JP2005508614A - Drug metabolizing enzymes - Google Patents
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Abstract
本発明の種々の実施態様は、ヒト薬物代謝酵素(DME)群および、DMEを同定しコードするポリヌクレオチド群を提供する。本発明の実施例はまた、発現ベクター、宿主細胞、抗体、アゴニストおよびアンタゴニストをも提供する。別の幾つかの実施態様は、DMEの異常発現に関連する疾患を、診断、治療または予防する方法を提供する。 Various embodiments of the present invention provide groups of human drug metabolizing enzymes (DME) and polynucleotides that identify and encode DME. Examples of the present invention also provide expression vectors, host cells, antibodies, agonists and antagonists. Another embodiment provides a method for diagnosing, treating or preventing a disease associated with abnormal expression of DME.
Description
本発明は、新規の核酸群、それら核酸がコードする薬物代謝酵素群ならびに、これらの核酸とタンパク質とを利用した、自己免疫/炎症疾患、細胞増殖異常、発生・発達障害、内分泌障害、眼の障害、代謝障害、および肝障害を含む胃腸障害の、診断、治療、および予防に関する。本発明はまた、該核酸と薬物代謝酵素との発現への、外因性化合物の効果のアセスメントに関する。 The present invention relates to novel nucleic acid groups, drug metabolizing enzyme groups encoded by these nucleic acids, and autoimmune / inflammatory diseases, abnormal cell proliferation, developmental / developmental disorders, endocrine disorders, ophthalmic disorders using these nucleic acids and proteins. The present invention relates to the diagnosis, treatment and prevention of gastrointestinal disorders including disorders, metabolic disorders, and liver disorders. The invention also relates to the assessment of the effect of exogenous compounds on the expression of the nucleic acids and drug metabolizing enzymes.
薬物の代謝および薬物の体内の移動(薬物動態学)は、その効果、毒性、および他の薬物との相互作用を判定する上で重要である。薬物の吸収、様々な組織への分布、および薬物代謝産物の排除の、3つのプロセスが薬物動態を支配する。これらのプロセスは薬物代謝に密接に関係するが、それは様々な代謝修飾が、溶解性、受容体への結合、および排泄速度を含む、薬物の物理化学的特性および薬理学的特性の大部分を変容させるためである。薬物を修飾する代謝経路はまた、ステロイド、脂肪酸、プロスタグランジン、ロイコトリエン、およびビタミン等、様々な天然基質を受容する。従って、これらの経路における酵素は、天然化合物、薬物、発癌物質、変異誘発物質、および生体異物の間の生化学的および薬理学的相互作用の重要な部位となる。 Drug metabolism and drug movement within the body (pharmacokinetics) are important in determining its effects, toxicity, and interactions with other drugs. Three processes govern pharmacokinetics: drug absorption, distribution to various tissues, and elimination of drug metabolites. These processes are closely related to drug metabolism, which means that various metabolic modifications can account for most of the drug's physicochemical and pharmacological properties, including solubility, receptor binding, and excretion rates. This is to transform. Metabolic pathways that modify drugs also accept various natural substrates such as steroids, fatty acids, prostaglandins, leukotrienes, and vitamins. Thus, enzymes in these pathways are important sites for biochemical and pharmacological interactions between natural compounds, drugs, carcinogens, mutagens, and xenobiotics.
薬物代謝における遺伝的な差異が、個体間で薬物効果および毒性のレベルの著しい違いを生むことが以前から認識されている。治療指数が狭い薬物または、コデイン等、生理活性を必要とする薬物の場合、このような遺伝子多型は極めて重要たり得る。更に、有望な新薬が、患者群の一部のみを害し得る毒性のため臨床試験でしばしば排除される。薬物代謝酵素が重要な一部を占める薬理ゲノミックス研究が進歩すれば、薬物の効果および毒性の疑問に取り組むツールが発展し、そのような情報が拡大されうるであろう(Evans, W. E.およびR. V. Relling (1999) Science 286:487-491を参照)。 It has long been recognized that genetic differences in drug metabolism result in significant differences in drug effects and levels of toxicity between individuals. For drugs that have a narrow therapeutic index or drugs that require physiological activity, such as codeine, such genetic polymorphisms can be extremely important. In addition, promising new drugs are often excluded in clinical trials because of toxicity that can harm only a portion of the patient population. Advances in pharmacogenomic research, where drug-metabolizing enzymes are an important part, will develop tools to address the question of drug efficacy and toxicity, and such information could be expanded (Evans, WE and RV Relling (1999) Science 286: 487-491).
薬物代謝反応は、薬物分子を機能化して更なる代謝のために準備するフェーズIと抱合性のフェーズIIに分類される。一般に、フェーズIの反応生成物は部分的或いは完全に不活性であり、フェーズIIの反応生成物は主要な排泄種である。しかしながら、フェーズI反応生成物は、投与された元の薬物よりも活性が高い場合があり、この代謝活性化原理がプロドラッグとして利用される(例えば、L-ドパ)。加えて、数種の非毒性化合物(例えば、アフラトキシン、ベンゾ-α-ピレン)は、これらの経路を経て毒性中間体へ代謝される。フェーズI反応は通常、薬物代謝における律速段階である。しかし、その化合物または他の化合物類への事前曝露によって、フェーズI酵素群の発現を誘発させることができ、それによって、代謝経路を経る基質フラックスを増し得る(Klaassen, C.D.他(1996) Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons, McGraw-Hill, New York, NY, 113-186ページ; Katzung, B.G. (1995) Basic and Clinical Pharmacology, AppletonおよびLange, Norwalk, CT, 48-59ページ; Gibson, G.G.およびP. Skett (1994) Introduction to Drug Metabolism, Blackie Academic and Professional, London参照)。 Drug metabolic reactions are divided into phase I, which functionalizes drug molecules and prepares them for further metabolism, and phase II of conjugation. In general, Phase I reaction products are partially or completely inert, and Phase II reaction products are the major excretory species. However, phase I reaction products may be more active than the original drug administered, and this metabolic activation principle is utilized as a prodrug (eg, L-dopa). In addition, some non-toxic compounds (eg, aflatoxin, benzo-α-pyrene) are metabolized to toxic intermediates via these pathways. Phase I reactions are usually the rate limiting step in drug metabolism. However, pre-exposure to the compound or other compounds can induce expression of Phase I enzymes, thereby increasing substrate flux through metabolic pathways (Klaassen, CD et al. (1996) Casarett and Doull's Toxicology: The Basic Science of Poisons , McGraw-Hill, New York, NY, pages 113-186; Katzung, BG (1995) Basic and Clinical Pharmacology , Appleton and Lange, Norwalk, CT, pages 48-59; Gibson, GG And P. Skett (1994) Introduction to Drug Metabolism , Blackie Academic and Professional, London).
薬物代謝酵素(DME)は幅広い基質特異性を有する。これは、多種多様な抗体がそれらの抗原に対して高い特異性を有する免疫系とは対照的である。多様な分子を代謝するDMEの能力によって、代謝のレベルにおいて薬物相互作用の可能性が生まれる。例えば、1化合物による、或るDMEの誘導は、その酵素による他の化合物の代謝に影響し得る。 Drug metabolizing enzymes (DME) have a wide range of substrate specificities. This is in contrast to the immune system, where a wide variety of antibodies have a high specificity for their antigen. The ability of DME to metabolize diverse molecules creates potential drug interactions at the level of metabolism. For example, the induction of one DME by one compound can affect the metabolism of other compounds by that enzyme.
DME類は、それらが触媒する反応の種類、および関係する補因子に従って分類されている。フェーズI酵素の主なクラスには、限定するものではないがチトクロームP450およびフラビン含有モノオキシゲナーゼが含まれる。フェーズI型触媒サイクルおよび反応に関与するその他の酵素クラスには、限定するものではないが、NADPHチトクロームP450還元酵素(CPR)、ミクロソームチトクロームb5/NADHチトクロームb5レダクターゼ系、フェレドキシン/フェレドキシンレダクターゼレドックス対、アルド/ケト還元酵素、およびアルコールデヒドロゲナーゼが含まれる。フェーズII酵素の主なクラスには、限定するものではないが、UDPグルクロニルトランスフェラーゼ、スルホトランスフェラーゼ、グルタチオンSトランスフェラーゼ、Nアシルトランスフェラーゼ、およびNアセチルトランスフェラーゼが含まれる。 DMEs are classified according to the type of reaction they catalyze and the associated cofactors. The main classes of Phase I enzymes include, but are not limited to, cytochrome P450 and flavin-containing monooxygenases. Other enzyme classes involved in Phase I catalytic cycles and reactions include, but are not limited to, NADPH cytochrome P450 reductase (CPR), microsomal cytochrome b5 / NADH cytochrome b5 reductase system, ferredoxin / ferredoxin reductase redox couple, Aldo / keto reductase and alcohol dehydrogenase are included. The main classes of Phase II enzymes include, but are not limited to, UDP glucuronyl transferase, sulfotransferase, glutathione S transferase, N acyl transferase, and N acetyl transferase.
チトクロームP450およびP450触媒サイクル関連酵素
チトクロームP450スーパーファミリー酵素のメンバーは、様々な基質の酸化的代謝を触媒する。そのような基質としては、ステロイド、脂肪酸、プロスタグランジン、ロイコトリエン、およびビタミン等の天然化合物や、薬物、発癌物質、変異誘発物質、および生体異物が含まれる。P450ヘム−チオレートタンパク質としても知られるチトクロームP450は通常、P450含有モノオキシゲナーゼ系と呼ばれる多成分電子伝達鎖における末端酸化酵素として作用する。触媒される特異的反応には、ヒドロキシル化、エポキシ化、N-酸化、スルホキシド化、N-脱アルキル、S−脱アルキル、およびO−脱アルキル、脱硫酸化、脱アミノ化、並びにアゾ、ニトロ、およびN−オキシド基の還元が含まれる。これらの反応は、動物における糖質コルチコイド、コルチゾール、エストロゲン、およびアンドロゲンのステロイド産生や、昆虫における殺虫剤耐性や、植物における除草剤耐性および花の発色や、微生物による環境浄化バイオレメディエーションに関係する。薬物、発癌物質、変異誘発物質、および生体異物にチトクロームP450が作用して、解毒あるいは、その物質の、より毒性の強い生成物への変換を引き起こし得る。チトクロームP450は肝臓に豊富に存在するが、その他の組織にも出現し、これらの酵素はミクロソームに位置する(ExPASYENZYME EC 1.14.14.1; Prosite PDOC00081 Cytochrome P450 cysteine heme-iron ligand signature; PRINTS EP450I E-Class P450 Group I signature; Graham-Lorence, S.およびPeterson, J. A. (1996) FASEB J. 10:206-214を参照)。
Cytochrome P450 and members of the P450 catalytic cycle-related enzyme cytochrome P450 superfamily enzymes catalyze the oxidative metabolism of various substrates. Such substrates include natural compounds such as steroids, fatty acids, prostaglandins, leukotrienes, and vitamins, drugs, carcinogens, mutagens, and xenobiotics. Cytochrome P450, also known as P450 heme-thiolate protein, usually acts as a terminal oxidase in a multicomponent electron transport chain called the P450-containing monooxygenase system. Specific reactions catalyzed include hydroxylation, epoxidation, N-oxidation, sulfoxidation, N-dealkylation, S-dealkylation, and O-dealkylation, desulfation, deamination, and azo, nitro, And reduction of the N-oxide group. These reactions are related to glucocorticoid, cortisol, estrogen and androgen steroid production in animals, insecticide resistance in insects, herbicide resistance in plants and flower color development, and environmental purification bioremediation by microorganisms. Cytochrome P450 can act on drugs, carcinogens, mutagens, and xenobiotics to cause detoxification or conversion of the substance to a more toxic product. Cytochrome P450 is abundant in liver but also appears in other tissues, and these enzymes are located in microsomes (ExPASYENZYME EC 1.14.14.1; Prosite PDOC00081 Cytochrome P450 cysteine heme-iron ligand signature; PRINTS EP450I E-Class P450 Group I signature; see Graham-Lorence, S. and Peterson, JA (1996) FASEB J. 10: 206-214).
400種類のチトクロームP450が、細菌、真菌、植物、および動物を含む様々な生物において同定されている(Graham-Lorence、前出)。Bクラスは原核生物および真菌に見られ、Eクラスは細菌、植物、昆虫、脊椎動物、および哺乳動物に見られる。5つのサブクラス即ちグループが、EクラスチトクロームP450の大きなファミリーの中に含まれる(PRINTS EP450I E-Class P450 Group I signature)。 400 cytochrome P450s have been identified in a variety of organisms including bacteria, fungi, plants, and animals (Graham-Lorence, supra). Class B is found in prokaryotes and fungi, and class E is found in bacteria, plants, insects, vertebrates, and mammals. Five subclasses or groups are included in the large family of E-class cytochrome P450s (PRINTS EP450I E-Class P450 Group I signature).
全てのチトクロームP450はヘム補因子を用いており、構造的特性を共有する。ほとんどのチトクロームP450は、400〜530アミノ酸の長さである。この酵素の二次構造は、約70%のαヘリックスと約22%のβシートである。このタンパク質のC末端部におけるヘム結合部位の周りの領域は、全てのチトクロームP450で保存されている。このヘム−鉄リガンド領域におけるアミノ酸10個のシグネチャ配列が同定され、この配列には、第5の配位部位にある、ヘム鉄の結合に関与する保存されたシステインが含まれる。真核生物チトクロームP450では、通常は膜貫通領域がこのタンパク質の初めの15〜20のアミノ酸において見られ、一般に、約15の疎水性残基およびそれに続く正に帯電した1つの残基からなる(Prosite PDOC00081前出; Graham-Lorence前出を参照)。 All cytochrome P450s use heme cofactors and share structural properties. Most cytochrome P450s are 400-530 amino acids long. The secondary structure of this enzyme is about 70% alpha helix and about 22% beta sheet. The region surrounding the heme binding site at the C-terminus of this protein is conserved in all cytochrome P450s. A signature sequence of 10 amino acids in this heme-iron ligand region was identified, which contains a conserved cysteine involved in heme iron binding at the fifth coordination site. In eukaryotic cytochrome P450, the transmembrane region is usually found in the first 15-20 amino acids of this protein and generally consists of about 15 hydrophobic residues followed by one positively charged residue ( Prosite PDOC00081 supra; see Graham-Lorence supra).
チトクロームP450酵素は、細胞増殖および発達に関係する。この酵素は、化学物質を代謝して、DNAとの付加体を形成する反応性中間体にすることで起こる化学的な変異誘発および発癌において役割を持つ(Nebert, D. W.およびGonzalez, F. J. (1987) Ann. Rev. Biochem. 56:945-993)。これらの付加体は、発癌に導く、ヌクレオチド変化およびDNA再編成を引き起こし得る。肝臓およびその他の組織におけるチトクロームP450の発現は、多環式芳香族炭化水素、ペルオキシソーム増殖因子、フェノバルビタールおよび、糖質コルチコイドであるデキサメタゾン等、生体異物によって誘発される(Dogra, S. C.他(1998) Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 25:1-9)。或るチトクロームP450タンパク質は、P450遺伝子CYP1B1における突然変異が原発性先天性緑内障を引き起こすように、眼の発達に関与する可能性がある(Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) *601771 Cytochrome P450, subfamily I (dioxin-inducible), polypeptide 1; CYP1B1)。 Cytochrome P450 enzymes are involved in cell proliferation and development. This enzyme has a role in chemical mutagenesis and carcinogenesis that occurs by metabolizing chemicals into reactive intermediates that form adducts with DNA (Nebert, DW and Gonzalez, FJ (1987) Ann. Rev. Biochem. 56: 945-993). These adducts can cause nucleotide changes and DNA rearrangements that lead to carcinogenesis. Cytochrome P450 expression in the liver and other tissues is induced by xenobiotics such as polycyclic aromatic hydrocarbons, peroxisome proliferators, phenobarbital, and the glucocorticoid dexamethasone (Dogra, SC et al. (1998) Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 25: 1-9). Certain cytochrome P450 proteins may be involved in eye development such that mutations in the P450 gene CYP1B1 cause primary congenital glaucoma (Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) * 601771 Cytochrome P450, subfamily I (dioxin-inducible), polypeptide 1; CYP1B1).
チトクロームP450は炎症および感染に関係する。肝チトクロームP450活性は、様々な感染および炎症性の刺激によって大いに影響され、抑制される活性と誘発される活性がある(Morgan, E. T. (1997) Drug Metab. Rev. 29:1129-1188)。in vivoで観察される効果は、炎症誘発性のサイトカインおよびインターフェロンによって模倣され得る。2つのチトクロームP450タンパク質に対する自己抗体は、自己免疫性多腺性内分泌不全症I型(APECED、1種の多腺性自己免疫症候群)の患者に見られた(OMIM *240300 Autoimmune polyenodocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy)。 Cytochrome P450 is involved in inflammation and infection. Hepatic cytochrome P450 activity is greatly influenced by various infections and inflammatory stimuli, with suppressed and induced activity (Morgan, ET (1997) Drug Metab. Rev. 29: 1129-1188). The effects observed in vivo can be mimicked by pro-inflammatory cytokines and interferons. Autoantibodies against two cytochrome P450 proteins were found in patients with autoimmune polyadenoendocrine type I (APECED, one type of multigland autoimmune syndrome) (OMIM * 240300 Autoimmune polyenodocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy).
チトクロームP450類における突然変異は、乳幼児期の副腎障害で最も多い先天性副腎過形成や、偽ビタミンD欠乏くる病、脳腱黄色腫症(進行性神経機能障害、早発性アテローム性動脈硬化症、および白内障によって特徴付けられる、1種の脂質貯蔵病)、抗凝血薬であるクマリンおよびワルファリンに対する遺伝性の耐性を含む、種々の代謝障害に結び付けられる(Isselbacher, K.J.他(1994) Harrison's Principles of Internal Medicine, McGraw-Hill, Inc. New York, NY,1968-1970ページ; Takeyama, K.他(1997) Science 277:1827-1830; Kitanaka, S.他(1998) N. Engl. J. Med. 338:653-661; OMIM *213700 Cerebrotendinous xanthomatosis;およびOMIM #122700 Coumarin resistance)。チトクロームP450タンパク質アロマターゼの、極度に高レベルの発現が、重度の女性化乳房(gynecomastia, feminization)を有する1少年の層状線維化肝細胞癌(fibrolamellar hepatocellular carcinoma)に見られた(Agarwal, V.R. (1998) J. Clin. Endocrinol. Metab. 83:1797-1800)。 Mutations in cytochrome P450s are the most common congenital adrenal hyperplasia in infantile adrenal disorder, pseudovitamin D deficiency rickets, cerebral tendon xanthomas (progressive neurological dysfunction, early-onset atherosclerosis) And a type of lipid storage disease characterized by cataracts), linked to a variety of metabolic disorders, including heritable resistance to the anticoagulants coumarin and warfarin (Isselbacher, KJ et al. (1994) Harrison's Principles of Internal Medicine , McGraw-Hill, Inc. New York, NY, 1968-1970; Takeyama, K. et al. (1997) Science 277: 1827-1830; Kitanaka, S. et al. (1998) N. Engl. J. Med 338: 653-661; OMIM * 213700 Cerebrotendinous xanthomatosis; and OMIM # 122700 Coumarin resistance). An extremely high level of expression of cytochrome P450 protein aromatase was found in a juvenile fibrolamellar hepatocellular carcinoma with severe gynecomastia, feminization (Agarwal, VR (1998 ) J. Clin. Endocrinol. Metab. 83: 1797-1800).
チトクロームP450触媒サイクルは、NADPHチトクロームP450レダクターゼ(CPR)によるチトクロームP450の還元によって完了する。チトクロームb5とNADPHチトクロームb5レダクターゼとからなる別のミクロソーム電子伝達系は、チトクロームP450触媒サイクルへの電子の主要な供与体ではないと一般に思われている。しかし、Lamb, D.C.他(1999; FEBS Lett. 462:283-288)による近年の研究報告は、ミクロソームチトクロームb5/NADPHチトクロームb5レダクターゼ系によって効果的に還元およびサポートされ得る或る鵞口瘡カンジダ(Candida albicans)チトクロームP450(CYP51)を同定する。従って、この代替電子供与系によってサポートされる多くのチトクロームP450が存在すると思われる。 The cytochrome P450 catalytic cycle is completed by the reduction of cytochrome P450 by NADPH cytochrome P450 reductase (CPR). It is generally believed that another microsomal electron transport system consisting of cytochrome b5 and NADPH cytochrome b5 reductase is not the primary donor of electrons to the cytochrome P450 catalytic cycle. However, recent research reports by Lamb, DC et al. (1999; FEBS Lett. 462: 283-288) have shown that Candida albicans can be effectively reduced and supported by the microsomal cytochrome b5 / NADPH cytochrome b5 reductase system. ) Identify cytochrome P450 (CYP51). Thus, there appear to be many cytochrome P450s supported by this alternative electron donor system.
チトクロームb5レダクターゼはまた、赤血球において、酸化ヘモグロビン(酸素を輸送できない、メトヘモグロビンすなわちferrihemoglobin)を、活性型ヘモグロビン(ferrohemoglobin)へ還元する。酸化剤または、充分に還元されていない異常ヘモグロビン(ヘモグロビンM)が高いレベルで存在すると、メトヘモグロビン血症が引き起こされる。メトヘモグロビン血症はまた、赤血球チトクロームb5レダクターゼの遺伝的な欠損症からも起こり得る(概説はMansour, A.およびLurie, A.A. (1993) Am. J. Hematol. 42:7-12を参照)。 Cytochrome b5 reductase also reduces oxidized hemoglobin (which cannot transport oxygen, methemoglobin or ferrihemoglobin) to active hemoglobin in erythrocytes. The presence of high levels of oxidizing agents or abnormal hemoglobin that is not fully reduced (hemoglobin M) causes methemoglobinemia. Methemoglobinemia can also arise from a genetic deficiency of erythrocyte cytochrome b5 reductase (for review see Mansour, A. and Lurie, A.A. (1993) Am. J. Hematol. 42: 7-12).
チトクロームP450ファミリーのメンバーはまた、ビタミンDの合成および異化に密接に関係している。ビタミンDは、植物組織で生成されるエルゴカルシフェロール(ビタミンD2)および動物組織で生成されるコレカルシフェロール(ビタミンD3)の、2種の生物学的に等価なプロホルモンとして存在する。後者のコレカルシフェロールは、7−デヒドロコレステロールが近紫外線(すなわち290〜310 nm)に曝露されると形成される。通常は、皮膚が短時間日光に曝されれば生成される(概説はMiller, W.L.およびPortale, A.A. (2000) Trends Endocrinol. Metab. 11:315-319を参照)。 Members of the cytochrome P450 family are also closely involved in vitamin D synthesis and catabolism. Vitamin D exists as two biologically equivalent prohormones, ergocalciferol (vitamin D2) produced in plant tissues and cholecalciferol (vitamin D3) produced in animal tissues. The latter cholecalciferol is formed when 7-dehydrocholesterol is exposed to near ultraviolet light (ie 290-310 nm). It is usually produced when the skin is exposed to short-term sunlight (for review see Miller, W.L. and Portale, A.A. (2000) Trends Endocrinol. Metab. 11: 315-319).
両方のプロホルモン型は更に、肝臓において酵素25−ヒドロキシラーゼによって25−ヒドロキシビタミンD(25(OH)D)へ更に代謝される。25(OH)DはビタミンDの最も豊富に存在する前駆型であって、腎臓において酵素25−ヒドロキシビタミンD 1α−ヒドロキシラーゼ(1α−ヒドロキシラーゼ)によって、活性型である1α,25−ジヒドロキシビタミンD(1α,25(OH)2D)へ更に代謝される。1α,25(OH)2D生成の調節は主に、合成経路の、この最終ステップで行われる。1α−ヒドロキシラーゼ活性は、酵素産物(1α,25(OH)2D)の循環レベル、並びに副甲状腺ホルモン(PTH)、カルシトニン、インスリン、カルシウム、リン、成長ホルモン、およびプロラクチンのレベルなど、幾つかの生理学的因子に左右される。更に、腎臓外の1α−ヒドロキシラーゼ活性が報告され、組織特異的かつ局所的な、lα,25(OH)2D生成の調節も生物学的に重要であり得ることを示唆している。1α,25(OH)2Dの24,25−ジヒドロキシビタミンD(24,25(OH)2D)への触媒作用は酵素25−ヒドロキシビタミンD 24−ヒドロキシラーゼ(24−ヒドロキシラーゼ)が関与し、これも腎臓で起こる。24−ヒドロキシラーゼはまた、基質として25(OH)Dを利用できる(Shinki, T.他 (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94:12920-12925; Miller, W.L.およびPortale, A.A.前出、並びにその参照文献)。 Both prohormone types are further metabolized in the liver by the enzyme 25-hydroxylase to 25-hydroxyvitamin D (25 (OH) D). 25 (OH) D is the most abundant precursor of vitamin D and is the active form of 1α, 25-dihydroxyvitamin in the kidney by the enzyme 25-hydroxyvitamin D 1α-hydroxylase (1α-hydroxylase) It is further metabolized to D (1α, 25 (OH) 2 D). The regulation of 1α, 25 (OH) 2 D production is mainly performed at this final step in the synthetic pathway. 1α-Hydroxylase activity has several levels, including circulating levels of enzyme products (1α, 25 (OH) 2 D) and levels of parathyroid hormone (PTH), calcitonin, insulin, calcium, phosphorus, growth hormone, and prolactin Depends on the physiological factors. Furthermore, extra-renal 1α-hydroxylase activity has been reported, suggesting that tissue-specific and local regulation of lα, 25 (OH) 2 D production may also be biologically important. The catalytic action of 1α, 25 (OH) 2 D on 24,25-dihydroxyvitamin D (24,25 (OH) 2 D) involves the enzyme 25-hydroxyvitamin D 24-hydroxylase (24-hydroxylase). This also happens in the kidneys. 24-Hydroxylase can also utilize 25 (OH) D as a substrate (Shinki, T. et al. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 12920-12925; Miller, WL and Portale, AA, supra. , As well as its references).
ビタミンD25−ヒドロキシラーゼ、lα−ヒドロキシラーゼ、および24−ヒドロキシラーゼは全て、NADPH依存性I型(ミトコンドリア)チトクロームP450酵素であって、そのファミリーの他のメンバーとの高い相同性を示す。ビタミンD25−ヒドロキシラーゼはまた、幅広い基質特異性を示し、胆汁酸中間体の26−ヒドロキシル化および、コレステロールの25−ヒドロキシル化、26−ヒドロキシル化、および27−ヒドロキシル化をも行う可能性がある(Dilworth, F.J.他(1995) J. Biol. Chem. 270:16766-16774; Miller, W.L.およびPortale, A.A. 前出、並びにその参照文献)。 Vitamin D25-hydroxylase, lα-hydroxylase, and 24-hydroxylase are all NADPH-dependent type I (mitochondrial) cytochrome P450 enzymes that show high homology with other members of the family. Vitamin D25-hydroxylase also exhibits broad substrate specificity and may also perform 26-hydroxylation of bile acid intermediates and 25-hydroxylation, 26-hydroxylation, and 27-hydroxylation of cholesterol (Dilworth, FJ et al. (1995) J. Biol. Chem. 270: 16766-16774; Miller, WL and Portal, AA, supra, and references thereof).
ビタミンDの活性型(1α,25(OH)2D)は、カルシウムおよびリン酸の恒常性に関与し、骨髄性細胞および皮膚細胞の分化を促進する。ビタミンDの代謝に関する酵素(例えば、1α-ヒドロキシラーゼ)の欠乏によって生じるビタミンD欠乏は、低カルシウム血症、低リン酸血症および、ビタミンD依存性(感受性)くる病(骨密度の低下並びに、あひる歩行を伴う内反膝すなわちO脚という特徴的症状を示す疾患)を生じる。ビタミンD25−ヒドロキシラーゼの欠損は、脳腱黄色腫症(アキレス腱、脳、肺、およびその他の多くの組織におけるコレステロールおよびコレスタノールの沈着という特徴をもつ脂質貯蔵病)を引き起こす。この疾患は、進行性神経機能障害(思春期後の小脳性運動失調症を含む)、アテローム性動脈硬化症、および白内障を示す。ビタミンD25−ヒドロキシラーゼの欠乏によってくる病が起きないことから、25(OH)D合成の別の経路が存在することが推定される(Griffin, J. E.およびZerwekh, J. E. (1983) J. Clin. Invest. 72 : 1190-1199 ; Gamblin, G. T.他(1985) J. Clin. Invest. 75 : 954-960 ; およびMiller, W. L.およびPortale, A. A. 前出)。 The active form of vitamin D (1α, 25 (OH) 2 D) is involved in calcium and phosphate homeostasis and promotes myeloid and skin cell differentiation. Vitamin D deficiency, caused by a deficiency of enzymes related to vitamin D metabolism (eg, 1α-hydroxylase), is hypocalcemia, hypophosphatemia, and vitamin D-dependent (sensitive) rickets (decreased bone density and , Varus knee with a duck walk, or a disease that shows the characteristic symptoms of O-legs). Vitamin D25-hydroxylase deficiency causes cerebral tendon xanthomatosis (a lipid storage disease characterized by cholesterol and cholestanol deposition in the Achilles tendon, brain, lung, and many other tissues). The disease exhibits progressive neurological dysfunction (including cerebellar ataxia after adolescence), atherosclerosis, and cataract. The absence of rickets due to vitamin D25-hydroxylase deficiency suggests that there is another pathway for 25 (OH) D synthesis (Griffin, JE and Zerwekh, JE (1983) J. Clin. Invest 72: 1190-1199; Gamblin, GT et al. (1985) J. Clin. Invest. 75: 954-960; and Miller, WL and Portal, AA, supra).
フェレドキシンおよびフェレドキシンレダクターゼは電子伝達アクセサリータンパク質であって、少なくとも1つのヒトチトクロームP450種(CYP27遺伝子によってコードされるチトクロームP450c27)をサポートする(Dilworth, F. J.他(1996) Biochem. J. 320:267-71)。ストレプトマイセス‐グリセウス(Streptomyces griseus)のチトクロームP450であるCYP104D1は、大腸菌において非相同的に(heterologously)発現され、内因性フェレドキシンおよびフェレドキシンレダクターゼ酵素によって還元されることが発見された(Taylor, M.他(1999) Biochem. Biophys. Res. Commun. 263:838-42)。このことから、多くのチトクロームP450種が、フェレドキシン/フェレドキシンレダクターゼ対によってサポートされることが示唆される。フェレドキシンレダクターゼはまた、或るモデル薬物代謝系で、抗腫瘍抗生物質であるアクチノマイシンDを反応性フリーラジカル種に還元した(Flitter, W.D.およびMason, R.P. (1988) Arch. Biochem. Biophys. 267:632-639)。 Ferredoxin and ferredoxin reductase are electron transfer accessory proteins that support at least one human cytochrome P450 species (cytochrome P450c27 encoded by the CYP27 gene) (Dilworth, FJ et al. (1996) Biochem. J. 320: 267-71. ). CYP104D1, a Streptomyces griseus cytochrome P450, was found to be heterologously expressed in E. coli and reduced by endogenous ferredoxin and ferredoxin reductase enzymes (Taylor, M. (1999) Biochem. Biophys. Res. Commun. 263: 838-42). This suggests that many cytochrome P450 species are supported by ferredoxin / ferredoxin reductase pairs. Ferredoxin reductase also reduced actinomycin D, an antitumor antibiotic, to a reactive free radical species in a model drug metabolism system (Flitter, WD and Mason, RP (1988) Arch. Biochem. Biophys. 267: 632-639).
フラビン含有モノオキシゲナーゼ(FMO)
フラビン含有モノオキシゲナーゼは、異例な範囲の基質群の、求核性の窒素、硫黄、およびリンのヘテロ原子を酸化する。チトクロームP450と同様、FMOはミクロソーム酵素であってNADPHおよびO2を用い、その基質はチトクロームP450の基質と広範に重なる。FMOは、肝臓、腎臓、および肺などの組織に分布している。
Flavin-containing monooxygenase (FMO)
Flavin-containing monooxygenases oxidize nucleophilic nitrogen, sulfur, and phosphorus heteroatoms of an unusual range of substrates. Like cytochrome P450, FMO is a microsomal enzyme that uses NADPH and O 2 and its substrate overlaps extensively with that of cytochrome P450. FMO is distributed in tissues such as the liver, kidneys, and lungs.
組織特異的に発現される、5つの異なった既知のFMOアイソフォーム(FMO1、FMO2、FMO3、FM04、およびFMO5)が哺乳動物に見られる。これらのアイソフォームは基質特異性が異なり、更に様々な化合物による阻害および、反応の立体特異性等、他の特性も異なる。FMOは、アミノ酸13個のシグネチャ配列を有し、その成分はN末端の3分の2の配列にまたがる。それら成分には、また、多くのNヒドロキシル化酵素に見られるFATGYモチーフ、およびFAD結合領域を含む(Stehr, M.他(1998) Trends Biochem. Sci. 23:56-57; PRINTS FMOXYGENASE Flavin-containing monooxygenase signature)。 Five different known FMO isoforms (FMO1, FMO2, FMO3, FM04, and FMO5) that are expressed in a tissue-specific manner are found in mammals. These isoforms differ in substrate specificity, and also differ in other properties such as inhibition by various compounds and the stereospecificity of the reaction. FMO has a 13 amino acid signature sequence and its components span the N-terminal two-thirds sequence. These components also include the FATGY motif found in many N hydroxylases and the FAD binding region (Stehr, M. et al. (1998) Trends Biochem. Sci. 23: 56-57; PRINTS FMOXYGENASE Flavin-containing monooxygenase signature).
特異的な反応には、求核性三級アミンのNオキシドへの酸化、二級アミンのヒドロキシルアミンおよびニトロンへの酸化、一級アミンのヒドロキシルアミンおよびオキシムへの酸化、および硫黄含有化合物およびホスフィンのS−オキシドおよびP−オキシドへの酸化が含まれる。ヒドラジン、ヨウ化物、セレン化物、および硼素含有化合物も基質である。FMOは化学的にチトクロームP450に類似しているが、FMOは例えばその高い熱不安定性およびチトクロームP450の非イオン界面活性剤感受性に基づいてin vitroでチトクロームP450から通常は区別できる。しかしながら、FMOのアイソフォーム間で熱安定性および界面活性剤感受性が異なるため、これらの特性を同定に用いるのは困難である。 Specific reactions include oxidation of nucleophilic tertiary amines to N oxides, oxidation of secondary amines to hydroxylamines and nitrones, oxidation of primary amines to hydroxylamines and oximes, and sulfur-containing compounds and phosphines. Oxidation to S-oxide and P-oxide is included. Hydrazine, iodide, selenide, and boron-containing compounds are also substrates. Although FMO is chemically similar to cytochrome P450, FMO is usually distinguishable from cytochrome P450 in vitro , for example based on its high thermal instability and non-ionic detergent sensitivity of cytochrome P450. However, these properties are difficult to use for identification due to differences in thermal stability and surfactant sensitivity among FMO isoforms.
FMOは、幾つかの薬物および生体異物の代謝に重要な役割を果たす。FMO(肝臓FMO3)は、(S)ニコチンの(S)ニコチンN−1’−オキシド(尿中に排泄)への代謝を主に担う。FMOはまた、胃潰瘍の治療に広く用いられるH2−アンタゴニストであるシメチジンのS−酸素化に関与する。FMOの肝臓発現型は、チトクロームP450と同じ調節制御下にない。例えば、ラットにおいて、フェノバルビタール処理によりチトクロームP450が誘導されるが、FMO1は抑制される。 FMO plays an important role in the metabolism of several drugs and xenobiotics. FMO (liver FMO3) is primarily responsible for the metabolism of (S) nicotine to (S) nicotine N-1′-oxide (excreted in the urine). FMO also, H 2 is used widely in the treatment of gastric ulcers - involved in S- oxygenation of cimetidine is an antagonist. The liver expression form of FMO is not under the same regulatory control as cytochrome P450. For example, in rats, cytochrome P450 is induced by phenobarbital treatment, but FMO1 is suppressed.
FMOの内因性基質としては、システアミン(二硫化物であるシスタミンへ酸化される)および、トリメチルアミンN−オキシドへ代謝されるトリメチルアミン(TMA)が含まれる。TMAは腐った魚のような臭いがし、FMO3アイソフォームの突然変異によって、悪臭がする遊離アミンが大量に汗、尿、および呼気から排出されるようになる。これらの症状が、魚臭症候群の名を生んだ(OMIM 602079 Trimethylaminuria)。 Endogenous substrates for FMO include cysteamine (oxidized to the disulfide cystamine) and trimethylamine (TMA) metabolized to trimethylamine N-oxide. TMA smells like rotten fish, and mutations in the FMO3 isoform cause a large amount of malodorous free amines to be excreted from sweat, urine, and exhaled breath. These symptoms gave rise to the name of fish odor syndrome (OMIM 602079 Trimethylaminuria).
リジルオキシダーゼ
リジルオキシダーゼ(リジン6−オキシダーゼ、LO)は、コラーゲンとエラスチンとの架橋結合による結合組織マトリクスの形成に関与する銅依存性アミンオキシダーゼである。LOは、約50 kDaのNグリコシル化された前駆体タンパク質として分泌され、或るメタロプロテアーゼによって切断され成熟型の酵素と成るが、この前駆型も活性である。LO内の銅原子は、酸素へ、また酸素からの電子の伝達に関与し、これらの細胞外マトリクスタンパク質においてリジン残基の酸化的脱アミノ反応を促進する。銅の配位がLO活性に必須であるが、食事による銅の摂取が不充分でも、このアポ酵素の発現はその影響を受けない。しかし、機能的LOの不在は、食餌性銅欠乏に伴う、骨格組織および血管組織の障害に結び付けられる。LOはまた、様々なセミカルバジド、ヒドラジン、およびアミノ亜硝酸(amino nitrites)、並びにヘパリンによって阻害される。β−アミノプロピオニトリルは、一般に用いられるインヒビターの1つである。LOの活性は、オゾンやカドミウムに応答して増大し、また、局所組織外傷に応答して放出されるホルモンのレベルの上昇に応答して増大する。このようなホルモンの例には、トランスフォーミング成長因子−β、血小板由来成長因子、アンギオテンシンII、および線維芽成長因子等が含まれる。LO活性における異常は、メンケス症候群および後角症候群(occipital horn syndrome)に結び付けられる。サイトゾル型のLO酵素は、異常な細胞増殖に関係すると思われている(概説はRucker, R. B.他(1998) Am. J. Clin. Nutr. 67:996S-1002S並びにSmith-Mungo, L. I.およびKagan, H. M. (1998) Matrix Biol. 16:387-398を参照)。
Lysyl oxidase lysyl oxidase (lysine 6-oxidase, LO) is a copper-dependent amine oxidase involved in the formation of a connective tissue matrix by cross-linking between collagen and elastin. LO is secreted as an N-glycosylated precursor protein of approximately 50 kDa and is cleaved by a metalloprotease to become a mature enzyme, which is also active. Copper atoms in LO are involved in the transfer of electrons to and from oxygen and promote oxidative deamination of lysine residues in these extracellular matrix proteins. Although copper coordination is essential for LO activity, the expression of this apoenzyme is not affected by insufficient dietary copper intake. However, the absence of functional LO is linked to skeletal and vascular tissue damage associated with dietary copper deficiency. LO is also inhibited by various semicarbazides, hydrazines, and amino nitrites, and heparin. β-aminopropionitrile is one of the commonly used inhibitors. LO activity increases in response to ozone and cadmium and increases in response to increased levels of hormones released in response to local tissue trauma. Examples of such hormones include transforming growth factor-β, platelet-derived growth factor, angiotensin II, and fibroblast growth factor. Abnormalities in LO activity are linked to Menkes syndrome and occipital horn syndrome. Cytosolic LO enzymes are thought to be involved in abnormal cell growth (reviewed by Rucker, RB et al. (1998) Am. J. Clin. Nutr. 67: 996S-1002S and Smith-Mungo, LI and Kagan , HM (1998) Matrix Biol. 16: 387-398).
ジヒドロ葉酸レダクターゼ
ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)は遍在性の酵素であって、ジヒドロ葉酸の、テトラヒドロ葉酸へのNADPH依存性の還元を触媒するが、この反応はグリシンとプリン類とのde novo合成、並びにデオキシウリジン一リン酸(dUMP)のデオキシチミジン一リン酸(dTMP)への変換における、必須過程である。この基本的な反応は、
7,8−ジヒドロ葉酸+NADPH→5,6,7,8−テトラヒドロ葉酸+NADP+
である。
Dihydrofolate reductase Dihydrofolate reductase (DHFR) is a ubiquitous enzyme that catalyzes the NADPH-dependent reduction of dihydrofolate to tetrahydrofolate, which is a de novo synthesis of glycine and purines, In addition, it is an essential process in the conversion of deoxyuridine monophosphate (dUMP) to deoxythymidine monophosphate (dTMP). This basic reaction is
7,8-dihydrofolic acid + NADPH → 5,6,7,8-tetrahydrofolic acid + NADP +
It is.
DHFR酵素は、トリメトプリム(trimethroprim)およびメトトレキセートなど、様々なジヒドロ葉酸類似体によって阻害され得る。豊富なdTMPがDNA合成に必要であるため、迅速な細胞分裂にはDHFR活性が必要である。DNAウイルス(例えば、ヘルペスウイルス)の複製にも、高いレベルのDHFR活性を必要とする。そのため、DHFRを標的とする薬物が、癌の化学療法や、DNAウイルス複製の抑制に用いられている(同様の理由で、チミジル酸合成酵素も標的酵素である)。DHFRを抑制する薬物は、急激に分裂する細胞(すなわちDNAウイルス感染細胞)に対して優先的な細胞毒性を持つが、特異性を持たず、分裂する細胞を無差別に破壊する。更に癌細胞は、獲得性の輸送欠陥、または1つ以上のDHFR遺伝子の重複(duplication)の結果、メトトレキセート等の薬物に対し耐性になり得る(Stryer, L. (1988) Biochemistry.W.H Freeman and Co., Inc. New York. 511-5619ページ)。 The DHFR enzyme can be inhibited by various dihydrofolate analogs such as trimethroprim and methotrexate. Because abundant dTMP is required for DNA synthesis, rapid cell division requires DHFR activity. Replication of DNA viruses (eg, herpes virus) also requires high levels of DHFR activity. Therefore, drugs targeting DHFR are used for cancer chemotherapy and suppression of DNA virus replication (for the same reason, thymidylate synthase is also a target enzyme). Drugs that suppress DHFR have preferential cytotoxicity against rapidly dividing cells (ie, DNA virus-infected cells), but have no specificity, and indiscriminately destroy dividing cells. Furthermore, cancer cells can become resistant to drugs such as methotrexate as a result of acquired transport defects or duplication of one or more DHFR genes (Stryer, L. (1988) Biochemistry .WH Freeman and Co , Inc. New York. 511-5619).
アルド/ケト還元酵素
アルド/ケト還元酵素は単量体NADPH依存性オキシドレダクターゼであり、幅広い基質特異性を有する(Bohren, K.M. 他(1989) J. Biol. Chem. 264:9547-9551)。これらの酵素は、カルボニル含有糖および芳香族化合物など、カルボニル含有化合物の、対応するアルコールへの還元を触媒する。従って、様々なカルボニル含有薬物および生体異物はこのクラスの酵素によって代謝されると思われる。
Aldo / keto reductase Aldo / keto reductase is a monomeric NADPH-dependent oxidoreductase with a broad substrate specificity (Bohren, KM et al. (1989) J. Biol. Chem. 264: 9547-9551). These enzymes catalyze the reduction of carbonyl-containing compounds, such as carbonyl-containing sugars and aromatic compounds, to the corresponding alcohols. Thus, various carbonyl-containing drugs and xenobiotics are likely metabolized by this class of enzymes.
ファミリーメンバーであるアルドースレダクターゼによって触媒される既知の或る反応は、グルコースがソルビトールへ還元され、更にソルビトールデヒドロゲナーゼによってフルクトースに代謝される。標準状態では、グルコースのソルビトールへの還元は主な経路ではない。しかしながら、高血糖状態では、ソルビトールの蓄積は糖尿病合併症の発症に関係すると思われる(OMIM *103880 Aldo-keto reductase family 1, member B1)。この酵素ファミリーのメンバーはまた、数種の肝癌で高発現される(Cao, D.他(1998) J. Biol. Chem. 273:11429-11435)。 One known reaction catalyzed by the family member aldose reductase is that glucose is reduced to sorbitol and further metabolized to fructose by sorbitol dehydrogenase. Under standard conditions, the reduction of glucose to sorbitol is not the main route. However, in hyperglycemic conditions, sorbitol accumulation appears to be associated with the development of diabetic complications (OMIM * 103880 Aldo-keto reductase family 1, member B1). Members of this enzyme family are also highly expressed in several liver cancers (Cao, D. et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 11429-11435).
アルコールデヒドロゲナーゼ
アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)は、単純アルコール類を対応するアルデヒド類へ酸化する。ADHはサイトゾル酵素であって、補因子NAD+を好み、また亜鉛イオンに結合する。ADHのレベルは肝臓において最も高く、腎臓、肺、および胃粘膜においては低い。
Alcohol dehydrogenase Alcohol dehydrogenase (ADH) oxidizes simple alcohols to the corresponding aldehydes. ADH is a cytosolic enzyme that likes the cofactor NAD + and binds to zinc ions. ADH levels are highest in the liver and low in the kidney, lung, and gastric mucosa.
既知のADHアイソフォームは、40 kDaのサブユニットからなる二量体タンパク質である。これらのサブユニットをコードする5つの既知の遺伝子座(a、b、g、p、c)が存在し、その内の幾つかは特徴的な対立遺伝子変異体(b1、b2、b3、g1、g2)を有する。サブユニットはホモ二量体およびヘテロ二量体を形成することができ、サブユニットの構成によって活性な酵素の特異的特性が決定される。従って、ホロ酵素がクラスI(サブユニット構成、aa、ab、ag、bg、gg)、クラスII(pp)、およびクラスIII(cc)として分類されている。クラスIのADHイソ酵素はエタノールその他の小さい脂肪族アルコールを酸化し、ピラゾールによって阻害される。クラスIIイソ酵素は長鎖の脂肪族アルコールおよび芳香族アルコールを好み、メタノールを酸化できない。また、ピラゾールによって阻害されない。クラスIIIイソ酵素は、更に長い長鎖脂肪族アルコール(5炭素以上)および芳香族アルコールを好み、ピラゾールによって阻害されない。 The known ADH isoform is a dimeric protein composed of 40 kDa subunits. There are five known loci (a, b, g, p, c) that encode these subunits, some of which are characteristic allelic variants (b1, b2, b3, g1, g2). The subunits can form homodimers and heterodimers, and the composition of the subunits determines the specific properties of the active enzyme. Therefore, holoenzymes are classified as class I (subunit configuration, aa, ab, ag, bg, gg), class II (pp), and class III (cc). Class I ADH isoenzymes oxidize ethanol and other small fatty alcohols and are inhibited by pyrazole. Class II isoenzymes like long chain fatty alcohols and aromatic alcohols and cannot oxidize methanol. It is not inhibited by pyrazole. Class III isoenzymes prefer longer long chain fatty alcohols (more than 5 carbons) and aromatic alcohols and are not inhibited by pyrazole.
短鎖アルコールデヒドロゲナーゼには、様々な基質特異性を有する多数の近縁酵素が含まれる。このグループに含まれるものは哺乳動物酵素であるD−β−ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ、(R)−3−ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ、15−ヒドロキシプロスタグランジンデヒドロゲナーゼ、NADPH−依存性カルボニルレダクターゼ、コルチコステロイド11−β−デヒドロゲナーゼ、エストラジオール−17−β−デヒドロゲナーゼと、細菌酵素であるアセトアセチル−CoAレダクターゼ、グルコース1−デヒドロゲナーゼ、3−β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ、20−β−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ、リビトールデヒドロゲナーゼ、3−オキソアシルレダクターゼ、2,3-dihydro-2,3-dihydroxybenzoate dehydrogenase、ソルビトール−6−リン酸2−デヒドロゲナーゼ、7−α−ヒドロキシステロイドデヒドロゲナーゼ、cis-1,2-dihydroxy-3,4-cyclohexadiene-1-carboxylate dehydrogenase、シス−トルエンジヒドロジオールデヒドロゲナーゼ、シス−ベンゼングリコールデヒドロゲナーゼ、ビフェニル−2,3−ジヒドロ−2,3−ジオールデヒドロゲナーゼ、N-アシルマンノサミン1-デヒドロゲナーゼ(N-acylmannosamine 1-dehydrogenase)、および2−デオキシ−D−グルコン酸3−デヒドロゲナーゼがある(Krozowski, Z. (1994) J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 51:125-130; Krozowski, Z. (1992) Mol.Cell Endocrinol.84:C2531; 並びにMarks, A.R.他(1992) J. Biol. Chem. 267:15459-15463)。 Short chain alcohol dehydrogenases include a number of closely related enzymes with varying substrate specificities. Included in this group are the mammalian enzymes D-β-hydroxybutyrate dehydrogenase, (R) -3-hydroxybutyrate dehydrogenase, 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase, NADPH-dependent carbonyl reductase, corticosteroid 11- β-dehydrogenase, estradiol-17-β-dehydrogenase and bacterial enzymes acetoacetyl-CoA reductase, glucose 1-dehydrogenase, 3-β-hydroxysteroid dehydrogenase, 20-β-hydroxysteroid dehydrogenase, ribitol dehydrogenase, 3- Oxoacyl reductase, 2,3-dihydro-2,3-dihydroxybenzoate dehydrogenase, sorbitol-6-phosphate 2-dehydrogenase, 7-α-hydroxysteroid dehydrogenase, cis-1,2-dihydroxy-3,4-cyclohexadiene-1 -c arboxylate dehydrogenase, cis-toluene dihydrodiol dehydrogenase, cis-benzene glycol dehydrogenase, biphenyl-2,3-dihydro-2,3-diol dehydrogenase, N-acylmannosamine 1-dehydrogenase, and There is 2-deoxy-D-gluconate 3-dehydrogenase (Krozowski, Z. (1994) J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 51: 125-130; Krozowski, Z. (1992) Mol. Cell Endocrinol. 84: C2531; and Marks, AR et al. (1992) J. Biol. Chem. 267: 15459-15463).
