【発明の詳細な説明】
本発明は、HIV感染を顕示する抗HIVエンドヌクレアーゼ抗体の検出に役立
つポリペプチドに関する。
背景
ヒト免疫不全(HIV)ゲノムによってコードされる抗原構造の同定は、ワクチ
ンの開発および血清学試験のために必要である。いくつかの反応性の強い抗原部
位が、HIV−1およびHrV−2のgagおよびenvがコードする蛋白質で
同定された(8−13)。トランスメンブラン蛋白質のNHt末端に位置する抗
原配列(シーケンス)に由来するペプチドは、HIVの2つの聾に対する抗体の
明確な分類を可能にしく12L一方、2種の血清型間の交差反応性が、配列相同
性を示すこれら領域に対して見出された(12−14)。しかしgagおよびe
nvの交差反応領域に対する血清反応性はしばしば非常に低く、さらに、すべて
のHIV−1抗体陽性血清が、交差反応性ペプチドを基にした血清学試験で調べ
たとき陽性を示すとはかぎらない。
レトロウィルスのライフサイクルの特色の1つは、プロウィルスDNAの宿主染
色体への挿入である。ウィルスゲノムのpol遺伝子の3゛末端によりコードさ
れる蛋白質は、エンドヌクレアーゼ活性を有することが示されたが(I)、これ
はDNA組み込みのために必要である。ヒト免疫不全ウィルス(HI V)感染
者の大半の血清は、血清学試験でエンドヌクレアーゼP31と反応する(2−4
)。
しかし、この蛋白のどの部分が抗体反応に対する標的となるのかは不明である。
発明の要約
本発明は次の式のポリペプチドを含む:X−Glu−Thr−Gly−Gin−
Glu−Thr−Ala−Tyr−Phe−8Leu−Lys−LerAla−
Gl y−Arg−Trp−Pro−Val−Lys−2式中、BはLeuまた
はlieで、
Xは1から20個のアミノ酸残基またはアミノ末端基で、ZはIから20個のア
ミノ酸残基またはカルボキシ末端基である。
本発明のポリペプチドまたは抗体(好ましくはユニットを構成するか)も含まれ
、そのような組成物は、抗HIVエンドヌクレアーゼ抗体の検出に役立つ。
図面の簡単な説明
図1は、選択されたHIV−1エンドヌクレアーゼペプチドに対するHIV感染
および非感染者の血清の反応性を示す。33検体のHIV−1抗体陽性血清(点
付き四角)および14のコントロール血清(白画角)を、HIV−1エンドヌク
レアーゼ蛋白質を表象するペプチド(6)を用いてELISAて調へた。アミノ
酸配列は、HIV−1コンセンサス配列から得られ、図の下(横軸)に示しであ
る。大文字はコンセンサスアミノ酸を示し、一方、小文字はより保存度の低いア
ミノ酸を示している。490nmの吸収値は縦軸で示す。感染者の3血清はCD
Clに(7)、13血清はCDCl Iに、7血清はCDCI I Iに、lO
血清はCDCIVに分類された。EndIOにより表される領域より他の領域に
対する反応性は非常に低かったので、図では選ばれた番号のペプチドの結果だけ
が示されている。
図2は、HIV−1抗体陽性およびコントロール血清の18グリシン(G)置換
ペプチドのENDIOセットに対する反応性を示している。横線入り四角は、抗
体陽性I3血清の平均光学密度を示す。垂直の線は検車偏差を表している。無傷
のペプチドEnd I Oに対する平均反応性は、活性の100%を示すために
選ばわ、置換ペプチドに対する反応性は、これとの関係で表現されている。HI
Vしかし、免疫グロブリン結合の所望の機能的特性が当該ポリペプチドによって
保持されるかぎり、“D型”異性体残基もまたいずれのし一アミノ酸残基にも置
換できる。NH,は、ポリペプチドのアミノまたはカルボキシ末端に存在する自
由なアミノ基を指す。C0OHはポリペプチドのカルボキシ末端に存在する遊離
カルボキシ基を指す。遊離ペプチドのアミノ末端NH,基およびカルボキシ末端
C○OH基は、例によって式中に記載されていない。配列のアミノまたはカルボ
キシ末端のハイフンは、さらにアミノ酸残基配列または対応するNH,もしくは
C00H末端基が存在することを示している。標準的ポリペプチド命名法(J、
Bi。
対応表
記号 アミノ酸
F Phe フェニルアラニン
M Met メチオニン
A Ala アラニン
S Ser セリン
I Ile イソロイシン
P Pro プロリン
K Lys リジン
HHis ヒスチジン
Q Gln グルタミン
E Glu グルタミン酸
W Trp トリプトファン
RArg アルギニン
D Asp アスパラギン酸
N Asn アスパラギン
CCys システィン
すべてのアミノ酸残基配列は、その左から右への方向性がアミノ末端からカルボ
キシ末端への慣用的方向である式によって、本明細書中では示されているという
点に留意されるべきである。
ポリペプチド: これは、連続したアミノ酸残基のアルファアミノ基とカルボキ
シ基との間のペプチド結合によって互いに連結されたアミノ酸残基の直線状連続
物である。
ペプチド: ここで用いられているように、ポリペプチドとして互いに結合した
アミノ酸残基が50個未満の直線状連続体を指す。
蛋白質: ペプチドとして互いに結合したアミノ酸残基が、50個より多い直線
状連続体を指す。
合成ペプチド: ペプチド結合によって互いに連結された、化学的に製造された
アミノ酸残基の鎖を指すが、天然で得られる蛋白質およびそのフラグメントを含
まない。
ヌクレオチド: 糖部分(ペントース)、燐酸(燐酸基)および窒素含有複素環
基本体から成るDNAまたはRNAの単量体ユニット。この基本体は、グリコシ
ドの炭素(ペントースの1′炭素)を介して糖部分に結合し、基本体と糖との連
合体はヌクレオシドである。このヌクレオシドがペントースの3′ または5′
位に結合した燐酸基を含むとき、ヌクレオチドと呼ばれる。機能的に連結された
ヌクレオシド配列は、ここでは例によって“ヌクレオチド配列”と呼ばれ、その
左から右への方向性が、5′末端から3′末端への慣用的方向である式で本明細
書中では表されている。
B、ポリペプチド
一具体例では、本発明は次の式によって表されるポリペプチドを含む:(Fl)
X、−Glu−Thr−Gly−Gin−Glu−Thr−Ala−Tyr−
Phe−BLeu−Lys−Leu−Ala−Gly−Arg−Trp−Pro
−Val−Lys−Z−Bは、LeuまたはIJeのいずれかであるが、好まし
くはLeuである。XおよびZは、それぞれアミノおよびカルボキシ末端基を表
す。Xか存在するか否かは、その下付き文字nで示され、nはOまたは1のいず
れかで、nかOのときXは存在せず、nが1のときXは存在する。同様に、mが
0のときZは存在せず、mが1のときZは存在する。好ましくは、n==oでm
=1である。好ましくは、n=lでm=0である。好ましくは、n=1でm=1
である。Xはアミノ末端NH1基でもよく、また、Xは1からおよそ20個のア
ミノ酸残基績でもよいが、これはnが1のときは存在するが、nが0のときは存
在しない。Zはカルボキシ末端C00H基またはカルボキシ末端NH,基でもよ
い。また、Zは1からおよそ20個のアミノ酸残基績でもよいが、これはmが1
のときは存在するが、mが00ときは存在しない。
Xは以下のアミノ酸残基配列の1つでもよい:(a) NHt−GIY−TYr
−11e−Glu−Ala−Glu−Vat−11e−Pro−Ala(b)
NHt−GIY−TYr−[1e−Glu−Ala−Glu−Val−11e−
Pr。
(c) NHs−Gly−Tyr−11e−Glu−Ala−Glu−Val−
11e(d) NHt−Gly−Tyr−[1e−Glu−Ala−Glu−V
al(e ) NHt−Gly−Tyr−11e−Glu−Ala−Glu(f
) NH,−Gly−Tyr−11e−Glu−Ala(g) NHt−Gl
y−TYr−11e−Glu(h) NHs−GIY−TYr−[1e(i )
NHt−Gly−Tyr
(D NHt−Gly
Zは以下のアミノ酸残基配列の1つでもよい:(a ) Thrl Ie−Hi
s−Thr−Asp−Asn−Gly−Set−Asn−Phe−COOH(b
) Thr l 1e−His−Thr−Asp−Asn(;1y−Set−
Asn−COOH(c ) Thr−[1e−His−Thr−Asp−Asn
−Gly−Ser−COOH(d ) Thr−[1e−His−Thr−As
p−Asn−Gly−COOH(e ) Thr−[1e−His−Thr−A
sp−Asn−COOH(f ) Thr I 1e−His−Thr−Asp
−COOH(g) Thr−[1e−His−Thr−COOH(h) Thr
−1ie−His−COOH(i) Thr−11e−COOH
(D Thr−COOH
別の具体例では、本発明のポリペプチドは次の式をもつ:(F 2) NH2−
