JPH05501503A - 多量体ゲルゾリン融合構築物 - Google Patents

多量体ゲルゾリン融合構築物

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JPH05501503A JP3510402A JP51040291A JPH05501503A JP H05501503 A JPH05501503 A JP H05501503A JP 3510402 A JP3510402 A JP 3510402A JP 51040291 A JP51040291 A JP 51040291A JP H05501503 A JPH05501503 A JP H05501503A
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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】 ゲルゾリン融4 1朋」」ulを肚 本発明は、多量体およびヘテロ多量体のゲルゾリン融合構築物、それらを含有す る組成物、およびそれらの使用法に関する。さらに特に、本発明は、ポリホスホ イノシチドを有する小胞に、少なくとも2つのゲルゾリン融合ポリペプチドが結 合している、多量体ゲルゾリン融合構築物に関する。本発明はさらに、機能的部 分に結合したゲルゾリン部分を含有するゲルゾリン融合ポリペプチドに関し、特 にゲルゾリン部分に結合したヒトCD4タンパク質のアミノ酸配列を有するCD −4ゲルゾリン融合ポリペプチドに関する。
11区血 バイオテクノロジーの急速な発展により、薬物、ワクチン、診断薬、および他の 生物活性分子の新規の輸送系および担体系を生み出された。最適には、これらの 系により、分子が担持する性質を促進し、それらが不足する特徴を補足し、そし て異なる分子の有用な特徴を組み合わせる。研究者が特に興味を持つのは、生物 活性の血清中半減期、それらの標的粒子および標的細胞への親和性、生物活性分 子の標的能力、生物活性、免疫原性および数種類の分子を同時に投与あるいは輸 送し得る能力である。科学者は、これらの系に宵利に発展させ得る、タンパク質 を含む新しい分子を同定することを追い続けている。
ゲルゾリンは、哺乳類および他のを椎動物に見い出されるタンパク質である[H ,L、 YinおよびT、P、 5tossel、 −Controlof C ytoplasmic Actin Ge1−sol Transformat ion by Ge1solin、 a Calcium−dependent  Regulatory Protein−、Nature、 281、 pp 、 583−86 (1979); F、S、 5outhvickおよびM、 J、 DiNubile、 ”Rabbit Alveolar Macrop hages Contain a Ca”−5ensitive、 41,00 0−dalton Protein Which Reversibly Bl ocks the”Barbed’ Ends of Actin Filaa +ents but Does not 5ever Them−、J、 Bi ol、 CheIll、、 261. pp、 14191−95 (1986 ); T、 Ankenbauerら、+Proteins Regulati ng Actin Assembly in Oogenesis and E arly Embryogenesis of b工臣姐1aevis:Ge1 solfn Is the Major Cytoplasmic Actin −binding Protein−、二Ce11. Biol、、10ユ、I )l)、1489−98 (1988); H,L、Yinら、”1denti ficatfon of Ge1solin、 a Ca”−dependen t Regulatory Protein of Actin Ge1−so l Transformation and Its [ntracellul ar Distribution in a VarIety ojcells  and Ti5sues−、J、 Ce11. Biol、、 91. pp 、 901−01+ (1980); C,W、 Dieffenbachら、 −Cloning of Murine Ge1solin and Its  RegulationDuring Differentiation−、J、  Biol、 CheIll、、 264. pp、 13281−88 (1 989)]。補乳類では、ゲルゾリンは2つの形態をとるー細胞質型および血清 型である。ゲルゾリンは、細胞の構造および運動に関与する主要なタンパク質で あるアクチンの活性を調節する。アクチンは、重合してフィラメントを形成し得 る、やや伸長した形態の球状タンパク質である。アクチンの単量体の反矢じり端 (”barbed″end)が、非共有的に、および可逆的に、他のアクチンの 矢じり端じpointed″end)に結合すると重合が起こる。はとんどの細 胞内では、単量体および短いフィラメントは、単量体が活性化されてフィラメン トになり、そしてフィラメントが活性化されて架橋し、細胞骨格の一部を形成す る、より固い「ゲル」の状態になるまで、液状の「ゾル」の状態で存在する。カ ルシウムイオンの存在下では、ゲルゾリンが、単量体およびフィラメントのゲル 相からゲル相への遷移を防ぐことが、研究者によって観察されている。
ゲルゾリンは、3つの様式でアクチンに作用する。第1に、ゲルゾリンは、アク チンフィラメントを構成するアクチン単量体間の非共有結合を切断する(「切断 」)。第2に、ゲルゾリンは、アクチンフィラメントの反矢じり端に結合し、そ の末端からのフィラメントの伸長を防ぐ(「キャッピング」)。第3に、それは アクチン単量体に結合して重合の核を提供することにより、アクチンフィラメン トの形成を促進する(「核化」)。その結果、短いアクチンフィラメントがゲル 相を保持し得ないような安定した状態となる[p、A、 Janmeyら、−I nteractions of Ge1solin and Ge1solin −actin Complexeswith Actin、 Effects  of Calcium on Actin Nucleation、 Fila ment Severing、 and End Blocking−、Bio chamistr 、 24゜pp、 3714−23 (1985)]。
ゲルゾリンのアクチン切断機能は化学量論的であるニゲルプリンの1分子がアク チンフィラメントの2個の単量体に結合し、フィラメントを壊し、両方の単量体 に結合したまま残る。単量体の1つへのゲルゾリンの結合は、Ca”+に依存し 、EGTAのようなキレート剤は、1つの単量体のみからのゲルゾリンの解離を 起こす。
研究者は、ゲルゾリンの機能に結合して調節する2つのホスファチジルイノシト ールリン酸リン脂質を同定している。
それらは、ホスファチジルイノシトール4−−リン酸(PIP)およびホスファ チジルイノシトール4.5−二リン酸(PIF2)である[P、A、 Jar+ meyら、−Polyphosphoinositjde Micelles  andPolyphosphoinositide−containing V esicles Dissociate Endogenous Ge1sol in−actin Complexes and Promote Actin  As5e+mbly from the Past−growing End  of Actin Filaments Blocked by Ge1so lin−、J、 Biol、 Chem、、 262. pp、 12228− 36(’1987)、 P、A、 JanmeyおよびT、P、 5tosse l、 −Modulation ofGelsolin Function b y Phosphatidylinositol 4.5−biphospha te−、Nature、 325. pp、 362−64 (1987)およ びP、A、 Janmeyおよびτ、P、 5tosse1.−Gelsolt n−phosphotnositide Interaction−1J、 B iol、 Chem、、 264. pp、 4825−31 (1989)] 。これらのポリホスホイノシチドは、細胞のシグナル伝達で役割を演ずルマイナ ーな膜リン脂質である[B、 Albertsら、Mo1ecular Bio lo of the Cel+、第2版、 Garland Publishi ng、 Inc、、 New York、 New York、 pp、 70 2−703 (1989)]。それらを併せても総細胞膜リン脂質の10%より 少なく、PIF2は1%より少ない。これらの2つの分子は、Ca−に依存しな い様式で、ゲルゾリンに結合し、それら結合するアクチン単量体を置き換えるこ とにより、ゲルゾリン活性を阻害する。
よく超音波処理された水性懸濁液中では、PIPおよびPIF2の両方は小胞を 形成する。PIF2は、ミセルとも呼ばれる、直径約8onI11の、約100 個のPIF2分子を含有する小胞を形成する。各PIP2ミセルは、約8個のゲ ルゾリン分子に結合する。PIFはより大きな、単層状(一層の)の小胞を形成 する。ミリモル濃度のMg”+あるいは非イオン性界面活性剤の存在下で、P  [P2が凝集して大きな単層あるいは複数層の小胞を形成すると、アクチンフィ ラメントを切断するゲルプリンの機能を阻害するP IF5の能力は低下する。
たとえ小胞がPIF2に対して非常に高い割合でホスファチジルフリン(PC) を含有していても、最大活性の約3分の1が残りはするが、PCで構成される、 混合された小胞へのPIF2の取り込みもまた、この能力を低下させる。組成が 細胞膜(P IF5が3%より少ない)とほぼ同じである混合脂質小胞もまた、 ゲルゾリン活性を阻害する。構築され得るか、あるいはすでに自然界に同定され ている、他のい(つかのポリホスホイノシチドもゲルゾリンに結合すると予想さ れる。
ヒト血漿ゲルゾリンをコードするcDNAは、755個のアミノ酸プラス27個 のアミノ酸シグナル配列をコードする[K曹1atkovskiら、−Plas ma and Cytoplasmic Ge1so目ns Are Enco ded bya Single Gene and Contain a Du plicated Actin−bindingDo+*ain−、Natur e、 323. pp、 455−58 (1986)コ。このcDNA配列は 血漿型および血清型ゲルゾリンの両方に相当する。この両者は、70kbの長さ の1つの遺伝子の異なる転写開始部位およびメツセージプロセシングの結果であ る[D、 Kviatkovskiら、+Genomic Organizat ion and Biosynthesis of 5ecreted and Cytoplasmic Forms of Ge1solin−、J、 Ce 1l Biol、、 106. pp、 375−84 (19gg>]。血漿 型と細胞質型との違いは、血漿型ゲルプリンには25個のアミノ酸残基が延長し ていることである。
これが、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(5DS−PAGE)により 得られた、各々93kDおよび90kDの、相対的分子量の差に相当するようで ある。
研究者は、ゲルゾリンのいくつかの機能性ドメインを同定した[H,L、 Yi nら、−Identification of a Polyphosphoi nositide−modulated Domain in Ge1soli n Which Binds to the 5ides of Actin  Filaments−、J、 Ce1l Biol、、 106. pp、 8 05−12 (1988)およびり、 Kwiatkovskiら、−Iden tification of Cr1tical Functional an d Regulatory Doa+ajns in Ge1solin−。
J、 Ce1l Biol、、 108. pp、 1717−26 (198 9)]。ゲゲルゾリン部分Aは、分子を2つにほぼ等分する強い縦列反復を有す る。これらの構造的等分は、2つの機能的等分に相当する:このタンパク質のア ミノ末端側の半分は、Ca−非感受性アクチン切断機能を有し、カルボキシ末端 側半分はCa”感受性アクチン結合ドメインを宵する。これらの2つの縦列反復 内に、低い相同性の6つのドメインがある。ポリペプチドは、3つのアクチン結 合部位を有する。2つの単量体結合部位は26−139位および407−756 位(たぶん661−738位)の間にあり、アクチンフィラメント結合部位は、 151−406位の間に位置する。アミノ酸残基732−738位は、Ca”9 節に潜在的に重要である。残基660−738位は、核化に重要である。この機 能はたぶん、この分子の半分上にあるアクチン結合部位を必要とする。切断機能 は、残基1−160位にあり、それはたぶん139−160位の間であり、15 0−160位の配列(ドメイン2の最初の11残基)に決定的に依存する。ゲル ゾリンの切断機能のPIF2による調節は、明かに最初の160個の残基内にあ る。ドメイン2および3の配列は、潜在的Ca0惑受性ドメインを隠ぺいするよ うである。なぜならば、それらが排除されると、ゲルゾリンの切断機能はCa0 +依存性になるからである。
重要なことには、ゲルゾリンのアミノ酸配列はいくつかの他のアクチン結合タン パク質との相同性を示す。を推動物の刷子縁微絨毛に見い出され、同じ<Ca− 依存性アクチン切断機能を有するビリンと45%の相同を有する。それはまた、 セベリン(5everjn)およびフラグミンと33%の相同性を冑する[P、  MatsudairaおよびP、 Jan+sey、 −Pieces in  the Actin−sewering Protein Puzzle−、 Ce1l、旦、pp、 139−40 (198g>]。さらにこれらのポポリ ペブチは、PIPおよびPIF2に結合する。
バイオテクノロジーの進歩にもかかわらず、薬物、ワクチン、診断薬および生物 活性分子の特徴および輸送を最適にする方法および生産物の必要性がまだ存在し ている。これらには多価性、1つの標的粒子に対する親和性、血清中半減期、生 物活性、およびある場合には免疫原性が含まれる。さらに、構成部分を容易に変 え得る系は、とくに有用である。なぜならば、最適な特徴を有する種類をテスト することが可能になるからである。
及コIIL旨 本発明は、多量体およびヘテロ多量体のゲルゾリンを提供することにより、これ らの問題を解決する。多量体ゲルプリン融合構築物は、ゲルゾリン融合ポリペプ チドが結合しているPIFあるいはPIF2のようなポリホスホイノシチドを、 少な(とも1つ含有する小胞である。ゲルゾリン融合ポリペプチドは、薬剤、ワ クチン、診断薬あるいは他の生物活性分子であり得る機能的部分に結合したゲル ゾリン部分を含有する。ヘテロ多量体ゲルゾリン融合構築物は、少なくとも2つ の異なっり機能的部分あるいはゲルゾリン部分を有する。
ゲルゾリンは、脂質小胞に付着するものの候補として特に興味深い。なぜならば 、それはポリホスホイノシチドに特異的に、そして高い親和性で結合するからで ある。ポリホスホイノシチドに同様に特異的に結合する、ゲルゾリンに関連する 他のタンパク質も、使用し得る。いくつかの例には、ビリン、フラグミン、セベ リン、プロフィリン、コフイリン、Cap42(a)、gCap39、CapZ およびテストIJ 7がある。リホコルチン(アネ牛シン、Annexin)お よびDNase Iは、ポリホスホイノシチドに結合する他の分子である。他の 脂質に特異的に結合するタンパク質および脂質に非特異的に結合するタンパク質 もまた、使用され得る。
本発明の融合構築物は、複数のコピーのゲルゾリン融合ポリペプチドに結合する ポリホスホイ/シチド小胞の能力を有利に使用する。従って単量体分子とは対照 的に、機能性部分としてそれらに結合している生物活性分子は、次の1つあるい はそれ以上によって特徴付けられる:すなわち多価性、増加した血清中半減期、 標的粒子あるいは標的細胞への親和性、より強い生物活性あるいは免疫原性、お よび標的能力である。
