JP2003509013A - Stabilized viral envelope proteins and uses thereof - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、ウイルス表面タンパク質と対応するウイルス膜貫通タンパク質とを含むウイルスエンベロープタンパク質をコードする配列を有するヌクレオチドセグメントを具備する単離された核酸であって、前記ウイルスエンベロープタンパク質が、前記ウイルス表面タンパク質と前記膜貫通タンパク質との間に形成される複合体の安定性を増大させる1以上の突然変異をアミノ酸配列中に含有する核酸を提供する。本発明は、ウイルス表面タンパク質と対応する膜貫通タンパク質とを含むウイルスエンベロープタンパク質であって、前記ウイルスエンベロープタンパク質が、前記ウイルス表面タンパク質と前記膜貫通タンパク質との間に形成される複合体の安定性を増大させる1以上の突然変異をアミノ酸配列中に含有するウイルスエンベロープタンパク質を提供する。本発明は、さらに、HIV−1感染を治療する方法を提供する。 (57) [Summary] The present invention provides an isolated nucleic acid comprising a nucleotide segment having a sequence encoding a viral envelope protein comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein the viral envelope protein comprises the viral surface protein. A nucleic acid containing one or more mutations in the amino acid sequence that increases the stability of the complex formed between the protein and the transmembrane protein. The present invention relates to a virus envelope protein comprising a virus surface protein and a corresponding transmembrane protein, wherein the virus envelope protein has a stability of a complex formed between the virus surface protein and the transmembrane protein. Virus envelope proteins containing one or more mutations in the amino acid sequence that increase The invention further provides a method of treating an HIV-1 infection.
Description
【0001】
本出願は、1999年6月25日に出願された米国出願第09/340,99
2号の一部継続出願であって、その優先権を主張するものであり、その内容は、
参考文献として本明細書において援用される。This application is based on US application Ser. No. 09 / 340,99 filed June 25, 1999.
No. 2 is a continuation-in-part application, claiming its priority, and its contents are
Incorporated herein by reference.
【0002】
本明細書に開示された発明は、保健社会福祉省からのNIHグラント第R01
Al45463−01により、政府からの補助を受けて為されたものである。従
って、政府も本発明に対して一定の権利を有する。The invention disclosed herein is directed to NIH Grant No. R01 from the Ministry of Health and Human Services.
It was made with the assistance of the government by Al45463-01. Therefore, the government also has certain rights in the invention.
【0003】
本出願を通じて、様々な文献が参照される。これらの参考文献の開示内容は、
本発明が属する技術分野をより完全に説明するために、本出願に参考文献として
援用される。Throughout this application, various publications are referenced. The disclosure content of these references is
In order to more fully describe the technical field to which the present invention pertains, the present application is incorporated by reference.
【0004】[0004]
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)は、免疫系の機能低下を特徴とする致死性疾
患であるAIDSを引き起こす病原体である。HIV複製サイクルの初期相では
、ウイルスに対して感受性を有する宿主細胞にウイルスが付着した後、ウイルス
と細胞膜の融合が起こる。これらの現象は、外側ウイルスエンベロープ糖タンパ
ク質によって媒介される(該糖タンパク質は、まず、gp160として知られる
、融合能を欠いた前駆体エンベロープ糖タンパク質(env)として合成される
)。gp160糖タンパク質は、内部タンパク分解(endoproteoly
tically)によって、成熟したエンベロープ糖タンパク質gp120とg
p41とにプロセッシングされる(これらの糖タンパク質はウイルスの表面上で
非共有結合によって会合している)。gp120表面タンパク質は、HIVの一
次受容体であるヒトCD4に親和性の高い結合部位と、ケモカイン受容体CCR
5及びCXCR4のような融合補助受容体と相互作用するドメインとを含有する
。gp41タンパク質は、ウイルスの膜を貫通し、そのアミノ末端にウイルスと
細胞膜の融合に重要なアミノ酸配列を含有する。HIVエンベロープ糖タンパク
質は、ウイルス表面上で、非共有結合によって、gp120/gp41のオリゴ
マー(多くの場合、三量体)を形成する。ウイルス侵入の詳細な機序はなお十分
に理解されていないが、gp120がまずCD4と結合し、続いて、融合を誘導
するケモカイン受容体と結合した後、gp41によって媒介されるウイルスと細
胞の融合が起こる。Human immunodeficiency virus (HIV) is the pathogen that causes AIDS, a fatal disease characterized by a compromised function of the immune system. In the early phase of the HIV replication cycle, fusion of the virus with the cell membrane occurs after the virus attaches to the host cells that are sensitive to the virus. These phenomena are mediated by the outer viral envelope glycoprotein, which is first synthesized as a fusion-deficient precursor envelope glycoprotein (env) known as gp160. The gp160 glycoprotein is endoproteolytic.
, the mature envelope glycoproteins gp120 and g
processed to p41 (these glycoproteins are non-covalently associated on the surface of the virus). The gp120 surface protein has a high affinity binding site for human CD4, which is the primary receptor for HIV, and chemokine receptor CCR.
5 and domains that interact with fusion coreceptors such as CXCR4. The gp41 protein spans the viral membrane and contains at its amino terminus an amino acid sequence important for fusion of the viral and cell membranes. HIV envelope glycoproteins form non-covalently bound oligomers of gp120 / gp41 (often trimers) on the surface of viruses. Although the detailed mechanism of virus entry is not yet fully understood, gp41-mediated virus-cell fusion following gp120 first binds to CD4 and subsequently to a chemokine receptor that induces fusion Happens.
【0005】
HIVエンベロープ糖タンパク質は、ビリオン表面上に位置し、ウイルスの侵
入の媒介において中心的な役割を果たすため、HIVワクチンの開発において重
要な目標となる。HIVに感染した個体の多くは、前記エンベロープ糖タンパク
質に対して強い抗体(Ab)反応を示すが、自然感染中に産生された抗gp12
0抗体及び抗gp41抗体の多くは、ビリオンに弱く結合するか、又は全く結合
しないので、機能的に有効ではない。これらの抗体は、おそらく、ビリオン又は
感染細胞から放出されたgp120単量体又は不適切にプロセシッングされたオ
リゴマーを含む“ウイルス細片(viral debris)”に対して生じ、
それらに対する親和性が成熟する(Burton and Montefior
i,AIDS,11[Suppl A]:587,1997)。The HIV envelope glycoprotein, located on the surface of the virion and plays a central role in mediating viral entry, represents an important goal in the development of HIV vaccines. Although many HIV-infected individuals show strong antibody (Ab) responses to the envelope glycoprotein, anti-gp12 produced during spontaneous infection
Many 0 and anti-gp41 antibodies bind weakly or not at all to virions and are therefore not functionally effective. These antibodies are probably raised against "viral debris" containing gp120 monomers released from virions or infected cells or improperly processed oligomers,
Affinity for them matures (Burton and Montefior
i, AIDS, 11 [Suppl A]: 587, 1997).
【0006】
予防的なHIV−1サブユニットワクチンが、臨床試験の第I相及び第II相
において幾つか試験されており、多価製剤は第III相試験に入っている。これ
らのワクチンは、単量体のgp120又はプロセッシングされていないgp16
0タンパク質の何れかを含有している。加えて、前記ワクチンの多くは、不死化
したT細胞株中で高レベルに増殖するように適応したウイルス(TCLAウイル
ス)に由来する。これらのワクチンは、一貫して、ウイルスの相同な株と更に幾
つかのTCLAウイルスとを中和する抗体を誘発する。しかしながら、前記抗体
は、一次HIV−1分離株を強く中和するものではない(Mascola et
al.,J.Infec.Dis.173:340,1996)。TCLA株
と比較して、臨床的により適切な一次分離株は、典型的には、異なる細胞向性を
有し、異なる補助受容体の使用パターンを示し、可溶性CD4と抗体による中和
に対する感受性が減少している。これらの差異は、主に、前記ウイルスエンベロ
ープ糖タンパク質に位置付けられる(Moore and Ho,AIDS,9
[Suppl A]:S117-S136,1995)。Several prophylactic HIV-1 subunit vaccines have been tested in Phase I and II clinical trials and multivalent formulations have entered Phase III trials. These vaccines are available in the form of monomeric gp120 or unprocessed gp16.
It contains any of 0 proteins. In addition, many of the vaccines are derived from viruses that have been adapted to grow to high levels in immortalized T cell lines (TCLA virus). These vaccines consistently elicit antibodies that neutralize homologous strains of the virus and also some TCLA viruses. However, the antibody does not strongly neutralize primary HIV-1 isolates (Mascola et al.
al. J. INFEC. Dis. 173: 340, 1996). Compared to TCLA strains, clinically more relevant primary isolates typically have different cytotropism, exhibit different patterns of coreceptor usage, and are more susceptible to neutralization by soluble CD4 and antibodies. is decreasing. These differences are primarily located in the viral envelope glycoprotein (Moore and Ho, AIDS, 9).
[Suppl A]: S117-S136, 1995).
【0007】
エンベロープ糖タンパク質構造におけるオリゴマー化の重要性
現世代のHIVサブユニットワクチンは、ビリオン上に出現するときに、鍵と
なる中和エピトープを十分に提示しないことが認識されてきている(Parre
n et al,Nat.Med.3:366,1997)。ビリオンの天然の
構造は、幾つかの点において、抗体エピトープの提示に影響を与える。第一に、
gp120及びgp41の表面領域の多くは、前記三量体中のサブユニット間の
相互作用によって塞がれている。従って、単量体型の前記タンパク質上では十分
に露出されている(それ故、免疫原性が高い)gp120の幾つかの領域、特に
N末端及びC末端周辺も、天然の三量体上では完全に接近不能となる(Moor
e et al,J. Virol 68:469,1994)。これは、(ビ
リオン又は感染細胞からgp120単量体が流出するために)自然感染中に生じ
るのであれ、gp120サブユニットのワクチン接種後に生じるのであれ、gp
120単量体に対して産生された抗体のサブセットが適切でないことを意味して
いる。これによって、前記ウイルスに対する別のレベルの保護が与えられる。免
疫系は、反応性が低く、それ故、ビリオンには有効でない流出gp120に対す
る抗体を誤って作成してしまう。 Importance of Oligomerization in Envelope Glycoprotein Structures It has been recognized that current generation HIV subunit vaccines do not adequately present key neutralizing epitopes when they appear on virions (Parre).
n et al, Nat. Med. 3: 366, 1997). The natural structure of virions affects the presentation of antibody epitopes in several ways. Primarily,
Much of the surface area of gp120 and gp41 is blocked by interactions between subunits in the trimer. Therefore, some regions of gp120 that are well exposed (and therefore highly immunogenic) on the monomeric form of the protein, especially around the N- and C-termini, are also intact on the native trimer. Becomes inaccessible (Moor
e et al. Virol 68: 469, 1994). This may occur during natural infection (due to efflux of gp120 monomers from virions or infected cells) or after vaccination with gp120 subunits.
This means that the subset of antibodies raised against 120 monomers is not suitable. This provides another level of protection against the virus. The immune system is less reactive and therefore erroneously makes antibodies to shed gp120 that are not effective against virions.
【0008】
第二に、鍵となるgp120エピトープの構造がオリゴマー化によって影響を
受け得るというより微妙な問題がある。一つの古典的な例は、広範な中和能を有
するヒトMAb IgG1b12に対するエピトープによって与えられる(Bu
rton et al.Science 266:1024,1994)。この
エピトープは、gp120上のCD4結合部位と重なっており、単量体gp12
0上に存在する。しかしながら、IgG1b12は、その単量体の反応性から予
測され得るよりもはるかに天然のオリゴマーgp120と反応し、これは、異常
に強い中和活性を説明する(77、99−103)。従って、前記IgG1b1
2エピトープは、オリゴマー依存性であるが、オリゴマー特異的ではない。あい
にく、これとは逆の状況が、より一般的である。すなわち、多くの抗体は、単量
体gp120上のCD4結合部位に関するエピトープと強く反応するが、天然の
三量体とは反応しないので、ウイルスを中和しない。明らかになっていない何ら
かの様式により、gp120のオリゴマー化は、これらのMAbによって認識さ
れる構造によって悪影響を与える(Fouts et al.,J Virol
71:2779,1997)。Second, there is a more subtle problem in that the structure of the key gp120 epitope can be affected by oligomerization. One classic example is given by the epitope for human MAb IgG1b12, which has extensive neutralizing capacity (Bu
rton et al. Science 266: 1024, 1994). This epitope overlaps with the CD4 binding site on gp120 and results in monomeric gp12.
Exists above 0. However, IgG1b12 reacts with the native oligomeric gp120 much more than could be expected from its monomeric reactivity, which explains its unusually strong neutralizing activity (77, 99-103). Therefore, the IgG1b1
The two epitopes are oligomer-dependent but not oligomer-specific. Unfortunately, the opposite situation is more common. That is, many antibodies do not neutralize the virus because they react strongly with the epitope for the CD4 binding site on monomeric gp120 but not with the native trimer. By some unclear manner, oligomerization of gp120 is adversely affected by the structure recognized by these MAbs (Fouts et al., J Virol.
71: 2779, 1997).
【0009】
HIV−1エンベロープ糖タンパク質の天然構造によって引き起こされる問題
の第三の例は、gp41MAbによって与えられる。一次ウイルスに対して強い
中和活性を有することが知られているのは、唯一つのgp41MAb(2F5)
のみであり(Trkola et al.,J Virol,69:6609,
1995)、試験されたものの中で、2F5のみが、完全な状態のgp120−
gp41複合体を認識するものと考えられている(Sattentau et
al,Virology 206:713,1995)。おそらく、ビリオン又
はウイルスに感染した細胞に結合する他の全てのgp41MAbは、gp120
が解離した融合能を欠くgp41構造と反応する。gp41の最も安定な形態は
、この融合後の立体配置であるため(Weissenhorm et al,N
ature,387:426,1997)、多くの抗gp41抗体は、融合前の
型の上には存在しない不適切なgp41構造に対して、(自然感染中に、又はg
p160のワクチン接種後に)産生されると推測し得る。A third example of the problem caused by the native structure of HIV-1 envelope glycoprotein is given by the gp41 MAb. Only one gp41 MAb (2F5) is known to have strong neutralizing activity against the primary virus.
Only (Trkola et al., J Virol, 69: 6609,
1995), among the tested, only 2F5 is intact gp120-.
It is believed to recognize the gp41 complex (Satentau et al.
al, Virology 206: 713, 1995). Possibly all other gp41 MAbs that bind to virions or virus infected cells are gp120
Reacts with the dissociated gp41 structure lacking the fusion ability. The most stable form of gp41 is due to this post-fusion configuration (Weissenhorn et al, N.
Aure, 387: 426, 1997), many anti-gp41 antibodies have been shown to react against inappropriate gp41 structures that do not exist on pre-fusion forms (during natural infection or g.
It can be assumed that it is produced (after vaccination with p160).
【0010】
これらの防御機構にも関わらず、多くのHIV−1分離株は、限られた広反応
性ヒトモノクローナル抗体(MAb)群によって強く中和されるので、適切な液
性免疫反応を誘導することは不可能ではない。Mab IgG1b12はgp1
20とCD4の結合を遮断し、別のモノクローナル抗体(2G12; Trko
la et al.J Virol 70:1100,1996)の作用の多く
は、ウイルスと細胞の付着の立体的な障害によるものであり;2F5は、融合反
応自体を直接損なうことによって作用する。これらのMAbの中和能を理解する
には、それらが、(ビリオンとウイルスに感染した細胞の表面上に見出されるよ
うな)融合能を有するオリゴマー形態の前記エンベロープ糖タンパク質と優先的
に反応するという認識が重要である(Parren et al J.Viro
l 72:3512,1998)。これらのモノクローナル抗体は、これによっ
て、より活性が少ないものと区別される。オリゴマーに反応するMAbの数が限
られていることによって、一次ウイルスを中和し得るMAbが何故これほど少な
いのかが説明される。従って、まれな例外があるものの、中和抗HIV抗体は感
染性ウイルスに結合することができるが、非中和抗体は結合できない(Fout
s et al AIDS Res Human Retrovir.14:5
91,1998)。中和抗体は、補体媒介性のウイルス膜融解のようなエフェク
ター機能を通じて、感染性ウイルスを除去する能力も有する。Despite these defense mechanisms, many HIV-1 isolates are strongly neutralized by a limited group of broadly reactive human monoclonal antibodies (MAbs), thus inducing an appropriate humoral immune response. It is not impossible to do. Mab IgG1b12 is gp1
Another monoclonal antibody (2G12; Trko
la et al. J Virol 70: 1100, 1996) is mostly due to steric hindrance of virus-cell attachment; 2F5 acts by directly impairing the fusion reaction itself. To understand the neutralizing capacity of these MAbs, they react preferentially with the fusogenic oligomeric forms of the envelope glycoprotein (as found on the surface of cells infected with virions and viruses). Is important (Parren et al J. Viro
72: 3512, 1998). These monoclonal antibodies are thereby distinguished from the less active ones. The limited number of MAbs that react with oligomers explains why so few MAbs can neutralize the primary virus. Thus, with rare exceptions, neutralizing anti-HIV antibodies can bind infectious virus, but non-neutralizing antibodies cannot (Fout.
s et al AIDS Res Human Retrovir. 14: 5
91, 1998). Neutralizing antibodies also have the ability to clear infectious virus through effector functions such as complement-mediated viral membrane lysis.
【0011】
HIVエンベロープ糖タンパク質の抗原性構造の修飾
HIVは、液性免疫反応から鍵となる中和部位を遮蔽するために、洗練された
機構を進化させており、原則として、これらの機構はワクチン中では“役に立た
なく”なり得る。一つの例は、V3ループであって、これは、特にTCLAウイ
ルスの場合には、より広く保存された中和エピトープから抗体反応を逸らせるよ
うに誘導する主要抗原エピトープである。HIV−1は、gp120の広範なグ
リコシル化によって液性免疫からも保護されている。SIV gp120のV1
/V2ループからグリコシル化部位が欠失すると、中和に感受性を有するウイル
スが作製されたのみならず、変異ウイルスの免疫原性が増加したので、野生型ウ
イルスに対して、免疫反応がより強く起こった(Reitter et al,
Nat Med 4:679,1998)。同様に、HIV−1 gp120か
らV1/V2ループを除去すると、この下の保存された領域は抗体に攻撃されや
すくなるが(Cao et al,J.Virol.71:9808,1997
)、これによって免疫原性が改善されるかどうかは、いまだ明らかではない。 Modification of the HIV Envelope Glycoprotein Antigenic Structure HIV has evolved sophisticated mechanisms to shield key neutralization sites from the humoral immune response, and, in principle, these mechanisms are: It can be "useless" in a vaccine. One example is the V3 loop, which is the major antigenic epitope that induces the antibody response to diverge from the more widely conserved neutralizing epitope, especially in the case of the TCLA virus. HIV-1 is also protected from humoral immunity by extensive glycosylation of gp120. V1 of SIV gp120
Deletion of the glycosylation site from the / V2 loop not only produced a virus that was sensitive to neutralization, but also increased the immunogenicity of the mutant virus, resulting in a stronger immune response to the wild-type virus. Happened (Reitter et al,
Nat Med 4: 679, 1998). Similarly, removal of the V1 / V2 loop from HIV-1 gp120 leaves the conserved region underneath vulnerable to antibody attack (Cao et al, J. Virol. 71: 9808, 1997).
), Whether it improves immunogenicity is still unclear.
【0012】
特筆すべきことには、TCLAウイルスのエンベロープ糖タンパク質のV1、
V2、及びV3ループを欠失しても、DNAワクチンにおいて、中和抗体の誘導
は改善されなかった(Lu et al,AIDS Res Human Re
trovir 14:151,1998)。しかしながら、gp120とgp4
1の相互作用の不安定性(おそらくは可変ループの欠失によって悪化した)が、
本実験の結果に影響を与えるかもしれない。従って、本発明において記載された
gp120−gp41の安定化は、DNAプラスミド、ウイルスベクター、及び
核酸を基礎とする他のHIVワクチンに有用であるかもしれない。gp120−
gp41複合体が免疫系に提示される時間を増加させることによって、インビボ
で発現された安定化エンベロープタンパク質が、原則として、自然感染中に誘導
された免疫応答を著しく改善する手段を与える。Notably, the envelope glycoprotein V1 of the TCLA virus,
Deletion of the V2 and V3 loops did not improve the induction of neutralizing antibodies in the DNA vaccine (Lu et al, AIDS Res Human Re.
trovir 14: 151, 1998). However, gp120 and gp4
1 interaction instability (probably exacerbated by deletion of the variable loop)
It may affect the results of this experiment. Thus, the stabilization of gp120-gp41 described in the present invention may be useful for DNA plasmids, viral vectors, and other nucleic acid-based HIV vaccines. gp120-
By increasing the time that the gp41 complex is presented to the immune system, the stabilized envelope protein expressed in vivo provides, in principle, a means to significantly improve the immune response induced during natural infection.
【0013】
前記HIVエンベロープ糖タンパク質の天然及び非天然のオリゴマー形態
現行のデータは、3つのgp120部分が、準安定的な立体配置で、その下に
位置する3つのgp41成分と非共有結合により会合している(その融合能は、
細胞表面受容体との相互作用によって引き起こされる)ことを示唆している。こ
の前融合形態は、中和エピトープを最適に提示するかもしれない。本発明者らは
、この形態の前記エンベロープ糖タンパク質を天然のgp120−gp41と称
する。しかしながら、他のオリゴマーの形態も可能であって、これらを確定する
ことが重要である(図1参照)。 Native and non-natural oligomeric forms of the HIV envelope glycoprotein Current data indicate that the three gp120 moieties are non-covalently associated with the three underlying gp41 components in a metastable configuration. (The fusion ability is
It is caused by the interaction with cell surface receptors). This pre-fusion form may optimally present neutralizing epitopes. We refer to this form of the envelope glycoprotein as native gp120-gp41. However, other oligomeric forms are possible and it is important to establish these (see Figure 1).
【0014】
Gp160:完全長gp160分子は、疎水性膜貫通ドメインを含有するので
、少なくとも一部分が組換えタンパク質として発現されると、多くの場合、凝集
する。このような分子の1つは、前記gp160前駆体のgp120/gp41
へのプロセッシングを妨げる天然の変異に由来する(VanCott et a
l J Virol 71:4319,1997)。前記gp160前駆体は、
ウイルスと細胞の融合を媒介せず、融合能を有するgp120/gp41の模造
物としては不十分である。ヒトで評価したときには、組換えgp160分子には
gp120単量体に対する利点はなかった(Gorse et al.,Vac
cine 16:493,1998)。 Gp160 : Full-length gp160 molecules contain a hydrophobic transmembrane domain so that they often aggregate when expressed at least in part as a recombinant protein. One such molecule is the gp120 / gp41 precursor of the gp160 precursor.
Derived from a naturally occurring mutation that prevents processing into the (VanCott et a
l J Virol 71: 4319, 1997). The gp160 precursor is
It does not mediate virus-cell fusion and is insufficient as a mimicry of gp120 / gp41 having a fusion ability. Recombinant gp160 molecules had no advantage over gp120 monomers when evaluated in humans (Gorse et al., Vac.
cine 16: 493, 1998).
【0015】
非切断gp140(gp140UNC):安定な“オリゴマー”は、前記gp
160前駆体タンパク質をgp120とgp41に変換するために必要な天然の
タンパク分解部位を除去することによって作製されている(Berman et
al.,J Virol.63:3489,1989;Earl et al
.,Proc.Natl Acad Sci 87:648,1990)。これ
らの構築物を可溶性タンパク質として発現するために、gp41の膜貫通セグメ
ントの直前で前記タンパク質を末端切断するように、env遺伝子内に終止コド
ンを挿入する。該タンパク質は、gp41の前記膜貫通ドメイン及び細胞質内の
長い尾部を欠くが、ウイルスの侵入と中和抗体の誘導に重要な領域は保持してい
る。分泌されたタンパク質は、ペプチド結合を通じてgp41の外部ドメインと
共有結合する完全長のgp120を含有する。前記タンパク質は、SDS−PA
GE中で、還元及び非還元の両条件下で、約140キロダルトン(kDa)の見
かけの分子量を有する単一分子種として移動する。前記タンパク質は、おそらく
、前記gp41部分によって媒介される相互作用を通じて、より分子量の大きな
非共有結合のオリゴマーを形成する。 Uncleaved gp140 (gp140UNC) : A stable "oligomer" is the above-mentioned gp
It has been created by removing the natural proteolytic site necessary to convert the 160 precursor protein into gp120 and gp41 (Berman et al.
al. , J Virol. 63: 3489, 1989; Earl et al.
. , Proc. Natl Acad Sci 87: 648, 1990). In order to express these constructs as soluble proteins, a stop codon is inserted within the env gene to truncate the protein just before the transmembrane segment of gp41. The protein lacks the transmembrane domain of gp41 and the long cytoplasmic tail, but retains regions important for viral entry and induction of neutralizing antibodies. The secreted protein contains full-length gp120 covalently linked to the ectodomain of gp41 through a peptide bond. The protein is SDS-PA
It migrates in GE under both reducing and non-reducing conditions as a single species with an apparent molecular weight of approximately 140 kilodaltons (kDa). The protein probably forms higher molecular weight non-covalently linked oligomers through interactions mediated by the gp41 moiety.
【0016】
幾つかの証拠によって、前記非切断gp140分子が、天然のgp120−g
p41と同一の配置を採らないことが示唆されている。これらには、本明細書に
記載されている観察と、非切断gp140−gp41複合体が融合補助受容体に
積極的に結合しないという知見(R.Doms,私信)から得られる証拠が含ま
れる。さらに、このタイプのgp140タンパク質は、ファージディスプレイラ
イブラリーを調べるために用いると、中和MAbを効率的に選択できなかったが
、ビリオンは効率的であった(Parren et al.,J Virol.
70:9046,1996)。本発明者らは、前記非切断gp120−gp41
外部ドメイン物質をgp140UNCと称する。[0016] Several lines of evidence indicate that the uncleaved gp140 molecule is the native gp120-g
It has been suggested that it does not adopt the same arrangement as p41. These include evidence from the observations described herein and the finding that the uncleaved gp140-gp41 complex does not positively bind fusion coreceptors (R. Doms, personal communication). Furthermore, this type of gp140 protein failed to efficiently select neutralizing MAbs when used to probe phage display libraries, whereas virions were efficient (Parren et al., J Virol.
70: 9046, 1996). The present inventors have found that the uncleaved gp120-gp41
The ectodomain material is called gp140UNC.
【0017】
切断可能であるが切断されていないgp140(gp140NON):生合成
の間に、gp160は、フューリンファミリーの細胞エンドプロテアーゼによっ
て、gp120とgp41に切断される。以下に示されているように、gp41
からgp120を切断する哺乳類の細胞の能力は有限である。従って、前記エン
ベロープ糖タンパク質を過剰発現させると、前記エンベロープ糖タンパク質は内
在性のフューリン酵素を飽和することができ、前駆体の形態で分泌され得る。こ
れらの分子は切断可能であり得るため、本発明者らは該分子をgp140NON
と称する。gp140UNCのように、gp140NONは、SDS−PAGE
中で、還元及び非還元の両条件下で、約140キロダルトン(kDa)の見かけ
の分子量で移動する。以下に示されているように、gp140NONは、gp1
40UNCと同じ非天然のトポロジーを有するようである。 Cleavable but uncleaved gp140 (gp140NON) : During biosynthesis, gp160 is cleaved by the furin family of cellular endoproteases into gp120 and gp41. As shown below, gp41
The ability of mammalian cells to cleave from gp120 is limited. Therefore, when the envelope glycoprotein is overexpressed, the envelope glycoprotein can saturate the endogenous furin enzyme and be secreted in the form of a precursor. Since these molecules may be cleavable, we have defined them as gp140NON.
Called. Like gp140UNC, gp140NON is SDS-PAGE
In, it migrates with an apparent molecular weight of approximately 140 kilodaltons (kDa) under both reducing and non-reducing conditions. As shown below, gp140NON
It seems to have the same unnatural topology as 40UNC.
【0018】
切断されたgp140(gp140CUT):gp140CUTは、完全にプ
ロセッシングされ、ビリオン上に見られるようなオリゴマーを形成することがで
きる完全長のgp120と完全にプロセッシングされた外部ドメインgp41を
指す。gp120とgp41間の非共有結合性相互作用は、ウイルスが新しい標
的細胞と結合して、融合を開始するのに十分な長さの寿命を有する(自然感染の
際には、数分内で完了し得る過程である)。しかしながら、現在のところ、この
会合は、相当量の切断されたgp140をほぼ均一な形態で産生するには不安定
であることが証明されている。 Cleaved gp140 (gp140CUT) : gp140CUT refers to the fully processed ectodomain gp41 with the full length gp120 which is fully processed and capable of forming oligomers as found on virions. The non-covalent interaction between gp120 and gp41 has a long lifespan that allows the virus to associate with new target cells and initiate fusion (complete with natural infection within minutes). This is a possible process). However, at present, this association has been shown to be unstable to produce substantial amounts of truncated gp140 in a nearly homogeneous form.
【0019】
ウイルスエンベロープ糖タンパク質の安定化
gp120/gp41のようなウイルスエンベロープタンパク質の準安定な融
合前コンフォメーションは、感染を拡散し続けさせるには十分安定であるが、ウ
イルスと細胞の融合に必要なコンフォメーションの変化を容易に与える程度には
十分不安定である。これまで調べられたHIV分離株では、前記gp120−g
p41の相互作用は、gp140CUTを分泌タンパク質として調製用のスケー
ルで産生するには、余りにも不安定であることが明らかとなっている。しかしな
がら、HIVには膨大な遺伝的多様性があるため、本明細書に記載されているよ
うなスクリーニング法を用いて、envの安定性が優れたウイルスを同定し得る
と考えられる。あるいは、原理的には、前記gp120−gp41相互作用を不
安定化することが知られている条件にウイルスを連続的に置いた後に、安定性が
高められたウイルスを選択できるかもしれない。このような条件には、37〜6
0℃の範囲での温度の上昇及び/又は低濃度の界面活性剤又はカオトロピック剤
が含まれ得る。このようなウイルス由来のエンベロープタンパク質は、我々の方
法を用いて、pPPI4発現ベクター中にサブクローン化し、安定性を分析する
こともできる。 Stabilization of Viral Envelope Glycoproteins The metastable pre-fusion conformation of viral envelope proteins such as gp120 / gp41 is stable enough to keep the infection spreading but is required for virus-cell fusion. It is unstable enough to easily give rise to various conformational changes. In the HIV isolates examined thus far, the gp120-g
The p41 interaction has been shown to be too unstable to produce gp140CUT as a secreted protein on a preparative scale. However, due to the vast genetic diversity of HIV, it is believed that screening methods such as those described herein may be used to identify viruses with excellent env stability. Alternatively, in principle, it may be possible to select the virus with enhanced stability after continuously placing the virus under conditions known to destabilize the gp120-gp41 interaction. Such conditions include 37-6
Increasing temperature in the range of 0 ° C. and / or low concentrations of surfactants or chaotropic agents may be included. Envelope proteins from such viruses can also be subcloned into the pPPI4 expression vector and analyzed for stability using our method.
【0020】
ウイルスエンベロープタンパク質を安定化するための半経験的な改変アプロー
チを採用することもできる。例えば、結合相手の中に相補的な“ノブ”及び“穴
”突然変異を導入することによって、安定なヘテロ二量体が首尾よく作成されて
いる(Atwell et al.,J.Mol.Biol.4:26,199
7)。これに代えて、又はこれに加えて、塩橋、水素結合、又は疎水的相互作用
のような他の有利な相互作用を導入することもできる。このアプローチは、SU
及びTMタンパク質の構造についての理解を増すことによって容易になり、本明
細書に記載された結果はかかる理解に寄与するものである。Semi-empirical modification approaches for stabilizing viral envelope proteins can also be employed. For example, stable heterodimers have been successfully created by introducing complementary "knob" and "hole" mutations in the binding partner (Atwell et al., J. Mol. Biol. 4: 26,199
7). Alternatively or in addition, other favorable interactions such as salt bridges, hydrogen bonds, or hydrophobic interactions can be introduced. This approach is
And facilitated by increasing the understanding of the structure of TM proteins, and the results described herein contribute to such understanding.