(Glu−Thr−Gly−Gin−Glu−Thr−Ala−Tyr−Phe
−11eLeu−Lys−Leu−Ala−Gly−Arg−Trp−Pro−
Val−Lys ) t −COOH式中、BはIleまたはLeuのいずれか
で、好ましくはLeuである。pの値は、そのホモブロックポリマーが0.15
M塩化ナトリウム水溶液中で溶解できるような整数である。好ましくは、pの値
は2からおよそ6である。
好ましいポリペプチドはアミノ酸残基およそ30個未満であり、さらに免疫的に
活性な配列を含み、細胞付着活性を示し、その配列は次の式によって表される:
(F3) Glu−Thr−GIY−Gin−Glu−Thr−Ala−TYr
−Phe−LeuLeu−Lys−Leu−Ala−Gly−Arg−Trp−
Pro−Val−Lysより好ましくは、次の式のポリペプチドである:(F4
) Gly−Tyr−[1e−Glu−Ala−G1.u−Val−11e−P
ro−Ala−C1u−Thr−Gly−Gln−Glu−Thr−Ala−T
yr−Phe−Leu−Leu−Lys−Leu−Ala−Gly−Arg−T
rp−Pro−Val−Lys−Thr−11e−His−Thr−Asp−A
sn−Gly−Set−Asn−Phe本発明のポリペプチドの各々は、HIV
エンドヌクレアーゼ(p31)に免疫学的に類似する活性を育するという特色を
もつ。
好ましい具体例では、本発明のポリペプチドは、固形マトリックス(例えばアガ
ロース、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ニトロセルロース
、ポリエステル、ガラス、合成樹脂、ラテックス、長鎖多糖類なと)に機能的に
連結される。好ましくは、本発明のポリペプチドは、例えばマイクロリットル容
量のプレートウェルのような診断用デバイスを形成する固形マトリックスに機能
的に連結される。
本発明のポリペプチドには、そのポリペプチドがHIVエンドヌクレアーゼ蛋白
質p31によって誘発される抗体と免疫的に結合することかできるポリペプチド
であるかぎり、そのアミノ酸残基配列が本明細書で示されているポリペプチドの
いずれの類似体、フラグメントまたは化学的誘導体も含まれる。したがって、本
発明のポリペプチドは、種々の変更、置換、挿入、および欠失にも付すことがで
き、その場合、そのような変化はそれらを使用するについて特定の利点を提供す
る。”類似体”という用語は、ここで具体的に示された配列と実質的に同一のア
ミノ酸残基配列をもつ一切のポリペプチドを指すが、その場合1つまたは1つよ
り多い残基が、機能的に類似の残基で保存的に置換されている。保存的置換の例
は、1個の非極性(疎水性)残基(例えばイソロイシン、バリン、ロイシン、ま
たはメチオニン)の他との置換、1個の極性(親水性)残基の他との置換(例え
ばアルギニンとリジン間、グルタミンとアスパラギン間、グリシンとセリン間)
、1個の塩基性残基(例えばリジン、アルギニン、またはヒスチジン)と他との
置換、または酸性残基(例えばアスパラギン酸またはグルタミン酸)と他との置
換を含む。
“保存的置換”という語句は、また、本来の残基の場所に化学的に誘導した残基
を使用することを含むが、ただし、そのようなポリペプチドが必要な結合活性を
発揮するということを条件とする。
“化学的誘導体”とは、機能的側鎖基の反応によって化学的に誘導された1つま
たは1つより多い残基をもつ本発明のポリペプチドを指す。そのような誘導分子
には、例えば、自由なアミノ基が誘導さね、アミンヒドロクロリド、p−トルエ
ンスルフォニル基、カルボベンゾキシ基、t−ブチルオキシカルボニル基、クロ
ロアセチル基またはホルミル基をその中で形成するような分子が含まれる。自由
なカルボキシル基は、塩、メチルおよびエチルエステル、またはエステルもしく
はヒドラジドの他のタイプを形成するために誘導することができる。自由なヒド
ロキシル基は、0−アシルまたは0−アルキル誘導体を形成するために誘導する
ことができる。ヒスチジンのイミダゾール窒素は、N−im−ベンジルヒスチジ
ンを形成するために誘導することができる。化学誘導体に含まれるものは、また
、1つまたは1つより多い天然に得られるアミノ酸の、20個の標準アミノ酸の
誘導体を含むようなペプチドである。例えば、4−ヒドロキシプロリンはプロリ
ンに置換でき、5−ヒドロキシリジンはリジンに置換でき、3−メチルヒスチジ
ンはヒスチジンに置換でき、ホモセリンはセリンに置換でき、さらに、オルニチ
ンはリジンに置換できる。本発明のポリペプチドは、1つまたは1つより多い付
加および/または欠失をもつか、またはその配列がここに示されているポリペプ
チドに関連した残基をもついずれのポリペプチドも含むが、ただし必須の結合活
性が維持されていることを条件とする。“フラグメント“という用語は、そのア
ミノ酸残基配列がここに示されているポリペプチドのそれより短いアミノ酸残基
配列をもついずれの本発明のポリペプチドも指す。
本発明のポリペプチドは、メリーフィールドが最初に記載した固相合成法(Me
rrifield、 J、 Aa Chem、 Soe、、 85:2149−
2154(1963))によって製造できる。他のポリペプチド合成技術は、例
えば、ボダンスキーらの″ペプチド合成″ (M、 Bodanszkyら、P
eptide 5ynthesis 、 John 1Viley & 5on
s、第2版(1976))の他に当該技術分野で既知の参考文献で見出すことが
できる。ポリペプチド合成技術の要約は、“固相ペプチド合成” (J、 5t
uart & J、 D、 Young、5olid Phase Pepti
de 5ynthesis、ピアースケミカルカンパニー、ロックフォード、イ
リノイ、第3版、Neurathら纒、104−237ページ、アカデミツクプ
レス、ニューヨーク、ニューヨーク(1976))で見出すことができる。その
ような合成に使用できる適切な保護基は、上記のテキスト、並びに、“有機化学
の保護基” (J、 F、 W、 McOmie。
Protective Groups in Organic Chemist
ry、プレナムプレス、ニューヨーク、ニューヨーク(1973))で見出すこ
とかできる。
一般には、これらの合成法は、1つまたは1つより多いアミノ酸残基または適切
に保護されたアミノ酸残基の、成長ポリペプチド鎖への連続付加を含む。普通に
は、最初のアミノ酸残基のアミノまたはカルボキシル基のいずれかか、適切な、
選択的に除去できる保護基で保護される。種々の、選択的に除去できる保護基か
、反応性側鎖基を含むアミノ酸(例えばリジン)のために利用できる。
例として固相合成法を用いて、保護アミノ酸または誘導アミノ酸は、その非保護
カルボキシルまたはアミノ基を介して内部支持固体に結合させられる。その後、
アミノまたはカルボキシル基の保護基を選択的に除去し、さらに、適切に保護さ
れた相補的な(アミノまたはカルボキシル)基をもつ、当該配列の次のアミノ酸
を混合し、固体支持体にすでに結合している残基とアミド結合を形成するために
適した条件下で反応させる。続いてこのアミンまたはカルボキシル基の保護基を
、新しく付加されたアミノ酸残基から除去し、その後、次のアミノ酸(適切に保
護されている)を付加していく。すべての所望のアミノ酸が適切な配列で連結さ
れた後、−切の残存末端基および側鎖基の保護基(および固体支持体)を連続的
に、または同時に除去し、最終的なポリペプチドを提供する。
本発明のポリペプチドは、C−末端アミド基をもっことができる。以下で述べる
理由のために、C−末端アミド(例えば式p2のベプチ1つは、通常、対応する
C−末端酸よりもわずかに高い純度で合成できる。C−末端酸をもつペプチドは
、通常、HF92.5%/アニソール7.5%中で1時間で切断される。これは
、“SNど型反応を含むが、ここでアニソールはスカベンジャーとして用いられ
る。このタイプの反応の間、除去される側鎖保護基は遊離ベンジル型カルボカチ
オンを生じ、これは、アニソールスカベンジャーの代わりにこのペプチドの他の
領域(すなわち、Met、Trp、Cys残基)と反応できる。これらの反応は
、“SN2”型反応か切断に用いられる場合は、これらの反応は避けることがで
きる。これは、タムの“低/高切断”方法(TaIll’s″low/high
cleavage″procedure、 [t、 J、 Pept、 Pr
ot、 Res、、 21:57−65.1983)を用いて行われる。ベンズ
ヒドリルアミン樹脂(これはC−末端アミドを生成する)を用いて、この反応は
より穏和な“SN2“型反応によって側鎖保護基を切断するが、該反応は、ペプ
