JPS62502933A - 分子量130,000ダルトンと155,000ダルトンを持つプラスモディウム・ファルシパルムのグリコホリン結合蛋白に対するcDNAのコ−ド付け - Google Patents
分子量130,000ダルトンと155,000ダルトンを持つプラスモディウム・ファルシパルムのグリコホリン結合蛋白に対するcDNAのコ−ド付け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】
分子量130,000ダルトンと155,000ダルトンを持つプラスモディウ
ム・ファルシパルムのグリコホリン結合蛋白に対するcDNAのコード付け。
本又里辺■見
21四ピa艷
この発明はプラスモデイウム・ファルシパルムのメロゾイトのグリコホリン結合
蛋白に対する遺伝子に関する。より特異的にいえば、本発明はこの蛋白をコード
している遺伝子、cDNAを含むベクター、このc D N Aの導入によって
形質転換された微生物、その蛋白に対する抗体、その蛋白自体及びこれらを製造
する方法に関する。
プラスモチイウム類(マラリア病原虫)は哺乳類にマラリア感染を起こす原虫の
寄生虫である。いろいろな種がいろいろな哺乳動物の病気に関与しており、プラ
スモディウム・ファルシパルムについてはヒトの病気の主要な原因である。
プラスモチイウム類の生活環は複雑で種族毎に決まっている6通常は生活環に3
ステージある。第1はスポロゾイト期として知られプロトシアが一般に蚊に食わ
れることによって宿主の血液中に導入される形である。第2期は無性の血液期が
赤血球外のメロゾイトと赤血球内のシゾントを含み宿主に導入されてすぐ後に起
こる。この時期はマラリアの臨床的な表われを示している。このサイクルは寄生
虫が有性環に入って、すなわちガメトサイト型で完成し、蚊によって再び吸収さ
れる。
マラリアは依然として重篤な健康問題である。原生動物は免疫応答が効果を示さ
ない肝細胞や赤血液に迅速にとりこまれるので哺乳動物の宿主では免疫応答では
必ずしも保護できない。
免疫応答がつくように、ワクチンが調製されたと考えられているがそのようなワ
クチンはいくつかの理由で利用できなかった。生活環の各ステージで免疫性の抗
原の同定がめられ、それによって免疫応答を起こすための十分な量の免疫原を得
ることできる。
抗体が抗原、通常は異物の蛋白または蛋白性の分子で感作されると免疫応答がお
こる。ワクチンは患者に不活性化した抗原試料を導入されることによって作用す
る。抗体は抗原が活性か不活性かによらず感作されるが通常は抗体は活性型の抗
原が導入されたときに効果が持続する。
プラスモディアの生活環に異なったステージがあるためにマラリアのワクチンを
作ることはむずかしい。
抗体は非常に特異的でしばしば1つの抗原にのみ応答する。マラリア抗原は原虫
の表層蛋白であることが知られており、これらはステージによって異なる。それ
故マラリアに対するワクチンはいくつかの異なる抗原から成っておらねばならず
、その各々が一つのテスージの特異的な抗原に対する抗体を感作する〔コラータ
、サイエンス、第226巻、679−682頁(1984年)〕。
メロゾイト期はプラスモディアの赤血球内の期の前駆体であるので、原虫がこの
期にあるとき感染をとめるようにするのが論理的である。それ故ワクチンは他の
期よりもこの期の表面蛋白に向けられべきである。
メロゾイト期の原虫の表面は非常に複雑で多くのいろいろな分子を含んでいる。
感染という過程でこれらの夫々の役割は不明確である。もしワクチンができれば
、理想的には完全にまたはある程度性格がわかり、寄生虫の生存に必須で感染を
起こすことのできる表面蛋白に向けられるべきである。
上記の項目を満足する2つのP、ファルシパルムのメロゾイトの表面蛍白がみつ
けられた。その蛋白は夫々分子量が155,000と130,000であり、宿
主の赤血球を認識し赤血球の受容体のグリコホリンと高親和性と特異性をもって
反応する。これらの蛋白に向けられた抗体はメロゾイトの赤血球への侵入を阻害
する〔パーキンス、ジャーナル オブ エキスペリメンタル・メディシン、第1
60巻、788頁(1984年)〕。
この蛋白に対する抗体の産生はその蛋白試料自体がいる。少量の蛋白が得られた
が大量の分離は極度にむづかしかった。加えて、その蛋白を精製するのに伴う内