【0021】
本発明において実証されるように、導入された1以上のジスルフィド結合によ
って、SU−TMの安定化も達成され得る。哺乳類のレトロウイルスの中では、
HIVのようなレンチウイルスのみが、表面(SU)と膜貫通(TM)糖タンパ
ク質との間に非共有結合性の会合を有する。対照的に、タイプC及びタイプDの
レトロウイルスは全て、サブユニット間にジスルフィド結合を有する。レトロウ
イルスのTM糖タンパク質の外部ドメインは、広く共通の構造を有しており、1
つの普遍的な特徴は外部ドメインの略中央に小さなCys-Cys結合のループ
が存在することである。タイプC及びDのレトロウイルスのTM糖タンパク質に
おいて、対を成していないシステイン残基が、このループの直ぐC末端に見られ
、ほぼ確実に、SU−TMジスルフィド結合を形成するのに用いられる(Gal
laher et al.,AIDS Res Human Retrovir
11:191,1995;Schultz et al.,AIDS Res
Human Retrovir 8:1585,1992)。As demonstrated in the present invention, stabilization of SU-TM may also be achieved by the introduction of one or more disulfide bonds. Among the mammalian retroviruses,
Only lentiviruses like HIV have a non-covalent association between the surface (SU) and transmembrane (TM) glycoproteins. In contrast, type C and type D retroviruses all have disulfide bonds between subunits. The ectodomain of the retroviral TM glycoprotein has a broadly common structure,
One universal feature is the presence of a small Cys-Cys binding loop approximately in the center of the ectodomain. In the TM glycoproteins of type C and D retroviruses, an unpaired cysteine residue is found immediately C-terminal to this loop and is almost certainly used to form the SU-TM disulfide bond. (Gal
laher et al. , AIDS Res Human Retrovir
11: 191, 1995; Schultz et al. , AIDS Res
Human Retrotro 8: 1585, 1992).
【0022】
gp41及び他のレンチウイルスのTM糖タンパク質は3番目のシステインを
欠くが、構造的な相同性から、短い中央ループ構造の近くに1つ挿入され得るこ
とが示唆される。従って、gp120の最初と最後の保存領域(C1及びC5ド
メイン)がgp41の接触部位であり得ることを示す突然変異に基づく有力な証
拠存在する。The gp41 and other lentiviral TM glycoproteins lack the third cysteine, but structural homology suggests that one may be inserted near the short central loop structure. Thus, there is strong evidence based on mutations indicating that the first and last conserved regions of gp120 (C1 and C5 domains) may be contact sites for gp41.
【0023】
本発明は、安定化された、抗原性の点で標準的な形態の変異ウイルス表面及び
変異型ウイルスタンパク質をコードする単離された核酸分子を提供する。本発明
は、前記安定化したウイルスタンパク質のデザイン及び合成を記載する。重要な
ことには、前記安定化に影響を与えるために適切な方法を用いると、前記ウイル
スタンパク質は、所望の特徴を有するコンフォメーションをとる。本発明は、さ
らに、変異ウイルスエンベロープタンパク質を含むタンパク質又は核酸を基礎と
したワクチン、変異ウイルスエンベロープタンパク質を用いて単離又は同定され
た抗体、これらのワクチン又は抗体を含む薬学的組成物、及びHIVのようなウ
イルスの感染を治療し、又は予防するためのこれらの組成物の使用法を提供する
。本発明は、ある化合物がウイルスを阻害し得るかを同定するための前記変異ウ
イルスタンパク質の使用及び、このようにして同定された化合物を記載する。The present invention provides isolated, nucleic acid molecules that encode stabilized, antigenically standard forms of mutant viral surfaces and mutant viral proteins. The present invention describes the design and synthesis of the stabilized viral proteins. Importantly, using appropriate methods to influence the stabilization, the viral proteins adopt a conformation with the desired characteristics. The invention further provides vaccines based on proteins or nucleic acids containing mutant viral envelope proteins, antibodies isolated or identified using mutant viral envelope proteins, pharmaceutical compositions containing these vaccines or antibodies, and HIV. The use of these compositions for treating or preventing infections of viruses such as The present invention describes the use of said mutant viral proteins to identify if a compound may inhibit the virus, and the compounds thus identified.
【0024】[0024]
本発明は、ウイルス表面タンパク質と対応するウイルス膜貫通タンパク質とを
備えたウイルスエンベロープタンパク質をコードする配列を有するヌクレオチド
セグメントを含む単離された核酸であって、前記ウイルスエンベロープタンパク
質が、前記ウイルス表面タンパク質とウイルス膜貫通タンパク質との間で形成さ
れる複合体の安定性を増大させる1以上の突然変異をアミノ酸配列中に含有する
単離された核酸を提供する。The present invention is an isolated nucleic acid comprising a nucleotide segment having a sequence encoding a viral envelope protein comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein the viral envelope protein is the viral surface protein. Provides an isolated nucleic acid containing in the amino acid sequence one or more mutations that increase the stability of the complex formed between and the viral transmembrane protein.
【0025】
本発明は、対応する野生型ウイルスエンベロープタンパク質の配列とは少なく
とも1つのアミノ酸が相違する変異ウイルスエンベロープタンパク質であって、
野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体に比して増大した安
定性を有し、表面タンパク質と膜貫通タンパク質とを含む複合体をタンパク分解
時に与える変異ウイルスエンベロープタンパク質をコードする配列を有するヌク
レオチドセグメントを含む単離された核酸を提供する。The present invention provides a mutant viral envelope protein that differs in at least one amino acid from the sequence of the corresponding wild-type viral envelope protein, comprising:
A nucleotide having a sequence encoding a mutant viral envelope protein, which has increased stability as compared to the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein and gives a complex containing a surface protein and a transmembrane protein during proteolysis. An isolated nucleic acid comprising a segment is provided.
【0026】
上記のある態様では、前記ウイルス表面タンパク質は、HIV−1のgp12
0又は野生型gp120に比して免疫原性が修飾された被修飾型gp120であ
る。ある態様では、前記膜貫通タンパク質は、HIV−1のgp41又は野生型
gp41に比して免疫原性が修飾された被修飾型gp41である。In one embodiment of the above, the viral surface protein is HIV-1 gp12.
0 or a modified gp120 whose immunogenicity is modified as compared to wild-type gp120. In one aspect, the transmembrane protein is a modified gp41 that is immunogenically modified as compared to HIV-1 gp41 or wild-type gp41.
【0027】
本発明は、上記単離された核酸を含むワクチンを提供する。ある態様では、前
記ワクチンは治療的有効量の前記核酸を含む。別の態様では、前記ワクチンは上
記核酸によってコードされた治療的有効量のタンパク質を含む。別の態様では、
前記ワクチンは前記組換え核酸分子と前記変異ウイルスエンベロープタンパク質
の組み合わせを含む。The present invention provides a vaccine comprising the above isolated nucleic acid. In one aspect, the vaccine comprises a therapeutically effective amount of the nucleic acid. In another aspect, the vaccine comprises a therapeutically effective amount of the protein encoded by the nucleic acid. In another aspect,
The vaccine comprises a combination of the recombinant nucleic acid molecule and the mutant viral envelope protein.
【0028】
本発明は、上記のワクチン又はそれらの組み合わせを用いて、ウイルスに感染
した患者を免疫することにより、前記患者を治療することを備えたウイルス疾患
を治療する方法を提供する。The present invention provides a method of treating a viral disease, comprising treating said patient by immunizing a patient infected with the virus using the above vaccine or a combination thereof.
【0029】 本発明は、予防的有効量の上記単離された核酸を含むワクチンを提供する。[0029] The invention provides a vaccine comprising a prophylactically effective amount of the above isolated nucleic acid.
【0030】
本発明は、上記核酸によってコードされる予防的有効量のタンパク質を含むワ
クチンを提供する。The present invention provides a vaccine comprising a prophylactically effective amount of a protein encoded by the above nucleic acid.
【0031】
本発明は、対象がウイルスに感染する可能性を減少させる方法であって、上記
ワクチン又はそれらの組み合わせを投与することにより、前記対象がウイルスに
感染する可能性を減少させることを備えた方法を提供する。The present invention provides a method of reducing the likelihood of a subject being infected with a virus, comprising administering the vaccine or a combination thereof to reduce the subject's likelihood of becoming infected with the virus. Provide a method.
【0032】
本発明は、以下のもの:組換えサブユニットタンパク質、DNAプラスミド、
RNA分子、複製ウイルスベクター、非複製ウイルスベクター、又はそれらの組
み合わせ(これらに限定されない)を含む上記ワクチンを提供する。The present invention comprises: a recombinant subunit protein, a DNA plasmid,
There is provided the above vaccine comprising, but not limited to, an RNA molecule, a replicating viral vector, a non-replicating viral vector, or a combination thereof.
【0033】
本発明は、患者のウイルス疾患の重度を軽減させる方法であって、患者がウイ
ルスに暴露される前に、上記ワクチン又はそれらの組み合わせを投与することに
よって、その後にウイルスに暴露されたときに、患者のウイルス疾患の重度を軽
減させることを備えた方法を提供する。The present invention is a method of reducing the severity of a viral disease in a patient, wherein the patient is exposed to the virus prior to exposure to the virus by administering the above vaccine or a combination thereof. Sometimes, a method is provided that comprises reducing the severity of a viral disease in a patient.
【0034】
本発明は、対応する野生型タンパク質の配列とは少なくとも1つのアミノ酸が
相違する変異ウイルスエンベロープタンパク質であって、野生型エンベロープタ
ンパク質から得られる対応する複合体に比して増大した安定性を有し、表面タン
パク質と膜貫通タンパク質とを備えた複合体をタンパク分解時に与える変異ウイ
ルスエンベロープタンパク質を提供する。The present invention is a mutant viral envelope protein that differs by at least one amino acid from the sequence of the corresponding wild-type protein, and has increased stability over the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein. And a mutant virus envelope protein which provides a complex comprising a surface protein and a transmembrane protein during proteolysis.
【0035】
本発明は、ウイルス表面タンパク質とウイルス膜貫通タンパク質とを備えた複
合体であって、野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体に比
して増大した安定性を有し、対応する野生型タンパク質の配列とは少なくとも1
つのアミノ酸が異なる配列を有する変異ウイルスエンベロープタンパク質のタン
パク分解によって得られる複合体を提供する。The present invention is a complex comprising a viral surface protein and a viral transmembrane protein, which has increased stability as compared to the corresponding complex obtained from the wild type envelope protein, At least one wild-type protein sequence
Provided is a complex obtained by proteolytic cleavage of a mutant viral envelope protein having different sequences of three amino acids.
【0036】
本発明は、上記核酸分子によってコードされる変異ウイルスエンベロープタン
パク質を提供する。The present invention provides a mutant viral envelope protein encoded by the above nucleic acid molecule.
【0037】
本発明は、治療的有効量の上記タンパク質又は複合体を含むワクチンを提供す
る。本発明は、予防的有効量の上記タンパク質又は複合体を含むワクチンも提供
する。The present invention provides a vaccine comprising a therapeutically effective amount of the above protein or complex. The invention also provides a vaccine comprising a prophylactically effective amount of the above protein or complex.
【0038】
本発明は、対象中での上記タンパク質又は複合体を認識する抗体の産生を刺激
又は増強する方法を提供する。The present invention provides a method of stimulating or enhancing the production of an antibody that recognizes the above protein or complex in a subject.
【0039】
本発明は、対象中での上記タンパク質を認識する細胞傷害性Tリンパ球の産生
を刺激又は増強する方法を提供する。The present invention provides a method of stimulating or enhancing the production of cytotoxic T lymphocytes that recognize the above proteins in a subject.
【0040】
本発明は、上記変異タンパク質に特異的に結合し得る抗体を提供する。本発明
は、上記変異タンパク質又は複合体に特異的に結合し得るが、野生型タンパク質
又は複合体には結合しない抗体も提供する。The present invention provides an antibody capable of specifically binding to the above mutant protein. The present invention also provides an antibody that can specifically bind to the above mutant protein or complex, but does not bind to the wild-type protein or complex.
【0041】
本発明は、上記組換え核酸分子によってコードされるウイルスエンベロープタ
ンパク質を用いて同定された抗体、抗体鎖又はそれらの断片を提供する。前記抗
体は、IgM、IgA、IgE、又はIgGクラス又はそれらのサブクラスの抗
体であり得る。上記抗体断片には、Fab、Fab'、(Fab')2、Fv及び
単一鎖抗体とが含まれるが、これらに限定されない。The present invention provides an antibody, antibody chain or fragment thereof identified using a viral envelope protein encoded by the above recombinant nucleic acid molecule. The antibody may be of the IgM, IgA, IgE, or IgG class or subclasses thereof. The above antibody fragments include, but are not limited to, Fab, Fab ′, (Fab ′) 2 , Fv and single chain antibodies.
【0042】
本発明は、上記抗体、又はそれらの断片若しくはオリゴマーの単離された抗体
軽鎖を提供する。本発明は、上記抗体、又はそれらの断片若しくはオリゴマーの
単離された抗体重鎖も提供する。本発明は、上記抗体の1以上のCDR領域も提
供する。ある態様では、前記抗体は、誘導体化されたものである。別の態様では
、前記抗体はヒトの抗体である。前記抗体には、モノクローナル抗体及びポリク
ローナル抗体が含まれるが、これらに限定されない。ある態様では、抗体はヒト
化されたものである。The present invention provides an isolated antibody light chain of the above antibody, or a fragment or oligomer thereof. The present invention also provides an isolated antibody heavy chain of the above antibodies, or fragments or oligomers thereof. The invention also provides one or more CDR regions of the above antibodies. In one aspect, the antibody is derivatized. In another aspect, the antibody is a human antibody. The antibody includes, but is not limited to, a monoclonal antibody and a polyclonal antibody. In some embodiments, the antibody is humanized.
【0043】 本発明は、上記抗体をコードする単離された核酸分子を提供する。[0043] The present invention provides an isolated nucleic acid molecule encoding the above antibody.
【0044】
本発明は、ウイルスに暴露された対象がウイルスに感染する可能性を減少させ
る方法であって、上記抗体又は上記単離された核酸を投与することにより、前記
対象がウイルスに感染する可能性を減少させることを備えた方法を提供する。好
ましい態様では、前記ウイルスはHIVである。The present invention is a method of reducing the likelihood of viral infection of a subject exposed to the virus, wherein said subject is infected with the virus by administering said antibody or said isolated nucleic acid. A method comprising reducing the likelihood is provided. In a preferred embodiment, the virus is HIV.
【0045】
本発明は、ウイルスに感染した患者を治療する方法であって、上記抗体又は上
記単離された核酸を投与することにより、前記患者を治療することを備えた方法
を提供する。好ましい態様では、前記ウイルスはHIVである。The present invention provides a method of treating a patient infected with a virus, the method comprising treating said patient by administering said antibody or said isolated nucleic acid. In a preferred embodiment, the virus is HIV.
【0046】
本発明は、上記組換え核酸分子によってコードされる変異ウイルスエンベロー
プタンパク質を結合し得る物質を提供する。ある態様では、前記物質はウイルス
感染を阻害する。The present invention provides a substance capable of binding the mutant viral envelope protein encoded by the above recombinant nucleic acid molecule. In one aspect, the substance inhibits a viral infection.
【0047】
本発明は、ある化合物が、ウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法
であって、
(A)請求項1の組換え核酸によってコードされる変異ウイルスエンベロープ
タンパク質に、前記化合物の前記タンパク質への結合が可能な条件下で、適切な
濃度の前記化合物を接触させることと;
(B)レポーター分子の前記変異ウイルスエンベロープタンパク質への結合が
可能な条件下で、生じた複合体をレポーター分子に接触させることと;
(C)結合したレポーター分子の量を測定することと;
(D)工程(C)における結合したレポーター分子の量を、前記化合物の不存
在下で測定した量と比較することとを備え、
量の減少が、前記化合物がウイルスによる感染を阻害し得ることの指標となる
ことにより、ある化合物がウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法を
提供する。The present invention provides a method for determining whether a compound can inhibit viral infection, which comprises (A) a mutant viral envelope protein encoded by the recombinant nucleic acid of claim 1 wherein: Contacting an appropriate concentration of the compound under conditions that allow binding to the protein; (B) allowing the resulting complex to bind to the mutant virus envelope protein of the reporter molecule. Contacting with a reporter molecule; (C) measuring the amount of bound reporter molecule; (D) measuring the amount of bound reporter molecule in step (C) in the absence of said compound Comparing, and the decrease in amount is an indicator that the compound can inhibit infection by a virus, so that To provide a method for determining whether or not capable of inhibiting the scan infection.
【0048】
本発明は、ある化合物が、ウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法
であって、
(a)宿主細胞のウイルス受容体又はその分子模倣物に、前記化合物と受容体
又は受容体模倣物の結合が可能な条件下で、適切な濃度の前記化合物を接触させ
ることと;
(b)請求項1の組換え核酸によってコードされる変異ウイルスエンベロープ
タンパク質に、前記化合物の不存在下において前記エンベロープタンパク質と受
容体又は受容体模倣物の結合が可能な条件下で、生じた複合体を接触させること
と;
(c)エンベロープタンパク質の受容体又は受容体模倣物への結合の量を測定
することと;
(d)工程(c)で決定した結合の量を、前記化合物の不存在下で測定した量
と比較することとを備え、
量の減少が、前記化合物がウイルスによる感染を阻害し得ることの指標となる
ことにより、ある化合物がウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法を
提供する。The present invention provides a method for determining whether a compound can inhibit viral infection, comprising: (a) a host cell viral receptor or a molecular mimic thereof, wherein said compound and receptor or receptor Contacting a suitable concentration of said compound under conditions which allow the binding of a mimetic; (b) in the absence of said compound in the mutant viral envelope protein encoded by the recombinant nucleic acid of claim 1. Contacting the resulting complex under conditions that allow the binding of said envelope protein to a receptor or receptor mimic in (c) the amount of binding of the envelope protein to the receptor or receptor mimic Measuring; and (d) comparing the amount of binding determined in step (c) with the amount measured in the absence of said compound, wherein By the indication that may inhibit infection by virus, it provides a method for determining whether a compound is capable of inhibiting viral infection.
【0049】
本発明は、さらに、ある被験者がウイルスの感染性を遮断し得る抗体を産生し
たかどうかを決定する簡易な方法を提供する。The present invention further provides a simple method for determining whether a subject has produced antibodies capable of blocking viral infectivity.
【0050】
本発明は、前記化合物が以前に知られていなかった化合物である上記方法を提
供する。The present invention provides the above method, wherein said compound is a previously unknown compound.
【0051】
本発明は、上記方法によってウイルス感染を阻害し得ることが決定された化合
物を提供する。The present invention provides a compound determined to be capable of inhibiting viral infection by the above method.
【0052】
本発明は、ウイルス感染を阻害し得ることが上記方法によって決定されたウイ
ルス感染を阻害するのに有効な一定量の化合物と薬学的に許容される担体とを含
む薬学的組成物を提供する。ある態様では、前記ウイルス感染はHIV−1感染
である。好ましい態様では、前記ウイルスはHIVである。The present invention provides a pharmaceutical composition comprising an amount of a compound effective to inhibit a viral infection determined by the above method that is capable of inhibiting a viral infection and a pharmaceutically acceptable carrier. provide. In one aspect, the viral infection is an HIV-1 infection. In a preferred embodiment, the virus is HIV.
【0053】
本発明は、対応する野生型タンパク質とは少なくとも1つのアミノ酸が相違し
、野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体に比して増大した
安定性を有し、表面タンパク質と膜貫通タンパク質とを含む複合体を与える変異
ウイルスエンベロープタンパク質であって、前記表面タンパク質と膜貫通タンパ
ク質が異なる核酸によってコードされる変異ウイルスエンベロープタンパク質を
提供する。The present invention differs from the corresponding wild-type protein by at least one amino acid, has increased stability over the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein, and is associated with surface proteins and transmembranes. A mutant virus envelope protein that provides a complex containing a protein, wherein the surface protein and the transmembrane protein are encoded by different nucleic acids.
【0054】
本発明は、ウイルス表面タンパク質と膜貫通タンパク質とを含み、野生型エン
ベロープタンパク質から得られる対応する複合体に比して増大した安定性を有し
、対応する野生型タンパク質の配列とは少なくとも1つのアミノ酸が相違する配
列を有する変異ウイルスエンベロープタンパク質のタンパク分解によって与えら
れる複合体であって、前記表面タンパク質と膜貫通タンパク質とが異なる核酸に
よってコードされる複合体を提供する。The present invention comprises a viral surface protein and a transmembrane protein, has increased stability over the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein, and the sequence of the corresponding wild-type protein is A complex provided by proteolysis of a mutant viral envelope protein having a sequence differing in at least one amino acid, wherein the surface protein and the transmembrane protein are encoded by different nucleic acids.
【0055】
本発明は、上記タンパク質又は上記複合体に結合するが、個別の単量体表面タ
ンパク質又は個別の単量体膜貫通タンパク質とは交叉反応しない抗体を提供する
。本発明はHIV−1ウイルスに結合し得る上記抗体を提供する。The present invention provides an antibody that binds to the above protein or complex but does not cross-react with individual monomeric surface proteins or individual monomeric transmembrane proteins. The present invention provides the above antibody capable of binding to HIV-1 virus.
【0056】[0056]
本発明は、ウイルス表面タンパク質と対応するウイルス膜貫通タンパク質とを
備えたウイルスエンベロープタンパク質をコードする配列を有するヌクレオチド
セグメントを含む単離された核酸であって、前記ウイルスエンベロープタンパク
質が、前記ウイルス表面タンパク質とウイルス膜貫通タンパク質との間で形成さ
れる複合体の安定性を増大させる1以上の突然変異をアミノ酸配列中に含有する
単離された核酸を提供する。The present invention is an isolated nucleic acid comprising a nucleotide segment having a sequence encoding a viral envelope protein comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein the viral envelope protein is the viral surface protein. Provides an isolated nucleic acid containing in the amino acid sequence one or more mutations that increase the stability of the complex formed between and the viral transmembrane protein.
【0057】
本発明は、対応する野生型ウイルスエンベロープタンパク質の配列とは少なく
とも1つのアミノ酸が相違する変異ウイルスエンベロープタンパク質であって、
野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体に比して増大した安
定性を有し、表面タンパク質と膜貫通タンパク質とを備えた複合体を、タンパク
分解によって与える変異ウイルスエンベロープタンパク質をコードする配列を有
するヌクレオチドセグメントを含む単離された核酸を提供する。The present invention provides mutant viral envelope proteins that differ in at least one amino acid from the sequence of the corresponding wild-type viral envelope protein,
A sequence encoding a mutant viral envelope protein, which by proteolysis, provides a complex with a surface protein and a transmembrane protein with increased stability as compared to the corresponding complex obtained from the wild type envelope protein. An isolated nucleic acid comprising a nucleotide segment having is provided.
【0058】
本明細書で使用する「安定性を増大させる」とは、より寿命を長くすること、
すなわち解離しにくくすることを意味する。前記相互作用は、ジスルフィド結合
、塩橋、水素結合、疎水性相互作用、順ファンデルワールス接触、リンカーペプ
チド、又はこれらの組み合わせを導入することによって安定化させ得る。安定化
相互作用は、組換え法によって導入してもよい。これに代えて、又はこれととも
に、前記表面タンパク質と膜貫通エンベロープタンパク質間の相互作用を不安定
化することが知られている条件にウイルスを置いた後、耐性ウイルスを選別する
ような選択法によって、安定化されたウイルスエンベロープタンパク質を得ても
よい。所望の安定性を有するウイルスエンベロープタンパク質が得られるまで、
この工程を1回以上繰り返してもよい。あるいは、原型の野生型ウイルスエンベ
ロープタンパク質で観察された安定性と比べて、表面タンパク質と膜貫通タンパ
ク質との間の相互作用の安定性を増大させる天然に存在する突然変異を有する分
離株をスクリーニングしてもよい。As used herein, “increasing stability” means longer life,
That is, it means that it is difficult to dissociate. The interaction may be stabilized by introducing disulfide bonds, salt bridges, hydrogen bonds, hydrophobic interactions, forward van der Waals contacts, linker peptides, or combinations thereof. The stabilizing interaction may be introduced by recombinant methods. Alternatively, or in addition to this, after placing the virus under conditions known to destabilize the interaction between the surface protein and the transmembrane envelope protein, a selection method such as selecting a resistant virus is used. , A stabilized viral envelope protein may be obtained. Until a viral envelope protein with the desired stability is obtained,
This step may be repeated once or more. Alternatively, one screens for isolates with naturally occurring mutations that increase the stability of the interaction between the surface and transmembrane proteins compared to the stability observed with the original wild-type viral envelope protein. May be.
【0059】
本発明は、十分量のエンドプロテアーゼの不存在下で、前駆体エンベロープタ
ンパク質を発現させることによって、又は更なる突然変異の不存在下で、内タン
パク分解切断部位を変異させることによって(リンカーペプチドの付加等)、表
面及び膜貫通タンパク質を分離させる前駆体エンベロープタンパク質の内タンパ
ク分解性プロセッシングが妨げられる公知のウイルスタンパク質を包含しない。
このような公知のウイルスエンベロープタンパク質では、ウイルス表面及び膜貫
通タンパク質は、共有結合によって物理的に結合されているが、図1に示されて
いるような複合体を形成することは知られていない。The present invention provides for the expression of the precursor envelope protein in the absence of a sufficient amount of endoprotease, or by mutating the endoproteolytic cleavage site in the absence of additional mutations ( It does not include known viral proteins that interfere with endoproteolytic processing of precursor envelope proteins that separate surface and transmembrane proteins).
In such known viral envelope proteins, the viral surface and transmembrane proteins are physically bound by a covalent bond, but it is not known to form a complex as shown in FIG. .
【0060】
上記ウイルスのある態様は、レンチウイルスである。ある態様では、前記ウイ
ルスは、サル免疫不全ウイルスである。上記ウイルスの別の態様は、ヒト免疫不
全ウイルス(HIV)である。前記ウイルスは、HIVの2つの公知種(HIV
−1又はHIV−2)のうち何れであってもよい。HIV−1ウイルスは、公知
の主要なサブタイプ(Clades A、B、C、D、E、F、G、及びH)又
は主要でないサブタイプ(Group O)の何れでもあり得る。HIVのタイ
プ、サブタイプ、又はクラスがさらに発見されれば、本発明に使用してもよい。
ある態様では、前記ヒト免疫不全ウイルスは、一次分離株である。ある態様では
、前記ヒト免疫不全ウイルスはHIV−1JR−FLである。別の態様では、前
記ヒト免疫不全ウイルスはHIV−1DH123である。別の態様では、前記ヒ
ト免疫不全ウイルスはHIV−1Gun−1である。別の態様では、前記ヒト免
疫不全ウイルスはHIV−189.6である。別の態様では、前記ヒト免疫不全
ウイルスはHIV−1HXB2である。One embodiment of the above virus is a lentivirus. In one aspect, the virus is simian immunodeficiency virus. Another aspect of the virus is the human immunodeficiency virus (HIV). Said virus is known as two known species of HIV (HIV
-1 or HIV-2). The HIV-1 virus can be of any of the major known subtypes (Clades A, B, C, D, E, F, G, and H) or minor minor subtypes (Group O). Further discovery of HIV type, subtype, or class may be used in the present invention.
In one aspect, the human immunodeficiency virus is a primary isolate. In one aspect, the human immunodeficiency virus is HIV-1 JR-FL . In another aspect, the human immunodeficiency virus is HIV-1 DH123 . In another aspect, the human immunodeficiency virus is HIV-1 Gun-1 . In another aspect, the human immunodeficiency virus is HIV-1 89.6 . In another aspect, the human immunodeficiency virus is HIV-1 HXB2 .
【0061】
HIV−1JR−FLは、剖検によって採取し、レクチンで活性化された正常
なヒトPBMCとともに培養したAIDS患者の脳組織から初めて単離された株
である(O’Brien et al.,Nature,348:69,199
0)。HIV−1JR−FLは、融合補助受容体としてCCR5を使用し、フィ
トヘマグルチニン(PHA)で刺激されたPBMC及び血液由来のマクロファー
ジ中で複製することができるが、多くの不死化T細胞株の中では効率的に複製し
ないことが知られている。HIV-1 JR-FL is the first strain isolated from brain tissue of an AIDS patient collected by autopsy and cultured with lectin-activated normal human PBMC (O'Brien et al. , Nature, 348: 69, 199.
0). HIV-1 JR-FL can replicate in phytohemagglutinin (PHA) stimulated PBMCs and blood-derived macrophages using CCR5 as a fusion co-receptor, but in many immortalized T cell lines. It is known that they do not replicate efficiently.
【0062】
HIV−1DH123は、AIDS患者の末梢単核細胞(PBMC)から初め
て単離されたウイルスのクローンである(Shibata et al.,J.
Virol 69:4453,1995)。HIV−1DH123は、融合補助
受容体としてCCR5とCXCR4の両者を使用し、PHAで刺激されたPBM
C、血液由来のマクロファージ、及び不死化T細胞株の中で複製し得ることが知
られている。HIV-1 DH123 is the first viral clone isolated from peripheral mononuclear cells (PBMC) of AIDS patients (Shibata et al., J. Chem.
Virol 69: 4453, 1995). HIV-1 DH123 uses both CCR5 and CXCR4 as fusion co -receptors and PHA-stimulated PBM
It is known to be capable of replicating in C, blood-derived macrophages, and immortalized T cell lines.
【0063】
HIV−1Gun−1は、AIDSを有する血友病B患者の末梢血単核細胞か
ら初めて単離されたクローン化ウイルスである(Takeuchi et al
., Jpn J Cancer Res 78:11 1987)。HIV−
1Gun−1は、融合補助受容体としてCCR5とCXCR4の両者を使用し、
PHAで刺激されたPBMC、血液由来のマクロファージ、及び不死化T細胞株
の中で複製し得ることが知られている。HIV-1 Gun-1 is the first cloned virus isolated from peripheral blood mononuclear cells of hemophilia B patients with AIDS (Takeuchi et al.
. , Jpn J Cancer Res 78:11 1987). HIV-
1 Gun-1 uses both CCR5 and CXCR4 as fusion co- receptors,
It is known to be able to replicate in PHA-stimulated PBMCs, blood-derived macrophages, and immortalized T cell lines.
【0064】
HIV−189.6は、AIDS患者から初めて単離されたクローン化ウイル
スである(Collman et al, J. Virol. 66: 75
17, 1992)。HIV−189.6は、融合補助受容体としてCCR5と
CXCR4の両者を使用し、PHAで刺激されたPBMC、血液由来のマクロフ
ァージ、及び不死化T細胞株の中で複製し得ることが知られている。HIV-1 89.6 is the first cloned virus to be isolated from AIDS patients (Collman et al, J. Virol. 66:75).
17, 1992). It is known that HIV-1 89.6 uses both CCR5 and CXCR4 as fusion co -receptors and can replicate in PHA-stimulated PBMCs, blood-derived macrophages, and immortalized T cell lines. ing.
【0065】
HIV−1HXB2は、融合補助受容体としてCXCR4を使用し、PHAで
刺激されたPBMCと不死化T細胞株の中で複製することができるが、血液由来
のマクロファージの中では複製できないことが知られているTCLAウイルスで
ある。HIV-1 HXB2 can replicate in PHA-stimulated PBMCs and immortalized T cell lines, but not in blood-derived macrophages, using CXCR4 as a fusion coreceptor. It is a known TCLA virus.
【0066】
上記の株は、本発明の変異ウイルスエンベロープタンパク質を作成するために
使用されるが、当業者には周知であるように、それらの代わりに、他のHIV−
1株で代替することもできる。The above strains are used to make the mutant viral envelope proteins of the present invention, but instead of them, as is well known to those skilled in the art, other HIV-
It is also possible to substitute one strain.
【0067】
上記ウイルス表面タンパク質のある態様は、gp120、又は野生型gp12
0に比して改変された免疫原性を有するgp120の被修飾型である。ある態様
では、前記被修飾gp120分子は、野生型gp120に存在する1以上の可変
ループが存在しないことを特徴とする。ある態様では、前記可変ループは、V1
、V2、又はV3を含む。ある態様では、前記被修飾gp120分子は、野生型
gp120には存在しない標準グリコシル化部位が1以上存在しないこと、又は
存在することを特徴とする。ある態様では、1以上の標準グリコシル化部位は、
gp120分子のV1V2領域には存在しない。Some embodiments of the above viral surface proteins include gp120, or wild type gp12.
It is a modified version of gp120 with altered immunogenicity compared to 0. In one aspect, the modified gp120 molecule is characterized by the absence of one or more variable loops present in wild-type gp120. In one aspect, the variable loop is V1.
, V2, or V3. In one aspect, the modified gp120 molecule is characterized by the absence or presence of one or more canonical glycosylation sites not present in wild-type gp120. In some embodiments, one or more canonical glycosylation sites are
It is not present in the V1V2 region of the gp120 molecule.
【0068】
ある態様では、前記膜貫通タンパク質はgp41、又は野生型gp41に比し
て改変された免疫原性を有するgp41の被修飾型である。ある態様では、前記
膜貫通タンパク質は完全長のgp41である。別の態様では、前記膜貫通タンパ
ク質は、gp41の外部ドメインと膜固着配列を含有するが、gp41の細胞質
配列の一部又は全部を欠いている。ある態様では、前記膜貫通タンパク質はgp
41外部ドメインである。ある態様では、前記膜貫通タンパク質は、1以上の標
準グリコシル化部位の欠失又は挿入によって修飾される。In one aspect, the transmembrane protein is gp41, or a modified form of gp41 having altered immunogenicity relative to wild-type gp41. In one aspect, the transmembrane protein is full length gp41. In another aspect, the transmembrane protein contains an ectodomain of gp41 and a membrane anchoring sequence, but lacks some or all of the cytoplasmic sequence of gp41. In one aspect, the transmembrane protein is gp
41 External domain. In one aspect, the transmembrane protein is modified by the deletion or insertion of one or more canonical glycosylation sites.