チドからカベンジャーへの保護基の1分子移転(反応性カルボカチオン中間体を
経由して)を含み、一方、樹脂に結合したペプチドは残存する(この切断方法は
、C−末端酸の製造に用いられる非常に不安定な樹脂には用いることができない
。)スカベンジャー副産物は、その後洗い流し、ペプチドは標準的な“SNI“
方法を用いて樹脂から切断する。これは、殆どのペプチドについて通常少なくと
も5%高い純度をもたらし、時には、より長しペプチドまたは“困難な″残基を
含むペプチドについては成功と失敗の分かれ道となる。
本発明のポリペプチドは、少なくとも15個のアミノ酸残基および50個までの
アミノ酸残基、好ましくは20−35個のアミノ酸残基のHTVエンドヌクレア
ーゼ由来セグメントを含んでいる。このポリペプチドは、付加的配列にN−末端
およびC−末端のいずれか、またはその両方で結合させることができ、この場合
、付加的配列は、長さで1から100個のアミノ酸である。そのような付加的ア
ミノ酸配列、またはリンカ−配列は、エンドヌクレアーゼアミノ酸残基配列とは
異種であり、検出可能な標識、固体支持体または担体に簡単に固定できる。本発
明のペプチドとともに用いることかできる標識、固体支持体および担体は、下記
に述べる。連結に用いられる典型的なアミノ酸残基は、チロシン、システィン、
リジン、グルタミン酸、およびアスパラギン酸なとである。好ましい連結残基は
、カルボキシ末端システィンおよびリジン、並びにアミノ末端チロシンである。
本発明のいずれのポリペプチドも(下記に述べるキメラポリペプチドを含む)、
医薬的に許容できる塩の形で用いることができる。本発明のポリペプチドと塩を
形成することかできる適切な酸は、無機酸、例えば塩酸、臭化水素酸、過塩素酸
、クエン酸、チオシアン酸、硫酸、燐酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、
乳酸、ピルビン酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、アン
トラニル酸、桂皮酸、ナフタレンスルホン酸、スルファニル酸なとを含む。
本発明のペプチドと塩を形成することができる適切な塩基は、無機塩基(例えば
水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウムなど)および有機塩基
(例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、メチルアミン、ジメチルア
ミンなど)および場合によって置換されたエタノールアミン(例えばエタノール
アミン、ジェタノールアミンなど)を含む。
さらに、本発明は、本発明のポリペプチドを、pH緩衝剤、湿潤剤、抗酸化剤、
還元剤、水性媒体などのうち1つまたは1つより多いものと組み合わせて含む組
成物をも含み、そのような組成物は、ここに記載されているように使用するため
の水溶液として、または、水溶液を作るために復元できる乾燥組成物(例えば粉
末)として製剤化される。
C,キメラポリペプチド
本発明のキメラポリペプチドは、次の式により限定される少なくとも1つのペプ
チドセグメントの存在によって明示される:G 1u−Thr−G 1y−G
1n−G 1u−Thr−A la−Tyr−Phe−BLeu−Lys−Le
u−Ala−Gly−Arg−Trp−Pro−Val−Lys式中、Bはli
eまたはLeuのいずれか、好ましくはLeuで、ペプチド結合を介してHIV
エンドヌクレアーゼとは異種のペプチドセグメントに機能的に連結されている。
本発明のキメラポリペプチドのHIVエンドヌクレアーゼ由来セグメントは、ポ
リペプチド鎖内で連続しているが、または互いに隣接していてもよい。それらか
隣接している場合、該セグメントは、典型的にはおよそ5個がら手頃にはおよそ
50個の残基まで、好ましくはおよそ15からおよそ3o残基を含むスペーサー
セグメントを形成するアミノ酸残基によって分断されている。本発明のキメラポ
リペプチドは、複数の同一エンドヌクレアーゼセグメントを含むことができる。
本発明のキメラポリペプチド内に3つまたは3つより多いエンドヌクレアーゼセ
グメントが隣接する場合、スペーサーセグメントは同一でも異なっていてもよい
。
本発明のキメラポリペプチドは、さらに、1つから手頃なところではおよそ50
個、例えばおよそ5またはおよそ10、典型的にはおよそ15またはおよそ30
個のヘッドおよび/またはテールセグメントを、それぞれそのアミノまたはカル
ボキシ末端に含むことができる。その場合、そのようなセグメントは該ポリペプ
チドの作成または使用において好都合である。例えば、テールセグメントは、本
発明のキメラポリペプチドを固形マトリクスに結合させるための手段を提供し、
その場合、細胞内で発現されている間、該ポリペプチドの分泌を促進させるため
に都合よくリーダーセグメントとして使用することができる。
D、DNAおよび組み換えDNA分子
生命体では、蛋白質またはポリペプチドのアミノ酸残基配列は、該蛋白質をコー
ドする遺伝子のデオキシリボ核酸(DNA)と遺伝的コードを介して直接関連を
もつ。したがって、遺伝子は、アミノ酸残基の配列、すなわち遺伝子かコードす
る蛋白質またはポリペプチドを限定することができる。
遺伝的コードに重要でよく知られた特色は、その重複性である。すなわち、蛋白
質を作るために用いられるアミノ酸の殆どについて、1つより多いヌクレオチド
トリブレットコード(コドン)か特定のアミノ酸残基をコードまたは指定する。
したがって、多(の異なるヌクレオチド配列が特定の1個のアミノ酸残基配列を
コードすることができる。そのようなヌクレオチド配列は機能的に同等であると
考えられる。なぜならば、それらは、すべての生物において同じアミノ酸残基配
列の産生をもたらすことができるからである。時には、プリンまたはビリミジン
のメチル化変種を与えられたヌクし/オチド配列に取り込ませることができる。
しかし、そのようなメチル化は、いずれの場合でもコーディング関係に影響を与
えない。
本発明は、本発明のポリペプチドまたは本発明のキメラポリペプチドの遺伝子コ
ード(すなわち発現か可能)を限定するデオキシリボ核酸(DNA)分子または
セグメントを含む。好ましいDNAセグメントは、次の式によって表される配列
に対応するヌクレオチド塩基配列を有する:(F 5 )GAA ACA GG
G CAG GAA ACA GCA TAT m CTr TrA AAA
m GCA GGAAGA TGG CCA GTA AAA本発明のポリペプ
チドをコードするDNA分子は、化学的手技、例えばマツチラッチらのフォスホ
トリエステル法(Matteueciら、J、 AILChem、 Sac、、
103:3185(1981))によって容易に合成できる。もちろん、コー
ド配列を化学的に合成することによって、所望されるいずれの修飾も、その天然
のアミノ酸残基配列をコードするものについて適切な塩基を置換することによっ
て簡単に行うことができる。しかしながら、上に示した塩基配列の一部または全
てと同一な塩基配列か好ましい。
本発明のポリペプチドをコードするDNA配列を含むDNA分子は、よく知られ
た方法を用いて、上記の供託プラスミドの各々からの適切な制限フラグメントを
機能的に連結(ライゲート)することによって調製することができる。この方法
で製造された本発明のDNA分子は、典型的には粘着末端、すなわち該分子の二
本鎖部分を越えて伸びる“突出′ (“オーバーハンギング″)一本鎖部分をも
つ。本発明のDNA分子」−に粘着末端が存在することが好ましい。本発明によ
ってまた意図されるものは、上記のDNA分子のリボ核酸同等物である。
本発明はさらに組み換えDNA分子をも含み、これは、複製および/または発現
のために本発明のDNA分子(すなわち、本発明のポリペプチドまたは本発明の
キメラポリペプチドをコードする遺伝子を規定するDNA分子)に機能的に連結
されたベクターを含む。
本明細書中で用いられているように、“ベクター”という用語は、細胞中で自律
的に複製できるDNA分子を指し、それに別のDNAセグメントが機能的に連結
さね、それによって連結されたセグメントの複製を引き起こす。本発明のDNA
セグメントによって伝達される遺伝子の発現を支持することができるベクターは
、ここでは“発現ベクター”と呼ぶ。したがって、組み換えDNA分子(rDN
A)は、天然には通常−緒に見出されることがない、少なくとも2つのヌクレオ
チド配列を含むハイブリッドDNA分子である。
本発明のDNAセグメントが機能的に連結されるベクターの選択は、当該技術分
