【発明の詳細な説明】
ヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドおよび該ポリペプチドをコード化
するDNA
発明の詳細な説明
本発明はヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドをコード化するDNA、
#DNAが挿入されている発現ベクターで形質転換された形質転換細胞により産
生きれるポリペプチド、および該ポリペプチドを前記形質転換体の使用により製
造する方法に関する。
ヒト単球走化性因子C以下、MCFと略記する)はリボ多糖(LPS)で刺激さ
れたヒト単球細胞から産生される生理学的に活性なポリペプチドであり、そして
単球を誘引するか、または腫瘍細胞増殖に対する単球の阻害効果を増大する生物
学的活性を有する。半球を誘引し、そしてさらに単球活性を増大させることによ
り、MCFはある種の細菌感染症またはガンの治療のための薬剤として期待され
る。
本発明者のマツシマ・コウジ博士およびヨースト・ジェ仁・オッペンハイム博士
等は、いくつかの誘導物質で刺激されたヒト単球白血病細胞の培養培地からいわ
ゆる天然ヒトMCFを単離し、そしてその部分アミノ酸配列を決定した。その分
子量は約15kDaであると見積もられた。
本発明者等は天然ヒトMCFの範囲の決められた部分アミノ酸配列により従うこ
とにヒトMCFをコード化するcDNAの単離に成功した。ヒトMCPポリペプ
チドは約9kDaの低分子量を存するポリペプチドであり、このヒトMCFの前
駆体ポリペプチドの完全−次構造がクローン化ヒトM CF c D N人のヌ
クレオチド配列を分析することにより確立されたから、該前駆体のC末端の76
個のアミノ酸からなるものであることが見出された。
本発明者等は、上記クローン化DNAまたはその主要部分が挿入されている発現
ベクターで形質転換された形質転換細胞を用いて岨換えDNA技術を適用するこ
とにより、ヒトMCF活性を有するポリペプチドを直接発現させることを試みた
。結果的に、上記ポリペプチドは産生され得ることが見出された。
本発明の第1の目的は、次式〔■〕 :Gin Pro Asp入1a IIs
Asn JLla Pro Val ’L’hrCys CY* ’!’yr
Asn Ph@Thr Asn Arg Lyg l1a5ar Val G
in Arg L*u Jua Sar ’j’yr hxq Arglla
’rhr Ser 5ar L7!I C’fll pro I、7−Glu
Ala [11Val Ila Ph@Lys Thr Il@Val Ala
LyIsGlulla Cys X Asp Pro Lye Gin Ly
m ?rp ValGin Asp Sar Mat A日P Hls L41
u A1!p Lys GinThr Gin ’!’hr Pro Lys
Thr(式中、XはAlaまたはThrを意味する)により表現されるアミノ酸
配列またはその主要部分からなるヒトMCF活性を有するポリペプチドをコード
化するDNAを提供することである。
本発明の第2の目的は、上記DNAが挿入されている発現ベクターで形質転換さ
れた宿主細胞を用いて組換えDNA技術を適用することにより製造され得る上記
式〔■〕により表現されるアミノ酸配列またはその主要部分からなるヒトMCF
活性を有するポリペプチドを提供することである。
本発明の第3の目的は、組換えDNA技術を適用することによる上記ポリペプチ
ドの製法を提供することである。
その他の目的は以下の記載から理解されるであろう。
本発明に従って、式(1)により表現されるアミノ酸配列またはその主要部分か
らなるヒトMCF活性を有するポリペプチド(以下、[本発明のポリペプチドJ
と記載する)は、式(1)により表現されるアミノ酸配列またはその主要部分か
らなるヒトMCF活性を有するポリペプチドをコード化するDNA (以下、[
本発明のDNAと記載する)を用いて組換えDNA技術を適用することにより製
造され得る。
本発明のDNAの中で、式(I)により表現されるアミノ酸配列からなるポリペ
プチドをコード化するDNAのヌクレオチド配列として、下式(A)により表現
されるヌクレオチド配列からなるDNA (rヒトMCFコード化DNAJと略
記されることもある)が例示される。
C入Gに入Q入丁GC入入TC入入TGCCCCAGTこ五CC’!’GCTG
YTにひ五crrc入Cご入入TλGαυ心λTC?CAG’J’GCAGAG
GC’t’CGCCAGC’l’AT入GλAGλ入TC入C0AaC入Gc人
入GTGTCCCλ入AG入入GCT [λ]GTGATCTTCAA GAC
CFL!?GTGGCC入入GG入GA’t’CTGTRCTGACCCCAA
GCAGAAGTGGG?rCλGG入丁?CCKTGG入CCACCTGG入
CAAGC入入入CCCAAACTCCG入入GACT(式中、YはCまたはT
を意味し、そしてRはGまたはAを意味する)
ヒトMCFポリペプチドをコード化するDNAは、例えば、実施例1に記載され
るような方法またはその変法に従って単離され得る。また、上記DNAの全合成
を化学的に行うこともできる。ヒトMCFの主要部分をコード化するDNAはヒ
トMCFコード化DNAの切断および/またはその余分な領域または不足領域の
修復の方法、例えば、適当な制限酵素により消化し、そして化学的に合成された
オリゴデオキシリボヌク、レオチドとの連結により、および特定部位の突然変異
誘発の技術により製造され得る(例えば、Kunkel、 T、 A、等、 M
ethods inBnzymol、、 154 、367−382.1987
)。
本発明のポリペプチドを製造するための発現ベクターは、遺伝子工学の技術およ
び遺伝子発現の原理(例えば、Mania’s、 T、等、モレキュラークロー
ニング:実験マニュアル、コールド・スプリング・)1−ノ<+、1982)に
従って、本発明のDNAの5°末端(上流)に翻訳開始コトンATGを付加し、
終結コドン含有DNA断片を上記Dj始コドン含有DNAの3′末端(下流)に
連結し、生成するDNAを適当なプロモーター(例えば、trp、 Lac、D
ho S、 PL、 SV40初期プロモーター)およびSD配列に結合し、次
いで生成するDNAを適当なベクター(例えば、プラスミドpBR322)内に
挿入することにより構築される。
SD配列から翻訳開始コドンまでのヌクレオチド配列は好ましくは式(I3)に
より表現されるものが好ましい。
5′−X’ GGAGGTTTY’ ATT−3’ 式(B)〔式中、Xoは(
A)、(Xlilないし5である)を意味し、そしてY′は(八)、(T)、(
7は口ないし8であり、2は0または1である)を意味する〕。
本発明の形質転換体は上記のように構築された発現ベクターを適当な宿主細胞、