【0069】
上記ウイルス表面タンパク質のある態様は、gp120又はその誘導体である
。ある態様では、gp120分子は、1以上の可変ループ配列の欠失又は末端切
断によって修飾されている。前記可変ループ配列には、V1、V2、V3、又は
それらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。別の態様では、前記
gp120分子は、1以上の標準グリコシル化部位の欠失又は挿入によって修飾
される。標準グリコシル化部位が欠失されるgp120の領域には、gp120
分子のV1V2領域が含まれるが、これに限定されない。One embodiment of the above virus surface protein is gp120 or a derivative thereof. In some embodiments, the gp120 molecule is modified by the deletion or truncation of one or more variable loop sequences. The variable loop sequences include, but are not limited to, V1, V2, V3, or combinations thereof. In another aspect, the gp120 molecule is modified by the deletion or insertion of one or more standard glycosylation sites. In the region of gp120 where the canonical glycosylation site is deleted, gp120
Includes, but is not limited to, the V1V2 region of the molecule.
【0070】
HIV−1JR−FLのV1、V2、及びV3可変ループ配列は、図10に示
されている。これらの可変ループ中のアミノ酸配列は、他のHIV分離株では異
なっているものと思われるが、gp120エンベロープ糖タンパク質の相同な領
域中に位置するであろう。The V1, V2, and V3 variable loop sequences of HIV-1 JR-FL are shown in FIG. The amino acid sequences in these variable loops, although likely different in other HIV isolates, will be located in the homologous region of the gp120 envelope glycoprotein.
【0071】
本明細書で使用する「標準グリコシル化部位(canonical glyc
osylation site)」には、炭水化物のN結合部位を与えるAsn
−X−Ser、又はAsn−X−Thrというアミノ酸の配列が含まれるが、こ
れらに限定されない。さらに、このような配列中には存在しない、O結合を介し
て炭水化物を連結することができるSer又はThr残基も「標準グリコシル化
部位」である。後者の「標準グリコシル化部位」では、Ser及びThr残基を
、セリン又はトレオニン以外のアミノ酸に変異することによって、O結合型グリ
コシル化部位が除去されるであろう。As used herein, “standard canonical glycosylation sites (canonical glyc
"Assylation site)" refers to the Asn that provides the N-binding site for the
-X-Ser, or Asn-X-Thr amino acid sequences are included, but are not limited to. Furthermore, Ser or Thr residues capable of linking carbohydrates via O-bonds that are not present in such sequences are also “standard glycosylation sites”. In the latter "canonical glycosylation site," the O-linked glycosylation site will be removed by mutating the Ser and Thr residues to amino acids other than serine or threonine.
【0072】
gp41に関して使用する「誘導体」には、gp41外部ドメイン、1以上の
グリコシル化部位の欠失又は挿入によって修飾されたgp41、周知の主要抗原
エピトープ(immuodominant epitope)を除去し、又はマ
スクするように修飾されたgp41、gp41融合タンパク質、及びアフィニテ
ィーリガンド又は他の検出可能なマーカーで標識されたgp41が含まれるが、
これらに限定されない。“Derivatives” as used with respect to gp41 removes or masks the gp41 ectodomain, gp41 modified by the deletion or insertion of one or more glycosylation sites, the well known major antigen epitopes. Modified gp41, gp41 fusion proteins, and gp41 labeled with an affinity ligand or other detectable marker,
It is not limited to these.
【0073】
本明細書で使用する「外部ドメイン」とは、膜貫通領域と細胞質領域を除いた
細胞外領域又はその一部を意味する。As used herein, the “ectodomain” means the extracellular region or a part thereof excluding the transmembrane region and the cytoplasmic region.
【0074】
ある態様では、変異ウイルスエンベロープタンパク質の安定化は、表面タンパ
ク質と膜貫通タンパク質の間に1以上のシステイン−システイン結合を導入する
ことによって達成される。In some embodiments, stabilization of the mutant viral envelope protein is achieved by introducing one or more cysteine-cysteine bonds between the surface protein and the transmembrane protein.
【0075】
ある態様では、導入したシステインの5オングストローム以内の原子に隣接し
、又は原子を含有する1以上のアミノ酸が、非システイン残基に変異される。In some embodiments, one or more amino acids adjacent to or containing atoms within 5 Å of the introduced cysteine are mutated to non-cysteine residues.
【0076】
本明細書において使用する「隣接する」とは、タンパク質の一次配列の直前又
は直後を意味する。As used herein, “adjacent” means immediately before or after the primary sequence of a protein.
【0077】
本明細書において使用する「変異した」とは、野生型とは異なることを意味す
る。As used herein, “mutated” means different from wild type.
【0078】
本明細書において使用する「非システイン残基」とは、システイン以外のアミ
ノ酸を意味する。As used herein, “non-cysteine residue” means an amino acid other than cysteine.
【0079】
ある態様では、gp120又は修飾型gp120中に存在する1以上のシステ
インは、gp41又は修飾型gp41中の1以上のシステインにジスルフィド結
合されている。In some embodiments, one or more cysteines present in gp120 or modified gp120 are disulfide linked to one or more cysteines in gp41 or modified gp41.
【0080】
ある態様では、gp120又は修飾型gp120のC5領域中のシステインは
、gp41又は修飾型の外部ドメイン中のシステインにジスルフィド結合されて
いる。ある態様では、gp120又は修飾型gp120中のA492C突然変異
によって導入されたシステインとgp41又は修飾型gp41中のT596C突
然変異によって導入されたシステインとの間で、ジスルフィド結合が形成される
。In some embodiments, the cysteine in the C5 region of gp120 or modified gp120 is disulfide linked to a cysteine in gp41 or the modified ectodomain. In some embodiments, a disulfide bond is formed between the cysteine introduced by the A492C mutation in gp120 or modified gp120 and the cysteine introduced by the T596C mutation in gp41 or modified gp41.
【0081】
本明細書で使用する「C5領域」とは、gp120糖タンパク質中に存在する
第5の保存されたアミノ酸配列を意味する。C5領域は、カルボキシ末端アミノ
酸を含む。HIV−1JR−FLgp120では、未修飾のC5領域は、アミノ
酸GGGDMRDNWRSELYKYKVVKIEPLGVAPTKAKRRV
VQREからなる。図3Aに示されている配列のアミノ酸残基462−500は
、該配列を有する。他のHIV分離株では、C5領域は、同じような長さのアミ
ノ酸の相同なカルボキシ末端配列を含むであろう。By “C5 region” as used herein is meant the fifth conserved amino acid sequence present in the gp120 glycoprotein. The C5 region contains the carboxy terminal amino acid. In HIV-1 JR-FL gp120, the unmodified C5 region contains the amino acids GGGDMRDNWRSELYKYKVVKIEPLGVAPTKAKRRV.
It consists of VQRE. Amino acid residues 462-500 of the sequence shown in Figure 3A have that sequence. In other HIV isolates, the C5 region will contain a homologous carboxy-terminal sequence of amino acids of similar length.
【0082】
本明細書で使用する「A492C突然変異」は、HIV−1JR−FLgp1
20のアミノ酸492のアラニンからシステインへの点変異を意味する。HIV
の配列は可変的であるため、該アミノ酸は、他の全てのHIV分離株で492位
に存在するとは限らないであろう。例えば、HIV−1NL4−3では、対応す
るアミノ酸はA499である(Genbank受付番号AAA44992)。こ
れは、アラニン又はシステイン以外の相同なアミノ酸であるかもしれない。本発
明は、このようなアミノ酸のシステイン突然変異を包含するが、当業者であれば
、このようなアミノ酸を他のHIV分離株中に容易に同定することができる。As used herein, “A492C mutation” is HIV-1 JR-FL gp1.
It means a point mutation of 20 amino acids 492 from alanine to cysteine. HIV
The sequence is variable, so the amino acid may not be present at position 492 in all other HIV isolates. For example, the HIV-1 NL4-3, the corresponding amino acid is A499 (Genbank Accession Number AAA44992). It may be a homologous amino acid other than alanine or cysteine. The present invention encompasses cysteine mutations of such amino acids, but one of ordinary skill in the art can readily identify such amino acids in other HIV isolates.
【0083】
本明細書で使用する「T596C突然変異」とは、HIV−1JR−FLgp
41のアミノ酸596のトレオニンからシステインへの点変異を意味する。As used herein, the “T596C mutation” refers to HIV-1 JR-FL gp.
It means a point mutation of 41 amino acids 596 from threonine to cysteine.
【0084】
HIVの配列は可変的であるため、該アミノ酸は、他の全てのHIV分離株で
596位に存在するとは限らないであろう。例えば、HIV−1NL4−3では
、対応するアミノ酸はT603である(Genbank受付番号AAA4499
2)。これは、トレオニン又はシステイン以外の相同なアミノ酸であるかもしれ
ない。本発明は、このようなアミノ酸のシステイン突然変異を包含するが、当業
者であれば、このようなアミノ酸を他のHIV分離株中に容易に同定することが
できる。Due to the variable sequence of HIV, the amino acid may not be present at position 596 in all other HIV isolates. For example, in HIV-1 NL4-3 , the corresponding amino acid is T603 (Genbank accession number AAA4499).
2). It may be a homologous amino acid other than threonine or cysteine. The present invention encompasses cysteine mutations of such amino acids, but one of ordinary skill in the art can readily identify such amino acids in other HIV isolates.
【0085】
別の態様では、gp120のC1領域中のシステインが、gp41の外部ドメ
イン中のシステインにジスルフィド結合される。In another aspect, a cysteine in the C1 region of gp120 is disulfide linked to a cysteine in the ectodomain of gp41.
【0086】
本明細書で使用する「C1領域」とは、成熟gp120糖タンパク質中に存在
する第1の保存されたアミノ酸配列を意味する。C1領域は、アミノ末端のアミ
ノ酸を含む。HIV−1JR−FLでは、C1領域は、アミノ酸VEKLWVT
VYYGVPVWKEATTTLFCASDAKAYDTEVHNVWATHA
CVPTDPNPQEVVLENVTEHFNMWKNNMVEQMQEDII
SLWDQSLKPCVKLTPLCVTLNからなる。図3Aに示された配列
のアミノ酸残基30〜130は該配列を有する。他のHIV分離株では、C1領
域は、同じような長さのアミノ酸の相同なアミノ末端配列を含むであろう。W4
4C及びP600C突然変異は、A492及びT596突然変異について前に定
義したとおりである。HIVの配列は可変的であるため、W44とP600は、
他の全てのHIV分離株で44及び600位に存在するとは限らないであろう。
他のHIV分離株では、トリプトファン及びプロリンの代わりに、相同なシステ
イン以外のアミノ酸が存在するかもしれない。本発明は、このようなアミノ酸の
システイン突然変異を包含するが、当業者であれば、このようなアミノ酸を他の
HIV分離株中に容易に同定することができる。By “C1 region” as used herein is meant the first conserved amino acid sequence present in the mature gp120 glycoprotein. The C1 region contains the amino terminal amino acid. In HIV-1 JR-FL , the C1 region contains the amino acids VEKLWVT.
VYYGVPVWKEATTTTLFCASDAKAYDTEVHNVWATHA
CVPTDPNPQEVVLENVTEHFNMWKNNMVEQMQEDII
It consists of SLWDQSLKPCVKLTPLCVTLN. Amino acid residues 30-130 of the sequence shown in Figure 3A have that sequence. In other HIV isolates, the C1 region will contain a homologous amino terminal sequence of similar length amino acids. W4
The 4C and P600C mutations are as previously defined for the A492 and T596 mutations. Since the sequence of HIV is variable, W44 and P600
It may not be present at positions 44 and 600 in all other HIV isolates.
In other HIV isolates, homologous amino acids other than cysteine may be present instead of tryptophan and proline. The present invention encompasses cysteine mutations of such amino acids, but one of ordinary skill in the art can readily identify such amino acids in other HIV isolates.
【0087】
上記単離された核酸には、cDNA、ゲノムDNA、及びRNAが含まれるが
、これらに限定されない。The isolated nucleic acids include, but are not limited to, cDNA, genomic DNA, and RNA.
【0088】
当業者であれば、ウイルスの表面タンパク質と膜貫通タンパク質間の相互作用
が安定化された変異ウイルスエンベロープタンパク質をコードする核酸の作り方
を了知しているであろう。さらに、当業者であれば、本明細書では、変異ウイル
スエンベロープタンパク質をコードする組換え核酸分子に関して記述されている
ように、これらによってコードされるタンパク質を得るためにこれらの組換え核
酸分子を使用する方法、並びにこれらを用いた治療及び予防法を実施する方法を
了知しているであろう。Those skilled in the art will know how to make nucleic acids encoding mutant viral envelope proteins in which the interaction between the viral surface protein and the transmembrane protein is stabilized. Furthermore, one of skill in the art will use these recombinant nucleic acid molecules to obtain the proteins encoded by them, as described herein for the recombinant nucleic acid molecules encoding the mutant viral envelope proteins. One will be aware of methods of doing so, and methods of carrying out treatments and prophylaxis methods using them.
【0089】
本発明は、上記核酸を含む複製可能なベクターを提供する。本発明は、上記核
酸分子を含有するプラスミド、コスミド、λファージ、又はYACも提供する。
ある態様では、前記プラスミドはPPI4と表記される。本発明は、PPI4プ
ラスミドに限定されるものではなく、当業者に公知の他のプラスミドも含まれ得
る。The present invention provides a replicable vector containing the above nucleic acid. The present invention also provides a plasmid, cosmid, λ phage, or YAC containing the above nucleic acid molecule.
In one aspect, the plasmid is designated PPI4. The present invention is not limited to PPI4 plasmids, but may include other plasmids known to those of skill in the art.
【0090】
本発明では、変異糖タンパク質を発現するための多数のベクター系を使用し得
る。例えば、あるクラスのベクターは、ウシパピローマウイルス、ポリオーマウ
イルス、アデノウイルス、ワクシニアウイルス、バキュロウイルス、レトロウイ
ルス(RSV、MMTV、又はMoMLV)、セムリキ森林ウイルス、又はSV
40ウイルスのような動物ウイルスに由来するDNA要素を使用する。さらに、
トランスフェクトされた宿主細胞の選別を可能とする1以上のマーカーを導入す
ることによって、それらの染色体中にDNAが安定に組み込まれた細胞を選択し
てもよい。前記マーカーは、例えば、栄養要求性の宿主に原栄養性を与え、殺生
物耐性(例えば、抗生物質)、又は銅などの重金属に対する耐性を与え得る。選
択可能なマーカー遺伝子は、発現すべきDNA配列に直接連結されるか、又は同
時形質転換によって同一の細胞中に導入することができる。mRNAの至適合成
のためには、さらなる要素も必要であるかもしれない。これらの要素には、転写
プロモーター、エンハンサー、及び終結シグナルの他、スプライスシグナルが含
まれ得る。このような要素を取り込んだcDNA発現ベクターには、(Okay
ama and Berg, Mol Cell Biol 3:280, 1
983)に記載されているものが含まれる。In the present invention, a number of vector systems for expressing mutant glycoproteins may be used. For example, one class of vectors is bovine papillomavirus, polyomavirus, adenovirus, vaccinia virus, baculovirus, retrovirus (RSV, MMTV, or MoMLV), semliki forest virus, or SV.
A DNA element derived from an animal virus such as 40 virus is used. further,
Cells that have stably integrated DNA in their chromosomes may be selected by introducing one or more markers that allow for selection of transfected host cells. The marker may, for example, confer prototrophy to an auxotrophic host, confer biocide resistance (eg, antibiotics), or resistance to heavy metals such as copper. The selectable marker gene can either be directly linked to the DNA sequence to be expressed, or introduced into the same cell by cotransformation. Additional elements may also be required for optimal synthesis of mRNA. These elements can include splice signals as well as transcription promoters, enhancers, and termination signals. CDNA expression vectors incorporating such elements include (Okay
ama and Berg, Mol Cell Biol 3: 280, 1.
983).
【0091】
本発明で使用されるベクターは、培養真核細胞中で高レベルの変異ウイルスエ
ンベロープタンパク質を発現し、且つこれらのタンパク質を培地中に効率的に分
泌するようにデザインされている。変異エンベロープ糖タンパク質の培地中への
誘導化は、変異エンベロープ糖タンパク質の成熟N末端に、組織プラスミノーゲ
ン活性化因子(tPA)のゲノムオープンリーディングフレーム由来のシグナル
配列のような適切なシグナル配列をインフレームに融合することを伴う。The vectors used in the present invention are designed to express high levels of mutant viral envelope proteins in cultured eukaryotic cells and to efficiently secrete these proteins into the medium. Derivatization of the mutant envelope glycoprotein into the medium is carried out by adding an appropriate signal sequence to the mature N-terminus of the mutant envelope glycoprotein, such as the signal sequence from the tissue plasminogen activator (tPA) genomic open reading frame. It involves merging in-frame.
【0092】
変異エンベロープタンパク質は、a)変異エンベロープ糖タンパク質産生用の
発現ベクターを哺乳類細胞にトランスフェクトすること;b)変異エンベロープ
タンパク質が産生されるような条件下で、得られた被トランスフェクト哺乳類細
胞を培養すること;c)このようにして産生された変異エンベロープタンパク質
を回収することによって得ることができる。The mutant envelope protein is a) transfecting a mammalian cell with an expression vector for producing the mutant envelope glycoprotein; b) the transfected mammal obtained under conditions such that the mutant envelope protein is produced. Culturing the cells; c) can be obtained by recovering the mutant envelope protein thus produced.
【0093】
発現のために、該構築物を含有する発現ベクター又はDNA配列が調製された
ら、適切な哺乳類細胞宿主の中に発現ベクターをトランスフェクト又は導入し得
る。これを達成するために、例えば、プロトプラスト融合、リン酸カルシウム沈
殿、電気穿孔、レトロウイルス形質導入、又はその他の慣用手法のような様々な
手法を使用し得る。プロトプラスト融合の場合には、細胞を培地中で増殖させ、
適切な活性を有するものをスクリーニングする。変異エンベロープタンパク質を
コードする遺伝子を発現させることにより、変異タンパク質が産生される。Once the expression vector or DNA sequence containing the construct has been prepared for expression, the expression vector can be transfected or introduced into a suitable mammalian cell host. Various techniques may be used to achieve this, such as, for example, protoplast fusion, calcium phosphate precipitation, electroporation, retroviral transduction, or other conventional techniques. In the case of protoplast fusion, cells are grown in medium,
Screen for those with the appropriate activity. A mutant protein is produced by expressing a gene encoding a mutant envelope protein.
【0094】
得られた被トランスフェクト細胞を培養し、このようにして産生された変異エ
ンベロープタンパク質を回収するための方法及び条件は、当業者に周知であり、
使用すべき特定の発現ベクター及び哺乳類宿主細胞に応じて、変化し、又は最適
化され得る。Methods and conditions for culturing the resulting transfected cells and recovering the mutant envelope protein thus produced are well known to those skilled in the art,
It may be varied or optimized depending on the particular expression vector and mammalian host cell to be used.
【0095】
特許請求の範囲に記載された本発明において、本発明の変異エンベロープタン
パク質を発現するための好ましい宿主細胞は、哺乳類細胞株である。哺乳類細胞
株には、例えば、SV40で形質転換されたサル腎臓CV1株(COS−7)、
ヒト胚性腎臓株293、新生児ハムスター腎臓細胞(BHK)、チャイニーズハ
ムスター卵巣細胞−DHFR+(CHO)、チャイニーズハムスター卵巣細胞−
DHFR−(DXB11)、サル腎臓細胞(CV1)、アフリカミドリザル腎臓
細胞(VERO−76)、子宮頸癌(HELA)、イヌ腎臓細胞(MDCK)、
ヒト肺細胞(W138)、ヒト肝臓細胞(HepG2)、マウス乳癌(MMT0
60562)、マウス細胞株(C127)、及びミエローマ細胞株が含まれる。In the claimed invention, the preferred host cells for expressing the mutant envelope proteins of the invention are mammalian cell lines. Mammalian cell lines include, for example, monkey kidney CV1 strain (COS-7) transformed with SV40,
Human embryonic kidney line 293, newborn hamster kidney cells (BHK), Chinese hamster ovary cells-DHFR + (CHO), Chinese hamster ovary cells-
DHFR − (DXB11), monkey kidney cells (CV1), African green monkey kidney cells (VERO-76), cervical cancer (HELA), dog kidney cells (MDCK),
Human lung cells (W138), human liver cells (HepG2), mouse breast cancer (MMT0
60562), mouse cell line (C127), and myeloma cell line.
【0096】
非哺乳類ベクター/細胞株の組み合わせを用いた他の真核発現系を用いて、変
異エンベロープタンパク質を産生することができる。これらには、バキュロウイ
ルスベクター/昆虫細胞発現系、及び酵母シャトルベクター/酵母細胞発現系が
含まれるが、これらに限定されない。Other eukaryotic expression systems using non-mammalian vector / cell line combinations can be used to produce mutant envelope proteins. These include, but are not limited to, baculovirus vector / insect cell expression system and yeast shuttle vector / yeast cell expression system.
【0097】
培地から変異エンベロープタンパク質を精製する方法及び条件が、本発明に記
載されているが、当業者に周知であるように、これらの操作は、改変し、又は最
適化することができることを認識しなければならない。Although methods and conditions for purifying mutant envelope proteins from culture media have been described in the present invention, these procedures can be modified or optimized, as is well known to those of skill in the art. Must be recognized.
【0098】
本発明は、上記ベクターを含有する宿主細胞を提供する。ある態様では、前記
細胞は真核細胞である。別の態様では、前記細胞は細菌細胞である。The present invention provides a host cell containing the above vector. In one aspect, the cells are eukaryotic cells. In another aspect, the cells are bacterial cells.
【0099】
本発明は、上記単離された核酸を含むワクチンを提供する。ある態様では、前
記ワクチンは、治療的有効量の前記核酸を含む。別の態様では、前記ワクチンは
、上記核酸によってコードされる治療的有効量の前記タンパク質を含む。別の態
様では、前記ワクチンは、組換え核酸分子と変異ウイルスエンベロープタンパク
質の組み合わせを含む。The present invention provides a vaccine comprising the above isolated nucleic acid. In one aspect, the vaccine comprises a therapeutically effective amount of the nucleic acid. In another aspect, the vaccine comprises a therapeutically effective amount of the protein encoded by the nucleic acid. In another aspect, the vaccine comprises a combination of a recombinant nucleic acid molecule and a mutant viral envelope protein.
【0100】
タンパク質及び/又は核酸ワクチンの免疫原性を増大させるために、数多くの
アジュバントが開発されている。本明細書で使用する、タンパク質を基礎とした
ワクチンとともに使用するのに適したアジュバントには、ミョウバン、フロイン
トの不完全アジュバント(FIA)、サポニン、QuilA、QS21、Rib
i Detox、Monophosphoryl lipid A(MPL)、
及びL−121(Pluronic;Syntex SAF)のような非イオン
性ブロック共重合体が含まれるが、これらに限定されない。好ましい態様では、
前記アジュバントはミョウバン、とりわけ、揺変性の、粘度の高い、均一な水酸
化アルミニウムゲルの形態のミョウバンである。本発明のワクチンは、水中油エ
マルジョンとして投与し得る。アジュバントを抗原と混合する方法は、当業者に
周知である。Numerous adjuvants have been developed to increase the immunogenicity of protein and / or nucleic acid vaccines. As used herein, suitable adjuvants for use with protein-based vaccines include alum, Freund's incomplete adjuvant (FIA), saponin, QuilA, QS21, Rib.
i Detox, Monophosphoryl lipid A (MPL),
And non-ionic block copolymers such as L-121 (Pluronic; Syntex SAF). In a preferred embodiment,
Said adjuvant is alum, especially alum in the form of a thixotropic, viscous, homogeneous aluminum hydroxide gel. The vaccine of the present invention may be administered as an oil-in-water emulsion. Methods of mixing an adjuvant with an antigen are well known to those of skill in the art.
【0101】
前記アジュバントは、粒状形態であり得る。前記抗原は、ポリラクチド−コ−
グリコリド(PLG)又は類似のポリマー物質から構成される生分解性粒子中に
取り込ませ得る。このような生分解性粒子は、免疫原を徐放せしめることにより
、免疫原に対する長期の免疫応答を刺激することが知られている。他の粒状アジ
ュバントには、免疫刺激複合体(ISCOMs)として知られるQuil A、
及びコレステロール、及びアルミニウム又は酸化鉄のミセル状混合物が含まれる
が、これに限定されない。抗原と粒状アジュバントを混合する方法は、当業者に
周知である。タンパク質を基礎とした免疫原を処方し、ISCOM及びミクロン
サイズのポリマー性または金属酸化物粒子のような適切なアジュバントとともに
投与すると、細胞傷害性Tリンパ球及び他の細胞性免疫反応が惹起されることも
当業者に公知である。The adjuvant may be in particulate form. The antigen is polylactide-co-
It can be incorporated into biodegradable particles composed of glycolide (PLG) or similar polymeric materials. It is known that such biodegradable particles stimulate the long-term immune response to the immunogen by gradually releasing the immunogen. Other particulate adjuvants include Quil A, known as immunostimulatory complexes (ISCOMs),
And cholesterol, and micellar mixtures of aluminum or iron oxide, but are not limited thereto. Methods of mixing an antigen with a particulate adjuvant are well known to those of skill in the art. Formulation of protein-based immunogens and administration with appropriate adjuvants such as ISCOMs and micron-sized polymeric or metal oxide particles elicit cytotoxic T lymphocytes and other cellular immune responses It is also known to those skilled in the art.
【0102】
本発明で使用する核酸を基礎としたワクチンに適したアジュバントには、Qu
il A、精製されたタンパク質又は核酸の形態で与えられるIL−12、モチ
ーフを含有するCpGのような短い細菌の免疫刺激性ヌクレオチド配列、精製さ
れたタンパク質又は核酸の形態で与えられるIL−2/Ig融合タンパク質、M
F59のような水中油マイクロエマルジョン、ポリマー性微粒子、陽イオンリポ
ソーム、モノホスホリルリピドA(MPL)、Ubenimexのような免疫調
節剤、及び大腸菌の熱不安定性毒素、及びビブリオ由来のコレラ毒素のような遺
伝子工学によって無毒化された毒素が含まれるが、これらに限定されない。この
ようなアジュバント、及びアジュバントを抗原と混合する方法は、当業者に周知
である。Suitable adjuvants for the nucleic acid-based vaccines used in the present invention include Qu
il A, IL-12 provided in the form of purified protein or nucleic acid, short bacterial immunostimulatory nucleotide sequences such as CpG containing a motif, IL-2 / provided in the form of purified protein or nucleic acid Ig fusion protein, M
Oil-in-water microemulsions such as F59, polymeric microparticles, cationic liposomes, monophosphoryl lipid A (MPL), immunomodulators such as Ubenimex, and heat labile toxins of E. coli, and cholera toxin from Vibrio. It includes, but is not limited to, toxins that have been detoxified by genetic engineering. Such adjuvants and methods of mixing adjuvants with antigens are well known to those of skill in the art.
【0103】
「治療的有効量」の変異エンベロープタンパク質は、当業者に公知の方法に従
って決定し得る。A “therapeutically effective amount” of mutant envelope protein can be determined according to methods known to those of skill in the art.
【0104】
本明細書で使用する「治療的有効量」とは、ウイルス疾患の進行を遅らせ、停
止させ、又は逆行させるのに十分な用量及び投与スケジュールを意味する。好ま
しい態様では、前記ウイルスはHIVである。As used herein, “therapeutically effective amount” means a dose and dosing schedule sufficient to delay, halt, or reverse the progression of viral disease. In a preferred embodiment, the virus is HIV.
【0105】
本発明は、上記のワクチン又はそれらの組み合わせを用いて、ウイルスに感染
した患者を免疫することにより、前記患者を治療することを備えたウイルス疾患
を治療する方法を提供する。The present invention provides a method of treating a viral disease, comprising treating said patient by immunizing a patient infected with the virus using the above vaccine or a combination thereof.
【0106】
本明細書で使用する「治療する」とは、ウイルス疾患の進行を遅らせ、停止さ
せ、又は逆行させることの何れかを意味する。好ましい態様では、「治療する」
とは、疾患が消失する時点まで進行を逆行させることを意味する。本明細書で使
用する「治療する」とは、ウイルス感染症の数の減少、感染性ウイルス粒子の数
の減少、ウイルスに感染した細胞数の減少、又はウイルスに伴う症候の改善も意
味する。As used herein, “treating” means either slowing, stopping, or reversing the progression of a viral disease. In a preferred embodiment, "treat"
By means to reverse the progression until the time the disease disappears. As used herein, "treating" also means reducing the number of viral infections, reducing the number of infectious viral particles, reducing the number of cells infected with the virus, or ameliorating the symptoms associated with the virus.
【0107】
本明細書で使用する「免疫する」とは、患者にワクチンを一次投与し、適切な
時間を置いた後、ワクチンを1回以上引き続き投与して、前記患者にワクチンに
対する免疫応答を生じせしめることを意味する。ワクチンの投与間の適切な期間
は、当業者によって容易に決定することができ、通常、数週間から月単位である
。As used herein, “immunize” means that a patient is given a primary dose of a vaccine, followed by an appropriate period of time, followed by one or more subsequent doses of a vaccine to provide the subject with an immune response to the vaccine. It means to cause it. The appropriate period between administrations of vaccines can be readily determined by one of ordinary skill in the art and is usually weeks to months.
【0108】
ワクチンの性質及び患者の大きさに応じて、ワクチンの用量は、約1μg〜約
10mgの範囲であり得る。好ましい態様では、前記用量は約300μgである
。Depending on the nature of the vaccine and the size of the patient, the dose of vaccine may range from about 1 μg to about 10 mg. In a preferred embodiment, the dose is about 300 μg.
【0109】
本明細書で使用する「ウイルスに感染した」とは、例えば、標的細胞の膜がウ
イルス又は感染細胞と融合することによって、ウイルスの遺伝情報が標的細胞中
に導入されることを意味する。標的は、患者の身体の細胞であり得る。好ましい
態様では、標的細胞は、ヒトの患者から得た身体の細胞である。As used herein, “virally infected” means that the genetic information of the virus is introduced into the target cell, for example by fusing the membrane of the target cell with the virus or infected cell. To do. The target can be a cell of the patient's body. In a preferred embodiment, the target cells are bodily cells obtained from a human patient.
【0110】
本明細書で使用する「患者」とは、ウイルスに感染し得る任意の動物又は人工
的に改変された動物を意味する。人工的に改変された動物には、ヒト免疫系を有
するSCIDマウスが含まれるが、これに限定されない。前記動物には、マウス
、ラット、イヌ、モルモット、フェレット、ウサギ、及び霊長類が含まれるが、
これらに限定されない。好ましい態様では、前記患者はヒトである。As used herein, “patient” means any animal or artificially modified animal that can be infected with the virus. Artificially modified animals include, but are not limited to, SCID mice with the human immune system. The animals include mice, rats, dogs, guinea pigs, ferrets, rabbits, and primates,
It is not limited to these. In a preferred aspect, the patient is a human.
【0111】 本発明は、予防的有効量の上記単離された核酸を含むワクチンを提供する。[0111] The invention provides a vaccine comprising a prophylactically effective amount of the above isolated nucleic acid.
【0112】
本発明は、上記単離された核酸によってコードされる予防的有効量の前記タン
パク質を含むワクチンを提供する。The present invention provides a vaccine comprising a prophylactically effective amount of the protein encoded by the above isolated nucleic acid.
【0113】 予防的有効量のワクチンは、当業者に周知の方法に従って決定し得る。[0113] A prophylactically effective amount of the vaccine can be determined according to methods well known to those skilled in the art.
【0114】
本明細書で使用する「予防的有効量」とは、患者が感染する可能性を減少させ
るのに十分な、又は現に感染した状態になっている患者の病気の重度を軽減させ
るのに十分な用量及び投与スケジュールを指す。As used herein, a "prophylactically effective amount" is sufficient to reduce the likelihood of infection of a patient, or to reduce the severity of an illness in a patient who is currently infected. Sufficient dose and dosing schedule.
【0115】
本発明は、対象がウイルスに感染する可能性を減少させる方法であって、上記
ワクチン又はそれらの組み合わせを投与することにより、前記対象がウイルスに
感染する可能性を減少させることを備えた方法を提供する。The present invention comprises a method of reducing the likelihood of a subject being infected with a virus, comprising administering said vaccine or a combination thereof to reduce the subject's likelihood of becoming infected with the virus. Provide a method.
【0116】
本明細書で使用する「ウイルスに感染した対象」とは、対象自身の細胞がウイ
ルスによって侵入されることを意味する。As used herein, “subject infected with a virus” means that the subject's own cells are invaded by the virus.
【0117】
本明細書で使用する「対象がウイルスに感染する可能性を減少させる」とは、
対象がウイルスに感染する可能性が少なくとも2倍減少することを意味する。例
えば、対象がウイルスと感染する機会が1%であれば、対象がウイルスに感染す
る可能性が2倍減少することによって、対象がウイルスに感染する可能性は0.