UDPグルクロニルトランスフェラーゼ
UDPグルクロニルトランスフェラーゼファミリー(UGT)のメンバーは、補因子ウリジン二リン酸−グルクロン酸(UDP−グルクロン酸)から基質へのグルクロン酸基の転移を触媒する。この転移は、通常は求核性ヘテロ原子(O、N、またはS)に対して行われる。基質の例には、フェーズI反応によって機能的になった生体異物並びに、ビリルビン、ステロイドホルモン、および甲状腺ホルモン等、内因性化合物が含まれる。グルクロン酸抱合の生成物は、基質の分子量が約250g/mol未満であれば尿中に排泄されるが、グルクロン酸抱合された基質がそれより大きい場合は胆汁に排泄される。
UDP glucuronyltransferase
Members of the UDP glucuronyltransferase family (UGT) catalyze the transfer of the glucuronic acid group from the cofactor uridine diphosphate-glucuronic acid (UDP-glucuronic acid) to the substrate. This transition is usually performed on a nucleophilic heteroatom (O, N, or S). Examples of substrates include xenobiotics rendered functional by a phase I reaction and endogenous compounds such as bilirubin, steroid hormones, and thyroid hormones. The product of glucuronidation is excreted in urine if the molecular weight of the substrate is less than about 250 g / mol, but is excreted in bile if the glucuronidated substrate is larger than that.
UGTは肝臓、腎臓、腸、皮膚、脳、脾臓、および鼻粘膜のミクロソームに存在する。これらの位置でUGTは、チトクロームP450酵素およびフラビン含有モノオキシゲナーゼとは小胞体膜の同じ側にあるため、フェーズI薬物代謝の生成物への到達に理想的な位置にある。UGTは、そのUGTを小胞体膜に固着するC末端膜貫通ドメイン並びに、そのC末端部分における約50のアミノ酸残基の保存されたシグネチャドメインを有する(Prosite PDOC00359 UDP-glycosyltransferase signature)。 UGT is present in microsomes of the liver, kidney, intestine, skin, brain, spleen, and nasal mucosa. In these positions, UGT is ideally located to reach products of phase I drug metabolism because it is on the same side of the endoplasmic reticulum membrane as the cytochrome P450 enzyme and the flavin-containing monooxygenase. UGT has a C-terminal transmembrane domain that anchors its UGT to the endoplasmic reticulum membrane, as well as a conserved signature domain of approximately 50 amino acid residues in its C-terminal part (Prosite PDOC00359 UDP-glycosyltransferase signature).
薬物代謝に関係するUGTは、UGT1およびUGT2の2つの遺伝子ファミリーによってコードされる。UGT1ファミリーのメンバーは、補助因子結合および膜挿入に関係する定常領域、および可変基質結合ドメインを有する、単一の遺伝子座の選択的スプライシングによって生じる。UGT2ファミリーのメンバーは異なる複数の遺伝子座によってコードされ、UGT2AおよびUGT2Bの2つのファミリーに分類される。2Aサブファミリーは嗅上皮で発現し、2Bサブファミリーは肝臓ミクロソームで発現する。UGT遺伝子における突然変異は、高ビリルビン血症(OMIM#143500 Hyperbilirubinemia I)、出生時からの著しい高ビリルビン血症によって特徴付けられるクリグラー−ナジャー症候群(OMIM#218800 Crigler-Najjar syndrome)、ジルベール病と呼ばれる軽度の高ビリルビン血症(OMIM *191740 UGT1)に関係する。 UGT involved in drug metabolism is encoded by two gene families, UGT1 and UGT2. Members of the UGT1 family arise by alternative splicing of a single locus with constant regions involved in cofactor binding and membrane insertion, and a variable substrate binding domain. UGT2 family members are encoded by different loci and are classified into two families, UGT2A and UGT2B. The 2A subfamily is expressed in the olfactory epithelium and the 2B subfamily is expressed in liver microsomes. Mutations in the UGT gene are called hyperbilirubinemia (OMIM # 143500 Hyperbilirubinemia I), Crigler-Najjar syndrome, characterized by marked hyperbilirubinemia from birth, Gilbert's disease Related to mild hyperbilirubinemia (OMIM * 191740 UGT1).
スルホトランスフェラーゼ
硫酸抱合はO−グルクロン酸抱合を受ける基質と同じ基質の多くに生じ、高水溶性の硫酸エステルが生成される。スルホトランスフェラーゼ(ST)は、補助因子3'‐ホスホアデノシン−5’‐ホスホ硫酸(PAPS)から基質へSO 3 -を転移することにより、この反応を触媒する。STの基質は主にフェノールおよび脂肪族アルコールであるが、抱合して対応するスルファミン酸を生成する芳香族アミンおよび脂肪族アミンも含まれる。これらの反応による生成物は主に尿中に排泄される。
Sulfotransferase sulfate conjugation occurs on many of the same substrates that undergo O-glucuronic acid conjugation, producing highly water-soluble sulfate esters. Sulfotransferase (ST) catalyzes this reaction by transferring SO 3 − from the cofactor 3′-phosphoadenosine-5′-phosphosulfate (PAPS) to the substrate. ST substrates are mainly phenols and aliphatic alcohols, but also include aromatic and aliphatic amines that are conjugated to produce the corresponding sulfamic acid. Products from these reactions are mainly excreted in urine.
STは、肝臓、腎臓、腸管、肺、血小板、および脳を含む様々な組織に見られる。ST酵素は、一般にサイトゾル酵素であって、多数の型が同時に発現される場合が多い。例えば、12種類を越えるSTの型がラットの肝サイトゾルに存在する。これらの生化学的に特徴付けられたSTは、それらの基質選択性に基づいて、アリールスルホトランスフェラーゼ、アルコールスルホトランスフェラーゼ、エストロゲンスルホトランスフェラーゼ、チロシンエステルスルホトランスフェラーゼ、および胆汁酸塩スルホトランスフェラーゼの5つのクラスに分類される。 ST is found in a variety of tissues including the liver, kidneys, intestine, lungs, platelets, and brain. ST enzymes are generally cytosolic enzymes, and many types are often expressed simultaneously. For example, more than 12 types of ST are present in rat liver cytosol. Based on their substrate selectivity, these biochemically characterized STs fall into five classes: aryl sulfotransferases, alcohol sulfotransferases, estrogen sulfotransferases, tyrosine ester sulfotransferases, and bile salt sulfotransferases. being classified.
ST酵素活性は、ラットでは性別および年齢によって著しく異なる。発生の合図(developmental cues)と性関連ホルモン類との効果があいまって、ST発現プロファイルにおけるこれらの差異並びに、チトクロームP450等の他のDMEのプロファイルにおけるこれらの差異を生じさせると考えられている。注目すべきは、ネコにおけるSTの高発現が、UDPグルクロニルトランスフェラーゼ活性のレベルの低下を部分的に補償する。 ST enzyme activity varies markedly with sex and age in rats. It is believed that the effects of developmental cues and sex-related hormones combine to produce these differences in the ST expression profile as well as in other DME profiles such as cytochrome P450. Of note, high expression of ST in cats partially compensates for the reduced level of UDP glucuronyltransferase activity.
STの幾つかの型は、ヒト肝サイトゾルから精製されクローニングされている。熱安定性および基質選択性が異なった2つのフェノールスルホトランスフェラーゼが存在する。熱安定酵素は、パラニトロフェノール、ミノキシジル、およびアセトアミノフェン等のフェノールの硫酸化を触媒し、熱不安定酵素は、ドーパミン、エピネフリンおよびlevadopa等、モノアミン基質を好む。その他のクローニングされたSTには、エストロゲンスルホトランスフェラーゼおよびN−アセチルグルコサミン−6−O−スルホトランスフェラーゼが含まれる。この最後の酵素は、細胞生化学におけるSTの別の主要な役割を例示する。即ち、細胞分化およびプロテオグリカンの成熟に重要となり得る、糖構造の修飾である。実際、或るスルホトランスフェラーゼの遺伝性の欠損は、成熟したケラタン硫酸プロテオグリカンの合成不良という特徴をもつ障害である、斑状角膜変性症に関係すると思われる(Nakazawa, K.他(1984) J. Biol. Chem. 259:13751-13757; OMIM *217800 Macular dystrophy, corneal)。 Several types of ST have been purified and cloned from human liver cytosol. There are two phenol sulfotransferases that differ in thermostability and substrate selectivity. Thermostable enzymes catalyze the sulfation of phenols such as paranitrophenol, minoxidil, and acetaminophen, and thermolabile enzymes prefer monoamine substrates such as dopamine, epinephrine and levadopa. Other cloned STs include estrogen sulfotransferase and N-acetylglucosamine-6-O-sulfotransferase. This last enzyme illustrates another major role of ST in cell biochemistry. That is, modification of the sugar structure that can be important for cell differentiation and proteoglycan maturation. Indeed, an inherited deficiency of certain sulfotransferases appears to be associated with patchy corneal degeneration, a disorder characterized by poor synthesis of mature keratan sulfate proteoglycans (Nakazawa, K. et al. (1984) J. Biol Chem. 259: 13751-13757; OMIM * 217800 Macular dystrophy, corneal).
ガラクトシルトランスフェラーゼ
ガラクトシルトランスフェラーゼ類は、溶液に遊離している糖脂質または糖タンパク質の一部である、末端のN−アセチルグルコサミン(GlcNAc)オリゴ糖鎖にガラクトース(Gal)を転移する、グリコシルトランスフェラーゼ(糖転移酵素)のサブセットである(Kolbinger, F.他(1998) J. Biol. Chem. 273:433-440; Amado, M.他(1999) Biochim. Biophys. Acta 1473: 35-53)。ガラクトシルトランスフェラーゼは細胞表面で検出される可溶性細胞外タンパク質であり、ゴルジ体にも存在する。β1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼは、Gal(β1-3)GlcNAc結合を有するI型糖鎖を形成する。既知のヒトおよびマウスβ1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼは、短いサイトゾルドメイン、1つの膜貫通ドメイン、および8つの保存された領域を持つ1つの触媒ドメインを有すると考えられる(Kolbinger, 前出およびHennet, T.他(1998) J. Biol. Chem. 273:58-65)。マウスUDP−ガラクトース:β−N−アセチルグルコサミンβ1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼ−Iでは、領域1がアミノ酸残基の78−83、領域2がアミノ酸残基の93−102、領域3がアミノ酸残基116−119、領域4がアミノ酸残基147−158、領域5がアミノ酸残基の172−183、領域6がアミノ酸残基の203−206、領域7がアミノ酸残基の236−246、領域8がアミノ酸残基の264−275に位置する。マウスUDP−ガラクトース:β−N−アセチルグルコサミンβ1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼ−Iの領域8内に見られる1配列の1変異体が細菌ガラクトシルトランスフェラーゼ類にも見られることから、この配列が、或るガラクトシルトランスフェラーゼ配列モチーフを規定すると示唆される(Hennet, T. 前出)。近年の研究は、brainiacタンパク質は1種のβ1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼであることを示唆している(Yuan, Y.他(1997) Cell 88:9-11; およびHennet, T. 前出)。
Galactosyltransferases are glycosyltransferases that transfer galactose (Gal) to a terminal N-acetylglucosamine (GlcNAc) oligosaccharide chain that is part of a glycolipid or glycoprotein that is free in solution. (Kolbinger, F. et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 433-440; Amado, M. et al. (1999) Biochim. Biophys. Acta 1473: 35-53). Galactosyltransferase is a soluble extracellular protein detected on the cell surface and is also present in the Golgi apparatus. β1,3-galactosyltransferase forms a type I sugar chain having a Gal (β1-3) GlcNAc bond. Known human and mouse β1,3-galactosyltransferases are thought to have a short cytosolic domain, one transmembrane domain, and one catalytic domain with eight conserved regions (Kolbinger, supra and Hennet, T. et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 58-65). In mouse UDP-galactose: β-N-acetylglucosamine β1,3-galactosyltransferase-I, region 1 is amino acid residue 78-83, region 2 is amino acid residue 93-102, and region 3 is amino acid residue 116. -119, region 4 is amino acid residues 147-158, region 5 is amino acid residues 172-183, region 6 is amino acid residues 203-206, region 7 is amino acid residues 236-246, and region 8 is amino acids Located at residues 264-275. Since one variant of a sequence found in region 8 of mouse UDP-galactose: β-N-acetylglucosamine β1,3-galactosyltransferase-I is also found in bacterial galactosyltransferases, this sequence is It is suggested to define a galactosyltransferase sequence motif (Hennet, T. supra). Recent studies suggest that brainiac protein is a type of β1,3-galactosyltransferase (Yuan, Y. et al. (1997) Cell 88: 9-11; and Hennet, T. supra).
UDP−Gal:GlcNAc−1,4−ガラクトシルトランスフェラーゼ(−1,4−GalT)(Sato, T.他 (1997) EMBO J. 16:1850-1857)は、Gal(β1−4)GlcNAc結合を有するII型糖鎖の形成を触媒する。βl,3−ガラクトシルトランスフェラーゼの場合と同様に、この酵素の可溶型は、膜結合型の切断によって形成される。βl,4−ガラクトシルトランスフェラーゼに保存されているアミノ酸としては、触媒ドメイン内の、ジスルフィド結合で連結した2つのシステイン残基および、推定上の1つのUDP−ガラクトース結合部位が含まれる(Yadav, S.およびBrew, K. (1990) J. Biol. Chem. 265:14163-14169; Yadav, S. P.およびBrew, K. (1991) J. Biol. Chem. 266:698-703;並びにShaper, N. L.他(1997) J. Biol. Chem. 272:31389-31399)。βl,4−ガラクトシルトランスフェラーゼは、糖タンパク質または糖脂質上に糖鎖を合成するのに加えて、いくつかの特化した役割を有する。哺乳類では、α−ラクトアルブミンとのヘテロ二量体の一部として、或るβl,4−ガラクトシルトランスフェラーゼが、泌乳時の乳腺ラクトース生成において機能する。精子の表面上のβl,4−ガラクトシルトランスフェラーゼは、卵を特異的に認識する受容体として働く。細胞表面β1,4−ガラクトシルトランスフェラーゼ類はまた、細胞接着、細胞/基底膜相互作用、正常な細胞遊走、および転移性細胞遊走で作用する(Shur, B. (1993) Curr. Opin. Cell Biol.5:854-863; およびShaper, J. (1995) Adv. Exp. Med. Biol. 376:95-104)。 UDP-Gal: GlcNAc-1,4-galactosyltransferase (-1,4-GalT) (Sato, T. et al. (1997) EMBO J. 16: 1850-1857) has Gal (β1-4) GlcNAc binding Catalyses the formation of type II sugar chains. As in the case of β1,3-galactosyltransferase, the soluble form of this enzyme is formed by membrane bound cleavage. Amino acids conserved in β1,4-galactosyltransferase include two cysteine residues linked by disulfide bonds and one putative UDP-galactose binding site in the catalytic domain (Yadav, S. And Brew, K. (1990) J. Biol. Chem. 265: 14163-14169; Yadav, SP and Brew, K. (1991) J. Biol. Chem. 266: 698-703; and Shaper, NL et al. (1997). ) J. Biol. Chem. 272: 31389-31399). In addition to synthesizing sugar chains on glycoproteins or glycolipids, β1,4-galactosyltransferase has several specialized roles. In mammals, certain β1,4-galactosyltransferases function in lactose production during lactation as part of a heterodimer with α-lactalbumin. Β1,4-galactosyltransferase on the surface of sperm acts as a receptor that specifically recognizes eggs. Cell surface β1,4-galactosyltransferases also act on cell adhesion, cell / basement membrane interactions, normal cell migration, and metastatic cell migration (Shur, B. (1993) Curr. Opin. Cell Biol. 5: 854-863; and Shaper, J. (1995) Adv. Exp. Med. Biol. 376: 95-104).
グルタチオンSトランスフェラーゼ
グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)によって触媒される基本的な反応は、還元型グルタチオン(GSH)での求電子体の抱合である。GSTはホモ二量体またはヘテロ二量体タンパク質であって、主にサイトゾルに局在するが、ある程度の活性がミクロソームにも見られる。主なイソ酵素は、共通の構造および触媒特性を有し、ヒトにおいてそれらは、α、μ、π、およびθの4つの大クラスに分類される。2つの最も大きなクラスであるαおよびμは、それぞれのタンパク質等電点(αはpIが約7.5〜9.0、μはpIが約6.6)によって同定される。それぞれのGSTは、GSHに対する共通の結合部位および可変性疎水性結合部位を有する。それぞれのイソ酵素における疎水性結合部位は、特定の求電子性基質に対して特異的である。GST内の特定のアミノ酸残基が、これらの結合部位および触媒活性に重要であるとして同定されている。残基Q67、T68、D101、E104、およびR131は、GSHの結合に重要である(Lee, H-C他(1995) J. Biol. Chem. 270:99-109)。残基R13、R20、およびR69はGSTの触媒活性に重要である(Stenberg G他(1991) Biochem. J. 274:549-555)。
Glutathione S transferase The basic reaction catalyzed by glutathione S transferase (GST) is electrophile conjugation with reduced glutathione (GSH). GST is a homodimeric or heterodimeric protein and is mainly localized in the cytosol, but some activity is also found in microsomes. The main isoenzymes have common structural and catalytic properties, and in humans they are classified into four major classes: α, μ, π, and θ. The two largest classes, α and μ, are identified by their respective protein isoelectric points (α is about 7.5 to 9.0 for pI and μ is about 6.6 for pI). Each GST has a common binding site for GSH and a variable hydrophobic binding site. The hydrophobic binding site in each isoenzyme is specific for a particular electrophilic substrate. Certain amino acid residues within GST have been identified as important for their binding site and catalytic activity. Residues Q67, T68, D101, E104, and R131 are important for GSH binding (Lee, HC et al. (1995) J. Biol. Chem. 270: 99-109). Residues R13, R20, and R69 are important for the catalytic activity of GST (Stenberg G et al. (1991) Biochem. J. 274: 549-555).
殆どの場合、GSTは、潜在的な変異誘発性および発癌性の化学物質を不活性化し解毒するなど有用な機能を果たす。しかしながら、場合によってはそれらの作用が有害となり、化学物質を活性化させて変異誘発性および発癌性にし得る。ラットおよびヒトGSTの幾つかの型は、発癌の検出を助ける、信頼性の高い新生物発生前マーカーである。変異誘発性を調べるための良く知られたエイムス試験に用いられるサルモネラチフィムリウムなどの細菌株におけるヒトGSTの発現は、変異誘発におけるこれらの酵素の役割を決定するのに役立つ。マウスにおいて肝腫瘍を引き起こすジハロメタン(dihalomethanes)は、GSTによって活性化されると考えられている。この考えは、ジハロメタンはヒトGSTを発現する細菌細胞において非形質導入細胞よりも突然変異誘発性が高いということから支持される(Thier, R.他(1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:8567-8580)。二臭化エチレンおよび二塩化エチレンの変異誘発性が、ヒトαGST,A1−1を発現する細菌細胞において上昇し、アフラトキシンB1の変異誘発がGSTの発現が促進されることで実質的に減少する(Simula, T. P.他(1993) Carcinogenesis 14:1371-1376)。従って、GST活性の制御は、変異誘発および発癌の制御において有用であろう。 In most cases, GST serves a useful function, such as inactivating and detoxifying potential mutagenic and carcinogenic chemicals. However, in some cases their effects are detrimental and can activate chemicals to make them mutagenic and carcinogenic. Several types of rat and human GST are reliable pre-neoplastic markers that help detect carcinogenesis. The expression of human GST in bacterial strains such as Salmonella typhimurium used in the well-known Ames test to investigate mutagenicity helps determine the role of these enzymes in mutagenesis. Dihalomethanes that cause liver tumors in mice are thought to be activated by GST. This idea is supported by the fact that dihalomethane is more mutagenic in bacterial cells expressing human GST than in non-transduced cells (Thier, R. et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 8567-8580). Mutagenicity of ethylene dibromide and ethylene dichloride is increased in bacterial cells expressing human αGST, A1-1, and mutagenesis of aflatoxin B1 is substantially reduced by promoting GST expression ( Simula, TP et al. (1993) Carcinogenesis 14: 1371-1376). Thus, control of GST activity would be useful in mutagenesis and control of carcinogenesis.
GSTは、多剤耐性(MDR)として知られている現象である、多くの癌の、薬物治療に対する獲得耐性に関係すると思われる。MDRは、シクロホスファミドなどの細胞毒で治療を受けた癌患者に起こり、その薬物に対する耐性を有するようになった後、更にその他の様々な細胞毒に対しても耐性を有するようになる。GSTレベルの上昇は、これらの薬物耐性癌の幾つかに関係する。また、薬剤に応答してGSTレベルが上昇した後、GSTによって触媒されたGSH抱合反応によりその薬剤が不活化されると考えられる。次に、上昇したGSTレベルにより癌細胞がその他の、GSTに結合する細胞毒から保護される。腫瘍におけるA1−1のレベルの上昇は、シクロホスファミド治療によって生じた薬剤耐性に関係する(Dirven H. A.他(1994) Cancer Res.54: 6215-6220)。従って、癌組織におけるGST活性の調節は、癌患者のMDR治療に有用であろう。 GST appears to be related to the acquired resistance of many cancers to drug treatment, a phenomenon known as multidrug resistance (MDR). MDR occurs in cancer patients treated with a cytotoxin such as cyclophosphamide, becomes resistant to the drug, and then becomes resistant to various other cytotoxics . Elevated GST levels are associated with some of these drug resistant cancers. In addition, after the GST level rises in response to the drug, it is considered that the drug is inactivated by the GSH conjugation reaction catalyzed by GST. The elevated GST level then protects the cancer cells from other GST-binding cytotoxins. Increased levels of A1-1 in tumors are related to drug resistance caused by cyclophosphamide treatment (Dirven H. A. et al. (1994) Cancer Res. 54: 6215-6220). Therefore, modulation of GST activity in cancer tissue would be useful for MDR treatment of cancer patients.
γ−グルタミルトランスペプチダーゼ
γ−グルタミルトランスペプチダーゼは広範に発現する酵素であって、γ−グルタミルアミド結合を切断して細胞外のグルタチオン(GSH)の分解を開始させる。GSHの分解は、生合成経路のためにシステインが集まった領域を細胞に提供する。γ−グルタミルトランスペプチダーゼはまた、細胞の酸化防止に寄与し、その発現は酸化ストレスによって引き起こされる。この細胞表面局在糖タンパク質は、癌細胞において高いレベルで発現される。幾つかの研究の示唆するところでは、癌細胞の表面におけるγ−グルタミルトランスペプチダーゼの高レベルの活性を前駆薬の活性化に利用し、抗癌治療薬を局所的に高い濃度にできる(Hanigan, M. H. (1998) Chem. Biol. Interact. 111-112:333-42; Taniguchi, N.およびIkeda, Y. (1998) Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 72:239-78; Chikhi, N.他(1999) Comp. Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol. Biol. 122:367-380)。
γ-Glutamyltranspeptidase γ-glutamyltranspeptidase is a widely expressed enzyme that cleaves γ-glutamylamide bonds and initiates degradation of extracellular glutathione (GSH). The degradation of GSH provides cells with a region of cysteine gathering for the biosynthetic pathway. γ-glutamyl transpeptidase also contributes to the antioxidant of cells and its expression is caused by oxidative stress. This cell surface localized glycoprotein is expressed at high levels in cancer cells. Some studies suggest that high levels of γ-glutamyltranspeptidase activity on the surface of cancer cells can be used to activate precursors, resulting in high local concentrations of anticancer therapeutics (Hanigan, MH (1998) Chem. Biol. Interact. 111-112: 333-42; Taniguchi, N. and Ikeda, Y. (1998) Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. 72: 239-78; Chikhi, N Et al. (1999) Comp. Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol. Biol. 122: 367-380).
アシルトランスフェラーゼ
N−アシルトランスフェラーゼ酵素は、アミノ酸抱合体の、活性化したカルボキシル基への転移を触媒する。内因性化合物および生体異物は、サイトゾル、ミクロソームおよびミトコンドリアにおいて、アシル−CoAシンセターゼによって活性化される。次に、アシル−CoA中間体は、サイトゾルまたはミトコンドリアにおけるN−アシルトランスフェラーゼによってアミノ酸(通常はグリシン、グルタミン、またはタウリンであるが、オルニチン、アルギニン、ヒスチジン、セリン、アスパラギン酸、およびいくつかのジペプチドを含む)と抱合し、アミド結合を有する代謝産物を形成する。この反応はO−グルクロン酸抱合に相補的であるが、アミノ酸抱合は、グルクロン酸抱合によって生じる場合が多い、反応性および毒性の代謝産物を生成しない。
Acyltransferase
N-acyltransferase enzymes catalyze the transfer of amino acid conjugates to activated carboxyl groups. Endogenous compounds and xenobiotics are activated by acyl-CoA synthetase in the cytosol, microsomes and mitochondria. The acyl-CoA intermediate is then amino acid (usually glycine, glutamine, or taurine by N-acyltransferase in the cytosol or mitochondria, but ornithine, arginine, histidine, serine, aspartic acid, and some dipeptides And a metabolite having an amide bond is formed. Although this reaction is complementary to O-glucuronidation, amino acid conjugation does not produce reactive and toxic metabolites, often caused by glucuronidation.
胆汁酸−CoA:アミノ酸N−アシルトランスフェラーゼ(BAT)は、このクラスの良く特徴づけられた酵素の1つである。BATは、胃腸管において界面活性剤として作用する、胆汁酸抱合体の生成を担う(Falany, C. N.他(1994) J. Biol. Chem. 269:19375-19379; Johnson, M. R.他(1991) J. Biol. Chem. 266:10227-10233)。BATはまた、部分肝切除の後の肝臓癌患者の予後の予測インジケータとして有用である(Furutani, M.他(1996) Hepatology 24:1441-1445)。 Bile acid-CoA: amino acid N-acyltransferase (BAT) is one of this class of well-characterized enzymes. BAT is responsible for the production of bile acid conjugates that act as surfactants in the gastrointestinal tract (Falany, CN et al. (1994) J. Biol. Chem. 269: 19375-19379; Johnson, MR et al. (1991) J. Biol. Chem. 266: 10227-10233). BAT is also useful as a prognostic predictor of liver cancer patients after partial hepatectomy (Furutani, M. et al. (1996) Hepatology 24: 1441-1445).
アセチルトランスフェラーゼ
アセチルトランスフェラーゼは、ヒストンのアセチル化における役割について広く研究されている。ヒストンのアセチル化により、真核細胞におけるクロマチン構造が弛緩し、それによって転写因子が、ゲノムの、影響を受けた領域(またはゲノム全体)におけるDNAの鋳型のプロモータエレメントに到達できるようになる。これとは対照的に、ヒストンの脱アセチル化により、クロマチン構造が閉じ転写因子の到達が制限されて転写が減少する。このため、ヒストンの脱アセチル化を阻害する化学薬品(例えば酪酸ナトリウム)を細胞転写の刺激の一般的な手段として用いると、人為的結果であるが遺伝子発現が全体的に上昇する。アセチル化による遺伝子発現の調節(modulation)はまた、限定するものではないが、p53、GATA−1、MyoD、ACTR、TFIIE、TFIIF、および高移動度群タンパク質(HMG)など、他のタンパク質のアセチル化によっても生じ得る。p53の場合、アセチル化によりDNAへの結合が増大し、p53によって調節される遺伝子の転写が刺激される。プロトタイプのヒストンアセチラーゼ(HAT)は、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)に由来するGcn5である。Gcn5は、テトラヒメナp55、ヒトGcn5、およびヒトp300/CBPを含む、アセチラーゼの1ファミリーのメンバーである。ヒストンのアセチル化については概説(Cheung, W. L.他 (2000) Curr. Opin. Cell Biol. 12:326-333およびBerger, S. L (1999) Curr. Opin. Cell Biol. 11:336-341)を参照されたい。数種のアセチルトランスフェラーゼ酵素は、限定するものではないがアセチルコリンエステラーゼおよびカルボキシルエステラーゼなど幾つかの他の酵素の主なクラスに一般的である、α/βヒドロラーゼフォールド(alpha/beta hydrolase fold)(Center of Applied Molecular Engineering Inst. of Chemistry and Biochemistry - University of Salzburg, http://predict.sanger.ac.uk/irbm-course97/Docs/ms/)を有する(Structural Classification of Proteins, http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/index.html)。
Acetyltransferases Acetyltransferases have been extensively studied for their role in histone acetylation. Histone acetylation relaxes chromatin structure in eukaryotic cells, thereby allowing transcription factors to reach the promoter element of the DNA template in the affected region (or the entire genome) of the genome. In contrast, histone deacetylation closes the chromatin structure and restricts the arrival of transcription factors, reducing transcription. For this reason, the use of chemicals that inhibit histone deacetylation (eg, sodium butyrate) as a general means of stimulating cell transcription is an artificial result that generally increases gene expression. Modulation of gene expression by acetylation is also acetylated by other proteins, including but not limited to p53, GATA-1, MyoD, ACTR, TFIIE, TFIIF, and high mobility group proteins (HMG). It can also be caused by conversion. In the case of p53, acetylation increases binding to DNA and stimulates transcription of genes regulated by p53. The prototype histone acetylase (HAT) is Gcn5 derived from Saccharomyces cerevisiae. Gcn5 is a member of one family of acetylases, including Tetrahymena p55, human Gcn5, and human p300 / CBP. Review of histone acetylation (Cheung, WL et al. (2000) Curr. Opin. Cell Biol. 12: 326-333 and Berger, S. L (1999) Curr. Opin. Cell Biol. 11: 336-341) Please refer. Several acetyltransferase enzymes are commonly used in several major classes of other enzymes such as, but not limited to, acetylcholinesterase and carboxylesterase, alpha / beta hydrolase fold (Center of Applied Molecular Engineering Inst. of Chemistry and Biochemistry-University of Salzburg, http://predict.sanger.ac.uk/irbm-course97/Docs/ms/ ) (Structural Classification of Proteins, http: // scop. mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/index.html).
N‐アセチルトランスフェラーゼ
芳香族アミンおよびヒドラジン含有化合物は、肝臓その他の組織のN−アセチルトランスフェラーゼ酵素によってN‐アセチル化される。数種の生体異物は、同じ酵素によってある程度、O‐アセチル化され得る。N−アセチルトランスフェラーゼは、補助因子アセチル−補酵素A(アセチル−CoA)を用いて2つの過程でアセチル基を転移するサイトゾル酵素である。第1の過程では、アセチル基がアセチル−CoAから活性部位システイン残基に転移され、第2の過程でアセチル基が基質アミノ基に転移され酵素が再生される。
N-acetyltransferase aromatic amine and hydrazine-containing compounds are N-acetylated by N-acetyltransferase enzymes in liver and other tissues. Several xenobiotics can be O-acetylated to some extent by the same enzymes. N-acetyltransferase is a cytosolic enzyme that transfers an acetyl group in two processes using cofactor acetyl-coenzyme A (acetyl-CoA). In the first process, the acetyl group is transferred from acetyl-CoA to the active site cysteine residue, and in the second process, the acetyl group is transferred to the substrate amino group and the enzyme is regenerated.
他のほとんどのDMEクラスとは対照的に、既知のN−アセチルトランスフェラーゼの数は少ない。ヒトの場合、2つの高度に類似した酵素であるNAT1およびNAT2が存在し、マウスには第3型酵素であるNAT3が存在するようである。N−アセチルトランスフェラーゼのヒト型は、独立した調節(NAT1は広範に発現されるが、NAT2は肝臓および腸のみに発現される)および、重複した基質選択性を有する。両方の酵素はある程度まで多くの基質を受容するようであるが、NAT1は数種の基質(パラアミノ安息香酸、パラアミノサリチル酸、スルファメトキサゾール、およびスルファニルアミド)を好み、一方NAT2は他の基質(イソニアジド、ヒドララジン、プロカインアミド、ダプソン、アミノグルテチミド、およびスルファメタジン)を好む。 In contrast to most other DME classes, the number of known N-acetyltransferases is small. In humans, there are two highly similar enzymes, NAT1 and NAT2, and mice appear to have a third type enzyme, NAT3. The human form of N-acetyltransferase has independent regulation (NAT1 is widely expressed, but NAT2 is expressed only in the liver and intestine) and overlapping substrate selectivity. Both enzymes appear to accept some substrate to some extent, but NAT1 prefers several substrates (paraaminobenzoic acid, paraaminosalicylic acid, sulfamethoxazole, and sulfanilamide), while NAT2 has other substrates (Isoniazid, hydralazine, procainamide, dapsone, aminoglutethimide, and sulfamethazine) are preferred.
1950年代の、抗結核薬であるイソニアジドを服用した患者らの臨床観察は、この化合物のアセチル化が速い人(fast acetylator)および遅い人(slow acetylator)の記述を生んだ。これらの表現型は後に、酵素の活性または安定性に影響を与える、NAT2遺伝子における突然変異によることが示された。イソニアジドのアセチル化が遅い表現型は中東の集団に非常に優勢(約70%)で、白人でやや劣り(約50%)、アジア集団では25%未満である。近年になって、NAT1における機能的な多型が検出され、検査を受けた集団の約8%が、アセチル化が遅い表現型を示す(Butcher, N. J.他(1998) Pharmacogenetics 8:67-72)。NAT1は数種の既知の芳香族アミン発癌物質を活性化し得るため、広範に発現されるNAT1酵素における多型は、癌のリスクの判定に重要であると考えられる(OMIM *108345 N-acetyltransferase 1)。 Clinical observations of patients taking the antituberculous drug isoniazid in the 1950s gave rise to descriptions of fast and slow acetylators of this compound. These phenotypes were later shown to be due to mutations in the NAT2 gene that affect enzyme activity or stability. The slow acetylation of isoniazid is highly prevalent in the Middle Eastern population (about 70%), slightly inferior in whites (about 50%), and less than 25% in the Asian population. Recently, a functional polymorphism in NAT1 has been detected and about 8% of the tested population shows a slow acetylation phenotype (Butcher, NJ et al. (1998) Pharmacogenetics 8: 67-72). . Because NAT1 can activate several known aromatic amine carcinogens, polymorphisms in the widely expressed NAT1 enzyme appear to be important in determining cancer risk (OMIM * 108345 N-acetyltransferase 1 ).
アミノトランスフェラーゼ
アミノトランスフェラーゼ類は、ピリドキサール5'−リン酸(PLP)依存性酵素の1ファミリーを構成する。PLP依存性酵素は、アミノ酸の成分置換を触媒する。アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AspAT)は、最も広く研究されたPLP含有酵素である。AspATは、ジカルボキシルL−アミノ酸(アスパラギン酸およびグルタミン酸)、および対応する2−オキソ酸(オキサロ酢酸、および2−オキソグルタル酸)の、可逆的なアミノ基転移反応を触媒する。このファミリーの他のメンバーには、ピルビン酸アミノトランスフェラーゼ、分枝鎖アミノ酸アミノトランスフェラーゼ、チロシンアミノトランスフェラーゼ、芳香族アミノトランスフェラーゼ、アラニン:グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼ(AGT)およびキヌレニンアミノトランスフェラーゼが含まれる(Vacca, R. A.他(1997) J. Biol. Chem. 272:21932-21937)。
Aminotransferases Aminotransferases constitute a family of pyridoxal 5'-phosphate (PLP) dependent enzymes. PLP-dependent enzymes catalyze component substitution of amino acids. Aspartate aminotransferase (AspAT) is the most widely studied PLP-containing enzyme. AspAT catalyzes the reversible transamination reaction of dicarboxyl L-amino acids (aspartic acid and glutamic acid) and the corresponding 2-oxo acids (oxaloacetic acid and 2-oxoglutaric acid). Other members of this family include pyruvate aminotransferase, branched chain amino acid aminotransferase, tyrosine aminotransferase, aromatic aminotransferase, alanine: glyoxylate aminotransferase (AGT) and kynurenine aminotransferase (Vacca, RA (1997) J. Biol. Chem. 272: 21932-21937).
原発性高シュウ酸尿症I型は、常染色体性劣性疾患であって、肝特異的ペルオキシソーム酵素であるアラニン:グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼ−1の欠損が起こる。この疾患の表現型は、グリオキシル酸代謝の欠損である。AGTが存在しない場合、グリオキシル酸はグリシンへアミノ基転移されず、シュウ酸へ酸化される。その結果、不溶性シュウ酸カルシウムが腎臓と尿路に沈着し、最終的に腎不全を起こす(Lumb, M. J. 他(1999) J. Biol. Chem. 274:20587-20596)。 Primary hyperoxaluria type I is an autosomal recessive disease that causes a deficiency in the liver-specific peroxisomal enzyme alanine: glyoxylate aminotransferase-1. The phenotype of this disease is a deficiency in glyoxylate metabolism. In the absence of AGT, glyoxylic acid is not transaminated to glycine and is oxidized to oxalic acid. As a result, insoluble calcium oxalate is deposited in the kidney and urinary tract, eventually causing renal failure (Lumb, M. J. et al. (1999) J. Biol. Chem. 274: 20587-20596).
キヌレニンアミノトランスフェラーゼは、L-トリプトファン代謝産物L-キヌレニンの不可逆アミノ転移を触媒しキヌレン酸を形成する。この酵素はまた、L−2−アミノアジピン酸から2−オキソグルタル酸およびその逆への可逆的なアミノ基転移反応を触媒して2−オキソアジピン酸(oxoadipate)およびL−グルタミン酸を生成し得る。キヌレン酸はグルタミン酸作動性神経伝達の推定上のモジュレーターであるため、キヌレニンアミノトランスフェラーゼの欠損は多面発現的(pleotrophic)効果に関係すると思われる(Buchli, R.他(1995) J. Biol. Chem. 270:29330-29335)。 Kynurenin aminotransferase catalyzes the irreversible transamination of L-tryptophan metabolite L-kynurenine to form kynurenic acid. This enzyme can also catalyze a reversible transamination reaction from L-2-aminoadipic acid to 2-oxoglutarate and vice versa to produce 2-oxoadipate and L-glutamate. Since kynurenic acid is a putative modulator of glutamatergic neurotransmission, deficiency of kynurenine aminotransferase appears to be related to pleotrophic effects (Buchli, R. et al. (1995) J. Biol. Chem. 270: 29330-29335).
カテコール−O−メチルトランスフェラーゼ
カテコール−O−メチルトランスフェラーゼ(COMT)は、カテコール基質(例えば、レボドパ、ドーパミン、またはDBA)の1つのヒドロキシル基への、S−アデノシル−L−メチオニン(AdoMet; SAM)供与体のメチル基の転移を触媒する。3'−水酸基のメチル化は4'−水酸基のメチル化より優先され、COMTの膜結合アイソフォームは可溶型よりも位置特異的である。この酵素の可溶型の翻訳は、完全長mRNA(1.5kb)の内部開始コドンの利用によるか、或いは内部プロモータから転写された短いmRNA(1.3kb)の翻訳による。提案されたSN2様メチル化反応には、Mg2+が必要であり、Ca2+によって抑制される。供与体および基質の、COMTへの結合は逐次的に起こる。まず、AdoMetがMg2+非依存的にCOMTに結合し、Mg2+の結合およびカテコール基質の結合がそれに続く。
Catechol-O-methyltransferase Catechol-O-methyltransferase (COMT) provides S-adenosyl-L-methionine (AdoMet; SAM) to one hydroxyl group of a catechol substrate (eg, levodopa, dopamine, or DBA) It catalyzes the transfer of methyl groups in the body. The methylation of the 3′-hydroxyl group takes precedence over the methylation of the 4′-hydroxyl group, and the membrane-bound isoform of COMT is more site specific than the soluble form. Translation of the soluble form of this enzyme is either by using the internal start codon of the full-length mRNA (1.5 kb) or by translation of a short mRNA (1.3 kb) transcribed from an internal promoter. The proposed S N 2 -like methylation reaction requires Mg 2+ and is suppressed by Ca 2+ . Binding of donor and substrate to COMT occurs sequentially. First, AdoMet is bonded to Mg 2+ independent manner COMT, binding of binding and catechol substrate Mg 2+ is followed.
組織内のCOMTの量は通常必要とされる活性の量より多いため、阻害が困難である。しかしながら、インヒビター群は、in vitroでの使用(例えば、没食子酸、トロポロン、U-0521、および3', 4'-ジヒドロキシ-2-メチル-プロピオフェトロポロン:propiophetropolone)および臨床での使用(例えば、ニトロカテコール系化合物およびトルカポン(tolcapone))のために開発されている。これらのインヒビターを投与するとレボドパの半減期が長くなり、続いてドーパミンの形成が起こる。また、COMTの阻害により、限定するものではないがエピネフリン/ノルエピネフリン、イソプレナリン、リミテロール、ドブタミン、フェノルドパム(fenoldopam)、アポモルフィン、およびα−メチルドパなど、他の様々なカテコール構造化合物の半減期が長くなると思われる。ノルエピネフリンの欠損は臨床的抑鬱症に繋がるため、COMTインヒビターの使用は抑鬱症の治療に有用であると思われる。COMTインヒビターは通常、耐容性が良く副作用が最少で最終的に肝臓で代謝され、体内にはわずかな代謝物が蓄積するのみである(Mannisto, P.T.およびKaakkola, S. (1999) Pharmacol. Rev. 51:593-628)。 Inhibition is difficult because the amount of COMT in the tissue is greater than the amount of activity normally required. However, the inhibitor group has in vitro use (eg, gallic acid, tropolone, U-0521, and 3 ′, 4′-dihydroxy-2-methyl-propiofetropolone) and clinical use (eg, Developed for nitrocatechol compounds and tolcapone. Administration of these inhibitors increases the half-life of levodopa, followed by dopamine formation. In addition, inhibition of COMT may increase the half-life of various other catechol-structured compounds such as, but not limited to, epinephrine / norepinephrine, isoprenaline, limiterol, dobutamine, fenoldopam, apomorphine, and α-methyldopa. It is. Since deficiency of norepinephrine leads to clinical depression, the use of COMT inhibitors may be useful in the treatment of depression. COMT inhibitors are usually well tolerated, have minimal side effects, are ultimately metabolized in the liver, and only a few metabolites accumulate in the body (Mannisto, PT and Kaakkola, S. (1999) Pharmacol. Rev. 51: 593-628).
銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ
銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼはコンパクトなホモ二量体金属酵素であって、酸化的な損傷に対する細胞防御に関係する。この酵素は1つの亜鉛原子および1つの銅原子を各サブユニットに有し、スーパーオキシドアニオンの、O2およびH2O2への不均化反応を触媒する。この不均化反応の速度は、拡散律速されるので、基質と酵素活性部位との間の好ましい静電的相互作用の存在によって増大する。このクラスの酵素の数例が、全て真核細胞の細胞質において同定され、幾つかの細菌種のペリプラズムでも同定された。銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ類は強健な酵素であって、蛋白分解的消化や、尿素およびSDSによる変性に対し、高い耐性を持つ。これらの酵素のコンパクトな構造に加えて、金属イオンおよびサブユニット内ジスルフィド結合が酵素の安定性に寄与していると考えられている。これらの酵素は70℃もの高温でも可逆的に変性する(Battistoni, A.他(1998) J. Biol. Chem. 273:5655-5661)。
Copper-zinc superoxide dismutase Copper-zinc superoxide dismutase is a compact homodimeric metalloenzyme that is involved in cellular defense against oxidative damage. This enzyme has one zinc atom and one copper atom in each subunit and catalyzes the disproportionation reaction of superoxide anion to O 2 and H 2 O 2 . The rate of this disproportionation reaction is diffusion limited and is increased by the presence of favorable electrostatic interactions between the substrate and the enzyme active site. Several examples of this class of enzymes have all been identified in the cytoplasm of eukaryotic cells and have also been identified in the periplasm of several bacterial species. Copper-zinc superoxide dismutases are robust enzymes and are highly resistant to proteolytic digestion and denaturation by urea and SDS. In addition to the compact structure of these enzymes, metal ions and intrasubunit disulfide bonds are believed to contribute to the enzyme's stability. These enzymes are reversibly denatured even at temperatures as high as 70 ° C. (Battistoni, A. et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 5655-5661).
スーパーオキシドジスムターゼの過剰な発現は、遺伝子組み換えアルファルファの耐凍性を高めるのに関与し、ジフェニルエーテル除草剤であるアシフルオルフェン(acifluorfen)などの環境毒素に対する耐性をも与えると思われる(McKersie, B. D.他(1993) Plant Physiol.103:1155-1163)。加えて、酵母細胞は、過酸化水素への曝露の後に凍結融解損傷に対する耐性が高まる。これは、曝露によるスーパーオキシドジスムターゼの発現のアップレギュレートにより、酵母細胞が更なる過酸化ストレスに適応するようになるためである。この研究では、酵母スーパーオキシドジスムターゼ遺伝子群の突然変異は、冷凍保存過程を経て生物が生存するか否かを決定するのに重要であると長い間考えられていたグルタチオン代謝の調節に影響を及ぼす突然変異よりも、凍結融解抵抗性に悪影響を与えた(Jong-In Park, J.-I.他(1998) J. Biol. Chem. 273:22921-22928)。 Overexpression of superoxide dismutase is involved in enhancing the freezing tolerance of genetically engineered alfalfa and may also confer resistance to environmental toxins such as the diphenyl ether herbicide acifluorfen (McKersie, BD et al. (1993) Plant Physiol. 103: 1155-1163). In addition, yeast cells become more resistant to freeze-thaw damage after exposure to hydrogen peroxide. This is because up-regulation of superoxide dismutase expression upon exposure allows the yeast cells to adapt to further peroxidative stress. In this study, mutations in the yeast superoxide dismutase gene cluster affect the regulation of glutathione metabolism that has long been thought to be important in determining whether an organism survives through a cryopreservation process. More adversely affected freeze-thaw resistance than mutation (Jong-In Park, J.-I. et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 22921-22928).
スーパーオキシドジスムターゼの発現はまた、結核を引き起こす生物である結核菌に関連する。スーパーオキシドジスムターゼは結核菌によって分泌される10種の主なタンパク質の内の1つであり、その発現は酸化ストレスに応じて約5倍アップレギュレートされる。結核菌は非病原性ミコバクテリアの恥垢菌(M. smegmatis)よりスーパーオキシドジスムターゼをほぼ2桁多く発現し、極めてより高い比率で、発現された酵素を分泌する。この結果、結核菌は恥垢菌よりも最大350倍多い酵素を分泌し、酸化ストレスに対する実質的な耐性を与える(Harth, G.およびHorwitz, M. A. (1999) J. Biol. Chem. 274:4281-4292)。 Superoxide dismutase expression is also associated with Mycobacterium tuberculosis, the organism that causes tuberculosis. Superoxide dismutase is one of 10 major proteins secreted by Mycobacterium tuberculosis, and its expression is upregulated about 5-fold in response to oxidative stress. Mycobacterium tuberculosis expresses superoxide dismutase almost two orders of magnitude more than the non-pathogenic mycobacteria M. smegmatis, and secretes the expressed enzyme at a much higher rate. As a result, Mycobacterium tuberculosis secretes up to 350 times more enzyme than shrimp and confers substantial resistance to oxidative stress (Harth, G. and Horwitz, MA (1999) J. Biol. Chem. 274: 4281). -4292).
銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼの発現の低下、並びに抗酸化能力を有するその他の酵素の発現の低下は初期の癌に関係すると思われる。銅−亜鉛スーパーオキシドジスムターゼの発現レベルは、正常な前立腺組織と比べ、前立腺の上皮内新形成および前立腺癌において低い(Bostwick, D. G. (2000) Cancer 89:123-134)。 Reduced expression of copper-zinc superoxide dismutase, as well as decreased expression of other enzymes with antioxidant capacity, may be associated with early stage cancer. The expression level of copper-zinc superoxide dismutase is lower in prostate intraepithelial neoplasia and prostate cancer compared to normal prostate tissue (Bostwick, D. G. (2000) Cancer 89: 123-134).
ホスホジエステラーゼ
ホスホジエステラーゼは、ホスホジエステル化合物の2つのエステル結合の一方の加水分解を触媒する酵素の1クラスを構成する。従って、ホスホジエステラーゼは様々な細胞プロセスにとって重要である。ホスホジエステラーゼには、細胞増殖および複製に必須であるDNAおよびRNAのエンドヌクレアーゼおよびエクソヌクレアーゼや、DNAのトポロジー再編成中の核酸鎖の分解および再形成をするトポイソメラーゼが含まれる。或るチロシンDNAホスホジエステラーゼは、トポイソメラーゼIとDNAとの間に形成されるデッドエンド共有結合中間体を加水分解することでDNA修復に機能する(Pouliot, J. J.他(1999) Science 286:552-555; Yang, S.-W. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:11534-11539)。
Phosphodiesterases Phosphodiesterases constitute a class of enzymes that catalyze the hydrolysis of one of the two ester bonds of a phosphodiester compound. Thus, phosphodiesterases are important for various cellular processes. Phosphodiesterases include DNA and RNA endonucleases and exonucleases that are essential for cell growth and replication, and topoisomerases that degrade and reform nucleic acid strands during DNA topology rearrangement. Certain tyrosine DNA phosphodiesterases function in DNA repair by hydrolyzing a dead-end covalent intermediate formed between topoisomerase I and DNA (Pouliot, JJ et al. (1999) Science 286: 552-555; Yang, S.-W. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 11534-11539).
酸性スフィンゴミエリナーゼは、膜リン脂質であるスフィンゴミエリンを加水分解してセラミドおよびホスホリルコリンを生成するホスホジエステラーゼである。ホスホリルコリンは様々な細胞内シグナル伝達経路に関与するホスファチジルコリンの合成に用いられ、一方のセラミドは神経組織に高濃度で見られる膜脂質であるガングリオシドの生成のための必須前駆体である。酸性スフィンゴミエリナーゼが欠損するとリソソームにおいてスフィンゴミエリン分子が蓄積され、それによってニーマン−ピック病が引き起こされる(Schuchman, E. H.およびS. R. Miranda (1997) Genet. Test. 1:13-19)。 Acidic sphingomyelinase is a phosphodiesterase that hydrolyzes sphingomyelin, a membrane phospholipid, to produce ceramide and phosphorylcholine. Phosphorylcholine is used to synthesize phosphatidylcholine involved in various intracellular signaling pathways, while ceramide is an essential precursor for the production of ganglioside, a membrane lipid found in high concentrations in neural tissue. Deficiency of acid sphingomyelinase accumulates sphingomyelin molecules in lysosomes, thereby causing Niemann-Pick disease (Schuchman, E. H. and S. R. Miranda (1997) Genet. Test. 1: 13-19).
