86)50:133−140] 。
fhaBのクローニングおよびfhaB゛ の 1糸状血球凝集素(FHA)構
造遺伝子fhaBをコスミドρLIW21−26カラの10kb EcoRI断
片においてベクターpRTP l中にクローニングし、組換えプラスミドpDR
1を作製した。pDRlのBam旧部分消化物のプールを再連結せしめることに
より、fhaBOフレーム内部分欠失体を作製した。内部の2.4kbBfμI
I断片の欠損についてプラスミドをスクリーニングした。得られたプラスミドを
pDRlolと命名した。
Aおよび・)云 六
大腸菌(E、 coli)から百日咳菌(影侭チ非1江)へのpRTP1誘導体
の接合伝達のための技術は既に記載されている(Stibi−tzら、1986
、前掲)。fhaBの部分欠失コピーを2段階において百日咳菌BP536中の
野生型対立遺伝子と交換した。第一に、大腸菌供与体5Ml0 (pDRlol
)を、削除しようとするfhaB断片内に選択可能マーカーを担持している百日
咳菌受容体BP536 Tn5−25と接合せしめた。次いでSvaのみを含有
する培地上にSIl” Ap”接合完了体を塗布し、そして二次乗換えおよび変
異対立遺伝子の獲得を示すに一耐性の欠損についてスクリーニングした。
n および配
fhaBを含む10kb EcoRI断片をM13aop18とM13sp19
[Yani−sch−Perronら、Gene(1985)33:103−1
19] 、pEMBLlB と−19[Denteら、Nucleic Ac1
ds Res、(1983)11:1f245−1655] 、またはBlue
−script(Stratagene、San Diego、CA)ベクター
中に、3つの別個のBas+旧断片としておよび任意の1〜3kbの5au3^
断片としてサブクローニングした。フレノウ断片またはシークエナーゼ(U、S
、Biochemical Corporation、C1evelar+d、
0hio)のいずれかを使って、ジデオキシチェーンターミネーション法[Sa
ngerら、Proc、Natl、Acad、Sci、USA(1977)74
:5463−5467] により、DNA挿入断片を配列決定した。大きなりロ
ーン化挿入断片を読み通す配列を拡張するために、合成オリゴヌクレオチドブラ
イマーを設計した。the University of Wisconsin
Gene−tics Computer Group(Madison、 W
l)のソフトウェアパッケージを使って、ヌクレオチド配列の構築を行った。完
全なヌクレオチドおよび推定されるペプチド配列の更なる分析は、このパッケー
ジとPC/GENE(Intelligenetics、Mountain V
iew+CA)の両方を使って実施した。
2球盃集
ヒツジ赤血球を凝集させる百日咳菌(旦、 朋チ且亙匡)株の能力をポリスチレ
ン製マイクロタイタープレー ト(DynatechLaboratories
、 Alexandria、 VA)の円錐底型ウェル中でアッセイした。菌株
をBordet−Gengouプレート上で2〜3日間増殖させ、リン酸塩緩衝
化塩溶液で2回洗浄し、そして10の00.。。
値(1,7xtOI0細胞/d)に再懸濁した。マイクロタイタープレートの第
一ウェルに100Il!のこの細胞懸濁液を入れ、その後連続的に11回細菌を
培々希釈した。50mの0.5%PBS洗浄済細胞懸濁液としてヒツジ赤血球を
各ウェルに添加した。
プレートを室温で3〜4時間放置し、その期間中に凝集しない赤血球はウェルの
底に落ちて黒っぽいペレットを形成した。
血球凝集(HA)活性は、有意なペレット形成のない最高希釈度の逆数として表
わした。
月蓮凹咀艮)細胞懸濁液(OD6゜。=10) 20dを用いてドデシル硫酸ナ
トリウムの存在下でポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。ニトロセルロー
ス膜へのタンパク質の移行は、Towbinら、Proc、Natl、Acad
、Sci、USA(1979)76:4350−4354に従った。PBSと1
%脱脂粉乳の溶液とのブレインキュベーションにより非特異的結合をブロックし
た。FHAの免疫学的検出は、モノクローナル抗−FHA抗体(F、Mooiか
ら入手)の混合物(1−54,1−199,31E2.22F10および68A
6)の1:1000希釈液に続いて西洋ワサビペルオキシダーゼ接合ヤギ抗マウ
ス抗血清の1:250希釈液とのインキュベージロンにより行った。テトラメチ
ルベンジジン含有反応混合物を使ってHRP活性を検出した。υ遣2とfim3
の生産は、同じ方法およびそれら2つのタンパク質に特異的なモノクローナル抗
体(21E7と3E5 ; F 、 Moo iから入手)を使って検出した。
サザンハイブ1 ゛イゼーション
標準技術団aniatisら(1982)、Mo1ecular C1onin
:A Labo−rator Manual Co1d Spring Ha
rbor Laboratory、Co1d Spri−ng Harbor、
NYI に従って、百日咳菌(B、 匹戸!玉国)の染色体DNAを単離し、制
限エンドヌクレアーゼで消化し、そしてアガロースゲル電気泳動により分離した
。ニトロセルロースへの断片の移行はSm1thおよびSummersの方法[
Anal、Bio−止部、 (1980) 109:123−129] に従っ
た。プローブとのハイブリダイゼーシヨンは、50%ホルムアミドと5XSSC
を用いて37°Cで行った。膜を25℃にて2xsscで2回、25°Cにて0
.1×SSCで2回、および65°Cにて0.I X5SCで2回洗浄した。
跋肢宣吉!皿塾I
百日咳菌(B、 匹B凹1国)株を2日間プレート上で増殖させ、次いでリン酸
塩緩衝化塩溶液(PBS)で2回洗浄した。200IのMENおよび約5X10
’個のチャイニーズハムスター卵巣細胞が接種されそして一晩増殖されたカバー
ガラスを含む組織培養プレートに20mの細菌懸濁液(OD、。。=10)を添
加した。37°C15%CO□において4時間インキュベートした後、各ウェル
をPBSで徹底的に3回洗浄した。残っている細菌およびCHO細胞をメタノー
ルで固定し、次いでギムザ染色した。全ての菌株は二重反復試験において実験し
、全実験は少なくとも2回繰り返した。単−CHO細胞への細菌粘着を目視でカ