5%になるであろう。本発明の好ましい態様では、対象がウイルスに感染する可
能性を減少させるとは、対象がウイルスに感染する可能性が少なくとも10倍減
少することを意味する。As used herein, “reducing a subject's chance of becoming infected with a virus” means
This means that the subject's chance of getting the virus is reduced by at least a factor of 2. For example, if the subject has a 1% chance of being infected with the virus, the likelihood of the subject being infected with the virus is reduced by a factor of 2 by reducing the likelihood of the subject being infected with the virus by a factor of two.
It will be 5%. In a preferred aspect of the present invention, reducing a subject's likelihood of becoming infected with a virus means reducing the subject's chance of becoming infected with the virus by at least a factor of 10.
【0118】
本明細書で使用する「投与」は、当業者に公知の任意の方法を用いて、実施又
は実行し得る。該方法は、静脈内、筋肉内、経口、鼻内、経皮、又は皮下手段を
含み得る。As used herein, “administration” can be performed or carried out using any method known to those of skill in the art. The method can include intravenous, intramuscular, oral, intranasal, transdermal, or subcutaneous means.
【0119】
本発明は、以下のもの:組換えサブユニットタンパク質、DNAプラスミド、
RNA分子、複製ウイルスベクター、非複製ウイルスベクター、又はこれらの組
み合わせ(これらに限定されない)を含む上記ワクチンを提供する。The present invention includes the following: recombinant subunit proteins, DNA plasmids,
There is provided the above vaccine comprising, but not limited to, an RNA molecule, a replicating viral vector, a non-replicating viral vector, or a combination thereof.
【0120】
本発明は、患者のウイルス疾患の重度を軽減させる方法であって、患者がウイ
ルスに暴露される前に、上記ワクチン又はそれらの組み合わせを投与することに
よって、その後にウイルスに暴露されたときに、患者のウイルス疾患の重度を軽
減させることを備えた方法を提供する。好ましい態様では、ウイルスはHIVで
ある。The present invention is a method of reducing the severity of a viral disease in a patient, wherein the patient is exposed to the virus prior to exposure to the virus by administering the above vaccine or a combination thereof. Sometimes, a method is provided that comprises reducing the severity of a viral disease in a patient. In a preferred aspect, the virus is HIV.
【0121】
本明細書で使用する「患者のウイルス疾患の重度を軽減させる」とは、ウイル
ス疾患の進行を遅らせ、及び/又はウイルス疾患の症候を軽減させることを意味
する。「患者のウイルス疾患の重度を軽減させる」とは、患者が、未感染者にウ
イルスを伝達させる能力を減少させることも意味する。As used herein, "reducing the severity of a viral disease in a patient" means slowing the progression of the viral disease and / or reducing the symptoms of the viral disease. "Reducing the severity of a viral disease in a patient" also means reducing the ability of the patient to transfer the virus to uninfected individuals.
【0122】
本明細書で使用する「ウイルスへの暴露」とは、感染が生じ得るようなウイル
スとの接触を意味する。As used herein, “exposure to a virus” means contact with a virus such that an infection can occur.
【0123】
本明細書で使用する「その後に暴露される」とは、1以上の免疫化後に暴露さ
れることを意味する。"Subsequently exposed" as used herein means exposed after one or more immunizations.
【0124】
本発明は、対応する野生型タンパク質とは少なくとも1つのアミノ酸が相違す
る変異ウイルスエンベロープタンパク質であって、野生型エンベロープタンパク
質から得られる対応する複合体に比して増大した安定性を有し、表面タンパク質
と膜貫通タンパク質とを備えた複合体を、タンパク分解によって与える変異ウイ
ルスエンベロープタンパク質を提供する。The present invention is a mutant viral envelope protein that differs from the corresponding wild-type protein by at least one amino acid and has increased stability over the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein. Then, a mutant virus envelope protein that provides a complex comprising a surface protein and a transmembrane protein by proteolysis is provided.
【0125】
本発明は、ウイルス表面タンパク質とウイルス膜貫通タンパク質とを備えた複
合体であって、野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体に比
して増大した安定性を有し、対応する野生型タンパク質の配列とは少なくとも1
つのアミノ酸が異なる配列を有する変異ウイルスエンベロープタンパク質のタン
パク分解によって得られる複合体を提供する。The present invention is a complex comprising a viral surface protein and a viral transmembrane protein, which has increased stability as compared to the corresponding complex obtained from the wild type envelope protein, At least one wild-type protein sequence
Provided is a complex obtained by proteolytic cleavage of a mutant viral envelope protein having different sequences of three amino acids.
【0126】
本発明は、ウイルス表面タンパク質と対応するウイルス膜貫通タンパク質とを
含むウイルスエンベロープタンパク質であって、前記ウイルスエンベロープタン
パク質が、ウイルス表面タンパク質と膜貫通タンパク質との間で形成される複合
体の安定性を増大させる突然変異をアミノ酸配列中に1以上含有するウイルスエ
ンベロープタンパク質を提供する。The present invention provides a viral envelope protein comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein the viral envelope protein is a complex formed between the viral surface protein and the transmembrane protein. Provided are viral envelope proteins that contain one or more mutations that increase stability in the amino acid sequence.
【0127】
本発明は、ウイルスエンベロープタンパク質のウイルス表面タンパク質と対応
するウイルス膜貫通タンパク質とを備えた複合体であって、前記ウイルスエンベ
ロープタンパク質が、ウイルス表面タンパク質と膜貫通タンパク質との間で形成
される複合体の安定性を増大させる突然変異をアミノ酸配列中に1以上含有する
複合体を提供する。The present invention is a complex comprising a viral surface protein of a viral envelope protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein the viral envelope protein is formed between the viral surface protein and the transmembrane protein. Complexes containing one or more mutations in the amino acid sequence that increase the stability of the complex are provided.
【0128】
本発明は、上記核酸分子によってコードされる変異ウイルスエンベロープタン
パク質を提供する。The present invention provides a mutant viral envelope protein encoded by the above nucleic acid molecule.
【0129】
ある態様では、変異ウイルスエンベロープタンパク質は、融合タンパク質を形
成するために、少なくとも1つのタンパク質又はタンパク質断片に連結される。In one aspect, the mutant viral envelope protein is linked to at least one protein or protein fragment to form a fusion protein.
【0130】
本発明は、本発明の膜貫通タンパク質と表面タンパク質複合体を含むウイルス
様粒子を提供する。ある態様では、ウイルス様粒子は、免疫不全ウイルスの構造
タンパク質を含む。ある態様では、前記構造タンパク質はgagタンパク質であ
る。The present invention provides virus-like particles comprising the transmembrane protein of the present invention and a surface protein complex. In some embodiments, the virus-like particle comprises an immunodeficiency virus structural protein. In one aspect, the structural protein is a gag protein.
【0131】
本明細書で使用する「ウイルス様粒子」又はVLP(virus−like
particle)は、生きたウイルス粒子のタンパク質成分の全ては含有して
おらず、どの宿主においても非感染性であり、何れの宿主においても非複製性で
ある粒子である。本明細書で使用する、本発明のVLPは、ジスルフィドで安定
化された本発明の複合体と、膜に包まれたウイルス様粒子を形成するのに必要と
されるHIV−1 gagのような構造タンパク質とを含有する。As used herein, “virus-like particle” or VLP (virus-like).
particles) are particles that do not contain all of the protein components of live viral particles, are non-infectious in any host, and non-replicating in any host. As used herein, VLPs of the invention, such as the HIV-1 gag required to form membrane-encapsulated virus-like particles, with a disulfide-stabilized complex of the invention. And structural proteins.
【0132】
VLPの利点には、(1)粒状且つ多価であること(これによって、免疫が刺
激される)、(2)天然の状態に近い膜に付着した形態のジスルフィドで安定化
されたエンベロープ糖タンパク質を与える能力が含まれる。Advantages of VLPs are (1) granular and multivalent (which stimulates immunity), and (2) stabilized with a membrane-attached form of the disulfide that is close to its native state. The ability to provide an envelope glycoprotein is included.
【0133】
VLPは、同一の細胞中にウイルスタンパク質(例えば、HIV−1 gp1
20/gp41とgag)を同時発現させることによって得られる。これは、ウ
イルスタンパク質をコードする適切な発現ベクターのトランスフェクション、V
LPタンパク質をコードする1以上の組換えウイルス(例えば、ワクチニア)に
よる細胞の感染、又は細胞へのレトロウイルスの形質導入のような、当業者に周
知である幾つかの異種遺伝子の発現手段のうちの何れかによって達成することが
できる。このようなアプローチの組み合わせを使用することもできる。VLPは
、インビトロ又はインビボの何れかで作成することができる。VLPs represent viral proteins (eg HIV-1 gp1) in the same cell.
20 / gp41 and gag) are co-expressed. This is the transfection of an appropriate expression vector encoding a viral protein, V
Of several means for expressing heterologous genes well known to those of skill in the art, such as infection of cells with one or more recombinant viruses encoding LP proteins (eg, vaccinia), or transduction of cells with retroviruses. Can be achieved by either: A combination of such approaches can also be used. VLPs can be made either in vitro or in vivo.
【0134】
VLPは、ショ糖又は他の層形成物質上での遠心、及びクロマトグラフィーを
含む当業者に周知である方法により、精製された形態で作成することができる。VLPs can be made in purified form by methods well known to those of skill in the art, including centrifugation on sucrose or other layer forming material, and chromatography.
【0135】
本明細書で使用する「変異体」とは、野生型ではないものを意味する。本明細
書で使用する「連結された」とは、組換え法及び化学的架橋によって形成された
融合タンパク質を指すが、これに限定されない。適切な化学的架橋は、当業者に
周知である。As used herein, “variant” means non-wild type. As used herein, "ligated" refers to, but is not limited to, fusion proteins formed by recombinant methods and chemical cross-linking. Suitable chemical crosslinks are well known to those skilled in the art.
【0136】
ある態様では、前記タンパク質は、当業者に公知の方法の1つによって精製さ
れる。In one aspect, the protein is purified by one of the methods known to those skilled in the art.
【0137】
本発明は、治療的有効量の上記タンパク質又は複合体を含むワクチンを提供す
る。本発明は、予防的有効量の上記タンパク質又は複合体を含むワクチンも提供
する。The present invention provides a vaccine comprising a therapeutically effective amount of the above protein or complex. The invention also provides a vaccine comprising a prophylactically effective amount of the above protein or complex.
【0138】
本発明は、対象中での上記タンパク質又は複合体を認識する抗体の産生を刺激
又は増強する方法を提供する。The invention provides methods for stimulating or enhancing the production of antibodies that recognize the above proteins or complexes in a subject.
【0139】
本発明は、対象中での上記タンパク質を認識する細胞傷害性Tリンパ球の産生
を刺激又は増強する方法を提供する。The present invention provides methods for stimulating or enhancing the production of cytotoxic T lymphocytes that recognize the above proteins in a subject.
【0140】
本発明は、上記変異タンパク質に特異的に結合し得る抗体を提供する。本発明
は、上記変異タンパク質又は複合体に特異的に結合し得るが、野生型タンパク質
又は複合体には結合しない抗体も提供する。The present invention provides an antibody capable of specifically binding to the above mutant protein. The present invention also provides an antibody that can specifically bind to the above mutant protein or complex, but does not bind to the wild-type protein or complex.
【0141】
本発明は、上記組換え核酸分子によってコードされるウイルスエンベロープタ
ンパク質を用いて同定された抗体、抗体鎖、又はそれらの断片を提供する。抗体
は、IgM、IgA、IgE、又はIgGクラス又はそれらのサブクラスであり
得る。上記抗体断片には、Fab、Fab’、(Fab’)2、Fv、及び単鎖
抗体が含まれるが、これらに限定されない。本発明は、標識された抗体を提供す
る。The present invention provides an antibody, antibody chain, or fragment thereof identified using a viral envelope protein encoded by the above recombinant nucleic acid molecule. The antibody can be of the IgM, IgA, IgE, or IgG class or subclasses thereof. The above antibody fragments include, but are not limited to, Fab, Fab ′, (Fab ′) 2 , Fv, and single chain antibodies. The present invention provides labeled antibodies.
【0142】
本発明は、上記抗体の単離された抗体軽鎖、又はそれらの断片若しくはオリゴ
マーを提供する。本発明は、上記抗体の単離された抗体重鎖、又はその断片若し
くはオリゴマーも提供する。本発明は、上記抗体の1以上のCDR領域も提供す
る。ある態様では、前記抗体は誘導体化される。別の態様では、前記抗体はヒト
抗体である。前記抗体には、モノクローナル抗体とポリクローナル抗体が含まれ
るが、これらに限定されない。ある態様では、抗体はヒト化されている。The present invention provides an isolated antibody light chain of the above antibody, or a fragment or oligomer thereof. The invention also provides an isolated antibody heavy chain of the above antibody, or a fragment or oligomer thereof. The invention also provides one or more CDR regions of the above antibodies. In one aspect, the antibody is derivatized. In another aspect, the antibody is a human antibody. The antibodies include, but are not limited to, monoclonal and polyclonal antibodies. In some embodiments, the antibody is humanized.
【0143】
本明細書で使用する「オリゴマー」とは、2以上のサブユニットの複合体を意
味する。As used herein, “oligomer” means a complex of two or more subunits.
【0144】
本明細書で使用する「CDR」、すなわち相補性決定部とは、抗体の可変ドメ
イン中の高度に可変的なアミノ酸配列を意味する。As used herein, “CDR”, or complementarity determining region, refers to a highly variable amino acid sequence in the variable domain of an antibody.
【0145】
本明細書で使用する「誘導体化された」抗体とは、修飾された抗体である。誘
導体化の方法には、蛍光性部分、放射性核種、毒素、酵素、又はビオチンのよう
なアフィニティーリガンドの付加が含まれるが、これらに限定されない。A "derivatized" antibody, as used herein, is a modified antibody. Methods of derivatization include, but are not limited to, the addition of fluorescent moieties, radionuclides, toxins, enzymes, or affinity ligands such as biotin.
【0146】
本明細書で使用する「ヒト化」とは、CDR領域外の一部、大部分、又は全て
のアミノ酸が、ヒト免疫グロブリン分子由来の対応するアミノ酸で置き換えられ
ている抗体を意味する。前記抗体のヒト化された形態のある態様では、CDR領
域外の一部、大部分、又は全てのアミノ酸が、ヒト免疫グロブリン分子由来のア
ミノ酸で置き換えられているが、1以上のCDR領域内の一部、大部分、又は全
てのアミノ酸は変化していない。抗体がある抗原に結合する能力を喪失させない
限り、アミノ酸の僅かな付加、欠失、挿入、置換、又は修飾は許容される。適切
なヒト免疫グロブリン分子には、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、I
gA、IgE、及びIgM分子が含まれるであろう。「ヒト化」抗体は、元の抗
体と同様の抗原特異性を保持しているであろう。As used herein, “humanized” refers to an antibody in which some, most, or all amino acids outside the CDR regions have been replaced with corresponding amino acids from a human immunoglobulin molecule. . In some embodiments of the humanized form of the antibody, some, most, or all of the amino acids outside the CDR regions are replaced with amino acids from a human immunoglobulin molecule, but within one or more CDR regions. Some, most, or all amino acids are unchanged. Minor additions, deletions, insertions, substitutions, or modifications of amino acids are permissible as long as the antibody does not lose its ability to bind an antigen. Suitable human immunoglobulin molecules include IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, I
gA, IgE, and IgM molecules will be included. A "humanized" antibody will retain the same antigen specificity as the original antibody.
【0147】
当業者であれば、本発明のヒト化抗体の作成法を了知しているであろう。様々
な文献(それらのうちの幾つかは、参考文献として、本出願に援用される)も、
ヒト化抗体の作成法を記載している。例えば、米国特許第4,816,567号
に記載されている方法は、ある抗体の可変領域と別の抗体の定常領域を有するキ
メラ抗体の作成を含む。One of ordinary skill in the art would know how to make the humanized antibodies of the invention. Various publications, some of which are incorporated herein by reference,
A method for making a humanized antibody is described. For example, the method described in US Pat. No. 4,816,567 involves making chimeric antibodies having the variable region of one antibody and the constant region of another antibody.
【0148】
米国特許第5,225,539号は、ヒト化抗体を製造するための別のアプロ
ーチを記載している。本特許は、ヒト化抗体を製造するための組換えDNA技術
の使用であって、ヒト化抗体が所望の標的を認識するが、ヒトの患者の免疫系に
よっては有意に認識されないように、ある免疫グロブリンの可変領域のCDRが
、異なる特異性を有する免疫グロブリンの可変領域のCDRで置き換えられてい
る使用を記載している。具体的には、CDRをフレームワーク上に植設するため
に、位置指定突然変異誘発が使用される。US Pat. No. 5,225,539 describes another approach for producing humanized antibodies. The patent is directed to the use of recombinant DNA technology to produce humanized antibodies, such that the humanized antibody recognizes the desired target but is not significantly recognized by the human patient's immune system. It describes uses in which the CDRs of immunoglobulin variable regions have been replaced with CDRs of immunoglobulin variable regions having different specificities. Specifically, site-directed mutagenesis is used to implant the CDRs on the framework.
【0149】
米国特許第5,585,089号、及び5,693,761号、及びWO90
/07861号には、抗体をヒト化するための別のアプローチが記載されており
、これらは、ヒト化された免疫グロブリンを製造する方法を記載している。これ
らは、1以上のCDRと、受容側のヒト免疫グロブリン由来のフレームワークと
を有し、ドナーの免疫グロブリンのアミノ酸をさらに有し得る。これらの特許は
、所望の抗原に対する抗体の親和性を増大させる方法を記載している。前記フレ
ームワーク中のアミノ酸の幾つかは、アクセプターより、むしろドナー中の当該
部位に位置するアミノ酸と同じアミノ酸になるように選択される。具体的には、
これらの特許は、マウスモノクローナル抗体のCDRとヒト免疫グロブリンのフ
レームワーク及び定常領域を組み合わせることによる、受容体に結合するヒト化
抗体の調製を記載している。ヒトのフレームワーク領域は、マウスの配列と相同
性が最大になるように選択することができる。CDR又は特異的な抗原と相互作
用すると思われるフレームワーク領域中のアミノ酸を同定するためにコンピュー
ターモデルを使用することができ、続いて、これらの位置にあるマウスのアミノ
酸を使用して、ヒト化抗体を作成することができる。US Pat. Nos. 5,585,089 and 5,693,761 and WO90
/ 07861 describe another approach for humanizing antibodies, which describes a method for producing humanized immunoglobulins. These have one or more CDRs, a framework from the recipient human immunoglobulin, and may further have amino acids of the donor immunoglobulin. These patents describe methods of increasing the affinity of an antibody for a desired antigen. Some of the amino acids in the framework are chosen to be the same amino acids located at that site in the donor rather than the acceptor. In particular,
These patents describe the preparation of humanized antibodies that bind to the receptor by combining the CDRs of mouse monoclonal antibodies with the framework and constant regions of human immunoglobulins. The human framework regions can be chosen for maximum homology with mouse sequences. Computer models can be used to identify amino acids in the framework regions that appear to interact with the CDRs or specific antigens, followed by humanization using mouse amino acids at these positions. Antibodies can be made.
【0150】
上記特許第5,585,089号、及び5,693,761号、及び及びWO
90/07861号は、ヒト化抗体をデザインする際に使用し得る4つの可能な
基準も提案している。第1の提案は、アクセプターとして、ヒト化すべきドナー
の免疫グロブリンに対して異常に相同である特定のヒト免疫グロブリンから得ら
れるフレームワークを使用すること、又は多くのヒト抗体から得られるコンセン
サスフレームワークを使用することであった。第2の提案は、ヒト免疫グロブリ
ンのフレームワーク中のアミノ酸が通常でなく、且つその部分のドナーのアミノ
酸が典型的なヒトの配列であれば、アクセプターではなく、ドナーのアミノ酸を
選択してもよいということであった。第3の提案は、ヒト化免疫グロブリン鎖中
の3つのCDRに直接隣接する位置では、アクセプターアミノ酸より、むしろド
ナーアミノ酸を選択してもよいということであった。第4の提案は、アミノ酸が
抗体の3次元モデルにおいて、CDRの3オングストローム以内にある側鎖原子
を有すると予想され、且つCDRと相互作用することができると予想されるフレ
ームワークの位置にあるドナーアミノ酸残基を使用することであった。上記方法
は、ヒト化抗体を作るのに当業者が使用することができる幾つかの方法を単に例
示したものにすぎない。Nos. 5,585,089, 5,693,761 and WO
90/07861 also proposes four possible criteria that can be used in designing humanized antibodies. The first proposal is to use as acceptor a framework derived from a particular human immunoglobulin that is unusually homologous to the immunoglobulin of the donor to be humanized, or a consensus framework derived from many human antibodies. Was to use. The second proposal is that if the amino acids in the framework of human immunoglobulin are unusual and the donor amino acids of that part are typical human sequences, the donor amino acids may be selected instead of the acceptor. It was good. The third suggestion was that the donor amino acid may be selected over the acceptor amino acid at positions immediately adjacent to the three CDRs in the humanized immunoglobulin chain. The fourth proposal lies in a framework position where amino acids are predicted to have side chain atoms that are within 3 Angstroms of the CDRs and are capable of interacting with the CDRs in a three-dimensional model of the antibody. Was to use donor amino acid residues. The above methods are merely illustrative of some of the methods that one of skill in the art can use to make humanized antibodies.
【0151】
上記抗体のある態様では、ウイルスエンベロープタンパク質は、HIV−1由
来である。In some embodiments of the above antibodies, the viral envelope protein is from HIV-1.
【0152】
本明細書で使用する「由来する」とは、全体又は一部が、ゲノム配列、一次分
離株、分子クローン、コンセンサス配列の形態で、HIVから得られることを意
味し、キメラ、並びに末端切断及び点変異のような手段によって修飾された配列
を包含する。As used herein, “derived from” means obtained, in whole or in part, from HIV in the form of genomic sequences, primary isolates, molecular clones, consensus sequences, chimeras, and It includes sequences modified by such means as truncations and point mutations.
【0153】
本発明は、上記抗体をコードする単離された核酸分子を提供する。該核酸分子
には、RNA、ゲノムDNA、及びcDNAが含まれるが、これらに限定されな
い。The present invention provides an isolated nucleic acid molecule encoding the above antibody. The nucleic acid molecule includes, but is not limited to, RNA, genomic DNA, and cDNA.
【0154】
本発明は、ウイルスに暴露された対象がウイルスに感染する可能性を減少させ
る方法であって、上記抗体又は上記単離された核酸を投与することにより、前記
対象がウイルスに感染する可能性を減少させることを備えた方法を提供する。好
ましい態様では、前記ウイルスはHIVである。The present invention is a method of reducing the likelihood of viral exposure of a subject exposed to the virus, wherein said subject is infected with the virus by administering said antibody or said isolated nucleic acid. A method comprising reducing the likelihood is provided. In a preferred embodiment, the virus is HIV.
【0155】
本明細書において使用する「可能性を減少させる」とは、前記核酸、タンパク
質、又は抗体を投与しない対照状態下において存在するであろう可能性より、可
能性が少なくなることを意味する。As used herein, “reducing the likelihood” means less likely than it would be under a control condition without administration of said nucleic acid, protein, or antibody. To do.
【0156】
本発明は、ウイルスに感染した患者を治療する方法であって、上記抗体又は上
記単離された核酸を投与することにより、前記患者を治療することを備えた方法
を提供する。好ましい態様では、前記ウイルスはHIVである。The present invention provides a method of treating a patient infected with a virus, comprising treating said patient by administering said antibody or said isolated nucleic acid. In a preferred embodiment, the virus is HIV.
【0157】
本発明は、上記組換え核酸分子によってコードされる変異ウイルスエンベロー
プタンパク質を結合し得る物質を提供する。ある態様では、前記物質はウイルス
感染を阻害する。ある態様では、前記ウイルスエンベロープタンパク質は、HI
V−1に由来する。The present invention provides a substance capable of binding the mutant virus envelope protein encoded by the above recombinant nucleic acid molecule. In one aspect, the substance inhibits a viral infection. In one aspect, the viral envelope protein is HI
It is derived from V-1.
【0158】
本明細書で使用する「物質(agent)」には、小有機分子、抗体、ポリペ
プチド、及びポリヌクレオチドが含まれるが、これらに限定されない。As used herein, “agent” includes, but is not limited to, small organic molecules, antibodies, polypeptides, and polynucleotides.
【0159】
本明細書で使用する「ウイルス感染を阻害する」とは、前記組成物がなければ
導入されるであろう量に比べて、標的細胞集団に導入されるウイルスの遺伝情報
の量を減少させることを意味する。As used herein, “inhibiting viral infection” refers to the amount of viral genetic information introduced into a target cell population relative to the amount that would otherwise be introduced. It means to reduce.
【0160】
本発明は、ある化合物が、ウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法
であって、
a.請求項1の組換え核酸によってコードされる変異ウイルスエンベロープタ
ンパク質に、前記化合物の前記タンパク質への結合が可能な条件下で、適切な濃
度の前記化合物を接触させることと;
b.レポーター分子の前記変異ウイルスエンベロープタンパク質への結合が可
能な条件下で、生じた複合体をレポーター分子に接触させることと;
c.結合したレポーター分子の量を測定することと;
d.工程(c)における結合したレポーター分子の量を、前記化合物の不存在
下で測定した量と比較することとを備え、
量の減少が、前記化合物がウイルスによる感染を阻害し得ることの指標となる
ことにより、ある化合物がウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法を
提供する。The present invention provides a method of determining whether a compound can inhibit a viral infection, comprising: a. Contacting the mutant viral envelope protein encoded by the recombinant nucleic acid of claim 1 with a suitable concentration of the compound under conditions that allow the compound to bind to the protein; b. Contacting the resulting complex with a reporter molecule under conditions that allow the reporter molecule to bind to said mutant viral envelope protein; c. Measuring the amount of bound reporter molecule; d. Comparing the amount of bound reporter molecule in step (c) with the amount measured in the absence of said compound, the reduction of the amount being an indicator that said compound may inhibit viral infection. By providing a method for determining whether a compound can inhibit a viral infection.
【0161】
市販の装置、方法、及び試薬を用いて(Biacore,Piscatawa
y,N.J.)、変異ウイルスエンベロープタンパク質への前記化合物の直接的
な結合を測定するために表面プラスモン共鳴のような方法を使用してもよい。Using commercially available equipment, methods, and reagents (Biacore, Piscatawa
y, N.N. J. ), A method such as surface plasmon resonance may be used to measure the direct binding of said compound to the mutant viral envelope protein.
【0162】
本明細書で使用する「レポーター分子」とは、変異エンベロープタンパク質に
結合したときに検出することができる分子を意味する。このような分子には、放
射性標識された若しくは蛍光標識された分子、酵素が連結された分子、ビオチン
化された分子若しくは同じようにアフィニティータギングされた分子、又はこの
ように標識された抗体若しくは他の物質と反応する分子が含まれるが、これらに
限定されない。As used herein, "reporter molecule" means a molecule that can be detected when bound to a mutant envelope protein. Such molecules include radiolabeled or fluorescently labeled molecules, enzyme-linked molecules, biotinylated molecules or similarly affinity tagged molecules, or antibodies or so labeled. Molecules, which react with substances in, but are not limited to.
【0163】
本明細書で使用する「測定」は、当業者に公知の任意の方法によって行い得る
。これらには、蛍光定量、比色、放射測定、又は表面プラスモン共鳴法が含まれ
るが、これらに限定されない。As used herein, “measurement” can be done by any method known to those of skill in the art. These include, but are not limited to, fluorometric, colorimetric, radiometric, or surface plasmon resonance methods.
【0164】
ある態様では、前記レポーター分子は、抗体又はその誘導体である。ある態様
では、前記ウイルスはHIV−1である。ある態様では、前記レポーター分子は
、1以上の宿主細胞のウイルス受容体又はその分子模倣物を含む。In one aspect, the reporter molecule is an antibody or derivative thereof. In one aspect, the virus is HIV-1. In some embodiments, the reporter molecule comprises one or more host cell viral receptors or molecular mimics thereof.
【0165】
本明細書で使用する「分子模倣物(molecular mimics)」と
は、同様の結合特性を有する分子を意味する。As used herein, "molecular mimics" means molecules that have similar binding properties.
【0166】
本発明は、ある化合物が、ウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法
であって、
a.宿主細胞のウイルス受容体又はその分子模倣物に、前記化合物と受容体又
は受容体模倣物の結合が可能な条件下で、適切な濃度の前記化合物を接触させる
ことと;
b.請求項1の組換え核酸によってコードされる変異ウイルスエンベロープタ
ンパク質に、前記化合物の不存在下において前記エンベロープタンパク質と受容
体又は受容体模倣物の結合が可能な条件下で、生じた複合体を接触させることと
;
c.エンベロープタンパク質の受容体又は受容体模倣物への結合の量を測定す
ることと;
d.工程(c)で決定した結合の量を、前記化合物の不存在下で測定した量と
比較することとを備え、
量の減少が、前記化合物がウイルスによる感染を阻害し得ることの指標となる
ことにより、ある化合物がウイルス感染を阻害し得るかどうかを決定する方法を
提供する。The present invention provides a method of determining whether a compound can inhibit a viral infection, comprising: a. Contacting the viral receptor of the host cell or a molecular mimic thereof with a suitable concentration of said compound under conditions which allow the binding of said compound with the receptor or receptor mimic; b. Contacting the resulting complex with the mutant viral envelope protein encoded by the recombinant nucleic acid of claim 1 under conditions that allow binding of the envelope protein and a receptor or receptor mimic in the absence of the compound. And c. Determining the amount of binding of the envelope protein to a receptor or receptor mimetic; d. Comparing the amount of binding determined in step (c) with the amount measured in the absence of said compound, a decrease in the amount being an indication that said compound may inhibit viral infection. This provides a method of determining if a compound can inhibit a viral infection.
【0167】
上記方法のある態様では、前記ウイルスはHIV−1である。ある態様では、
前記宿主細胞のウイルス受容体は、CD4、CCR5、CXCR4、又はそれら
の組み合わせ、又は分子模倣物である。In some aspects of the above methods, the virus is HIV-1. In one aspect,
The host cell viral receptor is CD4, CCR5, CXCR4, or a combination thereof, or a molecular mimetic.
【0168】
本明細書で使用する「CD4」とは、細胞質ドメイン、疎水性膜貫通ドメイン
、及びHIV−1 gp120エンベロープ糖タンパク質に結合する細胞外ドメ
インを含む成熟した、天然の、膜に結合したCD4タンパク質を意味する。CD
4には、HIV−1 gp120エンベロープ糖タンパク質に結合し得るCD4
細胞外ドメインの一部も含まれる。As used herein, "CD4" refers to a mature, native, membrane-bound domain that contains a cytoplasmic domain, a hydrophobic transmembrane domain, and an extracellular domain that binds to the HIV-1 gp120 envelope glycoprotein. Means CD4 protein. CD
4, CD4 capable of binding to HIV-1 gp120 envelope glycoprotein
Also included is a portion of the extracellular domain.
【0169】
本明細書で使用する「CCR5」とは、ケモカインのC−C基のメンバーを結
合し、そのアミノ酸配列が、Genbank受付番号1705896に示された
アミノ酸配列を含むケモカイン受容体、及び関連する多型性変異種である。本明
細書で使用するCCR5には、HIV−1エンベロープタンパク質を結合し得る
CCR5の細胞外部分が含まれる。As used herein, “CCR5” binds a member of the C—C group of chemokines, the amino acid sequence of which includes the amino acid sequence set forth in Genbank Accession No. 1705896, and related It is a polymorphic variant. As used herein, CCR5 includes the extracellular portion of CCR5 capable of binding HIV-1 envelope protein.
【0170】
本明細書で使用する「CXCR4」とは、ケモカインのC−X−C基のメンバ
ーを結合し、そのアミノ酸配列が、Genbank受付番号400654に示さ
れたアミノ酸配列を含むケモカイン受容体、及び関連する多型性変異種である。
本明細書で使用するCXCR4には、HIV−1エンベロープタンパク質を結合
し得るCXCR4の細胞外部分が含まれる。As used herein, “CXCR4” is a chemokine receptor that binds a member of the C—X—C group of chemokines, the amino acid sequence of which includes the amino acid sequence set forth in Genbank Accession No. 400654. And related polymorphic variants.
As used herein, CXCR4 includes the extracellular portion of CXCR4 that can bind HIV-1 envelope proteins.
【0171】 本発明は、上記方法を用いて単離された化合物を提供する。[0171] The present invention provides compounds isolated using the above method.