グリセロホスホリルジエステルホスホジエステラーゼ(glycerophosphoryl diester phosphodiesterase)(グリセロホスホジエステルホスホジエステラーゼとも呼ばれる)は、脱アセチル化リン脂質グリセロホスホジエステル(deacetylated phospholipid glycerophosphodiesters)を加水分解してsn−グリセロール−3−リン酸およびアルコールを生成するホスホジエステラーゼである。グリセロホスホコリン、グリセロホスホエタノールアミン(glycerophosphoethanolamine)、グリセロホスホグリセロール(glycerophosphoglycerol)、およびグリセロホスホイノシトール(glycerophosphoinositol)は、グリセロホスホリルジエステルホスホジエステラーゼの基質の例である。大腸菌由来の或るグリセロホスホリルジエステルホスホジエステラーゼは、グリセロホスホジエステル(glycerophosphodiester)基質に対し広範な特異性を有する(Larson, T. J.他(1983) J. Biol. Chem. 248:5428-5432)。 Glycerophosphoryl diester phosphodiesterase (also called glycerophosphodiester phosphodiesterase) hydrolyzes deacetylated phospholipid glycerophosphodiesters to produce sn-glycerol-3-phosphate and alcohol It is a phosphodiesterase. Glycerophosphocholine, glycerophosphoethanolamine, glycerophosphoglycerol, and glycerophosphoinositol are examples of substrates for glycerophosphoryl diester phosphodiesterase. Certain glycerophosphoryl diester phosphodiesterases from E. coli have broad specificity for glycerophosphodiester substrates (Larson, T. J. et al. (1983) J. Biol. Chem. 248: 5428-5432).
サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼ(PDE)は、サイクリックヌクレオチドであるcAMPおよびcGMPの調節に極めて重要な酵素である。cAMPおよびcGMPは、ホルモン、光および神経伝達物質など、様々な細胞外シグナルを伝達する細胞内セカンドメッセンジャーとして機能する。PDEはサイクリックヌクレオチドをそれらの対応する一リン酸に分解し、それによってサイクリックヌクレオチドの細胞内濃度およびシグナル伝達におけるそれらの効果を調節する。それらの役割がシグナル伝達の制御因子であることから、PDEは化学療法の標的として大規模に研究された(Perry, M. J.およびG. A. Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2:472-481; Torphy, J. T. (1998) Am. J. Resp. Crit. Care Med. 157:351-370)。 Cyclic nucleotide phosphodiesterase (PDE) is a critical enzyme for the regulation of cyclic nucleotides cAMP and cGMP. cAMP and cGMP function as intracellular second messengers that transmit a variety of extracellular signals such as hormones, light and neurotransmitters. PDE breaks down cyclic nucleotides into their corresponding monophosphates, thereby regulating their intracellular concentration and their effect on signal transduction. Since their role is a regulator of signaling, PDE has been extensively studied as a target for chemotherapy (Perry, MJ and GA Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2: 472-481). Torphy, JT (1998) Am. J. Resp. Crit. Care Med. 157: 351-370).
哺乳動物PDEのファミリーは、それらの基質特異性および親和性、補助因子に対する感受性、および抑制剤に対する感受性に基づいて分類される(Beavo, J. A. (1995) Physiol. Rev. 75:725-748; Conti, M.他(1995) Endocrine Rev. 16:370-389)。これらのファミリーのいくつかは固有の遺伝子群を持ち、その多くは様々な組織でスプライス変異体として発現される。PDEファミリーの中には、多数のイソ酵素およびこれらのイソ酵素の多数のスプライス変異体が存在する(Conti, M.およびS.-L. C. Jin (1999) Prog.Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 63:1-38)。多数のPDEファミリー、イソ酵素、およびスプライス変異体の存在は、サイクリックヌクレオチドが関する調節経路の多様性および複雑性を示すものである(Houslay, M. D.およびG. Milligan (1997) Trends Biochem. Sci. 22:217-224)。 Families of mammalian PDEs are classified based on their substrate specificity and affinity, sensitivity to cofactors, and sensitivity to inhibitors (Beavo, JA (1995) Physiol. Rev. 75: 725-748; Conti M. et al. (1995) Endocrine Rev. 16: 370-389). Some of these families have unique genes, many of which are expressed as splice variants in various tissues. Within the PDE family there are numerous isoenzymes and numerous splice variants of these isozymes (Conti, M. and S.-LC Jin (1999) Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 63 : 1-38). The presence of numerous PDE families, isoenzymes, and splice variants indicates the diversity and complexity of regulatory pathways involving cyclic nucleotides (Houslay, MD and G. Milligan (1997) Trends Biochem. Sci. 22: 217-224).
PDE1型(PDE1)はCa2+/カルモジュリン依存性であって、それぞれが少なくとも2つの異なったスプライス変異体を有する少なくとも3つの異なった遺伝子によってコードされると思われる(Kakkar, R. 他(1999) Cell Mol.Life Sci.55:1164-1186)。PDE1は、肺、心臓、および脳で見られる。数種のPDE1イソ酵素は、in vitroでリン酸化/脱リン酸化によって調節される。これらのPDE1イソ酵素をリン酸化するとカルモジュリンに対するこの酵素の親和性が低下してPDE活性が低下し、cAMPの定常状態レベルが増大する(Kakkar, 前出)。PDE1はサイクリックヌクレオチドおよびカルシウムのシグナル伝達の両方に関与するので、中枢神経系および心血管、免疫系の障害のための有用な治療標的を提供し得る(Perry, M. J.およびG. A. Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2:472-481)。 PDE1 type (PDE1) is Ca 2+ / calmodulin dependent and appears to be encoded by at least three different genes, each with at least two different splice variants (Kakkar, R. et al. (1999). ) Cell Mol. Life Sci. 55: 1164-1186). PDE1 is found in the lungs, heart, and brain. Several PDE1 isoenzymes are regulated by phosphorylation / dephosphorylation in vitro. Phosphorylation of these PDE1 isoenzymes reduces the affinity of this enzyme for calmodulin, reduces PDE activity, and increases the steady state level of cAMP (Kakkar, supra). Since PDE1 is involved in both cyclic nucleotide and calcium signaling, it may provide a useful therapeutic target for disorders of the central nervous system and cardiovascular and immune systems (Perry, MJ and GA Higgs (1998) Curr Opin. Chem. Biol. 2: 472-481).
PDE2はcGMPに刺激されるPDEであり、小脳、新皮質、心臓、腎臓、肺、肺動脈、骨格筋に見られる(Sadhu, K.他(1999) J. Histochem. Cytochem. 47:895-906)。PDE2はcAMPがカテコールアミン分泌に与える効果を媒介し、アルドステロンの制御に関すると思われ(Beavo, 前出)、嗅覚シグナル伝達で役割を果たすと思われる(Juilfs, D.M.他(1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:3388-3395)。 PDE2 is a cGMP-stimulated PDE found in the cerebellum, neocortex, heart, kidney, lung, pulmonary artery, and skeletal muscle (Sadhu, K. et al. (1999) J. Histochem. Cytochem. 47: 895-906) . PDE2 mediates the effect of cAMP on catecholamine secretion and appears to be involved in the regulation of aldosterone (Beavo, supra) and appears to play a role in olfactory signaling (Juilfs, DM et al. (1997) Proc. Natl. Acad Sci. USA 94: 3388-3395).
PDE3はcGMPおよびcAMPの両方に対し高い親和性を有するため、これらのサイクリックヌクレオチドは、PDE3の競合的基質として作用する。PDE3は、心筋収縮能の刺激、血小板凝集の抑制、血管および気道の平滑筋の弛緩、Tリンパ球および血管平滑筋培養細胞の増殖抑制、脂肪組織からのカテコールアミン誘導性遊離脂肪酸放出の調節に作用する。ホスホジエステラーゼのPDE3ファミリーは、cilostamide、enoximone、およびlixazinoneなど、特異的インヒビターに対する感受性を有する。PDE3のイソ酵素は、cAMP依存性プロテインキナーゼまたはインスリン依存性キナーゼによって抑制され得る(Degerman, E.他(1997) J. Biol. Chem. 272:6823-6826)。 Because PDE3 has a high affinity for both cGMP and cAMP, these cyclic nucleotides act as competitive substrates for PDE3. PDE3 acts to stimulate myocardial contractility, inhibit platelet aggregation, relax vascular and airway smooth muscle, inhibit T lymphocyte and vascular smooth muscle cell proliferation, and regulate catecholamine-induced free fatty acid release from adipose tissue To do. The PDE3 family of phosphodiesterases is sensitive to specific inhibitors such as cilostamide, enoximone, and lixazinone. PDE3 isoenzymes can be suppressed by cAMP-dependent protein kinases or insulin-dependent kinases (Degerman, E. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 6823-6826).
PDE4はcAMPに特異的であり、気道平滑筋、血管内皮、および全ての炎症細胞に局在し、cAMP依存性リン酸化によって活性化され得る。cAMPレベルの上昇によって炎症細胞の活性化が抑制され気管支平滑筋が弛緩し得るため、PDE4は喘息治療の発見に重点をおいて新規の抗炎症剤の可能性のある標的として広範に研究された。PDE4インヒビターは現在、喘息、慢性閉塞性肺疾患およびアトピー性湿疹の治療薬として臨床試験が行われている。PDE4の既知の4つ全てのイソ酵素は、マウスの行動記憶を向上させることが示された化合物であるインヒビター、ロリプラムに対して感受性を持つ(Barad, M.他(1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:15020-15025)。PDE4インヒビターはまた、急性肺傷害、内毒素血症、リウマチ様関節炎、多発性硬化症、および様々な神経や胃腸の疾患に対する可能性のある治療薬として研究された(Doherty, A. M. (1999) Curr. Opin. Chem. Biol. 3:466-473)。 PDE4 is specific for cAMP, localizes to airway smooth muscle, vascular endothelium, and all inflammatory cells and can be activated by cAMP-dependent phosphorylation. PDE4 has been extensively studied as a potential target for new anti-inflammatory agents with an emphasis on the discovery of asthma treatment, as elevated cAMP levels inhibit inflammatory cell activation and may relax bronchial smooth muscle . PDE4 inhibitors are currently in clinical trials for the treatment of asthma, chronic obstructive pulmonary disease and atopic eczema. All four known isoenzymes of PDE4 are sensitive to the inhibitor rolipram, a compound that has been shown to improve behavioral memory in mice (Barad, M. et al. (1998) Proc. Natl. Acad Sci. USA 95: 15020-15025). PDE4 inhibitors have also been studied as potential treatments for acute lung injury, endotoxemia, rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, and various neurological and gastrointestinal disorders (Doherty, AM (1999) Curr Opin. Chem. Biol. 3: 466-473).
PDE5は基質としてのcGMPに対し高い選択性を有し(Turko, I. V.他(1998) Biochemistry 37:4200-4205)、2つのアロステリックcGMP特異的結合部位を有する(McAllister-Lucas, L. M. 他(1995) J. Biol. Chem. 270:30671-30679)。cGMPのこれらのアロステリック結合部位への結合は、触媒活性の直接的な調節よりもcGMP依存性プロテインキナーゼによるPDE5のリン酸化にとって重要であると思われる。高いレベルのPDE5は、血管平滑筋、血小板、肺および腎臓に見られる。インヒビターであるザプリナストはPDE5およびPDE1に対して効果がある。PDE5に対する特異性を得るためにザプリナストを改良してsildenafilを生成した(VIAGRA; Pfizer, Inc., New York NY)。sildenafilは男性勃起不全の治療薬である(Terrett, N. 他(1996) Bioorg. Med. Chem. Lett. 6:1819-1824)。PDE5のインヒビターは、心血管治療薬として現在研究されている(Perry, M. J.およびG. A. Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2:472-481)。 PDE5 is highly selective for cGMP as a substrate (Turko, IV et al. (1998) Biochemistry 37: 4200-4205) and has two allosteric cGMP specific binding sites (McAllister-Lucas, LM et al. (1995) J. Biol. Chem. 270: 30671-30679). The binding of cGMP to these allosteric binding sites appears to be more important for phosphorylation of PDE5 by cGMP-dependent protein kinase than direct regulation of catalytic activity. High levels of PDE5 are found in vascular smooth muscle, platelets, lungs and kidneys. The inhibitor zaprinast is effective against PDE5 and PDE1. In order to obtain specificity for PDE5, zaprinast was modified to generate sildenafil (VIAGRA; Pfizer, Inc., New York NY). Sildenafil is a treatment for male erectile dysfunction (Terrett, N. et al. (1996) Bioorg. Med. Chem. Lett. 6: 1819-1824). Inhibitors of PDE5 are currently being studied as cardiovascular therapeutics (Perry, M. J. and G. A. Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2: 472-481).
光受容体サイクリックヌクレオチドホスホジエステラーゼであるPDE6類は、光伝達カスケードの重要な要素である。PDE6はGタンパク質トランスデューシンと結合し、cGMPを加水分解して光受容体膜におけるcGMP作動性陽イオンチャネルを調節する。cGMP結合活性部位に加えてPDE6はまた、PDE6の機能における調節的な役割を果たすと考えられる2つの高親和性cGMP結合部位を有する(Artemyev, N. O.他(1998) Methods 14:93-104)。PDE6の欠損は網膜の疾患に関係する。rdマウスの網膜変性症(Yan, W.他(1998) Invest. Opthalmol. Vis. Sci. 39:2529-2536)、ヒトの常染色体劣性網膜色素変性症(色素性網膜炎)(Danciger, M.他(1995) Genomics 30:1-7)およびアイリッシュセッター犬の杆体/錐体異形成1型(Suber, M. L.他(1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:3968-3972)は、PDE6B遺伝子における突然変異が原因である。 PDEs, which are photoreceptor cyclic nucleotide phosphodiesterases, are important elements of the phototransduction cascade. PDE6 binds to the G protein transducin and hydrolyzes cGMP to regulate cGMP-gated cation channels in the photoreceptor membrane. In addition to the cGMP binding active site, PDE6 also has two high affinity cGMP binding sites that are thought to play a regulatory role in the function of PDE6 (Artemyev, N. O. et al. (1998) Methods 14: 93-104). PDE6 deficiency is associated with retinal disease. rd mouse retinal degeneration (Yan, W. et al. (1998) Invest. Opthalmol. Vis. Sci. 39: 2529-2536), human autosomal recessive retinitis pigmentosa (retinitis pigmentosa) (Danciger, M. (1995) Genomics 30: 1-7) and Irish setter dog cadaver / cone dysplasia type 1 (Suber, ML et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 3968-3972) Caused by mutations in the PDE6B gene.
PDEのPDE7ファミリーは、複数のスプライス変異体を有する唯1つの既知のメンバーから成る(Bloom, T. J.およびJ. A. Beavo (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:14188-14192)。PDE7はcAMP特異的であるが、その他の生理機能については殆ど知られていない。PDE7をコードするmRNAは骨格筋、心臓、脳、肺、腎臓および膵臓で見られるが、PDE7タンパク質の発現は特定の組織型に限定される(Han, P.他(1997) J. Biol. Chem. 272:16152-16157; Perry, M. J.およびG. A. Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2:472-481)。PDE7はPDE4ファミリーに密接に関連するが、PDE4の特異的なインヒビターであるロリプラムによって阻害されない(Beavo, 前出)。 The PDE7 family of PDEs consists of only one known member with multiple splice variants (Bloom, T. J. and J. A. Beavo (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 14188-14192). PDE7 is cAMP-specific, but little is known about other physiological functions. MRNA encoding PDE7 is found in skeletal muscle, heart, brain, lung, kidney and pancreas, but expression of PDE7 protein is limited to certain tissue types (Han, P. et al. (1997) J. Biol. Chem). 272: 16152-16157; Perry, MJ and GA Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2: 472-481). PDE7 is closely related to the PDE4 family but is not inhibited by rolipram, a specific inhibitor of PDE4 (Beavo, supra).
PDE8類はcAMP特異的であり、PDE4ファミリーに密接に関連する。PDE8は、甲状腺、精巣、眼、肝臓、骨格筋、心臓、腎臓、卵巣および脳において発現される。PDE8のcAMP加水分解活性はPDEのインヒビターであるロリプラム、ビンポセチン、ミルリノン、IBMX(3−イソブチル−1−メチルキサンチン)またはザプリナストによって抑制されないが、PDE8はジピリダモールによって抑制される(Fisher, D. A.他(1998) Biochem. Biophys. Res. Commun. 246:570-577; Hayashi, M. 他(1998) Biochem. Biophys. Res. Commun. 250:751-756; Soderling, S.H. 他(1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:8991-8996)。 PDE8s are cAMP specific and closely related to the PDE4 family. PDE8 is expressed in the thyroid, testis, eye, liver, skeletal muscle, heart, kidney, ovary and brain. The cAMP hydrolysis activity of PDE8 is not suppressed by PDE inhibitors rolipram, vinpocetine, milrinone, IBMX (3-isobutyl-1-methylxanthine) or zaprinast, whereas PDE8 is suppressed by dipyridamole (Fisher, DA et al. (1998). ) Biochem. Biophys. Res. Commun. 246: 570-577; Hayashi, M. et al. (1998) Biochem. Biophys. Res. Commun. 250: 751-756; Soderling, SH et al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 8991-8996).
PDE9類はcGMP特異的であって、PDEのPDE8ファミリーに最も類似している。PDE9は、腎臓、肝臓、肺、脳、脾臓および小腸において発現される。PDE9はsildenafil(VIAGRA; Pfizer, Inc., New York NY)、ロリプラム、ビンポセチン、ジピリダモールまたはIBMX(3−イソブチル−1−メチルキサンチン)によって抑制されないが、PDE5インヒビターであるザプリナストに対して感受性を有する(Fisher, D. A.他(1998) J. Biol. Chem. 273:15559-15564; Soderling, S.H. 他(1998) J. Biol. Chem. 273:15553-15558)。 PDE9s are cGMP specific and most similar to the PDE8 family of PDEs. PDE9 is expressed in the kidney, liver, lung, brain, spleen and small intestine. PDE9 is not inhibited by sildenafil (VIAGRA; Pfizer, Inc., New York NY), rolipram, vinpocetine, dipyridamole or IBMX (3-isobutyl-1-methylxanthine) but is sensitive to the PDE5 inhibitor zaprinast ( Fisher, DA et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 15559-15564; Soderling, SH et al. (1998) J. Biol. Chem. 273: 15553-15558).
PDE10類は二重基質PDEであって、cAMPおよびcGMPの両方を加水分解する。PDE10は、脳、甲状腺、及び精巣に発現する(Soderling, S.H. 他(1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96:7071-7076; Fujishige, K.他(1999) J. Biol. Chem. 274:18438-18445; Loughney, K.他 (1999) Gene 234:109-117)。 PDE10s are dual substrate PDEs that hydrolyze both cAMP and cGMP. PDE10 is expressed in the brain, thyroid and testis (Soderling, SH et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 7071-7076; Fujishige, K. et al. (1999) J. Biol. Chem. 274 : 18438-18445; Loughney, K. et al. (1999) Gene 234: 109-117).
PDE類は、約270〜300アミノ酸の触媒ドメイン、および補助因子の結合に働くN末端調節ドメインを持ち、場合によっては、機能が未知の親水性C末端ドメインを持つ(Conti, M. およびS.-L.C. Jin (1999) Prog.Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 63:1-38)。全てのPDEの触媒ドメイン中に保存されている或る推定亜鉛結合モチーフが同定された。N末端調節ドメインとしては、PDE2、PDE5およびPDE6における非触媒cGMP結合ドメイン、PDE1におけるカルモジュリン結合ドメイン、並びにPDE3およびPDE4におけるリン酸化部位を持つドメインを含む。PDE5中でN末端cGMP結合ドメインは約380アミノ酸残基にまたがり、或る保存配列モチーフのタンデムリピートを含んでいる(McAllister-Lucas,L.M.他(1993) J. Biol. Chem. 268:22863-22873)。このNKXnDモチーフは、変異誘発によってcGMP結合に重要であると示された(Turko, I. V.他(1996) J. Biol. Chem. 271:22240-22244)。PDEファミリーは触媒ドメイン内において約30%のアミノ酸同一性を有するが、同じファミリー内のイソ酵素は通常約85から95%のこの領域における同一性を示す(例えばPDE4AとPDE4B)。更に、或るファミリー内の触媒ドメイン外の類似性は高いが(60%を超える)、ファミリー間のこのドメイン外の配列類似性は殆ど存在しない。 PDEs have a catalytic domain of about 270-300 amino acids and an N-terminal regulatory domain that serves to bind cofactors, and in some cases have a hydrophilic C-terminal domain of unknown function (Conti, M. and S. -LC Jin (1999) Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 63: 1-38). A putative zinc binding motif conserved in the catalytic domain of all PDEs was identified. N-terminal regulatory domains include non-catalytic cGMP binding domains in PDE2, PDE5 and PDE6, calmodulin binding domains in PDE1, and domains with phosphorylation sites in PDE3 and PDE4. In PDE5, the N-terminal cGMP binding domain spans about 380 amino acid residues and contains a tandem repeat of a conserved sequence motif (McAllister-Lucas, LM et al. (1993) J. Biol. Chem. 268: 22863-22873 ). This NKXnD motif has been shown to be important for cGMP binding by mutagenesis (Turko, I. V. et al. (1996) J. Biol. Chem. 271: 22240-22244). The PDE family has about 30% amino acid identity within the catalytic domain, while isoenzymes within the same family usually show about 85-95% identity in this region (eg, PDE4A and PDE4B). Furthermore, while similarity outside the catalytic domain within a family is high (greater than 60%), there is little sequence similarity outside this domain between families.
免疫応答および炎症応答を構成する機能の多くは、細胞内のcAMPのレベルを上昇させる薬剤によって阻害される(Verghese, M. W.他(1995) Mol. Pharmacol. 47:1164-1171)。様々な疾患がPDE活性の上昇によって起こり、サイクリックヌクレオチドのレベル低下を伴う。例えばマウスにおける尿崩症の或る型はPDE4活性の上昇に関係し、低KmcAMP PDE活性の上昇がアトピー患者の白血球に見られ、PDE3が心疾患に関連する。 Many of the functions that make up immune and inflammatory responses are inhibited by agents that increase the level of intracellular cAMP (Verghese, MW et al. (1995) Mol. Pharmacol. 47: 1164-1171). Various diseases are caused by increased PDE activity, accompanied by decreased levels of cyclic nucleotides. For example certain types of diabetes insipidus in the mouse is related to the increase of PDE4 activity, elevation of low K m cAMP PDE activity was observed in leukocytes atopic patients, PDE3 is related to heart disease.
PDE類の多くのインヒビターが同定され、臨床試験が行われている(Perry, M. J.およびG. A. Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2:472-481; Torphy, T. J. (1998) Am. J. Respir. Crit. Care Med. 157:351-370)。PDE3インヒビター類は、抗血栓剤、血圧降下薬および、鬱血性心不全の治療に有用な強心薬として開発中である。PDE4インヒビターであるロリプラムは抑鬱症の治療に用いられ、PDE4のその他のインヒビターは抗炎症薬として評価が行われている。ロリプラムはまた、in vitroでHIV−1の複製を増強することが示された、リポ多糖(LPS)誘導性TNF−αを阻害することが分かった。従って、ロリプラムはHIV−1の複製を阻害すると考えられる(Angel, J. B.他(1995) AIDS 9:1137-1144)。更にロリプラムは、TNF−α、TNF−βおよびインターフェロンγなど、サイトカインの生成を抑制する能力に基づいて、脳脊髄炎の治療に有効であることが示された。ロリプラムはまた遅発性ジスキネジアに有効であると考えられ、実験動物モデルにおける多発性硬化症の治療に効果があった(Sommer, N.他(1995) Nat. Med. 1:244-248; Sasaki, H. 他(1995) Eur. J. Pharmacol. 282:71-76)。 Many inhibitors of PDEs have been identified and clinically tested (Perry, MJ and GA Higgs (1998) Curr. Opin. Chem. Biol. 2: 472-481; Torphy, TJ (1998) Am. J Respir. Crit. Care Med. 157: 351-370). PDE3 inhibitors are under development as antithrombotics, antihypertensives and cardiotonic drugs useful in the treatment of congestive heart failure. Rolipram, a PDE4 inhibitor, is used to treat depression, and other inhibitors of PDE4 are being evaluated as anti-inflammatory drugs. Rolipram was also found to inhibit lipopolysaccharide (LPS) -induced TNF-α, which was shown to enhance HIV-1 replication in vitro . Thus, rolipram appears to inhibit HIV-1 replication (Angel, JB et al. (1995) AIDS 9: 1137-1144). Rolipram has also been shown to be effective in the treatment of encephalomyelitis based on its ability to suppress the production of cytokines such as TNF-α, TNF-β and interferon γ. Rolipram was also considered effective against tardive dyskinesia and was effective in the treatment of multiple sclerosis in experimental animal models (Sommer, N. et al. (1995) Nat. Med. 1: 244-248; Sasaki H. et al. (1995) Eur. J. Pharmacol. 282: 71-76).
テオフィリンは、気管支喘息その他の呼吸器疾患の治療に用いられる非特異的PDEインヒビターである。テオフィリンは気道平滑筋の機能に作用し、呼吸器疾患の治療における抗炎症能力または免疫調節能力があると考えられる(Banner, K. H.およびC. P. Page (1995) Eur. Respir. J. 8:996-1000)。ペントキシフィリンは、間欠性跛行および糖尿病性末梢血管疾患の治療に用いられる別の非特異的PDEインヒビターである。ペントキシフィリンはまたTNF−αの生成を阻止することが知られ、また、HIV−1の複製を阻害し得る(Angel他, 前出)。 Theophylline is a non-specific PDE inhibitor used to treat bronchial asthma and other respiratory diseases. Theophylline acts on airway smooth muscle function and is thought to have anti-inflammatory or immunomodulatory capacity in the treatment of respiratory diseases (Banner, KH and CP Page (1995) Eur. Respir. J. 8: 996-1000 ). Pentoxifylline is another non-specific PDE inhibitor used to treat intermittent claudication and diabetic peripheral vascular disease. Pentoxifylline is also known to block the production of TNF-α and can inhibit HIV-1 replication (Angel et al., Supra).
PDE類は、様々な細胞型の細胞増殖に影響を与えると報告があり(Conti他(1995) Endocrine Rev. 16:370-389)、また様々な癌に関係すると思われる。前立腺癌細胞株DU145およびLNCaPの成長は、cAMP誘導体およびPDEインヒビターの送達によって抑制された(Bang, Y. J.他(1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:5330-5334)。これらの細胞はまた、上皮からニューロン形態への、表現型における永久的な変換を示した。また、PDEインヒビターがメサンギウム細胞の増殖を調節する可能性があり(Matousovic, K.他(1995) J. Clin. Invest. 96:401-410)、またリンパ球の増殖を調節する可能性もある(Joulain, C.他(1995) J. Lipid Mediat.Cell Signal. 11:63-79)ことが示唆された。或る癌治療は、PDEを腫瘍の特定の細胞区画に送達し細胞死を導く過程を伴うと記述されている(Deonarain, M. P.およびA. A. Epenetos (1994) Br. J. Cancer 70:786-794)。 PDEs have been reported to affect cell proliferation of various cell types (Conti et al. (1995) Endocrine Rev. 16: 370-389) and are thought to be involved in various cancers. Growth of prostate cancer cell lines DU145 and LNCaP was inhibited by delivery of cAMP derivatives and PDE inhibitors (Bang, Y. J. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 5330-5334). These cells also showed a permanent transformation in phenotype from epithelium to neuronal morphology. PDE inhibitors may also regulate mesangial cell proliferation (Matousovic, K. et al. (1995) J. Clin. Invest. 96: 401-410) and may also regulate lymphocyte proliferation (Joulain, C. et al. (1995) J. Lipid Mediat. Cell Signal. 11: 63-79). Certain cancer treatments have been described as involving processes that deliver PDE to specific cellular compartments of the tumor leading to cell death (Deonarain, MP and AA Epenetos (1994) Br. J. Cancer 70: 786-794). .
ホスホトリエステラーゼ
ホスホトリエステラーゼ(PTE、パラオキソナーゼ(paraoxonase))類の酵素は有毒の有機リン化合物を加水分解し、PTEは種々の組織から単離されている。PTE酵素は哺乳動物には豊富に存在するが鳥や昆虫では存在しないと思われ、鳥や昆虫の、有機リン化合物に対する耐性の低さを説明する(Vilanova, E.およびSogorb, M. A. (1999) Crit. Rev. Toxicol. 29:21-57)。ホスホトリエステラーゼは、哺乳動物による殺虫剤の解毒において中心的な役割を果たす。ホスホトリエステラーゼ活性は個人によって差があり、大人より幼児の方が低い。PTEノックアウトマウスは、有機リン系の毒素であるdiazoxonおよびchlorpyrifos oxonに対して顕著な感受性を有する(Furlong, C.E.,他(2000) Neurotoxicology 21:91-100)。PTEは、有機リン含有化学廃棄物および化学兵器(例えばパラチオン)並びに農薬や殺虫剤の解毒能力を有する酵素として注目されている。幾つかの研究により、ホスホトリエステラーゼがアテローム性動脈硬化症および、リポ蛋白代謝に関する複数の疾患に関与することが示された。
Phosphotriesterase phosphotriesterase enzyme (PTE, paraoxonase (paraoxonase)) such hydrolyze toxic organophosphorus compounds, PTE have been isolated from various tissues. The PTE enzyme appears to be abundant in mammals but not in birds and insects and explains the low resistance of birds and insects to organophosphorus compounds (Vilanova, E. and Sogorb, MA (1999) Crit. Rev. Toxicol. 29: 21-57). Phosphotriesterase plays a central role in the detoxification of insecticides by mammals. Phosphotriesterase activity varies from individual to individual and is lower in infants than in adults. PTE knockout mice have significant susceptibility to the organophosphorus toxins diazoxon and chlorpyrifos oxon (Furlong, CE, et al. (2000) Neurotoxicology 21: 91-100). PTE is attracting attention as an enzyme with the ability to detoxify organophosphorus-containing chemical waste and chemical weapons (eg, parathion) and pesticides and pesticides. Several studies have shown that phosphotriesterase is involved in atherosclerosis and multiple diseases related to lipoprotein metabolism.
チオエステラーゼ
脂肪酸生合成に関する2つの可溶性チオエステラーゼが、哺乳動物組織から単離された。一方は長鎖脂肪アシルチオエステルに対してのみ活性で、他方は広範な長さの脂肪アシル鎖を有するチオエステルに対して活性である。これらのチオエステラーゼは、脂肪酸の新規生合成における連鎖停止(chain termination)段階を触媒する。連鎖停止は、脂肪アシル鎖を脂肪酸シンターゼのアシルキャリアタンパク質(ACP)サブユニットの4'−ホスホパンテテイン補欠分子族と結合させるチオエステル結合の加水分解を伴う(Smith, S. (1981a) Methods Enzymol.71:181-188; Smith, S. (1981b) Methods Enzymol. 71:188-200)。
Two soluble thioesterases for thioesterase fatty acid biosynthesis were isolated from mammalian tissue. One is active only for long chain fatty acyl thioesters and the other is active for thioesters having a wide range of fatty acyl chains. These thioesterases catalyze the chain termination step in the novel biosynthesis of fatty acids. Chain termination involves hydrolysis of the thioester bond that joins the fatty acyl chain to the 4'-phosphopantethein prosthetic group of the acyl carrier protein (ACP) subunit of fatty acid synthase (Smith, S. (1981a) Methods Enzymol. 71: 181-188; Smith, S. (1981b) Methods Enzymol. 71: 188-200).
大腸菌は、長鎖アシルチオエステルに対してのみ活性なチオエステラーゼI型および、様々な長さの鎖に対して特異性を有するチオエステラーゼII型(TEII)の、2つの可溶性チオエステラーゼを持つ(Naggert, J.他(1991) J. Biol. Chem. 266:11044-11050)。大腸菌TEIIは、新規の脂肪酸生合成における連鎖停止酵素(chain-terminating enzyme)として機能する哺乳動物チオエステラーゼの2つの型のいずれとも配列類似性を示さない。哺乳動物チオエステラーゼとは異なり、大腸菌TEIIは特徴的なセリン活性部位gly−X−ser−X−gly配列モチーフを欠く上に、セリン変性剤であるジイソプロピルフルオロリン酸によって不活化されない。しかし、ヨードアセトアミドおよびジエチルピロカルボネートによるヒスチジン58の修飾によってTEII活性が失われる。TEIIの過剰発現が大腸菌内の脂肪酸含量を変化させないことは、脂肪酸生合成において連鎖停止酵素として機能しないことを示す(Naggert他, 前出)。この理由から、Naggert他(前出)の提起では、大腸菌TEIIの生理学的基質はACP−ホスホパンテテイン脂肪酸エステルではなく補酵素A(CoA)脂肪酸エステルである。 E. coli has two soluble thioesterases, a thioesterase type I that is active only on long-chain acyl thioesters and a thioesterase type II (TEII) that has specificity for chains of various lengths (Naggert J. Biol. Chem. 266: 11044-11050). E. coli TEII shows no sequence similarity with either of the two types of mammalian thioesterases that function as chain-terminating enzymes in novel fatty acid biosynthesis. Unlike mammalian thioesterase, E. coli TEII lacks the characteristic serine active site gly-X-ser-X-gly sequence motif and is not inactivated by the serine denaturing agent diisopropylfluorophosphate. However, modification of histidine 58 with iodoacetamide and diethylpyrocarbonate abolishes TEII activity. The overexpression of TEII does not change the fatty acid content in E. coli, indicating that it does not function as a chain terminator in fatty acid biosynthesis (Naggert et al., Supra). For this reason, according to Naggert et al. (Supra), the physiological substrate of E. coli TEII is not ACP-phosphopantethein fatty acid ester but coenzyme A (CoA) fatty acid ester.
カルボキシルエステラーゼ
哺乳動物カルボキシルエステラーゼ類は、様々な組織および細胞型で発現される多重遺伝子族を構成する。アイソザイム群は顕著な配列相同性を持ち、主にアミノ酸配列に基づいて分類される。アセチルコリンエステラーゼ、ブチリルコリンエステラーゼおよびカルボキシルエステラーゼは、エステラーゼのセリン スーパーファミリー(B-エステラーゼ)にグループ化される。他のカルボキシルエステラーゼとしては、サイログロブリン、トロンビン、第IX因子、グリオタクチン(gliotactin)およびプラスミノーゲンがある。カルボキシルエステラーゼは分子のエステル基およびアミド基の加水分解を触媒し、薬物、環境毒および発癌物質の解毒に関与する。カルボキシルエステラーゼの基質としては、短鎖および長鎖アシルグリセロール、アシルカルニチン、炭酸、塩酸ジピベフリン(dipivefrin hydrochloride)、コカイン、サリチル酸、カプサイシン、パルミトイル−CoA、イミダプリル、ハロペリドール、ピロリジジンアルカロイド、ステロイド、p−ニトロフェニル酢酸、マラチオン、ブタニリカイン(butanilicaine)、およびイソカルボキサジドが含まれる。これらの酵素は、しばしば低い基質特異性を示す。カルボキシルエステラーゼはまた、プロドラッグを対応する遊離酸に変換するために重要である。対応する遊離酸は、例えば血中コレステロールを低下させるために用いられるロバスタチンなど、そのプロドラッグの活性型であり得る(概説はSatoh, T.およびHosokawa, M. (1998) Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 38:257-288を参照)。
Carboxylesterases Mammalian carboxylesterases constitute a multigene family that is expressed in various tissues and cell types. Isozymes have significant sequence homology and are classified primarily based on amino acid sequence. Acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase and carboxylesterase are grouped into the serine superfamily of esterases (B-esterases). Other carboxylesterases include thyroglobulin, thrombin, factor IX, gliotactin and plasminogen. Carboxylesterases catalyze the hydrolysis of the ester and amide groups of the molecule and are involved in the detoxification of drugs, environmental toxins and carcinogens. Carboxylesterase substrates include short and long chain acylglycerols, acylcarnitines, carbonic acid, dipivefrin hydrochloride, cocaine, salicylic acid, capsaicin, palmitoyl-CoA, imidapril, haloperidol, pyrrolizidine alkaloids, steroids, p-nitro Phenylacetic acid, malathion, butanilicaine, and isocarboxazide are included. These enzymes often show low substrate specificity. Carboxyl esterases are also important for converting prodrugs to the corresponding free acids. The corresponding free acid can be an active form of its prodrug, such as lovastatin used to lower blood cholesterol (reviewed in Satoh, T. and Hosokawa, M. (1998) Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 38: 257-288).
ニューロリギン(neuroligin)類は、(i)N末端シグナル配列を有し、(ii)細胞表面受容体群に類似し、(iii)カルボキシルエステラーゼドメインを持ち、(iv)脳で高度に発現され、(v)カルシウム依存的にニューレキシン類と結合する、分子の1クラスである。カルボキシルエステラーゼ類との相同性を持つものの、ニューロリギン類は活性部位セリン残基を欠き、これらは触媒作用ではなく基質結合において役割を果たすと考えられる(Ichtchenko, K.他(1996) J. Biol. Chem. 271:2676-2682)。 Neuroligins (i) have an N-terminal signal sequence, (ii) are similar to cell surface receptors, (iii) have a carboxylesterase domain, (iv) are highly expressed in the brain, (v) A class of molecules that bind to neulexins in a calcium-dependent manner. Although homologous to carboxylesterases, neuroligins lack active site serine residues and these are thought to play a role in substrate binding rather than catalysis (Ichtchenko, K. et al. (1996) J. Biol Chem. 271: 2676-2682).
スクアレンエポキシダーゼ
スクアレンエポキシダーゼ(スクアレンモノオキシゲナーゼ、SE)はミクロソーム膜結合FAD依存性オキシドレドクターゼであり、真核細胞のステロール生合成経路における初めの酸素添加ステップを触媒する。コレステロールは、LDL受容体仲介経路、若しくは生合成経路によって獲得される、細胞質膜の必須の構成成分である。生合成では、コレステロール分子における27全ての炭素原子がアセチル−CoAに由来する(Stryer, L., 前出)。SEはスクアレンを2,3(S)−オキシドスクアレンに変換するが、これは次にラノステロールに変換され、更にコレステロールに変換される。コレステロール生合成に関係するステップを以下に要約する(Stryer, L (1988) Biochemistry.W.H Freeman and Co., Inc. New York. 554-560ページ、およびSakakibara, J.他(1995) 270:17-20):アセテート(アセチル−CoA由来)→3ヒドロキシ−3−メチル−グルタリルCoA→メバロン酸→5−ホスホメバロン酸→5−ピロホスホメバロン酸→イソペンテニルピロリン酸→ジメチルアリルピロリン酸→ゲラニルピロリン酸→ファルネシルピロリン酸→スクアレン→スクアレンエポキシド→ラノステロール→コレステロール。
Squalene epoxidase Squalene epoxidase (squalene monooxygenase, SE) is a microsomal membrane-bound FAD-dependent oxidoreductase that catalyzes the initial oxygenation step in the sterol biosynthesis pathway of eukaryotic cells. Cholesterol is an essential component of the cytoplasmic membrane acquired by the LDL receptor-mediated pathway or the biosynthetic pathway. In biosynthesis, all 27 carbon atoms in the cholesterol molecule are derived from acetyl-CoA (Stryer, L., supra). SE converts squalene to 2,3 (S) -oxide squalene, which is then converted to lanosterol and further to cholesterol. The steps involved in cholesterol biosynthesis are summarized below (Stryer, L (1988) Biochemistry .WH Freeman and Co., Inc. New York. Pp. 554-560, and Sakakibara, J. et al. (1995) 270: 17- 20): Acetate (derived from acetyl-CoA) → 3 hydroxy-3-methyl-glutaryl CoA → mevalonic acid → 5-phosphomevalonic acid → 5-pyrophosphomevalonic acid → isopentenyl pyrophosphate → dimethylallyl pyrophosphate → geranyl pyrophosphate → Farnesyl pyrophosphate → squalene → squalene epoxide → lanosterol → cholesterol.
コレステロールは真核細胞の生存能力に必須であるが、血清コレステロールのレベルが過度に上昇すると高等生物の動脈ではアテローム斑が形成される。例えば冠状動脈など必須血管の壁部に、この高度に不溶性の脂質の沈着があると、血流が減少して充分な血液が組織に流れなくなり組織壊死が起こり得る。HMG−CoAレダクターゼは、3−ヒドロキシ−3−メチル−グルタリルCoA(HMG−CoA)のメバロン酸への変換を担い、この変換がコレステロール生合成の第1のステップである。HMG−CoAは、血漿コレステロールレベルを低下させるようにデザインされた様々な医薬化合物の標的である。しかしHMG−CoAの阻害はまた、他の生化学経路に必要な非ステロール中間体(例えばメバロン酸)の合成をも減少させる。SEはステロール合成経路の後期に起こる律速反応を触媒し、コレステロールはSEによる触媒ステップに続くこの経路の唯一の最終産物である。従ってSEは、他の必要な中間体を減少させない抗高脂血症薬をデザインするための理想的な標的である(Nakamura, Y.他(1996) 271:8053-8056)。 Cholesterol is essential for eukaryotic cell viability, but at elevated serum cholesterol levels, atheromatous plaques form in higher organism arteries. For example, if there is this highly insoluble lipid deposit on the wall of an essential blood vessel such as a coronary artery, the blood flow decreases and sufficient blood does not flow to the tissue, and tissue necrosis may occur. HMG-CoA reductase is responsible for the conversion of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl CoA (HMG-CoA) to mevalonic acid, which is the first step in cholesterol biosynthesis. HMG-CoA is the target of various pharmaceutical compounds designed to reduce plasma cholesterol levels. However, inhibition of HMG-CoA also reduces the synthesis of non-sterol intermediates (eg, mevalonic acid) required for other biochemical pathways. SE catalyzes the rate-limiting reaction that occurs later in the sterol synthesis pathway, and cholesterol is the only end product of this pathway following the catalytic step by SE. Thus, SE is an ideal target for designing antihyperlipidemic drugs that do not reduce other required intermediates (Nakamura, Y. et al. (1996) 271: 8053-8056).
エポキシドヒドロラーゼ
エポキシドヒドロラーゼはエポキシド含有化合物への水の添加を触媒し、それがエポキシドを対応する1,2-ジオールに加水分解する。これらは細菌ハロアルカンデハロゲナーゼ(haloalkane dehalogenase)に近縁で、酵素のα/βヒドロラーゼフォールド(α/βhydrolase fold)ファミリーの他のメンバーとの配列類似性を有する(例えば、Streptomyces aureofaciens由来ブロモペルオキシダーゼA2(bromoperoxidase A2)、シュードモナス‐プチダ由来のヒドロキシムコン酸セミアルデヒドヒドロラーゼ(hydroxymuconic semialdehyde hydrolases)、およびXanthobacter autotrophicus由来ハロアルカンデハロゲナーゼ)。エポキシドヒドロラーゼは遍在性で、哺乳動物、無脊椎動物、植物、真菌、細菌に見られる。この酵素ファミリーは、生物内に導入されると求電子性が高く破壊性になる場合が多い生体異物エポキシド化合物の解毒に重要である。エポキシドヒドロラーゼ反応の例には、cis-9,10-epoxyoctadec-9(Z)-enoic acid (ロイコトキシン)の、その対応するジオールであるthreo-9,10-dihydroxyoctadec-12(Z)-enoic acid (ロイコトキシンジオール)を形成する加水分解、およびcis-12,13-epoxyoctadec-9(Z)-enoic acid (イソロイコトキシン)からその対応するジオールであるthreo-12,13-dihydroxyoctadec-9(Z)-enoic acid (イソロイコトキシンジオール)への加水分解が含まれる。ロイコトキシンは膜の透過性とイオン輸送を改変し、炎症応答を引き起こす。加えてエポキシド発癌物質は、薬物および環境毒素の解毒における中間体としてチトクロームP450によって生成されることが知られている。
Epoxide hydrolase Epoxide hydrolase catalyzes the addition of water to an epoxide-containing compound, which hydrolyzes the epoxide to the corresponding 1,2-diol. These are closely related to the bacterial haloalkane dehalogenase and have sequence similarity to other members of the α / βhydrolase fold family of enzymes (eg, bromoperoxidase A2 from Streptomyces aureofaciens) (Bromoperoxidase A2, Pseudomonas-Putida-derived hydroxymuconic semialdehyde hydrolases, and Xanthobacter autotrophicus- derived haloalkane dehalogenase). Epoxide hydrolases are ubiquitous and are found in mammals, invertebrates, plants, fungi, and bacteria. This enzyme family is important for detoxification of xenobiotic epoxide compounds, which are often electrophilic and often destructive when introduced into living organisms. Examples of epoxide hydrolase reactions include cis-9,10-epoxyoctadec-9 (Z) -enoic acid (leukotoxin), its corresponding diol, threo-9,10-dihydroxyoctadec-12 (Z) -enoic acid Hydrolysis to form (leucotoxin diol) and its corresponding diol from cis-12,13-epoxyoctadec-9 (Z) -enoic acid (isoleukotoxin), threo-12,13-dihydroxyoctadec-9 (Z ) -enoic acid (isoleukotoxindiol) hydrolysis. Leukotoxin alters membrane permeability and ion transport, causing an inflammatory response. In addition, epoxide carcinogens are known to be produced by cytochrome P450 as an intermediate in the detoxification of drugs and environmental toxins.
これらの酵素は、Asp(求核性)、Asp(ヒスチジンをサポートする酸)およびHis(水活性化ヒスチジン)からなる、触媒トライアッドを有する。エポキシドヒドロラーゼの反応機序は或る共有結合エステル中間体を経て進み、標的分子のエポキシド環の第1炭素原子に対する、Asp残基群の1つの求核攻撃によって開始され、共有結合エステル中間体が形成される(Arand, M.他(1996) J. Biol. Chem. 271:4223-4229; Rink, R. 他(1997) J. Biol. Chem. 272:14650-14657; Argiriadi, M.A. 他(2000) J. Biol. Chem. 275:15265-15270)。 These enzymes have a catalytic triad consisting of Asp (nucleophilic), Asp (acid that supports histidine) and His (water-activated histidine). The reaction mechanism of an epoxide hydrolase proceeds via a covalent ester intermediate, initiated by one nucleophilic attack of the Asp residue group on the first carbon atom of the epoxide ring of the target molecule, where the covalent ester intermediate is (Arand, M. et al. (1996) J. Biol. Chem. 271: 4223-4229; Rink, R. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 14650-14657; Argiriadi, MA et al. (2000 ) J. Biol. Chem. 275: 15265-15270).
チロシン触媒作用に関する酵素
コハク酸とピルビン酸か又はフマル酸とアセト酢酸へのアミノ酸チロシンの分解には多数の酵素が必要であり、多数の中間化合物が生成される。加えて多くの生体異物化合物は、チロシン異化経路の一部である1つ以上の反応を用いて代謝され得る。この経路は主に細菌で研究されているが、チロシン分解は様々な生物において起こることが知られ、多数の同様の生物学的反応が関係すると思われる。
Degradation of the amino acid tyrosine to the enzymes succinate and pyruvate or fumaric acid and acetoacetate for tyrosine catalysis requires a large number of enzymes and a large number of intermediate compounds are produced. In addition, many xenobiotic compounds can be metabolized using one or more reactions that are part of the tyrosine catabolic pathway. Although this pathway has been studied primarily in bacteria, tyrosine degradation is known to occur in a variety of organisms and appears to involve a number of similar biological responses.
コハク酸とピルビン酸へのチロシンの分解に関係する酵素には(例えばアルスロバクター属:Arthrobacter speciesで)、4−ヒドロキシフェニルピルビン酸オキシダーゼ、4−ヒドロキシフェニル酢酸3−ヒドロキシラーゼ(4-hydroxyphenylacetate 3-hydroxylase)、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸2,3-ジオキシゲナーゼ(3,4-dihydroxyphenylacetate 2,3-dioxygenase)、5−カルボキシメチル−2−ヒドロキシムコン酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ(5-carboxymethyl-2-hydroxymuconic semialdehyde dehydrogenase)、トランス,シス−5−カルボキシメチル−2−ヒドロキシムコン酸イソメラーゼ(trans,cis-5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate isomerase)、ホモプロトカテチュ酸イソメラーゼ/デカルボキシラーゼ(homoprotocatechuate isomerase/decarboxylase)、cis-2-oxohept-3-ene-1,7-dioate hydratase、2,4-dihydroxyhept-trans-2-ene-1,7-dioate aldolase、およびコハク酸セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ(succinic semialdehyde dehydrogenase)が含まれる。 Enzymes involved in the degradation of tyrosine to succinate and pyruvate (for example Arthrobacter species) include 4-hydroxyphenylpyruvate oxidase, 4-hydroxyphenylacetate 3-hydroxylase (4-hydroxyphenylacetate 3 -hydroxylase), 3,4-dihydroxyphenylacetate 2,3-dioxygenase, 5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate semialdehyde dehydrogenase (5-carboxymethyl-2- hydroxymuconic semialdehyde dehydrogenase), trans, cis-5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate isomerase, homoprotocatechuate isomerase / decarboxylase , Cis-2-oxohept-3-ene-1,7-dioate hydratase, 2,4-dihydroxyhept-trans-2-ene-1,7- dioate aldolase, and succinic semialdehyde dehydrogenase.
チロシンのフマル酸とアセト酢酸への分解に関係する酵素には(例えばシュードモナス属で)、4−ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ、ホモゲンチシン酸−1,2−ジオキシゲナーゼ、マレイルアセト酢酸イソメラーゼ、およびフマリルアセトアセターゼが含まれる。コハク酸/ピルビン酸経路からの中間体が受容される場合は、4−ヒドロキシフェニル酢酸1−ヒドロキシラーゼ(4-hydroxyphenylacetate 1-hydroxylase)が関係し得る。 Enzymes involved in the degradation of tyrosine to fumaric acid and acetoacetate (eg, Pseudomonas) include 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase, homogentisic acid-1,2-dioxygenase, maleylacetoacetate isomerase, and fumarylacetate Acetase is included. If an intermediate from the succinate / pyruvate pathway is accepted, 4-hydroxyphenylacetate 1-hydroxylase may be involved.