例えば大腸菌内に導入することにより、コーエン等の方法(Cohen、 S、
N、等、 Proe、 Natl、 Acad、 Sci、、 USA、 69
、2110.1972)に従って得ることができる。
本発明のポリペプチドは、本発明の形質転換体を適当な培養条件下で培養するこ
とにより製造され得る。上記ポリペプチドを含むJib出物は細胞を破壊した後
に培養液から得ることができ、例えばリゾチーム消化および凍結−融解、和音i
11&またはフレンチプレス、次に遠心分離またはろ過による抽出物の収集によ
り行われ得る。
本発明のポリペプチド(」、塩析、陽イオン交換クロマトグラフィー、限外ろ過
、ゲルろ過、必要ならば透析、電気泳動、特異的抗体を用いるアフィニティーク
ロマトグラフィーおよびその他の核酸除去の処理方法の組合せを特徴とする精製
方法により抽出物から精製され得る。
次いで、使用された宿主細胞およびその他の条件によっては、N末端にある翻訳
開始コドンに基づ<Me を残基を有するポリペプチドが製造され得る。そのよ
うなポリペプチドは、それがヒトMCF活性を有する限り本発明のポリペプチド
の中に包含されると理解されるべきである。
本発明のポリペプチドはまた、上記発現ベクターを用いて無細胞転写−翻訳系を
適用することにより製造され得る。
本発明のポリペプチドは、いくつかのMCF活性の中のある種の活性、例えば1
11球を誘引するか、または腫瘍細胞増殖に対する711#:の阻害効果を増大
する生物学的活性を有する、上記式「I〕により表現されるアミノ酸配列または
その主要部分からなるポリペプチドを意味する。
式〔1)により表現されるアミノ酸配列の主要部分からなるポリペプチドは、例
えば、」−記アミノ酸配列中、N末端の1ないし10個のアミノ酸またはC末端
の6個のアミノ酸が欠失されているアミノ酸配列からなるポリペプチドを包含す
る。
ヒトMCFをコード化する突然変異対立DNAにおいてコード化されたポリペプ
チドおよび該ポリペプチドの主要部分は本発明のポリペプチド中に包含されると
理解されるべきである。
さらに、式(1)により表現されるアミノ酸配列からなるポリペプチドのN末端
を、アミノ酸またはペプチド例えばヒトMCF前駆体ポリペプチドにおけるプレ
ペプチド領域のC*趨アミノ酸配列の一部に相当する部分に付加することから生
じるポリペプチドは本発明のポリペプチド中に包含されると理解されるべきであ
る。
本発明のポリペプチドは、以下の方法に従うことを特徴とする組換えDNA技術
を適用することにより製造される。
分子量は5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析により分子量マーカータ
ンパク質(標準タンパク質キット:ファルマシア、スウェ・−デン)の分子量と
対比して測定された。
単球走化性の活性は走化性ボイデンチャンバーにューロ・プローブ社、米国)内
で測定された。詳しくは、本発明のポリペプチドを王室に添加し、そしてヒト半
球を上室に添加した。王室および上室は孔の大きさが8マイクロメートルのポリ
カーボネートフィルター(ヌクレオボア、米国)により分離されている。該チャ
ンバーを37℃で保温した後、フィルターの下面に付着し、メタノールで固定し
、モしてギムザ液で染色した移動細胞は顕微鏡分析により4潤された。0.5
%ウシ血清アルブミンを補足したRPMI−1640培地が本発明のポリペプチ
ドの希釈および培養のために使用された。
本発明のポリペプチドを配合するために、1M用のビヒクルおよび安定剤を添加
することは好ましい。安定剤の例はアルブミン、グロブリン、ゼラチン、プロタ
ミン、プロタミン塩、グルコース、ガラクトース、キシロース、マンニトール、
グルクロン酸、トレハロース、デキスラン、ヒドロキシエチルデンプン、非イオ
ン性表面活性剤等である。
記載の簡略化のために、以下の略号が本明細書および請求の範囲において使用さ
れている。
RNA : リボ核酸
mRNA : メツセンジャーRNΔ
DNA: デオキシリボ核酸
cDNA: 相補的DNA
5scDNA二一本膜DNA
dseDNA:二本鎖DNA
ATP: アデノシン三リン酸
dATP : デオキシアデノシン三リン酸dCTP: デオキシシチジン三リ
ン酸dGTP : デオキシグアノシン三リン酸dTTP : デオキシチミジ
ン三リン酸SD配列: シャインーダルガルノ配列kb: キロ塩基
kbp: キロ塩基対
bp= 塩基対
しPS : リボ多糖
BDTA: エチレンジアミン四酢酸
DTT : ジチオトレイトール
kDa: キロダルトン
SDS : ラウリル硫酸ナトリウム
MOPS: 5−N−(モルホリノ)プロパンスルホン酸
以下の実施例および参考実施例は本発明をより詳細に説明するが、しかし本発明
がそれらの実施例になんら限定されないと理解されるべきである。
4&鱈シルA41+ n 1 kItn Rn T A I;−今t?F、7M
の憔実施例1
ヒトMCFをコード化するDNAのクローニングヒト前骨髄性白血病の細胞列、
HL−60細胞(ATCC番号CCL−240)は1mlあたり1xlO’の細
胞濃度でペトリ皿(90xlBmm)に接種される。
10%のウシ胎児血清を含むPRMI−1640媒体は培養媒体として使用され
る。
それぞれ500ng/ml及び1マイクログラム/mlの最終濃度までホルボー
ル−12−ミリステート−13−アセテート(PMA)とレチノール酸を補った
培養媒体中で、細胞は37℃で5%二酸化炭素、および90ないし100%の湿
気を含む空気中で、2日間培養される。
前培養の後、調節された媒体および付着されていない細胞は吸引によって除去さ
れる。分化された付着細胞はさらに、それぞれ10マイクログラム/ml及び1
マイクログラム/mlの最終濃度のLPS及びシクロヘキサイミドで10%のウ
シ胎児血清を含むPRMI−1640媒体、中、上記と同じ条件下で6時間培養
される。
培養後、調節された媒体は吸引によって除去され、皿に付着した細胞は、0.5
%のナトリウム N−ラウロイルサルコシネー)、6mMのナトリウム シトレ
ート及び0.1Mの2−メルカプトエタノールを含む6Mのグアニジルチオシア
ネート溶液に溶解され、および均質化される。
Wit all +n1 1’l 15− 罷工/IN 出 出 1− L J
−全龜 aat ン診 1− 愈b Q n 111 #シηIJR(乙v )
! 、υ、1JVlt/Jnυ1 八”a: jJ+ LL’ D 、I IV
L UJ hlk化セシウム溶液に適用され、全RNA留分をペレットとして得
るため、超遠心11(pH27−20−ター、日立工種、日本)を使用して26
500rpmで20時間遠心機にかける。
ペレットは0.35MのNaC1,20mMのトリスおよび20mMのEDTA