【0172】
薬学的に許容される担体は、当業者に周知であり、0.01−0.1M、好ま
しくは0.05Mのリン酸緩衝液、リン酸で緩衝化された生理的食塩水、又は0
.9%の生理的食塩水が含まれるがこれらに限定されない。さらに、このような
薬学的に許容される担体には、水溶液又は非水性溶液、懸濁液、及びエマルジョ
ンが含まれ得るが、これらに限定されない。非水性溶媒の例は、プロピレングリ
コール、ポリエチレングリコール、オリーブ油のような植物油、及びオレイン酸
エチルのような注射可能な有機エステルが含まれる。水性担体には、水、アルコ
ール/水溶液、エマルジョン、懸濁液、生理的食塩水、及び緩衝化された溶媒が
含まれる。非経口用溶媒には、塩化ナトリウム溶液、リンガーのデキストロース
、デキストロース及び塩化ナトリウム、乳酸加リンガー、又は不揮発性油が含ま
れる。静脈内溶媒には、液体及び栄養素補給剤、リンガーのデキストロースをベ
ースとしたもののような電解質補給剤などが含まれる。防腐剤や、例えば、抗菌
薬、抗酸化剤、キレート剤、不活性ガスなどのような他の添加物が存在してもよ
い。Pharmaceutically acceptable carriers are well known to those of skill in the art and include 0.01-0.1M, preferably 0.05M phosphate buffer, phosphate buffered saline, Or 0
. Includes, but is not limited to, 9% saline. Moreover, such pharmaceutically acceptable carriers can include, but are not limited to, aqueous or non-aqueous solutions, suspensions, and emulsions. Examples of non-aqueous solvents include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable organic esters such as ethyl oleate. Aqueous carriers include water, alcoholic / aqueous solutions, emulsions, suspensions, saline, and buffered solvents. Parenteral vehicles include sodium chloride solution, Ringer's dextrose, dextrose and sodium chloride, lactated Ringer's, or fixed oils. Intravenous vehicles include fluid and nutrient replenishers, electrolyte replenishers such as those based on Ringer's dextrose, and the like. Preservatives and other additives such as, for example, antimicrobial agents, antioxidants, chelating agents, inert gases and the like may be present.
【0173】
本発明は、上記方法によって、ウイルス感染を阻害し得ることが決定された化
合物を提供する。The present invention provides a compound determined to be capable of inhibiting viral infection by the above method.
【0174】
本発明は、上記方法によって、ウイルス感染を阻害し得ることが決定されたウ
イルス感染を阻害するのに有効な一定量の化合物と薬学的に許容される担体とを
含む薬学的組成物を提供する。ある態様では、前記ウイルス感染はHIV感染で
ある。好ましい態様では、前記ウイルス感染はHIV−1感染である。The present invention provides a pharmaceutical composition comprising an amount of a compound effective to inhibit a viral infection determined to be capable of inhibiting a viral infection by the above method and a pharmaceutically acceptable carrier. I will provide a. In one aspect, the viral infection is an HIV infection. In a preferred embodiment, the viral infection is HIV-1 infection.
【0175】
本発明は、免疫不全ウイルスの表面タンパク質と免疫不全ウイルスの膜貫通タ
ンパク質を含む変異複合体であって、前記変異複合体が、野生型複合体の安定性
に比べて、前記ウイルスの表面タンパク質と膜貫通タンパク質との間で形成され
る複合体の安定性を増大させる1以上の突然変異をアミノ酸配列中に含有する変
異複合体を提供する。ある態様では、前記複合体の安定性は、膜貫通タンパク質
と表面タンパク質の間に少なくとも1つのジスルフィド結合を導入することによ
って増大される。ある態様では、前記膜貫通タンパク質中のアミノ酸残基がシス
テイン残基に変異され、膜貫通タンパク質と表面タンパク質との間にジスルフィ
ド結合の形成をもたらす。ある態様では、表面タンパク質中のアミノ酸残基がシ
ステイン残基に変異され、膜貫通タンパク質と表面タンパク質との間にジスルフ
ィド結合の形成をもたらす。ある態様では、前記膜貫通タンパク質中のアミノ酸
残基がシステイン残基に変異され、且つ前記表面タンパク質中のアミノ酸残基が
システイン残基に変異されて、膜貫通タンパク質と表面タンパク質との間にジス
ルフィド結合の形成をもたらす。The present invention provides a mutant complex comprising a surface protein of an immunodeficiency virus and a transmembrane protein of an immunodeficiency virus, wherein the mutant complex of the virus is higher than the stability of the wild type complex. Mutant complexes are provided that contain in the amino acid sequence one or more mutations that increase the stability of the complex formed between the surface protein and the transmembrane protein. In one aspect, the stability of the complex is increased by introducing at least one disulfide bond between the transmembrane protein and the surface protein. In one aspect, the amino acid residue in the transmembrane protein is mutated to a cysteine residue, resulting in the formation of a disulfide bond between the transmembrane protein and the surface protein. In some embodiments, amino acid residues in the surface protein are mutated to cysteine residues, resulting in the formation of disulfide bonds between the transmembrane protein and the surface protein. In one aspect, an amino acid residue in the transmembrane protein is mutated to a cysteine residue, and an amino acid residue in the surface protein is mutated to a cysteine residue to form a disulfide group between the transmembrane protein and the surface protein. Results in the formation of bonds.
【0176】
ある態様では、免疫不全ウイルスは、ヒト免疫不全ウイルスである。ヒト免疫
不全ウイルスにはJR−FL株が含まれるが、これに限定されない。前記表面タ
ンパク質にはgp120が含まれるが、これに限定されない。gp120のC1
領域のアミノ酸残基は、変異されていてもよい。gp120のC5領域のアミノ
酸残基は、変異されていてもよい。変異され得るアミノ酸残基には、以下のアミ
ノ酸残基:V35、Y39、W44、G462、I482、P484、G486
、A488、P489、A492、及びE500が含まれるが、これらに限定さ
れない。gp120のアミノ酸残基は、図3Aにも示されている。膜貫通タンパ
ク質にはgp41が含まれるが、これに限定されない。gp41の外部ドメイン
のアミノ酸は、変異されていてもよい。変異され得るアミノ酸残基には、以下の
アミノ酸残基:D580、W587、T596、V599、及びP600が含ま
れるが、これらに限定されない。gp41アミノ酸残基は、図3Bにも示されて
いる。In one aspect, the immunodeficiency virus is a human immunodeficiency virus. Human immunodeficiency virus includes, but is not limited to, the JR-FL strain. The surface proteins include, but are not limited to, gp120. C1 of gp120
Amino acid residues in the region may be mutated. Amino acid residues in the C5 region of gp120 may be mutated. The amino acid residues that can be mutated include the following amino acid residues: V35, Y39, W44, G462, I482, P484, G486.
, A488, P489, A492, and E500, but are not limited thereto. The amino acid residue of gp120 is also shown in Figure 3A. Transmembrane proteins include, but are not limited to, gp41. Amino acids in the ectodomain of gp41 may be mutated. Amino acid residues that can be mutated include, but are not limited to, the following amino acid residues: D580, W587, T596, V599, and P600. The gp41 amino acid residue is also shown in Figure 3B.
【0177】
本発明は、対応する野生型タンパク質と少なくとも1つのアミノ酸が異なり、
野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体と比べて増大した安
定性を有し、表面タンパク質と膜貫通タンパク質とを備えた複合体を与える変異
ウイルスエンベロープタンパク質であって、前記表面タンパク質と膜貫通タンパ
ク質が、異なる核酸によってコードされている変異ウイルスエンベロープタンパ
ク質を提供する。The invention differs from the corresponding wild-type protein in at least one amino acid,
A mutant viral envelope protein, which has increased stability compared to the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein and gives a complex with a surface protein and a transmembrane protein, said surface protein and transmembrane protein The protein provides a mutant viral envelope protein encoded by different nucleic acids.
【0178】
本発明は、野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体と比べ
て増大した安定性を有し、対応する野生型タンパク質の配列と少なくとも1つの
アミノ酸が異なる配列を有する変異ウイルスエンベロープタンパク質のタンパク
分解によって得られるウイルス表面タンパク質とウイルス膜貫通タンパク質とを
備えた複合体であって、前記表面タンパク質と膜貫通タンパク質が異なる核酸に
よってコードされる複合体を提供する。The present invention provides a mutant viral envelope protein having increased stability as compared to the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein and having a sequence that differs in at least one amino acid from the sequence of the corresponding wild-type protein. The present invention provides a complex comprising a viral surface protein and a viral transmembrane protein obtained by proteolysis of, wherein the surface protein and the transmembrane protein are encoded by different nucleic acids.
【0179】
本発明は、変異表面タンパク質をコードする核酸であって、該表面タンパク質
が対応する膜貫通タンパク質と複合体を形成しており、且つ増大した安定性を有
するであろう核酸を提供する。The present invention provides a nucleic acid encoding a mutant surface protein, the nucleic acid being complexed with the corresponding transmembrane protein and which will have increased stability. .
【0180】
本発明は、変異膜貫通タンパク質をコードする核酸であって、前記膜貫通タン
パク質が、その対応する表面タンパク質と複合体を形成しており、且つ増大した
安定性を有するであろう核酸を提供する。The present invention is a nucleic acid encoding a mutant transmembrane protein, wherein said transmembrane protein is in complex with its corresponding surface protein and will have increased stability. I will provide a.
【0181】
本発明は、上記タンパク質又は上記複合体に結合するが、各モノマー表面タン
パク質又は各モノマー膜貫通タンパク質とは交叉反応しない抗体を提供する。The present invention provides an antibody that binds to the above protein or the above complex, but does not cross-react with each monomer surface protein or each monomer transmembrane protein.
【0182】 本発明は、前記ウイルスに結合し得る上記抗体を提供する。[0182] The present invention provides the above antibody capable of binding to the virus.
【0183】
本発明は、対応する野生型タンパク質と少なくとも1つのアミノ酸が異なり、
野生型エンベロープタンパク質から得られる対応する複合体と比較して増大した
安定性を有し、表面タンパク質と膜貫通タンパク質とを備えた複合体を与えるウ
イルスエンベロープタンパク質の少なくとも一部を含むタンパク質であって、前
記タンパク質の前記一部が増大した安定性をもたらすタンパク質を提供する。The present invention differs from the corresponding wild-type protein in at least one amino acid,
A protein comprising at least a portion of a viral envelope protein, which has increased stability compared to the corresponding complex obtained from the wild-type envelope protein, giving a complex with a surface protein and a transmembrane protein, , A protein in which said portion of said protein confers increased stability.
【0184】
本発明は、上記タンパク質の一部であって、前記一部が、対応する野生型部分
と比べて増大した免疫原性をもたらす上記タンパク質の一部を提供する。The present invention provides a portion of the above protein, wherein the portion results in increased immunogenicity as compared to the corresponding wild type portion.
【0185】
本発明は、さらに、ある被験者がウイルスの感染性を遮断し得る抗体を産生し
たかどうかを決定する簡易な方法を提供する。該診断検査は、前記抗体が、安定
化されたウイルスエンベロープタンパク質に結合する能力を調べることを含む。
本明細書に示されているように、このような結合は、前記抗体がウイルスを中和
する能力を示す。これに対して、安定化されていないモノマー形態のウイルスエ
ンベロープタンパク質への抗体の結合は、感染性ウイルスに結合し、ウイルスの
感染性を遮断し得る抗体の能力を予測するものではない(Fouts et a
l.,J.Virol.71:2779,1997)。該方法は、感染性ウイル
スを使用する必要性を回避するという実際的な利点を与える。The present invention further provides a simple method for determining whether a subject has produced antibodies capable of blocking viral infectivity. The diagnostic test involves examining the ability of the antibody to bind to the stabilized viral envelope protein.
As shown herein, such binding indicates the ability of the antibody to neutralize virus. In contrast, antibody binding to the unstabilized monomeric form of the viral envelope protein does not predict the ability of the antibody to bind infectious virus and block viral infectivity (Fouts et. a
l. J. Virol. 71: 2779, 1997). The method offers the practical advantage of avoiding the need to use infectious viruses.
【0186】
当業者に公知である多くのイムノアッセイフォーマットが、該診断用途に適す
る。例えば、変異ウイルスエンベロープ糖タンパク質が、マイクロタイタープレ
ートのウェル上に、直接又は生物特異的に捕捉されている固相酵素免疫検定法(
ELISA)フォーマットを使用することができるであろう。必要に応じ、洗浄
及び/又はブロッキング工程後に、一定範囲の濃度で、被験試料を前記プレート
に加える。抗体は、血清、血漿、及び精製された免疫グロブリン画分を含む様々
な形態で加えることができるが、これらに限定されない。適切なインキュベーシ
ョン及び洗浄工程後に、例えば、被験者の抗体に対して特異的である、酵素が連
結されたレポーター抗体を加えることにより、結合した抗体を検出することがで
きる。適切な酵素には、西洋ワサビペルオキシダーゼ、及びアルカリホスファタ
ーゼが含まれ、これらに対する数多くの免疫抱合体及び比色性基質が市販されて
いる。被験抗体の結合は、平行してアッセイされる公知のモノクローナル又はポ
リクローナル抗体標準の結合と比較することができる。該例では、高レベルの抗
体の結合は、高い中和活性の指標となるであろう。Many immunoassay formats known to those of skill in the art are suitable for the diagnostic application. For example, a solid phase enzyme immunoassay in which mutant virus envelope glycoproteins are captured directly or biospecifically on the wells of a microtiter plate (
The ELISA format could be used. If desired, test samples are added to the plate at a range of concentrations after washing and / or blocking steps. Antibodies can be added in a variety of forms including, but not limited to, serum, plasma, and purified immunoglobulin fractions. After appropriate incubation and washing steps, bound antibody can be detected, eg, by adding an enzyme-linked reporter antibody that is specific for the subject's antibody. Suitable enzymes include horseradish peroxidase, and alkaline phosphatase, for which numerous immunoconjugates and colorimetric substrates are commercially available. The binding of the test antibody can be compared to that of known monoclonal or polyclonal antibody standards assayed in parallel. In the example, high levels of antibody binding would be indicative of high neutralizing activity.
【0187】
一例として、対象中で、ワクチンが防御的な抗体応答を惹起するかどうかを決
定するために診断検査を使用することができ、防御的な応答が存在すれば、前記
対象が首尾よく免疫されたことを示しており、このような応答が不存在であれば
、さらなる免疫化が必要であることを示唆している。好ましい態様では、前記対
象はヒトである。As an example, a diagnostic test can be used to determine whether a vaccine elicits a protective antibody response in a subject, and if a protective response is present, the subject is successfully It has been shown to be immunized, suggesting the absence of such a response requires further immunization. In a preferred aspect, the subject is a human.
【0188】
本発明は、以下の実験の詳細によって、よりよく理解されるであろう。しかし
ながら、当業者であれば、論述されている具体的な方法と結果は、その後に続く
特許請求の範囲に、より完全に記載されている本発明を単に例示するものにすぎ
ないことが容易に理解できるであろう。The present invention will be better understood by the following experimental details. However, one of ordinary skill in the art will readily appreciate that the specific methods and results discussed are merely illustrative of the invention more fully described in the claims which follow. You can understand.
【0189】[0189]
<材料と方法>
1.材料
pp14-tpa-gp120JR-FLと命名されたプラスミドは、特許手続上の微生物の寄託
の国際的承認に関するブタペスト条約の規定に従って、微生物アメリカタイプカ
ルチャーコレクション((ATCC),12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland
20852)に、ATCC認可番号75431として寄託された。このプラスミドは、1993年
3月12日にATCCに寄託された。真核生物シャトルベクターは、シグナル配列を組
織プラスミノーゲンアクチベーターのシグナル配列と置換した全長HIV-1エンベ
ロープ遺伝子にリンクした、サイトメガロウイルスの主要な前初期(CMV MIE) プ
ロモーター/エンハンサーを含んでいる。このベクターにおいて、停止コドンは
、gp41配列の翻訳を防ぐために、このベクターに存在するgp120のC末端
に配置された。このベクターはアンピシリン抵抗性遺伝子、SV40複製起原とβ
-グロブリンプロモーターによって駆動されるDHFRを包含している。<Materials and methods> 1. Material The plasmid designated pp14-tpa-gp120 JR-FL is a microorganism American Type Culture Collection ((ATCC), 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland
20852) and was deposited as ATCC authorization number 75431. This plasmid, 1993
Deposited with ATCC on March 12th. The eukaryotic shuttle vector contains the major immediate early (CMV MIE) promoter / enhancer of cytomegalovirus linked to a full-length HIV-1 envelope gene that replaces the signal sequence with the signal sequence of tissue plasminogen activator. There is. In this vector, a stop codon was placed at the C-terminus of gp120 present in this vector to prevent translation of the gp41 sequence. This vector contains ampicillin resistance gene, SV40 origin of replication and β
-Includes DHFR driven by the globulin promoter.
【0190】
種々のドナーから得られた抗gp120モノクローナル抗体に対するエピトープお
よびその幾つかの免疫化学的性質が、以前に記載されている。(Moore et al.,J.
Virol. 768:469,1994;Moore and Sodroski, J. Virol.70:1863,1996)。これ
らは以下のモノクローナル抗体を包含する: V3ローカス(Moore et al.,J.Vir
ol.69:122,1995)に対するMab 19b; V3ループに対するMabs 50.1および83.1(Wh
ite-Scharf et al.Virology192:197,1993);CD4結合部位(CD4b)に対するMa
bs IgG1b12およびF91(Burton et al.,Science 266:124,1994; Moore and Sodros
ki,J.Virol. 70:1863, 1996);独特のC3-V4グリカン依存性エピトープに対す
るMab 2G12(Trkola et al.,J.Virol,70:1100,1996);C1領域に対するMab M90
(diMarzo Veronese et al.AIDS Res. Human Retrov,8:1125,1992);C5領域
に対するMAb 23a およびAb D7324(Moore and Sodroski, J. Virol. 70:1863,
1996);構造的C1-C5エピトープに対するMab 212A (Moore et al .J.Virol 68
:6836,1994);CD4で誘導されるエピトープに対するMab 17b(Moore and Sodrosk
i ,J.Virol.70:1863,1996);CD4で誘導されるC1-C4エピトープに対するMab A
32 (Moore and Sodroski ,J.Virol.70:1863,1996;Sullivan et al, J.Viro
l. 72:4694, 1996);C4あるいはC4/V3エピトープに対するMabs 抗体G3-299(Mo
ore and Sodroski, J. Virol. 70:1863, 1996);エピトープクラスター1に対す
る7B2を含有したgp41エピトープに対するMabs(チュレーン大学のジムロビンソ
ン氏の好意により提供された);融合ペプチド領域に対する25C2 (Buchacher e
t al .AIDS Res.Human Retrov., 10:359,1994);665-690残基を取りまく中和
エピトープに対する2P5(Munster et al J.Virol.68:4031, 1994)。4量体CD
4−IgG2は以前に詳述されている。Epitopes and various immunochemical properties of anti-gp120 monoclonal antibodies obtained from various donors have been previously described. (Moore et al., J.
Virol. 768: 469, 1994; Moore and Sodroski, J. et al. Virol. 70: 1863, 1996). These include the following monoclonal antibodies: V3 locus (Moore et al., J. Vir
Mab 19b for ol.69: 122, 1995); Mabs 50.1 and 83.1 for the V3 loop (Wh
ite-Scharf et al. Virology192: 197, 1993); Ma for the CD4 binding site (CD4b)
bs IgG1b12 and F91 (Burton et al., Science 266: 124, 1994; Moore and Sodros
ki, J. 70: 1863, 1996); Mab 2G12 against a unique C3-V4 glycan-dependent epitope (Trkola et al., J. Virol, 70: 1100, 1996); Mab M90 against the C1 region.
(DiMarzo Veronese et al. AIDS Res. Human Retrov, 8: 1125, 1992); MAb 23a and Ab D7324 for the C5 region (Moore and Sodroski, J. Virol. 70: 1863,
1996); Mab 212A (Moore et al. J. Virol 68) to the structural C1-C5 epitope.
: 6836,1994); Mab 17b (Moore and Sodrosk for CD4-induced epitopes)
i, J. Virol. 70: 1863, 1996); Mab A to the CD4-induced C1-C4 epitope
32 (Moore and Sodroski, J. Virol. 70: 1863, 1996; Sullivan et al, J. Viro.
72: 4694, 1996); Mabs antibody G3-299 (Mo against C4 or C4 / V3 epitope)
Ore and Sodroski, J. Virol. 70: 1863, 1996); Mabs for the gp41 epitope containing 7B2 for epitope cluster 1 (provided by Jim Robinson of Tulane University); 25C2 for the fusion peptide region (Buchacher e.
t al. AIDS Res. Human Retrov., 10: 359, 1994); 2P5 against neutralizing epitopes surrounding 665-690 residues (Munster et al J. Virol. 68: 4031, 1994). Tetrameric CD
4-IgG2 has been detailed previously.
【0191】
抗HIV抗体は市販のものや、NIH AIDS試薬プログラム、又は発明者から手に入
れた。そのように指示される場合には、抗体はNIH−ビオチンで製造者のマニュ
アルに沿ってビオチン化された(Pierce, Rockford, IL)。Anti-HIV antibodies were obtained from commercial sources, the NIH AIDS reagent program, or the inventor. When so indicated, antibodies were biotinylated with NIH-biotin according to the manufacturer's manual (Pierce, Rockford, IL).
【0192】
Gp120JR-PL単量体は、以前に詳述されたように、PP14-tPA-gp120JR-PLプラス
ミドを安定に発現したCHO細胞で製造された(U.S. Patents 5,866,163 and 5,86
9,624)。溶解性CD4はBartels Corp(Issaquah WA)から購入した。The Gp120 JR-PL monomer was produced in CHO cells that stably expressed the PP14-tPA-gp120 JR-PL plasmid as detailed previously (US Patents 5,866,163 and 5,86).
9,624). Soluble CD4 was purchased from Bartels Corp (Issaquah WA).
【0193】
2.野生型と変異型HIVエンベロープ(外被)蛋白を発現するPP14に基づいた
プラスミドの構築
野生型gp140s(gp140WT)
gp140をコードする配列が、JR-PL, DH123, GUN-1, 89.6, NL4-3およびHXB2な
どのHIV-1の全長分子クローンから、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて増幅
された。5’-プライマーはKpnlenvと命名された(5’-GTCTATTATGGGGTACCTGTGTGG
AAACAAGC-3’)。一方、3’-プライマーはBstBlenv (5’-CGCAGACGCAGATTCGAATTA
ATACCACAGCCAGTT-3’)であった。PCRは、Tagポリメラーゼによって導入されるエ
ラーを除去するために、ストリンジェントな条件下で実行された。PCR産生物は
制限酵素KpnlおよびXholで切断され、アガロース電気泳動で精製された。プラス
ミドPP14-tPA-gp120JR-PLもまた、これら二つの制限酵素で切断され、そ
の大きいほうの断片(ベクター)も同様にゲルで精製された。PP14-tPA-gp120
JR-PL発現ベクターは以前に詳述されている(HaselとMaddon, U.S. Patents #58
86163および5869624)。挿入物とベクターの接合(ライゲーション)は、室温で
一晩実施された。DH5αF’Q10細菌は、それぞれの接合の1/20の確率で形質変換
された。挿入物を含むベクターによって形質変換されるかを確かめるために、コ
ロニーはPCRによって直接スクリーングされた。核構築物の3つのポジティブク
ローンから得られたDNAが、プラスミド調整キット(Qiagen, Valencia, CA)を
用いて精製され、そしてgp160の全長の両鎖が配列決定された。例を示せば、pPP
14-gp140WTJR-PLおよびpPP14-gp140WTDH123は、HIV-1JR-PLおよびHIV-1DH123よ
りも、それぞれ由来する野生型切断可能gp140を発現するベクターに関連してい
る。2. Construction of PP14-based plasmids expressing wild-type and mutant HIV envelope (jacket) proteins Wild-type gp140s (gp140WT) The sequence coding for gp140 is JR-PL, DH123, GUN-1, 89.6, NL4-3 Was amplified using the polymerase chain reaction (PCR) from full-length HIV-1 molecular clones such as HXB2 and HXB2. The 5'-primer was named Kpnlenv (5'-GTCTATTATGGGGTACCTGTGTGG
AAACAAGC-3 '). On the other hand, the 3'-primer is BstBlenv (5'-CGCAGACGCAGATTCGAATTA
ATACCACAGCCAGTT-3 '). PCR was performed under stringent conditions to remove the error introduced by Tag polymerase. The PCR product was cleaved with the restriction enzymes Kpnl and Xhol and purified by agarose electrophoresis. The plasmid PP14-tPA-gp120JR-PL was also digested with these two restriction enzymes and the larger fragment (vector) was gel purified as well. PP14-tPA-gp120
The JR-PL expression vector has been previously detailed (Hasel and Maddon, US Patents # 58.
86163 and 5869624). Ligation of the insert with the vector was performed overnight at room temperature. DH5αF'Q10 bacteria were transformed with a 1/20 chance of each mating. Colonies were screened directly by PCR to see if they were transformed by the vector containing the insert. DNA from three positive clones of the nuclear construct was purified using a plasmid preparation kit (Qiagen, Valencia, CA), and both full-length strands of gp160 were sequenced. For example, pPP
14-gp140WT JR-PL and pPP14-gp140WT DH123 are related to vectors expressing wild-type cleavable gp140 derived from HIV-1 JR-PL and HIV-1 DH123 , respectively.
【0194】
gp140UNC
gp120-gp41, JR-FL gp140の切断個所変異体は、すでに詳述されているように(Ea
rl et al.,Proc. Natl, Acad. Sci USA 87;648, 1990)、gp120のC末端REKRモチ
ーフ内の置換によって作成された。欠損体は特定部位の 突然変異誘発で、変異
誘導プライマー5’140M (5’-CTACGACTTCGTCTCCGCCTTCGACTACGGGAATAGGAGCTGTGT
TCCTTGGGTTCTTG-3’)および3’gp140M (Kpnlenv およびBstBlenv
5’-TCGAAGGCGGAGACGAAGTCGTAGCCGCAGTGCCTTGGTGGGTGCTACTCCTAATGGTTC-3’と連
結した配列)を用いて作成された。Kpnlenv およびBstBlenvとの連結においては
、PCR産物はKpnlenv およびBstBlenvで切断され、すでに詳述された方法でpPP14
中にサブクローンされた。The truncation mutants of gp140UNC gp120-gp41, JR-FL gp140 have been previously described in detail (Ea
rl et al., Proc. Natl, Acad. Sci USA 87; 648, 1990), made by substitution within the C-terminal REKR motif of gp120. The deletion is the mutagenesis of a specific site, and the mutagenic primer 5'140M (5'-CTACGACTTCGTCTCCGCCTTCGACTACGGGAATAGGAGCTGTGT
TCCTTGGGTTCTTG-3 ') and 3'gp140M (Kpnlenv and BstBlenv 5'-TCGAAGGCGGAGACGAAGTCGTAGCCGCAGTGCCTTGGTGGGTGCTACTCCTAATGGTTC-3'). In the ligation with Kpnlenv and BstBlenv, the PCR product was cleaved with Kpnlenv and BstBlenv and pPP14
Subcloned into.
【0195】
ループ欠損gp120およびgp140
変動性ループ欠損型のgp120およびgp140蛋白を発現したPPI4に依拠したプラス
ミドは、すでに詳述されているOverlap-Extension法によるスプライシングを用
いて調製された(Binley et al .,AIDS Res, Human Retrovir. 14:191, 1998).
単一のループ欠損変異体では、Gly-Ala-Gly スペーサーがD132-K152(ΔV1),F15
6-I191(ΔV2)、またはT300-G320(ΔV3)を置換するために使用される。この番号
付は、JR-FLクローンまたはHIV-1のそれに対応する(Genbank アクセス番号 U63
632)。 Loop-deficient gp120 and gp140 Variability PPI4-based plasmids expressing the loop-defective gp120 and gp140 proteins were prepared using splicing by the Overlap-Extension method, which has already been detailed (Binley et al. ., AIDS Res, Human Retrovir. 14: 191, 1998).
In the single loop-deficient mutant, the Gly-Ala-Gly spacer is D132-K152 (ΔV1), F15.
Used to replace 6-I191 (ΔV2), or T300-G320 (ΔV3). This numbering corresponds to that of the JR-FL clone or HIV-1 (Genbank accession number U63
632).
【0196】
ΔV1鋳型上でのDGKPN5’および5JV1V2-B (5’-GTCTATTATGGGGTACCTGTGGAAAGAA
GC-3’)を用いたPCR増幅およびそれに引き続くKpnlまたはBamH1による切断によ
り、V1ループをコードする配列を欠失した292bp断片が作製された。この断片は
、KpnlおよびBamH1制限部位をつかってV2ループに対する配列をプラスミドにク
ローンされた。作製されたプラスミドはΔV1V2’と命名され、それはD132-K152
およびF156-I191の代わりにG1y-A1a-GIy配列を含有する。V1、V2、V3ループを欠
損するEnvs は、同様にPCRによって、ΔV3鋳型上で、プライマー3JV2-B (5’-G
TCTGAGTCGGATCCTGTGACACCTCAGTCATTACACAG-3’)およびH6NEW (5’-GTCTGAGTCTTC
GAATTAGTGATGGGTGATGGTGATGATACCACAGCCATTTTGTTATGTC-3’)を用いて作成された
。この断片は、BamH1およびBatB1を用いて、ΔV1V2’にクローニングされた。作
製されたenv 構築はΔV1V2’V3と命名された。ΔV1V2’およびΔV1V2’V3プラス
ミドによってコードされた糖タンパクは、C125とC130に広がるアミノ酸の短い配
列をコードしている。これらの配列はT127-I191,G1y-A1a-G1y,配列で置換する突
然変異誘発プライマーを用いて除去された。我々はプライマー3’DV1V2STU1 (5
’-GGCTCAAAGGATATCTTTGGACAGGCCTGTGTAATGACTGAGGTGTCACATCCTGCACCACAGAGTGGG
GTTAATTTTACATGGC-3’)およびDGKPN5’PP14を用いたPCR増幅を実施し、生じた断
片をStu1およびKpn1で切断し、PP14 gp140ベクターにクローニングした。生じた
gp140はΔV1V2*と命名された。同様の方法でΔV1V2*V3が構築された。アミノ酸
置換部位は図解的に図10に示される。DGKPN5 ′ and 5JV1V2-B (5′-GTCTATTATGGGGTACCTGTGGAAAGAA on ΔV1 template)
PCR amplification with GC-3 ') followed by cleavage with Kpnl or BamH1 produced a 292 bp fragment lacking the V1 loop coding sequence. This fragment was plasmid cloned into the sequence for the V2 loop using the Kpnl and BamH1 restriction sites. The constructed plasmid was named ΔV1V2 ′, which is D132-K152.
And contains the G1y-A1a-GIy sequence instead of F156-I191. Envs lacking the V1, V2, and V3 loops were also detected by PCR on the ΔV3 template using the primers 3JV2-B (5'-G
TCTGAGTCGGATCCTGTGACACCTCAGTCATTACACAG-3 ') and H6NEW (5'-GTCTGAGTCTTC
GAATTAGTGATGGGTGATGGTGATGATACCACAGCCATTTTGTTATGTC-3 '). This fragment was cloned into ΔV1V2 ′ using BamH1 and BatB1. The generated env construction was named ΔV1V2′V3. The glycoprotein encoded by the ΔV1V2 ′ and ΔV1V2′V3 plasmids encodes a short sequence of amino acids spanning C125 and C130. These sequences were removed using T127-I191, G1y-A1a-G1y, mutagenesis primers substituting the sequences. We use the primer 3'DV1V2STU1 (5
'-GGCTCAAAGGATATCTTTGGACAGGCCTGTGTAATGACTGAGGTGTCACATCCTGCACCACAGAGTGGG
PCR amplification with GTTAATTTTACATGGC-3 ') and DGKPN5'PP14 was performed, the resulting fragment was cut with Stu1 and Kpn1 and cloned into the PP14 gp140 vector. occured
gp140 was named ΔV1V2 *. ΔV1V2 * V3 was constructed in a similar manner. Amino acid substitution sites are shown schematically in FIG.
【0197】 糖鎖化部位変異体
標準的なN−リンク糖鎖付加部位が、357および398
の位置でアスパラギンからグルタミンへの点変異導入によって除去された。これ
らの変換は野生型とループ欠損HIVエンベロープタンパクを共にコードする鋳型
(テンプレート)上でなされた。 Glycosylation Site Variants Standard N-linked glycosylation sites are 357 and 398.
Was removed by introducing a point mutation from asparagine to glutamine. These conversions were done on a template that encodes both wild-type and loop-defective HIV envelope proteins.
【0198】
ジスルフィド安定化gp140 gp120およびgp41中の指定されたアミノ酸
は、Quickchange kitを用いた特定部位の突然変異誘発によってシステイン対に
変異された(Stratagene, La jolla, CA)。以下に示されるように、導入された
システイン近傍の幾つかのアミノ酸は、エンベロープ糖タンパクの局所的トポロ
ジーの中で同様な方法を用いて、システイン変異をより良く適合されるようにア
ラニンに変異された。これらの変換は、野生型およびループ欠損HIVエンベロー
プタンパクを共にコードする鋳型(テンプレート)上でなされた。Designated amino acids in disulfide-stabilized gp140 gp120 and gp41 were mutated to cysteine pairs by site-directed mutagenesis using the Quickchange kit (Stratagene, La jolla, CA). As shown below, some amino acids near the introduced cysteine were mutated to alanine to better adapt the cysteine mutation using a similar method within the local topology of the envelope glycoprotein. It was These conversions were done on a template that encodes both wild-type and loop-defective HIV envelope proteins.