様々な生物においてチロシン代謝に関係する更なる酵素の例として、4−クロロフェニル酢酸−3,4−ジオキシゲナーゼ(4-chlorophenylacetate-3,4-dioxygenase)、芳香族アミノトランスフェラーゼ、5-oxopent-3-ene-1,2,5-tricarboxylate decarboxylase、2-oxo-hept-3-ene-1,7-dioate hydrataseおよび5−カルボキシメチル−2−ヒドロキシムコン酸イソメラーゼ(5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate isomerase)が挙げられる(Ellis, L. B. M.他(1999) Nucleic Acids Res. 27:373-376; Wackett, L.P.およびEllis, L.B.M. (1996) J. Microbiol. Meth. 25:91-93; 並びにSchmidt, M. (1996) Amer. Soc. Microbiol. News 62:102)。 Examples of further enzymes involved in tyrosine metabolism in various organisms include 4-chlorophenylacetate-3,4-dioxygenase, aromatic aminotransferase, 5-oxopent-3- ene-1,2,5-tricarboxylate decarboxylase, 2-oxo-hept-3-ene-1,7-dioate hydratase and 5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate isomerase (Ellis, LBM et al. (1999) Nucleic Acids Res. 27: 373-376; Wackett, LP and Ellis, LBM (1996) J. Microbiol. Meth. 25: 91-93; and Schmidt, M. (1996) Amer. Soc. Microbiol. News 62: 102).
ヒトでは、チロシン分解経路の酵素における後天性或いは先天性の遺伝的欠陥は、遺伝性チロシン血症を引き起こし得る。この疾患の1つの型である遺伝性チロシン血症I型(HT1)は、チロシンをフマル酸とアセト酢酸に代謝する生物における経路の最終酵素であるフマリルアセト酢酸ヒドロラーゼの欠損によって生じる。HT1は幼児期に始まる進行性の肝損傷で特徴づけられ、肝癌のリスクが高い(Endo, F.他(1997) J. Biol. Chem. 272:24426-24432)。 In humans, an acquired or congenital genetic defect in an enzyme of the tyrosine degradation pathway can cause hereditary tyrosineemia. One type of this disease, hereditary tyrosinemia type I (HT1), is caused by a deficiency in fumaryl acetoacetate hydrolase, the final enzyme in the pathway in organisms that metabolize tyrosine to fumarate and acetoacetate. HT1 is characterized by progressive liver injury beginning in early childhood and is at increased risk of liver cancer (Endo, F. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 24426-24432).
シトシンデアミナーゼ
細菌のシトシンデアミナーゼは、シチジンからウリジンとアンモニアとへの加水分解を触媒する。これはまた、抗真菌剤である5-フルオロシトシン(5FC)を、抗癌剤である5-フルオロウラシル(5FU)に変換しうる(Senter, P.D.他(1991) Bioconjug. Chem. 2:447-451)。この能力は最近、癌治療研究に使われており、これが自殺遺伝子として作用することを示している。自殺遺伝子がコードする酵素は、非毒性化合物またはプロドラッグ例えば5FCを毒性産物、例えば5FUに変換する。シトシンデアミナーゼはまた細胞をバイスタンダー効果で殺し、ここでは非隣接腫瘍細胞が5FUの放出によって死ぬ(Gnant, M.F.他(1999) Cancer Res. 59:3396-3403)。多くの自殺遺伝子治療アプローチが癌の動物モデルで成功しており、現在、治験で試験されている。30以上の自殺遺伝子が記述された中で最も強力で広く使用されるのがHSV1tkとシトシンデアミナーゼの遺伝子である(Singhal S.およびKaiser L.R. (1998) Surg. Oncol. Clin. N. Am. 7:505-536; (Sandalon, Z.他(2001) Gene Ther. 8:232-238)。
The cytosine deaminase of cytosine deaminase catalyzes the hydrolysis of cytidine to uridine and ammonia. It can also convert the antifungal agent 5-fluorocytosine (5FC) to the anticancer agent 5-fluorouracil (5FU) (Senter, PD et al. (1991) Bioconjug. Chem. 2: 447-451). This ability has recently been used in cancer treatment research, indicating that it acts as a suicide gene. The enzyme encoded by the suicide gene converts a non-toxic compound or prodrug such as 5FC into a toxic product such as 5FU. Cytosine deaminase also kills cells by a bystander effect, where non-adjacent tumor cells die by the release of 5FU (Gnant, MF et al. (1999) Cancer Res. 59: 3396-3403). Many suicide gene therapy approaches have been successful in animal models of cancer and are currently being tested in clinical trials. The most powerful and widely used gene described in over 30 suicide genes is the gene for HSV1tk and cytosine deaminase (Singhal S. and Kaiser LR (1998) Surg. Oncol. Clin. N. Am. 7: 505-536; (Sandalon, Z. et al. (2001) Gene Ther. 8: 232-238).
アセチルCoAカルボキシラーゼ
アセチルCoAカルボキシラーゼは1種のビオチン依存酵素であり、全ての動物、植物、細菌に見られる。アセチルCoAカルボキシラーゼはATP加水分解のエネルギーを使い、CO2とH2OからのアセチルCoAのカルボキシル化を触媒する。アセチルCoAカルボキシル化は長鎖脂肪酸の生合成における律速段階である。アセチルCoAカルボキシラーゼの2つのアイソフォーム、タイプIとタイプIIはヒトで組織特異的に発現される(Ha 他(1994) Eur. J. Biochem. 219:297-306)。アセチルCoAカルボキシラーゼは多成分酵素であり、カルバモイル燐酸シンターゼ活性、ビオチンカルボキシルキャリア蛋白、およびカルボキシル基転移酵素機能ユニットを持つ。カルバモイル燐酸シンターゼは、グルタミンまたはアンモニアからのカルバモイル燐酸のATP依存性合成を触媒する。これは、尿素サイクルと、アルギニンおよびピリミジンの生合成との双方を開始する。カルボキシルトランスフェラーゼドメインは、ビオチンから受容体分子へのカルボキシル基転移で機能する。カルボキシル基転移酵素には、認識された2つの型がある。一方はアシルCoA、他方は2-オキソ酸を、二酸化炭素の受容体分子として用いる。このファミリーの全てのメンバーは、アシルCoAを受容体分子として用いる。
Acetyl CoA carboxylase Acetyl CoA carboxylase is a biotin-dependent enzyme that is found in all animals, plants and bacteria. Acetyl-CoA carboxylase uses the energy of ATP hydrolysis to catalyze the carboxylation of acetyl-CoA from CO 2 and H 2 O. Acetyl-CoA carboxylation is the rate-limiting step in the biosynthesis of long chain fatty acids. Two isoforms of acetyl-CoA carboxylase, type I and type II, are tissue-specific expressed in humans (Ha et al. (1994) Eur. J. Biochem. 219: 297-306). Acetyl-CoA carboxylase is a multi-component enzyme having carbamoyl phosphate synthase activity, biotin carboxyl carrier protein, and carboxyl group functional unit. Carbamoyl phosphate synthase catalyzes the ATP-dependent synthesis of carbamoyl phosphate from glutamine or ammonia. This initiates both the urea cycle and the biosynthesis of arginine and pyrimidine. The carboxyltransferase domain functions at the carboxyl group transfer from biotin to the receptor molecule. There are two recognized types of carboxyltransferases. One uses acyl-CoA and the other uses 2-oxoacids as carbon dioxide acceptor molecules. All members of this family use acyl CoA as the acceptor molecule.
トリプトファンデカルボキシラーゼ
トリプトファンデカルボキシラーゼ(Tdc)、別名ドーパデカルボキシラーゼはピリドキサール燐酸蛋白であり、3種の基質に作用する。L-トリプトファン、5-ヒドロキシ-L-トリプトファン、ジヒドロキシ-L-フェニルアラニンである。Tdcは、クローン元であるCatharanthus roseus (ニチニチソウ)でのテルペノイドインドールアルカロイド類の生合成に重要な酵素である。そのアミノ酸配列は、強い類似性をキイロショウジョウバエのα-メチルドパ過敏蛋白に対して示す。Tdcはまた有意な類似性を、ネコのグルタミン酸デカルボキシラーゼおよびネズミのオルニチンデカルボキシラーゼに対して示す。Tdcはチロシンヒドロキシラーゼと共に、脳のドーパミン合成を制御する(Ouwerkerk, P. B.他(1999) Plant Mol. Biol. 41:491-503; De Luca, V.他(1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:2582-2586参照)。
Tryptophan decarboxylase Tryptophan decarboxylase (Tdc), also known as dopa decarboxylase, is a pyridoxal phosphate protein that acts on three different substrates. L-tryptophan, 5-hydroxy-L-tryptophan, dihydroxy-L-phenylalanine. Tdc is an important enzyme for biosynthesis of terpenoid indole alkaloids in the clone Catharanthus roseus. Its amino acid sequence shows a strong similarity to the Drosophila α-methyldopa hypersensitive protein. Tdc also shows significant similarity to feline glutamate decarboxylase and murine ornithine decarboxylase. Tdc, together with tyrosine hydroxylase, regulates brain dopamine synthesis (Ouwerkerk, PB et al. (1999) Plant Mol. Biol. 41: 491-503; De Luca, V. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 2582-2586).
エノイル-CoAヒドラターゼ:3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼ
エノイル-CoAヒドラターゼ:3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼ二頭酵素はペルオキシソームβ酸化経路の4種の酵素の1つである。完全長のヒトcDNAが配列決定され、染色体3q26.3-3q28にマップされた。この酵素は主に肝臓と腎臓に見られてトリペプチドSKLをカルボキシ末端に持ち、これはペルオキシソームの標的化シグナルとして働く。ヒトとラットとのこの二頭酵素のcDNAは、80%相同である(Hoefler, G.他(1994) Genomics 19:60-67)。エノイル-CoAヒドラターゼ:3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼの欠損は、ツェルヴェーガー症候群に似た臨床発現と、超長鎖脂肪酸の蓄積をもたらす(Fukuda, S.他(1998) J. Inherit. Metab. Dis. 21:23-28)。
Enoyl-CoA hydratase: 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase The enoyl-CoA hydratase: 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase biceps enzyme is one of four enzymes in the peroxisomal β-oxidation pathway. A full-length human cDNA was sequenced and mapped to chromosome 3q26.3-3q28. This enzyme is found mainly in the liver and kidney and has the tripeptide SKL at the carboxy terminus, which serves as a peroxisome targeting signal. The cDNA of this double-headed enzyme in human and rat is 80% homologous (Hoefler, G. et al. (1994) Genomics 19: 60-67). Enoyl-CoA hydratase: 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency results in clinical manifestations resembling Zerweger syndrome and accumulation of very long chain fatty acids (Fukuda, S. et al. (1998) J. Inherit. Metab. Dis. 21: 23-28).
C7は新規な核小体蛋白で、ショウジョウバエのlate puff産物であるL82のマウス相同体であり、ヒトOXR1(耐酸化性)のアイソフォームである。種々の細胞タイプの核小体に局在する組換えC7蛋白への抗体は、核小体の形成または機能へのC7の関与を示唆する(Fischer, H.他(2001) Biochem. Biophys. Res. Commun. 281:795-803)。 C7 is a novel nucleolar protein, the mouse homologue of L82, a Drosophila late puff product, and is an isoform of human OXR1 (oxidation resistance). Antibodies to recombinant C7 proteins localized in the nucleolus of various cell types suggest C7 involvement in nucleolus formation or function (Fischer, H. et al. (2001) Biochem. Biophys. Res Commun. 281: 795-803).
哺乳類グルコサミン-6-燐酸デアミナーゼ(GNPDA)は初め、ハムスターの精子で検出された。ヒトの精巣相同体はShevchenko, V. 他(1998; Gene 216:31-38)に記載され、染色体5q31にマップされた。マウスの精細胞ではGNPDAは発生中の先体胞(acrosome vesicle)の近くに、マウスの精子では先体領域の近くに局在していた。先体反応の誘導後、精子内のGNPDA蛍光は低下したか不在であり、これはGNPDAが先体反応で役割を果たすことを示唆する(Montag, M.他(1999) FEBS Lett. 458:141-144)。 Mammalian glucosamine-6-phosphate deaminase (GNPDA) was first detected in hamster sperm. The human testis homologue was described in Shevchenko, V. et al. (1998; Gene 216: 31-38) and mapped to chromosome 5q31. In mouse sperm cells, GNPDA was located near the developing acrosome vesicle and in mouse sperm near the acrosome region. After induction of the acrosome reaction, GNPDA fluorescence in sperm was reduced or absent, suggesting that GNPDA plays a role in the acrosome reaction (Montag, M. et al. (1999) FEBS Lett. 458: 141 -144).
発現プロファイル作成
マイクロアレイは、生物分析に用いる分析ツールである。マイクロアレイには複数の分子を有し、それらは或る固体支持体の表面で空間的に分布し、その表面と安定して結合している。ポリペプチド、ポリヌクレオチド、および/または抗体のマイクロアレイが開発され、その種々の用途には例えば遺伝子配列決定、遺伝子発現モニタリング、遺伝子マッピング、細菌同定、創薬、コンビナトリアルケミストリがある。
Expression profiling microarrays are analytical tools used for biological analysis. A microarray has a plurality of molecules that are spatially distributed on the surface of a solid support and are stably associated with that surface. Polyarrays of polypeptides, polynucleotides, and / or antibodies have been developed and their various uses include, for example, gene sequencing, gene expression monitoring, gene mapping, bacterial identification, drug discovery, combinatorial chemistry.
特にマイクロアレイを用いる領域は遺伝子発現分析である。アレイ技術は、単一の多型遺伝子の発現や、多数の関連遺伝子または無関係の遺伝子の発現プロファイルを探求する簡単な方法を提供し得る。単一遺伝子の発現を試験するときは、アレイを用いて或る特定遺伝子又はその変異体の発現を検出する。発現プロファイルを試験するときは、アレイは次のような遺伝子を同定するプラットフォームを提供する。即ちどの遺伝子が組織特異的か、毒性アッセイにおいてテストされる物質に影響されるか、シグナル伝達カスケードの一部であるか、ハウスキーピング機能を実行するか、又は、特定の遺伝的素因や、条件、疾患、又は障害に、特異的に関連する遺伝子であるかの同定である。 In particular, a region using a microarray is gene expression analysis. Array technology can provide a simple way to explore the expression of a single polymorphic gene or the expression profile of many related or unrelated genes. When testing the expression of a single gene, the array is used to detect the expression of a particular gene or variant thereof. When testing expression profiles, the array provides a platform to identify genes such as: That is, which genes are tissue specific, affected by the substance being tested in the toxicity assay, are part of a signaling cascade, perform housekeeping functions, or have a specific genetic predisposition or condition Identification of genes that are specifically associated with a disease or disorder.
肺癌は米国男性の癌死の主因であり、女性の癌死の第2の主因である。肺癌症例の大部分は喫煙に起因すると考えられており、第三世界諸国でタバコ消費の増加から肺癌の蔓延が予想されている。気管支上皮をタバコの煙に曝露すると組織形態が変化するようであり、それが癌の前兆であると考えられている。 Lung cancer is the leading cause of cancer death in US men and the second leading cause of cancer death in women. The majority of lung cancer cases are believed to be caused by smoking, and the spread of lung cancer is expected in third world countries due to increased tobacco consumption. Exposure of bronchial epithelium to tobacco smoke appears to change tissue morphology, which is thought to be a precursor to cancer.
肺癌は、4つの組織病理的に異なる群に分けられる。3群(扁平上皮癌、腺癌、大細胞癌)は、非小細胞肺癌(NSCLC)に分類される。第4群の癌は、小細胞肺癌(SCLC)という。NSCLCを合わせると全症例の約70%になり、SCLCは約18%である。肺癌の発生と進行に関する分子生物学および細胞生物学的理解は不完全である。3番染色体での欠失は肺癌に一般的であり、この領域に腫瘍抑制遺伝子の存在を示すと思われる。K-rasの活性化突然変異は肺癌で一般的に見られ、この疾患の1つのマウスモデルの基礎である。 Lung cancer is divided into four histopathologically distinct groups. Group 3 (squamous cell carcinoma, adenocarcinoma, large cell carcinoma) is classified as non-small cell lung cancer (NSCLC). The fourth group of cancers is called small cell lung cancer (SCLC). Combined NSCLC accounts for about 70% of all cases and SCLC is about 18%. The molecular and cell biology understanding of the development and progression of lung cancer is incomplete. Deletion at chromosome 3 is common in lung cancer and appears to indicate the presence of a tumor suppressor gene in this region. Activating mutations in K-ras are commonly found in lung cancer and are the basis for one mouse model of this disease.
当分野には、自己免疫/炎症疾患、細胞増殖異常、発生・発達障害、内分泌障害、眼の障害、代謝障害、および肝障害を含む胃腸障害の診断、予防、および治療のための、核酸とタンパク質とを含む新規組成の要望がある。 The art includes nucleic acids for the diagnosis, prevention, and treatment of gastrointestinal disorders, including autoimmune / inflammatory diseases, cell proliferation abnormalities, developmental and developmental disorders, endocrine disorders, eye disorders, metabolic disorders, and liver disorders. There is a need for new compositions containing proteins.
本発明の種々の実施態様は、総称して「DME」、個別にはそれぞれ「DME-1」、「DME-2」、「DME-3」、「DME-4」、「DME-5」、「DME-6」、「DME-7」、「DME-8」、「DME-9」、「DME-10」、「DME-11」、「DME-12」、「DME-13」と呼ぶ薬物代謝酵素である精製されたポリペプチドと、これらのタンパク質とそれらをコードするポリヌクレオチドとを用いた、疾患と病状との検出、診断、および治療の方法とを提供する。幾つかの実施態様はまた、精製した薬物代謝酵素、並びに/またはそれらをコードするポリヌクレオチドを用いて創薬過程を促進する方法、例えば効力、用量、毒性、および薬理の決定の方法を提供する。関連する幾つかの実施態様は、精製した薬物代謝酵素、並びに/またはそれらをコードするポリヌクレオチドを用いて疾患と病状との病原を調査する方法を提供する。 The various embodiments of the present invention are collectively referred to as “DME”, individually “DME-1”, “DME-2”, “DME-3”, “DME-4”, “DME-5”, Drugs called “DME-6”, “DME-7”, “DME-8”, “DME-9”, “DME-10”, “DME-11”, “DME-12”, “DME-13” Provided are purified polypeptides that are metabolic enzymes, and methods for detecting, diagnosing, and treating diseases and medical conditions using these proteins and the polynucleotides that encode them. Some embodiments also provide methods for promoting drug discovery processes using purified drug metabolizing enzymes and / or polynucleotides encoding them, such as methods for determining efficacy, dose, toxicity, and pharmacology. . Some related embodiments provide methods of investigating the pathogenesis of a disease and a disease state using purified drug-metabolizing enzymes and / or polynucleotides encoding them.
或る実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を持つ天然アミノ酸配列を有するポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択した単離されたポリペプチドを提供する。別の実施態様は、SEQ ID NO:1-13のアミノ酸配列を持つ単離されたポリペプチドを提供する。 Some embodiments include: (a) a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13; (b) an amino acid selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a natural amino acid sequence with at least 90% identity to the sequence, (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, And (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and an isolated polypeptide selected from the group consisting of: Another embodiment provides an isolated polypeptide having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1-13.
また別の実施態様は(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を持つ或る天然アミノ酸配列を有するポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、または(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリヌクレオチドの免疫原性断片、からなる群から選択した或るポリペプチドをコードする、単離されたポリヌクレオチドを提供する。一実施態様では、該ポリヌクレオチドは、SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るポリペプチドをコードする。別の実施態様では、ポリヌクレオチドはSEQ ID NO:14-26からなる群から選択される。 In another embodiment, (a) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) a certain amino acid selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a certain natural amino acid sequence having at least 90% identity to the sequence, (c) a biological activity of the polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A fragment, or (d) an immunogenic fragment of a polynucleotide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and an isolated polypeptide encoding a certain polypeptide selected from the group consisting of A polynucleotide is provided. In one embodiment, the polynucleotide encodes a polypeptide selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13. In another embodiment, the polynucleotide is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26.
また別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を有する或る天然アミノ酸配列を持つポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を有するポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択した或るポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと機能的に連結したプロモーター配列を持つ組換えポリヌクレオチドを提供する。別の実施態様は、この組換えポリヌクレオチドを用いて形質転換した細胞を提供する。更に別の実施態様は、この組換えポリヌクレオチドを持つ遺伝形質転換生物を提供する。 Another embodiment is (a) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) a certain selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a certain natural amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence, (c) the biological of a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 An active fragment, and (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and a polynucleotide encoding a certain polypeptide selected from the group consisting of: Recombinant polynucleotides having operably linked promoter sequences are provided. Another embodiment provides cells transformed with the recombinant polynucleotide. Yet another embodiment provides a genetically transformed organism having this recombinant polynucleotide.
別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドと、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%以上の同一性を有する或る天然アミノ酸配列を持つポリペプチドと、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片と、(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、とからなる群から選択したポリペプチドを製造する一方法を提供する。製造方法は、(a)或る細胞を該ポリペプチドの発現に適した条件下で培養し、この細胞を組換えポリヌクレオチドを用いて形質転換する過程と、(b)そのように発現したポリペプチドを回収する過程からなる。この組換えポリヌクレオチドは、該ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに対し機能的に連結したプロモーター配列を持つ。 Another embodiment is (a) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and (b) a certain selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a certain natural amino acid sequence having at least 90% identity with the amino acid sequence, and (c) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A method of producing a polypeptide selected from the group consisting of a biologically active fragment and (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 To do. The production method comprises the steps of (a) culturing a cell under conditions suitable for expression of the polypeptide, transforming the cell with a recombinant polynucleotide, and (b) a polypeptide so expressed. The process consists of recovering the peptide. This recombinant polynucleotide has a promoter sequence operably linked to the polynucleotide encoding the polypeptide.
更に別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を有する或る天然アミノ酸配列を持つポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択した或るポリペプチドに特異結合する、単離された抗体を提供する。 Yet another embodiment is (a) a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) a certain selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a certain natural amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence, (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 And (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1-13, isolated to specifically bind to a polypeptide selected from the group consisting of Antibodies are provided.
また更に別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択したポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(b)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列との少なくとも90%の同一性を有する或る天然ポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(c)(a)に相補的なポリヌクレオチド、(d)(b)に相補的なポリヌクレオチド、および(e)(a)〜(d)のRNA等価物、からなる群から選択した、単離されたポリヌクレオチドを提供する。別の実施態様で該ポリヌクレオチドは、少なくとも約20、30、40、60、80、または100の連続したヌクレオチド群からなる場合がある。 Yet another embodiment is (a) a polynucleotide having a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, (b) one selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26 A polynucleotide having a natural polynucleotide sequence having at least 90% identity to the polynucleotide sequence, a polynucleotide complementary to (c) (a), a polynucleotide complementary to (d) (b), And (e) an RNA equivalent selected from the group consisting of the RNA equivalents of (a)-(d). In another embodiment, the polynucleotide may consist of at least about 20, 30, 40, 60, 80, or 100 consecutive nucleotide groups.
また別の実施態様は、サンプル中に標的ポリヌクレオチドを検出する方法であって該標的ポリヌクレオチドが(a)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択したポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(b)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列との少なくとも90%の同一性を有する或る天然ポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(c)(a)に相補的なポリヌクレオチド、(d)(b)に相補的なポリヌクレオチド、および(e)(a)〜(d)のRNA等価物、からなる群から選択される方法を提供する。検出方法は、(a)サンプル中の上記標的ポリヌクレオチドに相補的な或る配列からなる少なくとも20の連続したヌクレオチド群からなる或るプローブを用いて該サンプルをハイブリダイズする過程と、(b)該ハイブリダイゼーション複合体の有無を検出する過程からなる。該プローブと該標的ポリヌクレオチドあるいはその断片との間でハイブリダイゼーション複合体が形成されるような条件下で、プローブは、該標的ポリヌクレオチドに対し特異的にハイブリダイズする。或る関連した実施態様で本法は、該ハイブリダイゼーション複合体の量の検出を含みうる。また別の実施態様で該プローブは、少なくとも約20、30、40、60、80、または100の連続したヌクレオチド群からなる場合がある。 Another embodiment is a method for detecting a target polynucleotide in a sample, wherein the target polynucleotide has (a) a polynucleotide having a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, b) a polynucleotide having a natural polynucleotide sequence having at least 90% identity with a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, complementary to (c) (a) A polynucleotide complementary to (d) (b), and (e) an RNA equivalent of (a)-(d). The detection method comprises: (a) hybridizing the sample with a probe consisting of at least 20 consecutive nucleotide groups consisting of a sequence complementary to the target polynucleotide in the sample; and (b) It consists of a process of detecting the presence or absence of the hybridization complex. The probe specifically hybridizes to the target polynucleotide under conditions such that a hybridization complex is formed between the probe and the target polynucleotide or fragment thereof. In certain related embodiments, the method can include detecting the amount of the hybridization complex. In yet another embodiment, the probe may consist of at least about 20, 30, 40, 60, 80, or 100 consecutive nucleotide groups.
また更に別の実施態様は、サンプル中に標的ポリヌクレオチドを検出する方法であって該標的ポリヌクレオチドが(a)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択したポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(b)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列との少なくとも90%の同一性を有する或る天然ポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(c)(a)に相補的なポリヌクレオチド、(d)(b)に相補的なポリヌクレオチド、および(e)(a)〜(d)のRNA等価物、からなる群から選択される方法を提供する。検出方法は、(a)ポリメラーゼ連鎖反応増幅を用いて標的ポリヌクレオチドまたはその断片を増幅する過程と、(b)該増幅した標的ポリヌクレオチドまたはその断片の有無を検出する過程からなる。或る関連した実施態様で本法は、該増幅した標的ポリヌクレオチドまたはその断片の量の検出を含みうる。 Yet another embodiment is a method for detecting a target polynucleotide in a sample, wherein the target polynucleotide has (a) a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, (b) a polynucleotide having a natural polynucleotide sequence having at least 90% identity with a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, complementary to (c) (a) A polynucleotide complementary to (d) (b), and (e) an RNA equivalent of (a)-(d). The detection method includes (a) a process of amplifying a target polynucleotide or a fragment thereof using polymerase chain reaction amplification, and (b) a process of detecting the presence or absence of the amplified target polynucleotide or a fragment thereof. In certain related embodiments, the method can include detecting the amount of the amplified target polynucleotide or fragment thereof.
別の実施態様は、或る有効量のポリペプチドと薬物として許容し得る或る賦形剤とからなる、或る組成物を提供する。有効量のポリペプチドは、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を有する天然のアミノ酸配列を含むポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を含むポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択される。一実施態様では、この組成物はSEQ ID NO:1-13からなる一群から選択されたアミノ酸配列を有し得る。別の実施様態は、機能的DMEの発現の低下や異常に関連した疾患や症状の治療方法や、そのような治療を必要とする患者にこの組成物を投与することを含む方法を提供する。 Another embodiment provides a composition comprising an effective amount of a polypeptide and a pharmaceutically acceptable excipient. An effective amount of the polypeptide is (a) a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) a certain selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide comprising a natural amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence, (c) a biological activity of a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 Selected from the group consisting of a fragment and (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13. In one embodiment, the composition may have an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13. Another embodiment provides a method of treating a disease or condition associated with reduced or abnormal expression of functional DME and a method comprising administering the composition to a patient in need of such treatment.
また別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を有する天然アミノ酸配列を持つポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択したポリペプチドのアゴニストとしての有効性を確認するために、或る化合物をスクリーニングする方法を提供する。スクリーニング方法は、(a)該ポリペプチドを有するサンプルを或る化合物に曝す過程と、(b)サンプル中のアゴニスト活性を検出する過程からなる。別の実施態様は、この方法で同定したアゴニスト化合物と許容される医薬用賦形剤とを有する、或る組成物を提供する。更に他の実施例は、機能的DMEの発現の低下に関連した疾患や症状の治療方法を提供し、また、そのような治療を必要とする患者にこの組成物を投与することが含まれる。 Another embodiment is (a) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) a certain selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a natural amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence, (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, in order to confirm the effectiveness as an agonist of a polypeptide selected from the group consisting of: Methods for screening certain compounds are provided. The screening method comprises (a) a process of exposing a sample having the polypeptide to a certain compound, and (b) a process of detecting agonist activity in the sample. Another embodiment provides a composition having an agonist compound identified by this method and an acceptable pharmaceutical excipient. Still other examples provide methods of treating diseases and conditions associated with reduced expression of functional DME and include administering the composition to patients in need of such treatment.
また更に別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を有する天然アミノ酸配列を持つポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択したポリペプチドのアンタゴニストとしての有効性を確認するために、或る化合物をスクリーニングする方法を提供する。スクリーニング方法は、(a)該ポリペプチドを有するサンプルを或る化合物に曝す過程と、(b)サンプル中のアンタゴニスト活性を検出する過程からなる。別の実施態様は、この方法で同定したアンタゴニスト化合物と許容される医薬用賦形剤とを有する、或る組成物を提供する。また別の実施態様は、機能的DMEの過剰発現を伴う疾患や症状の治療を要する患者への、この組成物の投与方法を提供する。 Yet another embodiment is (a) a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, or A polypeptide having a natural amino acid sequence having at least 90% identity to the amino acid sequence, (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, And (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, to confirm the effectiveness as an antagonist of the polypeptide selected from the group consisting of Provides a method for screening certain compounds. The screening method consists of (a) exposing a sample having the polypeptide to a certain compound, and (b) detecting antagonistic activity in the sample. Another embodiment provides a composition having an antagonist compound identified by this method and an acceptable pharmaceutical excipient. Yet another embodiment provides a method of administering this composition to a patient in need of treatment for a disease or condition associated with overexpression of functional DME.
別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列との少なくとも90%の同一性を有する天然アミノ酸配列を持つポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択したポリペプチドに特異結合する化合物をスクリーニングする方法を提供する。スクリーニング方法は、(a)該ポリペプチドを少なくとも1つの試験化合物と適切な条件下で混合する過程と、(b)該ポリペプチドと該試験化合物との結合を検出し、該ポリペプチドに特異結合する化合物を同定する過程からなる。 Another embodiment is: (a) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13; (b) a certain amino acid selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a natural amino acid sequence with at least 90% identity to the sequence, (c) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and ( d) An immunogenic fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and a method for screening for a compound that specifically binds to a polypeptide selected from the group consisting of: The screening method comprises: (a) mixing the polypeptide with at least one test compound under appropriate conditions; (b) detecting binding between the polypeptide and the test compound and specifically binding to the polypeptide It consists of the process of identifying the compound to be.
また別の実施態様は、(a)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチド、(b)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列との少なくとも90%または少なくとも約90%の同一性を有する或る天然アミノ酸配列を持つポリペプチド、(c)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの生物学的活性断片、および(d)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を持つポリペプチドの免疫原性断片、からなる群から選択した或るポリペプチドの活性をモジュレートする或る化合物をスクリーニングする方法を提供する。スクリーニング方法は、(a)該ポリペプチドの活性にとり許容し得る条件下で、該ポリペプチドを少なくとも1つの試験化合物と混合する過程と、(b)該ポリペプチドの活性をこの試験化合物の存在下で算定する過程と、(c)この試験化合物の存在下での該ポリペプチドの活性をこの試験化合物の不存在下での該ポリペプチドの活性と比較する過程からなり、この試験化合物の存在下での該ポリペプチドの活性の変化は、該ポリペプチドの活性をモジュレートする化合物を標示する。 In another embodiment, (a) a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, (b) an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 A polypeptide having a certain natural amino acid sequence having at least 90% identity or at least about 90% identity with, (c) a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 An activity of a polypeptide selected from the group consisting of a biologically active fragment, and (d) an immunogenic fragment of a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 Methods are provided for screening for certain compounds that modulate. The screening method comprises: (a) mixing the polypeptide with at least one test compound under conditions acceptable for the activity of the polypeptide; and (b) converting the activity of the polypeptide in the presence of the test compound. And (c) comparing the activity of the polypeptide in the presence of the test compound with the activity of the polypeptide in the absence of the test compound. A change in the activity of the polypeptide at is indicative of a compound that modulates the activity of the polypeptide.
また更に別の実施態様は、SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列を持つ標的ポリヌクレオチドの発現を改変する効果に関し、或る化合物をスクリーニングする一方法を提供する。この方法は、(a)この標的ポリヌクレオチドを有するサンプルを或る化合物に曝露する過程と、(b)この標的ポリヌクレオチドの発現の改変を検出する過程と、(c)可変量のこの化合物の存在下でのこの標的ポリヌクレオチドの発現と、この化合物の不在下での発現とを比較する過程とからなる。 Yet another embodiment provides a method of screening a compound for the effect of altering the expression of a target polynucleotide having a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26 . The method comprises: (a) exposing a sample having the target polynucleotide to a compound; (b) detecting alterations in expression of the target polynucleotide; and (c) a variable amount of the compound. The process consists of comparing the expression of the target polynucleotide in the presence to the expression in the absence of the compound.
別の実施態様は、試験化合物の毒性の算定方法を提供する。この方法には、以下の過程がある。(a)核酸群を有する生体サンプルを試験化合物で処理する過程。(b)処理済み生体サンプルの核酸群をハイブリダイズする過程。この過程には、次のようなプローブを用いる。(i)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(ii)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列との少なくとも90%の同一性を有する天然ポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(iii)(i)に相補的な配列を持つポリヌクレオチド、(iv)(ii)のポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチド、(v)(i)〜(iv)のRNA等価物、からなる群から選択した或るポリヌクレオチドの少なくとも20の連続したヌクレオチド群からなるプローブである。ハイブリダイゼーションは、上記プローブと生体サンプル中の標的ポリヌクレオチドとの間に特異的ハイブリダイゼーション複合体が形成されるような条件下で生じる。上記標的ポリヌクレオチドは、(i)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(ii)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択した或るポリヌクレオチド配列との少なくとも90%または少なくとも約90%の同一性を有する天然ポリヌクレオチド配列を持つポリヌクレオチド、(iii)(i)のポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチド、(iv)(ii)のポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチド、(v)(i)〜(iv)のRNA等価物、からなる群から選択する。あるいは標的ポリヌクレオチドは、上記(i)〜(v)からなる群から選択したポリヌクレオチド配列の断片を持つ場合がある。毒性の算定方法には更に、以下の過程がある。(c)ハイブリダイゼーション複合体の量を定量する過程と、(d)処理済み生体サンプル中のハイブリダイゼーション複合体の量を、非処理の生体サンプル中のハイブリダイゼーション複合体の量と比較する過程である。処理済み生体サンプル中のハイブリダイゼーション複合体の量の差異が、試験化合物の毒性を示す。 Another embodiment provides a method for calculating the toxicity of a test compound. This method includes the following processes. (a) A process of treating a biological sample having a nucleic acid group with a test compound. (b) A process of hybridizing the nucleic acid group of the treated biological sample. The following probe is used in this process. (i) a polynucleotide having a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26; (ii) at least a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26; A polynucleotide having a natural polynucleotide sequence with 90% identity, a polynucleotide having a sequence complementary to (iii) (i), a polynucleotide complementary to the polynucleotide of (iv) (ii), (v ) a probe consisting of at least 20 contiguous nucleotide groups of a polynucleotide selected from the group consisting of RNA equivalents of (i) to (iv). Hybridization occurs under conditions such that a specific hybridization complex is formed between the probe and a target polynucleotide in the biological sample. The target polynucleotide is (i) a polynucleotide having a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, (ii) a certain selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26 A polynucleotide having a natural polynucleotide sequence having at least 90% or at least about 90% identity to the polynucleotide sequence, (iii) a polynucleotide complementary to the polynucleotide of (i), (iv) of (ii) The polynucleotide is selected from the group consisting of a polynucleotide complementary to the polynucleotide and an RNA equivalent of (v) (i) to (iv). Alternatively, the target polynucleotide may have a fragment of a polynucleotide sequence selected from the group consisting of (i) to (v) above. The toxicity calculation method further includes the following processes. (c) quantifying the amount of hybridization complex, and (d) comparing the amount of hybridization complex in the treated biological sample with the amount of hybridization complex in the untreated biological sample. is there. Differences in the amount of hybridization complexes in the treated biological sample indicate the toxicity of the test compound.
(本発明の記載について)
本発明のタンパク質、核酸、および方法について説明するが、その前に、説明した特定の装置、材料および方法に本発明の実施態様が限定されるものではなく、修正され得ることを理解されたい。また、ここで使用する専門用語は特定の実施態様を説明する目的で用いたものに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことも併せて理解されたい。
(Description of the present invention)
While the proteins, nucleic acids, and methods of the present invention will be described, it should be understood that prior to that, embodiments of the present invention are not limited to the specific devices, materials and methods described and may be modified. It should also be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the scope of the present invention.
請求の範囲および明細書中で用いる単数形の「或る」および「その(この)」の表記は、文脈から明らかにそうでないとされる場合を除いて複数のものを指す場合もある。したがって、例えば「或る宿主細胞」と記されている場合にはそのような宿主細胞が複数あることもあり、「或る抗体」と記されている場合には1個以上の抗体、および、当業者に公知の抗体の等価物などについても言及している。 The singular forms “a” and “its” in the claims and specification may refer to the plural unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, when “a certain host cell” is described, there may be a plurality of such host cells, when “a certain antibody” is described, one or more antibodies, and It also refers to antibody equivalents known to those skilled in the art.
本明細書中で用いる全ての技術用語および科学用語は、特に定義されている場合を除き、当業者に一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書で説明するものと類似あるいは同等の任意の装置、材料および方法を用いて本発明の実施または試験を行うことができるが、ここでは好適な装置、材料、方法について説明する。本発明で言及する全ての刊行物は、刊行物中で報告されていて且つ本発明の種々の実施態様に関係して用い得る、細胞株、プロトコル、試薬およびベクターについて説明および開示する目的で引用しているものである。本明細書のいかなる開示内容も、本発明が先行技術の効力によってこのような開示に対して先行する権利を与えられていないことを認めるものではない。 All technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Although any devices, materials, and methods similar or equivalent to those described herein can be used to practice or test the present invention, suitable devices, materials, and methods are now described. All publications referred to in this invention are cited for purposes of describing and disclosing cell lines, protocols, reagents and vectors that are reported in the publications and may be used in connection with various embodiments of the invention. It is what you are doing. No disclosure in this specification is an admission that the invention is not entitled to antedate such disclosure by virtue of prior art.
(定義)
「DME」は、天然、合成、半合成或いは組換え体などの、全ての種(特にウシ、ヒツジ、ブタ、ネズミ、ウマ及びヒトを含む哺乳動物)から得られる実質的に精製されたDMEのアミノ酸配列を指す。
(Definition)
“DME” refers to substantially purified DME obtained from all species (particularly mammals including cattle, sheep, pigs, mice, horses and humans), such as natural, synthetic, semi-synthetic or recombinant. Refers to the amino acid sequence.
用語「アゴニスト」は、DMEの生物学的活性を強める、或いは模倣する分子を指す。アゴニストとしては、DMEと直接相互作用して、或いはDMEが関与する生物学的経路の各成分に作用してDMEの活性を調節する、タンパク質、核酸、糖質、小分子、任意の他の化合物や組成物を含み得る。 The term “agonist” refers to a molecule that enhances or mimics the biological activity of DME. Agonists include proteins, nucleic acids, carbohydrates, small molecules, and any other compound that regulates DME activity by interacting directly with DME or acting on components of biological pathways involving DME. Or a composition.
用語「対立遺伝子変異体」は、DMEをコードする別の形の遺伝子を指す。対立遺伝子変異体群は、核酸配列における少なくとも1つの突然変異から生じ得る。また、変容したmRNA群を生じ得る。また、この変異体が生じ得るポリペプチドの構造または機能は、変容することもしないこともある。或る遺伝子は、その天然型の対立遺伝子変異体を全く持たない場合もあり、1個以上持つこともある。対立遺伝子変異体を生じさせる通常の突然変異性変化は一般に、ヌクレオチドの自然な欠失、付加または置換による。これら各種の変化は、単独であるいは他の変化と共に、或る配列内で1回以上、生じ得る。 The term “allelic variant” refers to another form of the gene encoding DME. A group of allelic variants can result from at least one mutation in the nucleic acid sequence. In addition, transformed mRNA groups can be generated. In addition, the structure or function of the polypeptide from which this variant may occur may or may not be altered. A gene may not have any naturally occurring allelic variants or may have more than one. The usual mutational changes that give rise to allelic variants are generally due to natural deletions, additions or substitutions of nucleotides. These various changes can occur one or more times within a sequence, either alone or together with other changes.
DMEをコードする「変容した/改変された」核酸配列としては、様々なヌクレオチドの欠失、挿入、或いは置換がありながら、DMEと同じポリペプチド、或いはDMEの機能特性の少なくとも1つを備えるポリペプチドをもたらす配列もある。この定義には、DMEをコードするポリヌクレオチドにとり正常な染色体の遺伝子座ではない位置での、対立遺伝子変異体群への不適当或いは予期しないハイブリダイゼーションを含み、また、DMEをコードするポリヌクレオチドの或る特定オリゴヌクレオチドプローブを用いて容易に検出可能な或いは検出困難な多型性を含む。コードされるタンパク質も「変容する/改変される」ことがあり、また、サイレント変化を生じて機能的には等価なDMEとなるような、アミノ酸残基の欠失、挿入、或いは置換を持ち得る。意図的なアミノ酸置換は、生物学的或いは免疫学的にDMEの活性が保持される範囲で、残基の、極性、電荷、溶解度、疎水性、親水性、及び/または両親媒性、についての1つ以上の類似性に基づいて成され得る。例えば、負に帯電したアミノ酸にはアスパラギン酸およびグルタミン酸があり、正に帯電したアミノ酸にはリジンおよびアルギニンがある。親水性値が近似した非荷電極性側鎖を持つアミノ酸としては、アスパラギンとグルタミン、およびセリンとトレオニンを含みうる。親水性値が近似した非荷電側鎖を持つアミノ酸としては、ロイシンとイソロイシンとバリン、グリシンとアラニン、およびフェニルアラニンとチロシンを含みうる。 A “transformed / modified” nucleic acid sequence encoding DME includes a polypeptide having at least one of the same polypeptides or functional characteristics of DME, with various nucleotide deletions, insertions or substitutions. Some sequences lead to peptides. This definition includes improper or unexpected hybridization to a group of allelic variants at a position that is not a normal chromosomal locus for a polynucleotide encoding DME, and also includes a polynucleotide encoding DME. It includes polymorphisms that are easily detectable or difficult to detect using certain oligonucleotide probes. The encoded protein can also be “transformed / modified” and can have deletions, insertions, or substitutions of amino acid residues that result in a silent change resulting in a functionally equivalent DME. . Intentional amino acid substitutions are in terms of the polarity, charge, solubility, hydrophobicity, hydrophilicity, and / or amphipathicity of residues to the extent that DME activity is preserved biologically or immunologically. It can be made based on one or more similarities. For example, negatively charged amino acids include aspartic acid and glutamic acid, and positively charged amino acids include lysine and arginine. Amino acids having uncharged polar side chains with similar hydrophilicity values can include asparagine and glutamine, and serine and threonine. Amino acids having uncharged side chains with similar hydrophilicity values may include leucine, isoleucine and valine, glycine and alanine, and phenylalanine and tyrosine.
用語「アミノ酸」および「アミノ酸配列」は、オリゴペプチド、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質配列、あるいはそれらのいずれかの断片を指し、天然分子または合成分子を指す。「アミノ酸配列」が或る天然タンパク質分子の配列を指す場合、「アミノ酸配列」および類似の用語は、記載したそのタンパク質分子に関連する完全で元のままのアミノ酸配列に限定するものではない。 The terms “amino acid” and “amino acid sequence” refer to oligopeptides, peptides, polypeptides, protein sequences, or fragments of any thereof, and refer to natural or synthetic molecules. When an “amino acid sequence” refers to the sequence of a natural protein molecule, the “amino acid sequence” and similar terms are not limited to the complete and intact amino acid sequence associated with that protein molecule described.
「増幅」は、或る核酸の付加的複製物を作製する行為に関する。増幅には、当業者に公知の、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術または他の核酸増幅技術を用いる。 “Amplification” refers to the act of creating additional replicas of a nucleic acid. Amplification uses polymerase chain reaction (PCR) techniques or other nucleic acid amplification techniques known to those skilled in the art.
用語「アンタゴニスト」は、DMEの生物学的活性を阻害或いは減弱する分子を指す。アンタゴニストとしては、DMEと直接相互作用すること、あるいはDMEが関与する生物学的経路の各成分に作用することによってDMEの活性をモジュレートする、抗体などタンパク質、anticalin、核酸、糖質、小分子、または任意の他の化合物や組成物があり得る。 The term “antagonist” refers to a molecule that inhibits or attenuates the biological activity of DME. Antagonists include antibodies, proteins, such as antibodies, nucleic acids, carbohydrates, and small molecules that directly interact with DME or modulate DME activity by acting on components of biological pathways involving DME. Or any other compound or composition.
用語「抗体」は、エピトープの決定基と結合できる、無傷の免疫グロブリン分子やそれらの断片例えばFab、F(ab')2、およびFv断片を指す。DMEポリペプチドと結合する抗体は、免疫抗原として、無傷ポリペプチド群を用い、または当該の小ペプチド群を持つ断片群を用いて作製可能である。マウス、ラット、ウサギなどの動物を免疫化するために用いるポリペプチドまたはオリゴペプチドの由来は、RNAの翻訳の場合や、または化学合成があり得る。また、それらは所望により、キャリアタンパク質に抱合し得る。通常用いられるキャリアであってペプチドと化学結合するキャリアの例は、ウシ血清アルブミン、サイログロブリン、および、スカシガイのヘモシアニン(KLH)などがある。結合したこのペプチドは、前記動物を免疫化するために用いる。 The term “antibody” refers to intact immunoglobulin molecules and fragments thereof, such as Fab, F (ab ′) 2 , and Fv fragments, that are capable of binding epitope determinants. An antibody that binds to a DME polypeptide can be produced using an intact polypeptide group or a fragment group having the small peptide group as an immunizing antigen. The origin of the polypeptide or oligopeptide used to immunize animals such as mice, rats, rabbits may be in the case of RNA translation or chemical synthesis. They can also be conjugated to a carrier protein if desired. Examples of commonly used carriers that chemically bond to peptides include bovine serum albumin, thyroglobulin, and mussel hemocyanin (KLH). This bound peptide is used to immunize the animal.
用語「抗原決定基」は、特定の抗体と接触する、分子の領域(すなわちエピトープ)を指す。タンパク質またはタンパク質断片を用いて宿主動物を免疫化する場合、タンパク質の多数の領域が、抗原決定基(タンパク質の特定の領域または3次元構造)に特異結合する抗体の産生を誘発し得る。或る抗原決定基は、或る抗体への結合について、無傷抗原(すなわち免疫応答を引き出すために用いられる免疫原)と競合し得る。 The term “antigenic determinant” refers to a region of a molecule (ie, an epitope) that makes contact with a particular antibody. When immunizing a host animal with a protein or protein fragment, multiple regions of the protein can induce the production of antibodies that specifically bind to an antigenic determinant (a specific region or three-dimensional structure of the protein). Certain antigenic determinants can compete with an intact antigen (ie, an immunogen used to elicit an immune response) for binding to certain antibodies.
用語「アプタマー(aptamer)」は、核酸またはオリゴヌクレオチド分子であって、特定の分子ターゲットに結合する分子を指す。アプタマーはin vitroでの進化プロセスに由来する(例えば、SELEX(Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichmentの略、試験管内選択法)、米国特許第5,270,163号に記述)。これは、大規模な組合せライブラリ群から標的特異的アプタマー配列を選択するプロセスである。アプタマー組成は二本鎖または一本鎖であり、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、ヌクレオチド誘導体または他のヌクレオチド様分子を含み得る。アプタマーの各ヌクレオチド成分は修飾された糖基を持つことがあり(例えば、リボヌクレオチドの2'-OH基は2'-Fまたは2'-NH2によって置換され得る)、これは、ヌクレアーゼへの抵抗性または血中でのより長い寿命など、所望の特性を向上し得る。アプタマーを他の分子(例えば高分子量キャリア)と抱合させることにより、循環系からのこのアプタマーのクリアランスを遅らせ得る。アプタマー類は、例えば或る架橋剤の光活性化によって、それらの同種リガンド群と特異的に架橋させ得る(Brody, E.N.およびL. Gold (2000) J. Biotechnol. 74:5-13)。 The term “aptamer” refers to a nucleic acid or oligonucleotide molecule that binds to a specific molecular target. Aptamers are derived from in vitro evolution processes (eg, SELEX (abbreviation of Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichment), described in US Pat. No. 5,270,163). This is a process of selecting target-specific aptamer sequences from a large group of combinatorial libraries. Aptamer compositions are double-stranded or single-stranded and may include deoxyribonucleotides, ribonucleotides, nucleotide derivatives, or other nucleotide-like molecules. Each nucleotide component of the aptamer may have a modified sugar group (eg, the 2′-OH group of a ribonucleotide can be replaced by 2′-F or 2′-NH 2 ), which Desired properties such as resistance or longer life in blood can be improved. By conjugating the aptamer with another molecule (eg, a high molecular weight carrier), clearance of the aptamer from the circulatory system can be delayed. Aptamers can be specifically cross-linked with their homologous ligands, for example by photoactivation of certain cross-linking agents (Brody, EN and L. Gold (2000) J. Biotechnol. 74: 5-13).
用語「イントラマー(intramer)」は、in vivoで発現されるアプタマーを指す。例えば、ワクシニアウイルスに基づく或るRNA発現系を用いて、白血球の細胞質内で特定のRNAアプタマー類が高レベルに発現されている(Blind, M.他(1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96:3606-3610)。 The term “intramer” refers to an aptamer expressed in vivo . For example, certain RNA aptamers are expressed at high levels in the cytoplasm of leukocytes using an RNA expression system based on vaccinia virus (Blind, M. et al. (1999) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 3606-3610).