野でよく知られているように、所望される機能的特性(例えば蛋白質発現)およ
び形質転換される宿主細胞に直接依存し、これらは、組み換えDNA分子構築の
技術に固有の制限である。しかし、本発明で意図されるベクターは、それが機能
的に連結されているDNAセグメントに含まれている本発明のキメラポリペプチ
ドの少なくとも複製、さらに好ましくは発現をも指令することができる。
好ましい具体例では、本発明で意図されるベクターには、原核細胞l/ブリコン
、すなわち原核宿主細胞(例えば細菌宿主細胞)内の組み換えDNA分子の染色
体外自律的複製および維持を指令する能力をもつDNA配列が含まれる。そのよ
うなレプリコンは当該技術分野ではよく知られている。さらに、原核細胞レプリ
コンを含むこれら具体例には、その発現によって、それで形質転換(トランスフ
オーム)されたlH菌宿主に薬剤耐性を付与する遺伝子か含まれる。典型的な細
菌の薬剤耐性遺伝子は、アンピシリンまたはテトラサイクリンに対する耐性を付
与する遺伝子である。
原核細胞レプリコンを含むこれらベクターは、それで形質転換された細菌宿主細
胞(例えば大腸菌(E、 eoli))内の本発明のキメラポリペプチド遺伝子
の発現を指令することができる原核細胞プロモーターもまた含むことができる。
プロモーターは、RNAポリメラーゼの結合および転写の開始を許すDNA配列
によって形成される発現制御エレメントである。細菌宿主に適合するプロモータ
ー配列は、本発明のDNAセグメントの挿入のために便利なfaJ限部位を含む
プラスミドベクターにおいて典型的には提供される。そのようなベクタープラス
ミドの典型例は、pUC8、pUC9、pBR322およびpBR329(バイ
オラドラボラトリ−(8ioracl Laboratories、リッチモン
ド、カリ7tルニア)から市販)、並びにpPLおよびpKK223(ファルマ
シア(ビス力タウエー、ニューシャーシー)から市販)である。真核細胞と適合
する発現ベクター、好ましくは哺乳類細胞と適合するものは、本発明の組み換え
DNA分子を生成するためにまた用いることかできる。真核細胞発現ベクターは
、当該技術分野においてよく知られており、いくつかの販売元から利用可能であ
る。典型的には、そのようなベクターは、所望のDNAセグメントの挿入のため
の便利な制限部位を含んで提供される。そのようなベクターの典型例は、pSV
LおよびpKSV’−10(ファルマソア)、pBPV−1pML2d (イン
ターナショナルバイオテクノロジー社)およびpTDTl (ATCC1#31
.255)である。
好ましい具体例では、本発明の組み換えDNA分子を構築するために用いられる
真核細胞発現ベクターは、真核細胞で有効な選別マーカー、好ましくは薬剤耐性
選別マーカーを含む。好ましい薬剤耐性マーカーは、その発現がネオマイシン耐
性を生じる遺伝子、すなわちネオマイシンフォスホトランスフェラーゼ(neO
)遺伝子である(Southernら、J、 Mat、^pp1. Genet
7.1:327−341(1982))。
本発明のrDNAを生成するためにレトロウィルス発現ベクターを使用すること
も考えられている。ここで用いられているように、“レトロウィルス発現ベクタ
ー′という用語は、レトロウィルスゲノムのロングターミナルリピート(LTR
)に由来するプロモーター配列を含むDNA分子を指す。
好ましい具体例では、発現ベクターは、典型的にはレトロウィルス発現ベクター
で、これは好ましくは、真核細胞内で増殖不能である。レトロウィルスベクター
の構築および使用は、ソーブらによって記載されている(Sorgeら、Mo1
. Ce11、 Biol、、 4:1730−37(1984))。
相補的な粘着末端を介してベクターにDNAを機能的に連結させる種々の方法か
開発された。例えば、相補的なホモポリマートラクトを、挿入されるべきDNA
セグメントおよびベクターDNAに付加することかできる。続いて、挿入される
セグメントおよびベクターDNAに付加された相補的ホモポリマートラクト間の
水素結合によってベクターおよびDNAセグメントをつなぐ。続いて、ベクター
およびDNAセグメントを、相補的ホモポリマーテール間で水素結合によってつ
なぎ、組み換えDNA分子を生成する。
1つまたは1つより多い制限部位を含む合成リンカ−は、DNAセグメントをベ
クターにつなぐまた別の方法を提供する。前に述べたようにエンドヌクレアーゼ
制限消化で生成したDNAセグメントを、大腸菌DNAポリメラーゼエのバクテ
リオファージT4DNAポリメラーゼで処理する。この酵素は、その3’ −5
’ エキソヌクレアーゼ活性により突出3′側一本鎖末端を除去し、さらにその
ポリメラーゼ活性で引っ込んだ3゛末端を補填する。したがって、これらの活性
の組み合わせは、平滑端をもつDNAセグメントを生じる。平滑端セグメントは
、非常に過剰モルのリンカ−分子と、平滑端DNA分子の連結を触媒することが
できる酵素(例えばバクテリオファージT4DNAリガーゼ)の存在下でインキ
ュベートされる。したがって、反応生成物は、その末端にポリマーリンカ−配列
をもつDNAセグメントである。続いて、これらのDNAセグメントは適切な制
限酵素で切断され、このDNAセグメントに適合しえる末端をつくる酵素で切断
した発現ベクターに連結される。
種々の制限エンドヌクレアーゼ部位を含む合成リンカ−は、インターナショナル
バイオテクノロジー社にューヘブン、CN)を含む多数の販売元から市販されて
いる。
また本発明に含まれるものは、上記の組み換えDNA分子のRNA同等物である
。
本発明は、また本発明の組み換えDNA分子、好ましくは本発明のキメラポリペ
プチドを発現することができるrDNAで形質転換された宿主細胞にも関する。
この宿主細胞は原核細胞でも真核細胞でもよい。細菌細胞は、好ましい原核宿主
細胞であるが、典型的には天場菌株、例えば大腸菌DH5株(ベセスダリサーチ
ラボラトリーズ社(ベセスダ、メリーランド)から入手可能)である。好ましい
真核宿主細胞は酵母および哺乳類の細胞を含むが、好ましくはを椎動物細胞、例
えばマウス、ラット、サルまたはヒト線維芽細胞株からの細胞である。好ましい
真核宿主細胞には、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞(ATCCから
CCL61として入手可能)およびNIHスイスマウス胎児細胞NIH/3T3
(ATCCからCRL1658として入手可能)が含まれる。本発明の組み換え
DNA分子による適切な細胞宿主の形質転換は、既知の方法で達成されるが、こ
れは用いるベクターに完全に依存する。原核宿主細胞の形質転換に関しては、例
えばコーLンら(Cohenら、Proe、 Natl、 Aead、 Sei
、 IJSん69:2110(1972))およびマニアーティスら(mnia
tisら、分子クローニング、実験室指針(険小f旦稙J−5椎動物細胞の形質
転換に関しては、例えば、ソーツら(Sorgeら、Mo1. Ce11. B
形質転換が完成した細胞、すなわち本発明の組み換えDNA分子を含む細胞は、
既知の技術で同定できる。例えば、本発明のrDNAの導入の結果得られた細胞
をクローニングし、単クローンコロニーを得ることができる。これらのコロニー
の細胞を採集し溶解して、例えばサザーンら(Southernら、J、 Mo
1. Biol、、 98−503(1975))またはベレフトら(Bere
n tら、Biotech、 、 3:20g(1985))によって記載され
た方法を用いて、それらのDNA内容物を調べることができる。rDNAの存在
を直接調べることに加え、形質転換が完全に行われたか否かは、rDNAか本発
明のキメラポリペプチドの発現指令することができる場合に、既知の免疫的方法
によって確認することができる。例えば、発現ベクターで完全に形質転換された
細胞は、HIVエンドヌクレアーゼポリペプチドの抗原性を示す蛋白質を生成す
る。形質転換されていると思われる細胞サンプルを採集し、このペプチドセグメ
ントに対して特異的な抗ポリペプチド抗体を用いて、HIVエンドヌクレアーゼ
抗原性の存在について調べる。
したがって、形質転換された宿主細胞自体に加え、本発明はまた、栄養培地中の
これらの細胞の培養、好ましくは単クローン(コロニーとして同質)培養、また
は単クローン由来培養をも含む。好ましくは、この培養は、またHIVエンドヌ
クレアーゼと免疫的に交差反応性を示す蛋白質を含む。
形質転換された宿主細胞の培養に育用な栄養培地は、当該技術分野において既知
で、いくつかの市販光から入手できる。宿主細胞か哺乳類である具体例では、“
血清非含有°培地を用いるのが好ましい。
E、接種