【0199】
3.一時的にトランスフェクトされた293T細胞におけるgp 140の発現
HIVエンベロープタンパクが、接着性293T細胞、即ち、SV40起点を含有する
PP 14のようなプラスミドの高度の複製レベルを促進するSV40ラージT抗原をト
ランスフェクトされたヒト胎児腎細胞株(ATCC cat. # CRL-1573)において一時
的に発現された。293細胞は、L-グルタミン、ペニシリンおよびストレプトマ
イシンを補填した10%ウシ胎児血清を含有するダルベッコー最小必要培地(DM
EM;Life yechnologies, Gaitensburg, MD)中で増殖された。細胞を10cmディ
ッシュにまき、リン酸カルシウム沈澱法を用いて10mgの精製PP14プラスミドを
トランスフェクトした。次の日に、細胞は0.2%ウシ血清アルブミンと、L-グルタ
ミン、ペニシリンおよびストレプトマイシンを含有する新しいDMEMを供給された
。放射性免疫沈降アッセイには、培養液には35Sでラベルされたシステインと
メチオニンも含まれている。ある実験では、細胞は10mgのヒトフリン遺伝子を
含有したpcDNA3.1発現ベクター(Invitrogen, Carlsbad, CA)がコトランスフ
ェクトされた。3. Expression of gp140 in transiently transfected 293T cells: HIV envelope protein contains adherent 293T cells, the SV40 origin.
It was transiently expressed in a human embryonic kidney cell line (ATCC cat. # CRL-1573) transfected with the SV40 large T antigen which promotes high replication levels of plasmids like PP14. 293 cells are Dulbecco's minimal essential medium (DM) containing 10% fetal bovine serum supplemented with L-glutamine, penicillin and streptomycin.
EM; Life yechnologies, Gaitensburg, MD). Cells were seeded in 10 cm dishes and transfected with 10 mg of purified PP14 plasmid using the calcium phosphate precipitation method. The next day, the cells were fed with 0.2% bovine serum albumin and fresh DMEM containing L-glutamine, penicillin and streptomycin. For radioimmunoprecipitation assays, the culture also contained 35 S-labeled cysteine and methionine. In one experiment, cells were cotransfected with 10 mg of the human furin gene pcDNA3.1 expression vector (Invitrogen, Carlsbad, CA).
【0200】
4.ELISA分析
239T細胞上清におけるgp120およびgp140の濃度は、ELISA (Binleyら
、J. Viol 71: 2799, 1997) で測定された。簡単にいえば、Immulon II ELISAプ
レート (Dynatech Laboratories, Inc)を、16−20時間4°Cで、gp120の
C末端配列 (APTKAKRRVVQREKR) を認識するポリクローナルヒツジ抗体でコートし
、TBS中で2%脱脂ミルクで反応をブロックした。細胞上清(100ml)を、10
%ウシ胎児血清を含有するトリス緩衝液中に、ある範囲の希釈で添加する。プレ
ートは1時間適当な温度で保温し、TBSで洗浄した。抗gp120または抗gp41
抗体をさらにもう1時間添加し、プレートをTBSで洗浄し、結合した抗体の量が
抗ヒトIgGまたは抗マウスIgG−結合アルカリホスファターゼを用いて測定された
。別の方法としては、ビオチン化リポーター抗体が同様な方法で使用され、スト
レプトアビジン−AP複合体を用いて測定された。どちらの場合も、AP活性は、AM
PAK Kit (DAKO)を用いて、会社の指示に従って測定した。変性HIVエンベロープ
タンパクの反応性を調べるために、細胞上清は、ELISAプレートに一定の希釈で
載置する前に、1%界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウムおよびNP-40の存在下
で5分間沸騰させた。精製した組換えJR-FL gp120が、参考標準品として使用
された。4. ELISA analysis The concentration of gp120 and gp140 in 239 T cell supernatant was measured by ELISA (Binley et al., J. Viol 71: 2799, 1997). Briefly, Immulon II ELISA plates (Dynatech Laboratories, Inc) were plated for gp120 for 16-20 hours at 4 ° C.
It was coated with a polyclonal sheep antibody that recognizes the C-terminal sequence (APTKAKRRVVQREKR) and blocked with 2% nonfat milk in TBS. 10 cell supernatants (100 ml)
Add a range of dilutions in Tris buffer containing% fetal bovine serum. The plate was incubated at an appropriate temperature for 1 hour and washed with TBS. Anti-gp120 or anti-gp41
Antibodies were added for another hour, plates were washed with TBS and the amount of bound antibody was measured using anti-human IgG or anti-mouse IgG-conjugated alkaline phosphatase. Alternatively, biotinylated reporter antibody was used in a similar manner and measured with streptavidin-AP complex. In both cases, AP activity is AM
It measured using PAK Kit (DAKO) according to a company's instruction. To examine the reactivity of denatured HIV envelope proteins, cell supernatants were boiled for 5 minutes in the presence of 1% detergent, sodium dodecyl sulfate and NP-40 before being placed in ELISA plates at constant dilutions. Let Purified recombinant JR-FL gp120 was used as a reference standard.
【0201】
5、放射性免疫沈降アッセイ(RIPA)
35S標識された239T細胞上清は、RIPA分析のために、トランスフェクションの
2日後に採集された。培養上清からは、最終濃度で、50mM Tris-HCl、5 mM ED
TA、pH 7.2のRIPA液に添加される前に、低速度遠心によって細胞破片が除去され
た。ビオチン化抗体(約10mg)が1mlの上清に添加され、10分間適当な温度
で保温された。次いで、サンプルはストレプトアビジンアガロースビーズと共に
軽く撹拌しながら、4°Cで12−18時間保温された。もう一つの方法としては、
非標識抗体を、プロテインG-アガロース(Pierce, Rockford, IL)と組み合わせ
て使用した。結合したタンパクは、0.05 M Tris-HCl、10%グリセロール、2%
SDS、O.001%ブロモフェノールブルー、次いで指示された場合は、100mMジチ
オスライトール(DTT)を含有するSDS-PAGEサンプル液で、100°Cで5分加熱
して溶出させた。サンプルを8%ポリアクリルアミドゲルに載置し、200Vで
一時間電気泳動させた。ゲルは乾燥後、ホスフォールスクリーンに露光し、Stor
m Phosphoimager (Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA)を用いてイメージ解析
を行った。14C標識タンパクがサイズ計算用スタンダードとして使われた。5. Radioimmunoprecipitation Assay (RIPA) 35 S-labeled 239 T cell supernatant was collected 2 days after transfection for RIPA analysis. From the culture supernatant, the final concentration was 50 mM Tris-HCl, 5 mM ED
Cell debris was removed by low speed centrifugation before addition to TA, pH 7.2 RIPA solution. A biotinylated antibody (about 10 mg) was added to 1 ml of the supernatant and incubated at an appropriate temperature for 10 minutes. The sample was then incubated at 4 ° C for 12-18 hours with gentle agitation with streptavidin agarose beads. Alternatively,
Unlabeled antibody was used in combination with protein G-agarose (Pierce, Rockford, IL). Bound protein was 0.05 M Tris-HCl, 10% glycerol, 2%
Eluted with SDS-PAGE sample solution containing SDS, 0.001% bromophenol blue, then 100 mM dithiothreitol (DTT) where indicated, heating at 100 ° C for 5 minutes. The sample was placed on an 8% polyacrylamide gel and electrophoresed at 200 V for 1 hour. After drying the gel, it was exposed to a Phosphor screen and the
Image analysis was performed using m Phosphoimager (Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA). 14 C labeled protein was used as a standard for size calculation.
【0202】
<実験結果>
1.gp140NONのプロセシングはフリンプロテアーゼの共発現で促進される
gp140NONの産生を最低に抑えるために、pcDNA3.1-フリンおよびpPP14-gp140WT
JR-FLが293T細胞にコトランスフェクトされ、抗gp120Mab 2G12を用いてRIPA
アッセイが実行された。図2に示したように、フリンはgp140NONの産生を除去
したが、gp140UNCに対しては全く影響しなかった。<Experimental Results> 1. Processing of gp140NON is promoted by co-expression of furin protease To minimize the production of gp140NON, pcDNA3.1-furin and pPP14-gp140WT
JR-FL was co-transfected into 293T cells and RIPA was used with anti-gp120 Mab 2G12
The assay was run. As shown in FIG. 2, furin eliminated the production of gp140NON, but had no effect on gp140UNC.
【0203】
それ以外の抗gp120Mabを用いて実行されたRIPAアッセイでも同様な結果が得
られた(データは示さず)。Similar results were obtained with the RIPA assay performed with the other anti-gp120 Mabs (data not shown).
【0204】
サンプルをSDS-PAGEの前にDTTで処理することは、これらのバンドの移動度あ
るいは相対量には影響せず、それはgp140が、ジスルフィド結合でつながった
別々のgp120−gp41分子というよりは、むしろ一本鎖のポリペプチドからな
っていることを示している。Treatment of the samples with DTT prior to SDS-PAGE did not affect the mobility or relative amount of these bands, rather than gp140 being a separate disulfide linked gp120-gp41 molecule. Indicates that it is composed of a single-chain polypeptide.
【0205】
2.2つのシステイン変異の導入によるgp120−gp41結合の安定化
フリンのコトランスフェクションによって、我々は次いで、gp120およびgp
41ECTO成分が非共有結合によってのみ結合した可溶性gp140タンパクを発現
することができた。それは、ビリオン中に存在する天然の3量体エンベロープ糖
タンパク複合体に起こっていることに似ている。しかしながら、ウイルスあるい
はその感染細胞表面においては、gp120−gp41結合は弱く、そのためgp12
0はしだいに遮蔽されていく(Mckeatingら、J. .Virol 65: 852, 1991)。我々
は、内在性フリンの存在下で作られるgp140WTタンパクにおいても、こうした
ことが起こることを見い出した。こうして、我々は免疫沈降後、gp140WTを発
現する細胞の上清中に、非常に微量に存在する安定なgp−20−gp41ECTO複合
体を検出することができた。そこで、gp120−gp41非共有結合を安定化させ
る方法を、gp120およびgp41サブユニット間に分子間ジスルフィド結合を導
入することによって探索した。2. Stabilization of gp120-gp41 binding by the introduction of two cysteine mutations By cotransfection of furin we then
The 41 ECTO component was able to express soluble gp140 protein bound only non-covalently. It resembles what happens to the native trimeric envelope glycoprotein complex present in virions. However, gp120-gp41 binding is weak on the surface of the virus or its infected cells, and therefore gp12
0 is gradually shielded (Mckeating et al., J. Virol 65: 852, 1991). We have found that this also occurs with the gp140WT protein, which is made in the presence of endogenous furin. Thus, we were able to detect the stable gp-20-gp41 ECTO complex present in very small amounts in the supernatant of cells expressing gp140WT after immunoprecipitation. Therefore, a method for stabilizing the gp120-gp41 noncovalent bond was searched for by introducing an intermolecular disulfide bond between the gp120 and gp41 subunits.
【0206】
従って、我々は、以前にgp120−gp41結合において重要性が見られたアミ
ノ酸に焦点を当て、gp120のC1およびC5領域の幾つかの異なる位置の一つを
システイン残基で置換した(図3a)。同時に、GP41の分子内ジスルフィドル
ープ近傍の数個の残基に、二番目のシステイン変異を導入した(図3B)。この意
図は、天然のGP120−GP41において、その物理的な近接が分子間ジスルフィ
ド結合として自然に形成されるような、システイン残基ペアを同定することにあ
る。結果として、50以上の異なる二重システイン置換がJR-FL gp140WTタンパ
ク中に作られ、293T細胞の一時的トランスフェクションにおいてフリンと共発現
された。Therefore, we focused on the amino acids previously found to be important in gp120-gp41 binding and replaced one of several different positions in the C1 and C5 regions of gp120 with a cysteine residue ( Figure 3a). At the same time, a second cysteine mutation was introduced into several residues near the intramolecular disulfide loop of GP41 (Fig. 3B). The intent is to identify pairs of cysteine residues in native GP120-GP41 whose physical proximity is naturally formed as an intermolecular disulfide bond. As a result, over 50 different double cysteine substitutions were made in the JR-FL gp140WT protein and co-expressed with furin in transient transfections of 293T cells.
【0207】
抗原捕捉ELISAによるトランスフェクション上清の最初の分析結果によって、g
p120の486番目の残基にシステインを含有するものを除いて、すべての変
異体が分泌タンパクとして効果的に発現されることが示された(データ示さず)
。次に、我々は、トランスフェクション上清を抗gp120 Mabで免疫沈降するこ
とによってその特徴付けを行った(図4)。予期された120kDaバンド(gp1
20)に加えて、約140kDaの第2のバンドが、F81および2G12によって
、多くの2重システイン変異体をトランスフェクトした上清から沈澱した。シス
テインがgp120のC1領域に存在する変異体に由来するgp140バンドは、gp
120のシステインがC5領域に存在するそれの相当物よりも、僅かではあるが
よりゆっくりと移動し、より拡散的である(図4)。SDS-PAGE上での低い移動度
を持ち拡散的なバンドの存在は、以前の報告(Earlra、Proc. Natl. Acad. Sci
. USA 87 : 648, 1990; Earlら、J. Virol. 68 : 3015, 1994)によれば、
おそらく不完全なエンベロープ糖タンパクのプロセシングを示している。140
kDaバンドの相対強度は、導入されたシステインの位置に強く依存しており、そ
れは安定なサブユニット間のジスルフィド結合が形成されるために、ある空間的
な必要性が要求されることを示唆している。Initial analysis of transfection supernatants by antigen capture ELISA revealed that g
All mutants were shown to be effectively expressed as secreted proteins except those containing a cysteine at residue 486 of p120 (data not shown)
. Next, we characterized it by immunoprecipitating the transfection supernatant with anti-gp120 Mabs (FIG. 4). Expected 120 kDa band (gp1
In addition to 20), a second band of approximately 140 kDa was precipitated by F81 and 2G12 from supernatants transfected with many double cysteine mutants. The gp140 band derived from a mutant in which cysteine is present in the C1 region of gp120
The 120 cysteines are slightly more slowly migrating and more diffuse than their counterparts in the C5 region (Fig. 4). The existence of diffusive bands with low mobility on SDS-PAGE was previously reported (Earlra, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 87: 648, 1990; Earl et al., J. Virol. 68: 3015, 1994).
Probably incomplete processing of the envelope glycoprotein. 140
The relative strength of the kDa band is strongly dependent on the position of the introduced cysteine, suggesting that a certain spatial requirement is required for the formation of stable intersubunit disulfide bonds. ing.
【0208】
2重のシステイン変異体のうち、どれがさらなる分析に適当であるかを決定す
るために、我々はそれぞれの変異体を強力に中和する抗gp120Mab 2G12で免疫
沈降した後、SDS-PAGE、デンシトメトリーを行い、gp140およびgp120バン
ドの相対強度を決定した(図5)。我々は、gp140/gp120比がもっとも高
くなる変異体をサーチしたが、それは分子内ジスルフィド結合の最適な形成の指
標となると解釈したからである。図5から、変異体A492C/T596Cがこうした性質
を持つことは明らかである。これ以後は、我々は、このタンパクをSOS gp140変
異体とよぶ。注目すべきは、SOS gp140のSDS-PAGE上での移動度が、gp120お
よびgp-40ECTO残基がペプチド結合でリンクされたgp140 NONタンパクのそれと
一致することである。SOS変異体から得られたgp140バンドは、gp140 NONタン
パクのバンドほどシャープではないが、その他の如何なる2重システイン変異体
から得られたgp140バンドよりも拡散的ではない(図4)。これは、SOS変異
体が効果的にプロセスされたことを示唆する。JR-FL SOS gp140の完全な核酸お
よびアミノ酸配列が図13に提供される。To determine which of the double cysteine mutants would be suitable for further analysis, we immunoprecipitated each mutant with a potent neutralizing anti-gp120 Mab 2G12 followed by SDS-. PAGE and densitometry were performed to determine the relative intensities of the gp140 and gp120 bands (Figure 5). We searched for the mutants with the highest gp140 / gp120 ratio, which we interpret as an indicator of optimal formation of intramolecular disulfide bonds. From FIG. 5, it is clear that the mutant A492C / T596C has this property. From now on, we will call this protein the SOS gp140 mutant. Of note, the mobility of SOS gp140 on SDS-PAGE is consistent with that of the gp140 NON protein with gp120 and gp-40 ECTO residues linked by peptide bonds. The gp140 band obtained from the SOS mutant is not as sharp as the band of the gp140 NON protein, but less diffuse than the gp140 band obtained from any other double cysteine mutant (FIG. 4). This suggests that the SOS mutant was effectively processed. The complete nucleic acid and amino acid sequence of JR-FL SOS gp140 is provided in FIG.
【0209】
我々は、ゲル電気泳動前にDTTで免疫沈降したタンパクを処理することによっ
て、分子内ジスルフィド結合で140kDaタンパクが安定化されることを証明し
た。対照的に、gp140WTおよびgp140UNCの140kDaバンドは、分断されな
い探鎖タンパクについて期待されるように、DTT処理の影響を受けなかった。こ
こで、149kDaバンドがA482CまたはT596Cの単独変異では決して見られ
なかったことが注目される(図6b)。このことは、2重システイン変異体が、
140kDaバンドがgp120およびgp41ECTO間の分子間ジスルフィド結合の形成か
ら生じることのさらなる証明になる。外在的なフリンの非存在下では、140kD
aタンパクバンドはDTTによって還元されなかったが、このことは、このバンドが
gp140NONの2重システイン変異体であることを示唆する(図6c)。We demonstrated that treatment of the immunoprecipitated protein with DTT prior to gel electrophoresis stabilizes the 140 kDa protein with intramolecular disulfide bonds. In contrast, the 140 kDa bands of gp140WT and gp140UNC were unaffected by DTT treatment, as would be expected for an uninterrupted probe protein. Here, it is noted that the 149 kDa band was never seen with the single mutation of A482C or T596C (Fig. 6b). This means that the double cysteine mutant
Further proof that the 140 kDa band results from the formation of intermolecular disulfide bonds between gp120 and gp41 ECTO. 140 kD in the absence of exogenous furin
The a protein band was not reduced by DTT, which means that this band
It is suggested that it is a double cysteine mutant of gp140NON (Fig. 6c).
【0210】
3.SOS gp140タンパクのジスルフィド結合形成効率を改善するアプローチ
ジスルフィド出安定化されたgp140は293T細胞上清中に存在する唯一のe
nv種ではない。認め得る量のフリーgp120も存在する。これはgp120およびgp
41間のジスルフィド結合が不完全な効率で形成されることを意味する。遊離型
gp120は以下に述べる精製法でも除去できるが、その産生をさらに低下ないし
除去することを試みた。この目的で、挿入されたシステインの近傍に付加的なア
ミノ酸の置換がなされた。それに加えて、gp120のシステインの位置が変更さ
れた。我々は、残基596におけるgp41のシステインを保持したが、それはこ
の位置が分子内ジスルフィド結合にとって最も好適と見られたからである。3. An approach to improve the efficiency of disulfide bond formation in SOS gp140 protein. Disulfide export stabilized gp140 is the only e present in 293T cell supernatant.
Not nv species. There is also an appreciable amount of free gp120. This is gp120 and gp
It means that the disulfide bond between 41 is formed with incomplete efficiency. Free type
Although gp120 can be removed by the purification method described below, it was attempted to further reduce or eliminate its production. For this purpose, additional amino acid substitutions were made near the inserted cysteine. In addition, the position of the cysteine of gp120 was changed. We retained the cysteine of gp41 at residue 596 because this position appeared to be the most favorable for intramolecular disulfide bonds.
【0211】
我々は最初に、gp120のシステイン置換の位置を、N末端あるいはC末端アラ
ニン-492に置くことによって変更した。Gp140/gp140+gp120比は
これらの変異体の何れにおいても増加せず、それは、多少ともSOSgp140タンパク
における比と同程度のままであった(図7)。次に、我々は、アラニン-492
に隣接するリジン基の大きな側鎖がジスルフィド結合形成に影響するかどうかを
考察した。そこでは、SOSgp一40との対比で、491および493のリジンを
アラニンに変異したが、これらの変異はGp140/gp140+gp120の比もgp
140の移動度にも影響しなかった(図7)。最後に、SOS gp140に2番目のシ
ステイン対をgp120の残基44およびgp41の残基600の位置に導入した。
それは、このシステイン対は野生型タンパクに導入されると、かなり効果的にジ
スルフィド結合が形成されるからである(図5)。しかしながら、この4重シス
テイン変異体(W44C/A492C/P600C/T596C)は発現効率が悪く、タンパクのプロセ
シングあるいは折り畳みに問題があることを意味した(図7)。この悪い発現効
率は、他の4重システイン変異体(W44C/K491C/P600C/T596C)お
よび(W44C/K493C/P600C/T596C)においても観察された。We first modified the position of the cysteine substitution of gp120 by placing it at the N-terminal or C-terminal alanine-492. The Gp140 / gp140 + gp120 ratio was not increased in any of these mutants, which remained somewhat comparable to that in the SOS gp140 protein (FIG. 7). Next we have alanine-492
We examined whether the large side chains of the lysine group adjacent to the ss influence disulfide bond formation. There, the lysines at 491 and 493 were mutated to alanine in contrast to SOS gp140, these mutations also showed a Gp140 / gp140 + gp120 ratio of gp.
It also did not affect the mobility of 140 (Fig. 7). Finally, a second cysteine pair was introduced into SOS gp140 at residue 44 of gp120 and residue 600 of gp41.
This is because when this cysteine pair is introduced into the wild-type protein, disulfide bonds are formed quite effectively (Fig. 5). However, this quadruple cysteine mutant (W44C / A492C / P600C / T596C) had poor expression efficiency, implying a problem in protein processing or folding (Fig. 7). This poor expression efficiency was also observed in other quadruple cysteine mutants (W44C / K491C / P600C / T596C) and (W44C / K493C / P600C / T596C).
【0212】
ジスルフィド安定化変異体の効率あるいは発現の全体を最適化するための、さ
らなるアプローチも可能である。例えば、SOSgp140タンパクを発現したすべての
細胞に充分量のフリンをもたせるために、フリンの安定発現細胞が作成されうる
。同様に、フリンおよびgp140タンパクが単独のプラスミド中に共発現させら
れる。K491およびK493は、単独または対で、アラニン以外の残基に変異さ
れうる。導入されたシステインをより良く適応されるために、gp120またはgp
41の導入システインの近傍に存在する他のアミノ酸も同様に変異されうる。Additional approaches to optimize the efficiency or overall expression of disulfide-stabilized variants are possible. For example, stable furin-expressing cells can be prepared so that all cells expressing the SOS gp140 protein have sufficient furin. Similarly, the furin and gp140 proteins are co-expressed in a single plasmid. K491 and K493, alone or in pairs, can be mutated to residues other than alanine. In order to better adapt the introduced cysteine, gp120 or gp
Other amino acids located near the introduced cysteine of 41 can be mutated as well.
【0213】
4.SOS gp140タンパクの抗原性はウイルス関連のgp120−gp41と同程度で ある
Gp140NONに比較して、SDSgp140 タンパクは抗原として幾つかの差異を持って
おり、これについて、我々は、ウイルス関連gp120−gp41複合体の構造を模
倣することを意図したタンパクには好都合であると信じている。以下に要約する
。4. Antigenicity of SOS gp140 protein is similar to virus-associated gp120-gp41. Compared to Gp140NON, SDSgp140 protein has some differences as an antigen, for which we We believe it would be advantageous for proteins intended to mimic the structure of the related gp120-gp41 complex. It is summarized below.
【0214】
1)SOS gp140タンパクは強力な中和抗体であるモノクローナル抗体のIgG1b12
および2G12、さらにはCD4-IgG分子と強く結合する(図8a)。RIPA法は相
対的親和性を正確に決定できる程十分には定量的ではないけれども、これらのモ
ノクローナル抗体とCD4-IgG2のSOS gp140タンパクとの反応性は、gp140NONお
よびgp120タンパクとの反応性よりもかなり大きい(図8a)。SOS gp149タン
パクは明らかに直接的なCD-4との結合部位を持つ。V3ループエピトープもまた、
モノクローナル抗体19bおよび83.1との反応性で示されるように、SOS gp140タ
ンパクと結合した(図8a)。1) SOS gp140 protein is a potent neutralizing antibody, which is a monoclonal antibody IgG1b12
And 2G12 and also strongly binds to CD4-IgG molecules (Fig. 8a). Although the RIPA method is not quantitative enough to allow accurate determination of relative affinities, the reactivity of these monoclonal antibodies with the SOS gp140 protein of CD4-IgG2 is greater than that with the gp140NON and gp120 proteins. Quite large (Figure 8a). The SOS gp149 protein clearly has a direct CD-4 binding site. The V3 loop epitope is also
It bound the SOS gp140 protein as shown by its reactivity with monoclonal antibodies 19b and 83.1 (Fig. 8a).
【0215】
2)反対に、幾つかの非中和性抗gp120モノクローナル抗体はSOS gp140タンパ
クに少ししか、あるいは全く結合しないが、gp140NONおよびgp120には強
く反応する(図8b)。これらのモノクローナル抗体は、gp120中に存在しgp
120−gp41複合体の適切な形成において遮蔽されていると考えられるC1お
よびC5領域に反応するものを包含する(Mooreら、J. Virol. 69: 469, 1994; W
yattら、J. Virol 71: 9722, 1997)。反対に、C1および C5に対するモノクロ
ーナル抗体は、全てgp140NONタンパクと強く反応した(図8b)。2) In contrast, some non-neutralizing anti-gp120 monoclonal antibodies bind little or no SOS gp140 protein but strongly react with gp140NON and gp120 (FIG. 8b). These monoclonal antibodies are present in gp120
Includes those that respond to the C1 and C5 regions that are thought to be shielded for proper formation of the 120-gp41 complex (Moore et al., J. Virol. 69: 469, 1994; W.
yatt et al., J. Virol 71: 9722, 1997). On the contrary, all the monoclonal antibodies against C1 and C5 reacted strongly with the gp140NON protein (Fig. 8b).
【0216】
3)可溶性CD4への結合によるモノクローナル抗体17bに対するエピトープ
の露出は、SOS gp140においての方が、gp140NONあるいはgp120タンパ
クよりもより効率的に起こる(図8c)。たしかに、可溶性CD4の非存在下では
17bのSOS gp140タンパクに対する反応性は非常に僅かであった。CD4で誘導さ
れるモノクローナル抗体17のエピトープは、gp120の共受容体(coreceptor
)結合部位とオーバーラップする。この部位は、CD4結合後、ウイルスと細胞の
融合を開始する立体構造的変化で、ウイルス関連のgp120−gp41複合体に対
して露出されるようになると考えられる。17bエピトープの誘導は、SOSgp 140
タンパクのgp120部分は、ウイルスにあるgp120−gp41と同様な静的な構
造と構造変化の自由度をもつことを示唆する。gp140NONタンパクは17bに恒
常的に結合する。可溶性CD4の結合に際しても17ベピトープの誘導は幾分見ら
れるが、その程度はSOS gp140よりも低い。3) Epitope exposure to monoclonal antibody 17b by binding to soluble CD4 occurs more efficiently in SOS gp140 than in gp140NON or gp120 proteins (FIG. 8c). Indeed, in the absence of soluble CD4, 17b had very little reactivity with the SOS gp140 protein. The CD4 induced monoclonal antibody 17 epitope is a coreceptor of gp120.
) Overlaps the binding site. It is believed that this site is exposed to the virus-associated gp120-gp41 complex by a conformational change that initiates virus-cell fusion after CD4 binding. Induction of the 17b epitope was induced by SOSgp140
It is suggested that the gp120 portion of the protein has a static structure and a degree of structural change similar to those of gp120-gp41 in the virus. The gp140 NON protein binds constitutively to 17b. Some induction of the 17 bepitope is also seen upon binding of soluble CD4, but to a lesser extent than SOS gp140.
【0217】
4)もう一つのCD4で誘導されるgp120上のエピトープは、モノクローナル
抗体A32で認識されるエピトープである(Mooreら、J. Virol. 70:1863, 1996;
Sullivanら、J. Virol. 72: 4694、1998)。可溶性CD4の非存在下
では、SOS gp140変異体に対するA32の結合はほんの僅かであったが、エピトープ
は可溶性CD4との結合で強く誘導された(図8c)。17bで観察されたように、
A32エピトープは、gp140NONではSOS gp140上よりも非効率的にしか誘導され
なかった。4) Another CD4-induced epitope on gp120 is the epitope recognized by monoclonal antibody A32 (Moore et al., J. Virol. 70: 1863, 1996;
Sullivan et al., J. Virol. 72: 4694, 1998). In the absence of soluble CD4, binding of A32 to the SOS gp140 mutant was negligible, but the epitope was strongly induced upon binding to soluble CD4 (Fig. 8c). As observed in 17b,
The A32 epitope was induced less efficiently on gp140NON than on SOS gp140.
【0218】
5) 如何なる非中和性gp41モノクローナル抗体のセットにおいても、SOS
gp140タンパクとの反応性はなかった。一方、これらすべてのモノクローナル抗
体は強くgp140NONタンパクに結合した。これらの抗gp41モノクローナル抗
体は、gp41の幾つかの外部ドメインを認識するが、それらすべての部位はウイ
ルス関連のgp120−gp41複合体ではgp120によって遮蔽されていると考え
られる(Mooreら、J. Virol. 68:469, 1995; Sattentauら、Virology2
06:713、1995)。これらがSOS gp140タンパクと結合不能であること
は、このタンパクが天然の三量体(trimer)と同様な立体配座をとっていること
のもう一つの強力な表示となっており、gp140NONタンパクの強力な認識は、
これらのタンパクがgp120とgp41をリンクするペプチド結合のため異常構造
をとることと一致する(Edingerら、J. Vitol. 73: 4062. 1999)(図8d)。5) In any set of non-neutralizing gp41 monoclonal antibodies, SOS
There was no reactivity with the gp140 protein. On the other hand, all these monoclonal antibodies bound strongly to the gp140NON protein. These anti-gp41 monoclonal antibodies recognize several ectodomains of gp41, but all of these sites appear to be masked by gp120 in the virus-associated gp120-gp41 complex (Moore et al., J. Virol. 68: 469, 1995; Sattentau et al., Virology 2
06: 713, 1995). The inability of these to bind to the SOS gp140 protein is another strong indication that this protein has a conformation similar to that of the natural trimer. Strong recognition is
This is consistent with the abnormal structure of these proteins due to the peptide bond linking gp120 and gp41 (Edinger et al., J. Vitol. 73: 4062. 1999) (Fig. 8d).
【0219】
6)非中和性のモノクローナル抗体で観察されたことと著しく対照的に、抗gp
41モノクローナル抗体2F5は効率的にSOSgp140タンパクと結合するが、gp1
40NONとは結合しない。注目すべきは、2F5エピトープはgp41中の天然のgp
120−gp41複合体で良く露出されていると考えられている唯一の部位だとい
うことである(Sattentauら、Virology206:713、1995)。それの2F
5への結合能は、SOS gp140タンパクが天然の三量体のそれとよく似た立体配座
をとっている事実と一致する。6) In contrast to what was observed with non-neutralizing monoclonal antibodies, anti-gp
41 monoclonal antibody 2F5 efficiently binds to the SOS gp140 protein, but gp1
Does not combine with 40NON. Of note, the 2F5 epitope is the natural gp in gp41.
It is the only site thought to be well exposed in the 120-gp41 complex (Sattentau et al., Virology 206: 713, 1995). 2F of it
The ability to bind 5 is consistent with the fact that the SOS gp140 protein adopts a conformation very similar to that of the native trimer.
【0220】
SOS gp140タンパクの抗原性が、W44C/T596Cgp140変異体のそれと比較
された。C1領域にシステイン置換を含有する変異体の中で、gp140形成にお
いて、これがもっとも効率的である。W44C/T596C gp140は、2G12モノ
クローナル抗体と反応するが、CD4−IgG2およびIgG1b12とは相対的に弱くしか
反応しない。さらに、可溶性CD4によるW44C/T596Cgp140上の17bエピト
ープの誘導は僅かであり、しかも非中和性の抗gp41モノクローナル抗体との強
い反応性が存在した。(図8)。従って、我々は、この変異体は最適下限の抗原
活性を持つと判断した。たしかに、W44C/T596Cgp140およびSOS gp140タ
ンパクの比較は、分子内ジスルフィド結合の位置がgp140分子の抗原性構造に
有意な影響をもつことを示す。The antigenicity of the SOS gp140 protein was compared to that of the W44C / T596C gp140 mutant. Of the mutants containing a cysteine substitution in the C1 region, this is the most efficient in gp140 formation. W44C / T596C gp140 reacts with the 2G12 monoclonal antibody but only relatively weakly with CD4-IgG2 and IgG1b12. Furthermore, the induction of the 17b epitope on W44C / T596C gp140 by soluble CD4 was insignificant and there was strong reactivity with the non-neutralizing anti-gp41 monoclonal antibody. (FIG. 8). Therefore, we determined that this variant had suboptimal antigenic activity. Indeed, a comparison of W44C / T596C gp140 and SOS gp140 proteins shows that the position of the intramolecular disulfide bond has a significant effect on the antigenic structure of the gp140 molecule.