ウントし、そして平均と標準偏差を各棟について決定した。同時95%信頼区間
は、中心極限定理近似およびBonf−eron i法に基づいて計算した。
箱二、艮
以前の研究は、對工およびfhaDNAプローブとハイブリダイズしたコスミド
クローンpUW21−26の単離に至った(Stibitzら、1988、前掲
)。FHAコロニーおよびウェスタンイムノプロットを使ったこのニスミド中の
Tn5挿入変異の分析は、FHA構造遺伝子UυBが幻工座のすぐ右側の10k
b EcoRI断片上に位仕上ることを示唆していた。更に、先端を切り取られ
たFHA生産物のサイズと対応する勤5挿入部位の位置との相関関係に基づくと
、fhaBの転写は左側のEcoRI部位の付近で始まり、そして左から右に進
行すると思われた。
fhaBの内部の2.4 kb Ba+oHI断片の削除を上述のようにして行
い、変異を百日咳菌染色体に戻してBPIOI株を得た。この株における生じた
fhaB変異遺伝子座の構造をサザンプロット分析により確かめた。ウェスタン
プロット技術により測定すると、BPIOIにより生産される最長のFHA交差
反応性ポリペプチドは約150kDaを有する。この先端を切り取られたFHA
生産物はもはや血球凝集活性をもたない。
それらのデータは、FHAの構造遺伝子がpDRlの10kb Ec。
R1挿入断片上に含まれるにちがいないことを確証した。従って、この断片をジ
デオキシ−重鎖DNA配列決定のためにすfhaB ORFの7部分を各々発現
ベクターpEX34中にクローニングした。各場合の結果は、MS2ファージR
NAボリメラ−ゼの最初の98アミノ酸との翻訳融合であった。融合タンパク質
を大腸菌宿主中で発現せしめ、次いで調製用5OS−PAGEを使って精製した
。それらの融合タンパク質の作製の1つの理由は、ORFの種々の領域中の翻訳
終結コドンの欠損を確かめるためであった。この目的は、測定された融合タンパ
ク質の分子量と完全なりローン化fhaB挿入断片の翻訳読み通しから理論上予
想されるものとの比較により処理した。表1は、融合タンパク質を各々のfha
B挿入断片のヌクレオチド座標と共に示す。それらのデータは、全てのfhaB
断片における終結コドンの不在を確証する。
タンパク質 H145Kda BamHI−Rsa! 2836−3786タン
パク質 H285Kda BamHI−Nrul 5212−7294タンパク
質 H377Kda PvuII−Pvull 6393−8085タンパクt
H480Kda PvuII−BamHI 8085−9922タンパク質
H555Kda 5tuI−Ba+oHI 8752−9922タンパク質 H
632Kda EcoRV−Ban+HI 9462−9922タンパク質 H
756Kda Baa+HI−C1aI 9922−11666ム ンハク’ヲ
たウェス ンイムノブロ・・ト翫
7つの融合タンパク質の各々に対する抗血清をマウスの腹腔内免疫処置により調
製し、2つの目的:各々のFHA 5DS−PAGEハンドをfha B OR
Fの領域と互いに関係づけるため、およびORFによりコードされるポリペプチ
ドのどの部分が全ボルデテラ菌種抽出物中に存在するかを決定するために使用し
た。表2は、7つの融合タンパク質抗血清の各々を使ったウェスタンイムノプロ
ットの結果およびFHAタンパク質のゲルパターンを示す。
それらのデータとN末端アミノ酸配列決定の結果との組合せは、異なるFHAポ
リペプチド種の起源を示唆する。各々のfhaB融合タンパク質によるマウスポ
リクローナル応答の刺激は、FHAが多数の免疫原性領域を含むことも主張する
。
ポリクローナル血゛
抗抗抗抗抗抗抗抗
FHA F[(A HI H21(3H4H5H6H75B−−−−−+ −−
−−−−−
FHA ゛告゛ −のヌクレオチド西 I上述の配列決定方法は、10036b
p長のEcoRI断片のヌクレオチド配列をもたらした。コンビ講−ター分析は
、左側のEcoRI部位から253bpめのATG翻訳開始コドンにおいて始ま
る長さ10789bpの転写解読枠(ORF)を同定した。ORFの始まりから
45bpと174bp後方に2つの別のフレーム内A T Gコドンが置かれて
おり;3番目のATGコドンの位置付近において、百日咳菌にとって強力に優先
されるコドンの使用が始まる〔百日咳菌の百日咳毒素オペロンのコドン用法およ
びLIWGCGコドン優先プログラムにより定義されるH Gibskovら、
Nucletc Acfds Res、(1984)12:539−549)
、 ORFおよび優先されるコドン用法は左側のEcoRT部位から11041
bp目のTAG終結コドンで終わる。このORFはFHA構造遺伝子fhaB
を包含する。ORFの配列を下記に示す。
GAATTCCTGCGCTGGCACCCGCGGCGGGCCGGGGAG
CGGGTTGTCGGCGCA 51CGCCTATACGTGCCGGAC
AGGGTTTGATGGTTTGACTMGA入ATTTCCTAC102人
AGTCTTGTATAAATATCCATTGATGGACGGGATCAT
TACTGACTGACGAA 153GTGCTGAGGTTTATCCAG
ACTATGGCACTGG入丁ττCAAAACCTAAAACGAG 20
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lyG1n入1aArgserGlyAlaArg入工aThrSerLeuS
erValAlaProAsnGCGCTGGCCTGGGCCCTGATGT
TGGCGTGTACGGGTCTTCCGTTAGTMCG 459Ala
Le uAlaTrpAlaLeuMe jLeuAlac y s ThrG
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GTGCTGCAGGGCGGG 510HisAlaG lnG lyLeu
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AAATTCCGGCGGCGTCTCG 561As nLy s Va I
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GlnG lnP heAsnValAlaAs nP’ roGl yVa