を含む少量の7M尿素溶液に溶解され、全RNAはエタノールから沈澱によって
回収される。
全RNAはfmMのBDTAを含む10mMのトリス−HC1緩衝液(pH7,
4)に溶解され、溶液は65℃で5分間加熱される。NaC1溶液を0.5Mの
最終濃度まで添加し、溶液は1mMのEDTA及び0.5MのNaClを含む1
0mMのトリフ、−HC1緩衝液(pH7,4)で前もって平衡化されたオリゴ
(dT)−セルロースのカラムに適用される。
mRNAは1mMのEDTAを含む10mMのトリス−HC]緩衝液(pH7,
4)で溶離することによってカラムから単離される。
得られたmRNAは、グブラー(Gubler)及びホフマン(Hoffman
)(Gene、 25.263.1983)の方法に従って、cDNA合成の鋳
型として使用される。6マイクログラムのmRNAは蒸留水(6マイクログラム
/6マイクロリツトル)に溶解され、次いで100mMの水酸化メチル水銀の0
.6マイクロリツトルを添加する。
のRNアーゼ阻害剤(RNアシン:プロメガ(Promega)、米国)を含む
0.5Mの2−メルカプトエタノールの1゜8マイクロリツトルを添加する。
室温で5分間そのままにした後、10mMの塩化マグTP、0.04mMcDd
ATP、0.04mMのdTTp、0.04mMのdCTP、 5マイクログラ
ムのウシ血清アルブミン、1.25単位の大腸菌リボヌクレアーゼHおよび24
単位の大11[[DNAポリポリーゼIを含む20mMのトリス−HCl緩衝液
(pH7,5))に溶解される。
反応混合物は12℃で60分間培養され、2.5単位の大腸菌DNAリガーゼを
添加し、さらに22℃で60分間培養される。反応はEDTAの添加によって停
止する。反応生成物(−dscDNA)はフェノール/クロロホルム(1: I
)で抽出され、エタノールからの沈澱によって回収される。
生成物(d s c DNA)は100マイクロリツターのオリゴ(dC)ティ
リング緩衝液(tailing buffer)〔組成物: 2mMの塩化コバ
ルト・、0.02rnMのDTT、0.1mMのdCTPおよび10単位の末端
デオキシヌクレオチジル転写酵素を含む100mMのナトリウム力コジラート緩
衝液(pH7,2))に溶解され、dSCDNΔの3°末端にオリゴ(dC)末
尾を添加させるため、37℃で30分間培養される。
反応生成物〔オリゴ(dC)末尾dscDNA〕はフェノール/クロロホルム(
1: 1)で抽出され、エタノールからの沈澱によって回収される。
上記のように得られたオリゴ(d C)末尾dscDNA、及びオリゴ(dG)
末尾pBR822、Pstl切断(Bethesda Res、 Labs。、
米国)は、組み換え二本鎖をもつプラスミドを合成するため、オリゴ(d C)
末尾からオリゴ(dG)末尾にアニール化を行うため、・アニール化緩衝液〔組
成物: 1mMのEDTAおよび100mMのNaC1を含む10mMのトリス
−HCl緩衝液(p147.4))に溶解され、混合され、そして65℃で10
分間、57℃で2時間および45℃で2時間培養される。
」−記のように得られた組み換えプラスミドは、ヒトCDNAライブラリーを構
成するため以下の方法にしたがって大腸菌HBIOIに導入される。すなわち、
大腸菌)1B101はLブイヨン〔組成物:1%トリプトン、0゜5%酵母抽出
物、0.5%NaC1,0,1%グルコース(pH7,2))に接種され、60
0nmの濁度が0゜5に到達するまで30℃で培養される。
培養液は氷水で30分間そのままにされ、次いで細胞は遠心分離によって集めら
れる。細胞は50mMの塩化カルシウムに再懸濁され、氷水で60分間そのまま
にされ、次いで細胞は遠心分離によって集められる。細胞は20%のグリセリン
を含む50mMの塩化カルシウムに再懸濁される。
細胞懸濁液に組み換えプラスミド溶液を添加し、混合する。混合物は氷水で20
分間そのままにされ、次いで室温で10分間保たれる。その後、Lブイヨンを添
加し、37℃で60分間振り動かしながら培養する。
培養液の一部分を、テトラサイクリン6.25マイクログラム/′m1を含むL
ブイヨン寒天プレート(寒天濃度:1.5%)に取り、広げ、そして37℃で一
晩培養する。ヒトCDNAライブラリーは、テトラサイクリンに耐性を持つ形質
転換体を選択することによって作られヒトMCFを暗号化するcDNAを含むプ
ラスミドを持つ形質転換体のためのcDNAライブラリーをスクリーンするため
、コロニーハイブリダイゼーションアッセイは、以下の化学的に合成されたオリ
ゴデオヤシリボヌクレオチドブローブを使用してハナハン(Hanahan)及
びメセルソ:/ (Meselson)(Gene、10,63.1980)の
方法に従って行われる。
すなわち、以下の式〔1〕ないし〔4〕によって表されるオリボデ第4−シリボ
ヌクレオチドの4種は、ヒト細胞列、TI(P−1,tlTI胞、Met−As
p−His−LeU−八5p−Lys−Gln−Thr−Gin−Thr−Pr
o−Lys−Thrから情製された、いわゆる天然ヒトMCFの定義された部分
的アミノ酸シークエンスに基づいて化学的に合成され、プローブとして使用され
5 ’ −A T G G A Y CA Y T T RG A −3’ (
1)5’ −ATGGAYCAYCTNGA−8’ (2)5’ −GAY八八
へへARACYCA−3’ (3)5’ −GAYAARCARACRCA−3
’ (4)YはC及びTを表わし、RはG及びAを表わし、NはT。
C1八及びGを表わす。
それゆえ、式〔1〕で表されるプローブは8種のDNA(14−mar)のかた
まりであり、式〔2〕ないし〔4〕で表される各プローブは16種のDNA(1
4−ma r)のかたまりである。
上記の式の各合成されたプローブ(100pmole)は7−”P−ATP(約
50pmole:特殊な放射活性、500 QCi/mmo 1 e)およびT
4ポリヌクレオチドキナーゼ(10単位)を使用して、反応条件下、■Pで末端
ラベル化される。
ヒトCDNAライブラリーは、以下の2セツトの両プローブでハイブリッド化さ
れたヌクレオチドシーフェンスを持つcDNAを含むクローンをスクリーンする
。
−組は式〔1〕および〔2〕のかたまりプローブの混合物であり、他の組は式〔
3〕および〔4〕のかたまりプローブの混合物である。コロニーハイブリダイゼ
ーションは36°C140時間の条件下で行われる。結果として35のクローン
が約36000クローンから選択される。
cDNAは第一にこれらのクローンから単離され、制限酵素マツピング分析を受
けやすい。この分析によって、すべてのこれらのcDNAは通常のヌクレオチド
シーフェンスを含むことが確認される。
最終的に選択された3個の組み換えプラスミド(ブラスミド番号pHMCF7.