用語「スピーゲルマー(spiegelmer)」は、アプタマーの内、L-DNA、L-RNAなど左旋性ヌクレオチド誘導体または左旋性ヌクレオチド様分子などを指す。左旋性ヌクレオチド群を持つアプタマー類は、右旋性ヌクレオチド群を持つ基質に通常は作用する、天然酵素類による分解に耐性がある。 The term “spiegelmer” refers to aptamers such as left-handed nucleotide derivatives such as L-DNA and L-RNA or left-handed nucleotide-like molecules. Aptamers with levorotatory nucleotides are resistant to degradation by natural enzymes that normally act on substrates with dextrorotatory nucleotides.
用語「アンチセンス」は、或る特定核酸配列を持つ或るポリヌクレオチドの「センス」(コーディング)鎖との塩基対を形成し得る任意の組成物を指す。アンチセンス組成物としては、DNAや、RNAや、ペプチド核酸(PNA)や、修飾されたバックボーン連結たとえばホスホロチオ酸、メチルホスホン酸またはベンジルホスホン酸などを有するオリゴヌクレオチドや、修飾された糖基たとえば2'-メトキシエチル糖または2'-メトキシエトキシ糖などを有するオリゴヌクレオチドや、あるいは修飾された塩基たとえば5-メチルシトシン、2-デオキシウラシルまたは7-デアザ-2'-デオキシグアノシンなどを有するオリゴヌクレオチドがあり得る。アンチセンス分子は、化学合成または転写など、任意の方法で製造することができる。相補的アンチセンス分子は、細胞に導入されると、細胞が産生した天然核酸配列との塩基対を形成し二重鎖を形成して転写または翻訳を妨害する。「負」または「マイナス」という表現は或る参考DNA分子のアンチセンス鎖を指すことがあり、「正」または「プラス」という表現は或る参考DNA分子のセンス鎖を意味し得る。 The term “antisense” refers to any composition capable of forming base pairs with the “sense” (coding) strand of a polynucleotide having a specific nucleic acid sequence. Antisense compositions include DNA, RNA, peptide nucleic acids (PNA), modified backbone linkages such as phosphorothioic acid, methylphosphonic acid or benzylphosphonic acid, modified sugar groups such as 2 ' There are oligonucleotides with -methoxyethyl sugar or 2'-methoxyethoxy sugar, or oligonucleotides with modified bases such as 5-methylcytosine, 2-deoxyuracil or 7-deaza-2'-deoxyguanosine obtain. Antisense molecules can be produced by any method, such as chemical synthesis or transcription. When introduced into a cell, a complementary antisense molecule forms a base pair with the natural nucleic acid sequence produced by the cell to form a duplex that interferes with transcription or translation. The expression “negative” or “minus” may refer to the antisense strand of a reference DNA molecule, and the expression “positive” or “plus” may refer to the sense strand of a reference DNA molecule.
用語「生物学的に活性」は、或る天然分子の構造的、調節的、あるいは生化学的な機能を有するタンパク質を指す。同様に、用語「免疫学的に活性」または「免疫原性」は、天然或いは組換え体のDME、合成のDMEまたはそれらの任意のオリゴペプチドが、適当な動物或いは細胞の特定の免疫応答を誘発して特定の抗体と結合する能力を指す。 The term “biologically active” refers to a protein having the structural, regulatory, or biochemical functions of a natural molecule. Similarly, the term “immunologically active” or “immunogenic” means that natural or recombinant DME, synthetic DME or any oligopeptide thereof is capable of producing a specific immune response in an appropriate animal or cell. Refers to the ability to induce and bind to a specific antibody.
「相補」は、塩基対合によってアニールする2つの一本鎖核酸配列間の関係を指す。例えば、「5'-AGT-3'」は、その相補配列「3'-TCA-5'」との対を形成する。 “Complementary” refers to the relationship between two single-stranded nucleic acid sequences that anneal by base pairing. For example, “5′-AGT-3 ′” forms a pair with its complementary sequence “3′-TCA-5 ′”.
「〜のポリヌクレオチドを含む(持つ)組成物」または「〜のポリペプチドを含む(持つ)組成物」は、指定のポリヌクレオチド若しくはポリペプチドを持つ、任意の組成物を指す。この組成物には、乾燥製剤または水溶液が含まれ得る。DMEをコード、若しくはDMEの断片群をコードするポリヌクレオチド群を有する組成物類は、ハイブリダイゼーションプローブとして使用され得る。これらプローブは、凍結乾燥形態で貯蔵でき、また、糖質などの安定化剤と結合させ得る。ハイブリダイゼーションにおいては、塩(例えばNaCl)、界面活性剤(例えばドデシル硫酸ナトリウム;SDS)および他の成分(例えばデンハート液、粉乳、サケ精子DNAなど)を有する水溶液中に、プローブを分散させ得る。 A “composition comprising (having) a polynucleotide of” or “a composition comprising (having) a polypeptide of” refers to any composition having the designated polynucleotide or polypeptide. The composition can include a dry formulation or an aqueous solution. Compositions having a group of polynucleotides encoding DME or a group of fragments of DME can be used as hybridization probes. These probes can be stored in lyophilized form and can be conjugated with stabilizers such as carbohydrates. In hybridization, the probe can be dispersed in an aqueous solution having a salt (eg, NaCl), a surfactant (eg, sodium dodecyl sulfate; SDS) and other components (eg, Denhart's solution, milk powder, salmon sperm DNA, etc.).
「コンセンサス配列」は、不要な塩基を除くためにDNA配列解析を繰り返し行い、XL-PCRキット(Applied Biosystems, Foster City CA)を用いて5'および/または3'の方向に伸長され、再度シークエンシングされた核酸配列、またはGELVIEW フラグメント結合システム(GCG, Madison, WI)またはPhrap(University of Washington, Seattle WA)などのフラグメント結合用コンピュータプログラムを用い1つ以上のオーバーラップするcDNAやESTまたはゲノムDNA断片からアセンブリされた核酸配列を指す。伸長とアセンブリの両方によりコンセンサス配列を産生する配列もある。 The “consensus sequence” is subjected to repeated DNA sequence analysis to remove unnecessary bases, extended in the 5 ′ and / or 3 ′ direction using an XL-PCR kit (Applied Biosystems, Foster City CA), and sequenced again. One or more overlapping cDNAs or ESTs or genomic DNA using a synthesized nucleic acid sequence or a fragment binding computer program such as GELVIEW fragment binding system (GCG, Madison, WI) or Phrap (University of Washington, Seattle WA) Refers to a nucleic acid sequence assembled from fragments. Some sequences produce consensus sequences by both extension and assembly.
「保存的なアミノ酸置換」は、置換がなされた時に元のタンパク質の特性を殆ど損なわないと予測されるような置換、即ちタンパク質の構造と特に機能が保存され、そのような置換による大きな変化がない置換を指す。下表は、タンパク質中で元のアミノ酸と置換可能で、保存的アミノ酸置換と認められるアミノ酸を示している。
A “conservative amino acid substitution” is a substitution that is predicted to cause little loss of the properties of the original protein when the substitution is made, that is, the structure and particularly the function of the protein are preserved, and such substitution greatly changes. Refers to no replacement. The table below shows the amino acids that can be substituted for the original amino acids in the protein and are recognized as conservative amino acid substitutions.
保存的なアミノ酸置換では通常、(a)置換領域におけるポリペプチドのバックボーン構造、例えばβシートやα螺旋構造、(b)置換部位における分子の電荷または疎水性、および/または(c)側鎖の大部分、を保持する。 Conservative amino acid substitutions usually include (a) the backbone structure of the polypeptide in the substitution region, eg, a β-sheet or α-helical structure, (b) the molecular charge or hydrophobicity at the substitution site, and / or (c) the side chain. Hold the most.
「欠失」は、1個以上のアミノ酸残基が欠如するアミノ酸配列内の変化、あるいは1個以上のヌクレオチドが欠如するヌクレオチド配列内の変化を指す。 “Deletion” refers to a change in an amino acid sequence that lacks one or more amino acid residues, or a change in a nucleotide sequence that lacks one or more nucleotides.
用語「誘導体」は、化学修飾されたポリヌクレオチドまたはポリペプチドを指す。例えば、アルキル基、アシル基、ヒドロキシル基またはアミノ基による水素の置換は、ポリヌクレオチドの化学修飾に含まれ得る。ポリヌクレオチド誘導体は、天然分子の生物学的または免疫学的機能を少なくとも1つは保持しているポリペプチドをコードする。ポリペプチド誘導体は、次のようなプロセスによって修飾されたポリペプチドである。すなわち、グリコシル化、ポリエチレングリコール化(pegylation)、あるいは任意の同様なプロセスであって、誘導元のポリペプチドの少なくとも1つの生物学的若しくは免疫学的機能を保持するプロセスである。 The term “derivative” refers to a chemically modified polynucleotide or polypeptide. For example, replacement of hydrogen with an alkyl group, acyl group, hydroxyl group or amino group can be included in chemical modification of the polynucleotide. A polynucleotide derivative encodes a polypeptide that retains at least one biological or immunological function of the natural molecule. A polypeptide derivative is a polypeptide that has been modified by the following process. That is, glycosylation, polyethylene glycolation, or any similar process that retains at least one biological or immunological function of the originating polypeptide.
「検出可能な標識」は、測定可能な信号を発生し得る、ポリヌクレオチドやポリペプチドに共有結合あるいは非共有結合するレポーター分子や酵素を指す。 “Detectable label” refers to a reporter molecule or enzyme that is covalently or non-covalently bound to a polynucleotide or polypeptide capable of generating a measurable signal.
「差次的発現」は、少なくとも2例のサンプルを比較して判定する、増加(上方制御)、あるいは減少(下方制御)、または欠損した、遺伝子またはタンパク質の発現を指す。このような比較は例えば、処理済サンプルと不処理サンプル、または病態サンプルと健常サンプルとの間で行われ得る。 “Differential expression” refers to expression of a gene or protein that is increased (upregulated), decreased (downregulated), or deleted, as determined by comparing at least two samples. Such a comparison can be made, for example, between a treated sample and an untreated sample, or a pathological sample and a healthy sample.
「エキソンシャッフリング」は、異なるコード領域(エキソン)群の組換えを意味する。或るエキソンは、コードするタンパク質の1つの構造的または機能的ドメインを代表し得るため、安定したサブストラクチャー群の新たな組合せによって新規のタンパク質群をアセンブリすることが可能であり、新たなタンパク質機能の進化を促進できる。 “Exon shuffling” refers to the recombination of different coding region (exon) groups. An exon can represent one structural or functional domain of the encoded protein, so it is possible to assemble a new protein group with a new combination of stable substructure groups, and a new protein function Can promote the evolution of
用語「断片」は、DMEまたはDMEをコードするポリヌクレオチドの、固有の部分であって、その親配列(parent sequence)と配列は同一でありうるが親配列より長さが短いものを指す。或る断片は、定義された配列の全長から1ヌクレオチド/アミノ酸残基を差し引いた長さよりも短い長さを有し得る。例えば或る断片は、約5〜約1000の連続したヌクレオチドまたはアミノ酸残基を有し得る。プローブ、プライマー、抗原、治療用分子として、或いはその他の目的のために用いられる断片は、少なくとも5、10、15、16、20、25、30、40、50、60、75、100、150、250若しくは500の、連続したヌクレオチド或いはアミノ酸残基の長さであり得る。断片は、或る分子の特定領域から優先的に選択し得る。例えば、或るポリペプチド断片は、定義された或る配列内に見られるような或るポリペプチドの最初の250または500アミノ酸(または最初の25%または50%)から選択した、或る長さの連続したアミノ酸を持ち得る。これらの長さは明らかに例として挙げているものであり、本発明の実施態様では、配列表、表および図面を含む本明細書が支持する任意の長さであり得る。 The term “fragment” refers to a unique portion of DME or a polynucleotide encoding DME that may be identical in sequence to the parent sequence but shorter in length than the parent sequence. A fragment may have a length that is less than the total length of the defined sequence minus one nucleotide / amino acid residue. For example, a fragment can have from about 5 to about 1000 contiguous nucleotide or amino acid residues. Fragments used as probes, primers, antigens, therapeutic molecules or for other purposes are at least 5, 10, 15, 16, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 150, It can be 250 or 500 contiguous nucleotides or amino acid residues long. Fragments can be preferentially selected from specific regions of a molecule. For example, a polypeptide fragment is a length selected from the first 250 or 500 amino acids (or the first 25% or 50%) of a polypeptide as found within a defined sequence. Can have a continuous amino acid. These lengths are clearly given by way of example, and in embodiments of the present invention may be any length supported by this specification including the sequence listing, tables and drawings.
SEQ ID NO:14-26の断片は、例えば、この断片を得たゲノム内の他の配列とは異なる、SEQ ID NO:14-26を特異的に同定する固有のポリヌクレオチド配列の領域を持ちうる。SEQ ID NO:14-26の或る断片を本発明の方法の1つ以上の実施態様、例えばハイブリダイゼーションおよび増幅技術に、またはSEQ ID NO:14-26を関連ポリヌクレオチドから区別する類似の方法に用い得る。SEQ ID NO:14-26の或る断片の正確な長さは、また、その断片が対応するSEQ ID NO:14-26の領域は、その断片に意図した目的に基づき当業者が慣例的に決定し得る。 A fragment of SEQ ID NO: 14-26 has a region of unique polynucleotide sequence that specifically identifies SEQ ID NO: 14-26, for example, different from other sequences in the genome from which the fragment was obtained. sell. Similar methods of distinguishing certain fragments of SEQ ID NO: 14-26 from one or more embodiments of the methods of the invention, eg, hybridization and amplification techniques, or SEQ ID NO: 14-26 from related polynucleotides Can be used. The exact length of a fragment of SEQ ID NO: 14-26 and the region of SEQ ID NO: 14-26 to which the fragment corresponds is routinely determined by those skilled in the art based on the purpose intended for the fragment. Can be determined.
SEQ ID NO:1-13の或る断片は、SEQ ID NO:14-26の或る断片によってコードされる。SEQ ID NO:1-13の或る断片は、SEQ ID NO:1-13を特異的に同定する固有のアミノ酸配列の領域を持ち得る。例えばSEQ ID NO:1-13の或る断片を、SEQ ID NO:1-13を特異的に認識する抗体の開発における免疫原性ペプチドとして用い得る。SEQ ID NO:1-13の或る断片の正確な長さは、また、この断片に対応するSEQ ID NO:1-13の領域は、その断片に意図する目的に基づき、本明細書に記載する、または当分野で既知の1つ以上の分析法で判定し得る。 Certain fragments of SEQ ID NO: 1-13 are encoded by certain fragments of SEQ ID NO: 14-26. Certain fragments of SEQ ID NO: 1-13 may have unique amino acid sequence regions that specifically identify SEQ ID NO: 1-13. For example, a fragment of SEQ ID NO: 1-13 can be used as an immunogenic peptide in the development of an antibody that specifically recognizes SEQ ID NO: 1-13. The exact length of a fragment of SEQ ID NO: 1-13 and the region of SEQ ID NO: 1-13 corresponding to this fragment is described herein based on the intended purpose of the fragment. Or may be determined by one or more analytical methods known in the art.
「完全長」ポリヌクレオチドとは、少なくとも1つの翻訳開始コドン(例えばメチオニン)と、それに続く1オープンリーディングフレームおよび翻訳終止コドンを有する配列である。或る「完全長」ポリヌクレオチド配列は、或る「完全長」ポリペプチド配列をコードする。 A “full length” polynucleotide is a sequence having at least one translation start codon (eg, methionine) followed by an open reading frame and a translation stop codon. A “full length” polynucleotide sequence encodes a “full length” polypeptide sequence.
「相同性」の語は、2つ以上のポリヌクレオチド配列または2つ以上のポリペプチド配列の、配列類似性、互換性、または配列同一性を意味する。 The term “homology” means sequence similarity, interchangeability, or sequence identity between two or more polynucleotide sequences or two or more polypeptide sequences.
ポリヌクレオチド配列に適用される「一致率」および「〜%同一」の語は、標準化されたアルゴリズムを用いてアラインメントされた、2つ以上のポリヌクレオチド配列間で一致する残基の割合を意味する。標準化アルゴリズムは、2配列間のアラインメントを最適化するため、標準化された再現性のある方法で比較対象の2配列内にギャップ群を挿入し得るので、2つの配列をより有意に比較できる。 The terms “percent match” and “˜% identical” as applied to a polynucleotide sequence refer to the percentage of residues that match between two or more polynucleotide sequences aligned using a standardized algorithm. . Since the standardization algorithm optimizes the alignment between the two sequences, a gap group can be inserted into the two sequences to be compared in a standardized and reproducible manner, so that the two sequences can be compared more significantly.
ポリヌクレオチド配列間の一致率(同一性)を判定するには、当分野で既知の、または本明細書に記載の、1つ以上のコンピュータアルゴリズムまたはプログラムを用い得る。例えば一致率を判定するには、MEGALIGN version 3.12e配列アラインメントプログラムに組込まれているようなCLUSTAL Vアルゴリズムの、デフォルトのパラメータ群を用い得る。このプログラムは、LASERGENEソフトウェアパッケージ(一組の分子生物学的分析プログラム)(DNASTAR, Madison WI)の一部である。CLUSTAL Vは、Higgins, D.G.およびP.M. Sharp (1989; CABIOS 5:151-153)、並びにHiggins, D.G. 他(1992; CABIOS 8:189-191)に記載がある。ポリヌクレオチド配列をペアワイズアラインメントする際のデフォルトパラメータは、Ktuple=2、gap penalty=5、window=4、「diagonals saved」=4と設定される。「weighted」残基重み付け表がデフォルトで選択される。CLUSTAL Vは、アラインメントされたポリヌクレオチド配列対間の「percent similarity(類似率)」として一致率を報告する。 To determine percent identity (identity) between polynucleotide sequences, one or more computer algorithms or programs known in the art or described herein may be used. For example, to determine the match rate, the default parameters of the CLUSTAL V algorithm as incorporated in the MEGALIGN version 3.12e sequence alignment program can be used. This program is part of the LASERGENE software package (a set of molecular biological analysis programs) (DNASTAR, Madison WI). CLUSTAL V is described in Higgins, D.G. and P.M. Sharp (1989; CABIOS 5: 151-153) and Higgins, D.G. et al. (1992; CABIOS 8: 189-191). The default parameters for pairwise alignment of polynucleotide sequences are set as Ktuple = 2, gap penalty = 5, window = 4, “diagonals saved” = 4. A “weighted” residue weight table is selected by default. CLUSTAL V reports the percent identity as a “percent similarity” between aligned polynucleotide sequence pairs.
あるいは、米国国立バイオテクノロジー情報センター(NCBI)のBasic Local Alignment Search Tool(BLAST)が、一般的に用いられ、且つ、無料で利用可能な用い得る配列比較アルゴリズム一式を提供している(Altschul, S.F. 他(1990)J. Mol. Biol. 215:403-410)。BLASTアルゴリズムは、幾つかの情報源から入手可能であり、メリーランド州ベセスダにあるNCBIおよびインターネット(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)からも入手可能である。BLASTソフトウェア一式には様々な配列分析プログラムが含まれており、既知のポリヌクレオチド配列を種々のデータベースから得た別のポリヌクレオチド配列とアラインメントする「blastn」もその1つである。「BLAST 2 Sequences」と呼ばれるツールも入手可能であり、これは2つのヌクレオチド配列を直接のペアワイズで比較するために用いられる。「BLAST 2 Sequences」は、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/bl2.htmlにアクセスして、対話形式で利用できる。「BLAST 2 Sequences」ツールは、blastn および blastp(以下に記載)の両方に用い得る。BLASTプログラムは、一般的には、ギャップ(gap)などのパラメータをデフォルト設定にセットして用いる。例えば、2つのヌクレオチド配列を比較するには、デフォルトパラメータに設定した「BLAST 2 Sequences」ツールVersion 2.0.12(2000年4月21日)を用いてblastnを実行し得る。デフォルトパラメータの設定例を以下に示す。 Alternatively, the National Local Center for Biotechnology Information (NCBI) Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) provides a set of commonly used and freely available sequence comparison algorithms (Altschul, SF (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-410). The BLAST algorithm is available from several sources and is also available from NCBI and the Internet (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/) in Bethesda, Maryland. The BLAST software suite includes a variety of sequence analysis programs, one of which is “blastn” that aligns a known polynucleotide sequence with another polynucleotide sequence obtained from various databases. A tool called “BLAST 2 Sequences” is also available, which is used to directly compare two nucleotide sequences. “BLAST 2 Sequences” can be used interactively by accessing http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf/bl2.html. The “BLAST 2 Sequences” tool can be used for both blastn and blastp (described below). The BLAST program generally uses parameters such as gaps set to default settings. For example, to compare two nucleotide sequences, blastn can be performed using the “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.12 (April 21, 2000) set to default parameters. An example of setting default parameters is shown below.
Matrix: BLOSUM62
Reward for match: 1
Penalty for mismatch: -2
Open Gap: 5 and Extension Gap: 2 penalties
Gap x drop-off: 50
Expect: 10
Word Size: 11
Filter: on
Matrix: BLOSUM62
Reward for match: 1
Penalty for mismatch: -2
Open Gap: 5 and Extension Gap: 2 penalties
Gap x drop-off: 50
Expect: 10
Word Size: 11
Filter: on
一致率は、ある定義された配列の全長(例えば特定のSEQ IDナンバーで定義された配列)について測定し得る。あるいは、より短い長さ、例えば、定義された、より大きな配列から得た断片(例えば少なくとも20、30、40、50、70、100または少なくとも200の連続したヌクレオチドの断片)の長さの一致率も測定し得る。ここに挙げた長さは単なる例示的なものに過ぎず、表、図および配列リストを含めた本明細書に記載された配列が支持する任意の断片長を用いて、一致率を測定し得る或る長さを説明し得ることを理解されたい。 The percent identity can be measured for the full length of a defined sequence (eg, a sequence defined with a particular SEQ ID number). Alternatively, the percentage match of shorter lengths, eg, lengths of defined, larger fragments (eg, fragments of at least 20, 30, 40, 50, 70, 100 or at least 200 consecutive nucleotides) Can also be measured. The lengths listed here are merely exemplary, and the percent identity can be measured using any fragment length supported by the sequences described herein, including tables, figures, and sequence listings. It should be understood that a certain length can be described.
高度の同一性を示さない核酸配列が、それにもかかわらず遺伝子コードの縮重が原因で、類似のアミノ酸配列をコードする場合がある。この縮重を利用して核酸配列内で変化を生じさせて、全ての核酸配列が実質上同一のタンパク質をコードするような多数の核酸配列を生成し得ることを理解されたい。 Nucleic acid sequences that do not show a high degree of identity may nevertheless encode similar amino acid sequences due to the degeneracy of the genetic code. It should be understood that this degeneracy can be used to cause changes in a nucleic acid sequence to produce a large number of nucleic acid sequences in which all nucleic acid sequences encode substantially the same protein.
ポリペプチド配列に用いられる用語「一致率」または「〜%同一」とは、標準化されたアルゴリズムを用いてアラインメントされる2つ以上のポリペプチド配列間の一致する残基の百分率のことである。ポリペプチド配列アラインメントの方法は公知である。保存的アミノ酸置換を考慮するアラインメント方法もある。既に詳述したこのような保存的置換は通常、置換部位の電荷および疎水性を保存するので、ポリペプチドの構造を(したがって機能も)保存する。 The term “percent match” or “˜% identity” as used for a polypeptide sequence refers to the percentage of matching residues between two or more polypeptide sequences that are aligned using a standardized algorithm. Methods for polypeptide sequence alignment are known. Some alignment methods take into account conservative amino acid substitutions. Such conservative substitutions as detailed above usually conserve the structure of the polypeptide (and therefore also the function) since it preserves the charge and hydrophobicity of the substitution site.
ポリペプチド配列間の一致率は、MEGALIGN version 3.12e配列アラインメントプログラムに組込まれているようなCLUSTAL Vアルゴリズムのデフォルトのパラメータ群を用いて判定できる(参照先と共に上述)。CLUSTAL Vを用いて、ポリペプチド配列をペアワイズアラインメントする際のデフォルトパラメータは、Ktuple=1、gap penalty=3、window=5、「diagonals saved」=5と設定される。PAM250マトリクスが、デフォルトの残基重み付け表として選択される。ポリヌクレオチドのアラインメントと同様に、アラインメントされたポリペプチド配列の対の一致率は、CLUSTAL Vによって「percent similarity(類似性パーセント)」として報告される。 The percent identity between polypeptide sequences can be determined using the default parameters of the CLUSTAL V algorithm as incorporated into the MEGALIGN version 3.12e sequence alignment program (described above with reference). The default parameters for pairwise alignment of polypeptide sequences using CLUSTAL V are set as Ktuple = 1, gap penalty = 3, window = 5, “diagonals saved” = 5. The PAM250 matrix is selected as the default residue weight table. As with polynucleotide alignment, the percent identity of aligned polypeptide sequence pairs is reported by CLUSTAL V as “percent similarity”.
あるいは、NCBI BLASTソフトウェア一式を用い得る。例えば、2つのポリペプチド配列をペアワイズで比較する場合、「BLAST 2 Sequences」ツールVersion 2.0.12(2000年4月21日)のblastpをデフォルトパラメータに設定して用い得る。デフォルトパラメータの設定例を以下に示す。 Alternatively, the NCBI BLAST software suite can be used. For example, when comparing two polypeptide sequences pairwise, blastp of the “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.12 (April 21, 2000) can be used with default parameters set. An example of setting default parameters is shown below.
Matrix: BLOSUM62
Open Gap: 11 and Extension Gap: 1 penalties
Gap x drop-off: 50
Expect: 10
Word Size: 3
Filter: on
Matrix: BLOSUM62
Open Gap: 11 and Extension Gap: 1 penalties
Gap x drop-off: 50
Expect: 10
Word Size: 3
Filter: on
一致率は、ある定義されたポリペプチド配列の全長(例えば特定のSEQ IDナンバーで定義された配列)について測定し得る。あるいは、より短い長さ、例えば、定義された、より大きなポリペプチド配列から得た断片(例えば少なくとも15、20、30、40、50、70、または少なくとも150の連続した残基の断片)の長さの一致率も測定し得る。ここに挙げた長さは単なる例示的なものに過ぎず、表、図および配列リストを含めた本明細書に記載された配列が支持する任意の断片長を用いて、一致率を測定し得る或る長さを説明し得ることを理解されたい。 The percent identity can be measured for the full length of a defined polypeptide sequence (eg, the sequence defined by a particular SEQ ID number). Alternatively, a shorter length, eg, the length of a fragment derived from a defined larger polypeptide sequence (eg, a fragment of at least 15, 20, 30, 40, 50, 70, or at least 150 consecutive residues). The coincidence rate can also be measured. The lengths listed here are merely exemplary, and the percent identity can be measured using any fragment length supported by the sequences described herein, including tables, figures, and sequence listings. It should be understood that a certain length can be described.
「ヒト人工染色体(HAC)」は直鎖状の微小染色体であり、約6kb 〜10MbのサイズのDNA配列を持ち得る。また、染色体の複製、分離および維持に必要な、全てのエレメントを持つ。 A “human artificial chromosome (HAC)” is a linear microchromosome and can have a DNA sequence of about 6 kb to 10 Mb in size. It has all the elements necessary for chromosome replication, segregation and maintenance.
用語「ヒト化抗体」は、もとの結合能力を保持しつつ、よりヒトの抗体に似せるために、非抗原結合領域のアミノ酸配列を改変した抗体分子を指す。 The term “humanized antibody” refers to an antibody molecule in which the amino acid sequence of the non-antigen binding region has been modified to resemble a more human antibody while retaining its original binding ability.
「ハイブリダイゼーション」とは、所定のハイブリダイゼーション条件下で、或る一本鎖ポリヌクレオチドが或る相補的な一本鎖と塩基対を形成するアニーリングのプロセスである。特異的ハイブリダイゼーションは、2つの核酸配列が高い相補性を共有することの指標である。特異的ハイブリダイゼーション複合体は許容されるアニーリング条件下で形成され、1回以上の「洗浄」ステップ後もハイブリダイズされたままである。洗浄ステップは、ハイブリダイゼーションプロセスのストリンジェンシーを決定する際に特に重要であり、よりストリンジェントな条件では、非特異結合(すなわち完全には一致しない核酸鎖対間の結合)が減少する。核酸配列のアニーリングに関する許容条件は、当業者が慣例的に決定できる。アニール条件はどのハイブリダイゼーション実験でも一定であり得るが、洗浄条件は、所望のストリンジェンシー、したがってハイブリダイゼーション特異性を得るように、実験ごとに変更し得る。許容的アニーリング条件は、例えば、温度が68℃、約6×SSC、約1%(w/v)SDS、並びに約100μg/mlの、せん断して変性したサケ精子DNAの存在下である。 “Hybridization” is the process of annealing in which a single-stranded polynucleotide forms base pairs with a complementary single strand under predetermined hybridization conditions. Specific hybridization is an indication that two nucleic acid sequences share high complementarity. Specific hybridization complexes are formed under acceptable annealing conditions and remain hybridized after one or more “washing” steps. The washing step is particularly important in determining the stringency of the hybridization process, and under more stringent conditions, nonspecific binding (ie, binding between nucleic acid strand pairs that are not perfectly matched) is reduced. Acceptable conditions for annealing nucleic acid sequences can routinely be determined by those skilled in the art. While the annealing conditions can be constant for any hybridization experiment, the wash conditions can be changed from experiment to experiment to obtain the desired stringency and thus hybridization specificity. Permissive annealing conditions are, for example, in the presence of shear denatured salmon sperm DNA at a temperature of 68 ° C., about 6 × SSC, about 1% (w / v) SDS, and about 100 μg / ml.
一般に、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーは或る程度、洗浄ステップを実行する温度を基準にして表すことができる。このような洗浄温度は通常、所定のイオン強度およびpHにおける特定配列の融点(Tm)より約5〜20℃低くなるように選択する。このTmは、所定のイオン強度およびpHの条件下で、完全一致プローブに標的配列の50%がハイブリダイズする温度である。Tmを計算する式および核酸のハイブリダイゼーション条件はよく知られており、Sambrook, J. 他(1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 第2版, 1-3巻, Cold Spring Harbor Press, Plainview NYに記載されており、特に2巻の9章を参照されたい。 In general, the stringency of hybridization can be expressed to some extent relative to the temperature at which the wash step is performed. Such a washing temperature is usually selected to be about 5 to 20 ° C. lower than the melting point (Tm) of the specific sequence at a predetermined ionic strength and pH. This Tm is the temperature at which 50% of the target sequence hybridizes to a perfectly matched probe under conditions of a predetermined ionic strength and pH. The formula for calculating Tm and hybridization conditions for nucleic acids are well known and are described in Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual , 2nd edition, volumes 1-3, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY. See Chapter 9, Volume 2 in particular.
本発明のポリヌクレオチド間の高ストリンジェンシー条件のハイブリダイゼーションには、約0.2×SSCおよび約0.1%のSDSの存在下、68℃で1時間の洗浄条件を含む。あるいは、温度は約65℃、60℃、55℃、または42℃を用い得る。SSC濃度は、約0.1%のSDS存在下で、約0.1〜2×SSCの範囲で変更し得る。通常は、ブロッキング剤を用いて非特異ハイブリダイゼーションを阻止する。このようなブロッキング剤には、例えば、約100〜200μg/mlの、せん断した変性サケ精子DNAがある。特定条件下で、例えばRNAとDNAのハイブリダイゼーションでは、有機溶剤、例えば約35〜50%v/vの濃度のホルムアミドを用いることもできる。洗浄条件の有用なバリエーションは、当業者には自明であろう。ハイブリダイゼーションは、特に高ストリンジェント条件下では、ヌクレオチド間の進化的な類似性を示唆し得る。進化的類似性は、ヌクレオチド群、およびヌクレオチドがコードするポリペプチド群について、或る同様の役割を強く示唆する。 Hybridization under high stringency conditions between polynucleotides of the invention includes wash conditions at 68 ° C. for 1 hour in the presence of about 0.2 × SSC and about 0.1% SDS. Alternatively, the temperature may be about 65 ° C, 60 ° C, 55 ° C, or 42 ° C. The SSC concentration can be varied in the range of about 0.1-2 × SSC in the presence of about 0.1% SDS. Usually, a blocking agent is used to prevent nonspecific hybridization. Such blocking agents include, for example, sheared denatured salmon sperm DNA at about 100-200 μg / ml. For example, in the hybridization of RNA and DNA under specific conditions, an organic solvent such as formamide at a concentration of about 35-50% v / v can also be used. Useful variations of the wash conditions will be apparent to those skilled in the art. Hybridization can indicate evolutionary similarity between nucleotides, particularly under high stringency conditions. Evolutionary similarity strongly suggests a similar role for nucleotide groups and nucleotide-encoded polypeptides.
用語「ハイブリダイゼーション複合体」は、相補的な塩基間の水素結合の形成によって形成された、2つの核酸配列の複合体を指す。ハイブリダイゼーション複合体は、溶解状態で形成し得る(C0tまたはR0t解析など)。あるいは、一方の核酸が溶解状態で存在し、もう一方の核酸が固体支持体(例えば紙、膜、フィルタ、チップ、ピンまたはガラススライド、あるいは他の適切な基板であって細胞若しくはその核酸が固定される基板)に固定されているような2つの核酸間に形成され得る。 The term “hybridization complex” refers to a complex of two nucleic acid sequences formed by the formation of hydrogen bonds between complementary bases. Hybridization complexes can be formed in solution (such as C 0 t or R 0 t analysis). Alternatively, one nucleic acid is present in a dissolved state and the other nucleic acid is a solid support (eg, paper, membrane, filter, chip, pin or glass slide, or other suitable substrate to which the cell or its nucleic acid is immobilized. Formed between two nucleic acids as fixed to the substrate).
用語「挿入」あるいは「付加」は、1個以上のアミノ酸残基あるいはヌクレオチドがそれぞれ追加される、アミノ酸配列あるいはポリヌクレオチド配列における変化を指す。 The term “insertion” or “addition” refers to a change in an amino acid sequence or polynucleotide sequence to which one or more amino acid residues or nucleotides are added, respectively.
「免疫応答」は、炎症、外傷、免疫異常症、伝染性疾患または遺伝性疾患などに関連する症状を指し得る。これらの症状は、細胞および全身の防御系に作用し得る種々の因子、例えばサイトカイン、ケモカイン、その他のシグナル伝達分子の発現によって特徴づけ得る。 "Immune response" can refer to symptoms associated with inflammation, trauma, immune disorders, infectious diseases or genetic diseases and the like. These symptoms can be characterized by the expression of various factors that can affect cellular and systemic defense systems, such as cytokines, chemokines, and other signaling molecules.
「免疫原性断片」は、例えば哺乳動物など生物に導入すると免疫応答を引き起こす、DMEのポリペプチド断片またはオリゴペプチド断片を指す。用語「免疫原性断片」はまた、本明細書で開示するまたは当分野で既知のあらゆる抗体生産方法に有用な、DMEのポリペプチド断片またはオリゴペプチド断片を含む。 “Immunogenic fragment” refers to a polypeptide or oligopeptide fragment of DME that elicits an immune response when introduced into an organism, eg, a mammal. The term “immunogenic fragment” also includes a polypeptide fragment or oligopeptide fragment of DME useful in any antibody production method disclosed herein or known in the art.
用語「マイクロアレイ」は、或る基板上の複数のポリヌクレオチド、ポリペプチド、抗体、または他の化合物の構成を指す。 The term “microarray” refers to the organization of a plurality of polynucleotides, polypeptides, antibodies, or other compounds on a substrate.
用語「エレメント」または「アレイエレメント」は、マイクロアレイ上に固有の指定された位置を有する、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、抗体、または他の化合物を指す。 The term “element” or “array element” refers to a polynucleotide, polypeptide, antibody, or other compound having a specific designated position on a microarray.
用語「モジュレート」または「活性を調節」は、DMEの活性を変化させることを指す。例えば、モジュレートによって、DMEのタンパク質活性の増減、或いは結合特性またはその他の、生物学的特性、機能的特性或いは免疫学的特性の変化が起こる。 The term “modulate” or “modulate activity” refers to altering the activity of DME. For example, modulation results in an increase or decrease in DME protein activity, or a change in binding properties or other biological, functional or immunological properties.
「核酸」および「核酸配列」の語は、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチドまたはこれらの断片を指す。「核酸」および「核酸配列」の語はまた、ゲノム起源または合成起源のDNAまたはRNAであって一本鎖または二本鎖であるかあるいはセンス鎖またはアンチセンス鎖を表し得るようなDNAまたはRNAや、ペプチド核酸(PNA)や、任意のDNA様またはRNA様物質を指すこともある。 The terms “nucleic acid” and “nucleic acid sequence” refer to nucleotides, oligonucleotides, polynucleotides or fragments thereof. The terms “nucleic acid” and “nucleic acid sequence” also refer to DNA or RNA of genomic or synthetic origin that can be single-stranded or double-stranded, or can represent the sense or antisense strand It may also refer to peptide nucleic acid (PNA) or any DNA-like or RNA-like substance.
「機能的に連結した」は、第1の核酸配列と第2の核酸配列が機能的な関係にある状態を指す。例えば、或るプロモーターが或るコード配列の転写または発現に影響を及ぼす場合には、そのプロモーターはそのコード配列に機能的に連結している。機能的に連結したDNA配列群は非常に近接するか連続的に隣接することがあり、また、2つのタンパク質コード領域を結合するために必要な場合は同一リーディングフレーム内にあり得る。 “Functionally linked” refers to a state in which a first nucleic acid sequence and a second nucleic acid sequence are in a functional relationship. For example, a promoter is operably linked to a coding sequence if the promoter affects the transcription or expression of the coding sequence. Functionally linked DNA sequences can be very close or contiguous, and can be in the same reading frame if necessary to join two protein coding regions.
「ペプチド核酸(PNA)」は、末端がリジンで終わるアミノ酸残基のペプチドのバックボーンに結合した、少なくとも約5ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドを持つ、アンチセンス分子または抗遺伝子剤を指す。末端のリジンは、この組成に溶解性を与える。PNAは、相補的一本鎖DNAまたはRNAに優先的に結合して転写の伸長を停止させる。ポリエチレングリコール化することにより、細胞におけるPNAの寿命を延長し得る。 “Peptide nucleic acid (PNA)” refers to an antisense molecule or anti-gene agent having an oligonucleotide of at least about 5 nucleotides in length attached to the peptide backbone of amino acid residues ending in lysine. The terminal lysine imparts solubility to this composition. PNA binds preferentially to complementary single-stranded DNA or RNA and stops transcriptional elongation. Polyethylene glycolation can extend the lifetime of PNA in cells.
DMEの「翻訳後修飾」としては、脂質化、グリコシル化、リン酸化、アセチル化、ラセミ化、タンパク質分解切断およびその他の当分野で既知の修飾を含み得る。これらのプロセスは、合成或いは生化学的に生じ得る。生化学的修飾は、DMEの酵素環境に依存し、細胞の種類によって異なることとなる。 “Post-translational modifications” of DME may include lipidation, glycosylation, phosphorylation, acetylation, racemization, proteolytic cleavage and other modifications known in the art. These processes can occur synthetically or biochemically. Biochemical modifications depend on the enzyme environment of DME and will vary with cell type.
「プローブ」とは、同一核酸、対立遺伝子核酸、または関連核酸の検出に用いる、DMEやそれらの相補配列、またはそれらの断片をコードする核酸を指す。プローブは、単離されたオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドであって、検出可能な標識またはレポーター分子に接着した配列である。典型的な標識には、放射性アイソトープ、リガンド、化学発光試薬および酵素がある。「プライマー」は、短い核酸、通常はDNAオリゴヌクレオチドであり、相補的塩基対を形成することで標的ポリヌクレオチドにアニーリングされ得る。プライマーは次に、DNAポリメラーゼ酵素により、標的DNA鎖に沿って伸長され得る。プライマー対を、例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による、核酸の増幅(および同定)に用い得る。 The “probe” refers to a nucleic acid encoding DME, a complementary sequence thereof, or a fragment thereof, which is used for detecting the same nucleic acid, allelic nucleic acid, or related nucleic acid. A probe is an isolated oligonucleotide or polynucleotide that is a sequence attached to a detectable label or reporter molecule. Typical labels include radioactive isotopes, ligands, chemiluminescent reagents and enzymes. A “primer” is a short nucleic acid, usually a DNA oligonucleotide, that can be annealed to a target polynucleotide by forming complementary base pairs. The primer can then be extended along the target DNA strand by a DNA polymerase enzyme. Primer pairs can be used for amplification (and identification) of nucleic acids, eg, by polymerase chain reaction (PCR).
本発明に用いるプローブおよびプライマーは通常、既知の配列の、少なくとも15の連続したヌクレオチド群からなる。特異性を高めるため、長めのプローブおよびプライマー、例えば開示した核酸配列の少なくとも20、25、30、40、50、60、70、80、90、100または少なくとも150の連続したヌクレオチドからなるようなプローブおよびプライマーも用い得る。これよりもかなり長いプローブおよびプライマーもある。表、図面および配列リストを含む本明細書が支持する、任意の長さのヌクレオチドを用い得るものと理解されたい。 The probes and primers used in the present invention usually consist of at least 15 consecutive nucleotide groups of known sequence. To increase specificity, longer probes and primers, such as probes consisting of at least 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 or at least 150 consecutive nucleotides of the disclosed nucleic acid sequence And primers may also be used. Some probes and primers are much longer than this. It should be understood that nucleotides of any length supported by this specification, including tables, drawings and sequence listings may be used.
プローブおよびプライマーの調製および使用方法については、Sambrook, J. 他(1989; Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 第2版, 1-3巻, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY)、Ausubel, F.M. 他(1999) Short Protocols in Molecular Biology, 第4版, John Wiley & Sons, New York NY),およびInnis, M.他(1990; PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Academic Press, San Diego CA)などの参照文献に記載がある。PCRプライマー対を既知の配列から得るには、例えば、そのためのコンピュータプログラム、例えばPrimer(Version 0.5, 1991, Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge MA)を用い得る。 For the preparation and use of probes and primers, see Sambrook, J. et al. (1989; Molecular Cloning: A Laboratory Manual , 2nd edition, 1-3, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY), Ausubel, FM et al. (1999). ) Short Protocols in Molecular Biology , 4th edition, John Wiley & Sons, New York NY), and Innis, M. et al. (1990; PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications , Academic Press, San Diego CA) It is described in the literature. To obtain a PCR primer pair from a known sequence, for example, a computer program therefor, such as Primer (Version 0.5, 1991, Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge MA) can be used.
プライマーとして用いるオリゴヌクレオチドの選択は、そのような目的のために本技術分野で既知のソフトウェアを用いて行う。例えばOLIGO 4.06ソフトウェアは、各100ヌクレオチドまでのPCRプライマー対の選択に有用であり、オリゴヌクレオチドおよび、最大5,000までの大きめのポリヌクレオチドであって32キロベースまでのインプットポリヌクレオチド配列から得た配列を分析するのにも有用である。類似のプライマー選択プログラムには、拡張能力のための追加機能が組込まれている。例えば、PrimOUプライマー選択プログラム(テキサス州ダラスにあるテキサス大学南西部医療センターのゲノムセンターから一般向けに入手可能)は、メガベース配列から特定のプライマーを選択することが可能であり、したがってゲノム全体の範囲でプライマーを設計するのに有用である。Primer3プライマー選択プログラム(Whitehead Institute/MIT Center for Genome Research(マサチューセッツ州ケンブリッジ)より入手可能)を用いれば、プライマー結合部位として避けたい配列を指定できる「非プライミングライブラリ(mispriming library)」を入力できる。Primer3は特に、マイクロアレイのためのオリゴヌクレオチドの選択に有用である(後二者のプライマー選択プログラムのソースコードは、それぞれの情報源から得てユーザー固有のニーズを満たすように修正し得る)。PrimerGenプログラム(英国ケンブリッジ市の英国ヒトゲノムマッピングプロジェクト-リソースセンターから一般向けに入手可能)は、多数の配列アラインメントに基づいてプライマーを設計し、それによって、アラインメントされた核酸配列の最大保存領域または最小保存領域のいずれかとハイブリダイズするようなプライマーの選択を可能にする。したがって、このプログラムは、独自のものであれ保存されたものであれ、オリゴヌクレオチドとポリヌクレオチド断片との同定に有用である。上記選択方法のいずれかによって同定したオリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチド断片は、ハイブリダイゼーション技術において、例えばPCRまたはシークエンシングプライマーとして、マイクロアレイエレメントとして、あるいは核酸のサンプルにおいて完全または部分的相補的ポリヌクレオチドを同定する特異プローブとして有用である。オリゴヌクレオチドの選択方法は、上記の方法に限定されるものではない。 The selection of oligonucleotides to be used as primers is performed using software known in the art for such purposes. For example, OLIGO 4.06 software is useful for selecting PCR primer pairs up to 100 nucleotides each, derived from oligonucleotides and up to 5,000 larger polynucleotides up to 32 kilobases of input polynucleotide sequences. It is also useful for analyzing sequences. Similar primer selection programs incorporate additional functionality for extended capabilities. For example, the PrimOU primer selection program (available to the public from the Genome Center of the University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas, Texas) can select specific primers from the megabase sequence, and thus the entire genome range. This is useful for designing primers. Using the Primer3 primer selection program (available from the Whitehead Institute / MIT Center for Genome Research, Cambridge, Mass.), You can enter a “mispriming library” that allows you to specify the sequences you want to avoid as primer binding sites. Primer3 is particularly useful for selection of oligonucleotides for microarrays (the source code for the latter two primer selection programs can be obtained from the respective sources and modified to meet user-specific needs). The PrimerGen program (publicly available from the UK Human Genome Mapping Project in Cambridge, UK-Resource Center) designs primers based on multiple sequence alignments, thereby maximally conserving or minimally conserving aligned nucleic acid sequences Allows selection of primers that hybridize to any of the regions. Therefore, this program is useful for identifying oligonucleotides and polynucleotide fragments, whether unique or conserved. Oligonucleotides and polynucleotide fragments identified by any of the above selection methods identify complete or partially complementary polynucleotides in hybridization techniques, eg, as PCR or sequencing primers, as microarray elements, or in nucleic acid samples Useful as a specific probe. The method for selecting the oligonucleotide is not limited to the above method.
「組換え核酸」は、天然核酸ではなく、配列の、2つ以上の離れたセグメントを人工的に組合せた配列を持つ核酸である。この人為的組合せはしばしば化学合成によって達成するが、より一般的には核酸の単離セグメントの人為的操作によって、例えばSambrookの文献(前出)に記載されているような遺伝子工学的手法によって達成する。組換え核酸の語は、単に核酸の一部が付加、置換または欠失により改変された核酸も含む。しばしば組換え核酸には、プロモーター配列に機能的に連結した核酸配列が含まれる。このような組換え核酸は、例えばある細胞を形質転換するために使用されるベクターの一部と成し得る。 A “recombinant nucleic acid” is not a natural nucleic acid, but a nucleic acid having a sequence that is an artificial combination of two or more separated segments of sequence. This artificial combination is often achieved by chemical synthesis, but more commonly by artificial manipulation of isolated segments of nucleic acids, for example by genetic engineering techniques such as those described in Sambrook (supra). To do. The term recombinant nucleic acid also includes nucleic acids in which a portion of the nucleic acid has been modified by addition, substitution or deletion. Often recombinant nucleic acids include nucleic acid sequences operably linked to promoter sequences. Such recombinant nucleic acids can be part of a vector that is used, for example, to transform a cell.
或いはこのような組換え核酸は、ウイルスベクターの一部と成すことができ、ベクターは例えばワクシニアウイルスに基づくものであり得る。そのようなベクターは哺乳類に接種され、その組換え核酸が発現されて、その哺乳類内で防御免疫応答を誘導するように使用することができる。 Alternatively, such a recombinant nucleic acid can be part of a viral vector, which can be based, for example, on vaccinia virus. Such vectors can be used to inoculate a mammal and the recombinant nucleic acid is expressed to induce a protective immune response in the mammal.
「調節エレメント」は或る遺伝子の非翻訳領域に通常は由来する核酸配列であり、エンハンサー、プロモーター、イントロンおよび5'および3'の非翻訳領域(UTR)を含む。調節エレメントは、転写、翻訳またはRNA安定性を制御する宿主蛋白質またはウイルス蛋白質と相互作用する。 A “regulatory element” is a nucleic acid sequence usually derived from the untranslated region of a gene, including enhancers, promoters, introns, and 5 ′ and 3 ′ untranslated regions (UTRs). Regulatory elements interact with host or viral proteins that control transcription, translation or RNA stability.
「レポーター分子」は、核酸、アミノ酸または抗体の標識に用いる、化学的または生化学的な成分である。レポーター分子には、放射性核種、酵素、蛍光剤、化学発光剤、発色剤、基質、補助因子、阻害因子、磁気粒子およびその他の当分野で既知の成分がある。 A “reporter molecule” is a chemical or biochemical component used to label a nucleic acid, amino acid or antibody. Reporter molecules include radionuclides, enzymes, fluorescent agents, chemiluminescent agents, color formers, substrates, cofactors, inhibitors, magnetic particles and other components known in the art.
或るDNA分子に対する「RNA等価物」は、基準となるDNA分子と同じ直鎖のヌクレオチド配列からなるが、生じる全ての窒素性塩基のチミンがウラシルに置換され、糖鎖のバックボーンがデオキシリボースではなくリボースからなる。 An “RNA equivalent” for a DNA molecule consists of the same linear nucleotide sequence as the reference DNA molecule, but all the nitrogenous base thymines are replaced by uracil and the backbone of the sugar chain is deoxyribose. Without ribose.