lVa ].P he`sn
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GCGCTGACCAAGAAC 663As nGl yLeuThrAsp
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TGCCGAAGTCACGGACACT 714ProAsnLeuThrA
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hrTCGCCCAGTCGCCTGGCCGGTACGCTCGAAGTCT
ATGGCAAGGGCGCCGAC 765S e rP roS e rA
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e r leAlaA.snP roAs.nG ly I les e rV
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GCGTCAACGGCGGC 867AsnALaserAsnLeuThr
LeuThrThrG1−yArgProserVal八snGlyGlyCG
CATCGGCCTTGATGTCCAACAGGGCACCGTCACGAT
CGAACGAGGCGGC 918ArgI1eGlyLeu八spValG
lnGlnGlyThrValThr工1eGluArgGlyG1yGTCA
ATGCCACCGGCCTGGGCτAττTCGACGTGGTGGCGC
GCCTGGTCAAG 969VaIAsnAlaThrG].yLeuGl
yTyrPheAspValValA1.aArgLeuValLysCTGC
AGGGTGCCGTGTCGAGCAAGCAGGGCAAGCCCCTGG
CCGACATCGCG 1020Le*G lnG l yAlaVa ls
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p I leA撃■
GTGGTCGCCGGCGCCAACCGGTACGACCACGCAACC
CGCCGCGCCACGCCG 1071valVaIAIaGlyAlaA
snArgTyrAspHisAlaThrArgAzgAlaThrProA
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ACGCGATTGACGGC IL2.211eAlaAlaGlyAlaA
rgGly八laAlaAlaGlyAlaTyrAla工1eAspGlyA
CGGCGGCGGGCGCCATGTACGGCAAGCACATC八CGC
TGGTGTCCAGCGAT 1173τh rAlaAlaGl yAla
Me jTyrG l yLys H is 工1eThrLe uValse
rSe rAspTCAGGCCTGGGCGTGCGCCAGCTCGGC
AGCCTGTCCTCGCCATCGGCCATC 1224SerGlyL
euG1yValArgGlnLeuGlyserLeuserse 1:Pr
oserAlaXleACCGTGTCGTCGCAGGGCGAMTCGCG
CTGGGCGACGCCACGGTCCA.GCGC 1275ThrVa
lse rS e rG lnG l yG lu I leAlaLeuG
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GGCCCGCTCAGCCTCAAGGGCGCGGGGGTCGTGTCG
GCCGGCAAACTGGCC 1326Glye’roLeuserLeu
LysGlyAlaGlyValValSerAlaGlyLySLeuAla
TCCGGGGGGGGGGCGGTGAACGTCGCGGGCGGCGGG
GCGGTGAAGATCGCG 1377SerGlyGlyG1y八laV
alAsnVal入1aGlyGlyGlyA1aValLyslleAlaS
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lG lnGlyG l yG lyLys Va IG@in
GCCACGCTGTTGAATGCCGGGGGGACGTTGCTGGTG
TCGGGCCGCCAGGCC 1479AlaThrLe.uLeuAsn
A1aGlyGlyThrLeuLeuVaiSerGlyArgGlnAla
GTCCAGCTTGGCGCGGCGAGCハGCCGTCAGGCGCTG
TCCGTGAACGCGGGC 1530Va IG inLeuGl yA
laAl aS e r S e rhxqG lnAlaLeuse rVa
LAsnAlaG l■
GGCGCCCTCAAGGCGGACA入GCTGTCGGCGACGCGA
CGGGTCGACGTGGAT 1581G l yAl aLe uLy
3 A1aAs p L’J S Leu Se rAlaThr Arg A
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GGCAAGCAGGCCGTCGCGCTGGGGTCGGCCAGCAGC
AATGCGCTGTCGGTG 1632GIYLYSGlnA1aValA
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GTGCCGGCGGCGCCCTCAAGGCGGGCAAGCTGTCGG
CGACGGGGCGACTG 1683ArgAlaGlyGlyAlaLe
uT.ysAlaGlyLysLeuSerAlaThrGlyArgLeuG
ACGTGGACGGCAAGCAGGCCGTCACGCTGGGTTCGG
TTGCGAGCGACGGT 1734AspVa lAsp(;lyLys
GlnAlaValThwLeuGlySerValAlaSe:AspG l
yGCGCTGTCGGTAAGCGCTGGCGGAAACCTGCGGGC
GMCGAATτGGTCTCC 1785AlaLeuSerValSer入
1aGlyGlyAsnLeuArgAlaAsnG].uLeuValSer
AGTGCCCAACTTGAGGTGCGTGGGCAGCGGGAGGTC
GCGCTGGATGACGCT 1836SerAlaGlnLeuGluV
alArgGlyGlnArgGluValAlaLeuAspASpAlaT