I)8MCF25およびpHMCF29)のヌクレオチドシーフェンスは、イン
ストラクションマニュアル(宝酒造1日本)に従って、゛ジデオキシ鎖末端法に
よって、7−DEAZAシークエンスキット(宝酒造)およびptyciaおよ
びpUc19をクローンベクターとして、使用することによって決定される。
ヒトMCFW&駆体を暗号化するヌクレオチドシーフェンスおよびヌクレオチド
シーフェンスから予測されたアミン酸シークエンスは表1に要約されている。p
HMCF7およびpHMCF29に挿入されたヒトMCP前駆体を暗号化する
ヌクレオチドシーフェンス中で、表1に示された塩基番号105及び塩基番号2
2Bの塩基はそれぞれT及びGである。
一方、pHMCF25のヌクレオチドシーフェンス中塩基番号105および塩基
番号226での塩基はそれぞれC及び八である。
表1
ArgLys工1esarValG1nArgr、auAlaser (50)
I、ysGluJuaValllaPheLya’E’hr工1aVal (7
0)表1において、数字は塩基数を表わす。括弧に入った数字はアミノ酸数を表
わす。。I*は翻訳停止コドンを意味する。
塩基番号lから塩基番号297のヌクレオチドシーフェンスはヒトMCF*1に
体を暗号化するヌクレオチドシーフェンスであり、そして塩基番号70から塩基
番号297のヌクレオチドシーフェンス(式(A)で表されるヌクレオチドシー
フェンスに相当する)はヒトMCF前駆体を暗号化するヌクレオチドシーフェン
スであり、塩基番号105のYはCまたはTを表わし、塩基番号226のRはG
またはAを表わす。
アミノ酸番号lからアミノ酸番号99のアミノ酸シークエンスは、ヒトMCF前
駆体のアミノ酸シークエンス(式〔!I〕で表されるアミノ酸シークエンスに相
当する)であり、そしてアミノ酸番号24からアミノ階番号99のアミノ酸シー
クエンスは、ヒトMCFのアミノ酸シークエンス(式(1)で表されるアミノ酸
シークエンスに相当する)である。アミノ酸番号76でのアミノ酸(X)はAl
aまたはThrを意味する。
実施例2
ヒトMCFポリペプチドの製造
(1)発現プラスミドpHMc076の構成式(1)(XfJ(Alaを表わす
)で表されるアミノ酸シークエンスに相当する、表1に示されたヒトMCF前駆
体ポリペプチドの24番目の部位から99番目の部位のアミノ酸シークエンスか
らなるポリペプチドを製造するための発現プラスミドは、以下の方法によって構
成される。
実施例1に記載された組み換えプラスミドpHMCF7から、全ヒトMCFポリ
ペプチドを暗号化するヌクレオチドシーフェンスを含む巨大DNAフラグメント
を制限エンドヌクレアーゼPstlで消化することによって単離される。次いで
、このDNAフラグメントをファージベクターM13mp18(宝酒造)中に、
そのポリリンカーシーフェンスのPstI分裂部位でクローン化する。
結果として生じた組み換えファージDNAを使用することによって、5’−TT
TAAATTATGi’である特殊なヌクレオチドシーフェンスは、ヒトMCF
前駆体ポリペプチドのN末端から23番目の部位のAlaに相当するコドンと、
24番目の部位でGinに相当するコドンの間に挿入され、5°−TGACTC
GAG−8°である特殊なヌクレオチドシーフェンスは、該前駆体ポリペプチド
のC末端のThrに相当するコドンに結合された翻訳停止コドン(TGA)と、
3′−翻訳されていないヌクレオチドシーフェンスの間に挿入され、それはクン
ケル(Kunkel)氏等の方法(Methods inBnzymol、 、
154.367、1987)に従って部位−直接突然変異の技術によって行わ
れる。
部位−直接突然変異はインストラクションマニュアル(Bio−Rad Lab
s、)に従って試験管内突然変異キットでMuta−Geneを使用して行われ
る。すなわち、大腸菌JM、105は組み換えファージDNAで感染され、次い
で組み換えファージを集めるため培養される。
その後、大腸菌CJ236は上記で得られた組み換えファージで感染され、ウリ
ジン(1マクログラム/m1)とクロラムフェニコール(20マクロクラム/m
1)に追加された2 xTY媒体〔組成物:1.6%トリプトン、1%酵母抽出
物、0.5%NaC1)中、37℃で5時間、培養さオニ、る、1
ウラシルをへな一ネ舘゛7丁−ジD N Aは、培養媒体か一一、単一 頬Cさ
濱1. る 。
別々番2二、以1・の式「、5〕と(Gj″r!表される突然変異性オリゴデオ
キジリボフクレオヂドブラインーの2種は化学的に合成される。
5’−CAAGGGCTCGCTTTTAAATTAT’GCAGCCAGAT
GC−3″ 式〔5〕5’−CCGAAGACTTGATGACTCGAGAC
ACTCACTCCAC−8” 式〔6〕各突然変異性プライマーの5′−末端
は前もってリン酸化される。リン酸化プライマーは、上記のように合成されたウ
ラシルを含む一重鎖ファージDNAで、アニール緩衝液〔組成物+2mM塩化マ
グネシウム及び50mMNaC1を含む20mMのトリス−HCl緩衝液(pH
7,4))中、70℃で10分間、次いで1℃/分の速度で30℃に冷却するこ
とによってアニール化される。
その後、プライマーは、合成緩衝液〔組成物:0.4mMの各デオキシヌクレオ
シドトリホスフェート(dGTP、dATP、dcTP、dTTP) 、0.7
5mMのATP、8.75mMの塩化マグネシウム及び1,5mMのDTTを含
む10mMのトリス−HCl緩衝液(pH7,4))中、相補的鎖を合成するた
め、T 4 DNAポリメラーゼで延長され、末端は氷の上で5分間、25℃で
5分間および37℃で90分間の連続培養によってT4DNAリガーゼで連結さ
れる。
反応4;1−20℃に凍ら什ることによって停止される。
上記のように得られた環状二本鎖DNAIえ1.大腸菌JM105に導入され、
そして突然変異された二本鎖複製形態DNAを単離するため培養される5、突然
変異されたDNAのヌクレAチドシークエンスは培養媒体から単離されたー・重
鎖DNAをシーフェンスすること(ジデオキシ法)によって確認される。