【0221】
gp140SOSタンパクの抗原性の性質に比較して、gp140WTおよびgp140
UNCの140kDaタンパクは、非中和性の抗gp120およびG3-519、並びに7
B2のような抗gp41モノクローナル抗体と強く反応した。それに加えて、モノ
クローナル抗体17Bによって認識されるエピトープは、CD4で誘導されるとい
うよりは恒常的に露出されていた。Compared to the antigenic nature of the gp140 SOS protein, gp140WT and gp140
The 140 kDa protein of UNC is a non-neutralizing anti-gp120 and G3-519, and 7
It reacted strongly with an anti-gp41 monoclonal antibody such as B2. In addition, the epitope recognized by monoclonal antibody 17B was constitutively exposed rather than CD4-induced.
【0222】
全体として、SOSgp140タンパクに対するモノクローナル抗体の結合と、それら
のHIV-1JR-FLを中和する能力には強い相関があった。この相関はgp140NON, g
p140 UNC あるいはp120タンパクでは観察されなかった。Overall, there was a strong correlation between the binding of monoclonal antibodies to the SOS gp140 protein and their ability to neutralize HIV-1 JR-FL . This correlation is gp140NON, g
It was not observed with p140 UNC or p120 proteins.
【0223】
5.サブユニット間のジスルフィド結合の形成は単離ウイルス依存的ではない
RS HIV-1 isolate JR-FLに由来するgp140タンパクに関する我々の観察の一
般性を検証するために、我々は、他のHIV-1種由来のgp140における2重シス
テイン変異体を作成した。これらは、R5X4ウイルスDH123 およびX4ウイルスH
xB2を含んでいる。それぞれの場合に、システインは、JR-FLのアラニン−49
2およびスレオニン−596に相当する残基の位置に導入された。生じたSOSタ
ンパクは一時的に293T細胞において発現され、
RIPA分析によって、その凝集、プロセシングおよび抗原性が確認された。図9
に示すように、充分量の140kDa 物質がDH123およびHxB2SOS中に生成され、
我々の当該方法が、多種類のウイルスのエンベロープタンパクを成功的に安定化
できることを示した。5. Formation of disulfide bonds between subunits is not isolated virus-dependent In order to verify the generality of our observations regarding the gp140 protein derived from RS HIV-1 isolate JR-FL, we used other HIV-1 isolates. A double cysteine mutant in gp140 from a species was created. These are R5 X4 virus DH123 and X4 virus H
Includes xB2. In each case, cysteine is the alanine-49 of JR-FL.
2 and threonine-596 were introduced at the corresponding residue positions. The resulting SOS protein was transiently expressed in 293T cells and RIPA analysis confirmed its aggregation, processing and antigenicity. Figure 9
As shown in, a sufficient amount of 140 kDa material was produced in DH123 and HxB2SOS,
We have shown that our method can successfully stabilize the envelope proteins of many types of viruses.
【0224】
6.可変ループおよび糖鎖付加領域において修飾変換されたHIVエンベロープ
タンパクのジスルフィド安定化
特定の可変ループおよび糖付加部位の突然変異が、保存された中和エピトープ
をより都合よく露出させる手段を提供することを示唆する証拠があるので、我々
はジスルフィド安定化形態の凝集と抗原性を調べた。最初の研究で、A492C/T
596C JR-FL gp140変異体が、それぞれ上述の△V1、△V2、△V3、△V1V2*
および△V1V2*V3分子に対して作成された。△V1V2*V3タンパクに対しては、糖
付加部位の突然変異体はアミノ酸357および398のN-Q点突然変異によって
作成された。[0224] 6. HIV envelope modified in variable loop and glycosylation region
We present the disulfide-stabilized form of the protein as there is evidence to suggest that mutations of specific variable loops and glycosylation sites provide a more convenient means of exposing conserved neutralizing epitopes. Aggregation and antigenicity were examined. In the first study, A492C / T
A 596C JR-FL gp140 mutant was generated for the ΔV1, ΔV2, ΔV3, ΔV1V2 * and ΔV1V2 * V3 molecules, respectively, described above. For the ΔV1V2 * V3 proteins, glycosylation site mutants were created by NQ point mutations at amino acids 357 and 398.
【0225】
それぞれ単独に、または2重にループを欠損した変異体において、我々は、gp
140バンドの全長SOS gp140タンパクに比較しうる量で検出した(図11B)。
可変ループの欠損がオリゴマー形成状態でその抗原性を変化させるかどうかを調
べるために、△V3および△V1V2*SOSタンパクをパネル化されたモノクローナ
ル抗体で沈降させた(図12)。gp41に対するモノクローナル抗体は2F5を
除いては、システイン安定化タンパクのループ欠損タイプとは結合が見られなか
ったが、このことは、これらのエピトープがまだ遮蔽されていることを示してい
る。C1およびC5エピトープに対するモノクローナル抗体も、同様に反応しなか
った。中和抗体2F5は突然変異体に結合し、特に△V3SOSタンパクに対して反応
した。2G12と共にCD4BS(IgG1b2、F91)に対するモノクローナル抗体は、
これらの変異体にも同様によく結合した。注目すべきは、CD4−IgG2および2G
12が、多量体△V3SOSタンパクに非常に高い親和性で結合したことである。さ
らにCD4iエピトープは恒常的に△V1V2*タンパクに対して露出されていること
を示すデータと一致して、モノクローナル抗体17bおよびA32の△V1V2*SOS変
異体に対する結合は、SCD4による誘導を受けなかった。しかし、△V3SOS変異
体は、17bおよびA32にSCD4の非存在下では弱く結合し、存在下では強く結合
した。これらの結果は、V1/V2およびV3ループ構造がCD4Iエピトープの遮蔽に
関与しているというこれまでの観察と一致する(Wyattら、J. Virol. 69: 5723,
1995)。これらを併せて考慮すると、これらの結果は、可変ループの欠損したg
p140はリジッドな立体構造を損なわずにジスルフィド安定化がなされること
を示した。図14および図15は、それぞれ△V1V2*SOSおよび△V3JR-FL SO
Sタンパクのアミノ酸配列を含有する。In each of the mutants, either alone or doubly loop-deficient, we have found that gp
The 140 band was detected in an amount comparable to the full-length SOS gp140 protein (FIG. 11B).
To investigate whether the loss of the variable loop alters its antigenicity in the oligomerized state, the ΔV3 and ΔV1V2 * SOS proteins were precipitated with a paneled monoclonal antibody (FIG. 12). Monoclonal antibodies against gp41, with the exception of 2F5, showed no binding to the loop-deficient type of cysteine-stabilizing protein, indicating that these epitopes are still masked. Monoclonal antibodies against C1 and C5 epitopes also did not react. Neutralizing antibody 2F5 bound to the mutant and specifically reacted to the ΔV3SOS protein. Monoclonal antibodies against CD4BS (IgG1b2, F91) along with 2G12
It also bound well to these mutants as well. Of note is CD4-IgG2 and 2G
12 bound to the multimeric ΔV3SOS protein with very high affinity. Furthermore, in agreement with data showing that the CD4i epitope is constitutively exposed to the ΔV1V2 * protein, binding of monoclonal antibodies 17b and A32 to the ΔV1V2 * SOS variant was not induced by SCD4. . However, the ΔV3SOS mutant bound weakly to 17b and A32 in the absence of SCD4 and strongly in the presence of SCD4. These results are in agreement with previous observations that the V1 / V2 and V3 loop structures are involved in masking the CD4I epitope (Wyatt et al., J. Virol. 69: 5723,
1995). Taken together, these results show that the g
It was shown that p140 is disulfide-stabilized without impairing the rigid three-dimensional structure. 14 and 15 show ΔV1V2 * SOS and ΔV3JR-FL SO, respectively.
Contains the amino acid sequence of the S protein.
【0226】
△V1V2*V3および△V1V2*V3 N357Q、N398Q SOS変異体に対しては、gp1
40(110kDaおよび105kDa)はいかなる中和あるいは非中和抗体を持って
しても沈降されなかった(図11A、3、4、7、8レーン)。しかしながら、
我々は、変異体gp120ドメインに相当する強度の90kDaおよび85kDaのバン
ドを検出した。こうした予備実験は、ジスルフィド安定化した3重にループを欠
損したgp140に対する多くのアプローチを示唆しており、それらのアプローチ
としては、一つ以上の導入システインの位置を変更すること、および別のシステ
インペアを付加すること;導入システインの近傍に存在するアミノ酸に変異を与
えること;ループ欠損のあり方を変更すること、などが含まれる。もう一つの可
能性として、他の種の単離HIVに由来する3重にループを欠損したgp140sは、
より容易に496/592に類似する残基に導入されたシステインによって安定
化されるかもしれない。[0226] △ V1V2 * V3 and △ V1V2 * V3 N357Q, for the N398Q SOS mutant, gp1
40 (110 kDa and 105 kDa) was not precipitated with any neutralizing or non-neutralizing antibody (Fig. 11A, 3, 4, 7, 8 lanes). However,
We detected 90 kDa and 85 kDa bands of intensity corresponding to the mutant gp120 domain. These preliminary experiments suggest a number of approaches to disulfide-stabilized, triple-loop-deficient gp140, including altering the position of one or more introduced cysteines, and another cysteine. Adding a pair; mutating an amino acid existing in the vicinity of the introduced cysteine; changing the way of loop deletion. Another possibility is that the triple loop-defective gp140s derived from isolated HIV of other species
It may be more easily stabilized by a cysteine introduced at a residue similar to 496/592.
【0227】
7.組換えHIV-1エンベロープタンパクの産生と精製
ミリグラム量の高品質のHIV-1エンベロープ糖タンパクが、PPI4エンベロー
プ発現プラスミドを安定発現させたCHO細胞で産生された(米国特許第5,886,163
号および同第5,869,624号)。PPI4発現ベクターは、β−グロブリンプロモータ
ーの制御下にあるdhfr遺伝子を含有する。段階的なメトトレキセイト濃度の増加
を用いた遺伝子増幅によって、ヌクレオシドを含有しない培地においてdhfrクロ
ーンの選択が行われた。サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターは高いレベ
ルの非相同性遺伝子を駆動し、組織プラスミノーゲン活性化因子のシグナル配列
は、効果的なタンパク分泌を保証する。高レベルのgp120の発現および分泌が
、単にCMV MIE遺伝子の全5‘非コード配列および開始ATGコドンを含有すること
によって得られた。ミリグラム量のタンパクを作るために、組換えCHO細胞を選
択的培地中でローラー管の中にまき、密集状態(confluent)にまで増殖させた
。目的タンパクの産生段階では、低濃度血清を含有する培地が使用され、その上
清が週2回採集された。レクチンアフィニティ、イオン交換、およびゲルろ過ク
ロマトグラフィーを含む精製プロセスは、非変性条件で実行された。[0227] 7. Production and Purification of Recombinant HIV-1 Envelope Protein Milligram quantities of high quality HIV-1 envelope glycoprotein were produced in CHO cells stably expressing the PPI4 envelope expression plasmid (US Pat. No. 5,886,163).
And No. 5,869,624). The PPI4 expression vector contains the dhfr gene under the control of the β-globulin promoter. Selection of dhfr clones was performed in nucleoside-free medium by gene amplification using a stepwise increase in methotrexate concentration. The cytomegalovirus (CMV) promoter drives high levels of heterologous genes and the tissue plasminogen activator signal sequence ensures efficient protein secretion. High levels of gp120 expression and secretion were obtained by simply containing the entire 5'noncoding sequence of the CMV MIE gene and the initiation ATG codon. To make milligram quantities of protein, recombinant CHO cells were seeded in roller tubes in selective media and grown to confluent. At the production stage of the target protein, a medium containing low concentration serum was used, and the supernatant was collected twice a week. Purification processes including lectin affinity, ion exchange, and gel filtration chromatography were performed under non-denaturing conditions.
【0228】
8.安定化したHIV-1エンベロープサブユニットタンパクの抗原性を決定する ためのプロトコール
精製された組換えHIV-1エンベロープタンパクが、適切なアジュバントと共に
処方された(例えば、AlumまたはRibi Detox)。Alumについては、突然変異HIV-
1エンベロープ糖タンパク(リン酸塩緩衝液、正常塩または同様な担体)を最終
濃度約500mg/mlでアルミニウム水酸化アルミニウムゲルと混合することによ
り、処方製剤を得た(Pierce,Rockford, IL)。抗原を、alumゲルに2時間室温で
吸着させた。8. Protocol for Determining the Antigenicity of Stabilized HIV-1 Envelope Subunit Protein Purified recombinant HIV-1 envelope protein was formulated with a suitable adjuvant (eg Alum or Ribi Detox). For Alum, the mutation HIV-
Formulated formulations were obtained by mixing 1 envelope glycoprotein (phosphate buffer, normal salt or similar carrier) with aluminum aluminum hydroxide gel at a final concentration of about 500 mg / ml (Pierce, Rockford, IL). Antigen was adsorbed to alum gel for 2 hours at room temperature.
【0229】
モルモットやその他の動物を、1ヶ月の間隔で5回、略100μgの処方され
た抗原を皮下筋肉注射あるいは腹腔内注射で免疫処理した。免疫された動物の血
清が2週間の間隔で採集され、HIV-1エンベロープタンパクの反応性が上述のELI
SAで調べられ、よく確立されたHIV-1感染アッセイで中和活性も調べられた(Trk
olaら、J. Virol 72: 1876, 1998)。最も高いレベルのHIV-1中和化活性を示す
ワクチン候補を、免疫原性、およびSHIVサルまたはその他の非人間霊長類HIV感
染モデルに対する予防または治療効果について、後述するように試験することが
できる。サブユニットワクチンは、単独で、または予防的細胞免疫応答を引き起
こすように設計されたその他のワクチン成分と組み合わせて使用できるであろう
。Guinea pigs and other animals were immunized five times at monthly intervals with approximately 100 μg of the formulated antigen by subcutaneous intramuscular or intraperitoneal injection. The sera of immunized animals were collected at intervals of 2 weeks, and the reactivity of HIV-1 envelope protein was determined by the above ELI.
Neutralizing activity was also examined in SA and well established HIV-1 infection assays (Trk
ola et al., J. Virol 72: 1876, 1998). Vaccine candidates with the highest levels of HIV-1 neutralizing activity can be tested for immunogenicity and prophylactic or therapeutic efficacy against SHIV monkeys or other models of HIV infection in non-human primates, as described below. . The subunit vaccine could be used alone or in combination with other vaccine components designed to elicit a prophylactic cellular immune response.
【0230】
こうした研究には、HIV-1エンベロープタンパクは単独で、またCD4、CCR5お
よびCXCR4などの一以上の細胞HIV受容体との組み合わせで投与される。上述の
ように、可溶性CD4の結合は、それまでは安定化したHIV-1エンベロープタンパク
上の遮蔽されていた保存中和化エピトープを露出する。これらの、またはその他
のネオエピトープに対して作られた抗体は、有意な抗ウイルス活性を持つことが
できる。上述のように、CD−env複合体とCCR5およびCXCR4等の融合共受容体(
コレセプター)との相互作用は、HIV融合に必要とされるenvの付加的な構造変化
を引き起こすと考えられる。安定化されたenv、CD4およびコレセプターからな
る3価複合体は、このように付加的な中間融合コンホメーションをとり、そのあ
るものは、治療および可能な免疫干渉を通して充分な期間働き続けることができ
ると考えられる(Kilbyら、Nat. Med. 4: 1302, 1998)。env-CD4およびenv-CD
4-コレセプター複合体を調製し投与する方法はこの分野の技術として既知であ
る(LaCasseら、Science 283: 357, 1999; Kangら、J. Virol., 68: 5854, 1994
; Gershoniら、FASEB J. 7: 1185, 1993)。For these studies, the HIV-1 envelope protein is administered alone and in combination with one or more cellular HIV receptors such as CD4, CCR5 and CXCR4. As mentioned above, binding of soluble CD4 exposes a previously conserved, conserved neutralizing epitope on the HIV-1 envelope protein that was stabilized. Antibodies directed against these, or other neoepitope, can have significant antiviral activity. As described above, the CD-env complex and fusion coreceptors such as CCR5 and CXCR4 (
Interaction with coreceptors is thought to cause additional structural changes in env required for HIV fusion. The trivalent complex of stabilized env, CD4 and co-receptor thus adopts an additional intermediate fusion conformation, some of which remain active for a sufficient period of time through treatment and possible immune interference. (Kilby et al., Nat. Med. 4: 1302, 1998). env-CD4 and env-CD
Methods of preparing and administering 4-coreceptor complexes are known in the art (LaCasse et al., Science 283: 357, 1999; Kang et al., J. Virol., 68: 5854, 1994).
Gershoni et al., FASEB J. 7: 1185, 1993).
【0231】
9.安定化HIV-1 エンベロープタンパクをコードする核酸ベースワクチンの免 疫原性を決定するためのプロトコール
PCR技術が、pVAX1(カタログ #V260−20)などの核酸をDNAワクチンプ
ラスミドベクター中でサブクローンするために使用された。PVAX1は、1995
年12月22日に出版されたFDA文書「Points to Consider on Plasmid DNA Vac
cines for Preventive Infectious Disease Indications」にある特定化された
方法に基づいてつくられた。PVAX1は以下の特徴をもつ:
真核生物のDNA配列は、クロモソーム取込みの可能性を最小限にするために、
発現に必要な配列だけに限定される。アンピシリンはある人々に対してアレルギ
ー反応を引き起こすと報じられているため、大腸菌のベクター選択にはカナマイ
シンを使った。PVAX1からの組換えタンパクの発現レベルは、その親ベクターpc
DNA3.1のそれと同程度であり、小サイズのpVAX1および多種のユニークなクロー
ニング部位は、非常に大きなDNA断片ですら、そのサブクローニングを増幅する
。9. Protocols PCR techniques to determine the immunogenicity of the nucleic acid-based vaccines encoding stabilizing HIV-1 envelope protein, pVAXl (Cat # V260-20) a nucleic acid, such as for subcloning a DNA vaccine plasmid vectors Used to. PVAX1 is 1995
FDA document "Points to Consider on Plasmid DNA Vac" published on December 22, 2010
It was created based on a specialized method found in "cines for Preventive Infectious Disease Indications". PVAX1 has the following characteristics: Eukaryotic DNA sequences are designed to minimize the possibility of chromosomal uptake.
Limited to the sequences required for expression. Ampicillin was reported to cause an allergic reaction in some people, so we used kanamycin for E. coli vector selection. The expression level of recombinant protein from PVAX1 was
Similar to that of DNA3.1, the small size of pVAX1 and a variety of unique cloning sites amplifies subcloning of even very large DNA fragments.
【0232】
In vivoにおけるジスルフィド安定化タンパクの発現を最適化するために、幾
つかの方法が用いられた。例えば、イントロンAおよびそれに隣接するCMVプロモ
ーター領域を含む最適化されたPPI4発現ベクターのpVAXC1のあるエレメントを挿
入するためには、標準的なPCRクローニング技術が使用できた。それに加えて、H
IVエンベロープのゲノミックDNA配列は、ほ乳動物における最適下限であるコド
ンに向けてバイアスをかけた(Haasら、Current Biol. 6: 315, 1996)。これら
は、核酸ベースのHIVワクチンを改善するために、標準的な突然変異導入技術を
用いてより、好都合なコドンに変換されうる(Andreら、J. Virol. 72: 1479, 1
998)。コドン最適化戦略は、DNAワクチンの免疫原性を増加させることが知られ
ているCpGモチーフの数を増やすことができる(Klinmanら、J. Immunol. 518: 3
635, 1997)。最後に、上述の一時的トランスフェクション系については、gp1
20−gp41へのenvのプロセシングは、同一または異なる発現ベクターに導入
されたフリンの非相同性発現によって促進される。Several methods were used to optimize the expression of disulfide-stabilized proteins in vivo. For example, standard PCR cloning techniques could be used to insert certain elements of pVAXC1 of the optimized PPI4 expression vector containing intron A and its adjacent CMV promoter region. In addition to that, H
The genomic DNA sequence of the IV envelope was biased towards the suboptimal codon in mammals (Haas et al., Current Biol. 6: 315, 1996). These can be converted to more convenient codons using standard mutagenesis techniques to improve nucleic acid-based HIV vaccines (Andre et al., J. Virol. 72: 1479, 1
998). Codon optimized strategies can increase the number of CpG motifs known to increase the immunogenicity of DNA vaccines (Klinman et al., J. Immunol. 518: 3
635, 1997). Finally, for the transient transfection system described above, gp1
Processing of env to 20-gp41 is facilitated by heterologous expression of furin introduced into the same or different expression vectors.
【0233】
インサート含有プラスミドは、直接注射または遺伝子ショットガン技術などを
用いて動物に投与される。この技術は、この分野の専門家には既知である。Insert-containing plasmids are administered to animals using direct injection or genetic shotgun technology and the like. This technique is known to those skilled in the art.
【0234】
あるプロトコールでは、赤毛サルに、それぞれ5回にわたって1mg投与量の核
酸を投与した。この投与量は4週間間隔で与えられた。それぞれの投与量は筋肉
注射で投与された。4ヶ月後、動物は別々の二つの部位で、2mgの核酸(300μg
の変異HIV-1エンベロープ糖タンパクを伴って、または伴わずに)による単回免疫
処置を受けた。このシリーズは、ひき続いて、一以上の組換えタンパクサブユニ
ットでブースター免疫処置される。動物は2〜4週間の間隔で採血された。以下
の章に詳述されるように、それぞれの採血毎に血清サンプルが調製され、特異的
抗体の産生が調べられた。In one protocol, red-haired monkeys were each dosed with a 1 mg dose of nucleic acid five times. This dose was given at 4 week intervals. Each dose was administered intramuscularly. After 4 months, the animals were treated with 2 mg of nucleic acid (300 μg
, With or without mutated HIV-1 envelope glycoproteins). This series is subsequently boosted with one or more recombinant protein subunits. Animals were bled at 2-4 week intervals. Serum samples were prepared for each blood draw and examined for specific antibody production, as detailed in the following section.
【0235】
SHIVチャレンジ実験
数個のキメラHIV-SIVウイルスが既に作製されており、赤毛サルにおける感染
性が特徴付けられている。ウイルスチャレンジ(攻撃)実験では、赤毛サルが、
9/10より多くの動物に感染できる様あらかじめ計算された量のウイルスを静
脈注射で投与された。SHIV感染は2つのアッセイで決定された。サル血清中の抗
原SIV p27 のELISAによる検出は、市販のキットを用いてなされた(Coulter)。
抗gag抗体のウエスタンブロット検出も同様に、市販のキットを用いて実行され
た(Cambridge Biotech)。 SHIV Challenge Experiments Several chimeric HIV-SIV viruses have already been generated and their infectivity in red-haired monkeys has been characterized. In the virus challenge experiment, red-haired monkeys
A pre-calculated amount of virus was administered intravenously to infect more than 9/10 animals. SHIV infection was determined in two assays. Detection of the antigen SIV p27 in monkey serum by ELISA was done using a commercially available kit (Coulter).
Western blot detection of anti-gag antibodies was also performed using a commercial kit (Cambridge Biotech).
【0236】
ウイルス免疫された対照サルの感染率または産生されたp27抗原の減少は、
ワクチンまたはワクチン組合わせが予防医学的な価値を持つことを示す。The infection rate of virally immunized control monkeys or the reduction of p27 antigen produced was
Demonstrate that the vaccine or vaccine combination has prophylactic value.
【図1】
様々な形態のHIV−1エンベロープ糖タンパク質:
イラストは、:i)モノマー型gp120;ii)完全長の組換えgp160
;iii)gp120とgp41との間ペプチド結合が保持された、タンパク分
解でプロセッシングされていないgp140(gp140UNC又はgp140
NON);iv)SOSgp140(分子間ジスルフィド結合によって安定化さ
れた、タンパク分解によるプロセッシングを受けたgp140);v)ビリオン
に付随する天然型のgp120−gp41三量体を示している。gp140UN
Cタンパク質(iii)の影が付された部分は、前記SOSgp140タンパク
質上に、又は前記天然型のgp120−gp41三量体上にあまり露出していな
いか、又は全く露出していない、抗体が接近し得る主な領域を示している。FIG. 1: Various forms of HIV-1 envelope glycoproteins: Illustrations are: i) monomeric gp120; ii) full length recombinant gp160.
Iii) gp140 (gp140UNC or gp140) in which a peptide bond between gp120 and gp41 is retained and which is not processed by proteolysis.
NON); iv) SOSgp140 (proteolytically processed gp140 stabilized by intermolecular disulfide bonds); v) native gp120-gp41 trimer associated with virions. gp140UN
The shaded portion of C protein (iii) is poorly exposed or not exposed at all on the SOS gp140 protein, or on the native gp120-gp41 trimer, where the antibody is accessible. It shows the main areas that can be done.
【図2】
フューリンの同時トランスフェクションは、gp120とgp41との間のペ
プチド結合の切断効率を増加させる:
同時トランスフェクトされたフューリンを発現するプラスミドの存在下又は非
存在下で、293T細胞に、HIV−1 JR−FL gp140WT、又はg
p140UNC(gp120−gp41切断部位変異体)タンパク質を発現する
DNAをトランスフェクトした。前記細胞から分泌された35Sで標識されたエ
ンベロープ糖タンパク質を、抗gp120MAb 2G12で免疫沈降し、その
後、SDS−PAGEで分析した。レーン1:gp140WT(gp140/g
p120の二重線);レーン2:gp140WT+フューリン(gp120のみ
);レーン3:gp140UNC(gp140のみ);レーン4:gp140U
NC+フューリン(gp140のみ)。主要な分子種のおよその分子量(kDa
)が左に示されている。FIG. 2. Co-transfection of furin increases the efficiency of cleavage of the peptide bond between gp120 and gp41: In 293T cells in the presence or absence of a plasmid expressing co-transfected furin, HIV-1 JR-FL gp140WT, or g
DNA expressing the p140UNC (gp120-gp41 cleavage site mutant) protein was transfected. The 35S-labeled envelope glycoprotein secreted from the cells was immunoprecipitated with anti-gp120 MAb 2G12 and then analyzed by SDS-PAGE. Lane 1: gp140WT (gp140 / g
p120 double line); lane 2: gp140WT + furin (gp120 only); lane 3: gp140UNC (gp140 only); lane 4: gp140U.
NC + furin (gp140 only). Approximate molecular weight of major molecular species (kDa
) Is shown on the left.
【図3A】
JR−FL gp140におけるシステイン置換の位置:
a)JR−FL gp120
gp120及びgp41ECTOサブユニットの模式図上に、1以上の変異体
において、システインに変異させたJR−FL gp140WTタンパク質の様
々な残基を、黒塗りの矢印で示す。SOS gp140タンパク質中で、ともに
システインに変異されたアラニン492及びスレオニン596残基の位置は、
より大きな黒塗りの矢印で示されている。gp120のC末端及びgp41のN
末端の白四角は、gp120とgp41間の切断部位を除去するために変異され
たgp140UNCタンパク質中の領域を示す。FIG. 3A: Positions of cysteine substitutions in JR-FL gp140: a) Various diagrams of cysteine-mutated JR-FL gp140WT proteins in one or more mutants on a schematic diagram of JR-FL gp120 gp120 and gp41 ECTO subunits. The residues are indicated by black arrows. The positions of the alanine 492 and threonine 596 residues, both mutated to cysteine, in the SOS gp140 protein are indicated by the larger solid arrow. C-terminal of gp120 and N of gp41
The open square at the end indicates the region in the gp140UNC protein that was mutated to remove the cleavage site between gp120 and gp41.
【図3B】
JR−FL gp140におけるシステイン置換の位置:
b)JR−FL gp41
gp120及びgp41ECTOサブユニットの模式図上に、1以上の変異体
において、システインに変異させたJR−FL gp140WTタンパク質の様
々な残基を、黒塗りの矢印で示す。SOS gp140タンパク質中で、ともに
システインに変異されたアラニン492及びスレオニン596残基の位置は、
より大きな黒塗りの矢印で示されている。gp120のC末端及びgp41のN
末端の白四角は、gp120とgp41間の切断部位を除去するために変異され
たgp140UNCタンパク質中の領域を示す。FIG. 3B: Positions of cysteine substitutions in JR-FL gp140: b) Schematic diagrams of JR-FL gp41 gp120 and gp41 ECTO subunits showing various cysteine-mutated JR-FL gp140WT proteins in one or more mutants. The residues are indicated by black arrows. The positions of the alanine 492 and threonine 596 residues, both mutated to cysteine, in the SOS gp140 protein are indicated by the larger solid arrow. C-terminal of gp120 and N of gp41
The open square at the end indicates the region in the gp140UNC protein that was mutated to remove the cleavage site between gp120 and gp41.
【図4】
JR−FL gp140の選択された二重システイン変異体の免疫沈降分析:
トランスフェクトした293T細胞から分泌された35Sで標識されたエンベ
ロープ糖タンパク質を、抗gp120及び抗gp41MAbで免疫沈降し、その
後SDS−PAGEで分析した。用いたMAbは、2G12(抗gp120 C
3−V4領域)又はF91(抗gp120 CD4結合部位領域)の何れかであ
った。
各タンパク質での2つのシステイン置換の位置(一方はgp120中、他方は
gp41ECTO中)がレーンの上に注記されている。gp140WTタンパク
質はレーン15に示されている。gp140WTタンパク質を除く全てのタンパ
ク質は、同時にトランスフェクトしたフューリンの存在下で発現された。FIG. 4: Immunoprecipitation analysis of selected double cysteine variants of JR-FL gp140: 35S-labeled envelope glycoproteins secreted from transfected 293T cells were immunoprecipitated with anti-gp120 and anti-gp41 MAbs. , And then analyzed by SDS-PAGE. The MAb used was 2G12 (anti-gp120 C
3-V4 region) or F91 (anti-gp120 CD4 binding site region). The positions of the two cysteine substitutions in each protein (one in gp120 and the other in gp41ECTO) are noted above the lanes. The gp140WT protein is shown in lane 15. All proteins except the gp140WT protein were expressed in the presence of co-transfected furin.
【図5】
分子間ジスルフィド結合の形成効率は、システイン置換の位置に依存する:
フューリンとともに同時トランスフェクトした293T細胞から分泌される35
Sで標識されたエンベロープ糖タンパク質及び前記の様々なgp140変異体を
、抗gp120 MAb 2G12を用いて免疫沈降し、その後SDS−PAG
Eで分析した。各変異体について、140kDa及び120kDaのバンドの強
度をデンシトメトリーで決定し、gp140/gp140+gp120の比を計
算し、記録した。濃淡の程度は、gp140/gp140+gp120の比の大
きさに比例する。gp41中のアミノ酸置換の位置、及びgp120のC1とC
5ドメイン中のアミノ酸置換の位置が、それぞれ、横の上と下に記載されている
。N.D.=実施せず。Figure 5: The efficiency of intermolecular disulfide bond formation depends on the position of cysteine substitution: Secreted from 293T cells cotransfected with furin 35
Enveloped glycoproteins labeled with S and the various gp140 variants described above were immunoprecipitated with anti-gp120 MAb 2G12, followed by SDS-PAG.
It analyzed by E. For each mutant, the intensities of the 140 and 120 kDa bands were determined by densitometry and the gp140 / gp140 + gp120 ratio was calculated and recorded. The degree of shading is proportional to the magnitude of the ratio of gp140 / gp140 + gp120. Position of amino acid substitution in gp41, and C1 and C of gp120
The positions of the amino acid substitutions in the 5 domains are listed above and below the sides, respectively. N. D. = Not implemented.
【図6】
SOS gp140タンパク質中に、gp120とgp41の分子間結合が形
成されることの確認:
gp140タンパク質を発現するプラスミド(特に記載のある場合には、フュ
ーリンを発現するプラスミド)を用いて、293T細胞をトランスフェクトした
。表記のMAbを用いて、分泌された35S標識糖タンパク質を免疫沈降し、還
元(+DTT)又は非還元条件下で、SDS−PAGEによって分析した。
A.SOSgp140、gp140WT、及びgp140UNCタンパク質の2
G12での放射免疫沈降。免疫沈降したタンパク質は、還元条件下(レーン4〜
6)又は非還元条件下(レーン1〜3)において、SDS−PAGEにより分離
した。
B.対応する単一システイン変異を含有するSOSgp140タンパク質及びg
p140タンパク質の2G12による放射免疫沈降。140kDaタンパク質の
バンドは、A492C又はT596C単一システイン変異体gp140タンパク
質の何れにも観察されない。
C.同時トランスフェクトされたフューリンの存在下、又は不存在下で産生され
たSOS gp140タンパク質の2G12による放射免疫沈降。免疫沈降した
タンパク質は、還元条件下(レーン3〜4)又は非還元条件下(レーン1〜2)
で、SDS−PAGEによって分離した。外因性フューリンの存在下では、DT
Tが、産生された140kDaのSOSタンパク質のバンドを弱めるが、外因性
フューリンの不存在下では弱めないことが示されている。FIG. 6: Confirmation that intermolecular bonds of gp120 and gp41 are formed in the SOS gp140 protein: Using a plasmid expressing the gp140 protein (a plasmid expressing furin, if specifically mentioned), 293T cells were transfected. Secreted 35S-labeled glycoproteins were immunoprecipitated using the indicated MAbs and analyzed by SDS-PAGE under reducing (+ DTT) or non-reducing conditions. A. 2 of SOSgp140, gp140WT, and gp140UNC proteins
Radioimmunoprecipitation with G12. The immunoprecipitated protein was subjected to reducing conditions (lane 4 to
6) or under non-reducing conditions (lanes 1-3), separated by SDS-PAGE. B. SOS gp140 protein containing the corresponding single cysteine mutation and g
Radioimmunoprecipitation of p140 protein with 2G12. The 140 kDa protein band is not observed in either the A492C or T596C single cysteine mutant gp140 proteins. C. Radioimmunoprecipitation with 2G12 of SOS gp140 protein produced in the presence or absence of co-transfected furin. The immunoprecipitated proteins were subjected to reducing conditions (lanes 3-4) or non-reducing conditions (lanes 1-2).