用語「サンプル」は、その最も広い意味で用いられている。DME、DMEをコードする核酸群、またはその断片群を含むと推定されるサンプルとしては、体液と、細胞や細胞から単離した染色体や細胞内小器官(オルガネラ)や膜からの抽出物と、細胞と、溶液中に存在するまたは基板に固定されたゲノムDNA、RNA、cDNAと、組織と、組織プリントなどがあり得る。 The term “sample” is used in its broadest sense. Samples presumed to contain DME, nucleic acids encoding DME, or fragments thereof include body fluids, extracts from cells and chromosomes isolated from cells, organelles, and membranes, There can be cells, genomic DNA, RNA, cDNA, tissue, tissue prints, etc. present in solution or fixed to a substrate.
用語「特異結合」および「特異的に結合する」は、タンパク質若しくはペプチドの、アゴニスト、抗体、アンタゴニスト、小分子、若しくは任意の天然若しくは合成の結合組成物との間の相互作用を指す。この相互作用は、タンパク質の特定の構造(例えば抗原決定基すなわちエピトープ)であって結合分子が認識する構造の有無に依存する。例えば、或る抗体がエピトープ「A」に対して特異的である場合、結合していない標識した「A」と抗体とを含む或る反応の中に、エピトープAを持つポリペプチドが、あるいは結合していない無標識の「A」が存在すると、抗体と結合する標識Aの量が減少する。 The terms “specific binding” and “specifically bind” refer to the interaction of a protein or peptide with an agonist, antibody, antagonist, small molecule, or any natural or synthetic binding composition. This interaction depends on the presence or absence of a specific structure of the protein (eg, an antigenic determinant or epitope) that is recognized by the binding molecule. For example, if an antibody is specific for epitope “A”, a polypeptide with epitope A may bind or bind in a reaction involving unbound labeled “A” and the antibody. If unlabeled “A” is present, the amount of labeled A bound to the antibody is reduced.
用語「実質的に精製された」は、自然の環境から取り除かれてから、単離あるいは分離された核酸配列あるいはアミノ酸配列であって、自然に結合している組成物が少なくとも約60%除去されたものであり、好ましくは約75%以上除去、最も好ましくは約90%以上除去されたものを指す。 The term “substantially purified” refers to an isolated or separated nucleic acid or amino acid sequence that has been removed from its natural environment and has at least about 60% removal of the naturally bound composition. Preferably about 75% or more, and most preferably about 90% or more.
「置換」とは、1つ以上のアミノ酸残基またはヌクレオチドを、それぞれ別のアミノ酸残基またはヌクレオチドに置き換えることである。 “Substitution” is the replacement of one or more amino acid residues or nucleotides with another amino acid residue or nucleotide, respectively.
「基板」は、任意の好適な固体あるいは半固体の支持物を指し、膜およびフィルタ、チップ、スライド、ウェハ、ファイバー、磁気または非磁気ビーズ、ゲル、チューブ、プレート、ポリマー、微小粒子、毛細管が含まれる。基板は、ウェル、溝、ピン、チャネル、孔など、様々な表面形態を有することができ、基板表面にはポリヌクレオチドやポリペプチドが結合する。 “Substrate” refers to any suitable solid or semi-solid support, including membranes and filters, chips, slides, wafers, fibers, magnetic or non-magnetic beads, gels, tubes, plates, polymers, microparticles, capillaries. included. The substrate can have various surface forms such as wells, grooves, pins, channels, holes, and the like, and polynucleotides and polypeptides are bound to the substrate surface.
「転写イメージ(transcript image)」または「発現プロファイル」は、所定条件下での所定時間における、或る特定の細胞タイプまたは組織による、遺伝子発現の集合的パターンを指す。 A “transcript image” or “expression profile” refers to the collective pattern of gene expression by a particular cell type or tissue at a given time under given conditions.
「形質転換(transformation)」とは、外因性DNAが、或る受容細胞に導入されるプロセスを言う。形質転換は、本技術分野で知られている種々の方法に従って自然条件または人工条件下で生じ得るものであり、外来性の核酸配列を原核宿主細胞または真核宿主細胞に挿入する、任意の既知の方法を基にし得る。形質転換の方法は、形質転換する宿主細胞の種類によって選択する。限定するものではないが形質転換方法には、バクテリオファージあるいはウイルス感染、電気穿孔法(エレクトロポレーション)、熱ショック、リポフェクションおよび微粒子銃を用いる方法がある。「形質転換された細胞」には、導入されたDNAが、自律的に複製するプラスミドとしてあるいは宿主染色体の一部として複製可能である、安定的に形質転換された細胞が含まれる。更に、限られた期間に一過的に導入DNA若しくは導入RNAを発現する細胞も含まれる。 “Transformation” refers to the process by which exogenous DNA is introduced into a recipient cell. Transformation can occur under natural or artificial conditions according to various methods known in the art, and is any known method that inserts an exogenous nucleic acid sequence into a prokaryotic or eukaryotic host cell. Based on this method. The method of transformation is selected according to the type of host cell to be transformed. Non-limiting transformation methods include bacteriophage or viral infection, electroporation, heat shock, lipofection, and particle bombardment. A “transformed cell” includes a stably transformed cell in which the introduced DNA is replicable as an autonomously replicating plasmid or as part of a host chromosome. Furthermore, cells that transiently express introduced DNA or RNA for a limited period are also included.
ここで用いる「遺伝形質転換生物(transgenic organism)」とは任意の生物体であって限定するものではないが動植物を含み、生物体の1個以上の細胞が、ヒトの介入によって、例えば本技術分野で公知のトランスジェニック技術によって導入された異種核酸を有するものである。細胞への核酸の導入は、直接または間接的に、細胞の前駆物質に導入することによって行う。これは、計画的な遺伝子操作によって、例えば微量注射法によってあるいは組換えウイルスの導入によって行う。別の実施態様で核酸の導入は、組換えウイルスベクター、例えばレンチウイルスベクターを感染させて成し得る (Lois, C. 他(2002) Science 295:868-872)。遺伝子操作の語は、古典的な交雑育種あるいはin vitro受精を指すものではなく、組換えDNA分子の導入を指す。本発明に基づいて予期される遺伝形質転換生物には、バクテリア、シアノバクテリア、真菌および動植物がある。本発明の単離されたDNAは、本技術分野で知られている方法、例えば感染、形質移入、形質転換またはトランス接合によって宿主に導入することができる。本発明のDNAをこのような生物体に移入する技術はよく知られており、前出のSambrook 他(1989)などの参考文献に記載されている。 As used herein, a “transgenic organism” is any organism, including but not limited to animals and plants, in which one or more cells of the organism are, for example, subject to the present technology by human intervention. It has heterologous nucleic acid introduced by transgenic techniques known in the art. Nucleic acids are introduced into cells either directly or indirectly by introduction into cell precursors. This is done by planned genetic manipulation, for example by microinjection or by introduction of recombinant viruses. In another embodiment, the introduction of the nucleic acid can be accomplished by infecting a recombinant viral vector such as a lentiviral vector (Lois, C. et al. (2002) Science 295: 868-872). The term genetic engineering does not refer to classical crossbreeding or in vitro fertilization but to the introduction of recombinant DNA molecules. Among the genetically transformed organisms contemplated in accordance with the present invention are bacteria, cyanobacteria, fungi and animals and plants. The isolated DNA of the present invention can be introduced into a host by methods known in the art, such as infection, transfection, transformation or transconjugation. Techniques for transferring the DNA of the present invention into such organisms are well known and are described in references such as Sambrook et al. (1989), supra.
特定の核酸配列の「変異体」とは、核酸配列1本の或る長さ全体について、該特定核酸配列に対し少なくとも40%の配列同一性を有する核酸配列として決定された配列である。決定には、デフォルトパラメータに設定した「BLAST 2 Sequences」ツールVersion 2.0.9(1999年5月7日)を用いてblastnを実行する。このような核酸対は、所定の長さに対して、例えば少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上の配列同一性を示し得る。変異体は、例えば、「対立遺伝子」変異体(上述)または「スプライス」変異体、「種」変異体、「多型」変異体と記述され得る。スプライス変異体は参照分子との顕著な同一性を有し得るが、mRNAプロセッシング中のエキソン群の選択的スプライシングによって通常、より多数またはより少数のヌクレオチドを有することになる。対応するポリペプチドは、追加機能ドメイン群を有するか、あるいは参照分子には存在するドメイン群が欠落していることがある。種変異体は、種によって異なるポリヌクレオチドである。結果的に生じるポリペプチドは通常、相互に有意のアミノ酸同一性を持つ。多型性変異体は、或る種の個体間における、或る特定遺伝子のポリヌクレオチド配列内での変異である。多型変異体にはまた、ポリヌクレオチド配列の1つのヌクレオチド塩基が異なる「1塩基多型性」(SNP)も含み得る。SNPの存在は、例えば特定の個体群、病状または病状性向を示し得る。 A “variant” of a specific nucleic acid sequence is a sequence determined as a nucleic acid sequence having at least 40% sequence identity to the specific nucleic acid sequence over a certain length of one nucleic acid sequence. For the determination, blastn is executed by using “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.9 (May 7, 1999) set as default parameters. Such nucleic acid pairs are, for example, at least 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% for a given length, It can show 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence identity. Variants can be described, for example, as “allelic” variants (described above) or “splice” variants, “species” variants, “polymorphic” variants. Splice variants may have significant identity to the reference molecule, but will usually have more or fewer nucleotides due to alternative splicing of exons during mRNA processing. Corresponding polypeptides may have additional functional domain groups or may lack domain groups present in the reference molecule. Species variants are polynucleotides that vary from species to species. The resulting polypeptides usually have significant amino acid identity with each other. A polymorphic variant is a variation in the polynucleotide sequence of a particular gene between certain individuals. Polymorphic variants can also include “single nucleotide polymorphisms” (SNPs) that differ in one nucleotide base of the polynucleotide sequence. The presence of SNPs can indicate, for example, a particular population, condition or disease propensity.
特定のポリペプチド配列の「変異体」とは、ポリペプチド配列1本の或る長さ全体について、該特定ポリペプチド配列に対し少なくとも40%の配列同一性を有するポリペプチド配列として決定された配列である。決定には、デフォルトパラメータに設定した「BLAST 2 Sequences」ツールVersion 2.0.9(1999年5月7日)を用いてblastpを実行する。このようなポリペプチド対は、そのポリペプチドの一方の所定の長さに対して、例えば少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%またはそれ以上の配列同一性を示し得る。 A “variant” of a specific polypeptide sequence is a sequence determined as a polypeptide sequence having at least 40% sequence identity to the specific polypeptide sequence over a certain length of one polypeptide sequence. It is. For the determination, blastp is executed by using “BLAST 2 Sequences” tool Version 2.0.9 (May 7, 1999) set as default parameters. Such polypeptide pairs are, for example, at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% for one predetermined length of the polypeptide. 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence identity.
(発明)
本発明の種々の実施態様には、新規のヒト薬物代謝酵素(DME)群および、DMEをコードするポリヌクレオチド群を含み、また、これらの組成物を利用した、自己免疫/炎症疾患、細胞増殖障害、発生または発達障害、内分泌障害、眼の障害、代謝障害、および肝障害を含む胃腸障害の、診断、治療、または予防を含む。
(invention)
Various embodiments of the present invention include a novel group of human drug metabolizing enzymes (DME) and polynucleotides encoding DME, and using these compositions, autoimmune / inflammatory diseases, cell proliferation Includes diagnosis, treatment, or prevention of gastrointestinal disorders, including disorders, developmental or developmental disorders, endocrine disorders, ocular disorders, metabolic disorders, and liver disorders.
表1は、本発明の完全長ポリヌクレオチド実施態様およびポリペプチド実施態様の命名の概略である。各ポリヌクレオチドおよびその対応するポリペプチドは、1つのIncyteプロジェクト識別番号(IncyteプロジェクトID)に相関する。各ポリペプチド配列は、ポリペプチド配列識別番号(ポリペプチドSEQ ID NO:)とIncyteポリペプチド配列番号(IncyteポリペプチドID)によって表示した。各ポリヌクレオチド配列は、ポリヌクレオチド配列識別番号(ポリヌクレオチドSEQ ID NO:)とIncyteポリヌクレオチドコンセンサス配列番号(IncyteポリヌクレオチドID)によって表示した。 Table 1 summarizes the nomenclature of the full-length polynucleotide embodiments and polypeptide embodiments of the invention. Each polynucleotide and its corresponding polypeptide correlates to one Incyte project identification number (Incyte project ID). Each polypeptide sequence was represented by a polypeptide sequence identification number (polypeptide SEQ ID NO :) and an Incyte polypeptide sequence number (Incyte polypeptide ID). Each polynucleotide sequence was represented by a polynucleotide sequence identification number (polynucleotide SEQ ID NO :) and an Incyte polynucleotide consensus sequence number (Incyte polynucleotide ID).
表2は、GenBankタンパク質(genpept)データベースに対するBLAST分析で同定した、本発明のポリペプチド群に相同な配列群を示す。列1および列2はそれぞれ、本発明の各ポリペプチドに対するポリペプチド配列識別番号(ポリペプチド SEQ ID NO:)と、それに対応するIncyteポリペプチド配列番号(IncyteポリペプチドID)を示す。列3は、最も近いGenBank相同体のGenBank識別番号(GenBank ID NO:)を示す。列4は、各ポリペプチドとその相同体1つ以上との間の一致に関する確率スコアを示す。列5は、GenBank相同体(群)の注釈を示す。 Table 2 shows sequences homologous to the polypeptides of the present invention identified by BLAST analysis against the GenBank protein (genpept) database. Columns 1 and 2 show the polypeptide sequence identification number (polypeptide SEQ ID NO :) and the corresponding Incyte polypeptide sequence number (Incyte polypeptide ID) for each polypeptide of the present invention. Column 3 shows the GenBank identification number (GenBank ID NO :) of the closest GenBank homologue. Column 4 shows the probability score for a match between each polypeptide and one or more of its homologues. Column 5 shows the annotation of GenBank homolog (s).
表3は、本発明のポリペプチドの多様な構造的特徴を示す。列1および列2はそれぞれ、本発明の各ポリペプチドに対するポリペプチド配列識別番号(SEQ ID NO:)と、それに対応するIncyteポリペプチド配列番号(IncyteポリペプチドID)を示す。列3は、各ポリペプチドのアミノ酸残基数を示す。列4および列5はそれぞれ、GCG配列分析ソフトウェアパッケージのMOTIFSプログラム(Genetics Computer Group, Madison WI)によって決定された、リン酸化およびグリコシル化の可能性のある部位を示す。列6は、シグネチャ配列、ドメイン、およびモチーフを含むアミノ酸残基を示す。列7はタンパク質の構造/機能の分析のための分析方法を示し、該当箇所には更に、分析方法に用いた検索可能なデータベースを示す。 Table 3 shows various structural features of the polypeptides of the invention. Columns 1 and 2 each show the polypeptide sequence identification number (SEQ ID NO :) and the corresponding Incyte polypeptide sequence number (Incyte polypeptide ID) for each polypeptide of the invention. Column 3 shows the number of amino acid residues of each polypeptide. Columns 4 and 5 show potential phosphorylation and glycosylation sites, respectively, as determined by the GCG sequence analysis software package MOTIFS program (Genetics Computer Group, Madison WI). Column 6 shows the amino acid residues that include the signature sequence, domain, and motif. Column 7 shows the analysis method for the analysis of the structure / function of the protein, and the applicable part further shows a searchable database used for the analysis method.
表2および表3は共に本発明のポリペプチド群の特性を要約し、これらの特性は請求の範囲にあるポリヌクレオチド群が薬物代謝酵素であることを立証する。例えばSEQ ID NO:2は、残基M1から残基S2457までが、ラットのアセチルCoAカルボキシラーゼ(GenBank ID g3080546)に対し84%同一であると、Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)で判定された(表2参照)。BLAST確率スコアは0.0であり、これは観察されたポリペプチド配列アラインメントが偶然に得られる確率を示している。SEQ ID NO:2はまた、1つのカルボキシル基転移酵素ドメインと1つのビオチン要求酵素ドメインを有し、これは、隠れマルコフモデル(HMM)を基にした、保存されたタンパク質ファミリードメイン群のPFAMデータベースにおいて、統計的に有意な一致を検索して判定された(表3参照)。BLIMPS、MOTIFS、PROFILESCAN、および別のBLAST解析よりのデータは、SEQ ID NO:2がアセチルCoAカルボキシラーゼである、更なる確証を提供する。 Tables 2 and 3 together summarize the properties of the polypeptides of the present invention, and these properties demonstrate that the claimed polynucleotides are drug metabolizing enzymes. For example, SEQ ID NO: 2 was determined by the Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) that residues M1 to S2457 were 84% identical to rat acetyl-CoA carboxylase (GenBank ID g3080546) ( (See Table 2). The BLAST probability score is 0.0, indicating the probability that an observed polypeptide sequence alignment will be obtained by chance. SEQ ID NO: 2 also has one carboxyltransferase domain and one biotin-requiring enzyme domain, which is a conserved PFAM database of protein family domains based on the Hidden Markov Model (HMM) Were determined by searching for statistically significant matches (see Table 3). Data from BLIMPS, MOTIFS, PROFILESCAN, and another BLAST analysis provide further confirmation that SEQ ID NO: 2 is an acetyl CoA carboxylase.
別の例でSEQ ID NO:5は、残基M1から残基D274までが、ヒトのグルコサミン-6-燐酸デアミナーゼ(GenBank ID g2632113)に87%同一であるとBLASTで判定された(表2参照)。BLAST確率スコアは8.2e-133である。SEQ ID NO:5 はまた、1つのグルコサミン-6-燐酸イソメラーゼ/6-phosphogluconolactonases(ホスホグルコノラクトナーゼ)ドメインを持ち、これはHMMを基にした保存タンパク質ファミリードメイン群のPFAMデータベースにおいて統計的に有意な一致を検索して決定された(表3参照)。BLIMPS、MOTIFSおよび別のBLAST解析からのデータは、SEQ ID NO:5がグルコサミン-6-燐酸デアミナーゼである更なる確証を提供する。 In another example, SEQ ID NO: 5 was determined by BLAST that residues M1 through D274 were 87% identical to human glucosamine-6-phosphate deaminase (GenBank ID g2632113) (see Table 2). ). The BLAST probability score is 8.2e-133. SEQ ID NO: 5 also has one glucosamine-6-phosphate isomerase / 6-phosphogluconolactonases domain, which is statistically found in the PFAM database of conserved protein family domains based on HMM. Determined by searching for significant matches (see Table 3). Data from BLIMPS, MOTIFS and another BLAST analysis provide further confirmation that SEQ ID NO: 5 is glucosamine-6-phosphate deaminase.
別の例においてSEQ ID NO:8は、残基M1から残基L723までが、ヒトのエノイルCoA:ヒドラターゼ/3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼ(GenBank ID g452045)に対して97%同一であると、Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)で判定された(表2参照)。BLAST確率スコアは0.0である。SEQ ID NO:8はまた、1つの3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼC末端ドメイン、1つの3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼNAD結合ドメイン、および1つのエノイルCoAヒドラターゼ/3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼ/異性化酵素ファミリーシグネチャを有するが、これは、HMMを基にした保存されたタンパク質ファミリードメイン群のPFAMデータベースにおいて、統計的に有意な一致を検索して決定された(表3参照)。BLIMPS、MOTIFS、PROFILESCAN、および別のBLAST解析よりのデータは、SEQ ID NO:8がエノイルCoA:3-ヒドロキシアシルCoAデヒドロゲナーゼ二頭酵素である、更なる確証を提供する。 In another example, SEQ ID NO: 8 indicates that residues M1 through L723 are 97% identical to human enoyl CoA: hydratase / 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase (GenBank ID g452045) Judged by Local Alignment Search Tool (BLAST) (see Table 2). The BLAST probability score is 0.0. SEQ ID NO: 8 also includes one 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase C-terminal domain, one 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase NAD binding domain, and one enoyl CoA hydratase / 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase / isomerase family Although having a signature, this was determined by searching for statistically significant matches in the PFAM database of conserved protein family domains based on HMM (see Table 3). Data from BLIMPS, MOTIFS, PROFILESCAN, and another BLAST analysis provide further confirmation that SEQ ID NO: 8 is an enoyl CoA: 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase biceps enzyme.
別の例においてSEQ ID NO:13は、残基M1から残基L614までが、ラットのアセチルコリンエステラーゼTサブユニット(GenBank ID g262093)に対して97%同一であると、Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)で判定された(表2参照)。BLAST確率スコアは0.0である。SEQ ID NO:13はまた、1つのカルボキシルエステラーゼドメインを有するが、これは、HMMを基にした保存されたタンパク質ファミリードメイン群のPFAMデータベースにおいて、統計的に有意な一致を検索して決定された(表3参照)。BLIMPS、MOTIFS、及びPROFILESCAN解析からのデータは、SEQ ID NO:13 がアセチルコリンエステラーゼである、更なる確証を提供する。SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3-4、SEQ ID NO:6-7、およびSEQ ID NO:9-12については、同様の方法で分析し、注釈を付けた。SEQ ID NO:1-13の解析用のアルゴリズム及びパラメータを表7に記載した。 In another example, SEQ ID NO: 13 shows that the Basic Local Alignment Search Tool (BLAST ) (See Table 2). The BLAST probability score is 0.0. SEQ ID NO: 13 also has one carboxylesterase domain, which was determined by searching for statistically significant matches in the PFAM database of conserved protein family domains based on HMM (See Table 3). Data from BLIMPS, MOTIFS, and PROFILESCAN analyzes provide further confirmation that SEQ ID NO: 13 is acetylcholinesterase. SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3-4, SEQ ID NO: 6-7, and SEQ ID NO: 9-12 were analyzed and annotated in a similar manner. The algorithm and parameters for analysis of SEQ ID NO: 1-13 are listed in Table 7.
表4に示すように、完全長ポリヌクレオチド実施態様は、cDNA配列またはゲノムDNA由来のコード(エキソン)配列を用いて、あるいはこれら2種類の配列を任意に組合せてアセンブリした。列1は本発明の各ポリヌクレオチドに対するポリヌクレオチド配列識別番号(ポリヌクレオチドSEQ ID NO)および対応するIncyteポリヌクレオチドコンセンサス配列番号(Incyte ID)、および塩基対の各ポリヌクレオチド配列の長さを示している。列2は、完全長ポリヌクレオチド実施態様のアセンブリに用いたcDNA配列および/またはゲノム配列の、また、例えばSEQ ID NO:14-26を同定するため、或いはSEQ ID NO:14-26と、関連するポリヌクレオチド群とを区別するためのハイブリダイゼーション技術または増幅技術に有用なポリヌクレオチドの断片の、開始ヌクレオチド(5')位置および終了ヌクレオチド(3')位置を示す。 As shown in Table 4, full-length polynucleotide embodiments were assembled using cDNA sequences or coding (exon) sequences derived from genomic DNA, or any combination of these two sequences. Column 1 shows the polynucleotide sequence identification number (polynucleotide SEQ ID NO) and the corresponding Incyte polynucleotide consensus sequence number (Incyte ID) for each polynucleotide of the invention, and the length of each polynucleotide sequence in base pairs. Yes. Column 2 relates to the cDNA and / or genomic sequence used in the assembly of the full-length polynucleotide embodiment, and also for example to identify SEQ ID NO: 14-26, or in relation to SEQ ID NO: 14-26 The starting nucleotide (5 ′) position and the ending nucleotide (3 ′) position of a fragment of a polynucleotide useful in a hybridization technique or amplification technique for distinguishing from a group of polynucleotides to be performed are indicated.
表4の列2に記載したポリヌクレオチド断片は、特に例えば組織特異的cDNAライブラリ群やプールしたcDNAライブラリ群に由来するIncyte cDNA群を指す場合もある。或いは列2に記載のポリヌクレオチド断片は、完全長ポリヌクレオチドのアセンブリに寄与したGenBank cDNAまたはESTを指す場合もある。更に、列2に記載したポリヌクレオチド断片は、ENSEMBL(The Sanger Centre、英国ケンブリッジ)データベースに由来する配列を同定する場合もある(すなわち「ENST」の命名を含む配列)。あるいは、列2に記載したポリヌクレオチド断片は、NCBI RefSeq Nucleotide Sequence Recordsデータベースに由来する場合もあり(すなわち「NM」または「NT」の命名を含む配列)、またNCBI RefSeq Protein Sequence Recordsに由来する場合もある(すなわち「NP」の命名を含む配列)。または列2に記したポリヌクレオチド断片は、「エキソンスティッチング(exon-stitching)」アルゴリズムにより結び合わせたcDNAおよびGenscan予測エキソン群の両方からなるアセンブリ体を指す場合がある。例えば、ポリヌクレオチド配列の内、FL_XXXXXX_N1_N2_YYYYY_N3_N4 として同定される配列は「スティッチされた」配列で、その内、XXXXXXは該アルゴリズムが適用される配列のクラスターの識別番号であり、YYYYYは該アルゴリズムが作成する予測の数であり、N1,2,3...がある場合には、解析中に手動で編集された特定のエキソン群を表す(実施例5参照)。または、列2のポリヌクレオチド断片は「エキソンストレッチング(exon-stretching)」アルゴリズムにより結び合わせたエキソンのアセンブリ体を指す場合もある。例えば、ポリヌクレオチド配列の内、FLXXXXXX_gAAAAA_gBBBBB_1_Nとして同定される配列は「ストレッチ」配列の識別番号である。ここでXXXXXXはIncyteプロジェクト識別番号、gAAAAAは「エキソンストレッチング」アルゴリズムを適用したヒトゲノム配列のGenBank識別番号、gBBBBBは一番近いGenBankタンパク質相同体のGenBank識別番号、またはNCBI RefSeq識別番号、N は特定のエキソンを指す(実施例5を参照)。或るRefSeq配列が「エキソンストレッチング」アルゴリズムのためのタンパク質相同体として使用された場合では、「NM」、「NP」、または「NT」によって表されるRefSeq識別子が、GenBank識別子(すなわち、gBBBBB)の代わりに使用され得る。 The polynucleotide fragment described in column 2 of Table 4 may refer to, for example, an Incyte cDNA group derived from, for example, a tissue-specific cDNA library group or a pooled cDNA library group. Alternatively, the polynucleotide fragment described in column 2 may refer to the GenBank cDNA or EST that contributed to the assembly of the full-length polynucleotide. In addition, the polynucleotide fragments listed in column 2 may identify sequences from the ENSEMBL (The Sanger Centre, Cambridge, UK) database (ie, sequences that include the designation “ENST”). Alternatively, the polynucleotide fragments listed in column 2 may be derived from the NCBI RefSeq Nucleotide Sequence Records database (ie, sequences containing the designation “NM” or “NT”) and from the NCBI RefSeq Protein Sequence Records. (Ie, sequences that include the designation “NP”). Alternatively, the polynucleotide fragment listed in column 2 may refer to an assembly consisting of both cDNA and Genscan predicted exons grouped together by an “exon-stitching” algorithm. For example, among the polynucleotide sequences, the sequence identified as FL_XXXXXX_N 1 _N 2 _YYYYY_N 3 _N 4 is a “stitched” sequence, of which XXXXXX is the identification number of the cluster of sequences to which the algorithm applies, YYYYY is the number of predictions made by the algorithm, and if there are N 1,2,3... , YYYYY represents a specific group of exons that were manually edited during the analysis (see Example 5 ). Alternatively, the polynucleotide fragments in row 2 may refer to an assembly of exons joined together by an “exon-stretching” algorithm. For example, among the polynucleotide sequences, the sequence identified as FLXXXXXX_gAAAAA_gBBBBB_1_N is the “stretch” sequence identification number. Where XXXXXX is the Incyte project identification number, gAAAAA is the GenBank identification number of the human genome sequence to which the `` exon stretching '' algorithm is applied, gBBBBB is the GenBank identification number of the nearest GenBank protein homolog, or NCBI RefSeq identification number, N is specified Exon (see Example 5 ). When a RefSeq sequence is used as a protein homolog for the “exon stretching” algorithm, the RefSeq identifier represented by “NM”, “NP”, or “NT” is the GenBank identifier (ie, gBBBBB ) Can be used instead.
あるいは、接頭コードは、手動で編集された構成配列、ゲノムDNA配列から予測された構成配列、または組み合わされた配列解析方法に由来する構成配列を同定する。次の表は、構成配列の接頭コードと、接頭コードに対応する配列分析方法の例を列記する(実施例4と5を参照)。
Alternatively, the prefix code identifies a component sequence derived from a manually edited component sequence, a component sequence predicted from a genomic DNA sequence, or a combined sequence analysis method. The following table lists the constituent sequence prefix codes and examples of sequence analysis methods corresponding to the prefix codes (see Examples 4 and 5 ).
場合によっては、最終コンセンサスポリヌクレオチド配列を確認するために、表4に示すような配列カバレッジと重複するIncyte cDNAカバレッジが得られたが、該当するIncyte cDNA識別番号は示さなかった。 In some cases, Incyte cDNA coverage overlapping with the sequence coverage as shown in Table 4 was obtained to confirm the final consensus polynucleotide sequence, but no corresponding Incyte cDNA identification number was given.
表5は、Incyte cDNA配列を用いてアセンブリされた完全長ポリヌクレオチドのための代表的なcDNAライブラリを示している。代表的なcDNAライブラリとはIncyte cDNAライブラリであり、これは、最も頻繁にはIncyte cDNA配列群によって代表されるが、これら配列は、上記ポリヌクレオチドをアセンブリおよび確認するために用いられた。cDNAライブラリを作製するために用いた組織およびベクターを表5に示し、表6で説明している。 Table 5 shows a representative cDNA library for full-length polynucleotides assembled using Incyte cDNA sequences. A representative cDNA library is an Incyte cDNA library, which is most often represented by a group of Incyte cDNA sequences, which were used to assemble and confirm the polynucleotide. The tissues and vectors used to create the cDNA library are shown in Table 5 and described in Table 6.
本発明には、またDMEの変異体をも含む。好適なDME変異体は、DMEの機能的或いは構造的特徴を少なくとも1つ有し、かつ、DMEアミノ酸配列に対して少なくとも約80%のアミノ酸配列同一性、或いは少なくとも約90%のアミノ酸配列同一性、更には少なくとも約95%のアミノ酸配列同一性を有する変異体である。 The present invention also includes DME variants. Preferred DME variants have at least one functional or structural feature of DME and have at least about 80% amino acid sequence identity to the DME amino acid sequence, or at least about 90% amino acid sequence identity. Or even variants having at least about 95% amino acid sequence identity.
種々の実施態様はまた、DMEをコードするポリヌクレオチドを含む。特定の実施態様において、本発明は、DMEをコードする、SEQ ID NO:14-26からなる一群から選択された1配列を持つポリヌクレオチド配列を提供する。SEQ ID NO:14-26のポリヌクレオチド配列は配列表に示されるように等価RNA配列をも含むが、そこでは窒素塩基チミンの出現はウラシルに置換され、糖のバックボーンはデオキシリボースではなくリボースから構成されている。 Various embodiments also include a polynucleotide encoding DME. In certain embodiments, the present invention provides a polynucleotide sequence having a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26, encoding DME. The polynucleotide sequence of SEQ ID NO: 14-26 also includes an equivalent RNA sequence as shown in the sequence listing, where the occurrence of the nitrogen base thymine is replaced by uracil and the sugar backbone is derived from ribose rather than deoxyribose. It is configured.
本発明はまた、DMEをコードするポリヌクレオチドの変異体群を含む。詳細には、このような変異体ポリヌクレオチドは、DMEをコードする或るポリヌクレオチド配列に対して少なくとも約70%、或いは少なくとも約85%、更には少なくとも約95%ものポリヌクレオチド配列同一性を持つこととなる。本発明の或る態様では、SEQ ID NO:14-26からなる群から選択されたアミノ酸配列と少なくとも約70%、或いは少なくとも約85%、または少なくとも約95%もの一致率を有するようなSEQ ID NO:14-26からなる群から選択された配列を有するポリヌクレオチドの変異体を含む。上記の任意のポリヌクレオチドの変異体は、DMEの機能的若しくは構造的特徴を少なくとも1つ有するポリペプチドをコードし得る。 The present invention also includes a group of polynucleotide variants encoding DME. Specifically, such variant polynucleotides have at least about 70%, or at least about 85%, or even at least about 95% polynucleotide sequence identity to a given polynucleotide sequence encoding DME. It will be. In certain embodiments of the present invention, SEQ ID NO: 14 having at least about 70%, or at least about 85%, or at least about 95% identity with an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26 A polynucleotide variant having a sequence selected from the group consisting of NO: 14-26. Any of the polynucleotide variants described above may encode a polypeptide having at least one functional or structural characteristic of DME.
更に或いは別法では、本発明の或るポリヌクレオチド変異体は、DMEをコードするポリヌクレオチドのスプライス変異体である。或るスプライス変異体はDMEをコードするポリヌクレオチドとの顕著な配列同一性を持つ部分複数を有し得るが、mRNAプロセッシング中のエキソン群の選択的スプライシングによって生ずる、配列の数ブロックの付加または欠失により、通常、より多数またはより少数のポリヌクレオチドを有することになる。或るスプライス変異配列には、約70%未満、または約60%未満、あるいは約50%未満のポリヌクレオチド配列同一性が、DMEをコードするポリヌクレオチドとの間で全長に渡って見られるが、このスプライス変異配列のいくつかの部分には、DMEをコードするポリヌクレオチドの各部との、少なくとも約70%、あるいは少なくとも約85%、または少なくとも約95%、なおまたは100%の、ポリヌクレオチド配列同一性を有することとなる。例えばSEQ ID NO:24の配列を持つポリヌクレオチドとSEQ ID NO:25の配列を持つポリヌクレオチドとは互いのスプライス変異体である。上記したスプライス変異体は何れも、DMEの機能的或いは構造的特徴の少なくとも1つを有する或るポリペプチドをコードし得る。 Additionally or alternatively, certain polynucleotide variants of the invention are splice variants of a polynucleotide encoding DME. Some splice variants may have multiple portions with significant sequence identity to the polynucleotide encoding DME, but the addition or absence of a few blocks of sequence resulting from alternative splicing of exons during mRNA processing. Loss usually results in having more or fewer polynucleotides. For some splice variant sequences, less than about 70%, or less than about 60%, or less than about 50% of polynucleotide sequence identity is found over the entire length with the polynucleotide encoding DME, Some portions of this splice variant sequence are at least about 70%, or at least about 85%, or at least about 95%, or even 100% of the polynucleotide sequence identity with each portion of the polynucleotide encoding DME. It will have sex. For example, a polynucleotide having the sequence of SEQ ID NO: 24 and a polynucleotide having the sequence of SEQ ID NO: 25 are mutual splice variants. Any of the splice variants described above can encode a polypeptide having at least one functional or structural characteristic of DME.
遺伝暗号の縮重により、DMEをコードする種々のポリヌクレオチド配列が作り出され、中には、既知のいかなる天然遺伝子のポリヌクレオチド配列群とも最小の類似性しか有しない配列もあることは、当業者には理解されよう。したがって本発明には、可能コドン選択に基づく組合せの選択によって産出し得るあらゆる可能なポリヌクレオチド配列のバリエーションを網羅し得る。これらの組み合わせは、天然DMEのポリヌクレオチド配列に適用される標準的なトリプレット遺伝暗号を基に作られる。また、このような全ての変異が明確に開示されていると考慮されたい。 Those skilled in the art will appreciate that the degeneracy of the genetic code creates various polynucleotide sequences that encode DME, some of which have minimal similarity to any known native gene polynucleotide sequences. Will be understood. Thus, the present invention may cover all possible polynucleotide sequence variations that can be produced by selection of combinations based on possible codon selection. These combinations are made on the basis of the standard triplet genetic code applied to the polynucleotide sequence of native DME. Also consider that all such mutations are clearly disclosed.
DMEとその変異体とをコードするポリヌクレオチドは一般に、好適に選択されたストリンジェンシー条件下で天然DMEのポリヌクレオチドとハイブリダイズ可能であるが、非天然コドン群を含めるなどの実質的に異なるコドン使用を有するDME或いはその誘導体をコードするポリヌクレオチドを作り出すことは、有益であり得る。宿主が特定コドンを利用する頻度に基づき、特定の真核宿主または原核宿主に発生するペプチドの発現率を高めるようにコドンを選択し得る。コードされるアミノ酸配列を改変せずに、DME及びその誘導体をコードするヌクレオチド配列を実質的に改変する別の理由には、天然配列から作られる転写物より例えば長い半減期など好ましい特性を備えるRNA転写物を作ることもある。 Polynucleotides encoding DME and its variants are generally capable of hybridizing to native DME polynucleotides under suitably selected stringency conditions, but include substantially different codons, such as including non-natural codon groups. It may be beneficial to create a polynucleotide that encodes a DME having use or a derivative thereof. Codons can be selected to increase the expression rate of peptides generated in a particular eukaryotic or prokaryotic host based on the frequency with which the host utilizes the particular codon. Another reason for substantially altering the nucleotide sequence encoding DME and its derivatives without altering the encoded amino acid sequence is RNA with favorable properties such as longer half-life than transcripts made from the native sequence Sometimes a transcript is made.
本発明にはまた、DMEとその誘導体とをコードする、ポリヌクレオチド群またはそれらの断片の、完全に合成化学による作製も含む。作製後、当分野で周知の試薬を用いて、この合成ポリヌクレオチドを任意の様々な入手可能な発現ベクター及び細胞系中に挿入し得る。更に、合成化学を用いてDMEまたはその任意の断片をコードする或るポリヌクレオチドに突然変異を誘導し得る。 The present invention also includes the production by complete synthetic chemistry of polynucleotide groups or fragments thereof encoding DME and its derivatives. After production, the synthetic polynucleotide can be inserted into any of a variety of available expression vectors and cell lines using reagents well known in the art. In addition, synthetic chemistry can be used to induce mutations in certain polynucleotides encoding DME or any fragment thereof.
本発明の実施態様には、種々のストリンジェンシー条件下で、請求項に記載のポリヌクレオチド、特に、SEQ ID NO:14-26に示す配列を持つポリヌクレオチド、及びそれらの断片群にハイブリダイズ可能なポリヌクレオチド群が含まれる(Wahl, G.M.およびS.L. Berger (1987) Methods Enzymol.152:399-407; Kimmel, A.R. (1987) Methods Enzymol. 152:507-511)。アニーリングおよび洗浄条件を含むハイブリダイゼーションの条件は、「定義」に記載した。 Embodiments of the present invention are capable of hybridizing under various stringency conditions to the claimed polynucleotide, in particular, the polynucleotide having the sequence shown in SEQ ID NO: 14-26, and fragments thereof. A group of polynucleotides (Wahl, GM and SL Berger (1987) Methods Enzymol. 152: 399-407; Kimmel, AR (1987) Methods Enzymol. 152: 507-511). Hybridization conditions, including annealing and washing conditions, are described in “Definitions”.
DNAシークエンシングの方法は当分野では周知であり、本発明のいずれの実施態様にも、DNAシークエンシング方法を用い得る。DNAシークエンシング方法には酵素を用い得る。例えばDNAポリメラーゼ1のクレノウ断片、SEQUENASE(US Biochemical, Cleveland OH)、Taqポリメラーゼ(Applied Biosystems)、熱安定性T7ポリメラーゼ(Amersham Biosciences, Piscataway NJ)を用い得る。あるいは、例えばELONGASE増幅システム(Invitrogen, Carlsbad CA)において見られるように、ポリメラーゼと校正エキソヌクレアーゼとを併用し得る。好適には、MICROLAB2200液体転移システム(Hamilton, Reno, NV)、PTC200サーマルサイクラー(MJ Research, Watertown MA)およびABI CATALYST 800サーマルサイクラー(Applied Biosystems)などの装置を用いて配列の準備を自動化する。次に、ABI 373或いは377 DNAシークエンシングシステム(Applied Biosystems)、MEGABACE 1000 DNAシークエンシングシステム(Amersham Biosciences)または当分野で既知の他のシステムを用いてシークエンシングを行う。結果として得た配列を、当分野で周知の種々のアルゴリズムを用いて分析する(Ausubel他、前出、7章; Meyers, R.A. (1995) Molecular Biology and Biotechnology, Wiley VCH, New York NY, 856-853ページ)。 Methods for DNA sequencing are well known in the art, and DNA sequencing methods can be used in any embodiment of the invention. Enzymes can be used for DNA sequencing methods. For example, Klenow fragment of DNA polymerase 1, SEQUENASE (US Biochemical, Cleveland OH), Taq polymerase (Applied Biosystems), thermostable T7 polymerase (Amersham Biosciences, Piscataway NJ) can be used. Alternatively, a polymerase and a proofreading exonuclease can be used in combination, as seen, for example, in the ELONGASE amplification system (Invitrogen, Carlsbad CA). Preferably, sequence preparation is automated using equipment such as the MICROLAB 2200 liquid transfer system (Hamilton, Reno, NV), the PTC200 thermal cycler (MJ Research, Watertown MA) and the ABI CATALYST 800 thermal cycler (Applied Biosystems). The sequencing is then performed using the ABI 373 or 377 DNA sequencing system (Applied Biosystems), the MEGABACE 1000 DNA sequencing system (Amersham Biosciences) or other systems known in the art. The resulting sequences are analyzed using various algorithms well known in the art (Ausubel et al., Supra, Chapter 7; Meyers, RA (1995) Molecular Biology and Biotechnology , Wiley VCH, New York NY, 856- Page 853).
当分野で周知の、PCR法をベースにした種々の方法と、部分的ヌクレオチド配列とを利用して、DMEをコードする核酸を伸長し、プロモーターや調節エレメントなど、上流にある配列を検出し得る。例えば、使用し得る方法の1つである制限部位PCR法は、ユニバーサルプライマーおよびネステッドプライマーを用いてクローニングベクター内のゲノムDNAからの未知の配列を増幅する方法である(Sarkar, G. (1993) PCR Methods Applic.2:318-322)。別の方法にインバースPCR法があり、これは多岐の方向に伸長するプライマー群を用いて、環状化した鋳型から未知の配列を増幅する方法である。鋳型は、或る既知のゲノム遺伝子座およびその周辺の配列群からなる制限酵素断片群から得る(Triglia, T.他(1988) Nucleic Acids Res. 16:8186)。第3の方法としてキャプチャPCR法があり、これにはヒトおよび酵母人工染色体DNAの既知の配列群に隣接するDNA断片群をPCR増幅する方法を含む(Lagerstrom, M.他(1991) PCR Methods Applic.1:111-119)。この方法では、PCRを行う前に、複数の制限酵素の消化およびライゲーション反応を用い、未知の配列領域内に組換え二本鎖配列を挿入し得る。未知の配列群を検索するために用い得る、他の複数の方法も当分野で既知である(例えばParker, J.D.他(1991) Nucleic Acids Res.19:3055-3060)。更に、PCR、ネステッドプライマー類、およびPROMOTERFINDERライブラリ類(Clontech, Palo Alto CA)を用いて、ゲノムDNAをウォーキングし得る。この手順は、ライブラリ類をスクリーニングする必要がなく、イントロン/エキソン接合部の発見に有用である。全てのPCRベースの方法では、市販ソフトウェア、例えばOLIGO 4.06プライマー分析ソフトウェア(National Biosciences, Plymouth MN)或いは別の好適なプログラムを用いて、長さが約22〜30ヌクレオチド、GC含有率が約50%以上で、温度約68℃〜72℃で鋳型に対してアニーリングするように、プライマー群を設計し得る。 Numerous methods based on the PCR method well known in the art and partial nucleotide sequences can be used to extend DME-encoding nucleic acids and detect upstream sequences such as promoters and regulatory elements . For example, one of the methods that can be used, restriction site PCR, is a method of amplifying an unknown sequence from genomic DNA in a cloning vector using universal primers and nested primers (Sarkar, G. (1993) PCR Methods Applic. 2: 318-322). Another method is inverse PCR, which amplifies an unknown sequence from a circularized template using a group of primers extending in various directions. The template is obtained from a group of restriction enzymes consisting of a certain known genomic locus and its surrounding sequences (Triglia, T. et al. (1988) Nucleic Acids Res. 16: 8186). A third method is capture PCR, which includes PCR amplification of DNA fragments adjacent to known sequences of human and yeast artificial chromosome DNA (Lagerstrom, M. et al. (1991) PCR Methods Applic .1: 111-119). In this method, a recombinant double-stranded sequence can be inserted into an unknown sequence region using multiple restriction enzyme digestion and ligation reactions prior to PCR. Several other methods are known in the art that can be used to search for unknown sequences (eg Parker, J.D. et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19: 3055-3060). In addition, genomic DNA can be walked using PCR, nested primers, and PROMOTERFINDER libraries (Clontech, Palo Alto CA). This procedure is useful for discovery of intron / exon junctions without the need to screen libraries. All PCR-based methods use commercially available software such as OLIGO 4.06 primer analysis software (National Biosciences, Plymouth MN) or another suitable program, about 22-30 nucleotides in length and about 50% GC content. Thus, the primer group can be designed to anneal to the template at a temperature of about 68 ° C. to 72 ° C.
完全長cDNA群をスクリーニングする際は、より大きなcDNA群を含むようにサイズ選択されたライブラリ群を用いるのが好ましい。更に、ランダムプライマーのライブラリ群は、しばしば遺伝子群の5'領域を有する配列を含み、オリゴd(T)ライブラリが完全長cDNAを作製できない状況に対して好適である。ゲノムライブラリ群は、5'非転写調節領域への、配列の伸長に有用であろう。 When screening for full-length cDNA groups, it is preferable to use library groups that are size-selected to include larger cDNA groups. In addition, random primer libraries often contain sequences having the 5 ′ region of the gene cluster, and are suitable for situations where an oligo d (T) library cannot produce a full-length cDNA. Genomic libraries may be useful for extending sequences into the 5 ′ non-transcribed regulatory region.
市販のキャピラリー電気泳動システム群を用いて、シークエンシングまたはPCR産物のサイズを分析し、またはそのヌクレオチド配列を確認し得る。具体的には、キャピラリーシークエンシングは、電気泳動による分離のための流動性ポリマーと、4つの異なるヌクレオチドに特異的であるような、レーザーで活性化される蛍光色素と、発光された波長の検出に利用するCCDカメラとを有し得る。出力/光の強度は、適切なソフトウェア(Applied Biosystems社のGENOTYPER、SEQUENCE NAVIGATOR等)を用いて電気信号に変換し得る。サンプルのロードからコンピュータ分析及び電子データ表示までの全プロセスがコンピュータ制御可能である。キャピラリー電気泳動法は、特定のサンプルに少量しか存在しないようなDNA小断片のシークエンシングに特に適している。 Commercially available capillary electrophoresis systems can be used to analyze the size of the sequencing or PCR product or to confirm its nucleotide sequence. Specifically, capillary sequencing is a flowable polymer for electrophoretic separation, a laser-activated fluorescent dye that is specific for four different nucleotides, and detection of the emitted wavelength. And a CCD camera to be used. The output / light intensity can be converted to an electrical signal using suitable software (Applied Biosystems GENOTYPER, SEQUENCE NAVIGATOR, etc.). The entire process from sample loading to computer analysis and electronic data display is computer controllable. Capillary electrophoresis is particularly suitable for sequencing small DNA fragments that are present in small amounts in a particular sample.
本発明の別の実施態様では、DMEをコードするポリヌクレオチドまたはその断片を、DME、その断片または機能的等価物を適切な宿主細胞内に発現させる組換えDNA分子にクローニングし得る。遺伝暗号固有の縮重により、実質的に同じ或いは機能的に等価のポリペプチドをコードする別のポリヌクレオチドを産生し、これらの配列をDMEの発現に利用し得る。 In another embodiment of the invention, a polynucleotide encoding DME or a fragment thereof may be cloned into a recombinant DNA molecule that allows DME, a fragment or a functional equivalent thereof to be expressed in a suitable host cell. Due to the degeneracy inherent in the genetic code, other polynucleotides encoding substantially the same or functionally equivalent polypeptides can be produced and these sequences can be utilized for expression of DME.
種々の目的で、DMEをコードする配列群を改変するために、当分野で一般的に既知の複数の方法を用いて、本発明のポリヌクレオチド群を組換えることができる。この組換えの多様な目的には、遺伝子産物のクローン化の、あるいはプロセッシングおよび/または発現のモディフィケーションが含まれるが、これらに限定されるものではない。遺伝子断片と合成オリゴヌクレオチドとの、ランダムなフラグメンテーションおよびPCR再アセンブリによるDNAシャッフリングを用い、ヌクレオチド配列を組換え得る。例えば、オリゴヌクレオチドを介した部位特異的変異誘導を利用して、新規な制限部位の作製、グリコシル化パターンの改変、コドン優先の変更、スプライス変異体の生成などを起こす突然変異を導入し得る。 For various purposes, the polynucleotides of the invention can be recombined using a number of methods generally known in the art to modify the sequences encoding DME. The various purposes of this recombination include, but are not limited to, cloning of the gene product or modification of processing and / or expression. Nucleotide sequences can be recombined using random fragmentation of gene fragments and synthetic oligonucleotides and DNA shuffling by PCR reassembly. For example, site-directed mutagenesis via oligonucleotides can be used to introduce mutations that create new restriction sites, alter glycosylation patterns, change codon preference, generate splice variants, and the like.