CGAGCGCACGCGGCATGACCGTGGTTGCCGCAGGAG
CGCTGGCGGCCCGC l887Server入1aArgG1yMe
″cThrValVa.1AlaAlaGlyAlaLeuAlaAlaArg
AACCTGCAGTCC;彷acccaccATcGccarxcAaccr
GcAcxccCccTcAac l’938AsnLeuG1.nSerLy
sGlyAla工1eGlyVa1GlnGlyGlyGluAlaValSe
rGTGGCCAACGCGAACAGCGACGCGGAATTGCGCGT
GCGCGGGCGCGGCCAG 19B9valAl.axsnAlaAs
nSerAsp八laGluLeuArgValArgG1yArgGlyGl
nGTGGATCTGCA.CGACCTGAGCGCAGCGCGCGGCG
CGGA.TATCTCCGG.CGAG 2040ValAspLeuHi
sAspLeuSe rAlaAldrgGlyAlaAsp I leser
GlyGLuGGGCGCGTCAATATCGGCCGTGCGCGCAGC
GATAGCGATGTGAAGGTCTCC 2091GlyArgValA
sn工1eG1yArgAlaArgSerAspSerAspValLysV
alSerGCGCACGGCGCCTTGTCGATCGATAGCATGA
CGGCCCTCGGTGCGATCGGC 2142Ala}ti sG 1
yAl aLeuse r 工1eAspSerMeeThrA1aLeuGl
yAla工1eGlyGTCCAGGCAGGCGGCAGCGTGTCGGC
CAAGGATATGCGCAGCCGTGGCGCC 2193Va IG
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sAspMetArgSerArgG l y`la
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GATGTCCAGTCGGAT’ 2244ValTh rVa lse r
GlyGl yGlyAlaValAsnLeuGlyAspVa lGlns
e rAspGGGCAGGTCCGCGCCACCAGCGCGGGCGCC
ATGACGGTGCGAGACGTCGCG 2295GlyGlnValA
rgAlaThrSerAlaGlyA上aMetThrVal入rgAspV
alAlaGCTGCCGCCGACCTTGCGCTGCAGGCGGGCG
ACGCGTTGCAGGCCGGGTTC 2346Ala八laAlaAs
pLeuAlaLeuGln入1aGlyAspAlaLeuGlnAlaGl
yPheCTGAAATCGGCCGGTGCCATGACCGTGAACGG
CCGCGA.TGCCGTGCGACTG 2197LeuLy s Se
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AspAiaVa lArgLeuGATGGCGCGCACGCGGGCGG
GCAATTGCGGGTTTCCAGCGACGGGCAGGCT 2448
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GTATCGGCCGCGCGC 2499AlaLeuG l ySe rL
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GCTGGACAACATCTCCGTGACGGGC 2550Ala八la
ThrValA.laGluLeuLysSerLeuAsp八sn工lese
rValThwGlyGGCGAACGCGTGTCGGTTCAGAGCGT
CA八CAGCGCGTCCAGGGTCGCCATT 2601G1yGlu
ArgValserValGlnserVaIAsnserAlaserArg
ValA1aXleTCGGCGCACGGCGCGCTGGATGTAGGC
AAGGTTTCCGCCAAqAGCGGTATC 2652SerAlaH
isGlyAlaLeuAspValGlyLysValSer八laLyss
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TCGCTGGGGGCGGλAGGCGGCGCCACGCTGGGCGCG
GTG 2805LeuAlaAsp工1eSerLeuGlyAlaGluG
lyGly八laThrLeuGlyAlaValGAGGCCGCCGGTT
CGATCGACGTGCGCGGCGGATCCACGGTGGCGGCGA
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yGlyserThrValAlaAlaAsnTCGCTGCACGCCAA
TCGCGACGTTCGGGTCAGCGGCAAGGATGCGGTGCG
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SerGlyLysAspAlaValArgGTAACGGCCGCCACC
AGCGGGGGCGGTCTGCATGTGTCGAGCGGCCGCCAG
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TGGACGGAGGC 3009LeuAs pLeuGl yAlaVa
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GCACGCTGCATGTGCAG 3060AlaGl yValAlaL
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GlyAl aVa IAs pGTCMTGGCACGGGAGACGTGC
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GCCGATCTGcxxGCGGGGcGCTCCATGACGCTGGGT
ATCGTCGACACGACC 3213AlaAspLeuG1nAlaG
lyArgSerMetThrLeuGly工1eVal八spThrThrG
GCGATCTGCAGGCGCGCGCGCAGCAGAAGCTGGAGC
TCGGGTCGGTTAAG 3264G 1yAspLeuG lnAla