在的問題が一且はメロゾイトから得られたがその蛋白をこのようにして得ること
を妨げている要因である。
DNA技術の最近の進歩が特別の蛋白を得るもう一つの手段を提供している。特
定の蛋白をコードしている遺伝子または遺伝多群を同定すればその遺伝子に対す
る相補的なりNAすなわちrcDNAJを得ることができる。
「相補的DNAJは一つの蛋白に対してのDNAコードと同一かまたは殆ど同一
のヌクレオチド配列である。まず当該の遺伝子に相補的なRN−A(rmRNA
J)を得ることによってcDNAが得られる。それからそのmRNA分子に対し
て相補的なりNA分子、すなわちcDNAが合成される。このcDNAは適当な
ベクターあるいは微生物に挿入される。それでcDNAがコニドしている蛋白が
作られる。このようにして採取するのが困難あるいは不可能なタンパクが容易に
得られるようになる。
ここにP、ファルシパルムのメロゾイトの蛋白をコードしているcDNAを得る
ために本発明の目的がある。
この発明のもう一つの目的はP、ファルシパルム感染に抵抗するのに使えるP、
ファルシパルムのメロゾイト蛋白に対する抗体を作ることである。
本発明の他の目的と同様に以上の目的がいかに成就したか以下に示す明細書にみ
られる。
した 術の目線
最近の研究でいろいろな株のプラスモデイウムが直列にくり返し配列をもったア
ミノ酸群を示すことがわかった(例えばコペル等、ネイチャー、第306巻、7
51−756頁(1983年)、ケーネン等、ネイチャー、第311巻。
387頁(1984年)(P、ファルシパルム赤白球期の抗原);ゴッドソン等
、ネイチャー、第305巻、29〜33頁(1983年)(P、クノウレシのサ
ーカムスポロゾイト抗原);ディム等、サイエンス、225巻、593頁(19
84年);エネア等、サイエンス、第225巻、628頁(1984年)(P、
ファルシパルムのサーカムスポロゾイト抗原);ラベツチ等。
ネイチャー、321巻、616頁(1984頁)(P、ロフェのヒスチジンに富
んだ蛋白)等をみよ。〕。
木l更亘棗豊
P、ファルシパルムのメロゾイト期の表面蛋白で分子量約130,000と15
5,000ダルトンをもち赤血球の表面グリコホリンに特異的に結合する蛋白に
対するeDNAがみつけられた。このcDNAは150塩基のくり返し配列を示
し50のアミノ酸の直列的くり返し配列をもった蛋白をコードしている。これ以
後GBP130(r130,000ダルトんのグリコホリン結合蛋白」)あるい
はGBP155,000(r15s、oooダルトんのグリコホリン結合蛋白」
)と同定された当該の蛋白はP、ファルシパルムの4株に保持されている遺伝子
によってコードされており、6.6kbのlllRNAとして表現され、それが
シゾント後期に蓄積している。
図面の 単な ロ
第1図はP、ファルシパルムのGBP130とβ−ガラクトシダーゼの間にE、
コリーで表現された融合蛋白のつ゛ニスタン・プロッティング分析を表わしてい
る。
第2図はP、ファルシパルムのGBP130とGBP155のcDNAの制限酵
素分解地図を示している。
第3図はP、ファルシパルムのGBP130とGBP155のcl)NAのヌク
レオチド配列を示している。
第4図はP、ファルシパルムのGBP130とGBP155のcDNる。
第5図はヤギの抗ウサギ抗血清とウサギの抗マウス抗血清を使った免疫蛍光パタ
ーンの比較を表わしている。
第6図はメロゾイトの蛋白分解物のウエスタンブロット分析の比較を示している
。
第7図は2株のP、ファルシパルムの制限酵素で消化したDNAを比較している
。
第8図はP、ファルシパルムの生活環のステージにおけるRNA種を観察したも
のである。
第9図はcDNAによってコードされている50アミノ酸1、GBP 155/
130に対するcDNAクローンの分離と発現
ヴイラーコマロフ等、P、N、A、5 75巻、3727(1978年)やオカ
ヤマ等、モルキュラー セル バイオロジー、第2巻、161頁(1982年)
の方法がP、ファルシパルムのシゾント後期に対するc D N Aライブラリ
ーを作るために使われた。「後期」は感染に続く時期を考えておりこの場合には
42時間である。上述についてのcDNAは後期シゾントのDNAを発現ベクタ