結果として生じた突然変異された二本鎖DNAは、ヒ)MCFポリペプチドのた
めのコード部位を含むDNAフラグメントを単離するため、制限エンドヌクレア
ーゼDral及びXholで消化される。単離されたDNAフラグメントは正文
に’ MCF (Dr a I−Xho I)−フラグメント”として参照され
る。
別々に、参照の実施例1で記載されたような発現プラスミドpEP205は制限
エンドヌクレアーゼDraIおよびXhoIで消化され、アンピシリン耐性遺伝
子および複製起点(″EP205ベクターーDNAフラグメント”として正文に
参照)を持つ結果として生じたより巨大なりNAフラグメントは単離され、そし
てこのEP205ベクター−DNAフラグメントは、ヒトMCPを作るための発
現プラスミドpHMcO76を構成するため、T4 DNAリガーゼによって、
前もって作られたMCF (Dr a I−Xho I)−7ラグメントと連結
される。
結果として生じた発現プラスミドpHMcO76は実施例1で記載された方法に
従って大腸菌HBIOIに導入される。
発現プラスミドで形質転換された大腸菌HBIOIは25マイクログラム/ml
のアンピシリンを含むLB寒天プレー)・(寒天濃度:1,5%)の上で培養さ
れる。
87℃で一晩培養した後、アンピシリン耐性コロニーは形質転換体を得るため選
択される。アンピシリン耐性クロー・ンの一つである形質転換体は大腸菌HBI
OI/pHMC076を名付けられ、式CI)(XfJ<Alaを表わす)で表
されるアミノ酸シークエンスからなるヒトMCFポリペプチドを作るために使用
される。
(2)ヒトMCFポリペプチドの製造
−1−記のように得られた大腸菌HB 101/pHMCO76を37°Cで一
晩培養する。培養は養分媒体(組成物=1.5%リン酸すトリウム2塩基性12
水和物、0゜3%リン酸カリウム1塩基性、0.1%塩化アンモニウム、2 m
g / lのビタミンB 1.0.5%カサミノ酸(easamino ac
ids) 、 2 mM硫酸マグネシウム、0.1mM塩化カルシウム、1%ト
リブF・ン、0.5%酵母抽出物、1%NaC1及び0.4%グリセロール〕の
100倍量に接種され、その後、3−インドールアクリル酸を最終濃度20マイ
クログラム/mlに添加する。
培養は35ないし37℃で、20ないし30時間で行われる。細胞は遠心分離に
よって集められ、0.1%リソチーム及び30mMNaC+を含む50mM)リ
スーMCI緩衝液(p)18.0)に懸濁される。懸濁液は氷水に30分間その
ままにされる。さらに、ドライアイス/エタノール浴で凍結し、そして37℃で
解凍することが細胞を分裂させるため、繰り返される。
10%エチレンイミンポリマーの1150量を添加した後、浄化された細胞−抽
出物を遠心分離により得る。
この細胞−抽出物に、リン酸アンモニウムを添加して70%飽和状態にし、形成
された沈澱物を遠心分離により集める。沈澱物は蒸留水に溶解され、次いで5r
nMホスフェート緩衝生理食塩水(pH6,5)で透析される。
透析物はセファクリル(Sephaeryl、) S −200(Pharn+
aeja)のカラムに適用され、ヒトMCFポリペプチドを含む留分を5DS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析および単球走性活性から判断することによ
って集められ、プールされる。
プールされた留分は20mMホスフゴート緩衝液(pH6,5)で透析され、次
いで透析物は111Tもって同緩衝液で平衡化されたCM−セファロース(Ph
armaefa)のカラムに適用される。ヒトMCFポリペプチドはNaC1モ
ル濃度(0ないし0.5M)の傾きでカラムから溶出される。
ヒトMCFポリペプチドを含む留分は集められ、プールされ、そして限外ろ過に
よって濃縮される。さらに、濃縮物は精製されたヒl−M CFポリペプチドを
得るためトヨビール(Toyopearl)HW −55カラム(TO5OHC
o、。
日本)でゲルろ過されやすい。
(3)ヒトMCFポリペプチドの製造
上記のように得られた形質転換体(大腸菌HBIOI/pHMcO7B)を培養
する。次いで、発現プラスミドを慣用の方法で形質転換体から単離し、セシウム
クロライド−エチジウムプロミド勾配(Maniatis、 T、氏等、Mo1
ecular Cloning:A Laboratory Manual、
Co1d SpringHarbor Laboratory、pp75−96
.1982)に平衡化するため超遠心分離によって精製する。
ヒトMCFポリペプチドは、原核生物DNA−直接翻訳キット(コード番号N
380 ; Amershem Intl、 plc。
英国)で上記の発現プラスミドDNAの使用によって作られる。発現プラスミド
および上記の翻訳キットを使用したポリペプチドの製造はインストラクションマ
ニュアル(Amershem Intl、 pie)に従い、必要ならばRNア
ーゼ阻害剤(ヒトの胎盤から: Amershem Intl、 pie)を添
加することによって行われる。
ヒトMCFポリペプチドが上記に示されたようなヒト単球のための走化活性を作
ることが前もって記載された方法によって確かめられる。
ヒトMCFポリペプチドは前(2)に記載された方法によってtriされる。
ヒトMCFポリペプチドの分子量は5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
よって約13+1kDaになることが決定される。
実施例3
ヒトMCF活性を持つポリペプチドの製造表1に示されたヒトMCFRg体ポリ
ペプチドのN末端から27番目の部位または3o番目の部位のアミノ酸がN末端
であり、実施例2に記載されたヒトMCFポリペプチドからN末端領域を切った
ポリペプチドであるアミノ酸シークエンスからなるヒトMCP活性を持つポリペ
プチドを作るための幾つかの発現ブラミドが構成された。
すなわち、実施例2に記載された発現プラスミドHMC076から、実施例2に
記載されたMCF (Dr a 1−Xhol)−フラグメントを含むDNAフ