本発明はさらに、ゲルプリン融合ポリペプチドを提供する。
ゲルゾリン融合ポリペプチドは、機能性部分に融合した、あるいは化学的に結合 したゲルゾリン部分を含有する。特に、本発明はCD−4ゲルゾリン融合ポリペ プチドを提供する。
さらに小胞の脂質組成物は、流動性、サイズ、それに結合するゲルゾリン分子の 数、および血流中での分解速度が異なる小胞の産生を可能にするように変化させ 得る。
機能性部分に何を選択するかによって、多量体およびヘテロ多量体のゲルゾリン 融合構築物は、多くの使用法によって特徴付は得る。抗体の抗原結合部位を有す る分子、ウィルス上のレセプター、あるいは細胞のレセプターのような認識分子 は、タンパク質が特定の抗原を標的とするための機能性部分として有用である。
このようにして標的にすると、多量体ゲルゾリン融合構築物は、ウィルスが細胞 に結合して感染するのを阻止し、あるいは病理学的炎症の特徴づける他の細胞に 細胞が結合するのを阻止するのに有用である。本発明の融合構築物の多価性から 、それらは標的に対して、−価の分子より強い親和性を有すると我々は考える。
本発明の1つの実施態様では、機能性部分は、ヒトのリンパ球上のレセプターで あるCD4であり、これは、AIDSおよびARCの病因であるHIVウィルス の標的である。
ヘテロ多量体融合構築物は、認識分子と毒素、抗レトロウィルス剤、あるいは放 射性核種との組み合わせを有するゲルゾリン融合ポリペプチドを含有する。これ らの物質は、標的を捜して破壊する治療薬として有用である。
認識分子を宵する多量体ゲルゾリン融合構築物は、さらに、診断用アッセイでシ グナルを促進するのに有用である。大きな多量体分子なので、それらは、ホース ラディツシュパーオキシダーゼが結合した抗体のような、レポーター分子に多く の結合部位を提示する。あるいは、それらは、認識分子および多量体レポーター グループを有するヘテロ多量体構築物の形態をとり得る。
機能性部分が、1つあるいはそれ以上の病原体からの1つあるいはそれ以上の免 疫原である場合、本発明の融合タンパク質は、ワクチンに有用である。
さらに、多量体ゲルプリン融合構築物は、機能性グループが酵素、基質あるいは インヒビターの場合、高い生物活性を有する薬剤として使用され得る。
本発明はさらに、その構成物にはポリホスホイノシチドが含まれ、その中に生物 活性物質を含有するリポソームである、多量体ゲルゾリン融合構築物を提供する 。
本発明はさらに、ゲルプリン融合ポリペプチドをコードするDNA配列、それら を有する組み換えDNA分子、およびそれらによって形質転換された単細胞宿主 を提供する。そして本発明は、そのような宿主を培養することにより、これらの 融合ポリペプチドを生産する方法を提供する。
さらに本発明は、上述に認定した、治療薬、予防薬あるいは診断薬として有用な 、いかなる融合ポリペプチドあるいはタンパク質をも含有する組成物を提供する 。多量体CD4−ゲルゾリン融合構築物は、AIDS%A RC,あるいは旧V 感染の診断、予防および処置に使用し得る。
乱iユ!!呈説ユ 図LA−IP (r図I J ) (SEQ ID NO:1)は、D、J、  Kviatkovskiら、Nature、 323. pp、 455−58  (1986)に記載のヒトのゲルゾリンのDNA配列および推定アミノ酸配列 を示す。負の番号をつけたアミノ酸は、シグナル配列に相当し、それは成熟ポリ ペプチドにはない。本明細書を通して、ヒトのゲルゾリンのアミノ酸配列あるい はDNA配列を指すときは、この図に統合され、記載されているものに相当する 。
図2は、ヒトのゲルゾリンのアミノ酸配列の機能性領域を示す。
図3A−3D(r図3J ) (SEQ ID NO:2) ハ、l= ) ( 7)CD4 DNAノDNA配列および推定アミノ酸配列を示す。1−75位の ヌクレオチドはプラスミドp170.2に由来する。76−741位のヌクレオ チドは、プラスミドルCD4−ゲルゾリンに由来する。742がら1377位の ヌクレオチドは、p170.2に由来する。本明細書を通して、特に示されない 限り、CD4のアミノ酸あるいはDNA配列を指すときは、本図に統合されたも のに相当する。
図4は、ヒトのCD4タンパク質のドメイン構造を示す。番号のついたアミノ酸 は、図3のジスルフィド結合に関与するシスティン残基である。
図5は、本願の実施例に記載されている工程に使用されるオリゴマーのDNA配 列を示す。この図のゲルゾリン配列は、SEQ ID NO+1ニ由来する。A CE 144は、SEQ ID Noon’ある。ACE 145ハ、SEQ  ID NO:4rある。 T4AID−133は、SEQ rD NO:5であ る。T4AID−134ハ、SEQ ID NO:6テある。 T4AID−1 37は、5EQID NO+7である。T4AID−176は、SEQ ID  NO:8である。T4AID−176は、SEQ ID NO+9である。
図6は、プラスミドルCD4−ゲルゾリンの構築を示す。
図7A−78(r図7J ) (SEQ ID NO:10)は、pCD4−ゲ ルゾリンのDNA配列および推定アミノ酸配列を示す。
図8は、pCD4−ゲルゾリンの制限酵素地図である。
図9は、プラスミドpDc219の構築を示す。
図1OA−10F (r図10J ) (SEQ ID NO:11)は、p2 18−8のDNA配列を示す。
図11は、プラスミドpλPL180cysの構築を示す。
図12A−121(r図12J ) (SEQ ID NO:12)は、pBG 391のDNA配列を示す。
図13A−13H(r図13 J ) (SEQ ID NO:13) ハ、p EX46ノDNA配列を示す。
及囚聯」す酊り疲五 「ヒトの血漿ゲルゾリン」とは、図1 (SEQ ID NO:l)に示すアミ ノ酸配列の一27位から+755位を有するポリペプチドを言う。ポリペプチド の発現はしばしば、シグナル配列の切断、分子内ジスルフィド結合、糖付加など のような翻訳後の修飾を含むことは理解されるべきである。ヒトの血漿ゲルゾリ ンという用語の使用は、図1 (SEQ ID NO+1)のアミノ酸配列のよ うな修飾を意図する。さらにこの用語は、天然、組み換えあるいは合成の原料か ら得られるゲルゾリンを含む。
「多量体ゲルゾリン融合構築物」および「ヘテロ多量体ゲルゾリン融合構築物」 は、各々、凝集したリン脂質の小胞に結合したゲルゾリン融合ポリペプチドを包 含する。「ゲルゾリン融合ポリペプチド」は、機能性部分に結合したゲルゾリン 部分を包含する。「機能性部分」は、ポリペプチド(「ポリペプチド部分」)あ るいは化合物(「化学部分」)である。
本明細書を通して、特定のゲルゾリン融合ポリペプチドは、機能性部分の名前に よって呼ばれる。例えば我々は、CD4を機能性部分として有するゲルゾリン融 合ポリペプチドをCD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドと呼ぶ。ヘテロ多量体ゲ ルゾリン融合構築物は、少なくとも2つの異なる機能性部分あるいはゲルゾリン 部分を含有する。
機能性部分がポリペプチドである場合、ゲルゾリン融合ポリペプチドは、化学的 架橋あるいは遺伝子融合によって製造し得る。遺伝子融合には、ポリペプチドを コードするDNA配列が、ゲルゾリン部分をコードするDNA配列の5゛末端あ るいは3′末端に融合されたハイブリッドDNA配列が含まれる。適当な宿主で 発現されると、このハイブリッドDNA配列は、ポリペプチド部分がゲルプリン 部分のN末端あるいはC末端に融合されたゲルゾリン融合ポリペプチドを産生ず る。
本明細書で使用される「ゲルゾリン部分」は、ポリホスホイノシチドに特異的に 結合するゲルゾリンあるいはその断片である。好ましくは、ゲルゾリン部分はヒ トの血漿ゲルゾリンに由来する。ゲルゾリン部分は、好ましくは、図1 (SE QID NO:1)の+150位から+160位のアミノ酸を含む。本明細書で 証明するように、図1 (SEQ ID NO:1)の+150位から+169 位のアミノ酸を含有するポリペプチドは、PIP2に結合する能力を有する。ヒ ト以外のを推動物に由来するゲルゾリンもまた、本発明により有用であると我々 は考える。ゲルゾリンの構造は、進化の過程で高く保存されており、ヒト以外の 哺乳類からのゲルゾリンは、ヒトに対して免疫原性であり得ない。
ゲルゾリン以外の脂質結合タンパク質(rLBPJ ”)もまた、存在すること が知られている。特定の脂質に結合するこれらのタンパク質あるいはそれらの断 片は、LBP部分(ゲルゾリン部分と同様に)として、特定の脂質を含有する小 胞に結合するLBP融合ポリペプチドを生産するのに有用である。これは、多量 体あるいはへテロ多量体LBP融合構築物を生み出す。ポリホスホイノシチドに 特異的に結合するゲルゾリン関連タンパク質には、ビリン、セベリン、フラグミ ン、プロフィリン、コフィリン、Cap42(a)、gCap39、CapZお よびテストリンが含まれる[E、 Andreら、” 5everin、 Ge 1solin、 and Villin 5hare a Homologou s 5equence in Regions Presumed to Co ntain F−actin Severing Domains”、 J、  Biol、 Chew、、 263. pp。
722−27 (198g) : W、 L、Bazariら、−Villin  5equence and Peptide Map Identify S ix Homologous Domains”、 Proe、 Natl、A cad、Sci、USA、85. pp、4986−90 (1988); C ,A+ipeら、−The Primary 5tructure of Hu man Platelet Profilin: Reinvestigati on of the Ca1f 5pleen 5equence”、 ■邸」 コ■肛り、228. pp、17−21 (1988); D、J、 Kvia tkovskiおよびG、A、P。
Bruns、”)Iuman Profilin”、 J、 Riot、 Ch ew、、 263. pp、 5910−15 (1988) ; 1. La ssingおよびU、 Lindberg、 −5pecificityof  the Interaction Between Phospbatidyl inositol 4.5−biphosphate and the Pro filin: Actin Coa+plex”、 J、 Ce1l。
Bioche+s、、 37. pp、 255−67 (1988); C, AmpeおよびJ、 Vandekerckhove、 −The F−act in Capping Proteins of l巨肛■g虹■」立り巳−、 EMBO,J、、 L pp、 4149−57 (1987) ; 1. L assingおよびU、 Lindberg、 −5pecific Inte raction between Phosphatidylinositol  4.5−biphosphate and Profilact[n”、 K ature、314. pp、472−74 (1985); F、−X、Yu ら、−gCap39. aCalcium Ion−and Polyphos phoinositide−regulated ActinCapping  Protein”、 5cience、 250. pp、 1413−15  (1990);およびN、 Yonezavaら、−Inhibition o f the Interactions ofCofilin、Destrin  and Deoxyribonuclease l with Actin  byPhosphoinositides”、J、Biol、Chem、、26 5. pp、8382−86(1990)]。ポリホスホイノシチドに特異的に 結合する他のLBPは、リポコルチン[K、 Machoczekら、−Lip ocortin I and Lipocortin II Inhibit  Phosphoinositide and Po1yphosphoin。
5itide−specific Phospholipase C−FEBS  Letters、 25ユ、 pp、 20?−12(19119)]および DNase I[J、A、 Cooperら、”The Roleof Act in Polymerization in Ce1l Motility”、  Ann、 Ray。
…1.■、 pp、 585−605 (1991)]である。プロティンキナ ーゼCもまた、ある種のリン脂質に結合するLBPである。
ゲルゾリン部分をコードするDNA配列は、ゲルゾリンをコードするDNA配列 に由来する。これらのDNA配列を得るには、いくつかの方法がある。先ず、市 販の化学合成機を使用して、ゲルゾリン遺伝子あるいはその退縮型を化学的に合 成し得る。
図1 (SEQ ID NO:1)にゲルゾリンのDNA配列を記載する。コー ド領域は、+1位から+2360位のヌクレオチドを含む。
第2に、cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、ゲルゾリンを コードするcDNA配列を単離し得る。多くのスクリーニング法が、当分野で知 られている。例えば、コロニーは、オリゴヌクレオチドプローブを用いて、核酸 ハイブリダイゼーシゴンによりスクリーニングし得る。プローブは、既知のゲル ゾリンのDNA配列の一部を有するオリゴヌクレオチドを化学的に合成すること により、調製され得る。その他に、cDNAライブラリーをλgtllのような 発現ベクターに構築し得、コロニーは、抗ゲルゾリン抗体でスクリーニングし得 る。
第3に、ポリメラーゼチェーンリアクション(PCR)でDNAを複製すること により、ゲルゾリンあるいはゲルゾリン部分をコードするcDNAを単離し得る 。我々は、この工程を実施例Iに記載する。
次に、ゲルゾリン部分をフードするDNA配列を、ポリペプチド部分をコードす るDNA配列に融合し得る。本発明で有用なポリペプチド部分のDNA配列は、 多くの原料から入手可能である。
これらのDNA配列には、文献に記載されているDNA配列および、どのような 一般的な分子クローニング技術によっても得られる特定のポリペプチドのDNA 配列が含まれる。
広い範囲のポリペプチドが、本発明のゲルゾリン融合ポリペプチドの生産に有用 である。最も有用なものには、多量体の形態で有利に投与されるポリペプチドが 含まれる。例えば、ウィルスのレセプター、細胞のレセプター、あるいは細胞の リガンドが、有用である。なぜならば、それらは、多数のコピーのレセプターを 提示する、粒子あるいは細胞レセプターに典型的に結合するからである。これら の融合ポリペプチドを有する構築物は、ウィルス−細胞間あるいは細胞−細胞間 の結合の抑制を伴う治療に有用である。有用なウィルス−細胞レセプターには、 ICAMI、ライノウイスルレセブター、ポリオウイ/L/スL/セブターが含 まれる[J、M、 Whiteおよびり、R,Littwan、”Viral  Receptors of the 1wmunoglobulin 5upe rfaIIlily”2皿、■、 pp、725−28 (1989)]および 、最も好ましくは、H1’/レセプターであるCD4である。細胞−細胞レセプ ターあるイハリガントニは、I CAMI、ELAMI、VCAM 1およびV CAMlb、 およびリンパ球の、それらに相当するもの(リガンド)であるL FAl、CDXおよびVLA4、のような血管細胞接着分子ファミリーのメンバ ーが含まれる。これらの分子は、病理的炎症に関与する[M、P、Bevila cquaら、−Identification of an Inducibl eEndothelial−Leukocyte Adhesion Mo1e cule−、Proc、 Natl。