ArgAlaG lnGlnLy s LeuG lu I,euG l yS
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CTCAGCCTGGCGGCG 3315SerAspGlyGlyLeuG
lnA1aAla八1aGlyGlyAlaLeuSerLeuAlaAlaG
CGGAAGTCGCAGGGGCGCTGGAGCTCTCGGGCCAGG
GCGTCACCGTGGAC 3366AlaG1uVal入1aGlyA1
a.LeuGluLeuSerGlyGlnGlyValThrValAspA
GAGCCAGCGCTAGCCGGGCACGCATCGACAGCACCG
GTTCGGτCGGCATC 3417ArgA1aSe rAlase r
ArgAlaArg工1eAspsezThrGlys e rVa IG l
y I leGGCGCGCTGMGGCAGGCGCTGTCGAGGCCG
CCTCGCCACGGCGGGCGCGC 3468GlyAlaLeuLy
sAlaG1yAlaValGlu八laAlaSerL’roArgArgA
laArgCGCGCGCTGCGGCAGGATTTCTTCACGCCCG
GCAGCGTGGTGGTCCGCGCC 3519ArgAlaLeuAr
gGlnAspPhe?heThrProG1yserValValValAr
gAlaCAGGGCAATGTCACGGTCGGGCGCGGCGATCC
GCAT(JGGGCCTGCTGGCC 3570GlnG l yAsnV
a lThrVa IG lyArgGl yAspP roH isGlnG
lyVa ILeuAlaCAGGGCGACATCATCATGGATGCG
AAGGGCGGCACCTTGCTGTTGCGCAAC 3g21G1nG
l yAsp X le ILeMe tAs pAlaLysG lyG
lyThrLeuLeuLeuArgAsnGATGCCTTGACCGAGA
ACGGGACGGTCACCATATCGGCCGATTCGGCCGTG
3672AspAl aLeuThrGluAs nGlyThrVa lTh
r I les erAlaAspse rAlaVa lCTCGAGCAT
TCCACCATCGAGAGCAAGATCAGCCAGAGCGTGCTG
GCTGCC 3723LauG l uH is Se rThr 工1 e
G lus e rLys I 1eS e rG lnserValLeuA
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AAAG G GG ACAA GGGCAAGC C GG C GG TG
TC GGTG AAGGTC GCGAAGAAGCTG@3 7 7 4
LysGlyAspLysG1yLysPro八laValserValLys
Val八laLS/sLysLeuTTTCTCAATGGTACGTTGCG
GGCCGTCAACG入CAACAACGAMCCATGTCC 3825P
he LeuAs nG 1yThrLeuArgAlaVa lAsnAs
pAsnAsnG luThrMetse rGl yArgG in I l
eAspVa lVa lAspG l yArgF’ roG in X
1eThrAspAlaV=@l
ACGGGCGAAGCGCGTAAGG入CGAATCGGTTGTGTCC
GACGCCGCGCTCGTG 3927Th r:G l’fG 1uA1
aArq I,y S As pG l uSe rVa lVa l S
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GCCGATGGCGGTCCGATCGTGGTCGAGGCCGGCGAG
CTGGTCAGCCATGCC 3978AlaAspGlyG1 yF’
ro 工1eVa lVa 1G luAlaG 1yG luLeuVa l
serHi sAl aGGCGGTATCGGCMCGGCCGCAACAA
GGAGAATGGCGCC入GCGTCACCGTG 4029GlyGly
工1eGlyAsnGlyArg八snLysGluAsnGlyA1aSar
ValThrValArgThrThrG LyAsnLeu Va IAs
nLy sG lyTyr 工1eserAlaGlyLysG inGGCG
TGCTCGAGGTGGGCGGCGCCTTGACGAACGAGTTCC
TGGTCGGCTCG 4131GlyVaiLeuGluValGlyGl
y八laLeuThrAsnGluPheLeuValGlyserGACGG
CACCCAGCGCATCGAGC;CGCAGCGC入τCGA(;,AA
CAGGGGCACCTTC 4182AspGl yThrGlnArg I
leGluAlaG lnArg I leG luAsnArgGlyTh
rPheCAGAGCCAGGCTCCGGCGGGCACGGCCGGCGC
CcTGGTGGTCAAGGCTGCC 4233G1nSerG1nA1a
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CCGACGGCATGGTGGATGCGCGAGGGCTGGGCAGCG
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CCTGGCCAGCTTGGACGCGGCGCMGGGCTGGAGGTA
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GCAGGTGGCCGACGCCGGGCTCGCCGGGCCGAGCGC
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GATGCGCAAGGCGGCCAGCTGCATATCGAGGCCMGC
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GTACGCGCATCGλAGCCGGτ 8313ThrAsnGlnse
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l yLysMe tG lnAsn LeuG nu I leG luG