ラグメントは#fflエンドヌクレアーゼ主LヱIしよび5ailで消化される
ことによって単離される。
次いで、このDNAフラグメントをファージベクターM13mp19(宝酒造)
中に、そのポリリンカーシーフェンスの5alIとXbalの制限エンドヌクレ
アーゼ分裂部位でクローン化する。
鋳型として結果として生じた組み換えファージDNAと以下に示された幾つかの
突然変異性プライマーを使用して、ヒトMCFポリペプチドのN末端アミノ酸の
ためのヌクレオチドシーフェンスコードは、実施例2に記載された部位−直接突
然変異の技術によってMCF(Dra 1−Xho I)−フラグメントから欠
失される。結果として生じた欠失されたDNAフラグメントは、幾つかの発現プ
ラスミドを構成するため、実施例2に記載のEP205ベクターDNAフラグメ
ントで連結される。
部位−直接突然変異に使用された突然変異性プライマーのヌクレオチドシーフェ
ンスは次の通りである。
表1 (XがAlaを表わす)に示されたヒトMCF前駆体ポリペプチドの27
番目の部位から99番目の部位のアミノ酸シークエンスからなるポリペプチドを
作るための発現プラスミドを構成する場合(以下”N3−MCFポリペプチド“
と略す):
5’ −GGTTTAAATT八TGGCAATCへATGCCC−3’
ヒトMCF前駆体ポリペプチド(表1のXがAlaを表わす)の30番目の部位
から99番目の部位のアミノ酸シークエンスからなるポリペプチドを作るための
発現プラスミドを構成する場合(以下”NO−MCFポリペプチド”と略す):
5’ −GGTTTAAATTATC;GCCCCAGTCACC,TGC−3
’
実施例2に記載された方法に従って、各突然変異性二本鎖複製形flDNAは作
られ、そして単離される。次いで、各結果として生じた突然変異性二本鎖DNA
は、望ましいポリペプチドのためのコード領域を含む各DNAフラグメントを単
離するため、制限エンドヌクレアーゼDral及びXholで消化される。
望ましいポリペプチドを作るための発現プラスミドは、これらのDNAフラグメ
ントのそれぞれを連結させることによって、発現ベクターpEP205から誘導
されたEP205ベクターDNAフラグメントで構成される。
N3−MCFポリペプチドを作るための発現プラスミドはpHMc073で表さ
れ、N6−MCFポリペプチドを作るための発現プラスミドはpHMcO70で
表される。
(2)ヒトMCF活性をもつポリペプチドの製造上記のように構成された発現プ
ラスミドは、実施例2に記載された方法に従って大腸菌HBIOIに導入される
。さらに、結果として生じた形質転換体を培養することによって、ヒトMCF活
性をもつポリペプチドは実施例2に記載の方法に従って作られる。
上の発現プラスミドを使用することによって、ポリペプチドは原核生物DNA−
直接翻訳キット(AmershemIntl、 pie、英国)は試験管中で合
成された。発現プラスミドは慣用の方法によって単離され、そして形質転換体(
大腸菌HB 101/pHMC07B)を培養する。
次いで、発現プラスミドを慣用の方法で形質転換体から単離し、セシウムクロラ
イド−エチジウムプロミド勾配(Manjatjs、 T、氏等、Mo1ecu
lar Cloning:A LaboratoryManual、 Co1d
Spring Harbor Laboratory、pp75−96.19
82)に平衡化するため超遠心分離によって精製する。
発現プラスミドおよび上記の翻訳キットを使用したボリベブチドの製造はインス
トラクンヨンマニュアル(Amershem Intl、 plc)に従い、ト
リチウムでラベルされたロイシンを使用し、及びRNアーゼ阻害剤(ヒトの胎盤
から: Amershem Intl、、 pie)を添加することによって行
われる。
生成物は5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動パターン(Laemml i
、 u、 K、 、 Nature、 227.680.1970)のオートラ
ジオゲラフィンによって、または生物活性に基づいて同定される。
(3)ヒトM CF−活性を持つポリペプチドの製造上記のように得られた形質
転換体を培養し、発現プラスミドを実施例2に記載された方法に従って単離され
る。
さらに、上記の発現プラスミノのそれぞれを使用することによって、Nl−MC
FポリペプチドおよびNa−ポリペプチドが実施例2に記載された方法に従って
製造される。これらのポリペプチドはヒト単球のための走性活性をもつことが確
かめられた。
N 3−MCFポリペプチドおよびNa−ポリペプチドの両分子量は、5DS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって約12+1kDaになることが決定さ
れる。
先のポリペプチドの移動性が後者のポリペプチドよりも少し遅いので、先のポリ
ペプチドは幾分高分子量である。
実施例4
ヒトMCF活性を持つポリペプチドの製造(1)発現プラスミドの構成
表1 (XがAlaを表わす)に示されたヒトMCF前駆体ポリペプチドの34
番目の部位から99番目の部位のアミノ酸シークエンスからなるヒトMCF活性
を持つポリペプチドを作るだめの発現プラスミドは、実施例2に記載された方法
に従って構成される。しかし、部位−直接突然変異のために使用された化学的に
合成された突然変異性プライマーのヌクレオチドシーフェンスは次のとおりであ
る。
5’ −GGTTTAAATTATGTGCTGTTATAACTTCACC−
3’
NIO−MCFポリペプチドを作るための発現プラスミドはpHMcO66で表
される。発現プラスミド(pHMCO68)は形質転換体を得るため、実施例2
に記載された方法に従って、大腸菌HBIOIに導入される。
(2>Nl O−MCFポリペプチドの製造発現プラスミド(pHMco 66
)は実施例2に記載された方法に従って単離される。さらに、発現プラスミドの
使用によって、NIO〜MCFポリペプチドは実施例2に記載された方法に従っ