Acad、Sc土、USA、84. pp、9238−42 (1987);  L、0sbornら、−Direct Expression Cloning  of Vascular Ce1l Adhesion Mo1ecule  1: A Cytokine−4nduced Endothelial Pr otein thatBinds to Lymphocytes”、 Ce1 l、 59. pp、 1203−11 (1989);C,A、He5sio nら、−Endothelial Ce1l−1eukocyte Adhes ion Mo1ecules (ELAMs)and Mo1ecules 1 nvolved in Leukocyte Adhesion (MILAs )−、No 90/133001゜LFA2(CD2)およびLFA3 (どち らもCDII/CD1gファミリーのメンバー)のような、他のリンパ球関連抗 原およびPAGEMもまた、有用である。
細菌性免疫原、寄生虫性免疫原、およびウィルス性免疫原は、ポリペプチド部分 として、ワクチンとして有用な多量体あるいはへテロ多量体ゲルゾリン融合構築 物の生産に使用され得る。これらの免疫原の細菌原料には、細菌性肺炎およびユ ニーモジステイス症肺炎の原因微生物が含まれる。寄生虫[料ニは、Plasm odiumのようなマラリア寄生虫が含まれる。
ウィルス原料には以下のものが含まれる二例えば、牛痘ウィルスおよび年度ウィ ルスのようなポックスウィルス;単純へルビウィルス1型および2型、B−ウィ ルス、バリセラーシスターウィルス、サイトメガロウィルスおよびエプスタイン ・バーウィルスのようなヘルペスウィルス;マストアデノウィルスのようなアデ ノウィルス;パピローマウィルス、およびBKおよびJCウィルスなどのポリオ ーマウィルス、のようなパポバウイルス;アデノ関連ウィルスのようなバルボウ イルス;レオウィルス1.2および3のようなレオイルス;コロラドダニ熱ウィ ルスのようなすルビウィルス;ヒトのロタウィルスのようなロタウィルス;東部 脳炎ウィルスおよびヴエネズエラ脳炎ウィルスのようなアルファウ゛イルス;風 疹ウィルスのようなルビウイイルス;黄熱病ウィルス、デング熱ウィルス、日本 脳炎ウィルス、ダニ媒介性脳炎ウィルスおよびC型肝炎ウィルスのようなフラビ ウイルス; ヒトのコロナウィルスのようなコロナウィルス;パラインフルエン ザ1.2.3および4、およびおたふくかぜウィルスのようなバラミキソウイル ス;麻疹ウィルスのようなモルビリウィルス;呼吸器融合細胞ウィルスのような ニニーモウイルス;水庖性口内炎ウィルスのようなベジキュロウイルス;狂犬病 ウィルスのようなリサウイルス;インフルエンザAおよびBのようなオルソミキ ソウイルス;ラクロソセウイルス(LaCrosse virus)のようなブ ンヤウイルス; リフトバリー熱ウィルスのようなフェルボウイルス;コンゴ出 血熱ウィルスのようなナイロウイルス;B型肝炎ウィルスのようなヘパドナウィ ルス; 1cmウィルス、La5saウイルスおよびJuninウィルスのよう なアレナウイルス;1(TLV I、 HTLV It%HIV l、および旧 V 11(7)ようなレトロウィルス;ポリオウィルス1.2、および3、コク サラキーウィルス、エコウィルス、ヒトのエンテロウィルス、A型肝炎ウィルス 、E型肝炎ウィルス、およびノーワークウィルスのようなエンテロウィルス;ヒ トのライノウィルスのようなライノウィルス;および、マールブルグ(病)ウィ ルスおよびアデノウィルスのようなフィロウィルスである。
標的の分子に結合する免疫グロブリンあるいはその断片もまた、機能性部分とし て使用し得る。免疫グロブリン分子は2価であるが、多量体免疫グロブリン−ゲ ルゾリン融合構築物は多価であり、標的に対する親和性あるいは結合活性が上昇 することを示し得る。研究者はさらに、抗体の一ドメイン(dAbs)を使用し 得るようにした[E、S、 Wardら、−Binding ActLviti es of a Repertoire of Single Immunog lobulin Variable Domains 5ecreted fr o+w Escherichia coli”、 Nature、 i41、9 I)、 544−46 (1989)]。特定の抗原を認識するモノクローナル Fab断片は、Huseらの方法を用いて作成し得、本発明に従って、多量体あ るいはへテロ多量体ゲルゾリン融合構築物の機能性部分として、個々のドメイン を使用し得る[W、D、 Huseら、”Generation of a L arge Combinatorial Library of the Im munoglobulin Repertoire in Phage La+ *bda”、 5cience。
246、 pp、 1275−81 (1989)]。さらに、A、 5ker raおよびA、 Pluckthun +Assembly of a Fun ctional In+munoglobulin Fv Fragment  in Escherichia coli−、5cience、240. pp 、1038−43 (1988)]を参照のこと。
本発明に従って、機能性部分が酵素、酵素基質、あるいは酵素インヒビターであ る多量体ゲルゾリン融合構築物を産生じ得る。我々は、そのような物質は単量体 分子よりも強い生物活性を示すと考える。なぜならば、多量体はより高い部分密 度を有し、増加した触媒速度を示すからである。例えば、我々は、組織プラスミ ノーゲン活性化因子を有する多量体ゲルゾリン融合構築物はその一価のものより 強い凝固溶解性触媒活性を有すると考える。同様に、我々は、ヒルジンを有する 多量体ゲルゾリン融合構築物は、ヒルジン単独より強い抗凝固活性を示すと考え る。
他の有用な機能性部分には、以下のものが含まれるが、これらに限られるわけで はない。すなわち、種々のIFN−α、特にC2、C5、C8、IFN−βおよ びIFN−γ、IL−1、IL−2、IL−3、■L−4、IL−5、(L−6 、IL−7およびIL−8を含む種々ノイ79− a イキン、および腫瘍壊死 因子TNF−αおよびβを含むサイトメガロのようなポリペプチドである。さら に、機能性部分には、単球コロニー刺激因子(M−C3F)、顆粒球コロニー刺 激因子(G−CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF )、エリスロポエチン、血小板由来成長因子(PDGP)、および、成長ホルモ ンおよびインシニリンを含むヒt・および動物のホルモンが含まれる。
本発明の1つの実施態様によると、多量体ゲルゾリン融合構築物はCD4−ゲル ゾリン融合ポリペプチドを含有する。CD4は、白血球である1978球上のレ セプターであり、それは、AIDSおよびARCの病因である旧Vを認識する[ P、J、 Maddonら、Tbe T4 Gene Encodes the  AIDS Virus Receptor and Is Expresse d in the Immune System and the Brain −、江■、 47. pp、 333−48 (1986)]。詳細には、CD 4は、HI■ウィルス表面ノタンパク賀gl)120およびgpt6oを認識す る。CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドでは、機能性部分は、全長のCD4あ るいはその断片、好ましくは可溶性CD4を含有するポリペプチド部分である。
本明細書中のCD4という用語は、特に示さない限り、全長のCD4あるいはC D4の断片を指し得る。
全長のヒトのCD4ポリペプチドをコードするDNA配列およびその推定アミノ 酸配列を図3 (SEQ ID NO+2)に記載する。(さらに、Pi、Ma ddonら、−The l5olation and Nucleotide  5equence of cDIJA Encoding the T Ce1 l 5urface Protein T4A New Me+aber of  the 1mmunoglobulin Gene Fa+aily−、Ca 1L 42. pp、 93−104 (1985))推定−次構造に基づイテ 、CD4ポリペプチドは、次のような機能性ドメインに分111される:第1免 疫グロブリン関連ドメインはさらに、可変部関連(V)領域および、約+95位 のアミノ酸から始まる連結部(J)関連部分に分けられる[S、J、 C1ar kら、−Peptide and NucleotideSequences  of Rat CD4 (W3/25) Antigen: Evidence  for Derivaむton from a 5tructure wjt h Four IIltxunoglobulin−relatedDomai ns”、 Proc、 Natl、 Acad、 Sc+、USA、 84.  pp、 1649−53 (1987)]。
これらのドメインは、ドメイン内のジスルフィド結合によって、CD4タンパク 質の構造ドメインにほぼ対応している。従って、ジスルフィド結合は、第1の免 疫グロブリン関連ドメインの+16位と+84位のアミノ酸、第2の免疫グロブ リン関連ドメインの+130位と+159位のアミノ酸、および第4の免疫グロ ブリン関連ドメインの+303位と+345位のアミノ酸を結合させている。図 4に、ヒトCD4タンパク質の全長のドメインの構造を示す。
可溶性CD4タンパク質を、全長のCD4タンパン質をアミノ酸+375位で切 断して、トランスメンブランドメインおよび細胞質ドメインを削除して構築した 。このようなタンパク質は、組換えDNA技術によって生産され、組換え可溶性 CD4 (rsCD4)と称される[R,A、 Fisherら、−HIV I nfection Is Blocked InVitro by Reeom binant 5oluble CD4−、 Nature、 331. pp 、76−78 (198g); Fisherら、PCT特許出願No 891 01940 (本明細書に参考として援用されている)]。これらの可溶性CD 4タンパク質は、CD4タンパクを発現する細胞のHIV感染を阻害する機構を 、プロ、りするかあるいは競合的に結合することによって、CD4°リンパ球/ HIV相互作用を都合よく妨げる。第1の免疫グロブリン関連ドメインは、gp 120とgp160とに結合するのに十分である。可溶性ウィルスレセプターと して作用することによって、可溶性CD4タンパク質は、HIVのCD4“リン パ球への結合を阻害し、ウィルス誘導性の合胞体の形成を阻害する、抗ウイルス 治療剤として有用である。
本発明に有用なCD4ポリペプチドには、gp120およヒgp160ニ結合あ るいは他の方法で阻害する全てのCD4ポリペプチドが含まれる。これらには、 図3 (SEQ ID NO:2) にDアミノ酸+371位から+391位の トランスメンブランドメインが欠損しているCD4のフラグメントが含まれる。
このような断片は、CD4の先端切断型か、あるいは第4の免疫グロブリン関連 ドメインが親水性の細胞質ドメインに直接結合している融合タンパク賃であり得 る。本明細書では、図3 (SEQ ID No・2)のアミノ酸位+1位から +X位、および必要に応じてN末端メチオニンあるいはf−メチオニン含んでい る、CD4ポリペプチドを” CD4(X)″と称することにする。CD4ポリ ペプチドが工学的にカルボキシ末端のシスティンを含む場合に、CD4(XCy s)″と称している。
例えば、図3 (SEQ ID NO+2)によると、第1の免疫グロブリン様 ドメインを含む可溶性CD4タンパク質は、好ましくは、少なくともアミノ酸+ 1位から+84位、最大+1位から+129位を含む。最も好ましくは、可溶性 CD4タンパク賃は、アミノ酸位+1位から+111位を含む[CD4(111 )]。第1の2つの免疫グロブリン様ドメインを含む〕溶性CD4は、好ましく は、少な(とも+1位から+159位、最大+1位から+302位を含む。さら に好ましくは、可溶性タンパク質は、少な(ともアミノ酸+1位から+175位 、最大+1位から+190位を含む。最も好ましくは、可溶性CD49ンl”) 質は、アミン酸+1位から+181位を含む[CD4(181)]、アミノ酸+ 1位から483位[CD4 (183)]、あるいはアミノ酸+1位から+18 7位[CD4(187)]を含む。第1の4つの免疫グロブリン様ドメインを含 む可溶性CD4タンパク質は、好ましくは、少なくともアミノ酸+1位から+3 45位[CD4(345)コ、および最大アミノ酸+1位から+375位[CD 4(375)]を含む。これらのいずれの分子も、必要に応じて、図3 (SE Q ID NO:2)のアミノ酸−23位から一1位のCD4シグナル配列を含 み得る。さらに、これらの分子は、アミノ酸+1位の前に改変されたメチオニン 残基を有し得る。
本発明の融合ポリペプチドおよび方法に有用な可溶性CD4タンパク質は、種々 の方法によって生産され得る。図3 (SEQID NO:2)の同じ系によれ ば、T細胞から単離された成熟CD4タンパク質のアミノ末端アミノ酸は、図3  (SEQ ID NOO20のヌクレオチド136位から139位にコードさ れるリシンである。
[D、R,Lfttmanら、”Corrected CD45equence −、Ce1l、55゜1)、541 (198B)、コさらに、可溶性CD4タ ンパク質は、アミノ酸+1位がアスパラギン、+62位がアルギニン、および+ 229位がフェニルアラニンであるアミノ酸を含む。従って、CD4と称するき きは、これらの任意の置換あるいは全ての置換を含んでぃるアミノ酸配列を含む ことを意図する。可溶性CD4ポリペプチドは、すりゴヌクレオチド特異的変異 誘発、および制限酵素消化、その後のリンカ−の挿入、あるいは酵素による全長 のCD4タンパク質の消化を含む、従来の組換え技術によって生産され得る。
可溶性CD4タンパク質には、本明細書に参考として援用されている、本願譲渡 人に共通に譲渡されている係属中の、1987年9月4日に出願された米国特許 出願系094.322号および1988年1月7日に出願の第141.549号 、および1988年9月1日に出願されたPCT特許出願第PCT/1ls11 11102940号、および公開PCT特許出願WO89101940の方法に 従った組換え技術によって生産され得る。
可溶性CD4タンパク質をコードするDNA配列によって特徴付けられる微生物 および組換えDNA分子は、PCT特許出願WOg9101940に記載されて いる培養物によって例示される。これらは、Linthicum、 Maryl and、 USAのインビトロ インターナシラナル インコーポレーテイッド  カルチャーコレクシコン(In Vitoro International 、 Inc、 culture collection)に、1987年9月2 日に寄託され、受託番号は下記の通りである。
EC工00: L立性ンJME13/pEcloo −工V工10146BGコ ア7: z1ssロー、MC1061/pBG:177 − rVT 1014 7BG]80: zユ≦=≧L裏 MC1061/pBG380 − 工V工  10148BGコ81: z1SS8−2MC1061/pBG:381 −  工V工 10149このような微生物および組換えDNA分子は、インビトロ  インターナシラナル インコーポレーティッド 力ルチャーコレクンヨンに、1 988年1月6日に寄託されている培養物によっても例示され、その受託番号は 下記の通りである。
BG−391: :二≦■Σに: MC1061/pBG:191 − 工V工  10154BG−392: z1s9」−2MC106エ/pBGコ92 −  工V工 10152BG−39:l: z1≦=Σ【λ MC1061/pB Gコ93 − 工V工 1015:IBG−394: =ユ≦■Σ【λ MC1 061/pBG]94 − 工V工 10154BG−396: zユ≦■Σに λ MC1061/pBG:+96 − 工V工 10155203−5 :  L皿ムSG9]6/p203−5 − 工v工10156さらに、このような微 生物および組換えDNA分子は、1988年8月24Bに、インビトロ インタ ーナシラナル インコーボレーティッド カルチャーコレクシコンに寄託された 培養物によって例示され、その受託番号は下記の通りである。