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GCCAA.CTGTCCCTG 8466AlaAspPheAlaHisA
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GTGCCAAGGTGGGGGCGGGCGGCTACGAGGCGGGCT
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ACCGCGGGCGCTG入A 8568GluSerGlyLeuGluA
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GTCAGCTTGAAGGCAGCGAAGAGCGTG 91B0AlaL
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AAcAcCTArcccccAAccTcccrGcATccaacc入AC
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l7GTCGTTGCCAGCGACGGGTTGACGGGCCATGTGA
AAGGCGACGCCAACCτG 9690alValAlaSsrAsp
GlyLeuThrGlyHisValLysGlyAspAlaAsnLeu
ACCGGCGCGACCATTGCCGATTTGTCGGGCAAGGGC
AATCTCAAGGTCGAC 9741ThrG l yAlaThr I
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l,ysValAs pGGCGCGGTCAACGCGCAGAACCTGA
AAGACTACCGCGACAAGGACGGCGGC 9792G1yAl
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pLy sAspG lyG lyAGCGGCGGCCTGAACGTGGG
CATCTCGTCGACCACGCTGGCGCCCACCGTG 9843
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hrThrLeuAlaProThrVa IG工yValA1aPheGly
ArgValAlaGlyGluAspTyrGlnAlaG1uG1nArg
GCCACGATTGACGTCGGTCAAACCMGGATCCCGCGC
GCCTGCAGGTCGGC 9945A1aThr工1aAspValG1
yGlnThrLysAspProAlaArgLeuGlnVaIGlyGG
CGGCGTC入AGGGTACCCTCAATCAGGACGCCGCGCA
GGCCACGGTCGTT 9996Gl yG l yVa lLysGl
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CCGCCGGTGTCCG’rG 10200G 1nP ro ’X le
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rG l ySe rAl≠`la
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GAAGTCGTGCCGCGGCCGAAG 10353GluVa IAl
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oArgE’ roLy !GTTGAAACGGCTCAGCCGCTTCC
GCCCCGGCCGGTGGTGGCCGAGAAGGTG 10404Va
lGl10404ValGluThrAlaGlnProLeuProProA
r八1aGluLysValThrThr:E’roAlaVaIGlnPro
GlnLeuAlaLysValGluThrValGlnPr。
GTGAAGCCCGAAACCACCAAGCCGTTGCCCAAGCCG
CTGCCGGTGGCGAAG 10506Va lLy s P roG
l uThrThrLys P roLeuPro Lys P roLeuP
roVa LA、1aL凾■
GTGACGAAAGCGCCGCCGCCGGTTGTGGAGACCGCC
CAGCCGCTGCCGCCG 10557Va lTh rLy sAl
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oLeuP roP r。
GTCAAGCCACAG八AGGCGACCCCへGGCCCCGTGGCT
GAGGTGGGCAAGGCT 10608Va l L y s P ro
G 1nLy sA、1aThrF’ roG l yP roVa 1Ala
G 1uValG 1yL凾唐`la
ACGGTCACGACGGTGCAGGTGCAGAGTGCGCCGCCC
AAGCCGGCCCCGGTG 10659ThrVa ITh!−ThrV
a IG 1nValG 1nse rAla P roP roLys P
roAlaP roVa h
GCCAAGCAGCCCGCGCCTGCACCGAAGCCCAAGCCC
AAGCCCMGCCCMG lo’710AlaLy sG lnP roA
laP roAlaP roLy SP roLysP roLys P ro
Lys P roLysGCCGAGCGTCCGAAGCCGGGCAAAA
CGACGCCCTTGAGCGGGCGCCACGTG 10761AlaG
luArgP roLys P roG 1 yLy 5ThrThrP r
oLeuSe rG lyArgH1sValarccAAcxacAaarc
cAcGTcTTcc、y;ccGaAAcccAGrcAcArcxxcyc
10812VaIGlnGlnGln、ValGlnValLeuGlnAr
gGlnAlaserAsp11eAsnAsnACC入AGAGCCTGCC
TGGCGGGAAGCTGCCCAAGCCGGTCACCGTGA入GCT
G 10863ThrLysSerLeuE’roGlyGlyLysLeuP
toLysProValThrValLysLeuACCGACGAGAACG
GCAAGCCGCAGACGTATACGATC触CCGGCGCGAGGA