て作られる。このポリペプチドはヒト単球のための走性活性を持つことが確かめ
られる。
NIO−MCFポリペプチドの分子量は、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動によって約11+1kDaになることが決定される。
参考実施例1
発現ベクター EP205の構築
プラスミドpBR322を制限エンドヌクレアーゼAve Iおよびpvu ]
’[で消化し、そして生成するより大きいDNA断片(大きさ約3.7kbp)
を単離した。dGTPSdATP、dCTPおよびdTTPの存在下、大腸菌D
NAポリメラーゼI (フレノウ断片)でその粘着末端をブラント末喘に充JR
した後、両末端をT 4 DNAリガーゼにより連結し、新しいプラスミドベク
ター(pBR36と表される)を#構築した。このベクターはプラスミドpBR
322の複製開始近傍に位置するコピー数調節遺伝子領域を欠失されていた。
プラスミドベクターpBR36を制限エンドヌク17アーゼEco旧 およびp
st Iで消化し、そしてアンピシリン耐性遺伝その」二流領域を含むより小さ
いDNA断片(大きさ約0.75kbp)を単離した。生成するDNA断片は[
Amp(Pstl−Bco[?l)断片」ど記載される。
このAmp(Pstl BcoRI)断片は実施例2に記載したようなファージ
ベクターMl 3rnp 18中にクローン化された。制限エンドヌクレアーゼ
Dra lで認識可能な特定のヌクレオチド配列(TTTAAA)を消失するた
めに、生成する組換えファージDNAを使用することにより、粕rl(Pst[
−1EcoRI)断片のヌクレオチド配列中の1個の塩基(A)を、実施例2に
記載したような方法に従って特定部位の突然変異誘発により別の1n、W(G)
に変化させた。
詳しくは、ウラシルを含む一重鎖フデージDN人が上記組換えファージDNAに
感染させた大腸菌CJ28(3の培養培地から単離された。
突然変異原性プライマーとしての下式〔7〕により表現されるオリゴデオキシリ
ボヌクレオチドは化学的に合成された。
5’ −CAGAACTTTGAAAGTGCT(、−3′式〔7〕
リン酸化プライマーはウラシル含有DNA鋳型とアニール化された。実施例2に
記載された方法に従って、所望の突然変異二本鎖DNAが単離された。
上記のAmp(Pstl−[!coRI)断片に相当するが、制限エンドヌクレ
アーゼDra I切断認識配列を含まないDNA断片(以下、突然変異Amp(
Pstl−11cal?り断片と記載する)を単離するために、生成する突然変
異二本鎖DNAを制限エンドヌクレアーゼPsi Iおよび1coRIで消化し
た。
プラスミドベクターpBR3(iのアンピシリン耐性遺伝子中のDγal切断認
識配列の切除された新しいベクターを構築するために、突然変異Amp(Pst
l−EcoRI)断片は、制限エンドヌクレアーゼEcoRIおよびpst I
での消化によりベクターpI3R36から単離されたより大きいDNA断片と連
結された。
さらに、この新しいベクターpBRs601を制限エンドヌクレアーゼDra
Iで消化し、そして生成するより大きいDNA断片を単離した。より大きいDN
A断片を5raa Iリンカ−(宝酒造株式会社)とT4DNAリガーゼにより
連結し、新しいプラスミドベクターを構築した。
BR38の誘導体であり、そして制限エンドヌクレアーゼDra Iのための認
識配列を全く含まない。この新しいプラスミドベクターは1)BR3602と表
される3ma Iリンカ−のヌクレオチド配列は下に示されている。
5’ −C(:、CGGG−8′
さらに、この新しいベクターpBR3602を制限エンドヌクレアーゼAat
Ifおよび3aL Iで消化し、そして生成するより大きいDNA断片を単離し
た(以下、[pBR3602(Aat ll−5alI)断片と記載される)。
別に、参考実施例2に記載されるようなヒトインターロイキン−1αを産生する
ための発現プラスミドpHlPH383aを制限エンドヌクレアーゼAat ■
および5aIIで消化し、そして大腸菌トリプトファンプロモーター配列および
ヒトインターロイキン−1のためのコード領域を含む生成りNA断片を単離した
。この生成するDNA断片はrtrpプロモーター/IL1α−DNA断片」と
記載される。
このtrpプロモーター/IL1a−DNA断片をT4DNAリガーゼによりp
BR3602(Aat IF−Sail)断片と連結して新しい発現プラスミド
を横築した。この新しい発現プラスミドはpEP205と表される。
参考実施例2
発現プラスミド HI P H383aの構築ヒトインターロイキン−1前駆体
ポリペプチドをコード化するクローン化cDNAを欧州特許公告第018892
0号に記載の方法に従って単離された。ヒトインターロイキン−1cDNAを含
有する組換えプラスミドpHL 4 (Purutani Y、等、 Nucl
eic Ac1ds Res、、 13.5869、1985)から、cDNA
挿入物が制限エンドヌクレアーゼPst Iとの消化により単離され、そしてさ
らに、制限エンドヌクレアーゼEco旧およびBst Nrで消化され、成熟ヒ
トインターロイキン−1αのコード領域の中央部分を含むDNA断片(大きさ約
411bp)が単離された。単離されたDNA断片は欧州特許公告第01889
20号に示された表5の塩基N11398から塩基Na80gのヌクレオチド配
列に相当する。
このDNA断片は、連続的に、下の式〔8〕および
〔9〕により表現される化学
的に合成されたオリゴデオキシリボヌクレオチドアダプターとT4DNAリガー
ゼにより連結された。生成するDNA断片はrSD−I L−断片」と記載され
る。
合成オリゴデオキシリボヌクレオチドアダプター〔8〕は、下の式(a)ないし
くe)により表現される5種のDNA断片の連続的連結により調製された。
5’−AACTAGTACGCAAGTTCAC3’−TTG入TCATGCG
TTCAAGTGCATT [a]5’−GTAAAAGGAGGTTTAAA
3 ’ −TTCCTCCAAATTTAATAC[b ]]5r−7rA’!