211−11: z1≦■lL裏 A89/pBG211−11 − 工V工  10183214−10: Li1iAI39/pBG214−40 − rV T 10184215−7 : L区ムA89/pBG215−7 − rVT 10185CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドを有する、多量体のCD4−ゲ ルゾリン構築物は、AIDS、 ARC,旧V感染、あるいはHIVに対する抗 体を有するヒトを処置する薬学的組成物に用いられ得る。従って、この構築物は ■IV感染の免疫不全効果を減少させるか、あるいはHIV感染の発生あるいは 拡散を予防するのに用いられ得る。さらに、これらの融合タンパク質および方法 は、サル免疫不全ウィルスのようなヒトを含む哺乳類でのレトロウィルスが原因 であるAIDS様疾患の処置に用いられ得る。
ゲルゾリン融合ポリペプチドをコードするDNA配列は、多量体のゲルゾリン融 合構築物を生産するのに有用である。これらのDNA配列を用いる好ましい方法 には、適切な宿主でのゲルゾリン融合ポリペプチドの発現、ポリペプチドの単離 、およびこのポリペプチドのポリホスホイノシチドを含む小胞への結合が含まれ る。
当分野には公知のように、本発明のDIJA配列を発現するために、このDNA 配列は、適切な発現ベクターの発現制御配列に作動可能に結合され、適切な単細 胞宿主に形質転換するために発現ベクターとして用いられる。このように本発明 のDNA配列を発現制御配列に作動可能に結合することには、もちろんDNA配 列の上流に正しいリーディングフレームで翻訳開始シグナルを提供することを含 む。発現される特定のDNA配列がATGから始まらないときは、開始シグナル は、他のアミノ酸すなわち生成物のN末端に配置しているメチオニン(あるいは 細菌ので一メチオニン)である。このようなメチオニン含有の生成物は、本発明 の組成物および方法に直接に用いられ得るが、通常は、使用の前にメチオニンが 除かれるのが望ましい。このように、ポリペプチドからそれと共に発現されるN 末端メチオニンを削除する方法は、当業者には公知である。例えば、ある種の宿 主および培養条件では、インビボでN末端メチオニンの実質的に全てを削除し得 る。他の宿主での発現には、インビトロでN末端メチオニンの削除が必要である 。しかし、このようなインビボおよびインビトロの方法は、当分野では公知であ る。
宿主/発現ベクターの種々広範囲の組み合せは、本発明のDNA配列を発現する のに用いられ得る。有用な発現ベクターは、染色体のセグメント、非染色体のセ グメントおよび合成りNA配列からなり得る。例えば、coIEl、pcRl、 pBR322、pMB9およびそれらの誘導体を含むE、 calf由来のプラ スミドのようなSV40の既知の種々の誘導体および既知の細菌プラスミド;  RP4、ファージDNAなどの広範囲宿主プラスミド; NM989などのλフ ァージの多くの誘導体;およびM13および1本鎖DNAファージのフィラメン トなどの他のDNAファージ;2μプラスミドあるいはその誘導体などの酵母プ ラスミド、およびファージDNAあるいは他の発現制御配列に用いるために改変 されたプラスミドのようなプラスミドとファージDIIIAとの組み合せ由来の ベクターでなり得る。
さらに、任意の種々広範囲の発現制御配列、すなわち作動可能に結合されたDN A配列の発現を制御する配列が、本発明のDNA配列を発現するこれらのベクタ ーに用いられ得る。このような有用な発現制御配列には、例えば、SV40ある いはアデノウィルスの初期および後期プロモーター、しに系、m系、nqあるい は1系、λファージの主要オペレーター領域およびプロモーター領域、fdコー トタンパク質の制御配列、3−ホスホブリン酸牛ナーゼあるいは他の解糖系酵素 のプロモーター、Pho5などの酸性ホスファターゼのプロモーター、酵母α接 合因子プロモーター、バキニロウイルス系のポリへドロンプロモーターおよび原 核あるいは真核細胞あるいはそのウィルス、および種々のそれらの組み合わせた ものの遺伝子を制御することが知られている他の配列が含まれる。
さらに、種々の広範囲の単細胞宿主が、本発明のDNA配列の発現に有用である 。これらの宿主には、E、 coli、PseudomonaΣ、Bacill us、江2肛姐こ旦などの細菌株;酵母のなどの真菌類;およびCll0および マウス細胞などの動物細胞、CO5−1、CO5−7、BSC1、BSC40お よびBMT 10などのアフリカミドリザル細胞;昆虫細胞;および組織培養の ヒト細胞および植物細胞:などの公知の真核および原核宿主が含まれる。動物細 胞の発現には、Cll0細胞およびCO5−7細胞が好ましい。
本発明のDNA配列を発現するのに、全てのベクターおよび発現制御配列が同等 に機能するのではないことは、もちろん理解されるべきである。同じく、全ての 宿主が、同じ発現系で十分に同等に機能するわけではない。しかし、当業者は、 過度の実験をせずに、そして本発明の範囲を逸脱することなく、特にこれらのベ クター、発現制御配列および宿主を選択し得る。例えば、ベクターの選択では、 そのなかで複製しなければならないので宿主を考慮するべきである。ベクターの コピー数、そのコピー数を制御する能力、および抗生物質マーカーなどのベクタ ーによってフードされる任意の他のタンパク質の発現もまた考慮されるべきであ る。
発現制御配列の選択においては、種々の因子がさらに考慮されるべきである。例 えば、これらには、系の相対的な強さ、その制御能、および本発明の特定のDN A配列、特に可能な二次構造に関する適合性が含まれる。単細胞宿主は、選択さ れるベクターに対しての適合性、本発明のDNAによる発現においてコードされ た生成物の宿主に対する毒性、分泌特性、正確にタンパク質を折り畳む能力、そ の培養条件、および本発明のDNA配列によって発現するようにコードされた生 成物の精製の容易さを考慮して選択されるべきである。
これらのパラメーター内で、当業者は、発酵あるいは、例えばCHO細胞あるい はCO5−7細胞などの大規模な動物細胞培養において、本発明のDNA配列を 発現する、種々のベクター/発現制御系/宿主の組み合わせを選択し得る。
本発明の1つの実施態様では、CD4−ゲルゾリン融合ポリペチドをフードする DNA配列をλPLプロモーターの発現制御配列に作動可能に結合したものを含 有するプラスミドを、CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドを生産するためにE 、colfにおいて発現させる。
本発明のDNA配列の発現において生産されるポリペプチドおよびタンパク質は 、種々の従来法を用いて、発酵あるいは動物細胞培養物から単離され、そして精 製され得る。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、最も適した単離法お よび精製法を選択し得る。
さらに、固相合成法[R,B、 Merrifield、 ”5olid Ph ase Peptide 5ynthesis、 1. The 5ynthe sis of a Tatrapeptide−。
J、 Am、 CheIIl、 Soc、、 83. pp、 2149−54  <1963)コなどの従来のペプチド合成法を用いて、化学合成によってゲル ゾリン融合ポリペプチドが生産され得る。
遺伝子融合および化学合成に加えて、ゲルゾリン融合ポリペプチドを生産するた めの有用な他の方法は、ゲルゾリン部分に機能性部分を化学的にカップリングす ることによる。この方法は、化学的な部分およびポリペプチド部分の両者に有ゲ ルゾリン部分をポリペプチド部分に化学的にカップリングするための数種のアプ ローチが可能である。好ましいストラテジーは、ポリペプチド部分の活性を壊す ことなくゲルゾリン部分に選択的に結合するような、ポリペプチド部分の部位を 同定あるいは形成することである。CD4のような糖タン、fり質は、限られた 数の糖を有していて、これは架橋部位として有用である。糖は酸化されてアルデ ヒドになり、次に、アルデドは、ゲルゾリン部分のアミン基と反応してアルデヒ ド−アミン結合を形成する[P、に、 NakaneおよびA、 [avaoi 、”Peroxidase Labelled Antibody: A Ne w Method of Conjugation+、 J、 H’stoch em、 Ctoche+a、、 22. p、 1084 (1973)、およ びT、−H,Liaoら、”Modification of 5ialyl  Re5idues of 5ialo1ycoproprotein(s) o f the Human Erythrocyte 5urface−9J、B iol、Chen+、、248. pp、8247−53 (1973)]。C D4は、アミノ酸+269位から+271位および+298位から+300位と に2つの機能的グリコジル化部位(SEQ ID NO:3を参照)を有してい る。これらは、gp120の結合領域外にあり、タンノ4り質の最初の113個 のアミノ酸中にある[ B、 H,Chaoら、−A 113−amino A c1d Fragment of CD4 Produced in Esch erichia calf Blocks Hum介してのCDJカップリング は、機能を妨げてはならない。あるいは、CD4は、グリコジル化部位の1つを 遺伝子工学的に削除され得る。このことは、結合の間に選択的に増加する。CD 4を用いてのアルデヒド−アミン結合を実施例■に記載している。
タンパク質の化学者は、さらに、チオール基を介してのポリペプチドの共有結合 によるカップリングの特異的な化学理論を開発した。遊離のチオール基を有する ポリペプチド部分は、システィンを含有するゲルゾリン部分に結合させ得る。
このことは、ジスルフィド結合の直接形成、あるいは同種の2つの官能性の架橋 剤によるジスルフィド結合の間接的な形成のいずれかによってなされる。同種の 2つの官能性の架橋剤の1つの例は、ビスマレイミドヘキサン(BMH)であっ て、これはチオール反応性のマレイミド基を有していて、遊離のチオールと共有 結合を形成する。これらの方法には、アミン末端あるいはカルボキシ末端にシス ティンを含むゲルゾリン部分の構築が必要である。ペプチド合成機(実施例■、 2項)は、これらの構築に有用である。
ポリペプチド部分が遊離のチオール基を有していない場合には、このような基を 誘発し得る。例えば、ポリペプチドは、チオール含有のアミンに結合し得る。さ らに詳しくは、ポリペプチド部分の酸化された糖は、上記のようにアミンと反応 し得る。
さらに、システィンは、ポリペプチド部分のアミノ酸配列に、部位特異的変異誘 発よって導入し得る。
あるいは、ポリペプチド部分およびゲルゾリン部分は、異なる2官能性の架橋剤 によって架橋され得る。これらは、官能基の1つがポリペプチド部分に結合し、 他の1つがゲルゾリン部分のチオールに結合するように選択される。例えば、ス クシンイミド基は、例えば、マレイミドあるいは活性化されたチオール基がゲル ゾリン部分のシスティンに結合し得るように、ポリペプチド部分のアミン基およ びチオール反応基に結合し得る。
実施例■にCD4を用いての、チオール結合を包含する方法が記載されている。
Pierce Co、 IaoIlunotechnology Catalo gueおよびHandbook Volume 1 j E4−E12、E41 −E48、およびE31−E40に、多くの有用な同種および異種の2官能性の 架橋剤、チオール含有のアミン、および反応基を宵する分子が記載されている。
ポリペプチドおよび化学的な部分の両者のカップリングに有用な他の方法には、 例えば、ゲルタールアルデヒドを用いる方法[M、 Re1chlin、 ”U se of Glutaraldehyde as a Coupling A gent for Proteins and Peputfdes−、Met hods士り阻u註国■、70. pp、159−65 (1980)コ、’p i−xチ/I/−N−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド[T、 L、Goodfriendら、”Antibodies to Bradyki nin and Angiotensin: A Use of Carbdi imides in Immunology−、5cience、144. p p、1344−46 (1964)]あるいは]N−エチルーN−3−ジメチル アミノプロピル)−カルボジイミドおよびスフニル化されたキャリアーの混合物 [M、H,Klapperおよび1.M、 Klotz、 −Acylatjo n with Dicarboxylic Ac1d Anhydrides” 、 Methods In Enz molo 、 25. pp、 531− 36 (1972)]が含まれる。化学的なカップリングは、ゲルゾリン部分の 1つの部位に限定されないので、各々のゲルゾリン部分に1つ以上の反応性部分 がカップリングし得る。
本発明の多量体およびヘテロ多量体のゲルゾリン融合構築物は、ゲルゾリン融合 ポリペプチドを小胞に凝集されたリン脂質に結合させることにより生産され得る 。小胞は、ゲルゾリンに結合する、少なくとも1種のリン脂質を含有しなければ ならないが、しかし他のものも含み得る。ホスファチジルイノシトール、PIP およびPIF2が、ゲルゾリンに結合するので、小胞の好ましい構成成分である 。効果的であるためには、小胞は少な(とも3%のPIFあるいはPIF2を含 むのが好ましい。
小胞を構成し得る他の脂質には、限定はされないが、ホスファチジルコリン(P C)、ホスファチジルエタノールアミン(PE)、ホスファチジルセリン(PS )が含まれ得る。さらに、Tritonのような界面活性剤を含有する小胞も形 成され得る。
リン脂質小胞の製造は、当分野では公知である[ D、 M、 Hayerst ickおよびM、Glaser、−Vlsualization of Ca” −1nducedPhospholipid Domains−、Proc−N atl、 Acad、 Sci、USA、 54、 I)I)、 4475−7 9 (1987)]。例えば、乾燥脂質を水と混合して、その混合物を超音波処 理し、小胞をつくる。PIFは、同じ大きさおよび結合の小胞を得るためにPI F2よりも徹底的に超音波処理しなければならない。次に、ゲルゾリン融合ポリ ペプチドを加えて、小胞に結合させる。この得られた生成物は、多量体ゲルゾリ ン融合構築物である。
小胞が多くの異なる脂質および界面活性剤を含有し得る事実は、所望の特性を有 する融合構築物を工学的に得るのに多大な融通性をもたらしている。例えば、さ らに大きな小胞をつくるために出発物質の脂質組成物を変えることによって、あ るいは小胞中のPIFあるいはPIF2の割合を増すことによって、異なるの数 のゲルゾリン融合ポリペプチドを結合する小胞をつくり得る。さらに、機能性部 分の半減期を変え得る。
これらの小胞は最終的にはリパーゼによって分解されると考えられる。小胞の脂 質組成物を変えることによって、小胞の崩壊速度を変え得る。
本明細書に例示したように、空洞を有するリン脂質小胞が、生物活性を有する分 子の存在下に調製されると、その分子は小胞中に取り込まれる。従って、生物活 性を有する薬剤を取り込んだ、多量体ゲルゾリン融合構築物を生産し得る。これ らのリポソームは、細胞膜に融合し得、内容物を細胞に配送し、ゲルゾリン融合 ポリペプチドを細胞膜に付加する。
ヘテロ−多量体ゲルゾリン融合構築物は、少なくとも2つの異なる機能性部分あ るいは2つの異なるゲルゾリン部分を含有する。例えば、ヘテロ−多量体ゲルゾ リン融合構築物は、2つの、異なるポリペプチド部分、2つの異なる化学的部分 、あるいはポリペプチド部分および化学的部分の両方を含有する。
ヘテロ−多量体ゲルプリン融合構築物は、特に、異なる部分が互いに相補的であ る場合に有用である。例えば、毒あるいは抗レトロウィルス剤とともに、本発明 の融合タンパク質において、特定の標的粒子あるいは細胞に結合するレセプター を組み合わせて、標的となる毒素あるいは抗レトロウィルス剤を生産することは 可能である。毒として有用なポリペプチドには、限定はされないが、リシン、ア ブリン、アンギオゲニン、Pseudomonas Exotoxin A、ヤ マゴボウ(pokeveed)抗ウイルスタンパク質、サポニン、ゲロニン(g elonin)およびジフテリアトキシン、あるいはその毒素部分が含まれる。