本発明のヌクレオチドは、MOLECULARBREEDING (Maxygen Inc., Santa Clara CA; 米国特許第5,837,458号; Chang, C.-C. 他(1999) Nat. Biotechnol. 17:793-797; Christians, F.C. 他(1999) Nat. Biotechnol. 17:259-264; 並びにCrameri, A. 他(1996) Nat. Biotechnol. 14:315-319)などのDNAシャッフリング技術の対象となり得るもので、例えば生物活性、酵素活性あるいは、他の分子や化合物と結合する能力など、DMEの生物学的特性を改変あるいは改良できる。DNAシャッフリングは、PCRを介する遺伝子断片組換えを用いて遺伝子変異体のライブラリを作製するプロセスである。ライブラリはその後、所望の特性を持つ遺伝子変異体群を同定する、選択またはスクリーニングの手順を経る。続いて、これら好適な変異体をプールし、更に反復してDNAシャッフリングおよび選択/スクリーニングを行い得る。かくして、「人工的な」育種および急速な分子の進化によって、多様な遺伝子が作られる。例えば、ランダムポイント突然変異を持つ単一の遺伝子の断片を組換えて、スクリーニングし、その後所望の特性が最適化されるまでシャッフリングし得る。あるいは、所定の遺伝子の断片群を同種または異種のいずれかから得た同一遺伝子ファミリーの相同遺伝子の断片と組換えて、自然に生じる複数遺伝子の遺伝多様性を、定方向の、制御可能な方法で最大化できる。 Nucleotides of the present invention are disclosed in MOLECULARBREEDING (Maxygen Inc., Santa Clara CA; U.S. Pat.No. 5,837,458; Chang, C.-C. et al. (1999) Nat. Biotechnol. 17: 793-797; Christians, FC et al. Nat. Biotechnol. 17: 259-264; and Crameri, A. et al. (1996) Nat. Biotechnol. 14: 315-319). Modify or improve the biological properties of DME, such as its ability to bind molecules and compounds. DNA shuffling is a process of creating a library of gene variants using gene fragment recombination via PCR. The library is then subjected to a selection or screening procedure that identifies a group of genetic variants with the desired characteristics. These suitable variants can then be pooled and further repeated for DNA shuffling and selection / screening. Thus, “artificial” breeding and rapid molecular evolution create diverse genes. For example, single gene fragments with random point mutations can be recombined, screened, and then shuffled until the desired properties are optimized. Alternatively, a method for controlling the genetic diversity of a plurality of naturally occurring genes by recombining a fragment group of a predetermined gene with a homologous gene fragment of the same gene family obtained from either the same species or different species. Can be maximized.
別の実施態様では、DMEをコードするポリヌクレオチドは、当分野で周知の化学的方法を用いて、全体或いは一部を合成可能である(例えば、Caruthers. M.H.他(1980) Nucleic Acids Symp. Ser. 7:215-223; Horn, T.他(1980) Nucleic Acids Symp. Ser. 7:225-232)。或いはDME自体またはその断片の合成に、当分野で既知の化学的方法を用い得る。例えば種々の液相または固相技術を用いてペプチド合成を行い得る(Creighton, T. (1984) Proteins, Structures and Molecular Properties, WH Freeman, New York NY,55-60ページ; Roberge, J.Y.他(1995) Science 269:202-204)。自動合成はABI 431Aペプチドシンセサイザ(Applied Biosystems)を用いて達成し得る。更に、DMEのアミノ酸配列、または任意のその一部を、直接合成の際に改変することにより、及び/または他のタンパク質からの配列群または任意のその一部と組み合わせることにより、変異体ポリペプチドを作製、または、或る天然ポリペプチドの1配列を有するポリペプチドを作製し得る。 In another embodiment, the polynucleotide encoding DME can be synthesized in whole or in part using chemical methods well known in the art (eg, Caruthers. MH et al. (1980) Nucleic Acids Symp. Ser. 7: 215-223; Horn, T. et al. (1980) Nucleic Acids Symp. Ser. 7: 225-232). Alternatively, chemical methods known in the art can be used to synthesize DME itself or fragments thereof. For example, peptide synthesis can be performed using a variety of liquid or solid phase techniques (Creighton, T. (1984) Proteins, Structures and Molecular Properties , WH Freeman, New York NY, pages 55-60; Roberge, JY et al. (1995) ) Science 269: 202-204). Automated synthesis can be achieved using an ABI 431A peptide synthesizer (Applied Biosystems). Further, variant polypeptides may be obtained by directly modifying the amino acid sequence of DME, or any part thereof, and / or combining it with sequences from other proteins or any part thereof. Or a polypeptide having one sequence of a natural polypeptide.
このペプチドは分取用高速液体クロマトグラフィーで実質的に精製し得る(Chiez, R.M.およびF.Z. Regnier (1990) Methods Enzymol.182:392-421)。この合成ペプチドの組成は、アミノ酸分析またはシークエンシングで確認できる(Creighton, 前出 28-53ページ)。 This peptide can be substantially purified by preparative high performance liquid chromatography (Chiez, R.M. and F.Z. Regnier (1990) Methods Enzymol. 182: 392-421). The composition of this synthetic peptide can be confirmed by amino acid analysis or sequencing (Creighton, supra, pages 28-53).
生物学的に活性なDMEを発現させるために、DMEをコードするポリヌクレオチドまたはその誘導体を好適な発現ベクターに挿入し得る。好適な発現ベクターとは、好適な宿主に挿入されたコーディング配列の転写および翻訳の制御に必要なエレメント群を持つベクターである。必要なエレメントとしては、該ベクターと、DMEをコードするポリヌクレオチド群とにおける調節配列群(エンハンサー、構成型及び発現誘導型のプロモーター、5'及び3'の非翻訳領域など)が含まれる。必要なエレメント群は、強度および特異性が様々である。特異的な開始シグナル類を用いて、DMEをコードするポリヌクレオチド群の、より効率的な翻訳を達成することもできる。開始シグナルの例には、ATG開始コドンと、コザック配列など近傍の配列とが含まれる。DMEをコードするポリヌクレオチド配列、およびその開始コドンや、上流の調節配列が好適な発現ベクターに挿入された場合は、更なる転写制御シグナルや翻訳制御シグナルは必要ないこともある。しかしながら、コード配列あるいはその断片のみが挿入された場合は、インフレームATG開始コドンなど外来性の翻訳制御シグナルが発現ベクターに含まれるようにすべきである。外因性の翻訳エレメント群および開始コドン群は、様々な天然物および合成物を起源とし得る。用いられる特定の宿主細胞系に好適なエンハンサーを含めることで発現の効率を高めることが可能である(Scharf, D.他(1994) Results Probl.Cell Differ. 20:125-162)。 In order to express biologically active DME, a polynucleotide encoding DME or a derivative thereof may be inserted into a suitable expression vector. A suitable expression vector is a vector having elements necessary for controlling transcription and translation of a coding sequence inserted into a suitable host. Necessary elements include regulatory sequences in the vector and DME-encoding polynucleotides (enhancers, constitutive and expression-inducible promoters, 5 ′ and 3 ′ untranslated regions, etc.). Necessary elements vary in strength and specificity. Specific initiation signals can also be used to achieve more efficient translation of a group of polynucleotides encoding DME. Examples of initiation signals include ATG initiation codons and nearby sequences such as Kozak sequences. If the polynucleotide sequence encoding DME, its initiation codon, and upstream regulatory sequences are inserted into a suitable expression vector, no additional transcriptional or translational control signals may be required. However, if only the coding sequence or a fragment thereof is inserted, an exogenous translational control signal such as an in-frame ATG start codon should be included in the expression vector. Exogenous translation elements and initiation codons can originate from a variety of natural and synthetic products. Inclusion of an enhancer suitable for the particular host cell system used can increase the efficiency of expression (Scharf, D. et al. (1994) Results Probl. Cell Differ. 20: 125-162).
当業者に周知の方法を用いて、DMEをコードするポリヌクレオチドと、好適な転写および翻訳制御エレメントとを持つ発現ベクターを作製することが可能である。これらの方法としては、in vitro組換えDNA技術、合成技術、およびin vivo遺伝子組換え技術がある(Sambrook, J.他(1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Plainview NY, 4, 8, および 16-17章; Ausubel他、前出、1, 3および15章)。 Methods which are well known to those skilled in the art can be used to create expression vectors with polynucleotides encoding DME and suitable transcriptional and translational control elements. These methods include in vitro recombinant DNA techniques, synthetic techniques, and in vivo genetic recombination techniques (Sambrook, J. et al. (1989) Molecular Cloning, A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Press, Plainview NY, 4 , 8, and 16-17; Ausubel et al., Supra, 1, 3 and 15).
種々の発現ベクター/宿主系を利用して、DMEをコードするポリヌクレオチドの保持および発現が可能である。限定するものではないがこのような発現ベクター/宿主系には、組換えバクテリオファージ、プラスミドまたはコスミドDNA発現ベクターで形質転換させた細菌や、酵母菌発現ベクターで形質転換させた酵母菌など微生物や、ウイルス発現ベクター(例えばバキュロウイルス)に感染した昆虫細胞系や、ウイルス発現ベクター(例えばカリフラワーモザイクウイルス、CaMVまたはタバコモザイクウイルス、TMV)または細菌発現ベクター(例えばTiプラスミドまたはpBR322プラスミド)で形質転換させた植物細胞系、動物細胞系がある(Sambrook, 前出; Ausubel他, 前出; Van Heeke, G.およびS.M. Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264:5503-5509; Engelhard, E.K.他(1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:3224-3227; Sandig, V.他(1996) Hum.Gene Ther.7:1937-1945; Takamatsu, N.(1987) EMBO J. 6:307-311;『マグローヒル科学技術年鑑』(The McGraw Hill Yearbook of Science and Technology) (1992) McGraw Hill, New York NY, 191-196ページ; Logan, J. および T. Shenk (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:3655-3659; Harrington, J.J. 他(1997) Nat. Genet. 15:345-355)。レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルスまたはワクシニアウイルス由来の発現ベクター、または種々の細菌性プラスミド由来の発現ベクターを用いて、ポリヌクレオチドを標的器官、組織または細胞集団へ送達することができる(Di Nicola, M.他(1998) Cancer Gen. Ther. 5:350-356; Yu, M.他(1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:6340-6344; Buller, R.M.他(1985) Nature 317:813-815; McGregor, D.P.他(1994) Mol. Immunol. 31:219-226; Verma, I.M.およびN. Somia (1997) Nature 389:239-242)。本発明は使用する宿主細胞によって限定されない。 A variety of expression vector / host systems may be utilized to maintain and express the polynucleotide encoding DME. Such expression vector / host systems include, but are not limited to, microorganisms such as bacteria transformed with recombinant bacteriophage, plasmid or cosmid DNA expression vectors, yeast transformed with yeast expression vectors, Transformed with an insect cell line infected with a viral expression vector (eg baculovirus), a viral expression vector (eg cauliflower mosaic virus, CaMV or tobacco mosaic virus, TMV) or a bacterial expression vector (eg Ti plasmid or pBR322 plasmid) Plant cell lines, animal cell lines (Sambrook, supra; Ausubel et al., Supra; Van Heeke, G. and SM Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264: 5503-5509; Engelhard, EK et al. ( 1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 3224-3227; Sandig, V. et al. (1996) Hum. Gene Ther. 7: 1937-1945; Takamatsu, N. (1987) EMBO J. 6: 307- 311; “McGraw Hill Science and Technology The McGraw Hill Yearbook of Science and Technology (1992) McGraw Hill, New York NY, 191-196; Logan, J. and T. Shenk (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3655 -3659; Harrington, JJ et al. (1997) Nat. Genet. 15: 345-355). Polynucleotides can be delivered to target organs, tissues or cell populations using expression vectors from retroviruses, adenoviruses, herpesviruses or vaccinia viruses, or expression vectors from various bacterial plasmids (Di Nicola, M. et al. (1998) Cancer Gen. Ther. 5: 350-356; Yu, M. et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6340-6344; Buller, RM et al. (1985) Nature 317: 813-815; McGregor, DP et al. (1994) Mol. Immunol. 31: 219-226; Verma, IM and N. Somia (1997) Nature 389: 239-242). The present invention is not limited by the host cell used.
細菌系では、DMEをコードするポリヌクレオチドの使用目的に応じて多数のクローニングベクターおよび発現ベクターを選択し得る。例えばDMEをコードするポリヌクレオチドの慣例的なクローニング、サブクローニング、増殖には、PBLUESCRIPT(Stratagene, La Jolla CA)またはPSPORT1プラスミド(Invitrogen)などの多機能の大腸菌ベクターを用いることができる。DMEをコードするポリヌクレオチドをベクターのマルチクローニング部位にライゲーションするとlacZ遺伝子が破壊され、組換え分子を含む形質転換された細菌の同定のための比色スクリーニング法が可能となる。更にこれらのベクターは、クローニングされた配列におけるin vitro転写、ジデオキシのシークエンシング、ヘルパーファージによる一本鎖のレスキュー、入れ子欠失の生成にも有用であろう(Van Heeke, G.およびS.M. Schuster (1989) J. Biol. Chem. 264:5503-5509)。例えば抗体類の産生などに多量のDMEが必要な場合は、DMEの発現をハイレベルで指示するベクター類が使用できる。例えば、強力な誘導SP6バクテリオファージプロモーターまたは誘導T7バクテリオファージプロモーターを持つベクターが使用できる。 In bacterial systems, a number of cloning and expression vectors may be selected depending upon the use intended for polynucleotides encoding DME. For example, a multifunctional E. coli vector such as PBLUESCRIPT (Stratagene, La Jolla CA) or PSPORT1 plasmid (Invitrogen) can be used for routine cloning, subcloning and propagation of a polynucleotide encoding DME. Ligation of the polynucleotide encoding DME to the multicloning site of the vector disrupts the lacZ gene, allowing a colorimetric screening method for the identification of transformed bacteria containing recombinant molecules. In addition, these vectors may be useful for in vitro transcription in cloned sequences, dideoxy sequencing, single-stranded rescue with helper phage, generation of nested deletions (Van Heeke, G. and SM Schuster ( 1989) J. Biol. Chem. 264: 5503-5509). For example, when a large amount of DME is required for the production of antibodies, vectors that direct the expression of DME at a high level can be used. For example, vectors with a strong inducible SP6 bacteriophage promoter or an inducible T7 bacteriophage promoter can be used.
DMEの産生には、酵母発現系の使用が可能である。α因子、アルコールオキシダーゼ、PGHプロモーターなど、構成型あるいは誘導型のプロモーターを持つ多数のベクターが、出芽酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)またはピキア酵母(Pichia pastoris)内で使用可能である。更に、このようなベクターは、発現したタンパク質の、分泌か細胞内での保持かのどちらかを指示するものであり、安定した増殖のために宿主ゲノムの中に外来ポリヌクレオチド配列群を組み込むことを可能にする(Ausubel他、前出; Bitter, G.A.他(1987) Methods Enzymol.153:516-544; Scorer, C.A.他(1994) Bio/Technology 12:181-184)。 For the production of DME, a yeast expression system can be used. A large number of vectors with constitutive or inducible promoters such as alpha factor, alcohol oxidase, PGH promoter, etc. can be used in Saccharomyces cerevisiae or Pichia pastoris. In addition, such vectors direct either the secreted or intracellular retention of the expressed protein and incorporate foreign polynucleotide sequences into the host genome for stable growth. (Ausubel et al., Supra; Bitter, GA et al. (1987) Methods Enzymol. 153: 516-544; Scorer, CA et al. (1994) Bio / Technology 12: 181-184).
植物系もDMEの発現に使用可能である。DMEをコードするポリヌクレオチドの転写は、ウイルスプロモーター、例えば単独であるいはTMV由来のオメガリーダー配列と組み合わせて用いられるようなCaMV由来の35Sおよび19Sプロモーターによって促進し得る(Takamatsu, N.(1987)EMBO J 6:307-311)。あるいは、RuBisCOの小サブユニットなどの植物プロモーター、または熱ショックプロモーターを用い得る(Coruzzi, G.他(1984) EMBO J. 3:1671-1680; Broglie, R.他(1984) Science 224:838-843; Winter, J.他(1991) Results Probl.Cell Differ. 17:85-105)。これらの作成物を、植物細胞に、直接DNA形質転換または病原体媒介した形質移入で導入できる(『マグローヒル科学技術年鑑』(The McGraw Hill Yearbook of Science and Technology)(1992) McGraw Hill, New York NY,191-196ページ)。 Plant systems can also be used to express DME. Transcription of polynucleotides encoding DME can be facilitated by viral promoters, eg, 35S and 19S promoters from CaMV such as used alone or in combination with TMV-derived omega leader sequences (Takamatsu, N. (1987) EMBO J 6: 307-311). Alternatively, a plant promoter such as the small subunit of RuBisCO, or a heat shock promoter can be used (Coruzzi, G. et al. (1984) EMBO J. 3: 1671-1680; Broglie, R. et al. (1984) Science 224: 838- 843; Winter, J. et al. (1991) Results Probl. Cell Differ. 17: 85-105). These constructs can be introduced into plant cells by direct DNA transformation or pathogen-mediated transfection ( The McGraw Hill Yearbook of Science and Technology (1992) McGraw Hill, New York NY, 191-196).
哺乳動物細胞においては、多数のウイルスベースの発現系を利用し得る。アデノウイルスが発現ベクターとして用いられる場合、後期プロモーターと3連リーダー配列とからなるアデノウイルス転写/翻訳複合体に、DMEをコードするポリヌクレオチド群をライゲーションし得る。アデノウイルスゲノムの可欠E1またはE3領域への挿入を用いれば、宿主細胞内でDMEを発現する感染ウイルスを得ることができる(Logan, J.およびT. Shenk (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:3655-3659)。更に、ラウス肉腫ウイルス(RSV)エンハンサーなどの転写エンハンサーを用いて、哺乳類宿主細胞における発現を増大させ得る。SV40またはEBVをベースにしたベクターを用いてタンパク質を高レベルで発現させることもできる。 In mammalian cells, a number of virus-based expression systems can be utilized. When an adenovirus is used as an expression vector, a group of polynucleotides encoding DME can be ligated to an adenovirus transcription / translation complex consisting of a late promoter and a triple leader sequence. With the insertion of the adenoviral genome into the essential E1 or E3 region, infectious viruses that express DME in host cells can be obtained (Logan, J. and T. Shenk (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 3655-3659). In addition, transcription enhancers such as the Rous sarcoma virus (RSV) enhancer can be used to increase expression in mammalian host cells. Proteins can also be expressed at high levels using vectors based on SV40 or EBV.
また、ヒト人工染色体(HAC)類を用いて、或るプラスミドに含まれ得る断片やプラスミドから発現し得る断片より大きなDNAの断片群を送達し得る。治療のために約6kb〜10MbのHACsが作製され、従来の送達方法(リポソーム、ポリカチオンアミノポリマー、またはベシクル)で送達されている(Harrington, J.J.他(1997) Nat. Genet. 15:345-355)。 In addition, human artificial chromosomes (HACs) can be used to deliver fragments of DNA that are larger than fragments that can be contained in a plasmid or that can be expressed from a plasmid. Approximately 6 kb to 10 Mb HACs have been generated for therapy and delivered by conventional delivery methods (liposomes, polycation amino polymers, or vesicles) (Harrington, JJ et al. (1997) Nat. Genet. 15: 345- 355).
哺乳類系での、組換えタンパク質の長期にわたる産生のためには、細胞株における、DMEの安定した発現が望ましい。例えば、DMEをコードするポリヌクレオチドを細胞株に形質転換するために、発現ベクター類と、同じベクター上の或いは別のベクター上の選択可能マーカー遺伝子とを用い得る。用いる発現ベクターは、ウイルス起源の複製要素、および/または内因性の発現要素を持ち得る。ベクターの導入後、選択培地に移す前に強化培地で約1〜2日間、細胞を増殖させ得る。選択可能マーカーの目的は選択剤への抵抗性を与えることであり、選択可能マーカーの存在により、導入した配列の発現に成功するような細胞の成長および回収が可能となる。安定的に形質転換された細胞の耐性クローンは、その細胞型に適した組織培養技術を用いて増殖できる。 For long-term production of recombinant proteins in mammalian systems, stable expression of DME in cell lines is desirable. For example, expression vectors and selectable marker genes on the same vector or on different vectors can be used to transform a polynucleotide encoding DME into a cell line. The expression vector used can have a replication element of viral origin and / or an endogenous expression element. After the introduction of the vector, the cells can be grown in enhanced medium for about 1-2 days before being transferred to the selective medium. The purpose of the selectable marker is to confer resistance to the selective agent, and the presence of the selectable marker allows for the growth and recovery of cells that can successfully express the introduced sequence. Resistant clones of stably transformed cells can be propagated using tissue culture techniques appropriate to the cell type.
任意の数の選択系を用いて、形質転換細胞株を回収できる。限定するものではないがこのような選択系には、tk−細胞のために用いられる単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子と、apr−細胞のために用いられる単純ヘルペスウイルスのアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ遺伝子がある(Wigler, M.他(1977) Cell 11:223-232; Lowy, I. 他(1980) Cell 22:817-823)。また、選択の基礎として代謝拮抗物質、抗生物質あるいは除草剤への耐性を用いることができる。例えばdhfrはメトトレキセートに対する耐性を与え、neoはアミノグリコシドであるネオマイシンおよびG-418に対する耐性を与え、alsはクロルスルフロンに対する耐性を、patはホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼに対する耐性を各々与える(Wigler, M.他(1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77:3567-3570; Colbere-Garapin, F.他(1981) J. Mol. Biol. 150:1-14)。更なる選択可能な遺伝子、例えばtrpBとhisDとが記載され、これらは代謝物についての細胞要求を変容させる(Hartman, S.C.およびR.C. Mulligan (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:8047-8051)。可視マーカー類、例えばアントシアニンや、緑色蛍光タンパク質(GFP;Clontech)、βグルクロニダーゼおよびその基質であるβグルクロニド、またはルシフェラーゼおよびその基質であるルシフェリンを用い得る。これらのマーカーを用いて、形質転換体を同定するだけでなく、特定のベクター系に起因する一過性或いは安定したタンパク質発現を定量することも可能である(Rhodes, C.A. (1995) Methods Mol. Biol. 55:121-131)。 Any number of selection systems can be used to recover transformed cell lines. Such a selection system includes, but is not limited to, the herpes simplex virus thymidine kinase gene used for tk - cells and the herpes simplex virus adenine phosphoribosyltransferase gene used for apr - cells. (Wigler, M. et al. (1977) Cell 11: 223-232; Lowy, I. et al. (1980) Cell 22: 817-823). Moreover, tolerance to antimetabolites, antibiotics or herbicides can be used as a basis for selection. For example, dhfr provides resistance to methotrexate, neo provides resistance to the aminoglycosides neomycin and G-418, als provides resistance to chlorsulfuron, and pat provides resistance to phosphinothricin acetyltransferase (Wigler, M. (1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 3567-3570; Colbere-Garapin, F. et al. (1981) J. Mol. Biol. 150: 1-14). Additional selectable genes, such as trpB and hisD, are described, which transform the cellular requirements for metabolites (Hartman, SC and RC Mulligan (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 8047- 8051). Visible markers such as anthocyanins, green fluorescent protein (GFP; Clontech), β-glucuronidase and its substrate β-glucuronide, or luciferase and its substrate luciferin can be used. These markers can be used not only to identify transformants, but also to quantify transient or stable protein expression resulting from a particular vector system (Rhodes, CA (1995) Methods Mol. Biol. 55: 121-131).
マーカー遺伝子発現の有無によって目的の遺伝子の存在が示唆されても、その遺伝子の存在および発現の確認が必要な場合もある。例えば、DMEをコードする配列が或るマーカー遺伝子配列の中に挿入された場合、DMEをコードするポリヌクレオチド群を有する形質転換された細胞群は、マーカー遺伝子機能の欠落により特定できる。または、単一プロモーターの制御下で、或るマーカー遺伝子を、DMEをコードする1配列とタンデムに配置することもできる。誘導または選択に応答したマーカー遺伝子の発現は通常、タンデム遺伝子の発現も示す。 Even if the presence or absence of marker gene expression suggests the presence of the target gene, the presence and expression of the gene may need to be confirmed. For example, when a sequence encoding DME is inserted into a marker gene sequence, a transformed cell group having a polynucleotide group encoding DME can be identified by the lack of marker gene function. Alternatively, a marker gene can be placed in tandem with one sequence encoding DME under the control of a single promoter. Expression of a marker gene in response to induction or selection usually also indicates tandem gene expression.
一般に、DMEをコードするポリヌクレオチドを持ち、DMEを発現する宿主細胞は、当業者に周知の種々の方法を用いて特定できる。これらの方法には、DNA−DNA或いはDNA−RNAハイブリダイゼーションや、PCR法、核酸或いはタンパク質の検出及び/または数量化のための膜系、溶液ベース、或いはチップベースの技術を含むタンパク質生物学的試験法または免疫学的アッセイが含まれるが、これらに限定されるものではない。 In general, a host cell having a polynucleotide encoding DME and expressing DME can be identified using various methods well known to those skilled in the art. These methods include protein-biological including DNA-DNA or DNA-RNA hybridization, PCR methods, membrane systems for detection and / or quantification of nucleic acids or proteins, solution-based, or chip-based techniques. This includes but is not limited to test methods or immunological assays.
特異的なポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体のどちらかを用いる、DMEの発現の検出及び計測のための免疫学的な方法は、当分野で既知である。このような技法には、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、蛍光活性化細胞選別(FACS)などがある。DME上の2つの非干渉エピトープに反応するモノクローナル抗体群を用いた、2部位のモノクローナルベースイムノアッセイ(two-site, monoclonal-based immunoassay)が好ましいが、競合結合試験も用い得る。これらのアッセイおよび他のアッセイは、当分野で周知である(Hampton, R.他(1990) Serological Methods, a Laboratory Manual, APS Press, St. Paul MN, Sect.IV; Coligan, J.E.他(1997) Current Protocols in Immunology, Greene Pub.Associates and Wiley-Interscience, New York NY; Pound, J.D. (1998) Immunochemical Protocols, Humana Press, Totowa NJ)。 Immunological methods for the detection and measurement of DME expression using either specific polyclonal or monoclonal antibodies are known in the art. Such techniques include enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassay (RIA), fluorescence activated cell sorting (FACS) and the like. A two-site, monoclonal-based immunoassay using a group of monoclonal antibodies that react with two non-interfering epitopes on DME is preferred, but competitive binding studies can also be used. These and other assays are well known in the art (Hampton, R. et al. (1990) Serological Methods, a Laboratory Manual , APS Press, St. Paul MN, Sect. IV; Coligan, JE et al. (1997) Current Protocols in Immunology , Greene Pub. Associates and Wiley-Interscience, New York NY; Pound, JD (1998) Immunochemical Protocols , Humana Press, Totowa NJ).
多岐にわたる標識方法および抱合方法が当業者に知られており、様々な核酸アッセイおよびアミノ酸アッセイにこれらの方法を用い得る。DMEをコードするポリヌクレオチドに関連する配列を検出するための、標識されたハイブリダイゼーションプローブ或いはPCRプローブを生成する方法には、オリゴ標識化、ニックトランスレーション、エンドラベリング(末端標識化)、または標識されたヌクレオチドを用いるPCR増幅が含まれる。或いはDMEをコードするポリヌクレオチド、またはその任意の断片を、mRNAプローブを生成するためのベクターにクローニングしうる。このようなベクターは、当分野において知られており、市販もされており、T7、T3またはSP6などの好適なRNAポリメラーゼおよび標識されたヌクレオチドを加えて、in vitroでRNAプローブの合成に用いることができる。これらの方法は、例えばAmersham Biosciences、Promega(Madison WI)、U.S. Biochemicalなどの種々の市販キットを用いて実行できる。検出を容易にするために用い得る好適なレポーター分子あるいは標識には、基質、補助因子、インヒビター、磁気粒子のほか、放射性核種、酵素、蛍光剤、化学発光剤、発色剤などがある。 A wide variety of labeling and conjugation methods are known to those skilled in the art and can be used in various nucleic acid and amino acid assays. Methods for generating labeled hybridization or PCR probes for detecting sequences related to polynucleotides encoding DME include oligo labeling, nick translation, end labeling, or labeling. PCR amplification using the synthesized nucleotides is included. Alternatively, a polynucleotide encoding DME, or any fragment thereof, can be cloned into a vector for generating mRNA probes. Such vectors are known in the art and are commercially available and should be used for the synthesis of RNA probes in vitro with the addition of a suitable RNA polymerase such as T7, T3 or SP6 and labeled nucleotides. Can do. These methods can be performed using various commercial kits such as Amersham Biosciences, Promega (Madison WI), U.S. Biochemical. Suitable reporter molecules or labels that can be used to facilitate detection include substrates, cofactors, inhibitors, magnetic particles, as well as radionuclides, enzymes, fluorescent agents, chemiluminescent agents, color formers, and the like.
DMEをコードするポリヌクレオチドで形質転換した宿主細胞を、細胞培地での該タンパク質の発現と回収とに好適な条件下で培養しうる。形質転換細胞から製造されたタンパク質が分泌されるか細胞内に留まるかは、使用される配列、ベクター、あるいはその両者に依存する。DMEをコードするポリヌクレオチド群を持つ発現ベクター類は、原核細胞膜または真核細胞膜を透過してのDMEの分泌を指示するシグナル配列群を持つように設計できることは、当業者には理解されよう。 Host cells transformed with a polynucleotide encoding DME can be cultured under conditions suitable for expression and recovery of the protein in cell culture media. Whether a protein produced from a transformed cell is secreted or remains intracellular depends on the sequence used, the vector, or both. Those skilled in the art will appreciate that expression vectors having a polynucleotide group encoding DME can be designed to have a signal sequence group that directs secretion of DME across a prokaryotic or eukaryotic cell membrane.
更に、宿主細胞株の選択は、挿入したポリヌクレオチドの発現をモジュレートする能力、または発現したタンパク質を所望の形に処理する能力によって行い得る。限定するものではないがこのようなポリペプチドの修飾には、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化およびアシル化がある。タンパク質の「プレプロ」または「プロ」形を切断する翻訳後のプロセシングを利用して、タンパク質の標的への誘導、折りたたみ、および/または活性を特定することが可能である。翻訳後の活性のための、特定の細胞装置および特徴的な機序を持つ、種々の宿主細胞(例えばCHO、HeLa、MDCK、HEK293、WI38など)は、American Type Culture Collection(ATCC, Manassas, VA)から入手可能であり、外来タンパク質の正しい修飾およびプロセシングを確実にするように選択し得る。 Furthermore, selection of a host cell line may be made by its ability to modulate the expression of the inserted polynucleotide or to process the expressed protein in the desired form. Such polypeptide modifications include, but are not limited to, acetylation, carboxylation, glycosylation, phosphorylation, lipidation and acylation. Post-translational processing that cleaves the “prepro” or “pro” form of the protein can be used to identify induction, folding, and / or activity of the protein to the target. Various host cells (eg CHO, HeLa, MDCK, HEK293, WI38, etc.) with specific cellular equipment and characteristic mechanisms for post-translational activity are available from the American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA). And can be selected to ensure correct modification and processing of the foreign protein.
本発明の別の実施態様では、DMEをコードする天然ポリヌクレオチド、修飾ポリヌクレオチド、または組換えポリヌクレオチドを或る異種配列に結合させ、上記した任意の宿主系内で、或る融合タンパク質の翻訳を生じ得る。例えば、市販の抗体によって認識できる異種部分を含むキメラDMEタンパク質が、DME活性のインヒビターに対するペプチドライブラリのスクリーニングを促進し得る。また、異種タンパク質部分および異種ペプチド部分も、市販されている親和性マトリックスを用いて融合タンパク質の精製を促進し得る。限定されるものではないがこのような部分には、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、マルトース結合タンパク質(MBP)、チオレドキシン(Trx)、カルモジュリン結合ペプチド(CBP)、6-His、FLAG、c-myc、赤血球凝集素(HA)がある。GSTは固定化グルタチオン上で、MBPはマルトース上で、Trxはフェニルアルシンオキシド上で、CBPはカルモジュリン上で、そして6-Hisは金属キレート樹脂上で、同族の融合タンパク質の精製を可能にする。FLAG、c-mycおよび赤血球凝集素(HA)は、これらのエピトープ標識を特異的に認識する市販のモノクローナル抗体およびポリクローナル抗体を用いた、融合タンパク質の免疫親和性精製を可能にする。また、DMEをコードする配列と異種タンパク質配列との間に、タンパク質分解切断部位を融合タンパク質が持つように遺伝子操作すると、DMEが精製の後に異種部分から切断され得る。融合タンパク質の発現および精製方法は、前出のAusubel他(前出、10および16章)に記載されている。市販されている種々のキットを用いて融合タンパク質の発現および精製を促進することもできる。 In another embodiment of the invention, a natural, modified or recombinant polynucleotide encoding DME is linked to a heterologous sequence and the translation of a fusion protein is performed in any of the host systems described above. Can result. For example, a chimeric DME protein containing a heterologous moiety that can be recognized by a commercially available antibody can facilitate the screening of peptide libraries for inhibitors of DME activity. Also, heterologous protein portions and heterologous peptide portions can facilitate the purification of the fusion protein using a commercially available affinity matrix. Such moieties include, but are not limited to, glutathione S transferase (GST), maltose binding protein (MBP), thioredoxin (Trx), calmodulin binding peptide (CBP), 6-His, FLAG, c-myc, There is hemagglutinin (HA). GST on immobilized glutathione, MBP on maltose, Trx on phenylarsine oxide, CBP on calmodulin, and 6-His on metal chelate resins allow for purification of cognate fusion proteins. FLAG, c-myc and hemagglutinin (HA) allow immunoaffinity purification of fusion proteins using commercially available monoclonal and polyclonal antibodies that specifically recognize these epitope tags. In addition, if a genetic manipulation is performed so that the fusion protein has a proteolytic cleavage site between the sequence encoding DME and the heterologous protein sequence, DME can be cleaved from the heterologous portion after purification. Fusion protein expression and purification methods are described in Ausubel et al., Supra, chapters 10 and 16. Various commercially available kits can also be used to facilitate the expression and purification of the fusion protein.
別の実施態様では、TNTウサギ網状赤血球可溶化液またはコムギ胚芽抽出系(Promega)を用いてin vitroで、放射標識DMEを合成しうる。これらの系は、T7、T3またはSP6プロモーターに機能的に連結したタンパク質コード配列群の、転写と翻訳とを共役させる。翻訳は、例えば35Sメチオニンのような放射能標識したアミノ酸前駆体の存在下で起こる。 In another embodiment, radiolabeled DME may be synthesized in vitro using a TNT rabbit reticulocyte lysate or wheat germ extract system (Promega). These systems couple transcription and translation of protein coding sequences operably linked to a T7, T3 or SP6 promoter. Translation occurs in the presence of a radiolabeled amino acid precursor such as 35 S methionine.
DME或いはその断片または変異体を用いて、DMEに特異結合する化合物をスクリーニングすることができる。1つ以上の試験化合物を用いて、DMEへの特異的な結合をスクリーニングすることが可能である。種々の実施態様で、1、2、3、4、5、10、20、50、100、または200個の試験化合物をDMEへの特異結合に関しスクリーニングできる。試験化合物の例として、抗体、アンティカリン(anticalins)、オリゴヌクレオチド、タンパク質(例えばリガンドや受容体)、または小分子が挙げられる。 DME or a fragment or mutant thereof can be used to screen for a compound that specifically binds to DME. One or more test compounds can be used to screen for specific binding to DME. In various embodiments, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 50, 100, or 200 test compounds can be screened for specific binding to DME. Examples of test compounds include antibodies, anticalins, oligonucleotides, proteins (eg, ligands and receptors), or small molecules.
関連の実施態様で、DME変異体を用いて試験化合物たとえば抗体の、DMEへの結合や、DME変異体へ、または組み合わせたDMEおよび/または1つ以上のDME変異体への結合をスクリーニングできる。或る実施態様で或るDME変異体を用いて、DME変異体に結合するがSEQ ID NO:1-13の正確な配列を持つDMEには結合しない化合物をスクリーニングできる。こうしたスクリーニングの実施に用いるDME変異体は、約50%〜約99%のDMEへの配列同一性の範囲を持つ場合があり、種々の実施態様は60%、70%、75%、80%、85%、90%、および95%の配列同一性を持ち得る。 In a related embodiment, the DME variant can be used to screen the binding of a test compound, eg, an antibody, to the DME, to the DME variant, or to the combined DME and / or one or more DME variants. In certain embodiments, a DME variant can be used to screen for compounds that bind to the DME variant but do not bind to DME having the exact sequence of SEQ ID NO: 1-13. DME variants used to perform such screening may have a range of sequence identity to about 50% to about 99% DME, with various embodiments being 60%, 70%, 75%, 80%, It can have 85%, 90%, and 95% sequence identity.
或る実施態様でDMEへの特異結合スクリーニングで同定された化合物は、DMEの天然リガンドに密接に関連する場合があり、例えばリガンドやその断片であり、または天然基質や、構造的または機能的な擬態物質(mimetic)、あるいは自然結合パートナーである(Coligan, J.E.他(1991) Current Protocols in Immunology 1(2):5章)。別の実施態様では、こうして同定した化合物は、受容体DMEの天然リガンドでありうる(Howard, A.D.他(2001) Trends Pharmacol.Sci.22:132-140; Wise, A. 他(2002) Drug Discovery Today 7:235-246)。 In some embodiments, a compound identified by a specific binding screen to DME may be closely related to the natural ligand of DME, for example, a ligand or a fragment thereof, or a natural substrate, structural or functional It is a mimetic or natural binding partner (Coligan, JE et al. (1991) Current Protocols in Immunology 1 (2): Chapter 5). In another embodiment, the compound thus identified can be the natural ligand of the receptor DME (Howard, AD et al. (2001) Trends Pharmacol. Sci. 22: 132-140; Wise, A. et al. (2002) Drug Discovery Today 7: 235-246).
別の実施態様でDMEへの特異結合スクリーニングで同定した化合物は、DMEが結合する天然受容体に、或いは少なくとも該受容体の或る断片に、または例えばリガンド結合部位や結合ポケットの全体または一部を含む該受容体の或る断片に、密接に関連し得る。例えば該化合物は、シグナルを伝播可能なDME受容体の場合や、シグナルを伝播できないDMEおとり受容体の場合がある(Ashkenazi, A. およびV.M. Divit (1999) Curr. Opin. Cell Biol.11:255-260; Mantovani, A. 他(2001) Trends Immunol. 22:328-336)。該化合物は既知の技術を用いて合理的に設計できる。こうした技術の例としては、化合物エタネルセプト(etanercept)(ENBREL; Immunex Corp., Seattle WA)作製に用いた技術を含む。エタネルセプトは、ヒトのリウマチ様関節炎の治療に有効である。エタネルセプトは遺伝子操作されたp75腫瘍壊死因子(TNF)受容体ダイマーであり、ヒトIgG1 のFc部分に連結されている(Taylor, P.C. 他(2001) Curr. Opin. Immunol. 13:611-616)。 In another embodiment, the compound identified by screening for specific binding to DME is a natural receptor to which DME binds, or at least to some fragment of the receptor, or for example, all or part of a ligand binding site or binding pocket. May be closely related to certain fragments of the receptor. For example, the compound may be a DME receptor capable of propagating a signal, or a DME decoy receptor that cannot propagate a signal (Ashkenazi, A. and VM Divit (1999) Curr. Opin. Cell Biol. 11: 255 -260; Mantovani, A. et al. (2001) Trends Immunol. 22: 328-336). The compound can be rationally designed using known techniques. Examples of such techniques include those used to make the compound etanercept (ENBREL; Immunex Corp., Seattle WA). Etanercept is effective in treating human rheumatoid arthritis. Etanercept is a genetically engineered p75 tumor necrosis factor (TNF) receptor dimer linked to the Fc portion of human IgG 1 (Taylor, PC et al. (2001) Curr. Opin. Immunol. 13: 611-616) .
1つの実施態様で、2種以上の、同様のまたは或いは異なる特異性を持つ抗体を、DMEまたはその断片あるいは変異体への特異結合に関しスクリーニングできる。こうしてスクリーニングした抗体の結合特異性を選択し、DMEの特定の断片または変異体を同定できる。1つの実施態様で、DMEの特定の断片または変異体を優先的に同定できる結合特異性を持つ抗体を選択できる。別の実施態様で、DME産生の増加、低下、或いは異常を有する特定の疾患または病状を優先的に診断できる結合特異性を持つ抗体を選択できる。 In one embodiment, two or more antibodies with similar or different specificities can be screened for specific binding to DME or a fragment or variant thereof. The binding specificity of the antibody thus screened can be selected to identify a particular fragment or variant of DME. In one embodiment, antibodies with binding specificities that can preferentially identify specific fragments or variants of DME can be selected. In another embodiment, antibodies with binding specificities that can preferentially diagnose specific diseases or conditions with increased, decreased, or abnormal DME production can be selected.
1つの実施態様で、アンティカリン(anticalin)を、DMEまたはその断片あるいは変異体への特異結合に関しスクリーニングできる。アンティカリンはリポカリン足場(scaffold )に基づいて作成されたリガンド結合タンパク質である(Weiss, G.A. 及び H.B. Lowman (2000) Chem. Biol. 7:R177-R184; Skerra, A. (2001) J. Biotechnol. 74:257-275)。リポカリン類のタンパク構造には8本鎖逆平行βストランドを持つ或るβバレルを含むことがあり、このバレルはその開放端で4つのループを支持する。これらのループはリポカリンの天然リガンド結合部位を形成し、この部位はin vitroでアミノ酸置換によって再度人工操作して、新規な結合特異性を与えることができる。このアミノ酸置換は当分野で既知の方法または本明細書に記載の方法を用いて行うことができる。また、保存的置換(例えば、結合特異性を変えないような置換)、あるいは、結合特異性を少し、中等度、または大きく変えるような置換を行うこともできる。 In one embodiment, anticalin can be screened for specific binding to DME or a fragment or variant thereof. Anticarin is a ligand binding protein made based on a lipocalin scaffold (Weiss, GA and HB Lowman (2000) Chem. Biol. 7: R177-R184; Skerra, A. (2001) J. Biotechnol. 74: 257-275). The protein structure of lipocalins may include a β-barrel with an eight-stranded antiparallel β-strand that supports four loops at its open end. These loops form the natural ligand binding site of lipocalin, which can be engineered again by amino acid substitution in vitro to give a novel binding specificity. This amino acid substitution can be made using methods known in the art or as described herein. In addition, conservative substitutions (for example, substitutions that do not change the binding specificity) or substitutions that slightly, moderately or greatly change the binding specificity can be performed.
一実施態様では、DMEに特異的に結合、もしくは刺激または阻害する化合物のスクリーニングには、分泌タンパク質或いは細胞膜上のタンパク質の何れか一方としてDMEを発現する適切な細胞の作製が含まれる。好適な細胞には、哺乳類、酵母、ショウジョウバエ、または大腸菌からの細胞が含まれる。次に、DMEを発現する細胞、またはDMEを含む細胞膜分画を試験化合物と接触させて、結合、刺激、或いはDMEまたは試験化合物の何れかの活性の阻害を分析する。 In one embodiment, screening for compounds that specifically bind to or stimulate or inhibit DME includes the generation of suitable cells that express DME as either secreted proteins or proteins on the cell membrane. Suitable cells include cells from mammals, yeast, Drosophila, or E. coli. Next, cells expressing DME, or cell membrane fractions containing DME, are contacted with a test compound and analyzed for binding, stimulation, or inhibition of the activity of either DME or the test compound.
或るアッセイは、単に試験化合物をポリペプチドに実験的に結合させ、結合を、フルオロフォア、放射性同位体、酵素抱合体またはその他の検出可能な標識により検出することができる。例えば、このアッセイは、少なくとも1つの試験化合物を、溶液中の或いは固体支持物に固定されたDMEと混合するステップと、DMEとこの化合物との結合を検出するステップを含み得る。別法では、標識された競合物の存在下での試験化合物の結合の検出および測定を行うことができる。更にこのアッセイは、無細胞再構成標本、化学ライブラリ、または、天然産物の混合物を用いて実施でき、試験化合物(群)は、溶液中で遊離させるか固体支持体に固定する。 Some assays simply allow the test compound to be conjugated experimentally to the polypeptide and the binding detected with a fluorophore, radioisotope, enzyme conjugate or other detectable label. For example, the assay can include mixing at least one test compound with DME in solution or immobilized on a solid support, and detecting binding of the DME to the compound. Alternatively, detection and measurement of test compound binding in the presence of labeled competitor can be performed. In addition, this assay can be performed using cell-free reconstituted specimens, chemical libraries, or natural product mixtures, where the test compound (s) are released in solution or immobilized on a solid support.
アッセイを用いて、或る化合物が、その天然リガンドに結合する能力、および/または、その天然リガンドの、その天然受容体への結合を阻害する能力を評価しうる。こうしたアッセイの例としては、米国特許第5,914,236号および第6,372,724号に記載されたような放射ラベルアッセイを含む。関連した実施態様では、1つ以上のアミノ酸置換が或るポリペプチド化合物(受容体など)に導入され、その天然リガンドに結合する能力を向上または改変しうる(Matthews, D.J. および J.A. Wells. (1994) Chem. Biol. 1:25-30)。別の関連した実施態様では、1つ以上のアミノ酸置換が或るポリペプチド化合物(リガンドなど)に導入され、その天然受容体に結合する能力を向上または改変しうる(Cunningham, B.C.およびJ.A. Wells (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:3407-3411; Lowman, H.B.他(1991) J. Biol. Chem. 266:10982-10988)。 The assay can be used to assess the ability of a compound to bind to its natural ligand and / or inhibit its binding to its natural receptor. Examples of such assays include radiolabel assays such as those described in US Pat. Nos. 5,914,236 and 6,372,724. In related embodiments, one or more amino acid substitutions can be introduced into a polypeptide compound (such as a receptor) to improve or modify its ability to bind to a natural ligand (Matthews, DJ and JA Wells. (1994). ) Chem. Biol. 1: 25-30). In another related embodiment, one or more amino acid substitutions can be introduced into a polypeptide compound (such as a ligand) to improve or modify its ability to bind to its natural receptor (Cunningham, BC and JA Wells ( 1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 3407-3411; Lowman, HB et al. (1991) J. Biol. Chem. 266: 10982-10988).
DME或いはその断片または変異体を用いて、DMEの活性をモジュレートする化合物をスクリーニングしうる。このような化合物としては、アゴニスト、アンタゴニスト、部分的アゴニストまたは逆アゴニストなどが含まれ得る。一実施態様では、DMEが少なくとも1つの試験化合物と混合される、DME活性が許容される諸条件下で或るアッセイを実施し、試験化合物の存在下でのDMEの活性を試験化合物不在下でのDMEの活性と比較する。試験化合物の存在下でのDMEの活性の変化は、DMEの活性をモジュレートする化合物の存在を標示する。別法では、試験化合物を、DMEの活性に適した条件下で、DMEを有するin vitro系すなわち無細胞系と混合してアッセイを実施する。これらアッセイの何れにおいても、DMEの活性をモジュレートする試験化合物は間接的にモジュレートする場合があり、その際は試験化合物と直接接触する必要がない。少なくとも1つ、または複数の試験化合物をスクリーニングすることができる。 DME or fragments or variants thereof can be used to screen for compounds that modulate the activity of DME. Such compounds can include agonists, antagonists, partial agonists or inverse agonists and the like. In one embodiment, an assay is performed under conditions where DME activity is permissible, wherein DME is mixed with at least one test compound, and the activity of DME in the presence of the test compound is determined in the absence of the test compound. Compare with DME activity. A change in the activity of DME in the presence of a test compound is indicative of the presence of a compound that modulates the activity of DME. Alternatively, the assay is performed by mixing the test compound with an in vitro or cell-free system having DME under conditions suitable for the activity of DME. In any of these assays, the test compound that modulates the activity of DME may indirectly modulate, and does not need to be in direct contact with the test compound. At least one or more test compounds can be screened.
別の実施態様では、胚性幹細胞(ES細胞)における相同組換えを用いて動物モデル系内で、DMEまたはその哺乳動物相同体をコードするポリヌクレオチドを「ノックアウト」する。このような技術は当技術分野において周知であり、ヒト疾患動物モデルの作製に有用である(例えば米国特許第5,175,383号および第5,767,337号を参照)。例えば129/SvJ細胞系などのマウスES細胞は初期のマウス胚に由来し、培地で増殖させることができる。このES細胞は、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(neo: Capecchi, M.R.(1989)Science 244:1288-1292)などのマーカー遺伝子で破壊した、目的の遺伝子を持つベクターで形質転換する。このベクターは、相同組換えにより、宿主ゲノムの対応する領域に組込まれる。或いは、Cre-loxP系を用いて相同組換えを行い、組織特異的または発生段階特異的に目的遺伝子をノックアウトする(Marth, J.D. (1996) Clin. Invest. 97:1999-2002; Wagner, K.U.他(1997) Nucleic Acids Res.25:4323-4330)。形質転換したES細胞を同定し、例えばC57BL/6マウス株などから採取したマウス細胞胚盤胞に微量注入する。これらの胚盤胞を偽妊娠メスに外科的に導入し、得られるキメラ子孫の遺伝形質を特定し、これらを交配させてヘテロ接合性系またはホモ接合性系を作製する。このようにして作製した遺伝子組換え動物は、潜在的な治療薬や毒性薬物で検査されうる。 In another embodiment, homologous recombination in embryonic stem cells (ES cells) is used to “knock out” a polynucleotide encoding DME or a mammalian homologue thereof in an animal model system. Such techniques are well known in the art and are useful for generating animal models of human disease (see, eg, US Pat. Nos. 5,175,383 and 5,767,337). For example, mouse ES cells such as the 129 / SvJ cell line are derived from early mouse embryos and can be grown in culture. The ES cells are transformed with a vector having the target gene disrupted with a marker gene such as the neomycin phosphotransferase gene (neo: Capecchi, M.R. (1989) Science 244: 1288-1292). This vector is integrated into the corresponding region of the host genome by homologous recombination. Alternatively, homologous recombination is performed using the Cre-loxP system, and the target gene is knocked out in a tissue-specific or developmental stage-specific manner (Marth, JD (1996) Clin. Invest. 97: 1999-2002; Wagner, KU et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 4323-4330). Transformed ES cells are identified and microinjected into mouse cell blastocysts collected from, for example, the C57BL / 6 mouse strain. These blastocysts are surgically introduced into pseudopregnant females, the genetic traits of the resulting chimeric progeny are identified, and they are crossed to create heterozygous or homozygous systems. Genetically modified animals produced in this way can be tested with potential therapeutic and toxic drugs.
DMEをコードするポリヌクレオチドをin vitroでヒト胚盤胞由来のES細胞において操作することが可能である。ヒトES細胞は、内胚葉、中胚葉および外胚葉の細胞タイプを含む、少なくとも8つの別々の細胞系統に分化する可能性を有する。これらの細胞系統は、例えば神経細胞、造血系統および心筋細胞に分化する(Thomson, J.A.他(1998) Science 282:1145-1147)。 Polynucleotides encoding DME can be manipulated in vitro in human blastocyst-derived ES cells. Human ES cells have the potential to differentiate into at least eight separate cell lineages, including endoderm, mesoderm and ectoderm cell types. These cell lines differentiate, for example, into neural cells, hematopoietic lineages and cardiomyocytes (Thomson, J.A. et al. (1998) Science 282: 1145-1147).