τ 10914ThrAspGluAsnGlyLysProGlnThrTy
rThr 工1eAsnArgArgGluAspCTGATGAAGCTCA
ACGGCAAGGTGCTGTCCACCAAGACGACACTGGGCC
TG 10965LeuMet−LysLeuAsnGlyLysValLeu
SerThrLysThrThrLeuGlyLeuGAGCAGACCTTC
CGCCTGCGGTCGAGGATATCGGCGGCAAGAA10965
Leu 11016GluGlnThrPheAjqLeuArgSerArq
Il1016GluGlnThrPheAjqLeuAr!:SerMet、L
ysProThrAsnArgATGGGGATTCGCAGGGTTCTCA
TGCGCCGGCCAATGCCGGATAGCGGTGCA 11118A
TTGCCGACCATTTCGCGCλCCGCGCTCMGGACGTAG
GGTCGACGGCAGG 11169CGGGACAGTTTTTGACG
TGAAACTGACCGAGTGTCCGCAGGCATTGAATGG 1
1220TCAGCAAGTGGGATTGTTCTTCGAATCTGGTG
GCACGGTTGACTATACGTC11271GGGAAACCTGTT
TGCGTATCGGGCCGATAGTCAにGGCGTCGAACAGGC
TAC11322CATTTGGGCCGCMCAAGGGTGCGCAGGC
TGCTCAGACGTTTCTGGTATCG 11424CAGACGGC
TGGGTCGTCGACGTACGGGGCGACCCTGCGCTATCT
GGCATGC11475TACATCCGTTCGGGCGCTGGTTCC
ATτGTTGCGGGGAATCTCCGCAGTCAG L1526GTG
GGGTTCTCCGTGATGTATCCGTAGCCCGTGAAAGAG
GGGTCACCCACT 11577GCGGGGGGCCCCGGTACG
GGATGGTCGGCTTGTCACGAGATTCTTGTTTTC116
28CATTTCTTTCTTTTCACTCGGTCGCAGCGCCGGC
TTGΔτGCATGCAAAGCA 11679TCGATAGCTACG八
八CGGCCGCGATTCTTら八人TCへTGへATへCへTへCGCTT
GT 11730GACGGGGCGCTCGCGAG△GCCGGCCCCA
GGG八TGGTTTACGCCTGCATTT八 11781CGGT八AA
GCGGCMGGCGGCATGGCGCGCTGGCGGCGGCTGGGC
GTCGCGG 11832CGCTGGGCCATGCTGGCGAGCCT
GGCGCCGGCCGCnCGGGCAGCTyGTnAT 118!0F)
IA ORFの相対GC含量は67.5%である。このヌクレオチド配列の転写
開始シグナルの調査は、ORFの始まりの174bpおよび142 bp上流に
置かれた、23塩基対離れたTGGTTTGACおよびTATAAATの可能な
−35および一10共通領域を指摘し、どうやら転写開始は開始コドンから30
〜7Sbp目にて始まるらしい。起こり得るリポソーム結合部位GAGGがOR
Fの90bp上流に存在する。他の起こり得るリポソーム結合部位CTGGが第
三のATGの1lbp前方に存在する。ヌクレオチド配列の更なる分析は、左側
のは夕R1部位から1468bpと1746bp目の間にABARAというパタ
ーンの交互の直接繰返し領域を明らかにする。同様な繰返しがこの同領域に対応
する推定アミノ酸配列中に見つけられる。
ル】計1プチド氏9号
FHA ORFの推定アミノ酸配列は、368kDaの計算MWを有する359
7残基の長さである。これは、発表された測定値よりも実質的に大きい。この配
列の組成はアラニンとグリシンに冨み(27,0%)、そして以前に発表された
FHAアミノ酸組成の化学分析(Satoら、1983、前掲)とほぼ等しい。
全ポリペプチドの計算等電点は6.79である。
FHAポリペプチド鎖内の荷電アミノ酸の濃度は2000〜2700位で最高で
ある。疎水性はN末端の300残基中並びに残基1800−2000および24
00−2500付近の特定位置において最高である。残基52〜69間に膜貫通
セグメントを有するアミノ酸44〜69位に高く予想される膜貫通へリックスが
存在する。
推定アミノ酸ポリペプチドの1つの興味深い特徴は、1069位に置かれた配列
RRARRである。この高アルギニン配列は、おそらくトリプシン様タンパク質
分解の開裂部位であろう。
他の研究者らによる幾つかの5DS−PAGE FHAペプチドバンドのN末端
アミノ酸配列決定は、実際に開裂がこの位置で起こることを確証する。生じたF
HAペプチド配列の2部分の分析は、化学的性質の著しい相違を証明する:N末
端の98kDa断片は正のヒトロバシー値を有する高塩基性であり、一方C末端
の140 kDa部分はより疎水性の全組成を有する負電荷の酸性ポリペプチド
である。それら2つのサイズのポリペプチドは、FHAウェスタンイムノプロッ
ト上で優性の種である。
■斑閣ム皿泣
アミノ酸1097位および2599位にトリペプチド配列RGDが存在する。こ
の配列は、フィブロネクチンまたは他の真核生物細胞外基質タンパク質と様々な
真核細胞表面上のインテグリン(integrin) レセプター群との相互作
用のための「細胞認識部位」として知られる[Pierschbacherおよ
びRuoslahti。
よびPierschbacher、5ctence(1987)238:491
−497]、それら2つのFl(A RGD部位の近接のポリペプチド配列の二
次構造分析は、それらの第一が表面に暴露され、親水性でありそして抗原性であ
ると推定されることを示す、このRGD部位の近隣のFHAペプチド配列とフィ
ブロネクチン中のRGDの周辺の配列との比較は、9残基のうち7残基の一致を
示す、 RRARRプロセシング部位での開裂は、214 kDaポリペプチド
生成物のN末端に近いこの第−RGD配列を残すだろう。
拭駁1古豊凶猫l
チャイニーズハムスター卵巣細胞への百日咳菌(fi、 凹チ!1堕)の粘着を
媒介することにおける幾つかのビルレンス因子の役割を評価した。表3はその知
見を示す。
表−主
CHOへの 眩 の゛
上記の部に記載の結果は、百日咳菌(B、 匹チ刃咀堕)の糸状血球凝集素をコ
ードする遺伝子および発現された遺伝子産物が、そのままの形および変更された