有用な抗レトロウィルス剤には、スラミン(suramin) 、アジドチミジ ン(AZT)、ジデオキシンチジンおよびカスタノスペルミン(castano spermine)、デオキシノジリマイシン(dsoxynojiri+*y cin)およびその誘導体などのグルコシダーゼインヒビターが含まれる。
さらに、本発明のへテロー多量体ゲルゾリン融合構築物は、サンプル中あるいは インビボでの標的分子の存在を同定するための診断薬として有用である。このよ うなタンパク質には、標的分子に結合する免疫グロブリンあるいはその断片(F ab。
dAb)などの認職分子である1つの機能性部分[前述Wa rdら、を参照] 、および放射性核種、酵素(例えば、ホースラディフンユバ−オキシダーゼ)、 あるいは蛍光または化学ルミネッセントマーカーなどのリポータ−基である第2 の機能性部分が含まれる。典型的には、リポータ−基は、直接にリポータ−基に 結合される。例えば、HRPは直接免疫グロブリンに結合される。多くのリポー タ−基は、多量体ゲルゾリン融合構築物に力、ブリングして、そのことによって シグナルを促進し得る。これらの構築物は、例えば、ELISAアッセイのサン プルに接触させる認識分子として、あるいはインビボでイメージング剤として抗 体を置換するのに用いられ得る。本発明のへテロー多量体ゲルゾリン融合構築物 は、さらにマルチワクチンとして用いられ得る。例えば、同じ感染性の物質から の数種の異なる抗原決定基を用いて、このような構築物を産生じ得る。さらに、 数種の感染性の物質、例えば、ポリオ、麻疹、オタフクカゼ、および子どもの予 防接種に用いられる他のものの抗原決定基を含有する構築物が生産され得る。
本発明の薬学的組成物は、典型的には、多量体ゲルゾリン融合構築物の薬学的に 有効な量、および薬学的に受容可能なキャリアーを含有する。本発明の治療法に は、これらの組成物を用いて薬学的に受容可能な様式で患者を処置する工程が包 含される。これらの組成物は、ヒトを含む哺乳類を治療するのに用いられ得る。
本発明の薬学的な組成物は、種々の形態で有り得る。例えば、これらには、錠剤 、ピル、粉末、溶液、あるいは懸濁液、リポソーム、座薬、注射液、注入できる 液、徐放型法などの固体、半固体および液体の投与形態が含まれる。好ましい形 態は、投与および治療の適用の目的とされる方法に依存する。
さらに、組成物には、好ましくは、当業者には公知の、従来の薬学的に受容可能 なキャリアーおよびアジュバントが含まれる。
一般的に、本発明の薬学的組成物は、αインターフェロンのような薬学的に重要 なポリペプチドに用いられるのと同様の方法および組成を用いて、処方されそし て投与される。本発明の融合構築物は、従来の投与経路、例えば、非経口的、皮 下、静脈内、筋肉内、あるいは病巣的経路で投与され得る。
従来の使用は、含まれる特定の分子部分に依存して変化することは理解される。
本発明がさらによく理解されるために、次に実施例をあげる。これらの実施例は 、例示することのみを目的とし、如何なる方法においても本発明を限定するよう には構成されていない。
次ぎの実施例において、クローニング、制限酵素による切断、DNA断片の単離 、フレノウ酵素およびデオキシリボヌクレオチドトリホスファート(dXTP) による修復、ライゲージコン、E、coljの形質転換などの、用いられる分子 生物学の方法は、従来からのプロトコールに例示されており、ざらにJ、Sam brookら、Mo1ecula C1onin A Labo ator M anual、ColdSpring Harbor Laborator、y  Press、 Co1d Spring Harbor、New York ( 1989)に記載されている。
実施例I 恒仁竺ヱA工乙鼠會ヱエヱエヱヱニ融へによる生 1、匹旦ゴaしムム乙鉦ムエニ三11 CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドをコードするDNA配列を含有するプラス ミド発現ベクターを構築し、モしてE、 col iを形質転換するのに用いた 。コーディング領域は、アミノ酸12個のスペーサーおよびゲルゾリンのアミノ 酸150−173位をフードする、5′末端の140bpの断片に融合したCD 4(181)のDNA配列を含有する。これは、PIP2結合ドメインを含む。
次のようにプラスミドを構築した。(図6を参照)最初に、ヒトゲルゾリンP  IF2結合ドメインを含有するDNA配列を作製した。PIP2結合ドメインは 、図1 (SEo 10 NO:1)のアミノ酸+150位から+169位(ヌ クレオチド541−600)を包含する。図1 (SEQ ID NO:1)の cDNAヒトゲルゾリンのコード配列を含有するプラスミドpMIDからこのD NA配列を作製した。 (プラスミ ドpMIDは、David KWiatk ovski、Harvard Medical 5choo1.Boston、  Massachusettsの寄贈であった。)ポリメラーゼチェーン(PC R)反応を用いて、PIP2結合ドメイン用にcDNA配列を増幅した( 51 Hbrookら、14章)。TuDNAポリメラーゼと、T4ポリヌクレオチド キナーゼおよびATPによって予めリン酸化されたプライマーとを用いて、全て の増幅を行った。オリゴヌクレオチドACE 144 (SEQ ID NO+ 3)をセンスプライマー(これはアンチセンスストランドに)\イブリダイズす る)として、そしてACE 145 (SEQ ID NO:4)をアンチセン スプライマーとして用いた。(図5を参照)増幅された断片をフレノウ酵素およ びdXTPで補充した。このことによって、5°末端近くのLLL I 1部位 および3′末端近くのEcoR1部位を含有する、平滑末端化された140bp のDNA断片を作製した。この断片は、ゲルゾリンのアミノ酸+143位から+ 173位をコードした( 5EQIDNO:1を参照)。
次に、中間生成物のプラスミドpNNO3をEcoRVで消化し、末端を脱リン 酸化して再環状化を防いだ。プラスミドpNNO3は、ポリリンカー(Phar macia PL Bfochemicals)の組み込みによってpUc13 から得られる。140bpの断片をこのプラスミドにサブクローン化した。得ら れたプラスミドをpGellと称した。
次に、pGell由来のゲルゾリンPIP2結合ドメインをコードするBa1l l/EcoRI DNA断片を、CD4 (1111)をコードし、pEX56 由来のDNA配列を含有する原核生物の発現ベクターへ挿入した。
プラスミドpEX56は、Pseudomonasエンドトキシンをコードする DNA挿入物の5′末端にフレームが合うように融合されたCD4 (181) をフードする。この挿入は、5′および3′末端のEcoR1部位が境界であっ て、CD4−エンドトキシン配列の連結部位に111部位を含有する。Pseu domonasエントド牛シン遺伝子は、リポソーム結合領域を除去するために 改変した。プラス! FpEX56tt、pEX46 (実施例■、項2および 図1 a (SEQID NO:13))の、オリゴヌクレオチドT4−AID  I76 (図5、SEQ ID NO:9)による部位特異的変異誘発によっ て作製した。[プラスミドは、本明細書に参考として援用されている、係属出願 のPCT特許PCT/US891045g4に記載されている。]pEX56の 最初のサンプルをEcoRIおよびLLLI+で消化し、CD4(181)をコ ードする513bpの断片を単離した。次に、pEX56の第2のサンプルをE coRIで消化し、断片を脱リン酸化して、pEX56ベクタ一部分を提示する 3922hpの断片を単離した。3922bpの陰oR断片、613bpの社旦 R1/シュI+断片、および140bpの■L目/ EcoR1断片をいっしょ にライゲートした。このライゲーション混合物でE、coli JA221[A TCC33875]を、標準のCaCl2法によって形質転換した。 (Sam brook、1. 82章を参照)プラスミドルCD4−ゲルゾリンおよびpα CD4−ゲルゾリン(逆配置で、発現しない)を、ミニプラスミドDNAm製物 の制限酵素消化物によって同定した。pCD4−ゲルゾリンのプラスミドマツプ は、図8に示す。得られたCD4−ゲルプリン融合ポリペプチドのDNA配列お よび推定されるアミノ酸配列は、図7 (SEQ IDNo : 10 )に示 す。pCD4−ゲルゾリンの単離物は、インビトロ インターナショナル(In  Vitro International)に寄託し、受託番号は、IVI− 10253rある。
2、CD4−ゲルゾリンの発 E、coli JA221およびE、coli Ag3 (htpR−プロテア ーゼ欠損変異体)をpCD4−ゲルゾリンおよびpαCD4−ゲルゾリンで形質 転換した。E、coli Ag3 は、E、coli 5G936[ATCC3 9624]のテトラサイクリン感受性変異体である。次に、CD4−ゲルゾリン 生産用の培養物を調べた。我々の結果は、pαCD4−ゲルゾリンではなくて、 pCD4−ゲルプリンが、CD4ゲルゾリンと推定される分子量のポリペプチド を生産したことを示した。
LB+ 12.5μg/mlのテトラサイクリン中で、5mlを30℃で一夜培 養する。−夜培養したものをLB+ 12.5μg/mlのテトラサイクリンへ 1=10の割合で希釈し、培養物が55Or+mでの吸光度が1と1.5との間 になるまで増殖した。次に、42℃で、等容量のLB+ 12.5μg/la  lのテトラサイクリン中にその培養物を加えた。2時間後に細胞を回収して溶解 し、そして、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(5DS−PAGE)に よってCD4−ゲルゾリン融合分子と思われるサイズに相当するタンパク質のバ ンドを分析した。約28kDの分子量を宵するタンパク質を同定した。
実施例■、項2bのプロトコールを用いて、このタンパク質を単離した。
実施例■ アルデヒド−アミド結合を してのゲルゾリン部 のCD4への ・ 1 CD4(375) (Bigen、Inc、、 Ca+abridge、 Ma ssachusettsからの寄贈)を、CD4Mタンパク質の糖を酸化してア ルデヒドにし、ついでゲルゾリン部分のアミンにアルデヒドを反応させて、アル デヒド−アミン結合を形成することによって、ゲルゾリン部分に架橋結合した。
1、競■H■立豊化 100μMのCD4(375)タンパク質を4℃で、pH5,0のO,1M酢酸 ナトリウムに透析した。IIIIM過ヨウ素酸ナトリウム溶液で、23℃で1時 間、調製物をインキュベートし、直ちに、10mM酢酸ナトリウムpH5,0、 loomM NaC1で平衡化したP6DGカラム(BioRad、 Rich mond、 Ca1ifornia)で脱塩した。酸化されたCD4(375) を、引き続きの使用のために4°Cで貯蔵するか、あるいは長期保存のために一 70℃で貯蔵した。酸化の度合をトリチウムで標識した水素化ホウ素の取り込み を測定することによってモニターした。典型的には、CD4(375)当り8− 10アルデヒドが生じた。
酸化がCD4(375)の機能を妨害しないことを確かめるために、ELISA 形式で改変されたタンパク質のgp120に結合する能力をアッセイした。IM MULON Iρプレート(Dynatech Laboratories、  Chantilly、 ’/irginia)をgp120 (Biogen、  Inc、、からの寄贈、およびAmerican Bio−Technolo gies、Inc、、 Cambridge。
Massachusettsから商業的に入手可能)でコートし、CD4(37 5)あるいは酸化されたCD4(375)を添加し、そして次に、ホースラディ ノシュパーオ牛シダーゼに結合された0KT4抗体(Ortho Diagno stics Systams、Raritan、 New Jerseyから入 手可能な)を用いて、リポータ−系との結合を測定した。可溶性CD4タンパク 質あるいは酸化されたCD4のgp120への結合には、相違がなかった。さら に、アミノ酸分析においては、個々のアミノ酸の酸化には明かな効果がないこと は、両者のサンプルに認ゲルゾリン部分GEL lを、Applied Bio systems 430Aペプチド合成機を用いて合成した。GELIは、下記 のアミノ酸配列を有する。
Gly−Tyr−Gly−Lys−His−Val−Va 1−Pro−A5n −Glu−Va 1−Va 1−Va l−Gin−Arg−Leu−Phe− cIn−Val−Lys−Gly−Arg−Arg (SEQより NO:14 )最後の20個のアミノ酸は、+150位から+169位のアミノ酸の、ゲルゾ リンのPIP2−結合配列を構成する(SEQ ID NO:1を参照)。GE L 1とCD4(375)とを架橋するために、GELIの種々の濃度で、23 ℃で一夜、50+aM MES、 pH6,5および5+nM シアツボOハイ ドライドの存在下、10μMの酸化されたCD4(375) とインキュベート した。
5DS−PAGEによってサンプルの架橋結合を調べた。サンプルは、直接にク ーマシーブリリアントブルーによる染色によって、あるいはELLに対するウサ ギ抗血清を用いてのウェスタンプロットによって分析した。免疫原は、ゲルター ルアルデヒドでキーホールリンベットヘモシアニンに架橋したGELIからなる 。
GELI処理されたCD4の分子量の増加がGELIの濃度に依存的であり、タ ンパク質が改変されたことを示す。低濃度のペプチドでは、CD4(375)の 移動度にはほとんど影響がない。しかし、1mM GELIとインキュベートし たときには、CD4(375)の約50%が、CD4(375)当り1個のCE LLペプチドを含有する分子量に一致する、明かに増加した分子量の位置に移動 した。CD4(375)が10+mM GELIとインキュベートされると、全 てのタンパク質は、高分子量の形態にシフトする。CD4(375)当り1つ、 2つ、お上び3つのゲルゾリン部分に相当するらしい、一連のバンドを観察した 。架橋反応を行うために、CD4(375)に対して過剰モルのGELIの必要 性は、アミノ基含宵の他の試薬による、過ヨウ素酸酸化CD4を改変するために 得られた結果に一致する。(実施例■を参照) GEL 1がCD4(375)に架橋したことを確認するために、選択された画 分を、GEL 1に対する抗体を用いて、ウェスタンプロ。
ットによって分析した。目だった免疫反応のバンドが、架橋後のサンプルに観察 された。このバンドは、未処理のCD4サンプルのウェスタンプロットには存在 しない。
3、CD4−ゲルゾリン 4ポリペプチドの架橋結合の化学が、CD4(375 )のgp120への結合する能力には影響を及ぼさないことは、上記で確かめた 。さらに、CD4(375)−ゲルプリン融合ポリペプチドはPIP2小胞に結 合することを確立した。
CD4(375)−ゲルゾリンのPIFあるいはPIP2小胞に結合する能力を 、Janmeyら、−Phosphoinositide Micelles  and Po1yph。
sphoinositide−containing Vesicles Di ssociate Endogenous Ge1solin−actin C omplexes and ProIIlote Actin As5e+ab lyFrom the Fast−growing End or Actin  Filaments Blocked by Ge1solin−、J、 B iol、 CheIll、、 2−62. pp、12228−36 (198 7)に記載されているのと同様の凝集アッセイ法を用いてアッセイした。このア ッセイにおいて、用いられるタンパク質の量はCD4−ゲルゾリン融合ポリペプ チドの分子量を考慮して適切に調整する。Mg0は、純粋なポリホスホイノシチ ドのミセルを凝集して、より大きな小胞にし、溶液の懸濁度を増す。しかし、ゲ ルゾリンは、この凝集を阻害する。CD4(375)−ゲルゾリンは、このアッ セイではGELIペプチドの様に挙動することがわかった。組換え5CD4のみ では、このアッセイでは活性を示さなかった。