別の具体例では、本発明のポリペプチド、好ましくは式F1に対応するペプチド
は、接種物を作成するために医薬的に許容できる水性希′lt物ど;1.”「用
いられる。これは、有効量で役、すするどき、HIVエンドヌクレアーゼと免疫
的に反応する抗体を誘発させることができる。
“接種物“という用語は、本明細書では、本発明のポリペプチドを活性成分とし
て含む、インテグリンベータサブユニットに対する抗体の生成のために使用され
る組成物を指すために用いられる。
抗体を誘発するためにポリペプチドが用いられる場合、当該ポリペプチドは単独
で用いるか、または兵役体として(またはポリペプチドポリマーとして)担体に
結合させることができることは理解されるところであるが、表現の容易さのため
に、本発明のポリペプチドの種々の具体例では、共通して“ポリペプチド”(そ
の種々の文法的形態を含む)という用語で本明細書では呼」ζ既に記載したよう
に、1つまたは1つより多い付加的アミノ酸残基が、該ポリペプチドのアミノま
たはカルボキシ末端に付加して、担体へのポリペプチドの結合を補助することが
できる。ポリペプチドのアミノまたはカルボキシ末端に付加されたシスティン残
基は、SS結合を介して共役体を形成するために特に育用であることが分かった
。しかし、兵役体を調製するために当該技術分野で既知の方法もまた用いること
ができる。付加連結方法の例には、ミカエル付加反応生成物、ゲルタールアルデ
ヒドなどのジアルデヒド(Klipsteinら、J、 Infect、 Di
s、。
147、318−326(1983))の使用、または担体にアミド結合を形成
するために水溶性カルボジイミドを使用するようなカルボジイミド技術の使用が
含まれる。活性化官能基を介する蛋白質共役またはカップリングについての論評
のためには、例えば、オーラメアスら(Aurameasら、5cand、 J
、 [anunol、、 8巻補充7:7−23(+978))を参照できる。
育用な担体は当該技術分野において既知で、一般には蛋白質それ自体である。
そのような担体の見本例は、キーホールリンベットのヘモシアニン(KLH)、
エデスチン、サイログロブリン、アルブミン(例えばウシ血清アルブミン(BS
A)またはヒト血清アルブミン(H3A)) 、赤血球細胞(例えばヒツジ赤血
球(SRBC) )、破傷風トキソイド、コレラトキソイドの他、ポリアミノ酸
(例えばポリ(D−リジン:D−グルタミン酸))なとである。
担体の選択は、接種物の最終的な使用により左右され、本発明に特に関係がない
基準を基にしている。例えば、接種される特定の動物に不利な反応を生じない担
体が選択されるべきである。
本接種物は、有効な、免疫発生量の本発明のポリペプチドを、典型的には担体に
結合させた共役物として含む。単位用量当たりの該ポリペプチドまたは蛋白質の
有効量は、当該技術分野で知られているように、とりわけ接種される動物種、動
物の体重、選択される接種方法に依存する。典型的には接種物は、単位接種(単
位用量)当たり、およそIOマイクログラムからおよそ500ミリグラム、好ま
しくはおよそ50マイクaグラムからおよそ50ミリグラムの濃度のポリペプチ
ドまたは蛋白質を含む。
本発明の接種物に付属する、“単位用量”という用語は、動物のための単位用量
として適切な、物理的に明確に限定された単位を指し、各単位は、所望の希釈剤
(すなわち担体または賦形剤)を含めて所望の免疫原的効果をもたらすように計
算され予め定められた量の活性物質を含む。本発明の接種物の新規な単位用量の
細目は、(a)活性物質の固有の特性および達成される特定の免疫学的効果並び
に(b)動物の免疫に使用するためにそのような活性物質を調合する場合の当該
技術分野においてつきものの制限(これらは、本明細書に詳細に開示されている
通りで、本発明の特徴である)によって決定され、さらにそれらに直接左右され
る。
接種物は、典型的には、乾燥固体ポリペプチド−共役物から、該ポリペプチド−
共役物を生理的に耐えられる(許容できる)希釈剤または賦形剤(例えば水、食
塩水または燐酸緩衝食塩水)中に懸濁し、水性組成物を生成することによって製
造できる。そのような希釈剤は、当該技術分野において既知で、例えば“レミン
トンの薬科学” (Remington’s Pharmaceutieal
5ciences、 16版、マックパブリッシングカンパニー、イーストン、
ペンシルバニア(1980)、1465−1467ページ)で論じられている。
接種物は、希釈剤の1部分としてアジュバントもまた含むことができる。フロイ
ントの完全アジュバント(CFA) 、フロイントの不完全アジュバント(IF
A)およびミョウバンは、当該技術分野において既知で、いくつかの販売元から
本発明の抗体は、多クローンまたは単クローン性にかかわらず、HIVエンドヌ
クレアーゼおよび式F1のペプチドと免疫反応を生じる。この抗体は、式F4に
よって表されるペプチドとは免疫反応を起こさない。
“抗体”という用語は、免疫グロブリン分子および免疫グロブリン分子の免疫学
的に活性な部分(すなわち、抗体結合部位またはパラトープを含む分子)を指す
ために本明細書では用いられる。典型的な抗体分子は、無傷の免疫グロブリン分
子、実質的に無傷の免疫グロブリン分子および、パラトープを含む免疫グロブリ
ン分子の部分(当該技術分野でFab、Fab’ 、F (ab’)tおよびF
(v)として知られている部分を含む)である。
“抗体結合部位″とは、重鎖および軽鎖可変領域並びに特異的に抗原と結合する
(免疫反応を起こす)高度可変領域を含む抗体の構造部分のことである。“免疫
反応°という用語は、抗原決定基を含む分子と抗体結合部位を含む分子(例えば
完全抗体分子またはその部分)との間の結合を意味する。
“抗原決定基”は、抗体結合部位によって免疫的に結合させられる抗原の実際の
構造部分を指す。この用語はまた、“エピトープ′という用語と相互に用いられ
る。
1、多クローン抗体
本発明の多クローン抗体は、本発明のポリペプチド、好ましくはアミノ酸残基配
列において弐F1と対応するポリペプチドと免疫反応を起こす。本発明の多クロ
ーン抗体は、さらに、弐F4のアミノ酸残基配列をもつポリペプチドとは実質的
に免疫反応を生じないとみなされる。
好ましい多クローン抗体は、HIVエンドヌクレアーゼと免疫反応を起こす能力
を育するとみなされる。
本発明の多クローン抗体は、典型的には、本発明の接種物、好ましくは式Iに対
応するペプチドを含む接種物で哺乳類を免疫し、それによって適切なポリベブチ
ド免疫特異性をも一つ哺乳類の抗体分子を誘発1イ)ことによ−)で調製される
5、続いC抗体分子・は当該哺乳類から集めらオ]、さl;)に、既知の技術、
例スば固相に免疫ポリペプチドを用いたイムノ゛rノイニティーによって所望の
程度に分離される。
そのようにして調、製された多クローン抗体は、特にHIV感染を同定するため
に本発明の診断方法およびシステムにおいて用いることができる。
2、単クローン抗体
本発明の単クローン抗体は、弐Flによって表されるアミノ酸残基配列によって
形成されるエピトープと免疫反応を生じるとみなされる。さらに好ましくは、本
発明の単クローン抗体は、式F4によって表されるアミノ酸残基配列と対応する
ポリペプチドとは免疫反応を生じないとみなされる。
好ましい単クローン抗体は、またHIVエンドヌクレアーゼと免疫反応を起こす
能力を有するとみなされる。
“単クローン抗体″という語句は、特定の抗原と免疫反応を起こすことができる
、ただ1種の抗体結合部位を含む抗体分子の集団を指す。したがって、単クロー
ン抗体組成物は、典型的には、それが免疫反応を起こす抗原に対して単一の結合
親和性をもつ。単クローン抗体組成物は、したがって、複数の抗体結合部位をも
つ抗体分子、各々は異なる抗原に対して免疫特異的、例えば二特異性(bisp
ecific)単クローン抗体を含むかもしれない。
単クローン抗体は、典型的には、ただ1種の抗体分子を分泌(産生)するハイブ
リドーマと呼ばれる単一細胞クローンによって産生される抗体から成る。ハイブ
リドーマ細胞は、抗体産生細胞とミエローマまたは他の永続可能株細胞とを融合
させることによってつくられる。そのような抗体は、最初コーラ−とミルシュタ
インによって記載された(Kohler & Milstein、 Natur
e、 256:495−497(+975))(この文献の内容は引用として含
まれている)。
3、単クローン抗体の製造方法
本発明は、弐F1のポリペプチドと免疫反応を起こすが、式F4のペプチドとは
免疫反応を起こさない単クローン抗体の生成方法を含む。この方法は、次の工程
を含む:
(a)動物を、本発明のポリペプチド、好ましくは弐Flのペプチドで免疫する