’GTCATCACCTI’M’AG3I届TAGTGGAAAATCωλ刀
Ee13−−ACTCG’l’TACAC’ffi’ATG?I’GAAA?A
C’I’C[d]式
〔9〕のヌクレオチド配列は以下のとおりだった=5’ −
AGGCGTGATGACTCGA3’ −CCGCACTACTGAGCTC
TAG式
〔9〕
別に、発現ベクターp E P 302 (Purutani Y、等。
Nuclejc Ac1ds Res、、 13.5869.1985)を制限
エンドヌクレアーゼ1lpa IおよびBarn IIIで消化し、そして大腸
菌トリプトファンプロモーター配列およびアンピシリン耐性遺伝子を含む生成す
るより大きいDNA断片が単離された(以下、rEP302ベクターDNA断片
」と記載される)。
EP302ベクターDNA断片をT4 DNAリガーゼにより、上記のようにし
て製造した5D−ILI−断片と連結し、成熟ヒトインターロイキン−1αポリ
ペプチドを産生ずる発現プラスミドpHlPH383aを構築した。
特許庁長官 殿 平成3年9月+g日
1、事件の表示 平成2年特許願第502276号2、発明の名称
ヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドオ・、工び該ポリペプチドをコー
ド化するDNA8、補正をする一者
事件との関係 特許出願人
名称 アメリカ合衆国
4、代理人
住所 東京都千代田区神田駿河台lの6゜お茶の水スクエアB館
「自発」
6、補正の対象
明細書および請求の範囲の欄
7、補正の内容
(1)請求の範囲を別紙の通り補正する。
(2)明細書第2頁I:″から第5行ないし7第4行の[その主要部分からなる
ヒトMCF活性を存するポリペプチドをコード化するDNAJを[そのいずれか
の部分からなるヒトMCF活性を有するポリペプチドの発現のためにコード化す
る単離されたD NA配列」と補正する。
(3)同第2頁下から第1行の[宿主細胞Jを「微生物宿主」と補正する。
(4) 同第3頁第2行から第3行の[その主要部分からなるヒトMCF活性を
有するポリペプチド」を[いずれかの部分からなるヒトMCF活性を有する実質
的に純粋なポリペプチド」と補正する。
(5)同第3頁第10行、第13行の[その主要部分からなる」を[そのいずれ
かの部分からなる」と補正する。
以上
[請求の範囲
1、次式〔I〕 :
Gin 1?ro Asp Ala Ile Asn 入1a、Pro Val
ThrCys Cys Tyr Asn Phe Thr Asn Arg
Lys工1eSar VaJ−GlnArg Leu’ A、La Ser T
yr Arg Arg工le Thr Ser Ser Lys Cys Pr
o Lys Gluλ1aVal 工1e Phe Lys Thr 工1e
Val 入1a Lys Glu工le Cys X Asp Pro Lys
Gin Lys Trp Val(式中、XはAlaまたはThrを意味する
)により表現されるアミノ酸配列またはそのいずれかの部分からなるヒト単球走
化性因子活性を有するポリペプチドの発現のためにコード化する単離されたDN
A配列。
2、次式〔■〕 :
Met Lys Val Ser 入1a入1a Leu Leu Cys L
euPro Val Thr Cys Cys Tyr Asn Phe Th
r AsnArg I、ys 工le Ser Van Gin Arg Le
u Ala 5erTyr Arg Arg 工le Thr Ser Ser
Lys Cys Pr。
Lys Glu 入1a Val 工1a Phe Lys Thr 工le
ValAla LY!I Glu工1e Cys X Asp Pro Lys
GinLys Trp Val Gln Asp Ser MeヒAsp H
ls LeuAsp Lys Gin Thr Gin Thr Pro Ly
s Thr [1(式中、XはAlaまたはThrを意味する)により表現され
るアミノ酸配列またはその突然変異体DNAからなるヒト単球走化性因子前駆体
の発現のためにコード化するDNAの5″末端から28ないし33コドンを欠失
させ単離されたDNA配列。
3、請求項1記載のDNA配列を含有するベクター。
4、請求項2記載のDNA配列を含有するベクター。
5、請求項3記載のベクターにより形質転換された微生物宿主。
6、請求項4記載のベクターにより形質転換された微生物宿主。
7、ヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドの発現に適する条件下で、請
求項5記載の形質転換された微生物宿主を培養し、そして該ポリペプチドを回収
することを特徴とするヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドの製造方法
。
8、ヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドの発現に適する条件下で、請
求項6記載の形質転換された微生物宿主を培養し、そして該ポリペプチドを回収
することを特徴とするヒト単球走化性因子活性を有するポリペプチドの製造方法
。
9、請求項7記載の方法により製造されたヒト単球走化性因子活性を有するポリ
ペプチド。
10、請求項8記載の方法により製造されたヒト単球走化性因子活性を有するポ
リペプチド。
11、ヒト単球走化性因子活性を表現できる請求項1で示されたアミノ酸配列(
1)又は該アミノ酸配列のいずれかの部分からなるヒト単球走化性因子活性を有
する実質的に純粋なポリペプチド。
12、 N末端1ないし10のアミノ酸を欠失した請求項1で示されたアミノ酸
配列(I)からなるヒト単球走化性因子活性を有する実質的に純粋なポリペプチ
ド。」
国際調査報告