ーのpUC−9につなぎこみ、上記に述べられた方法で進められることによって
得られた。これでso、oooの組換え体のライブラリーが作られ、GBP13
0及びGBP155(155,000ダルトンのグリコホリン結合タンパク)に
対して働らくウサギ抗血清によって認識される抗原決定基の発現について検索さ
れた。検索にはそのまま行うコロニー免疫的検査法が使われる。
第1表に示すように10ケのめられた抗原決定基を発現しているクローンが得ら
れている。
10ケの選ばれたクローンはさらに特徴を調べられた。
プラスミドDNAをIPTGによって誘発されるE、 coliのJM103株
に、β−ガラクトシダーゼとpUc−9の融合タンパク及びそのcDNAを同定
できるように形質転換される。誘導された株と誘導されない株からの抽出物を1
2゜5%SDSポリアクリルアミドゲルで分画しそれをニトロセルロース膜に移
した後ウサギの抗GBP155/130または予め免疫した正常ウサギ血清で調
べた。
4株の分離株が免疫血清と反応する誘導性の蛋白を示したが他の株は構成的な発
現を示した。このことは添付の第1図にみられる。第1図はP、ファルシパルム
のGBP155/130とβ−ガラクトシダーゼの間にE、 coli中に発現
した融合蛋白をウェスタン・プロット分析したものを示している。 GBPの決
定基を表現しているcDNAクローンを含む誘導されたJM103株(I)また
は誘導されていないJM103株(U)の200μQまたは8 X 10’ケの
菌に相当する同一の抽出物を上述のようにして処理した後1″″工化プロテイン
Aで処理した。クローン6.11,12.14のクローンについての誘導がみら
れ、クローン1.5.10には構成的発現がみられる。コントロールのPUC−
9には蛋白のバンドはwt察されない。
n、GBP155/130をコードしているクローンに対するcDNAのヌクレ
オチド配列とGBP155/130に対するアミノ酸の一次配列。
誘導性の発現を示し、最も大きなcDNAの挿入のあったクローン6をさらに分
析した。制限酵素による分解と配列決定により第2図に示された制限酵素地図と
第3図の塩基配列を得た。
そのクローンに1位に始まり672位に終わる連続したオープンフレームがある
ことがわかる。さらに50のアミノ酸をコードしている150塩化のくり返しD
NA配列がみつけられている。この配列は第9図に示されている。くり返し配列
は第4図にある。
解析されたクローンは4つのくり返し単位を示しており、673−675位のT
AAのヌクレオチド配列で終了している。A−Tに富んだ配列が続きそれがプラ
スモディウム属における非コード部分の特徴となっている〔オサギ等、旦、第3
4巻、815〜822頁(1983年)、デイム等、サイエンス、 第225巻
、593−599(1984年)、ラベッチ等、ネイチャー、312巻、616
頁(1984年)〕。
このクローンはcDNAクローニング戦略の結果である1つの反復で始まってい
る。
別の2つの交叉結合するクローン(クローン8と155−1)の分析で4〜6コ
ピーに直列的な反復配列があることが示されている。全てのクローンが交叉結合
し、ウサギの抗GBP抗血清と反応する。このことから血清によって認識される
エピトープは50ケのアミノ酸のくり返しの中にコード化されていると結論され
よう。
■、 反復配列の特徴
cDNA反復配列をもっと十分に精査するためにその配列を発現するcDNAク
ローンをIPTGでE、 coliのJM103株に導入した。それから抽出物
を調製しマウスに免疫するのに使った。コントロールには、ベクターの配列のみ
を形質導入したE、 coliの抽出物でマウスを免疫した。感作された抗血清
を蛍光免疫測定及びウェスタンプロット分析に用いた。より特殊にはP、ファル
シパルム株の標本を10分間4℃でアセトンで固定する。標本を乾燥してから室
温で30分間E、 coli中で発現されるクローン6からのマウスα−pGB
P155/130またはウサギの抗GBP155/133抗血清とインキュベー
トする。標本を十分にPBSで洗って、FITC化したヤギの抗ウサギIgG(
カペル社製)またはウサギの抗マウスIgGのいづれかとインキュベートする。
この結果が第5図に示されている。
第5図の右側はGBP155/130のくり返し領域に対するマウス抗血清から