。これは9、典型的には免疫学的に在勤な員(すなわち免疫反応を生(2るため
に4−分なjl)の免疫原を免疫学的に能力のある動物に投与する。−とによっ
て達成される6、好ましくは、該哺乳類はげっ歯頚(例えばウサギ、ラットまた
はマウス)である。続いてこの哺乳類か、免疫原と免疫反応を起こす抗体分子を
分泌する細胞を産生ずるのに十分な期間、この哺乳類を維持する。
(b)それから免疫された哺乳類から取り出した抗体産生細胞の浮遊液を111
1J。
する。これは、典型的には該哺乳類の膵臓を取り出し、当該技術分野で既知の方
法を用いて、個々の膵臓細胞を生理的に耐えつる培養液中で機械的に分離するこ
とによって実施される。
(C)抗体産生細胞浮遊液を形質転換(永続性)細胞株を生成することができる
形質転換剤で処理する。形質転換剤および永続細胞株を製造するためのそれらの
使用は、当該技術分野で既知であり、それらには、エプスタインバーウィルス、
シミアンウィルス40、ポリオーマウィルスなどのDNAウィルス、モロニーネ
ズミ白血病ウィルス、ラウス肉腫ウィルスなどのRNAウィルス、ミエローマ細
胞(例えば、P3X63−Ag8.653 、Sp210−Ag14など)が含
まれる。
好ましい具体例では、形質転換剤での処理は、適切な融合促進剤を用いて適切な
細胞株由来マウスミエローマ細胞で浮遊膵臓細胞を融合させることによってハイ
ブリドーマ産生をもたらす。好ましい比率は、ミエローマ細胞1個にっき膵臓細
胞はおよそ5個である。全容量はおよそ膵臓細胞10”個である。用いられる細
胞株は、好ましくは、いわゆる″薬剤耐性”型で、それによって非融合ミエロー
マ細胞は選択培地中で生存することができず、一方、ハイブリッドは生存できる
。最も普遍的な種類は、8−アザグアニン耐性細胞株で、これはヒボキサンチン
グアニンフすスホリボシルトランスフェラーゼ酵素を欠き、したがって、HAT
(ヒボキサンチン、アミノプテリンおよびチミジン)培地によって維持されない
。また、用いられるミエローマ細胞株が、それ劇身いずれの抗体も産生じていな
い“非分泌“望あることも一般に望ましいが、分泌型も用いることができる。
ある場合には、しかしながら、分泌ミエローマ株が好ましい。好ましい融合促進
剤は、平均分子量がおよそ1000からおよそ4000のポリエチレングリコー
ル(PEG100Oなどのように市販されている)であるが、当該技術分野で既
知の融合促進剤も用いることができる。
好ましくは、ペプチドF4とは反応しないものを識別するためにさらにスクリー
抗体を回収する。適切な培養液および適切な培養期間は既知でもあり、また容易
形成させ、これにより宿主マウスの血流および腹腔滲出物(腹水)中に高濃度(
およそ5−20mg/m1)の所望抗体を生じるであろう。
これらの組成物の調製のために有用な培地は、当該技術分野で既知で、市販も(
Dulbeccoら、Virol、、 8:396(1959))で、4.5g
/lのグルコース、20mmのグルタミンおよび20%のウシ胎児血清が補充さ
れている。同系交配マウス株の典型例はBa1b/cである。
本発明の単クローン抗体は、抗体が免疫反応を起こす本発明ののポリペプチドを
固相中で用いる既知のイムノアフィニティークロマトグラフィーによってさらに
精製することができる。
上記の方法で製造される単クローン抗体は、例えば、診断および治療のために用
いることかできるが、この場合、HIVエンドヌクレアーゼ含有免疫反応生成物
が生成されることが望ましい。
G、ハイブリドーマおよび製造方法
本発明のハイブリドーマは、本発明の単クローン抗体を産生する能力を有すると
みなされるものである。
所望の免疫特異性を有する、すなわち特定の蛋白質、特定蛋白質上の識別可能な
エピトープおよび/またはポリペプチドと免疫反応を起こす能力を存する抗体分
子を産生ずる(分泌する)ハイブリドーマを製造する方法は、当該技術分野で既
知である。特に利用できるものは、ナイマンら(Nimnら、Proc、 Na
tl、 Acad。
Sci、 USA、 80:4949−49530983))およびガルファー
ら(Galfreら、Meth、 Enzymol、。
73:3−46(1981))によって記載されたハイブリドーマ技術である。
これらの内容は、本明細書に参考文献として含まれている。
H,アッセ一方法
当業者は、種々の非均質および均質方法、競合または非競合性免疫アッセー(こ
こで利用されてもいる)が存在することは理解しえよ九例えば、有用な固相アッ
セーは、実施例2で具体的に考察されるEL4SAの他に、酵素増幅免疫アッセ
ー法(EMIT)および蛍光免疫アッセー(FIA)を含む。しかし、本発明の
ポリペプチドと抗体との反応により付与されるシグナルを生じる一切の方法が含
まれる。これらアッセー法の各々は、単一または二重抗体技術を採用することか
でき、その場合は、免疫反応を示すための表示手段が用いられ、それによってア
ッセーされるべき抗体と本発明のポリペプチドとの結合が示される。典型的な手
技はS ″酵素免疫アツセー” (Maggio、 Enxyl!1e[mno
assay、 CRCPress。
クリーブランド、オハイオ(1981))および“蛍光抗体法” (Goldn
Ian、 FluoreseentAntibody Methods、アカデ
ミツクプレス、ニューヨーク、ニューヨーク(1980))でみいだされる。
管腔液サンプルが本アッセー法において用いられる。好ましくは体液サンプルは
、既知量の血液または血液由来生成物(例えば血清または血漿)として提供され
るが、尿、唾液、膣分泌物または脳を髄液(CSF)もまた使用できる。
ここに含まれるアッセ一方法の1つは、管腔液サンプル中の抗HIVエンドヌク
レアーゼ抗体の存在、好ましくはその量を決定する。この方法は以下の工程を含
む・
(a)管腔液サンプルを本発明のポリペプチドと混合し、免疫反応混合物をつく
る。ポリペプチドは、好ましくは、免疫反応混合物が液相および固相の両方をも
つように固体支持体に機能的に結合されている。
(b)該免疫反応混合物をしばらく、典型的には予め定めた時間、生物学的アッ
セー条件下で維持し、固相にポリペプチド含有免疫反応生成物を十分に生成させ
る。非均質アッセ一様式では、維持時間後、反応物は通常、典型的には洗浄して
固相を保持することによって分離される。
生物学的アッセー条件とは、本発明の免疫化学試薬およびアツセーされるべき抗
原の活性を保持できるような条件である。このような条件には、およそ4°Cか
らおよそ45℃の間の温度、およそ5からおよそ9の間のpH1さらに、蒸留水
のイオン強度からおよそ1モルの塩化ナトリウムのそれの間のイオン強度が含ま
れる。そのような条件の最適化方法は当該技術分野で既知である。
(e)工程(b)で形成された免疫反応生成物の存在、好ましくはその量、さら
にそれによって、抗HIVエンドヌクレアーゼ抗体の管腔液サンプル中の存在ま
たはその量を続いて決定する。
上記方法の好ましい具体例では、免疫反応生成物の量は、以下の(i)−1ii
+)によって工程(C)にしたがい決定される。
(i)ポリペプチド含有免疫反応生成物に結合することができる標識された特異
的結合試薬を混合し、標識反応混合物をつくる;(i i)標識された特異的結
合試薬がポリペプチド含有免疫反応生成物に結合し、標識複合体を形成するため
に十分な時間、生物学的アッセー条件下で該標識反応混合物を維持する;
(iii)形成された一切の標識複合体の存在または量をめ、それによって、抗
HIVエンドヌクレアーゼ抗体含有免疫反応生成物の存在または量を検出する。
特に好ましい具体例では、標識された特異的結合試薬は、標識抗IgGである。
また別の具体例では、管腔液サンプルは、標識または非標識である本発明のポリ
ペプチドで免疫反応を起こさせる。典型的には、非標識ポリペプチドは、固体マ
トリクスに結合させる。抗HIVエンドヌクレアーゼ抗体の一方の腕は、固相ポ
リペプチドに結合し、当該抗体のもう一方の腕は、標識ポリペプチドに結合し、
それによって固相標識免疫反応生成物を形成するであろ九標識および非標識ポリ
ペプチドとの免疫反応は、実質的に同時に、すなわち同一混合物中でまたは連続
的に実施できる。
別の具体例では、本発明のポリペプチドと本発明の抗ポリペプチド抗体および管
腔液サンプルとで免疫反応を起こさせる。好ましくは、該ポリペプチドは、固体
支持体に固定さ札抗ポリペプチド抗体は標識される。また別に、抗ポリペプチド
抗体は固体支持体に固定さね、ポリペプチドが標識される。いずれの場合にも、
標識固相免疫反応生成物が形成され〜それが抗HIVエンドヌクレアーゼ抗体の