ゲルゾリンペプチドの断片とスペーサーとの連結領域は天然ではないので、機能 を最適に用いるにはスペーサー領域の組成あるいは長さを変える必要がある。こ のことには、アミン末端あるいはカルボキシ末端のいずれかに他の配列を付加し て、ゲルゾリンペプチド断片を再合成することが含まれる。
カップリングの化学は影響されない。あるいは、結合配列から選択されたアミノ 酸を、P IF5に対する融合ポリペプチドの親和性を変えるために、変えるの には都合がよい。
実施例■ チオール を してのCD4加4の ′チオール基を介しての、CD 4ポリペプチドとゲルゾリン部分との架橋結合の 3つの方法を本明細書に記載 する。これらには、CD4タンパク質が、システィン、遊離のチオール、あるい はチオール反応基を含有するような改変を包含する。
1、CD4への チオールの 最初に、システィン、シスタミンあるいはグルタチオンのようなチオール含有ア ミンを用いて、CD4へチオール基を導入し得る。アルデヒドはCD4へ導入し 、次に、アルデヒド−アミン結合を形成する(実施例■を参照)。一旦、チオー ル含有CD4が生じると、選択的にゲルゾリン部分に架橋し得る。
過ヨウ素酸酸化CD4(375) (0,5mg/ml)を50mM MES、  pH6゜5.5IIIMナトリウムシアノボロハイドライド中、23℃で一夜 、20IIIMのシスタミン、酸化システィンあるいは酸化グルタチオンのいず れかとインキュベートして、CD4(システィン)、CD4(シスタミン)、お よびCD4 (グルタチオン)を作製した。
サンプルを40mM DDTで、23℃で40分間処理した。次に、保存バッフ ァー(10mM酢酸ナトリウム、pH5,0,100mM NaC1)に対して 透析した。エルマン試薬を用いて改変の程度をモニターした。要するに、サンプ ルを、100mM リン酸ナトリウムpH8,0,0,5oM DTNBの10 0μ+に加えて希釈し、5分後に410nmでの吸光度を測定した。グルタチオ ンの減少に伴う標準曲線によってサンプルを計算した。シスタミン処理およびグ ルタチオン処理の両者は、CD4当り3から5基であった。引き続いての研究の ために、調製物をcENr+ucoN−14−過ユニット(Aa+ic。
n、 Danvers、 Massachusetts)を用いて、5mg/l lに濃縮した。
これらの分子を、BMW、 あるいは。−またはp−フェニレンジマレイミドの ような、2つのチオール反応基を有する同種2官能基架橋剤を用いて、チオール 基を介してゲルゾリン部分に結合し得る。この方法は、架橋させると考える。な ぜならば、これらの試薬でCD4 (シスタミ)を処理するとCD4の2量体お よび高分子量複合体が形成されるからである。はぼ化学量論的な量の架橋剤を用 いて、50%を越えるCD4の架橋をなし得る。
同様の方法が、システィン含有のゲルゾリン部分に用いられる。そこでは、シマ レイミド剤が架橋複合体を得るために用ド結合を介して架橋され得る。
(以下余白) 20.、的“然・ 人による CD4への システィンの 人 。
第二に、遺伝子工学的手法を用いて、遊離のシスティンをCD4の一次配列に導 入し得る。ゲルプリン部分への架橋は、本実施例の1項での方法を用いて行われ る。我々は、本明細書に、C末端にンステイン残基を含むように操作された、2 つのCD4の先端切断型の構築および単離について記述する。
a、DC219の およびCD4111C3の発CD4(111Cys)を調製 するために、我々は、発現プラスミドpDC219を構築した(図9参照)。λ PLプロモーターがCD4(ill)の発現を制御するプラスミドである、P2 18−8から出発した。
このプラスミドは、PCT特許出願WO3910194のp、 77/93、図 28に記載されている。p2111−BのDNA配列は、図1o <SEQ I D NO+11)に示す。我々は、9218−8の第一のサンプルをPstlお よびB IIIで消化し、そして3645bpのフラグメントを単離した。
上 次に、り218−8の第二のサンプルをT’stlおよびEcoRIで消化し、 269bpのフラグメントを単離した。p218−8の第三のサンプル;よ、E coRIおよびb上MIで消化し、395bpのフラグメントを単離した。
これらの消化した産物をアガロースゲル上で電気泳動することによって、フラグ メントを単離し、関係のある1<ンドを切り出し、電気的にDNAフラグメント を溶出した。この電気溶出したDNAフラグメントをエタノールで沈澱させ、混 合物を遠心分離にかけ、DNAフラグメントを沈澱させた。次にこのフラグメン トをlon+M Tris−HCl、pH8,0,1a+M NazEDTA中 で再懸濁させた。
オリゴヌクレオチドT4AID−133(SEQ ID NO:5)およびT4 AID−134(SEQ ID NO:6) (図5)を、バクテリオファージ T4のポリヌクレオチドキナーゼを用いてリン酸化した。これらのオリゴヌクレ オチドは、BJLLI+認識配列を有する。次に精製したDNAフラグメントと このオリゴヌクレオチドとをライゲーションした。
この反応混合物を用いて、E、coli DHIを形質転換した。30℃、12 .5μg / m 1のテトラサイクリン中で生育したコロニーを選択し、そし て正しい配列であるかどうかを11■で消化することによって分析した。この付 加的なLgI11部位を有するプラスミドDNAをDNA配列分析に供した。こ のようにしてpDc219を得た。
CD4 (11LCys )を調製するために、Al19細胞をpDcZ19で 形質転換し、10リツタースケールで発酵培養した。(発現レベル13%を達成 した。)細胞ペレットを凍結させて、保存した。
CD4(111cys)を単離するために、50gの凍結した全細胞を溶かし、 20mM Tris pH7,5,1a+M EDTA、 0.4μg/mlリ ゾチーム中で懸濁し、そしてPo1ytron (Brinka+an 1ns trua+ents、 Westbury、 N、Y、)とともに混合した。細 胞のスラリーを室温で1時間攪拌し、次にあらかじめ冷却しておいたManto n Gaulinフレンチプレス(550セツテイング)を3回パッシングさせ た。
溶解物をそれぞれのバ・1シングの合間に氷上で冷やした。粒子を5A600ロ ーターで15分、10.0OOrp+11で沈澱させ、この沈澱物を、20mM  Tris pH9,o中b4で希釈し、洗浄して、そして前記と同様に沈澱さ せた。 (ここで述べる全ての割合は、バッファーの容積に対する全細胞の重量 である。)次にこの沈澱物を0.5M NaC1を含む20mM Tris p H9,0中1=4で希釈し洗浄して、Po1ytronで再懸濁し、前述の条件 を用いて、沈澱を遠心分離させた。この最終沈澱物を、抽出用バッファー(7M 尿素、20mM Tris9.0.10mMβ−メルカプトエタノール)中1: 4の希釈で抽出し、15分間室温で攪拌した。抽出後の残骸を、5A6GOロー ターを用いて、15.0OOGで30分間の遠心分離によって除去した。
清澄な上清を新鮮な抽出用バッファーで、1:4の割合で希釈し、そしてあらか じめ抽出用バッファーで平衡化しておいたFast Sカチオン交換カラム(フ ァルマシア)中を、全細胞L glに対し4++1の樹脂の割合で通過させた。
さらにカラムを抽出用バッファーでよく洗浄し、次に、カラムの172容積のそ れぞれ0.05M、 0.075M、 0.1M50.15Mおよび0.2M  NaC1を含有する抽出用バッファーの段階的塩濃度によって、タンパク質を溶 出した。 CD4(111Cys)は、ルーチンの手順では、0.15M Na C1の段階で溶出される。
CD4(111cys)のピークをプールし、そして2110nmでO,D、0 .5の吸光度になるように希釈した。次にこのサンプルを、外液を3M尿素、2 0wM Tris pH7,5にし、1:1000の体積比で、−晩透析した。
外液は1回交換した。この透析物を、20+mM Tris pH7゜5中の1 M尿素に希釈し、そして0.45μの滅菌フィルターユニットで濾過した。1時 間4°Cで振とうさせしながら、このCD4を濾液から6C6−セファロースに 結合させた。6C6は、Biogenで作成したモノクローナル抗体であり、C D4を認識し、CD4がgp12oに結合するのを阻害する。あるいは、Bec ton−Dickinson、 Mour+tain Vievt、Ca1if orniaから市販されている抗Leu−3aモノクローナルを泪い得る。次に このスラリーをカラムの中に注ぎ、0.5カラム容積の5011IIM Tri s pH?、5.0.5M NaC1で2回洗浄しく洗浄2)、そして0.5カ ラム容積の洗浄1のバ、、ファーで2回洗浄した(洗浄3)。CD4 (111 Cys)を、一連の50mMグリシン、 pH3,0,250mM NaC1を 0.1カラム容積加えることによって、樹脂から溶出した。溶出した液を2M  Tris pH9,oを加えて50+aMにすることによって、中和した。
その結果生じた、親和性によって精製したタンパク質は、90%がCD4(ll lcys)のモノマーであって、多量体のバンドのコンタミを含む。還元条件下 で行うと、これらの付加的なバンドは、単量体になり、これらがジスルフィド型 のタンパク質であることが判った。1gm湿重量の細胞から0.5+*gと0. 75+*gとの間の量のCD4 (111Cys)を回収した。gp120結合 活性をアッセイし、全長のCD4に見られる特異的活性の約半分であることが判 った。
操作して導入したシスティンの、マレイン酸イミドによる修飾に対する感受性を 試験するために、マレイン酸イミドブチリルビオシチン(MBB>を用いて、ビ オチン化実験を行った。
ビオチンを追跡するアビジン結合HRPを用いて、ウエスタンブロット法でビオ チン標識をモニターした。新鮮な試料を分析した場合には、CD4 (I LI Cys)の特異的ビオチン標識が観察された。しかし、標識の効率は、試料が古 くなるために、時間が経つにつれ減少していった。
b、λP 80csの およびCD4180C3のCD4 (tgocys)を 調製するために、発現プラスミドλPL180cySを構築した。このプラスミ ドでは、λPLプロモーターがCD4(180cys)をコードするDNA配列 の発現を制御しているく図11参照)。
まず、CD4(375)を発現する動物細胞発現ベクターである、プラスミドp BG391から始めた。 (このプラスミドのDNA配列は、図12 (SEQ  ID NO:12)に示しである)。pBG391を江ulで切断した。鈴ユ 1は、CD4遺伝子のアミノ酸182位に対するコドンを切断する。オリゴヌク レオチドT4AID−137(SEQ IDN0ニア)およびT4AID−13 8(SEQ ID Nova) (図5)をリン酸化し、そして5tulで切断 したpBG391にライゲーションして挿入し、pBG398C2を作成した。
pBG398C2は、811部位と丁4AID−137とのつなぎめに生じる石 旧部位の存在によって確認した。
次に、pBG398C2を匡IおよびしLLIIで切断し、そして490bpの フラグメントを単離した。pEX46をSac IおよびBan旧で切断し、そ して大きい方のフラグメントを単離した。 (pEX46のDNA配列は、図1 3 (SEQ ID No・13)に示しである)。次に、この2つのフラグメ ントをライゲーションし、プラスミドλPL180cysを作成した。
10!Id−発酵培養では、CD4 (180CyS)は、全細胞のタンパク質 の約5%の発現量であった。
発酵培養した細胞を、Igmの湿重量の細胞当り、8g+1の20mMTris −HCI、ld NazEDTA、 pH7A中で懸濁し、フレンチブL/スを 2回通して破砕し、そしてIgmの湿重量の細胞当り20重1の、1Mグアニジ ン−HCl、1M尿素、15mM酢酸ナトリウム、pH5で2回洗浄し、ついで 、20mM Tris−HCISlmM Na2EDTA、 pH7,7で2回 洗浄した。洗浄した沈澱物を、Igmの湿重量細胞当り、25m1の6Mグアニ ジン−〇〇I、 20mM Tris−HCI、10i+M DTT、 pH7 ,7で、−晩室温にて抽出した。この懸濁液を5S−340−ターで、20゜0 00rpa+にて45分間遠心分離した。上清を冷Tris−HCI 20mM 、pH7、7に1=60の割合で希釈し、そして最終濃度がO,Smg/mlに なるようにBSAを加えた。
マイクログラム単位の量のタンパク質を作るため、この希釈した抽出物を、PM I nメンブレン(Amicon)を用いた限外濾過によって濃縮し、ついで6 C6−セファロース4B上でアフィニティーにより精製した。あるいは、CD4 (180CyS)は、以下のように調製され得る。上記のようにして得られた希 釈した抽出物のpHを塩酸で7.0に下げ、そして1%vol/volの割合で 、20+++MTris−BCI、pH7,0で平衡化したFast Sカラム にかけた。結合したタンパク質をカラムの5倍容量の平衡化バッファーで洗浄し 、そして0.2MのNaC1を含む同じバッファーで溶出させた。溶出したプー ルを等量の20mM Tris−HCI、pH7,7で希釈し、そして6C6− セファロース4Bカラムにかけた。結合したタンパク質を洗浄し、50mMグリ シン、250mM NaC1,pH3,0で、アフィニティーカラムから溶出し た。溶出画分を1715容量の0.5MHEPES pH7,5で中和し、A2 8.のプロフィールにしたがってプールし、4℃で保存した。
この実施例の1項でのべた化学物質を用いて、CD4 (1flCys)あるい はCD4 (180cys)を、チオールを含むゲルゾリン部分に結合させ得る 。
3、ヘテロ2− 性の架 剤 第3の方法によると、CD4はまたへテロ2官能性の架橋剤を用いて、システィ ンを含むゲルゾリン部分と架橋し得る。このような架橋剤には、スクシンイミジ ル4−(N−マレイミドメチル)シクロへ牛サンー1−カルボ亭シレート(SM CC)、国−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル( MBS)、あるいはN−スクシンイミジル3−(2−ピリジルジチオール)プロ プリオネート(proprionate) (SPDP)力(含まれる。
これらの架橋剤のスクシンイミジルのアームは、CD4の一級アミンに結合する 。SMCCおよびMBSの反応性のチオール(マレイン酸イミド)および5PD Pの活性化されたチオールは、ゲルゾリン部分のシスティン由来のチオールと反 応し、共有結合を形成する。
SMCCおよびMBSとの反応を行うために、架橋剤をCD4とともに0.5時 間p[I6.o、23℃でインキュベートする。次に結合していない架橋剤を脱 塩用のカラムで除去した。5PDPは、Pharmacia Co、のユーザー マニュアルに記載されているように用いられる。次に遊離の末端のシスティンを 有するゲルゾリン部分が加えられる。混合物を23°Cで3時間インキュベート し、共有結合を作成する。反応していないゲルゾリン部分は、脱塩用のカラムで 除去する。
修飾の程度および特異性は、実施例11に記載のように分析され得る。CD4の リジン含有量は高く、従って、リシンとの反応は、あまり特異的には行われない 。しかし、加える架橋剤の量を制限することにより、特に反応性のある1つある いは少数のりシンへ架橋することが可能で有り得る。
あるいは、ヘテロ2官能性の架橋剤の反応性のチオール基を、CD4に導入され たチオール基に結合させ、そして次にスクシンイミジルアームを、ゲルゾリン部 分のアミンに結合させ得る。
11匹ニー ゲルゾリン融合 CD4ゲルゾリン融合ポリペプチドが、gp120に対する親和性を保持し、そ して、ゲルゾリン部分を介してPIP2小胞と結合することが判った。このこと によって、我々が多量体ゲルゾリン融合構築物を作成するために考えた化学理論 が正しいことが判る。次の段階として、我々は多量体のCD4(375)−ゲル ゾリン融合構築物を作成し、そして試験した。
CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドを含む多量体ゲルゾリン融合構築物は、融 合ポリペプチドをPIF2小鉋に結合することを含む方法を用いて作成した。