の免疫的蛍光パターンを示している。
このパターンはシゾントとメロゾイトの免疫的蛍光を示している。これは表面蛋
白の染色と一致している。
左の図はウサギの抗GBP155/130抗血清を用いたもので同様なパターン
を示している。
この抗血清によって認識されるメロゾイトの蛋白をさらに精査することが企てら
れている。メロゾイト蛋白の可溶化物を10%5O5−ポリアクリルアミドゲル
で分画しニトロセルロースに移しそれがらE、 coliで発現されたくり返し
配列に対して感作したマウス抗血清で染色される。
同様な処理がウサギの抗GBP155/130抗血清で企てられいている。コン
トロールとして正常なマウスの血清或いはベクターだけに対するマウス血清が使
われる。
ウェスタンプロットが調製されているがこれらは第6図に示されている。レーン
の1と6はコントロール、すなわち正常なマウスの血清(レーン1)とベクター
だけに対するマウスの血清(レーン6)である。レーンの5はマウスの抗血清処
理の結果でありレーン4はウサギのそれである。
培養上清と5分間煮沸した培養上清を免疫的に転写すると、レーン4とレーン5
にあるものと同一の130゜000.120,000.110,000の蛋白バ
ンドが得られる。このことはマウスとウサギの抗血清によって認識される蛋白は
培養上清に放出され熱に安定であることを示しポリメンタル・メディシン、第1
60巻、788頁(1984年)〕では分子量155,000と130,000
にグリコホリン−アクリルアミドに結合する2つの免疫沈殿性の蛋白産物がみつ
けられた。第6図のウェスタンプロットで検出される130,000ダルメンの
蛋白バンドはこの免疫沈殿性蛋白と一緒に泳動する(レーン3,4.5に示され
るように)。このことはcDNAクローンによってコードされたくり返し配列と
グリコホリン結合蛋白の間に同等性があることを示している。さらに、GBPの
決定基を発現しているE、coliの融合蛋白はグリコホリン−アクリルアミド
に対してシゾント期の合成された155と130kdのグリコホリン結合蛋白の
結合と競合するようである。
このことはpGBP−6のcDNAクローンによってコード化された蛋白配列が
GPB155と130の相方のグリコホリン結合部位をコードしていることを示
していることを示唆している。
IV、GBP155/130 cDNAの染色体構造と発現クローン6の放射標
識したDNAが制限酵素で消化されたP、ファルシパルムのDNAのDNA断片
を同定するために使われる。2つの株が使われたすなわちホンジュラスとガンビ
アと6種の制限酵素、 AhalI[、XmnI、Xbal、 AccI、Hi
nd I[I、EcoRIが使われた。消化されたDNAは0.75%アガロー
スで分画され、ニトロセルロースに転写され、ラベルされたcDNAで検査され
た(50%ホルムアミド、10%デキストラン硫酸、40″、 0.lX5SC
で52℃で洗った)。第7図は株によって差がないことを示している。従って遺
伝子は株から株へ保持されている。リング、トロホゾイト及びシゾントに感染し
た赤血球からRNAを分離することによって遺伝子の発現の期待異性を決めた。
こうして得られるRNAは変性している条件下で分子量的に分画され、放射ラボ
ルしたDNAで検出される。第8図は6.6キロベースのRNA種がみられるこ
とを示しており、それが後分裂期に最高に安定状態のレベルに達している。
cDNAをクローニングすることによって抗原性の蛋白の抗体を生産するために
使われる多量のGBP155/130を得られよう。GBP155/130によ
るワクチン投与もP、ファルシパルムによって起されるヒトのマラリア感染を減
弱または緩和する方法として使われる。
原核生物でGBP155/130のための遺伝子を発現させることはここで述べ
てきたように、その感染の過程におけるいろいろな蛋白の部分構造の効果を調査
することのできる機会を提供している。
50個のアミノ酸の直列につながったくり返し配列が150のヌクレオチドの縦
列くり返し配列によってコードされたGBP150/130にみつけられている
。この配列はP、ファルシパルムの2株に保持されていて、マラリア感染を抑止
するための抗体の産生に使われる候補となると思われる。
(以下余白)
第1表