形で百日咳の診断、予防および治療における使用のために入手可能であることを
証明する。特に着目されるのは、ワクチンを調製するための8亥遺伝子の使用で
あり、この場合、タンパク質はそれ自体で、断片として、該遺伝子の完全発現産
物もしくはそれの生理学的活性断片として、または他の百日咳タンパク質、特に
変更された百日咳毒素と組合せて、または別の病原体のタンパク質と共に、用い
ることができる。問題の遺伝子は、生存もしくは死んだ百日咳菌(旦、 匹B四
咀n)中に存在する糸状血球凝集素の量を増大させるために、または複数の抗原
に対する免疫応答が所望される場合に他の生物における問題のタンパク質の存在
に備えるために、用いることができる。
本明細書中に言及した全ての刊行物および特許出願は、本発明が属する技術分野
の当業者の技術水準を示すものである。
全ての刊行物および特許出願は、あたかも個々の刊行物または特許出願の各々が
特定的に且つ個別的に参考として本明細書中に組み込まれたのと同程度に参考と
して本明細書中に組み込まれる。
本発明を今まで十分に記載してきたが、添付の請求の範囲の精神および範囲から
逸脱することなく、多数の変更および改良を本発明に成し得ることは当業者にと
って明らかであろ国際調査報告
゛第1頁の続き
[相]Int el、’ 識別記号 庁内整理番号@発明 者 ドメニギニ、マ
リオ イ
@発明者 ラップオリ、リノ イ
ア
0発 明 者 ファルコー、スタンレー アン
@出 願 人 スクラボ、ソチェタ ベル ア イツイオニ
1797国、 53100 シエナ、ビア コロンビニ 9fタリア国、 53
035 モンテリツゴニ、ケルチェグロッサ 39.ビr カラマンドレイ
【メリカ合衆国、カリフォルニア 94025.ポートラ バレー、口/ゲスパ
ー 8
イタリア国、 53100 シエナ、ビア フイオレンテイナ 1
Claims (24)
- 1.(1)百日咳菌(B.pertussis)fhaB遺伝子;または(2) 少なくとも約15bpのその断片;または(3)百日咳菌(B.pertuss is)以外のものであり,そしてfhaA遺伝子を含まず;そして隣接する百日 咳菌(B.pertussis)配列以外のものに連結された配列5625〜5 780以外のものである他の核酸配列に連結されたその断片をコードする、約1 5Kbp未満の核酸配列。
- 2.前記配列が前記fhaB遺伝子の5′転写および翻訳調節配列並びに終結領 域の範囲を越えない、請求項1に記載の核酸配列。
- 3.前記断片が他の核酸を含まないかまたは百日咳菌(B.pertussis )以外の核酸配列に直接連結される、請求項2に記載の核酸配列。
- 4.前記配列が少なくともRRARRをコードする配列あたりに及ぶN先端配列 である、請求項1に記載の核酸配列。
- 5.前記配列が少なくともRRARRをコードする配列あたりに及ぶC先端配列 である、請求項1に記載の核酸配列。
- 6.配列3490〜3590、3840〜3940、5840〜5940もしく は9440〜9540のうちの少なくとも1つまたは少なくとも15bpのその 断片を含んで成る、請求項1に記載の配列。
- 7.前記配列が直接的または間接的に百日咳菌(B.pertussis)以外 の核酸配列に連結される、請求項6に記載の核酸配列。
- 8.少なくとも1つの天然配列以外のプロモーターもしくはターミネーター配列 に連結されそして百日咳菌(B.pertussis)以外の遺伝子を含まない 、百日咳菌(B.pertussis)fhaB遺伝子または少なくとも201 塩基対の断片をコードするDNA配列。
- 9.配列3490〜3590、3840〜3940、5840〜5940または 9440〜9540のうちの少なくとも1つを含んで成る、請求項8に記載のD NA配列。
- 10.前記配列が少なくともRRARRをコードする配列あたりに及ぶN先端配 列である、請求項8に記載のDNA配列。
- 11.前記配列が少なくともRRARRをコードする配列あたりに及ぶC先端配 列である、請求項8に記載のDNA配列。
- 12.原核生物宿主中で機能的な複製系および請求項8に記載のDNA配列を含 んで成るベクター。
- 13.前記ベクターが選択のためのマーカーを含んで成る、請求項12に記載の ベクター。
- 14.前記配列が原核生物宿主中での発現のために機能的なプロモーターもしく はターミネーター配列に連結されている、請求項12に記載のベクター。
- 15.前記プロモーターが天然のプロモーターである、請求項14に記載のベク ター。
- 16.前記プロモーターが天然以外のプロモーターである、請求項14に記載の ベクター。
- 17.前駆体原核細胞中へのDNA配列の試験管内導入の結果として、fhaA 遺伝子以外であり且つ配列5625〜5780以外である配列に連結されたfh aB遺伝子または少なくとも約15bpの断片を含んで成る前記DNA配列を有 する形質転換された原核細胞、および前記形質転換された原核細胞の子孫。
- 18.前記前駆体原核細胞が百日咳菌(B.pertussis)である、請求 項17に記載の形質転換された原核細胞。
- 19.百日咳菌(B.pertussis)の糸状血球凝集素と交差反応性のペ プチドの生産方法であって、形質転換された原核生物宿主中で発現することがで きるfhaB発現カセットを含んで成る前記宿主を増殖せしめ、それによって前 記ペプチドが発現される方法。
- 20.前記ペプチドが前記糸状血球凝集素の少なくとも9アミノ酸の断片を含ん で成る、請求項19に記載の方法。
- 21.前記ペプチドがfhaB遺伝子のC末端部分である、請求項20に記載の 方法。
- 22.百日咳菌(B.pertussis)の糸状血球凝集素と交差反応性のペ プチドを含んで成るワクチンであって、形質転換された原核生物宿主中で発現す ることができるfhaB発現カセットを含んで成る前記宿主を増殖せしめ、それ によって前記ペプチドが発現される方法によって調製されるワクチン。
- 23.百日咳菌(B.pertussis)内毒素と交差反応性のペプチドを更 に含んで成る、請求項22に記載のワクチン。
- 24.前記ペプチドがAサブユニットと交差反応性である、請求項22に記載の ワクチン。
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