PIF2小胞は、次のように作成した。PIP2は、凍結乾燥した固体として得 られ得る(Sigma Chemical Co、、 St、 Louis、  Missouri)。この乾燥した試料に水を加えて、ll1g/+alから3 a+g/mlの濃度にし、この混合物を30秒と2分との間にかけて、Heat  Systems中で最大の強度で、視覚的に透明の溶液が作られるまで超音波 処理した。このシステムはUltrasonics、 Inc、(Farmin gdale、 New York)f185’E’装置あるいはそれに等しい働 きをするものである。これらの試料を4°Cに保ち1週間以内に使用するか、あ るいは将来使用するために、凍結保存した。
保存のために試料を等量ずつに分け、液体窒素中で凍結させ、使用するまで一7 0°Cで保存した。使用の前に、試料を暖かい水流下ですばやく溶かし、そして 水浴超音波処理器中で30分間室温で超音波処理した。
次に、タンパク質に対する脂質の割合を5モルから10モル過剰にし、CD4− ゲルゾリン融合ポリペプチドを脂質に加えた。この混合物を5分間室温でインキ ュベートした。
我々は、多量体のCD4(375>ゲルゾリン融合構築物のgp120への結合 能をELISA型アッセイで、試験した。すなわち、プレートを[p12Gでコ ートし、融合構築物を加え、そして、抗CD4をレポーター抗体として用いて結 合の試験を行った。多量体のCD4(375)−ゲルゾリン融合構築物のgll 1120への結合は見られなかった。
融合構築物の生物学的活性も、係属中の米国出願第071583.022号(こ こで参考として援用されている)に記載したのと同様のウィルス複製アッセイに よって、試験した。すなわち、この融合構築物を旧Vとともにインキュベートし 、T細胞株の細胞を加え、そして感染の発生率を測定した。多量体のCD4 ( 375)−ゲルゾリン融合構築物は、このアッセイで感染を阻害しなかった。
結果として、このrsCD4は、PIP2小胞にそれ自体が結合し、結合の間は gp120への結合能は不活性化されることを見いだした。組換え5CD4は、 正電荷のポケットを有しており、このため、中性のpHで、カチオン交換マトリ ックスに高い結合活性で結合する。我々は、PIP2小胞がカチオン交換マトリ ックスと同様に高い負の電荷を有しているため、rsCD4のPIP2小胞への 結合は、そのイオン特性によっていると考える。
従って、PIP2小胞に結合しなくなるようにCD4部分の電荷を変えることに よって、gp120に結合する多量体のCD4−ゲルゾリン融合構築物を作成し 得る。rsCD4の始めの113個のアミノ酸は、gpL20結合ドメインを含 み、16個の塩基性アミノ酸残基を含む。このうち13個がりシン残基であり、 そして3個がアルギニン残基である。部位特異的突然変異導入法を用いて、これ らのうちの1個あるいはそれ以上を、塩基性ではあるが極性はより少ないアミノ 酸である、ヒスチジン、あるいは中性のアミノ酸に変え得る。これらの改変型C D4のなかから、gl)120に結合するがPIP2小胞には結合しない分子を 選択し得る。
我々は、これらの改変型CD4が、gp120結合能を有する多量体のCD4− ゲルゾリン融合構築物を作成するのに有用であると考えている。
gl)120には結合しないが、多量体のCD4(181)−ゲルゾリン融合構 築物には、他の用途がある。例えば、抗CD4抗体を誘導するための抗原として 有用である。診断用のアッセイでは、試料中の抗CD4の存在を検出するのに有 用である。HIVに感染した患者のある程度(A percentage ’o f)が抗CD4抗体を有している。
中性のpHで正の電荷があること、および高い塩濃度があることは、タンパク質 では、あまりない。従って、本発明の多量体ゲルゾリン融合構築物を作成するの に用いられる場合、CD4以外の多くのタンパク質が不活性化を示すとは考えて いない。しかし、潜在的官能性部分のイオンの性質および脂質結合性は、これら を用いて作成される多量体ゲルゾリン融合構築物の最終的な生物学的活性および 性質を予想する際に考慮するべき要因である。
本発明の微生物および組換えDNA分子は、In Vitr。
International、 Inc、 culture collecti on、 in Linthicua+。
Maryland、 USAに1990年5月4日に寄託され、以下のように番 号付されている培養物によって例証される。
pCD4−ゲルシリア 1Vト10253p170.2 1VI−10252 これまで本発明の実施態様を多数記載してきたが、我々の基本的な実施態様を改 変して本発明の方法および組成物を用いた他の実施態様を提供し得ることは、明 かである。従って、本発明の範囲が、前述の明細書中および添付の請求の範囲に よって定義される、全ての他の実施態様および改変型を含むことが理解される。
そして本発明は、本明細書に実施例として提供されている特定の実施態様に制限 されない。
(以下余白) 配列表 (1)全般的なインフォメーション (i) 出願人: PEPINSKY、 R,BLAKEROSA、 MARG ARET D。
5TOSSEL、 THOMAS P (i i>発明の名称:多量体ゲルプリン融合構築物(i i i)配列の数: 14 (iv)通信の住所: (A)受信人: FISFl & NBA’/E(B ) 5TREET: 8 75 Th1rd Avenue(C) CITY: New York(D)  5TATE: New York(E ) C0UNTRY: United  5tates of A+erica(、F ) ZIP:10022 (v) コンピューター判読の璽 (A)媒体の型:フロッピーディスク (B)コンピューター:IBMPC両立式%式% (v i)関連出願データ: (A)出願番号: (B)出願口: (C)識別: (vii)優先出願データ (A)出願番号: tls O,71520,368(B)出願口: 1990 年3月4日 (v i i i ) ATTORNEY/AGENT インフォメーション( A)名前: I(aley Jr、、 James F。
(B)登録番号:27,794 (C)レファレンス/許可証番号: B144CrP(Lx)テレコミニニケー シ目ンインフオメーシ1ン(A)電話: (212)715−0600(B)テ レファックス: (212)−715−0634(C)テレックス: 14−8 367 (xl)配列ノ本別SEQ ID NO+1人CAGCCTCTG へCτ:C 入τCACe入^G^TGGACτへCCCC入^GCへG入Cτcxccτ  CTCCC;τCCττ@ユ140 CC’TCAGGGCG GTCAGACCCCACTGTTCAAG (JC ,τC,−CA Ail;AACTにGCOGC−ACCC`GAC1200 0八GACAG八丁G GCC?GGGC?T CTCc′TACC′:’:  TCCACCC1%?A =ccccAAcc= CXaAfCGGCTG 1 260 ee−、、CGACCeccc(ACCI:’r GCACACCTCCACT GCCATCII; CCGCCCAGCA CGCCX丁fG入Y lコ2゜ G入AGTC;TG 25811 (ν人下色色) (xi)配列の識別:SEQ ID NO:2こ八GCTCCAGA kkkk TTTGACCTOTGAGGTG TGGGGACCCA CCTCCCCT AJ GC1’CATGCsG 1020 ^GCTTG入A^CTGGkGk)+Ckk GGAGG口入入λG GTC 丁CG入AC−CGGGkGAAGGCGOTにTGGGTf 1080 C?G入ACCCTG A(4COGCGAT C%1.CACTG? CTC C?CACTG AC?CCCCACA GOTCCTGCsG 1140 G入^TCC入^CA TC入入CC)TCτ GCCC八C入へGG TCG ACCCCCG TGC八aへe入八τへccccc’rc■tフ )200 GTGCTGGGGG にCCTC(、ecc;tl; CC?CCTCC?”  ?TCAmGGGCTACCCA?C?T C?’TCTbTGTC1260 AcciGceccc Ac口GkkGGCG CO入kGcJhG^に CG QkTGTCTCAG八へCλ^G^G λC〒cecc^fτ 工320 GAGAAにAAGA ccTcecActc CCe?CACCGC:デ7C AGAAGA CATC:T^GCC’ CAτT?G^ H3フフ (し・X千余白ン (x f)配列の識別:SEQ ID NO:3:八GATCTACGG GG GCGTGGCA TC八へG八へ丁CA AGCACGτ 37(1ス゛陳幻 (xi)配列の識別:SEQ ID NO:4:GkkTτCττAG GCJ *CGG八CCA へACGCCG 27(工大下#色) (xl)配列の識別:SEQ ID NO:5:GGGGTGTTGA TAG TAAGATC?7にCA 25〔工・人千湧bb) (xi)配列の識別:SEQ ID NO:6:入G入τCフτ入Cフ 入TC AAに入 17(xi)配列の識別:SEQ ID NOニア・入TCCCTG TCCGT八へAAGC?T ATCGA? 26(2’) SEQ ID N O:8のインフォメーション:(D)トポロジー:直鎖状 (xi)配列の識別:SEQ ID NO:8:(xi)配列の識別:SEQ  ID NO:9:GGAGG入CCAG 入入AGAAGAAG TTCAGC τccτ GGTτフτCGGA TτG八Cへ 46(工大王#知) (xl)配列の識別+SEQ ID NO+IO+(xi)配列の識別SEQ  ID NCIIICGGCC?口入TOAGCCC−+Sa−7CGGCGTG GG TXTGGTCGC)+ GGCCCC;7GG C0(rcGGcAメ f: ユo20 C77GC’GCCC口 ATCTCI:T’TCCACGCkCOλ’:”:  C−−−GCCGCCGCCGTCごTCA ACCCCFτCAA 108 0 QC?^e=AeTc GGCTGC??CC?AATGCACGA G7CG eX:i−j+c CCAGAGCC?CGTCCoATGbC!140 Cτ)CλC,A(、:Cτ丁C入ACC:kG TC)+GCTCC:: C CCC?GCC:CCGGGGCATGA C?X?CGTbCCユ200 CGCAC?’:入=hcフCτ−−−CT −−XTCA7GCA ACTC G?AGCA CAGCTGCCGG CAGCCCTCTf −260 eC丁:λττフフ: GGcckGG^CCGC=τ丁CGCTCにAGCC CjACCATCJLTCGGCe TC丁CG;τテGCPコ2゜ 入^CCCGC;7kk GkCACGA C−−ATCGCCAC?G GC AGCAGCCk C7CC;?AACAG GA?TAGbAGA 2760 GCGλQ8″:λTCフ入GGCGG丁Cご :λCACAC,−C:ic入 ^c−、::−、GQCC’:)J(CTλ CGGC?AbAC? 2ε2゜ AG入λ114λC^C)λ−−−CCTA? C’:GCGC”’、C:G  CTCAACeCAG −、:ACC?’:CCG 入入入■OGAll;??  2+180 0CTkGσTCTτ G入’!’C(gc^^ ^α入入1uCCAC: G CTWTACQli C?GCrフフフフ 〒C???CC`AC2940 GこλTO入入人体c 入7)人体λ?CC? T入?入^CGCCCCAT’ rGC?’rAC人体入^^:τC’:C人体AC;?TkfcCコ480 Tに?TCTCACCτ人体QC?τAGA ACC??TACC% 入ACC ?CATCCccAにA(:ATeCCT入入GCAC)J{ 3660 Cニ入入入入入λace^GTG入7丁口τ GC入τ丁Cフ′GG: =cx cc77Cx A(、C?入^77C; 0TaxcccCOc 3720 こ入ACA(JCTI’ C入^GCC入kGc ???cC’rcxCCc入 入t:、、入x7 TCTCC:::ACC::(−kGO汲fG 37B。
CTC’:TGAGCCAGG?GA−−−CTOごλTkGCCA GAC? rGGGGG TG入入GAG−、−AC−−−二人AGA@3B40 81C?入入−−AG c=A=xcccs: (:ACCTC−−−−?AC AAeCAC? 入A)+CCC)+C)%G ?AC:二l入TCA 390 0 AACAA丁CCCCC口rcc入へ入λ λλτ入入人体フC入 τ入T人体 入入^入C入τへ〇為Gλτ入λ C二人70700; 4P40 丁CATAAATTA TCToTOGCGCTG?7GACATA AATA CCAC?Ccccc’rcx=xc TGAGCkCkTb4200 AGC^CGACCC^C丁GACごACC八:G入入GC;?CA CGCT C?T入入)+ 人体−人A(、C::? CAA()v%fGGc 4260 ^G1ft7T0λ入λ CCAG入^GC’::T 、TGGC−CTG丁c  7CA:ACCAAA CGλAGC入7τ 4309(以千傘台〕 (xi)E列の識別SEQ ID NO:12Act入λ?TCC: CC入入 CCAACk 入AGcAcc;フ: CCCACTGGGC”:CCニアGC 7TGCAGXにCTC(FAA 1080 CTC::CACACAGAτACGCSτ G??TGAG;J+G CAG CGGCC;J、G六入ACACGCA AGCCCAGAfG ユニ40 C二ごτ0ごCA:τ フロτGTGOCC? CAGC?CCC?A c=c c:τcxcs CC:CニアGCCTCCC”−、CGGb)AG :200 GCCAC入入フG入 ACCCGGにAC;T CCC,−フτAGG CA :?+、CC,−C?CGTGCTGCA AC?(−CCbC’?: :26 0 1:′TCCCAGCACCCAC?CAGGG AAAにAAACTOCTC CTGGC(J AAAAAGGC−−A τACACTOnAh 1320 ^GTGGCJCC: GGACATCCACTC;TC?N;CkG 入AC CM;AJICA ACCTeGAC−−C人体入入TAC`C1800 c?eccc−−、c kAGct、入kkAc AGC入kAG−aG C) 、TCACA入八G へGfiJ*C−、GO7GCTl:`TeAにA 21 6O A?G′:?CAC?″″TCAAA=−nC−υりGOCkG GCAkJ% にCi?C? CGAAeα×tA のGOO:CQCTo@2280 070λτフ7G^G ATCフ?”C70入 ^CC入^QC?τACτ”r cT(、CT G丁GACX丁AA丁 デGCACAAJl撃秩@2460 AC?八〇八GAC1%7):人体^GC? C?入AGCフ入人体 T入τ人 体入入77: 7:入xc’rc丁入7 λ入丁GTGτフl体 252〇 八CTA″0^ττ Cτ入^?:077丁 (TCτλ丁7τmA G入=c c入^CC丁λ’r’cc入へCTG 入TC人体g入 2T80 GCJGTC,;TGG 入^τGCC−−−A ATGAGGAAAA CC ?C;−−−aGCTCAGAAG入入k TG人体人TCHAG 2640 T0λTC;IIITG入G GCTACTGCTG ACTCτ0λACA  、−ご:ACTC:: CCAAAAAkG入 kGAGA`AGGT 270 0 λC入入G八CCc: 入^eGACτ:TCC?TCAG六λ−−GC’rA AG−−、−−−GAG−、CATG C’TCTG−−−`(: 2760 丁83丁八G入へC?CττGC?TOCT 〕τGごτ入7::入 C^0ニ ^0人入AG G人体入入^GCTG CAC?GC?X:` 2820 7八^(JTACCTCTフフiニアニア丁入 ロアS;Ac^ロへCC二人τ 入CλC丁C丁cTGc)入τフ入 ^τ入^;τλTCCQ940 CCTCeCC?C? C:フCフ?C二GA CCC7GCCGC7?ACC CCA−,A: C70−、eCC;:S: −、−−CCb−、C4500 GGcyctx’rc GCGσ7τフστCAA1’0CTCACCC%1A GG丁AT CTCM;?τccc tc丁AGCTr 4T60 人^cxcxxフ 人体τへCCCCCCC為C^τへG口^G 入^σ77フ 入入入^ CτCCフCλ丁ロ入 τフG心人体入^CO5V60 770τ↑ccccc cc入八へ^CTστ C入へG入入TCττ へCC GC丁G?TG へG^丁C口入Gフτ ec八へGτ入^bC5820 CAC70C″″GCX C0C入^CTCAT C7丁CAGCATCTTT ?AC?−ac hCCkGCC−−−CTGQC;TGAfC5g80 AAAAA CAcPO−^AC,α七人夛1’:CCCGCλリリJ講GGF −)w−7kAGCCCCACACGGA ANTCTTIhI;AX? 59 40 為C’TCλTAC””+C?TCC−−−:”TC)J−’:A?’:ITT Ca kAGcA7−、:g7 CAGGC−、−、A−−P1;?C?CA7 CAG 6000 CccATACAτ入 τ−−入入ATC’Jy −−−AG入入AAA ?A AA:患TA CGGに”:TCCGCCCACA:フTCF 6060 CCC入A入^CTCCCAC口τGACG τS:入^G入入人体 C声ττ ^フ:入τC^TG八Cへτ丁八入へC口:入τ人体入入入@6二20 τ入01S口Cτ入丁; 入C1l:入cccc:フ τ丁CGTσ7icAA (ス″F示Ia) (xl)配列の2別SEQ ID NO:+3(xil 5EQOENCE D !5CRXFTION: 5ΣQ XD NO:13+GACkGCGGCG  ^CGCCC:Gc? GGkGCGCA^CτへTCCCACτCCCGCe C入G)’j CCTC口C(JAb1olil。