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Arg λ1n λl義Amp Amn LyII Glu λhp国際調査
報告
1″″″′″a+wl kgglk″”’ ”’ PCT/υ58610034
7特衣昭62−502933 (9)
Claims (29)
- 1.グリコホリンに結合するプラスモディウム・ファルシパルムのメロゾイト蛋 白を発現するcDNA。
- 2.分子量が約130,000ダルトンのプラスモディウム・ファルシパルムの メロゾイト蛋白を発現する特許請求の範囲第1項記載のcDNA。
- 3.分子量が約155,000ダルトンのプラスモディウム・ファルシパルムの メロゾイト蛋白を発現する特許請求の範囲第1項記載のcDNA。
- 4.第3図のヌクレオチド配列をもつ特許請求の範囲第1項記載のcDNA。
- 5.第2図の制限酵素地図をもつ特許請求の範囲第1項記載のcDNA。
- 6.ほぼ同じくり返しのあるヌクレオチド配列を含む特許請求の範囲第1項記載 のcDNA。
- 7.cDNAが以下のヌクレオチド配列を含む特許請求の範囲第1項記載のcD NA。 【配列があります】
- 8.グリコホリンに結合するプラスモディウム・ファルシパルムのメロゾイト蛋 白に対するcDNAを含むベクター。
- 9.分子量が130,000ダルトンのプラスモディウム・ファルシパルムのメ ロゾイト蛋白に対するcDNAを含む特許請求の範囲第8項記載のベクター。
- 10.分子量が155,000ダルトンのプラスモディウム・ファルシパルムの メロゾイト蛋白に対するcDNAを含む特許請求の範囲第8項記載のベクター。
- 11.ベクターがpUC−9である特許請求の範囲第8項記載のベクター。
- 12.グリコホリンに結合するプラスモディウム・ファルシパルムのメロゾイト 蛋白GBP155/130に対するcDNAによって形質転換された微生物。
- 13.微生物がE.coliである特許請求の範囲第12項記載の微生物。
- 14.微生物がJM03株である特許請求の範囲第13項記載の微生物。
- 15.微生物がIPTGで誘導される特許請求の範囲第12項記載の微生物。
- 16.cDNAの転写とその転写によって得られるmRNAの翻訳によって調製 されるプラスモディウム・ファルシパルムのグリコホリン結合蛋白。
- 17.分子量が約130,000ダルトンの特許請求の範囲第16項記載の蛋白 。
- 18.分子量が約155,000ダルトンの特許請求の範囲第16項記載の蛋白 。
- 19.プラスモディウム・ファルシパルムのメロゾイトのグリコホリン結合蛋白 の抗体の生成をひき出すように検体動物をその蛋白に対するcDNAを含む細胞 または細胞群で免疫することを含むプラスモディウム・ファルシパルムのグリコ ホリン結合蛋白に対する抗体を感作させる方法。
- 20.細胞がそのcDNAを含むベクターで形質転換されたE.coliである 特許請求の範囲第19項記載の方法。
- 21.その細胞がIPTGで誘導されたJM130である特許請求の範囲第20 項記載の方法。
- 22.特許請求の範囲第19項記載の工程によって産生される抗体。
- 23.グリコホリンに結合し分子量が約130,000ダルトンのプラスモディ ウム・ファルシパルムの本質的に純粋なメロゾイト蛋白。
- 24.グリコホリンに結合し分子量が約155,000ダルトンのプラスモディ ウム・ファルシパルムの本質的に純粋なメロゾイト蛋白。
- 25.50個のアミノ酸の本質的なくり返し単位を含む特許請求の範囲第23項 または24項記載の蛋白。
- 26.以下のアミノ酸配列を含む特許請求の範囲第23項または24項記載の蛋 白。 【配列があります】
- 27.被験動物をグリコホリンに結合するプラスモディウム・ファルシパルムの メロゾイト蛋白で免疫し、その免疫が抗体を産生することを含む抗生形成を誘導 する方法。
- 28.特許請求の範囲第20項の工程によって生産される抗体。
- 29.グリコホリンに結合するプラスモディウム・ファルシパルムのメロゾイト 蛋白を発現するcDNAによって形質転換されたE.coliによって生産され る融合蛋白。
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