存在および/または量を表示する。
好ましくは、固相支持体の表面の非特異的蛋白質結合部位はブロックされる。
したがって、固相結合ポリペプチドは、吸着または他の既知の結合手段によって
固体マトリクスに結合される。その後、蛋白質水溶液(この蛋白質水溶液は、該
アッセーとの干渉物、例えばウシ、ウマまたは他の血清アルブミン(これらはま
たHIVエンドヌクレアーゼに関する夾雑物を含まない)を含まない)は固相と
混合さね、ポリペプチド食前固体支持体の表面で、単クローン抗体分子か占領し
ていない表面の蛋白質結合部位で混合された蛋白質に吸着される。
典型的な蛋白質水溶液は、pH7,1−7,5のPBS中に、およそ3からおよ
そ10重量%のウシ血清アルブミンを含む。この蛋白質水溶液一固体支持体混合
物は、典型的には、37°Cで少なくとも1時間維持され、その後、生じた固相
から未結合蛋白質は洗浄除去される。
管腔液サンプルは、すでに述べたように血漿または血清でもよい。サンブノしは
、好ましくはおよそ110からおよそ1 :5000に、より好ましくはおよそ
l・IOに希釈される。
1、診断システム
本発明はまた、前述のアッセ一方法を実施するときに用いることができる診断シ
ステム、典型的にはキット形式のシステムを含む。当該システl、は、別包装の
免疫化学試薬として本発明のポリペプチドを少なくとも1ア・ソセーに十分な量
で含む。包装試薬の使用指示書もまた、例によって含まれる。
1具体例では、キット形式の診断システムは、固体支持体、例えば本発明のポリ
ペプチドを少なくとも1つのアツセーを実施するために十分な量で結合させたマ
イクロタイタープレート(機能的に該固体支持体に結合されている)を含む支持
固体を含む。
好ましい具体例では、上記の診断システムは、別包装の試薬として第二の抗体、
表示抗体をさらに含むか、この抗体は、ヒトIgGと免疫反応を生じる抗体分子
を含んでいる。該システムは、競合ELISA様式で使用する本発明の抗ポリペ
プチド抗体を、別包製試薬としてさらに含んでいる。
好ましくは、標識か酵素の場合、診断システムは、1つまたは1より多い下記の
ものをさらに含んでいる:
(i)既知の濃度の過酸化水素供給源; (i 1)OPDのような可視化用酸
化的染色前駆体;(iii)着色反応を止める停止剤溶液、例えば4N硫酸:(
iv)アッセーに使用する1種または1種より多い緩衝液(乾燥または液体形)
: (v)標準リファレンスカーブ調製用物質。
本明細書で用いられているように、“包装”という用語は、固体マトリクスまた
は物質、例えばガラス、プラスチック、紙、金属箔なと固定範囲内に本発明のポ
リペプチド、多クローン抗体または単クローン抗体を保持できるものを指す。
したがって、例えば包装は、ミリグラム量の意図されたポリペプチドを入れるた
めに用いられるガラス製バイアルでもよ(、また、マイクログラム量の意図され
たポリペプチドが機能的に固定された(すなわち抗体が免疫学的に結合できるよ
うに結合されている)マイクロタイターウェルでもよい。
“使用指示書”は、例によって、試薬の濃度、または少なくとも1つのアツセ一
方法のパラメーター(例えば混合されるべき試薬およびサンプルの相対量、試薬
/サンプル混合物の維持時間、温度、緩衝液条件など)を説明する重要な記載を
含んでいる。
好ましい具体例では、本発明の診断システムは、さらに本発明のポリペプチドま
たは抗体分子を含む複合体形成をシグナル化することができる標識または表示手
段もまた含んでいる。
ここで用いられている“複合体′という言葉は、特異的結合反応、例えば抗体/
抗原またはレセプター/リガンド反応の生成物を指す。典型的な複合体は、免疫
反応生成物である。
ここで用いられているように、“ma”および“表示手段”は、複合体の存在を
示す、検出可能なシグナルの生成に直接または間接的に関係する単一原子および
分子を指す。いずれの標識または表示手段も、発現蛋白質、ポリペプチド、また
は本発明の抗体もしくは単クローン抗体組成物の一部分である抗体分子に結合さ
せ、もしくは取り込ませることができるが、また別々に用いることもできる。
さらに、これら原子もしくは分子は。単独でもまたは添加試薬との共役物として
も用いることができる。そのような標識は、臨床診断化学においてそれ自体よく
知られているが、それらが新規な蛋白質、方法および/またはシステムとして用
いられる場合に限って、本発明の一部分を構成する。
標識手段は、化学的に抗体または抗原にそれらを変成させることなく結合し、青
用な免疫蛍光トレーサーである蛍光クロム(色素剤)を形成する蛍光標識剤でも
よい。適切な蛍光標識剤は、蛍光クロム、例えばフルオリセインイソシアネー)
(FIC)、フルオリセインイソチオシアネート(F ITC)、5−ジメチル
アミノ−1−ナフタレンスルフォニルクロリド(DANSC) 、テトラメチル
ローダミンイソチオシアネート(TRITC)、リサミン、ローダミン8200
スルフオニルクロリド(RB200SC)などである。免疫蛍光分析技術は、デ
ル力の“免疫蛍光分析” (DeLUca、“Ianunofluoresce
nce Analysis”、 ”手段としての抗体“、(“Antibody
As a Tool”)、 Imrchalonis!I、ジヲンウイリー&
サンズ社、189−231ページ(1982))で見出すことができるが、本明
細書に参考文献として含まれている。
好ましい具体例では、表示団は酵Ig(例えばホースラディツシュペルオキシダ
ーゼ(HRP) 、グルコースオキシダーゼなどである。第一の表示団がHRP
またはグルコースオキシダーゼのような酵素である場合、1/セプター/リガン
ド複合体が(免疫反応物)が形成された事実を可視化する付加試薬が必要になる
。HRPのためのそのような付加試薬は、過酸化水素および酸化色素剤前駆体(
例えばジアミノベンジジン)を含む。グルコースオキシダーゼについて有用な付
加試薬は、 2. 2’ −アジノージ(3−エチル−ベンズチアゾリン−G−
スルホン酸)(ABTS)である。
放射性元素もまた有用な標識剤で、本明1では実例として用いられている。
典型的な放射性標識剤は、ガンマ線を放射する放射性元素である。それ自体ガン
マ線を放射する元素、例えば+14)、ltJ、1181.BJSll(:rは
、ガンマ線放射性元素表示群に属する種類の代表である。特に好ましいものは+
asIである。
有用な標識手段の別のグループは、”0% ”F% ”OおよびN”で、これら
はそれ自体陽電子を放射する。そのように放射される陽電子は、動物の体に存在
する電子に遭遇するとガンマ線を放射する。また有用なものは、”’ Inまた
は2Hのようなベータ線を放出するものである。
標識物質の連結、すなわちポリペプチドおよび蛋白質の標識は、当該技術分野で
既知である。例えば、ハイブリドーマによって産生される抗体分子は、培養液中
の成分として与えられた放射性同位体含有アミノ酸の代謝的取り込みによって標
識できる。例えば、ガルファーらの文献(Galfreら、Meth、εnzy
mo1..73:3−46(1981))を参照できる。活性化官能基を介する
蛋白質の共役またはカプリングの技術は特に利用できる。例えば、オーラメアス
らの文献CAurarr1fA5ら、5cand、 J。
きる。“特異的結合剤”とは、本発明の試薬物質またはそのような物質を含む複
合体と結合する分子であるが、しかし、それ自体は本発明のポリペプチドまたは
抗体分子組成物ではない。典型的な特異的結合剤は、第二の抗体分子、補体蛋白
質もしくはそのフラグメント、スタフィロコッカス・アウレウス(黄色ぶどう球
菌)蛋白質Aなどである。好ましくは、この特異的結合剤は、該試薬物質が複合
体の一部どして存在するとき、該試薬物質と結合する。
好ましい具体例では、特異的結合剤は標識される。しかし、、診断システムが標
識されていない特異的結合剤を含む場合、該結合剤は、典型的には増幅手段また
は試薬として用いられる。これらの具体例では、標識特異的結合剤は、増幅手段
が試薬物質含有複合体と結合するとき、該増幅手段と特異的に結合することがで
きる。
本発明の診断キラ)・は、管腔液サンプル(例えば血液、血清または血漿)中の
アポEの量を検出するために“ELISA“様式で用いることができる。“EL
、ISA″とは、固相に結合した抗体または抗原および酵素/抗原または酵素/
抗体共役物を、サンプル中に存在する抗原量を検出および定量するために用いる
酵素結合免疫吸着アッセーを指す。ELISA技術の記載は、“基礎および臨床
免疫学”(D、 P、 5itesら、Ba5ic and C11nical
[mmunology、第1版、第22章、Lange Medical P