01;CGGCGkCG TCAGC?TCAG CACCCGCGGCACO C7sG入ACτ GGkCGGTGGk GCGGCTGbTCL140 GCGATC?GGCGC%T?TCTA TkTCGCCGGCaxrccc cccc TGGCC丁xccc C)ACCCCCAG P320 ^丁cccccacλ TGCzCGGCCGA CGCGCTGGGCTAC C;TCMGCTccccT′rccc cxccccxcモメ@2B80 teG入入入GCcT TCCCCAτテ入TG入丁TC?入入?CGC’T” rccXにCG GCλT2人τ GCCCGCATTG Q940 CAGAGT’TCT’r GkAGTGGTGG CCTAACTACCGC TACACT)IG AAG−GACAGTA 7TTGG嘯`TC’T 42 60 GCGCTCTGC’: GλλCCCAにaa ACご7TCCGA−A A AAGAG?TCG TAGCTC7TにA TCCGCC渠■`Cへ 432 0 人AACCkCCGCTCGTACC(、GT (i(、、−、−”TG 、、 TGCAAGCA GCM;ATT八Cへ C1:CAG入■l体A 4380 人八GGへTCτCA AGAAGATCC? TTGATCT?T? C?A CGGGG?CTGkCGCTCkG TGGkACG入k` 入入 4440 ACTCACC]τ入 AGLにATT7TG CTCATCAGAT TAT CAAAAACGATCTTCACCTAGATCC−−=@4500 TCAGATC?CCCGATCττ丁^G cTcTCTTCC;T 丁↑G eC(:AAAG cGC^τ丁GCA丁 JuTC?ττb入G 4560 (k’に″F竹白) (xi)配列の識別SEQ ID NO:14(ν奸#、b) N FI6.4 ロ ロ ロ ロ。 0ロ ロロ ヘ(:) CI)C1マロ 。ロ ψへψN −マ −ψ NaO門−門 − Hθ8 bσ〃 要約書 本発明は、多量体およびヘテロ多量体ゲルゾリン融合構築物、それらを含む組成 物、およびそれらを用いる方法に関する。より詳細には、本発明は、少なくとも 2つのゲルゾリン融合ポリペプチドがポリホスホイノシチドを含む小胞に結合し ている、多量体ゲルゾリン融合構築物に関する。更に本発明は、機能性部分に結 合したゲルゾリン部分を含む、ゲルゾリン融合ポリペプチド、特にゲルプリン部 分に結合したヒトCD4タンパク質のアミノ酸配列を含む、CD4−ゲルゾリン 融合ポリペプチドに関する。
国際調査報告  0f 2 All)IEX M3 P(=「^Q+Icm+’+t’fGuld*−シalI#z−ar−1eII −1.B144CIP

Claims (54)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ゲルゾリン融合ポリペプチドをコードするDNA配列を含む組換えDNA分 子であって、ポリペプチド部分をコードする第一のDNA配列およびゲルゾリン 部分を含む第二のDNA配列を含む、組換えDNA分子。
  2. 2.前記ゲルゾリン部分が、ヒト血漿ゲルゾリン由来である、請求項1に記載の 組換えDNA分子。
  3. 3.前記ゲルゾリン部分が、図1(SEQ ID NO:1)の+1位から+1 69位までのアミノ酸を含む、請求項2に記載の組換えDNA分子。
  4. 4.前記ゲルゾリン部分が、図1(SEQ ID NO:1)の+150位から +169位までのアミノ酸を含む、請求項3に記載の組換えDNA分子。
  5. 5.請求項1に記載の組換えDNA分子であって、前記ポリペプチド部分が、ウ イルスのレセプター、細胞のレセプター、細胞のリガンド、細菌の免疫原、寄生 虫の免疫原、ウイルスの免疫原、免疫グロブリンあるいは標的分子に結合するそ のフラグメント、酵素、酵素のインヒピター、酵素の基質、サイトカイン、成長 因子、コロニー刺激因子、ホルモンおよび毒素、でなる群から選択される、組換 えDNA分子。
  6. 6.前記ポリペプチド部分が、可溶性のCD4タンパク質である、請求項5に記 載の組換えDNA分子。
  7. 7.請求項6に記載の組換えDNA分子であって、前記可溶性のCD4タンパク 質が、CD4(111)、CD4(111Cys)、CD4(180cys)、 CD4(181)、CD4(183)、CD4(187)、CD4(345)、 およびCD4(375)、でなる群から選択される、組換えDNA分子。
  8. 8.pCD4−ゲルゾリンである、請求項7に記載の組換えDNA分子。
  9. 9.請求項5に記載の組換えDNA分子であって、前記ポリペプチド部分が、I CAM1、ELAM1、VCAM1、VCAM1b、LFA3、CDX、および VLA4、でなる群から選択される、細胞のレセプターあるいは細胞のリガンド である、組換えDNA分子。
  10. 10.前記ゲルゾリン融合ポリペプチドをコードするDNA配列が、発現制御配 列に作動可能に結合している、請求項1に記載の組換えDNA分子。
  11. 11.請求項10に記載の組み換えDNA分子であって、前記発現制御配列が、 SV40あるいはアデノウイルスの初期プロモーターおよび後期プロモーター、 lacシステム、trpシステム、TACあるいはTRCシステム、λファージ の主要オペレーター領域およびプロモーター領域、fdコートタンパク質の制御 領域、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ、あるいは他の解糖系の酵素、酸性ホス ファターゼのプロモーター、酵母のα接合因子のプロモーター、バキユロウイル スシステムの多角体プロモーターおよび原核細胞あるいは真核細胞あるいはその ウイルスの遺伝子の発現を制御することが知られているその他の配列、およびそ れらの様々な組み合せ、でなる群から選択される、組換えDNA分子。
  12. 12.脂質結合タンパク質融合ポリペプチドをコードするDNA配列を含む組換 えDNA分子であって、ポリペプチド部分をコードする第一のDNA配列および 脂質結合タンパク質部分をコードする第二のDNA配列を含む、組換えDNA分 子。
  13. 13.請求項12に記載の組換えDNA分子であって、前記脂質結合タンパク質 部分が、プロテインキナーゼC、リポコルテン、セベリン(severin)、 ピリン、フラグミン、プロフィリン、コフィン、Cap42(a)、gCap3 9、Cap2、ゲストリンおよびDNase I、でなる群から選択される、組 換えDNA分子。
  14. 14.請求項1あるいは12に記載の組換えDNA分子で形質転換した単細胞宿 主。
  15. 15.請求項14に記載の単細胞宿主であって、E.coli、Pseudom onas、Bacillus、Streptomyces、例えば酵母のような 真菌類、例えばCHOおよびマウス細胞のような動物細胞、例えばCOS−1、 COS−7、BSC1、BSC40、およびBHT10のようなアフリカミドリ ザルの細胞、昆虫の細胞、および組織培養中のヒト細胞および植物細胞でなる群 から選択される、単細胞宿主。
  16. 16.前記宿主が、COS−7細胞あるいはCHO細胞である、請求項15に記 載の単細胞宿主。
  17. 17.機能性の部分および脂質結合タンパク質部分を含む、脂質結合タンパク質 融合ポリペプチド。
  18. 18.前記脂質結合タンパク質が、ピリン、セベリン、フラグミン、プロフィリ ン、コフィン(cofin)、Cap42(a)、gCap39、Cap2およ びゲストリン、でなる群から選択される、請求項17に記載の脂質結合タンパク 質融合タンパク質。
  19. 19.前記脂質結合タンパク質が、タンパク質キナーゼC,リポコルテンおよび DNase I、でなる群から選択される、請求項17に記載の脂質結合タンパ ク質融合ポリペプチド。
  20. 20.機能性の部分およびゲルゾリン部分を含む、ゲルゾリン融合ポリペプチド 。
  21. 21.前記機能性の部分が、ポリペプチド部分である、請求項20に記載のゲル ゾリン融合ポリペプチド。
  22. 22.請求項20に記載のゲルゾリン融合ポリペプチドであって、 前記機能性の部分が、ウイルスのレセプター、細胞のレセプター、細胞のリガン ド、細菌の免疫原、寄生虫の免疫原、ウイルスの免疫原、免疫グロブリンあるい は標的分子に結合するそのフラグメント、酵素、酵素のインヒピター、酵素の基 質、サイトカイン、成長因子、コロニー刺激因子、ホルモンおよび毒素、でなる 群から選択される、ゲルゾリン融合ポリペプチド。
  23. 23.前記機能性の部分が、可溶性のCD4タンパク質である、請求項22に記 載のゲルゾリン融合ポリペプチド。
  24. 24.請求項23に記載のゲルゾリン融合ポリペプチドであって、前記可溶性の CD4タンパク質が、CD4(111)、CD4(111cys)CD4(18 0cys)CD4(181)、CD4(183)、CD4(187)、CD4( 345)、CD4(375)、CD4(シスタミン)、CD4(システイン)お よびCD4(グルタチオン)、でなる群から選択される、ゲルゾリン融合ポリペ プチド。
  25. 25.前記機能性の部分が、ICAM1,ELAM1,VCAM1、VCAM1 b、LFA3、CDXおよびVLA4、でなる群から選択される、細胞のレセプ ターあるいは細胞のリガンドである、請求項22に記載のゲルゾリン融合ポリペ プチド。
  26. 26.前記ポリペプチド部分のC末端が、前記ゲルゾリン部分のN末端に融合さ れている、請求項21に記載のゲルゾリン融合ポリペプチド。
  27. 27.前記ポリペプチド部分が、ゲルゾリン部分に化学的に結合している、請求 項21に記載のゲルゾリン融合ポリペプチド。
  28. 28.前記ポリペプチド部分が、アルデヒドーアミン結合を介して、前記ゲルゾ リン部分と化学的に結合している、請求項27に記載のゲルゾリン融合ポリペプ チド。
  29. 29.前記ポリペプチド部分が、チオール基を介して、前記ゲルゾリン部分と化 学的に結合している、請求項27に記載のゲルゾリン融合ポリペプチド。
  30. 30.前記ポリペプチド部分が、アミノ末端あるいはカルボキシ末端のシステイ ンを含む、請求項27に記載のゲルゾリン融合ポリペプチド。
  31. 31.前記機能性の部分が、毒素、抗レトロウイルス剤、酵素の基質、および酵 素のインヒピター、でなる群から選択される、請求項20に記載のゲルゾリン融 合ポリペプチド。
  32. 32.前記機能性の部分が、AZTである、請求項31に記載のゲルゾリン融合 ポリペプチド。
  33. 33.請求項20に記載のゲルゾリン融合ポリペプチドであって、酵素、放射性 核種、蛍光マーカー、および化学ルミネセンスマーカー、でなる群から選択され る、レポーターーグループを含む、ゲルゾリン融合ポリペプチド。
  34. 34.ゲルゾリン融合ポリペプチドおよびポリホスホイノシチドを含む小胞を含 むゲルゾリン融合構築物であって、多量体あるいはヘテロ多量体である、ゲルゾ リン融合構築物。
  35. 35.前記ポリホスホイノシチドがPIPあるいはPIP2である、請求項34 に記載のゲルゾリン融合構築物。
  36. 36.前記構築物が、CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドを含む、請求項35 に記載のゲルゾリン融合構築物。
  37. 37.前記CD4−ゲルゾリン融合ポリペプチドが、CD4(181)−ゲルゾ リン融合ポリペプチドである、請求項36に記載のゲルゾリン融合構築物。
  38. 38.請求項34に記載のゲルゾリン融合構築物であって、ELAM1−ゲルゾ リン融合ポリペプチド、VCAM1−ゲルゾリン融合ポリペプチド、VCAM1 b−ゲルゾリン融合ポリペプチド、ICAM1−ゲルゾリン融合ポリペプチド、 CDX−ゲルゾリン融合ポリペプチド、VLA4−ゲルゾリン融合ポリペプチド およびLFA3−ゲルゾリン融合ポリペプチド、でなる群から選択される、ゲル ゾリン融合構築物。
  39. 39.請求項34に記載のヘテロ多量体ゲルゾリン融合構築物であって、 ウイルスのレセプター、細胞のレセプター、および細胞のリガンド、でなる群か ら選択される第一の機能性の部分;および 毒素および抗レトロウイルス剤、でなる群から選択される第二の機能性の部分; を含む、ゲルゾリン融合構築物。
  40. 40.前記構築物が、認識分子およびレポーターグループを含む、請求項34に 記載のヘテロ多量体ゲルゾリン融合構築物。
  41. 41.前記構築物が、少なくとも2つの免疫原を含む、請求項34に記載のヘテ ロ多量体ゲルゾリン融合構築物。
  42. 42.前記構築物が、主にPIPあるいはPIP2からなる小胞を含む、請求項 34に記載のゲルゾリン融合構築物。
  43. 43.前記小胞が、PC、PE、およびPS、でなる群から選択される脂質を含 む、請求項34に記載のゲルゾリン融合構築物。
  44. 44.前記構築物が、混合した脂質の小胞を含む、請求項34に記載のゲルゾリ ン融合構薬物。
  45. 45.前記小胞が、界面活性剤を含む、請求項34に記載のゲルゾリン融合構築 物。
  46. 46.前記小胞が、生物活性を有する物質を含有する、請求項34に記載のゲル ゾリン融合構築物。
  47. 47.脂質結合タンパク質融合構築物であって、脂質結合タンパク質融合ポリペ プチドおよび該脂質結合タンパク質融合ポリペプチドに結合し得る脂質を含む小 胞を含み、多量体あるいはヘテロ多量体である、構築物。
  48. 48.請求項47に記載の脂質結合タンパク質融合構築物であって、前記脂質結 合タンパク質が、ピリン、セベリン、フラグミン、プロフィリン、コフィン、C ap42(a)、gCap39、Cap2、およびゲストリン、でなる群から選 択される、構築物。
  49. 49.前記脂質結合タンパク質が、プロテインキナーゼC,リポコルチンあるい はDNaseIである、請求項47に記載の脂質結合タンパク質融合構築物。
  50. 50.多量体あるいはヘテロ多量体ゲルゾリン融合ポリペプチドを製造する方法 であって、 ゲルゾリン融合ポリペプチドをコードするDNA配列を、発現制御配列に作動可 能に連結させて有する組換えDNA分子で、単細胞宿主を形質転換する工程 を包含する、方法。
  51. 51.AIDS、ARC、HIW感染あるいはHIVに対する抗体を有する被験 体を処置する方法であって、 該被験体に治療上有効な量の多量体あるいはヘテロ多量体のCD4−ゲルゾリン 融合構築物を投与する工程を包含する、方法。
  52. 52.前記融合構築物が、毒素あるいは抗レトロウイルス剤を含む、請求項51 に記載の方法。
  53. 53.試料中の標的分子の存在を確認する方法であって、該試料を請求項40に 記載のヘテロ多量体ゲルゾリン融合構築物と接触させる工程 を包含する、方法。
  54. 54.インビボで標的分子の存在を確認する方法であって、被験体に、請求項4 0に記載のヘテロ多量体のゲルゾリン融合構築物の有効な量を投与する工程 を包含する、方法。
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