Separation by SDS-PAGE. In the presence of exogenous furin, DT
It has been shown that T attenuates the produced 140 kDa SOS protein band, but not in the absence of exogenous furin.
【図7】
JR−FL gp140のシステイン変異体の分析:
トランスフェクトした293T細胞から分泌された35s標識エンベロープ糖
タンパク質を、抗gp120MAb 2G12を用いて免疫沈降し、その後SD
S−PAGEによって分析した。全てのgp140は、同時トランスフェクトし
たフューリンの存在下で発現された。レーン1〜8:表記の二重システイン変異
を含むgp140。レーン9〜11:残基491(レーン9)、残基493(レ
ーン10)、又は491と493の両残基(レーン11)に存在する表記のリシ
ンからアラニンへの置換と共に、A492C/T596Cの二重システイン置換
を含むgp140タンパク質。レーン12〜14:四重システイン置換を含むg
p140タンパク質。Figure 7. Analysis of cysteine mutants of JR-FL gp140: 35s-labeled envelope glycoprotein secreted from transfected 293T cells was immunoprecipitated with anti-gp120 MAb 2G12 followed by SD.
It was analyzed by S-PAGE. All gp140 were expressed in the presence of co-transfected furin. Lanes 1-8: gp140 containing the indicated double cysteine mutation. Lanes 9-11: A492C / T596C with the indicated lysine to alanine substitutions present at residue 491 (lane 9), residue 493 (lane 10), or both residues 491 and 493 (lane 11). A gp140 protein containing a double cysteine substitution. Lanes 12-14: g with quadruple cysteine substitution
p140 protein.
【図8】
SOS gp140、W44C/T596C gp140変異体、gp140
UNC及びgp140WTタンパク質の抗原性構造の比較:
トランスフェクトされた293T細胞から分泌された35S標識エンベロープ
糖タンパク質を、表記の抗gp120 MAb及び抗gp41 MAbを用いて
免疫沈降し、その後、SDS−PAGEによって分析した。同時トランスフェク
トしたフューリンの存在下で変異gp140は発現したが、野生型gp140は
発現しなかった。
A.HIV−1JR−FLを中和する抗gp120免疫グロブリン。
B.gp120のC1、C4及びC5領域に対する非中和抗体。
C.単独で、及びsCD4と組み合わせて、CD4誘導エピトープに対する抗
体を調べた。
D.中和(2F5)及び非中和(7B2、2.2B及び25C2)抗gp41
抗体及びMAb 2G12。
E.gp140WT(奇数レーン)及びgp140UNC(偶数レーン)の放
射免疫沈降。FIG. 8 SOS gp140, W44C / T596C gp140 mutant, gp140
Comparison of antigenic structures of UNC and gp140WT proteins: 35S-labeled envelope glycoproteins secreted from transfected 293T cells were immunoprecipitated with the indicated anti-gp120 MAbs and anti-gp41 MAbs followed by SDS-PAGE. analyzed. Mutant gp140 was expressed in the presence of co-transfected furin, but not wild-type gp140. A. An anti-gp120 immunoglobulin that neutralizes HIV-1 JR-FL . B. Non-neutralizing antibody to the C1, C4 and C5 regions of gp120. C. Antibodies to the CD4 derived epitopes were investigated alone and in combination with sCD4. D. Neutralized (2F5) and non-neutralized (7B2, 2.2B and 25C2) anti-gp41
Antibody and MAb 2G12. E. Radioimmunoprecipitation of gp140WT (odd lanes) and gp140UNC (even lanes).
【図9】
ジスルフィド結合によって安定化された様々なHIV−1分離株由来のgp1
40タンパク質の調製:
図に示されているように、外因性フューリンの存在下又は非存在下において、
野生型又は変異体gp140を発現するプラスミドを293T細胞にトランスフ
ェクトした。35Sで標識された上清を調製し、上記のようにMAb 2G12
での放射免疫沈降によって分析した。レーン1:SOS gp140タンパク質
。レーン2:gp140WT+フューリン。レーン3:gp140WT、フュー
リンなし。(A)HIV−1 DH123。(B)HIV−1 HxB2。FIG. 9: gp1 from various HIV-1 isolates stabilized by disulfide bonds
Preparation of 40 proteins: As shown in the figure, in the presence or absence of exogenous furin,
Plasmids expressing wild type or mutant gp140 were transfected into 293T cells. The supernatant labeled with 35S was prepared and MAb 2G12 was prepared as described above.
It was analyzed by radioimmunoprecipitation at. Lane 1: SOS gp140 protein. Lane 2: gp140WT + furin. Lane 3: gp140WT, no furin. (A) HIV-1 DH123. (B) HIV-1 HxB2.
【図10−1】
可変領域中に様々な欠失を有する糖タンパク質のアミノ酸配列。欠失した野生
型配列は白い影の中に示されており、以下のものを含む:ΔV1:D132〜K
152;ΔV2:F156〜I191。FIG. 10-1: Amino acid sequence of glycoprotein with various deletions in the variable region. The deleted wild-type sequence is shown in white shadow and includes the following: ΔV1: D132-K
152; ΔV2: F156 to I191.
【図10−2】
可変領域中に様々な欠失を有する糖タンパク質のアミノ酸配列。欠失した野生
型配列は白い影の中に示されており、以下のものを含む:ΔVlV2':D13
2〜K152及びF156〜I191;ΔV1V2*:V126〜S192;Δ
V3:N296〜Q324。FIG. 10-2: Amino acid sequence of glycoprotein with various deletions in the variable region. The deleted wild-type sequence is shown in white shadow and includes: ΔV1V2 ′: D13
2 to K152 and F156 to I191; ΔV1V2 *: V126 to S192; Δ
V3: N296 to Q324.
【図11】
可変ループ領域中に欠失を有するエンベロープタンパク質中でのサブユニット
間システイン架橋の形成。a)492及び596位の2つのシステイン(CCで
示されている)を有するΔV1V2*V3タンパク質及びΔVlV2*V3 N
357Q N398Qタンパク質を、2G21及びF91で沈降させた(それぞ
れ、レーン3及び7、並びに4及び8)。システイン変異を有さない適切な対照
が、レーン1、2、5及び6に示されている。余分なシステインを有さない野生
型のタンパク質は、レーン9及び10に示されている。レーン10の野生型タン
パク質を除く全てのタンパク質は、フューリンによって切断された。およその大
きさが、kDaで右側に示されている。b)492及び596位の2つのシステ
イン(CC)を有する様々なループ欠失タンパク質を、2G12を用いて沈降さ
せた(レーン3,5,7,9,11及び13)。余分なシステインを持たない同
一の欠失を有するタンパク質が、隣接するレーンに示されている。これらの対照
タンパク質は、フューリンによって切断されなかった。完全長SOS gp14
0タンパク質は、対照としてレーン1に含まれる。FIG. 11. Formation of intersubunit cysteine bridges in envelope proteins with deletions in the variable loop region. a) ΔV1V2 * V3 protein with two cysteines at positions 492 and 596 (indicated by CC) and ΔV1V2 * V3 N
The 357Q N398Q protein was precipitated with 2G21 and F91 (lanes 3 and 7, and 4 and 8, respectively). Suitable controls without the cysteine mutation are shown in lanes 1, 2, 5 and 6. Wild-type protein without extra cysteine is shown in lanes 9 and 10. All proteins except the wild type protein in lane 10 were cleaved by furin. The approximate size is shown in kDa on the right. b) Various loop deletion proteins with two cysteines (CC) at positions 492 and 596 were precipitated with 2G12 (lanes 3, 5, 7, 9, 11 and 13). Proteins with identical deletions without extra cysteines are shown in adjacent lanes. These control proteins were not cleaved by furin. Full length SOS gp14
0 protein is included in lane 1 as a control.
【図12】
可変ループ中に欠失を併有するA492C/T596C変異体の抗原性の性質
決定。全ての変異体は、外因性フューリンの存在下で発現された。RIPAで使
用した抗体が上部に示されている。a)A492C/T596C ΔVlV2*
変異体、及びb)A492C/T596C ΔV3変異体。FIG. 12. Antigenic characterization of the A492C / T596C mutant with a deletion in the variable loop. All variants were expressed in the presence of exogenous furin. The antibody used in RIPA is shown at the top. a) A492C / T596C ΔVLV2 *
And b) A492C / T596C ΔV3 mutant.
【図13】
HIV-1JR-FL SOS gp140のヌクレオチド(A)及びアミノ酸
(B)配列。アミノ酸番号は、野生型JR−FLのものに対応する(Genba
nk受付番号U63632)。システイン変異は、下線を付した太字体で示され
ている。FIG. 13: Nucleotide (A) and amino acid (B) sequence of HIV-1 JR-FL SOS gp140. Amino acid numbers correspond to those of wild type JR-FL (Genba
nk reception number U63632). Cysteine mutations are shown in bold and underlined.
【図14】
HIV-1JR-FL ΔVlV2* SOS gp140のヌクレオチド(A
)及びアミノ酸(B)配列。アミノ酸番号は野生型JR−FLのものに対応する
(Genbank受付番号U63632)。システイン変異は、下線を付した太
字体で示されている。FIG. 14: Nucleotides of HIV-1 JR-FL ΔV1V2 * SOS gp140 (A
) And amino acid (B) sequences. The amino acid numbers correspond to those of wild type JR-FL (Genbank Accession No. U63632). Cysteine mutations are shown in bold and underlined.
【図15】
HIV-lJR-FL ΔV3 SOS gp140のヌクレオチド(A)及び
アミノ酸(B)配列。アミノ酸番号は野生型JR−FLのものに対応する(Ge
nbank受付番号U63632)。システイン変異は、下線を付した太字体で
示されている。FIG. 15: Nucleotide (A) and amino acid (B) sequences of HIV-1 JR-FL ΔV3 SOS gp140. The amino acid numbers correspond to those of wild type JR-FL (Ge
nbank reception number U63632). Cysteine mutations are shown in bold and underlined.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 31/18 C07K 14/16 4C086 C07K 14/16 16/10 4H045 16/10 19/00 19/00 C12N 1/15 C12N 1/15 1/19 1/19 1/21 1/21 7/00 5/10 C12P 21/08 7/00 C12N 15/00 ZNAA // C12P 21/08 5/00 A (72)発明者 ビンレー、ジェームス・エム アメリカ合衆国、ニューヨーク州 11217 ブルックリン、ワイコフ・ストリート 141 (72)発明者 シュエルケ、ノルベルト アメリカ合衆国、ニューヨーク州 10596 ニュー・シティー、リッジ・ロード 101 (72)発明者 オルソン、ウイリアム・シー アメリカ合衆国、ニューヨーク州 10562 オッシニング、フォーン・コート 21 (72)発明者 マドン、ポール・ジェイ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 10583 スカースデイル、フォックス・メドウ・ ロード 191 (72)発明者 ムーア、ジョン・ピー アメリカ合衆国、ニューヨーク州 10021 ニューヨーク、イースト・シックススサ ード・ストリート 500 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA14 BA32 BA51 CA04 CA07 CA11 DA01 DA02 DA05 DA11 EA01 EA02 EA03 EA04 4B064 AG27 CA10 CA20 CC24 DA01 DA15 4B065 AA01X AA57X AA87X AA95X AA95Y AB01 AB02 BA01 BA08 CA24 CA25 CA45 CA46 4C084 AA17 MA01 NA14 ZB332 ZC552 4C085 AA03 AA13 AA14 BB33 BB35 BB36 BB37 BB41 BB43 BB44 CC32 EE01 GG01 4C086 AA01 AA02 EA16 MA01 MA04 NA14 ZB33 ZC55 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 BA41 CA05 DA76 DA86 EA31 EA53 FA72 FA74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61P 31/18 C07K 14/16 4C086 C07K 14/16 16/10 4H045 16/10 19/00 19/00 C12N 1/15 C12N 1/15 1/19 1/19 1/21 1/21 7/00 5/10 C12P 21/08 7/00 C12N 15/00 ZNAA // C12P 21/08 5/00 A (72) Inventor Binley, James M. New York, USA 11217 Wyckoff Street, Brooklyn 141 (72) Inventor Schuerke, Norbert USA, New York 10596 New City, Ridge Road 101 (72) Inventor Olson, William Sea USA , Phone Court 21 (72), New York, 10562 Ossining Madon, Paul Jay, New York, USA 10583 Scarsdale, Fox Meadow Road 191 (72) Inventor Moore, John Peay United States, New York 10021 New York, East Sixth Sud Street 500 F-term (reference) 4B024 AA01 AA14 BA32 BA51 CA04 CA07 CA11 DA01 DA02 DA05 DA11 EA01 EA02 EA03 EA04 4B064 AG27 CA10 CA20 CC24 DA01 DA15 4B065 AA01X AA57X AA87X AA95X AA95Y AB01 AB02 BA14 ZA33A14C14 CA14 4A0B14C17 CA14 CA14 4A0A4A17B02 CA14 CA14 4A0A3 BB41 BB43 BB44 CC32 EE01 GG01 4C086 AA01 AA02 EA16 MA01 MA04 NA14 ZB33 ZC55 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 BA41 CA05 DA76 DA86 EA31 EA53 FA72 FA74
Claims (86)
タンパク質を含む複合体をコードしている配列を有するヌクレオチド部分を含む
単離された核酸であって、前記複合体はアミノ酸配列の1以上の変異を含み、該
変異は前記ウィルスの表層タンパク質および前記ウィルスの膜貫通タンパク質の
間で形成される前記複合体の安定性を増強する単離された核酸。1. An isolated nucleic acid comprising a nucleotide moiety having a sequence encoding a complex comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, said complex being one of the amino acid sequences. An isolated nucleic acid comprising the above mutation, wherein the mutation enhances the stability of the complex formed between the surface protein of the virus and the transmembrane protein of the virus.
離された核酸。2. The isolated nucleic acid of claim 1, wherein the virus is a lentivirus.
載の単離された核酸。3. The isolated nucleic acid of claim 1, wherein the virus is human immunodeficiency virus.
)である、請求項3に記載の単離された核酸。4. The human immunodeficiency virus is a primary isolate.
). The isolated nucleic acid of claim 3, which is
-1Gun-1、HIV-189.6またはHIV-1HXB2である、請求項3に記載の単離された核酸
。5. The human immunodeficiency virus is HIV-1 JR-FL , HIV-1 DH123 or HIV.
The isolated nucleic acid according to claim 3, which is -1 Gun-1 , HIV-1 89.6 or HIV-1 HXB2 .
り、前記修飾が野生型gp120と関連する分子の免疫原性を変える、請求項3に記
載の単離された核酸。6. The isolated nucleic acid of claim 3, wherein the viral surface protein is gp120 or a modified version of gp120 and the modification alters the immunogenicity of a molecule associated with wild-type gp120.
可変ループの欠如によって特徴づけられる、請求項6に記載の単離された核酸。7. The isolated nucleic acid of claim 6, wherein the modified gp120 molecule is characterized by the lack of one or more variable loops present in wild-type gp120.
単離された核酸。8. The isolated nucleic acid of claim 7, wherein the variable loop comprises V1, V2 or V3.
)する、1以上の標準的なグリコシル化の欠如(または存在)によって特徴づけ
られる、請求項6〜8の何れか1項に記載の単離された核酸。9. The any of claims 6-8, wherein the modified gp120 molecule is characterized by the absence (or presence) of one or more standard glycosylation (s) present (or absent) in wild type gp120. The isolated nucleic acid of paragraph 1.
記V1V2領域から欠如している、請求項9に記載の単離された核酸。10. The isolated nucleic acid of claim 9, wherein one or more canonical glycosylation sites are missing from the V1V2 region of the gp120 molecule.
記修飾が野生型gp41と関連する分子の免疫原性を変える、請求項3〜10の何れか
1項に記載の単離された核酸。11. The isolation of any of claims 3-10, wherein the transmembrane protein is gp41 or a modified version of gp41 and the modification alters the immunogenicity of a molecule associated with wild type gp41. Nucleic acid.
ain)である、請求項11に記載の単離された核酸。12. The transmembrane protein comprises the gp41 ectodomain (ectodom).
12. The isolated nucleic acid of claim 11, which is ain).
は存在)する1以上の正準のグリコシル化部位の欠如(または存在)によって修
飾される、請求項11または12に記載の単離された核酸。13. The transmembrane protein of claim 11, wherein the transmembrane protein is modified by the absence (or presence) of one or more canonical glycosylation sites that are absent (or present) in the wild-type gp120. Isolated nucleic acid.
の間で形成される1以上のシステイン‐システイン結合によって達成され、そし
て該結合は前記対応する野生型複合体には存在しない、請求項1〜13の何れか1
項に記載の単離された核酸。14. Stabilization of said complex is achieved by one or more cysteine-cysteine bonds formed between said superficial and transmembrane proteins, said bonds being present in said corresponding wild-type complex. No, any one of claims 1 to 13
An isolated nucleic acid according to paragraph.
は該システインの5オングストローム以内に原子を含む1以上のアミノ酸が非シ
ステイン残基に変異された、請求項14に記載の単離された核酸。15. The isolation of claim 14, wherein one or more amino acids adjacent to the introduced cysteine, or one or more amino acids containing atoms within 5 angstroms of said cysteine, are mutated to non-cysteine residues. Nucleic acid.
gp41またはgp41修飾型の1以上のシステインに対してジスルフィド結合された、
請求項14または15に記載の単離された核酸。16. One or more cysteines in gp120 or a modified version of gp120 are:
disulfide-bonded to one or more cysteines of gp41 or gp41-modified,
16. The isolated nucleic acid of claim 14 or 15.
gp41の前記外部ドメインのシステインに対してジスルフィド結合された、請求項
16に記載の単離された核酸。17. A cysteine in the C5 region of gp120 or a modified gp120 is
A disulfide bond to the cysteine of the ectodomain of gp41.
The isolated nucleic acid according to 16.
96C変異によって導入されるシステイン間で形成される、請求項16に記載の単離
された核酸。18. The disulfide bond has an A492C mutation in gp120 and T5 in gp41.
17. The isolated nucleic acid of claim 16, formed between cysteines introduced by the 96C mutation.
ファージまたはYAC。23. A plasmid, cosmid, or λ containing the nucleic acid according to claim 1.
Phage or YAC.
。29. A vaccine comprising a therapeutically effective amount of the nucleic acid of claim 1.
治療上効果的な量を含むワクチン。30. A vaccine comprising a therapeutically effective amount of the protein encoded by the nucleic acid of claim 1.
せでウイルス感染した被験者を免疫することにより、前記被験者を治療すること
を含む、ウィルス疾患を治療する方法。31. A method of treating a viral disease, comprising treating a subject infected with a virus according to claim 29 or 30 or a combination thereof by treating the subject.
。32. A vaccine comprising a prophylactically effective amount of the nucleic acid of claim 1.
予防上効果的な量を含むワクチン。33. A vaccine comprising a prophylactically effective amount of a protein encoded by the nucleic acid of claim 1.
あって、請求項32または33のワクチン或いはそれらの組合せの投与によって、前
記被検者の前記ウイルスに感染される可能性を減少させることを含む方法。34. A method of reducing the likelihood of a subject being infected with a virus, wherein the subject is infected with the virus by administration of the vaccine of claim 32 or 33 or a combination thereof. A method comprising reducing the likelihood.
量を含むワクチン。36. A vaccine comprising a therapeutically effective amount of the nucleic acid of any one of claims 3-18.
れるタンパク質の治療上効果的な量を含むワクチン。37. A vaccine comprising a therapeutically effective amount of a protein encoded by the nucleic acid of any one of claims 3-18.
は37に記載のワクチン或いはそれらの組合せで前記被検者を免疫することにより
、前記被検者を治療することを含む方法。38. A method of treating an HIV-1-infected subject, wherein the subject is immunized with the vaccine of claim 36 or 37 or a combination thereof. A method including:
量を含むワクチン。39. A vaccine comprising a prophylactically effective amount of the nucleic acid of any one of claims 3-18.
ンパク質の予防上効果的な量を含むワクチン。40. A vaccine comprising a prophylactically effective amount of the protein encoded by the nucleic acid according to any one of claims 3-18.
って、請求項39または40に記載のワクチン或いはそれらの組合せを投与すること
によって、前記被検者のHIV-1に感染される可能性を減少させることを含む方法
。41. A method of reducing the likelihood of being infected with HIV-1 in a subject, comprising administering the vaccine of claim 39 or 40 or a combination thereof to the subject. A method comprising reducing the likelihood of being infected with HIV-1.
プラスミド、複製するウィルスベクター、非複製型のウィルスベクターまたはそ
れらの組合せを含む、請求項35に記載のワクチン。42. The vaccine is a recombinant subunit protein, DNA
36. The vaccine of claim 35, which comprises a plasmid, a replicating viral vector, a non-replicating viral vector or a combination thereof.
IV-1に対する前記被検者の暴露に先だって、請求項39または40に記載のワクチン
或いはそれらの組合せを投与することにより、HIV-1への引続く暴露において、
前記被検者のHIV-1疾患またはエイズの重篤度を減少させることを含む方法。43. A method of reducing the severity of HIV-1 disease in a subject, comprising:
In subsequent exposure to HIV-1, by administering the vaccine of claim 39 or 40 or a combination thereof prior to exposure of the subject to IV-1.
A method comprising reducing the severity of HIV-1 disease or AIDS in said subject.
通タンパク質を含むウィルスのエンベロープタンパク質であって、前記ウィルス
のエンベロープタンパク質はアミノ酸配列の1以上の変異を含み、該変異は前記
ウィルスの表層タンパク質および膜貫通タンパク質の間で形成される前記複合体
の安定性を増強する、ウィルスのエンベロープタンパク質。44. A viral envelope protein comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein the viral envelope protein comprises one or more mutations in the amino acid sequence, the mutations being the surface layer of the virus. A viral envelope protein that enhances the stability of the complex formed between the protein and the transmembrane protein.
ク質を含んでいる複合体であって、前記複合体はアミノ酸配列の1以上の変異を
含み、該変異は前記ウィルスの表層タンパク質および膜貫通タンパク質の間で形
成される前記複合体の安定性を増強する複合体。45. A complex comprising a viral surface protein and a viral transmembrane protein, wherein the complex comprises one or more mutations in the amino acid sequence, wherein the mutation is the viral surface protein and the transmembrane protein. A complex that enhances the stability of the complex formed between proteins.
れる、変異したHIV-1エンベロープタンパク質。46. A mutated HIV-1 envelope protein encoded by the nucleic acid of any one of claims 3-18.
ンパク質またはタンパク質断片に連結される、請求項44に記載のタンパク質また
は請求項45に記載の複合体。47. The protein of claim 44 or the complex of claim 45, which is linked to at least one other protein or protein fragment to form a fusion protein.
。48. The purified protein according to any one of claims 44-46.
体の治療上効果的な量を含むワクチン。49. A vaccine comprising a therapeutically effective amount of the protein of claim 44 or the complex of claim 45.
体の予防上効果的な量を含むワクチン。50. A vaccine comprising a prophylactically effective amount of the protein of claim 44 or the complex of claim 45.
45に記載の複合体を認識する抗体の産生を刺激または増強する方法。51. A protein or a protein according to claim 44 in a subject
A method for stimulating or enhancing the production of an antibody that recognizes the complex according to 45.
ウィルスのエンベロープタンパク質を使用して分離または識別される、抗体、抗
体鎖、断片またはそれらの誘導体。52. An antibody, antibody chain, fragment or derivative thereof which is isolated or identified using the viral envelope protein encoded by the recombinant nucleic acid of claim 1.
のサブクラスの抗体である、請求項52に記載の抗体。53. The antibody of claim 52, wherein the antibody is of the IgM, IgA, IgE or IgG class or a subclass thereof.
に限定されるものではない、請求項52に記載の抗体断片。54. The antibody fragment of claim 52, including but not limited to Fab, Fab '(Fab') 2, Fv and single chain antibodies.
断片またはオリゴマー。55. An isolated antibody light chain of the antibody of claim 52, or a fragment or oligomer thereof.
断片またはオリゴマー。56. An isolated antibody heavy chain of the antibody of claim 52, or a fragment or oligomer thereof.
のような親和性リガンドの付加によるような方法で誘導化された、請求項52に記
載の抗体。58. The antibody of claim 52, which is derivatized in such a manner as by the addition of an affinity ligand such as a fluorescent functional group, a radionuclide, an enzyme, a toxin or biotin.
に記載の抗体。60. The method of claim 52 or 59, wherein the antibody is a monoclonal antibody.
The antibody according to.
体。61. The antibody of claim 52, wherein the antibody is a humanized antibody.
る、請求項52または請求項59〜61の何れか1項に記載の抗体。62. The antibody of claim 52 or any one of claims 59-61, wherein the viral envelope protein is derived from HIV-1.
コードする単離された核酸分子であって、前記核酸分子がRNA、ゲノムDNAまたは
cDNAである核酸分子。63. An isolated nucleic acid molecule encoding the antibody of any one of claims 52 or 59-61, wherein said nucleic acid molecule is RNA, genomic DNA or
A nucleic acid molecule that is a cDNA.
る、請求項63に記載の単離された核酸。64. The isolated nucleic acid of claim 63, wherein the viral envelope protein is from HIV-1.
させる方法であって、請求項62に記載の抗体または請求項64に記載の単離された
核酸を投与することにより、前記HIV-1に暴露された被検者がHIV-1に感染する可
能性を減少させることを含む方法。66. A method of reducing the likelihood of HIV-1 exposure of a subject exposed to HIV-1, comprising the antibody of claim 62 or the isolated of claim 64. A method comprising reducing the likelihood of HIV-1 exposed subjects being infected with HIV-1 by administering a nucleic acid.
2に記載の抗体または請求項64に記載の単離された核酸を投与することによって
、前記被検者を治療することを含む方法。67. A method of treating a subject infected with HIV-1, comprising:
65. A method comprising treating the subject by administering the antibody of claim 2 or the isolated nucleic acid of claim 64.
前記変異型ウィルスのエンベロープタンパク質に結合することができる薬剤。68. An agent capable of binding to the envelope protein of the mutant virus encoded by the recombinant nucleic acid molecule according to claim 1.
る、請求項69に記載の薬剤。70. The agent of claim 69, wherein the viral envelope protein is derived from HIV-1.
決定するための方法であって: (A) 適切な濃度の前記化合物と、請求項1に記載の前記核酸によってコードさ
れる前記変異型ウィルスのエンベロープタンパク質とを、該タンパク質に前記化
合物の結合を許容する条件下で接触させることと; (B) 前記の工程(A)で結果として生じた複合体とリポータ分子とを、前記化
合物の非存在下で前記変異したウィルスのエンベロープタンパク質に対する前記
リポータ分子の結合を許容する条件下において接触させることと; (C) 結合したリポータ分子の量を測定することと;および (D) 工程(c)における結合したリポータ分子の量を、前記化合物の非存在下で
決定される量と比較することとを含み、前記量の減少は、前記化合物が前記ウイ
ルスによる感染を阻害できることを示す方法。71. A method for determining whether a compound is capable of inhibiting a viral infection, comprising: (A) an appropriate concentration of said compound and encoded by said nucleic acid of claim 1. Contacting the mutant protein envelope protein with the protein under conditions permitting binding of the compound; (B) the complex and reporter molecule resulting from step (A) above; Contacting under conditions that permit binding of the reporter molecule to the mutated viral envelope protein in the absence of the compound; (C) determining the amount of bound reporter molecule; and (D) Comparing the amount of bound reporter molecule in step (c) with the amount determined in the absence of said compound, said reduction of said amount being Method shown can inhibit infection by the virus.
71に記載の方法。72. The reporter molecule is an antibody or derivative thereof.
The method described in 71.
はその分子模倣体を含む、請求項71に記載の方法。73. The method of claim 71, wherein the reporter molecule comprises one or more host cell virus receptors or molecular mimetics thereof.
決定する方法であって: (a) 適切な濃度の前記化合物と、宿主細胞ウィルス受容体またはその分子模倣
体とを、前記化合物の非存在下で前記化合物と前記受容体または受容体の模倣体
との結合を許容する条件下において接触させることと; (b)前記の工程(A)で結果として生じる複合体と、請求項1に記載の前記組換
え型核酸によってコードされる前記変異型ウィルスエンベロープタンパク質とを
、前記化合物の非存在下で前記エンベロープタンパク質と前記受容体または受容
体の模倣体との結合を許容する条件下において接触させることと; (c) 受容体または受容体の模倣体に対するエンベロープタンパク質の結合量を
測定することと; (d) 工程(c)で決定される前記結合量を、前記化合物の非存在下で決定される
前記量と比較することとを含み、前記量の減少は、前記化合物が前記ウイルスに
よる感染を阻害できることを示す方法。74. A method of determining whether a compound is capable of inhibiting a viral infection, comprising: (a) providing said compound in a suitable concentration and a host cell viral receptor or a molecular mimic thereof Contacting the compound in the absence of the compound under conditions permitting binding of the receptor or a mimetic of the receptor; (b) the complex resulting from step (A) above; Item 1, wherein the mutant viral envelope protein encoded by the recombinant nucleic acid according to Item 1 is allowed to bind to the envelope protein and the receptor or a mimetic of the receptor in the absence of the compound. Contacting under; (c) measuring the amount of binding of the envelope protein to the receptor or a mimetic of the receptor; (d) the binding determined in step (c) Comparing the amount to the amount determined in the absence of the compound, the reduction in the amount indicating that the compound is capable of inhibiting infection by the virus.
に記載の方法。75. The method of any of claims 71-74, wherein the virus is HIV-1.
れらの組合せまたは分子模倣体である、請求項71または72に記載の方法。76. The method of claim 71 or 72, wherein the host cell viral receptor is CD4, CCR5, CXCR4 or combinations or molecular mimetics thereof.
れか1項に記載の方法。77. The method of any one of claims 71-76, wherein said compound was previously unknown.
感染を阻害することができると決定された化合物。78. A compound determined to be capable of inhibiting viral infection by the method of any one of claims 71-76.
感染を阻害することができると決定された、ウィルス感染を阻害するために効果
的な量の化合物と、薬学的に許容される担体を含む薬学的組成物。79. An amount of a compound effective to inhibit a viral infection determined to be capable of inhibiting a viral infection by the method of any one of claims 71-76, and a pharmaceutical A pharmaceutical composition comprising an acceptable carrier.
薬学的組成物。80. The pharmaceutical composition of claim 79, wherein the viral infection is HIV-1 infection.
通タンパク質を含むウィルスエンベロープタンパク質であって、前記ウィルスエ
ンベロープタンパク質が、前記ウィルス表層タンパク質および膜貫通タンパク質
の間で形成される前記複合体の安定性を増強するアミノ酸配列の1以上の変異を
含み、前記表層タンパク質および膜貫通タンパク質が異なる核酸によってコード
されるウィルスエンベロープタンパク質。81. A viral envelope protein comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein, wherein said viral envelope protein is formed between said viral surface protein and transmembrane protein. A virus envelope protein comprising one or more mutations of an amino acid sequence that enhances stability, wherein the surface layer protein and the transmembrane protein are encoded by different nucleic acids.
ンパク質の対応するウィルス膜貫通タンパク質を含む複合体であって、前記ウィ
ルスエンベロープタンパク質が、前記ウィルス表層タンパク質および膜貫通タン
パク質の間で形成される前記複合体の安定性を増強するアミノ酸配列の1以上の
変異を含み、前記表層タンパク質および膜貫通タンパク質が異なる核酸によって
コードされる複合体。82. A complex comprising a viral surface protein and a corresponding viral transmembrane protein of a viral envelope protein, wherein said viral envelope protein is formed between said viral surface protein and transmembrane protein. A complex comprising one or more mutations in an amino acid sequence that enhances body stability, wherein the surface protein and the transmembrane protein are encoded by different nucleic acids.
体に結合するが、個々の単量体表層タンパク質または個々の単量体膜貫通タンパ
ク質とは交差反応しない抗体。83. An antibody that binds to the protein of claim 44 or the complex of claim 45, but does not cross-react with individual monomeric surface proteins or individual monomeric transmembrane proteins.
記載の前記抗体。84. The antibody of claim 83, which is capable of binding the HIV-1 virus.
85に記載のウイルス様粒子。86. The method further comprising an immunodeficiency virus gag protein.
Virus-like particles according to 85.
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