ublications of LosA1tos出版、カリフォルニア(19
82))並びに米国特許第3654090号、3850752号および4016
043号に見出される。これらは、すべて本FIAIIB書に参考文献として含
まれている。
試薬は、典型的には、水性媒体から吸着によって固体マトリクスに固定されるが
、当該技術分野で既知の、蛋白質およびポリペプチドに応用できる他の固定態様
も用いることができる。
したがって、好ましい具体例では、本発明のポリペプチドまたは抗ポリペプチド
抗体分子は、固体マトリクスに固定ざ1本発明の診断システムの包装を含む固体
支持体を形成することができる。
有用な固体マトリクスは、それに固定された試薬を含む固体支持体を調製するた
めに当該技術分野において既知である。そのような物質は水に不溶性で、ファル
マシアファインケミカルズ(ビス力タウエー、ニューシャーシー)から商標5E
PHADEXとして市販されている架橋デキストラン;アガロース:直径およそ
1ミクロンからおよそ5ミリメートルのポリスチレンビーズ(アボットラボラト
リーズ(ノースジカゴ、イリノイ)から市販);塩化ポリビニル、ポリスチレン
、架橋ポリアクリルアミド、ニトロセルロースもしくはナイロンをヘースにした
織物、例えばシート状、小片状、へら状のもの二または管、プレートもしくはマ
イクロタイタープレートのウェル、例えばポリスチレンもしくはポリビニルクロ
リドでつくられたものを含む。
本明細書に記載されたしずれの診断システムの試薬物質、標識特異結合剤または
増幅試薬は、溶液(例えば液体懸濁物として、または実質的に乾燥粉末(例えば
凍結乾燥形で)として)で提供することができる。表示手段が酵素の場合、該酵
素の基質は、またシステムの別包装として提供することができる。例えば前記の
マイクロタイタープレートのような固体支持体および1つまたは1つより多い緩
衝液もまた、この診断アッセーシステムに別包製成分として含むことができる。
診断システムに関連してここで考察した包装材は、診断システムにおいて通常用
いられるようなものである。そのような材料には、ガラスおよびプラスチック(
例えばポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリカーボネート)瓶、バイアル、
プラスチックおよび薄層プラスチック封筒などが含まれる。
!換型
以下の実施例は説明のためで、本発明を制限するためではない。
1、ペプチド合成
HIV−1エンドヌクレアーゼ蛋白質の抗原部位の発生および位置の決定のため
に、全エンドヌクレアーゼ配列をカバーする28本の線状ペプチドを調製した。
これらのペプチドのELISAでの反応性を、HIV感染が証明された個々人の
ヒト血清を用いて調べた。該配列は、HIV−1polコンセンサス配列(6)
に由来し、各ペプチドは、10個のオーバーラツプ配列をもつ20個のアミノ酸
残基から成る。ペプチドEndl(該蛋白質のアミノ末端を表す)は、HIV−
1コンセンサスpol配列の574位でロイシンで始まる。ペプチドEnd28
(該シリーズの末端)は、この蛋白質のC0OH末端をカバーし、809位でア
スパラギン酸残基で終わる。
血清学的アッセーで用いられるペプチドは、ホーテンら(Houghtenら、
Proc、多槽装置で固相用に切断した。このペプチドはHPLCで80−85
%の均質性を示したので、したがってさらに精製せずに使用した。
2、血清学的アッセー
ペプチドELISAは以下のように実施した。マイクロタイタープレートウェル
(Linbro、フロー、スコツトランド)は、0.01M炭酸緩衝液に懸濁し
たペプチド(1Hg/ウェル)で室温で1晩被覆した。その後、プレートウェル
を5%ウシ血清アルブミンでブロックした。ウェル当たり100μ】の試薬を用
いた。
ELISA実施中の異なる工程間では5回洗浄(蒸留水中の0,9%NaClお
よび0.005%トウィーン20)を実施した。陽性血清およびコントロールは
r/100に希釈し、37℃で1時間プレート中でインキュベートした。ペルオ
キシダーゼ共役抗ヒトIgGyfa免疫グロブlル(Dakopatts、 テ
ンマーク) ノ1/2000希釈を加えた(1時間、37℃)。基質として、1
. 2フエニレンジアミンジヒドロクロリドを用いた。10分間反応させ、その
後sMHtsO4で反応を停止させた。プレートはタイターチック(Tj te
rtek)分光光度計で490nmで判定した。光度計の読みが陰性ヒト血清の
平均光学密度+3標準偏差(SD)の値を示すとき陽性と判定した。ペプチドE
ndIOの平均光学密度+3倍のSDは0.8であった。
各ペプチドは、HIV−1惑染および陰性コントール血清とともにELISAシ
ステムで別々に用いた。14種の抗体陰性コントロール血清はいずれもこのペプ
チドと反応しなかった。HIV感染の異なる臨床段階から選ばれた(7)33種
のHIV−1抗体陽性血清はすべて、28種のペプチドの1つ、EndlOと強
く反応した(rflI)。感染血清との反応性は、非常に高希釈(+/I 00
00)でも観察された。EndIOのアミノ酸配列は、ETGQETAYFLL
KLAGRQPVKである。ペプチドの他の部分の反応性は、感染者またはHI
V−1抗体陰性者から得られた血清の反応と区別できなかった。結果として、い
くつかの選択されたペプチドのELISAの結果だけが図〕に示されている。ペ
プチドEnd 10を表すアミノ酸配列は、エンドヌクレアーゼ蛋白質の中央部
分に位置しく655位で開始)、別々のHIV−1分離物間で高度に保存されて
いる(表I)。
HIv−1コンセンサス ETGQETAYF?LKLAGRWPVKHIV−
2ROD 5
HIV−1およびHIV−2の配列をもつ百株で保存されているアミノ酸を示し
ている。?は、下に示す残基で表示したような置換を示している。
HIV−2のゲノム(表1)およびサル免疫不全ウィルス(SIV)の対応する
領域もまた非常に保存的である。HIV−1配列とHIV−2分離物の比較は、
55%ホモロジーを示している。いくつかのアミノ酸ストレッチは、しかしなが
ら、異なる血清型間で完全に保存されている。この観察のゆえに、HIV−1ペ
プチドEnd10を、HIV−2感染者から得た30種の血清で調べた。驚いた
ことには、すべてのHIV−2血清は、該ペプチドと強く反応し、反応の強さは
、HIV−1血清のそれに匹敵したく結果は示さず)。
エンドヌクレアーゼ領域のペプチドはすべてのHIV−1およびHIV−2血清
と反応するという我々の発見は、重要な診断的示唆となるかもしれない。End
IOペプチドに基づく血清学的テストは、個々の蛋白質またはその部分の同定は
、免疫的診断に有効な方法であることを証明するかもしれない。
3、置換実験
ペプチドend9およびEndllで得られた陰性結果は、両アミノ酸残基配列
、ETGQETAYFLおよびLKLAGRWPVK4分は、HIV抗体との反
応を許容するために存在する必要があることを示している。ペプチドEndIO
のアミノ酸の相対的役割を決定するために、グリシンをもつ異なるEndlO残
基の配列置換をもつ一連のペプチドを調製し、ELISAに使用した。無傷のペ
プチドEnd10と比較して、光学密度(490nm)値の70%以上の減少を
示す置換は、抗体結合と関係があるとみなした。13種のHIV−1抗体陽性血
清をこの実験では用いた。このペプチドの中央部分の4個のアミノ酸(フェニル
アラニン(HIV−1polコンセンサス配列の663位のアミノ酸)、ロイシ
ン(664位および666位)、およびトリプトファン(670位))のいずれ
かの置換は、光学密度の重大な減少をもたらした(図2)。4個の重要なアミノ
酸の各々は、1つまたは1つより多い重要でない残基が間に入っているので、結
果は、HIVのエンドヌクレアーゼ蛋白質に不連続な固有のエピトープが存在す
ることを示唆している。
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675−683゜本発明はこれまで特定の好ましい具体例として記載し、さらに
それに関して例証してきたが、当業者ならば、種々の修飾、変更、省略および置
換が、本発明の範囲から逸脱することなく容易に為されえることを理解しえよう
。したがって、本発明は以下の請求の範囲によって専ら制限されるであろう。
ε
国際調査報告
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(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号GOIN 331569
H9015−2J// C07K 99:00
I