DMEをコードするポリヌクレオチドを用いて、ヒト疾患をモデルとした「ノックイン」ヒト化動物(ブタ)または遺伝子組換え動物(マウスまたはラット)を作製できる。ノックイン技術を用いて、DMEをコードするポリヌクレオチドの或る領域を動物ES細胞に注入し、注入した配列を動物細胞ゲノムに組み込ませる。形質転換細胞を胞胚に注入し、胞胚を上記のように移植する。遺伝子組換え子孫または近交系について試験し、潜在的医薬品を用いて処理し、ヒトの疾患の治療に関する情報を得る。別法では、例えばDMEを乳汁内に分泌するなどDMEを過剰発現する哺乳動物近交系は、この蛋白の簡便な源泉ともなり得る(Janne, J. 他 (1998) Biotechnol. Annu. Rev. 4:55-74)。 Polynucleotides encoding DME can be used to create “knock-in” humanized animals (pigs) or transgenic animals (mouse or rat) that model human disease. Using knock-in technology, a region of the polynucleotide encoding DME is injected into animal ES cells and the injected sequence is integrated into the animal cell genome. Transformed cells are injected into blastula and transplanted as described above. Test for genetically modified progeny or inbreds and treat with potential medicines to obtain information on the treatment of human disease. Alternatively, mammalian inbred lines that overexpress DME, such as secreting DME into milk, can also be a convenient source of this protein (Janne, J. et al. (1998) Biotechnol. Annu. Rev. 4 : 55-74).
(治療)
DMEの複数の領域と薬物代謝酵素類との間には、例えば配列及びモチーフに関する、化学的及び構造的類似性が存在する。DMEの発現は、腎臓組織、肝臓組織、脳組織、副腎腫瘍組織、膀胱腫瘍組織、肺腫瘍組織に、密接に関連する。またDMEを発現する組織の数例は、表6と実施例11とを見られたい。このようにDMEは、自己免疫/炎症疾患、細胞増殖異常、発生または発達障害、内分泌障害、眼の疾患、代謝障害、および肝疾患を含む胃腸疾患において或る役割を果たすと考えられる。DMEの発現若しくは活性の亢進に関連する疾患の治療においては、DMEの発現または活性を低下させることが望ましい。また、DMEの発現または活性の低下に関連する疾患の治療においては、DMEの発現または活性を亢進させることが望ましい。
(Treatment)
There are chemical and structural similarities between multiple regions of DME and drug metabolizing enzymes, for example with respect to sequences and motifs. DME expression is closely related to kidney tissue, liver tissue, brain tissue, adrenal tumor tissue, bladder tumor tissue, lung tumor tissue. See also Table 6 and Example 11 for several examples of tissues that express DME. Thus, DME is thought to play a role in gastrointestinal diseases including autoimmune / inflammatory diseases, cell proliferation abnormalities, developmental or developmental disorders, endocrine disorders, ocular diseases, metabolic disorders, and liver diseases. In the treatment of diseases associated with increased DME expression or activity, it is desirable to reduce DME expression or activity. In the treatment of a disease associated with a decrease in DME expression or activity, it is desirable to enhance DME expression or activity.
従って、一実施態様では、DMEの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、被験者にDMEまたはその断片や誘導体が投与され得る。限定するものではないが、このような疾患には自己免疫/炎症疾患、細胞増殖異常、発生または発達障害、内分泌障害、眼の疾患、代謝障害および、肝疾患を含む胃腸疾患を含み、自己免疫/炎症疾患には、後天性免疫不全症候群(AIDS)、アジソン病、成人呼吸窮迫症候群、アレルギー、強直性脊椎炎、アミロイド症、貧血、喘息、アテローム性動脈硬化症、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性甲状腺炎、自己免疫性多腺性内分泌カンジダ症外胚葉ジストロフィー(APECED)、気管支炎、胆嚢炎、接触皮膚炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、皮膚筋炎、糖尿病、肺気腫、リンパ球傷害因子性偶発性リンパ球減少症、新生児溶血性疾患(胎児赤芽球症)、結節性紅斑、萎縮性胃炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、痛風、グレーブス病、橋本甲状腺炎、過好酸球増加症、過敏性腸症候群、多発性硬化症、重症筋無力症、心筋または心膜炎症、骨関節炎、骨粗しょう症、膵炎、多発性筋炎、乾癬、ライター症候群、リウマチ様関節炎、強皮症、シェーグレン症候群、全身性アナフィラキシー、全身性エリテマトーデス、全身性硬化症、血小板減少性紫斑病、潰瘍性大腸炎、ぶどう膜炎、ウェルナー症候群、癌・血液透析・体外循環の合併症、ウイルス感染症、細菌感染症、真菌感染症、寄生虫感染症、原虫感染症、蠕虫感染症、外傷が含まれ、細胞増殖異常には日光角化症、動脈硬化、アテローム硬化、滑液包炎、硬変、肝炎、混合性結合組織病(MCTD)、骨髄線維症、発作性夜間ヘモグロビン尿症、真性多血症、乾癬、原発性血小板血症、並びに、腺癌、白血病、リンパ腫、黒色腫、骨髄腫、肉腫、及び奇形癌など癌、具体的には、副腎、膀胱、骨、骨髄、脳、乳腺、頚部、胆嚢、神経節、消化管、心臓、腎臓、肝臓、肺、筋肉、卵巣、膵臓、副甲状腺、陰茎、前立腺、唾液腺、皮膚、脾臓、精巣、胸腺、甲状腺、子宮の癌が含まれる。発生・発達障害には尿細管性アシドーシス、貧血、クッシング症候群、軟骨形成不全性小人症、デュシェンヌ/ベッカー型筋ジストロフィー、癲癇、性腺形成異常、WAGR症候群(ウィルムス腫瘍、無虹彩症、尿生殖器異常、精神遅滞)、スミス‐マジェニス症候群(Smith- Magenis syndrome)、骨髄異形成症候群、遺伝性粘膜上皮異形成、遺伝性角皮症、遺伝性神経病(シャルコー‐マリー‐ツース病及び神経線維腫症など)、甲状腺機能低下症、水頭症、Syndenham舞踏病(Syndenham's chorea)及び脳性小児麻痺などの発作障害、二分脊椎、無脳症、頭蓋脊椎披裂、先天性緑内障、白内障、感音難聴を含む。内分泌障害には、例えば原発脳腫瘍、腺腫、妊娠性梗塞、下垂体切除、動脈瘤、血管奇形、血栓症、感染症、免疫異常、頭部外傷合併症などの病変から起こる視床下部及び下垂体の障害と、例えば性機能低下及びシーハン症候群、尿崩症、カルマン病、ハンド‐シュラー‐クリスチャン病、レテラー-ジーヴェ病(Letterer-Siwe disease)、サルコイドーシス、トルコ鞍空虚(empty sella)症候群、小人症を含む下垂体低下に関連した障害と、例えば先端巨大症、巨人症や、良性腺腫によって発生しやすい抗利尿ホルモン(ADH)不適合分泌症候群(SIADH)を含む下垂体亢進に関連した障害と、例えば甲状腺腫、粘液水腫、細菌感染性急性甲状腺炎、ウイルス感染性亜急性甲状腺炎、自己免疫性甲状腺炎(橋本病)、クレチン病を含む甲状腺機能低下症に関連した障害と、例えば甲状腺中毒症及びその様々な型、グレーブス病、前脛骨粘液水腫、中毒性多結節性甲状腺腫、甲状腺癌、プラマー病を含む甲状腺機能亢進症と、Conn病(慢性低カリウム症、原文chronic hypercalemiaは誤りか)を含む副甲状腺機能亢進症と、I型及びII型糖尿病及び合併症などの膵臓疾患と、例えば副腎皮質の癌腫、過形成や腺腫、アルカローシス関連高血圧、アミロイド症、低カリウム血、クッシング病、リドル症候群、Arnold-Healy-Gordon症候群、褐色細胞腫瘍、アジソン病などの副腎関連障害と、例えば女性の異常プロラクチン産生、不妊症、子宮内膜症、月経周期摂動、多嚢胞卵巣疾患、高プロラクチン血症、ゴナドトロピン単独欠損(isolated gonadotropin deficiency)、無月経、乳汁漏出症、半陰陽、多毛症及び男性化、乳癌、閉経後の骨粗鬆症、男性のライジッヒ細胞不全、男性更年期、胚芽細胞無形成症、ライジッヒ細胞腫瘍に関連した性機能亢進、アンドロゲン受容体の欠如に関連したアンドロゲン耐性、5α−還元酵素症候群、女性化乳房などの性腺ステロイドホルモン関連疾患を含む。眼の疾患には、結膜炎、乾性角結膜炎、角膜炎、上強膜炎、虹彩炎、後部ブドウ膜炎、緑内障、一過性黒内障、虚血性視神経症、視神経炎、レーバー遺伝性視神経症、中毒性視神経症、硝子体剥離、網膜剥離、白内障、黄斑変性症、中心性漿液性脈絡網膜症、網膜色素変性(色素性網膜炎)、脈絡膜黒色腫、球後腫瘍、視交叉腫瘍(chiasmal tumor)がある。代謝障害には、アジソン病、脳腱黄色腫症、先天性副腎過形成、クマリン耐性、嚢胞性線維症、糖尿病、脂肪性肝硬変、果糖-1,6-ジホスファターゼ欠損症、ガラクトース血症、甲状腺腫、グルカゴノーマ、糖原病、遺伝性果糖不耐症、アドレナリン過剰症、低アドレナリン症、副甲状腺亢進症、副甲状腺低下症、高コレステロール血症、甲状腺亢進症、低血糖症、甲状腺低下症、高脂質血症、高脂血症、脂質ミオパシー(lipid myopathies)、脂肪異栄養症、リソソーム蓄積症、メンケス症候群、後角症候群(occipital horn syndrome)、マンノシドーシス、ノイラミニダーゼ欠損症、肥満症、ペントース−フェニルケトン尿症、プソイドビタミンD欠乏くる病、低カルシウム血症、低リン酸血症、思春期後小脳性運動失調症、チロシン血症がある。胃腸疾患には、嚥下障害、消化性食道炎、食道痙攣、食道狭窄、食道癌、消化不良、消化障害、胃炎、胃癌、食欲不振、悪心、嘔吐、胃不全麻痺、洞または幽門の浮腫、腹部アンギナ、胸焼け、胃腸炎、イレウス、腸管感染、消化性潰瘍、胆石症、胆嚢炎、胆汁うっ滞、膵臓炎、膵臓癌、胆道疾患、肝炎、高ビリルビン血症、遺伝性高ビリルビン血症、硬変症、肝臓の受動的うっ血、ヘパトーム、感染性大腸炎、潰瘍性結腸炎、潰瘍性直腸炎、クローン病、ホイップル病、マロリー‐ヴァイス症候群、結腸癌、結腸閉塞、過敏性腸症候群、短小腸症候群、下痢、便秘、胃腸出血、後天性免疫不全症候群(AIDS)腸症、黄疸、肝性脳症、肝腎症候群、脂肪肝、血色素症、ウィルソン病、α-1-アンチトリプシン欠損症、ライ症候群、原発性硬化性胆管炎、肝梗塞、門脈循環閉塞及び血栓、小葉中心壊死、肝臓紫斑病、肝静脈血栓、肝静脈閉塞症、子癇前症、子癇、妊娠性急性脂肪肝、妊娠性肝臓内胆汁うっ滞と、結節性過形成・腺腫・癌腫を含む肝腫瘍がある。 Thus, in one embodiment, DME or a fragment or derivative thereof can be administered to a subject for the treatment or prevention of a disease associated with decreased expression or activity of DME. Such diseases include, but are not limited to, autoimmune / inflammatory diseases, cell proliferation abnormalities, developmental or developmental disorders, endocrine disorders, ophthalmic diseases, metabolic disorders, and gastrointestinal disorders including liver disorders, and autoimmunity / Inflammatory diseases include acquired immune deficiency syndrome (AIDS), Addison's disease, adult respiratory distress syndrome, allergy, ankylosing spondylitis, amyloidosis, anemia, asthma, atherosclerosis, autoimmune hemolytic anemia, Autoimmune thyroiditis, autoimmune multiglandular endocrine candidiasis ectodermal dystrophy (APECED), bronchitis, cholecystitis, contact dermatitis, Crohn's disease, atopic dermatitis, dermatomyositis, diabetes, emphysema, lymphocyte injury Factorized incident lymphopenia, neonatal hemolytic disease (fetal erythroblastosis), erythema nodosum, atrophic gastritis, glomerulonephritis, Goodpasture syndrome, gout, Graves' disease, Thyroiditis, hypereosinophilia, irritable bowel syndrome, multiple sclerosis, myasthenia gravis, myocardial or pericardial inflammation, osteoarthritis, osteoporosis, pancreatitis, polymyositis, psoriasis, Reiter syndrome, Rheumatoid arthritis, scleroderma, Sjogren's syndrome, systemic anaphylaxis, systemic lupus erythematosus, systemic sclerosis, thrombocytopenic purpura, ulcerative colitis, uveitis, Werner syndrome, cancer, hemodialysis, extracorporeal circulation Complications, viral infections, bacterial infections, fungal infections, parasitic infections, protozoal infections, helminth infections, trauma, cell proliferation abnormalities include actinic keratosis, arteriosclerosis, atherosclerosis, lubrication Bursitis, cirrhosis, hepatitis, mixed connective tissue disease (MCTD), myelofibrosis, paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, polycythemia vera, psoriasis, primary thrombocythemia, and adenocarcinoma, leukemia, lymphoma , Black Cancers such as myeloma, sarcoma, and teratocarcinoma, specifically adrenal gland, bladder, bone, bone marrow, brain, mammary gland, neck, gallbladder, ganglion, gastrointestinal tract, heart, kidney, liver, lung, muscle, ovary Includes cancer of the pancreas, parathyroid gland, penis, prostate, salivary gland, skin, spleen, testis, thymus, thyroid, uterus. Developmental disorders include tubular acidosis, anemia, Cushing syndrome, chondrogenic dystrophy, Duchenne / Becker muscular dystrophy, epilepsy, gonadal dysplasia, WAGR syndrome (Wilms tumor, aniridia, genitourinary abnormalities, Mental retardation), Smith- Magenis syndrome, myelodysplastic syndrome, hereditary mucosal epithelial dysplasia, hereditary keratoses, hereditary neuropathies (Charcot-Marie-Tooth disease and neurofibromatosis, etc.) ), Seizure disorders such as hypothyroidism, hydrocephalus, Syndenham's chorea and cerebral palsy, spina bifida, anencephalopathy, cranial spinal vertebrae, congenital glaucoma, cataract, sensorineural hearing loss. Endocrine disorders include hypothalamus and pituitary glands that result from lesions such as primary brain tumors, adenomas, gestational infarctions, hypophysectomy, aneurysms, vascular malformations, thrombosis, infections, immune abnormalities, head trauma complications, etc. Disability and eg sexual dysfunction and Sheehan syndrome, diabetes insipidus, Kalman disease, Hand-Schuller-Christian disease, Letterer-Siwe disease, sarcoidosis, Turkish empty sella syndrome, dwarfism Disorders associated with hypopituitarism, including, for example, acromegaly, giantosis, disorders associated with hyperpituitary gland, including antidiuretic hormone (ADH) incompatible secretion syndrome (SIADH), which is likely to occur with benign adenomas, and For hypothyroidism including goiter, myxedema, bacterial infectious acute thyroiditis, viral infectious subacute thyroiditis, autoimmune thyroiditis (Hashimoto's disease), cretin disease Consecutive disorders, including thyroid poisoning and its various forms, Graves' disease, anterior tibial myxedema, toxic multinodular goiter, thyroid cancer, Plumer's hyperthyroidism, and Conn's disease (chronic low potassium Parathyroidism, including type I and type II diabetes and complications, eg, adrenal carcinoma, hyperplasia and adenoma, alkalosis-related hypertension, amyloidosis , Hypokalemia, Cushing's disease, Riddle syndrome, Arnold-Healy-Gordon syndrome, pheochromocytoma, Addison's disease such as Addison's disease and abnormal prolactin production in women, infertility, endometriosis, menstrual cycle perturbation, Polycystic ovary disease, hyperprolactinemia, isolated gonadotropin deficiency, amenorrhea, milk leakage, semi-yin yang, hirsutism and masculinization, breast cancer, Post-surgical osteoporosis, male Leydig cell dysfunction, male menopause, germ cell aplasia, hypersexuality associated with Leysch cell tumor, androgen resistance associated with lack of androgen receptor, 5α-reductase syndrome, gynecomastia Including gonadal steroid hormone related diseases. Eye diseases include conjunctivitis, dry keratoconjunctivitis, keratitis, suprasclerosis, iritis, posterior uveitis, glaucoma, transient cataract, ischemic optic neuropathy, optic neuritis, Leber hereditary optic neuropathy, moderate Toxic optic neuropathy, vitreous detachment, retinal detachment, cataract, macular degeneration, central serous chorioretinopathy, retinitis pigmentosa (pigmentary retinitis), choroidal melanoma, retrobulbar tumor, chiasmal tumor There is. Metabolic disorders include Addison's disease, cerebral tendon xanthoma, congenital adrenal hyperplasia, coumarin resistance, cystic fibrosis, diabetes, fatty cirrhosis, fructose-1,6-diphosphatase deficiency, galactosemia, thyroid Tumor, glucagonoma, glycogenosis, hereditary fructose intolerance, hyperadrenalism, hypoadrenalism, hyperparathyroidism, hypoparathyroidism, hypercholesterolemia, hyperthyroidism, hypoglycemia, hypothyroidism, Hyperlipidemia, hyperlipidemia, lipid myopathies, lipodystrophy, lysosomal storage disease, Menkes syndrome, occipital horn syndrome, mannosidosis, neuraminidase deficiency, obesity, pentose -Phenylketonuria, pseudovitamin D deficiency rickets, hypocalcemia, hypophosphatemia, postadolescent cerebellar ataxia, tyrosineemia. Gastrointestinal disorders include dysphagia, peptic esophagitis, esophageal spasm, esophageal stricture, esophageal cancer, dyspepsia, digestive disorders, gastritis, gastric cancer, loss of appetite, nausea, vomiting, gastric insufficiency, sinus or pyloric edema, abdomen Angina, heartburn, gastroenteritis, ileus, intestinal infection, peptic ulcer, cholelithiasis, cholecystitis, cholestasis, pancreatitis, pancreatic cancer, biliary tract disease, hepatitis, hyperbilirubinemia, hereditary hyperbilirubinemia, hard Metamorphosis, passive hepatic congestion, hepatoma, infectious colitis, ulcerative colitis, ulcerative proctitis, Crohn's disease, Whipple's disease, Mallory-Weiss syndrome, colon cancer, colonic obstruction, irritable bowel syndrome, short small intestine Syndrome, diarrhea, constipation, gastrointestinal bleeding, acquired immune deficiency syndrome (AIDS) enteropathy, jaundice, hepatic encephalopathy, hepatorenal syndrome, fatty liver, hemochromatosis, Wilson's disease, alpha-1-antitrypsin deficiency, Reye syndrome, Primary sclerosing bile Inflammation, liver infarction, portal vein occlusion and thrombus, central lobular necrosis, liver purpura, hepatic vein thrombus, hepatic vein obstruction, preeclampsia, eclampsia, gestational acute fatty liver, intrahepatic cholestasis, There are liver tumors including nodular hyperplasia, adenoma, and carcinoma.
別の実施態様では、限定するものではないが上に列記した疾患を含む、DMEの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、DMEまたはその断片や誘導体を発現し得るベクターを被験者に投与し得る。 In another embodiment, a vector capable of expressing DME or a fragment or derivative thereof for the treatment or prevention of diseases associated with decreased expression or activity of DME, including but not limited to the diseases listed above. Can be administered to a subject.
更に別の実施態様では、限定するものではないが上に列記した疾患を含む、DMEの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、実質的に精製されたDMEを有する組成物を、好適な医薬用キャリアと共に被験者に投与し得る。 In yet another embodiment, a composition having substantially purified DME for the treatment or prevention of diseases associated with decreased expression or activity of DME, including but not limited to the diseases listed above. The product can be administered to a subject together with a suitable pharmaceutical carrier.
更に別の実施態様では、限定するものではないが上に列記した疾患を含む、DMEの発現または活性の低下に関連した疾患の治療または予防のために、DMEの活性を調節するアゴニストを被験者に投与し得る。 In yet another embodiment, an agonist that modulates the activity of DME is provided to a subject for the treatment or prevention of a disease associated with a decrease in DME expression or activity, including but not limited to the diseases listed above. Can be administered.
更なる実施態様では、DMEの発現または活性の増大に関連した疾患の治療または予防のために、被験者にDMEのアンタゴニストを投与し得る。限定するものではないが、こうした疾患の例には、上記の自己免疫/炎症疾患、細胞増殖異常、発生または発達障害、内分泌障害、眼の疾患、代謝障害、および肝疾患を含む胃腸疾患が含まれる。一実施態様では、DMEに特異結合する抗体が直接アンタゴニストとして、或いはDMEを発現する細胞または組織に薬物を運ぶターゲッティング或いは送達機構として間接的に用いられ得る。 In a further embodiment, a subject may be administered an antagonist of DME for the treatment or prevention of a disease associated with increased DME expression or activity. Examples of such diseases include, but are not limited to, the above mentioned autoimmune / inflammatory diseases, cell proliferation abnormalities, developmental or developmental disorders, endocrine disorders, ophthalmic disorders, metabolic disorders, and gastrointestinal disorders including liver disorders It is. In one embodiment, an antibody that specifically binds to DME can be used directly as an antagonist or indirectly as a targeting or delivery mechanism that delivers the drug to cells or tissues that express DME.
別の実施態様では、限定するものではないが上に列記した疾患を含む、DMEの発現または活性の増大に関連した疾患の治療または予防のために、DMEをコードするポリヌクレオチドの相補配列を発現するベクターを被験者に投与し得る。 In another embodiment, a complementary sequence of a polynucleotide encoding DME is expressed for the treatment or prevention of diseases associated with increased DME expression or activity, including but not limited to the diseases listed above. The vector can be administered to a subject.
別の実施態様では、任意のタンパク質、アゴニスト、アンタゴニスト、相補配列、またはベクター実施態様を、別の適切な治療薬と組合せて投与できる。併用療法で用いる好適な治療薬は、当業者が従来の医薬原理に従って選択し得る。治療薬と組合せることにより、上記した種々の疾患の治療または予防に相乗効果をもたらし得る。この方法により、少量の各薬物で医薬効果をあげることが可能となり、それによって副作用の可能性を低減し得る。 In another embodiment, any protein, agonist, antagonist, complementary sequence, or vector embodiment can be administered in combination with another suitable therapeutic agent. Suitable therapeutic agents for use in combination therapy can be selected by one skilled in the art according to conventional pharmaceutical principles. When combined with a therapeutic agent, it can provide a synergistic effect in the treatment or prevention of the various diseases described above. This method makes it possible to increase the pharmaceutical effect with a small amount of each drug, thereby reducing the possibility of side effects.
DMEのアンタゴニストは、当分野で一般的な方法を用いて製造できる。詳しくは、精製されたDMEを用いて抗体を産生または、治療薬のライブラリ群をスクリーニングし、DMEと特異結合する薬物を同定できる。DMEの抗体も、当分野で一般的な方法を用いて製造できる。このような抗体には、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖、Fabフラグメント、及びFab発現ライブラリによって作られたフラグメントが含まれる。但し、これらに限定されるものではない。中和抗体(すなわち二量体の形成を阻害する抗体)は通常、治療用に好適である。一本鎖抗体(例えばラクダまたはラマ由来)は強力な酵素阻害剤である可能性があり、ペプチド擬態物質の設計において、また免疫吸着剤とバイオセンサーとの開発において利点を持つようである(Muyldermans, S. (2001) J. Biotechnol. 74:277-302)。 DME antagonists can be produced using methods common in the art. Specifically, purified DME can be used to produce antibodies or screen a library of therapeutic agents to identify drugs that specifically bind to DME. DME antibodies can also be produced using methods common in the art. Such antibodies include polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, chimeric antibodies, single chains, Fab fragments, and fragments produced by Fab expression libraries. However, it is not limited to these. Neutralizing antibodies (ie, antibodies that inhibit dimer formation) are usually suitable for therapy. Single-chain antibodies (eg camels or llamas) may be potent enzyme inhibitors and appear to have advantages in the design of peptidomimetics and in the development of immunosorbents and biosensors (Muyldermans , S. (2001) J. Biotechnol. 74: 277-302).
抗体の産生のためには、ヤギ、ウサギ、ラット、マウス、ラクダ、ヒトコブラクダ、ラマ、ヒト及びその他のものを含む種々の宿主が、DMEまたは任意の断片、または免疫原性の特性を備えるそのオリゴペプチドの注入によって免疫化され得る。宿主の種に応じて、種々のアジュバントを用いて免疫応答を高めることもできる。限定するものではないがこのようなアジュバントには、フロイントアジュバントと、水酸化アルミニウムなどのミネラルゲルアジュバントと、リゾレシチン、プルロニックポリオル、ポリアニオン、ペプチド、油性乳剤、スカシガイのヘモシアニン(KLH)、ジニトロフェノールなどの界面活性剤とがある。ヒトに用いられるアジュバントの中では、BCG(カルメット‐ゲラン杆菌)およびコリネバクテリウム‐パルバム(Corynebacterium parvum)が特に好ましい。 For the production of antibodies, various hosts, including goats, rabbits, rats, mice, camels, dromedaries, llamas, humans and others, DME or any fragment, or oligos thereof with immunogenic properties. It can be immunized by injection of peptides. Depending on the host species, various adjuvants can be used to enhance the immune response. Such adjuvants include, but are not limited to, Freund's adjuvant, mineral gel adjuvants such as aluminum hydroxide, lysolecithin, pluronic polyol, polyanion, peptide, oil emulsion, mussel hemocyanin (KLH), dinitrophenol, etc. There is a surfactant. Among adjuvants used in humans, BCG (Bacille Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum are particularly preferred.
DMEに対する抗体を誘導するために用いられるオリゴペプチド、ペプチド、または断片は、少なくとも約5個のアミノ酸からなるアミノ酸配列を持つものが好ましく、一般的には、約10個以上のアミノ酸からなる配列となる。これらのオリゴペプチド、ペプチドまたは断片はまた、天然のタンパク質のアミノ酸配列の一部と同一であることが望ましい。DMEアミノ酸類の短いストレッチ群は、KLHなど他のタンパク質の配列と融合され、このキメラ分子に対する抗体群が産生され得る。 The oligopeptide, peptide or fragment used for inducing an antibody against DME preferably has an amino acid sequence consisting of at least about 5 amino acids, and generally has a sequence consisting of about 10 or more amino acids. Become. These oligopeptides, peptides or fragments are also preferably identical to part of the amino acid sequence of the natural protein. Short stretches of DME amino acids can be fused with sequences of other proteins such as KLH to produce antibodies against this chimeric molecule.
DMEに対するモノクローナル抗体は、培地内の連続した細胞株によって抗体分子群を産生する、任意の技術を用いて作製できる。限定するものではないがこのような技術には、ハイブリドーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術、およびEBV-ハイブリドーマ技術がある(Kohler, G.他(1975) Nature 256:495-497; Kozbor, D.他(1985) J. Immunol. Methods 81:31-42; Cote, R.J.他 (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:2026-2030; Cole, S.P.他(1984) Mol.Cell Biol. 62:109-120)。 Monoclonal antibodies against DME can be produced using any technique that produces groups of antibody molecules by continuous cell lines in the medium. Such technologies include, but are not limited to, hybridoma technology, human B cell hybridoma technology, and EBV-hybridoma technology (Kohler, G. et al. (1975) Nature 256: 495-497; Kozbor, D. et al. (1985) J. Immunol. Methods 81: 31-42; Cote, RJ et al. (1983) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 2026-2030; Cole, SP et al. (1984) Mol. Cell Biol. 62: 109-120).
更に、ヒト抗体遺伝子にマウス抗体遺伝子をスプライシングするなどの「キメラ抗体」作製のために開発した技術が、好適な抗原特異性及び生物学的活性を備える分子を得るために用いられる(Morrison, S.L.他(1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81:6851-6855; Neuberger, M.S. 他(1984) Nature 312:604-608; Takeda, S.他(1985) Nature 314:452-454)。別法では、当分野で既知の方法を用いて、一本鎖抗体の産生のための記載された技術を適用して、DME特異的一本鎖抗体を生成し得る。関連した特異性を有するがイディオタイプ組成が異なるような抗体を、ランダムな組合せの免疫グロブリンライブラリからチェーンシャッフリングによって産生することもできる(Burton D.R. (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:10134-10137)。 In addition, techniques developed for the production of “chimeric antibodies” such as splicing mouse antibody genes into human antibody genes can be used to obtain molecules with suitable antigen specificity and biological activity (Morrison, SL (1984) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 6851-6855; Neuberger, MS et al. (1984) Nature 312: 604-608; Takeda, S. et al. (1985) Nature 314: 452-454). Alternatively, the techniques described for the production of single chain antibodies can be applied using methods known in the art to produce DME specific single chain antibodies. Antibodies with related specificity but different idiotype composition can also be generated by chain shuffling from random combinatorial immunoglobulin libraries (Burton DR (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 10134-10137).
抗体の産生は、リンパ球集団におけるin vivo産生の誘導によって、或いは文献に開示されているように非常に特異的な結合試薬の免疫グロブリンのライブラリ類またはパネル類のスクリーニングによっても行い得る(Orlandi, R.他(1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:3833-3837; Winter, G.他(1991) Nature 349:293-299)。 Antibody production can also be accomplished by in vivo production induction in lymphocyte populations or by screening immunoglobulin libraries or panels of highly specific binding reagents as disclosed in the literature (Orlandi, R. et al. (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 3833-3837; Winter, G. et al. (1991) Nature 349: 293-299).
DMEに対する特異結合部位を持つ抗体断片をも産生し得る。例えば、限定するものではないが、このような断片には、抗体分子のペプシン消化によって作製されるF(ab')2 断片と、F(ab')2 断片のジスルフィド架橋を還元することによって作製されるFab断片とがある。あるいは、Fab発現ライブラリを作製することによって、所望の特異性を持つモノクローナルFab断片を迅速且つ容易に同定することが可能となる(Huse, W.D.他(1989) Science 246:1275-1281)。 Antibody fragments with specific binding sites for DME can also be produced. For example, but not by way of limitation, such fragments are produced by reducing the F (ab ′) 2 fragment produced by pepsin digestion of the antibody molecule and the disulfide bridge of the F (ab ′) 2 fragment. There is a Fab fragment to be. Alternatively, by producing a Fab expression library, it is possible to quickly and easily identify a monoclonal Fab fragment having the desired specificity (Huse, WD et al. (1989) Science 246: 1275-1281).
種々の免疫学的検定(イムノアッセイ)を用いてスクリーニングすることにより、所望の特異性を有する抗体を同定し得る。確立された特異性を有するポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体の何れかを用いる競合結合試験、または免疫放射定量測定法のための数々のプロトコルが、当分野では周知である。通常このようなイムノアッセイには、DMEとその特異性抗体との間の複合体形成の計測が含まれる。2つの非干渉性DMEエピトープに対して反応性を持つモノクローナル抗体群を用いる、2部位モノクローナルベースのイムノアッセイが一般に利用されるが、競合結合試験も利用できる(Pound、前出)。 Screening with various immunoassays (immunoassays) can identify antibodies with the desired specificity. Numerous protocols for competitive binding studies using either polyclonal or monoclonal antibodies with established specificity, or for immunoradiometric assays are well known in the art. Usually such immunoassays involve the measurement of complex formation between DME and its specific antibody. Two-site monoclonal-based immunoassays are commonly used, using a group of monoclonal antibodies reactive against two non-interfering DME epitopes, but competitive binding studies are also available (Pound, supra).
ラジオイムノアッセイ技術と共にScatchard分析などの様々な方法を用いて、DMEに対する抗体の親和性を評価する。親和性を結合定数Kaで表すが、このKaは、平衡状態の下でDME抗体複合体のモル濃度を遊離抗体と遊離抗原のモル濃度で除して得られる値である。ポリクローナル抗体類は多数のDMEエピトープに対して親和性が不均一であり、或るポリクローナル抗体製剤に関して判定したKaは、DMEに対する抗体群の平均の親和性または結合活性を表す。モノクローナル抗体は或る特定のDMEエピトープに対して単一特異的であり、モノクローナル抗体の或る製剤について判定したKaは、親和性の真の測定値を表す。Ka値が109〜1012L/molの高親和性抗体製剤は、DME抗体複合体が激しい操作に耐えなければならないイムノアッセイに用いるのが好ましい。DMEが抗体から最終的に(好ましくは活性化状態で)解離する必要がある免疫精製(immunopurification)および類似の処理には、Ka値が106〜107liter/molの低親和性抗体製剤を用いるのが好ましい(Catty, D.(1988)Antibodies, Volume I: A Practical Approach, IRL Press, Washington, DC; Liddell, J. E. および Cryer, A.(1991)A Practical Guide to Monoclonal Antibodies, John Wiley & Sons, New York NY)。 Various methods such as Scatchard analysis in conjunction with radioimmunoassay techniques are used to assess the affinity of antibodies for DME. The affinity is represented by a binding constant Ka, which is a value obtained by dividing the molar concentration of the DME antibody complex by the molar concentration of free antibody and free antigen under equilibrium conditions. Polyclonal antibodies have heterogeneous affinities for a number of DME epitopes, and the Ka determined for a given polyclonal antibody formulation represents the average affinity or binding activity of the group of antibodies to DME. Monoclonal antibodies are monospecific for certain DME epitopes, and the Ka determined for certain formulations of monoclonal antibodies represents a true measure of affinity. A high-affinity antibody preparation having a Ka value of 10 9 to 10 12 L / mol is preferably used in an immunoassay in which the DME antibody complex must withstand severe manipulation. For immunopurification and similar treatments where DME must eventually dissociate from the antibody (preferably in an activated state), a low affinity antibody formulation with a Ka value of 10 6 to 10 7 liter / mol is used. (Catty, D. (1988) Antibodies, Volume I: A Practical Approach , IRL Press, Washington, DC; Liddell, JE and Cryer, A. (1991) A Practical Guide to Monoclonal Antibodies , John Wiley & Sons , New York NY).
ポリクローナル抗体製剤の抗体価および結合活性を更に評価して、後に使う或る適用例に対するこのような製剤の品質および適性を決定することができる。例えば、少なくとも1〜2mg/mlの特異的な抗体、好ましくは5〜10mg/mlの特異的な抗体を含むポリクローナル抗体製剤は一般に、DME抗体複合体を沈殿させなければならない処理に用いられる。抗体の特異性、抗体価、結合活性、様々な適用例における抗体の品質や使用に対する指針については、一般に入手可能である(Catty, 前出; Coligan他、前出)。 The antibody titer and binding activity of the polyclonal antibody formulation can be further evaluated to determine the quality and suitability of such formulation for certain applications used later. For example, polyclonal antibody formulations containing at least 1-2 mg / ml of specific antibody, preferably 5-10 mg / ml of specific antibody are generally used in processes where the DME antibody complex must be precipitated. Antibody specificity, antibody titer, binding activity, and guidelines for antibody quality and use in various applications are generally available (Catty, supra; Coligan et al., Supra).
本発明の別の実施態様では、DMEをコードするポリヌクレオチド、またはその任意の断片や相補配列が、治療目的で使用される。ある実施態様では、DMEをコードする遺伝子のコーディング領域や調節領域に相補的な配列やアンチセンス分子(DNA、RNA、PNA、または修飾したオリゴヌクレオチド)を設計して遺伝子発現を変更することができる。このような技術は当分野では周知であり、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたはより大きな断片が、DMEをコードする配列の制御領域から、またはコード領域に沿ったさまざまな位置から設計可能である(Agrawal, S., 編集(1996) Antisense Therapeutics, Humana Press, Totawa NJ)。 In another embodiment of the invention, a polynucleotide encoding DME, or any fragment or complementary sequence thereof, is used for therapeutic purposes. In one embodiment, gene expression can be altered by designing sequences or antisense molecules (DNA, RNA, PNA, or modified oligonucleotides) complementary to the coding and regulatory regions of the gene encoding DME. . Such techniques are well known in the art, and antisense oligonucleotides or larger fragments can be designed from the control region of the sequence encoding DME or from various positions along the coding region (Agrawal, S , Editing (1996) Antisense Therapeutics , Humana Press, Totawa NJ).
治療に用いる場合、アンチセンス配列を適切な標的細胞に導入するのに好適な、任意の遺伝子送達系を用いることができる。アンチセンス配列は、転写時に標的タンパク質をコードする細胞配列の少なくとも一部に相補的な配列を作製する発現プラスミドの形で、細胞内に送達し得る(Slater, J.E.他(1998) J. Allergy Clin. Immunol. 102:469-475; Scanlon, K.J.他(1995) 9:1288-1296)。アンチセンス配列はまた、細胞内に、ウイルスベクター例えばレトロウイルスおよびアデノ随伴ウイルスのベクターを用いて導入しうる(Miller, A.D. (1990) Blood 76:271; Ausubel他、前出; Uckert, W.およびW. Walther (1994) Pharmacol. Ther. 63:323-347)。その他の遺伝子送達機構には、リポソーム系、人工的なウイルスエンベロープおよび当分野で公知のその他のシステムが含まれる(Rossi, J.J. (1995) Br. Med. Bull. 51:217-225; Boado, R.J.他(1998) J. Pharm. Sci. 87:1308-1315; Morris, M.C.他(1997) Nucleic Acids Res. 25:2730-2736)。 For use in therapy, any gene delivery system suitable for introducing an antisense sequence into a suitable target cell can be used. Antisense sequences can be delivered into cells in the form of expression plasmids that produce a sequence complementary to at least a portion of the cellular sequence encoding the target protein during transcription (Slater, JE et al. (1998) J. Allergy Clin Immunol. 102: 469-475; Scanlon, KJ et al. (1995) 9: 1288-1296). Antisense sequences can also be introduced into cells using viral vectors such as retroviral and adeno-associated viral vectors (Miller, AD (1990) Blood 76: 271; Ausubel et al., Supra; Uckert, W. and W. Walther (1994) Pharmacol. Ther. 63: 323-347). Other gene delivery mechanisms include liposome systems, artificial viral envelopes and other systems known in the art (Rossi, JJ (1995) Br. Med. Bull. 51: 217-225; Boado, RJ (1998) J. Pharm. Sci. 87: 1308-1315; Morris, MC et al. (1997) Nucleic Acids Res. 25: 2730-2736).
本発明の別の実施態様では、DMEをコードするポリヌクレオチドを、体細胞若しくは生殖細胞の遺伝子治療に用いることが可能である。遺伝子治療により、(i)遺伝子欠損症を治療し(例えばX染色体連鎖遺伝(Cavazzana-Calvo, M.他(2000) Science 288:669-672)により特徴付けられる重症複合型免疫不全(SCID)-X1病の場合)、先天性アデノシンデアミナーゼ(ADA)欠損症に関連する重症複合型免疫不全症候群(Blaese, R.M. 他(1995) Science 270:475-480; Bordignon, C.他(1995) Science 270:470-475)、嚢胞性繊維症(Zabner, J.他(1993) Cell 75:207-216; Crystal, R.G.他(1995) Hum.Gene Therapy 6:643-666; Crystal, R.G.他(1995) Hum.Gene Therapy 6:667-703)、サラセミア(thalassamia)、家族性高コレステロール血症や、第8因子若しくは第9因子欠損に起因する血友病(Crystal, R.G. (1995) Science 270:404-410、Verma, I.M. および N. Somia (1997) Nature 389:239-242)、(ii)条件的致死性遺伝子産物を発現させ(例えば制御不能な細胞増殖に起因する癌の場合)、(iii)細胞内の寄生体、例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)(Baltimore, D. (1988) Nature 335:395-396、Poeschla, E.他(1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93:11395-11399)などヒトレトロウイルス、B型若しくはC型肝炎ウイルス(HBV、HCV)、Candida albicansおよびParacoccidioides brasiliensis等の寄生真菌、並びに熱帯熱マラリア原虫およびクルーズトリパノソーマ等の寄生原虫に対する防御機能を有するタンパク質を発現できる。DMEの発現若しくは調節に必要な遺伝子の欠損が疾患を引き起こす場合、導入した細胞の好適な集団からDMEを発現させて、遺伝子欠損によって起こる症状の発現を緩和することが可能である。 In another embodiment of the invention, a polynucleotide encoding DME can be used for somatic or germ cell gene therapy. Gene therapy treats (i) gene deficiency (eg, severe combined immunodeficiency (SCID) − characterized by X chromosome linkage inheritance (Cavazzana-Calvo, M. et al. (2000) Science 288: 669-672) X1 disease), severe combined immunodeficiency syndrome associated with congenital adenosine deaminase (ADA) deficiency (Blaese, RM et al. (1995) Science 270: 475-480; Bordignon, C. et al. (1995) Science 270: 470-475), cystic fibrosis (Zabner, J. et al. (1993) Cell 75: 207-216; Crystal, RG et al. (1995) Hum. Gene Therapy 6: 643-666; Crystal, RG et al. (1995) Hum Gene Therapy 6: 667-703), thalassamia, familial hypercholesterolemia, and hemophilia caused by factor 8 or factor 9 deficiency (Crystal, RG (1995) Science 270: 404-410 , Verma, IM and N. Somia (1997) Nature 389: 239-242), (ii) expressing a conditional lethal gene product (eg, in the case of cancer resulting from uncontrolled cell growth), (iii) Intravesicular parasites such as human immunodeficiency virus (HIV) (Baltimore, D. (1988) Nature 335: 395-396, Poeschla, E. et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93: 11395 -11399) and other proteins such as human retroviruses, hepatitis B or C virus (HBV, HCV), parasitic fungi such as Candida albicans and Paracoccidioides brasiliensis, and parasites such as Plasmodium falciparum and Trypanosoma cruzi It can be expressed. When a deficiency in a gene required for DME expression or regulation causes a disease, it is possible to express DME from a suitable population of introduced cells to alleviate the expression of symptoms caused by the gene deficiency.
本発明の更なる実施例では、DMEの欠損による疾患や異常症を、DMEをコードする哺乳動物発現ベクターを作製して、これらのベクターを機械的手段によってDME欠損細胞に導入することによって治療する。in vivo或いはex vitroの細胞に用いる機械的導入技術には、(i)個々の細胞内への直接的なDNA微量注射法、(ii)遺伝子銃、(iii)リポソームを介した形質移入、(iv)受容体を介した遺伝子導入、および(v)DNAトランスポゾンの使用がある(Morgan, R.A. および W.F. Anderson(1993)Annu. Rev. Biochem. 62:191-217、Ivics, Z.(1997)Cell 91:501-510; Boulay, J.-L. およびH. Recipon(1998)Curr. Opin. Biotechnol. 9:445-450)。 In a further embodiment of the present invention, diseases and abnormalities due to DME deficiency are treated by preparing mammalian expression vectors encoding DME and introducing these vectors into DME deficient cells by mechanical means. . Mechanical introduction techniques for in vivo or ex vitro cells include (i) direct microinjection of DNA into individual cells, (ii) gene guns, (iii) transfection via liposomes, ( iv) with receptor-mediated gene transfer, and (v) with the use of DNA transposons (Morgan, RA and WF Anderson (1993) Annu. Rev. Biochem. 62: 191-217, Ivics, Z. (1997) Cell 91: 501-510; Boulay, J.-L. and H. Recipon (1998) Curr. Opin. Biotechnol. 9: 445-450).
DMEの発現に影響を及ぼし得る発現ベクターには、限定するものではないが、PCDNA 3.1、EPITAG、PRCCMV2、PREP、PVAX、PCR2-TOPOTAベクター(Invitrogen, Carlsbad CA)、PCMV-SCRIPT、PCMV-TAG、PEGSH/PERV (Stratagene, La Jolla CA)、PTET-OFF、PTET-ON、PTRE2、PTRE2-LUC、PTK-HYG (Clontech, Palo Alto CA)が含まれる。DMEを発現させるために、(i)構成的に活性なプロモーター(例えば、サイトメガロウイルス(CMV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)、SV40ウイルス、チミジンキナーゼ(TK)、若しくはβ−アクチンの遺伝子など)、(ii)誘導性プロモーター(例えば、市販されているT-REXプラスミド(Invitrogen)に含まれている、テトラサイクリン調節性プロモーター(Gossen, M. および H. Bujard (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89:5547-5551; Gossen, M. 他(1995) Science 268:1766-1769; Rossi, F.M.V. および H.M. Blau (1998) Curr. Opin. Biotechnol. 9:451-456)、エクジソン誘導性プロモーター(市販されているプラスミドPVGRXRおよびPINDに含まれている:Invitrogen)、FK506/ラパマイシン誘導性プロモーター、またはRU486/ミフェプリストーン誘導性プロモーター(Rossi, F.M.V. および H.M. Blau, 前出)、または(iii)正常な個体に由来する、DMEをコードする内因性遺伝子の天然のプロモーター若しくは組織特異的プロモーターを用いることが可能である。 Expression vectors that can affect the expression of DME include, but are not limited to, PCDNA 3.1, EPITAG, PRCCMV2, PREP, PVAX, PCR2-TOPOTA vectors (Invitrogen, Carlsbad CA), PCMV-SCRIPT, PCMV-TAG, PEGSH / PERV (Stratagene, La Jolla CA), PTET-OFF, PTET-ON, PTRE2, PTRE2-LUC, PTK-HYG (Clontech, Palo Alto CA) are included. To express DME, (i) a constitutively active promoter (eg, cytomegalovirus (CMV), rous sarcoma virus (RSV), SV40 virus, thymidine kinase (TK), or β-actin gene) (Ii) inducible promoters (eg tetracycline regulatable promoters (Gossen, M. and H. Bujard (1992) Proc. Natl. Acad. Sci, contained in the commercially available T-REX plasmid (Invitrogen) USA 89: 5547-5551; Gossen, M. et al. (1995) Science 268: 1766-1769; Rossi, FMV and HM Blau (1998) Curr. Opin. Biotechnol. 9: 451-456), ecdysone-inducible promoter ( Included in commercially available plasmids PVGRXR and PIND: Invitrogen), FK506 / rapamycin inducible promoter, or RU486 / mifepristone inducible promoter (Rossi, FMV and HM Blau, supra), or (ii i) It is possible to use a natural promoter or a tissue-specific promoter of an endogenous gene encoding DME derived from a normal individual.
市販のリポソーム形質転換キット(例えばInvitrogen社のPerFect Lipid Transfection Kit)を用いれば、当業者は実験の各パラメータを最適化する努力をさほど要さず、ポリヌクレオチド群を、培養中の標的細胞群に送達し得る。別法では、リン酸カルシウム法(Graham. F.L. および A.J. Eb(1973)Virology 52:456-467)若しくは電気穿孔法(Neumann, E. 他(1982) EMBO J. 1:841-845)。初代培養細胞にDNAを導入するためには、標準化された哺乳類の形質移入プロトコルの修正が必要である。 By using a commercially available liposome transformation kit (for example, Invitrogen's PerFect Lipid Transfection Kit), those skilled in the art do not need much effort to optimize the parameters of the experiment, and the polynucleotide group can be used as the target cell group in culture. Can be delivered. Alternatively, the calcium phosphate method (Graham. F.L. and A.J. Eb (1973) Virology 52: 456-467) or electroporation (Neumann, E. et al. (1982) EMBO J. 1: 841-845). In order to introduce DNA into primary culture cells, modifications to standardized mammalian transfection protocols are required.
本発明の別の実施態様では、DMEの発現に関連する遺伝子欠損によって起こる疾患や障害は、(i)レトロウイルス末端反復配列(LTR)プロモーター若しくは独立したプロモーターの調節の下でDMEをコードするポリヌクレオチドと、(ii)好適なRNAパッケージングシグナルと、(iii)追加のレトロウイルス・シス作用性RNA配列及び効率的なベクターの増殖に必要なコード配列を伴うRev応答性エレメント(RRE)と、からなるレトロウイルスベクターを作製して治療できる。レトロウイルスベクター(例えばPFBおよびPFBNEO)はStratagene社から市販されており、刊行データ(Riviere, I. 他(1995)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:6733-6737)に基づく。上記データを引用することを以て本明細書の一部とする。このベクターは、好適なベクター産生細胞株(VPCL)において増殖される。VPCLは、各標的細胞上の受容体への親和性を持つエンベロープ遺伝子を、またはVSVgなど汎親和性エンベロープタンパク質を発現する(Armentano, D. 他(1987) J. Virol. 61:1647-1650; Bender, M.A.他(1987) J. Virol. 61:1639-1646; Adam, M.A. および A.D. Miller (1988) J. Virol. 62:3802-3806; Dull, T.他(1998) J. Virol. 72:8463-8471; Zufferey, R.他(1998) J. Virol. 72:9873-9880)。Riggに付与された米国特許第5,910,434号(「Method for obtaining retrovirus packaging cell lines producing high transducing efficiency retroviral supernatant」)にレトロウイルスパッケージング細胞株を得る方法が開示されており、言及をもって本明細書の一部とする。レトロウイルスベクター類の繁殖や、細胞集団(例えばCD4+T細胞群)の形質導入、および形質導入した細胞群の患者への戻しは、遺伝子治療分野では当業者に周知の手法であり、多数の文献に記載がある(Ranga, U.他(1997) J. Virol. 71:7020-7029; Bauer, G.他(1997) Blood 89:2259-2267; Bonyhadi, M.L. (1997) J. Virol. 71:4707-4716; Ranga, U.他(1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:1201-1206; Su, L. (1997) Blood 89:2283-2290)。 In another embodiment of the present invention, a disease or disorder caused by a genetic defect associated with DME expression comprises (i) a polyvirus encoding DME under the control of a retroviral terminal repeat (LTR) promoter or an independent promoter. Nucleotides; (ii) a suitable RNA packaging signal; and (iii) a Rev responsive element (RRE) with additional retroviral cis-acting RNA sequences and coding sequences necessary for efficient vector propagation; A retroviral vector consisting of Retroviral vectors (eg PFB and PFBNEO) are commercially available from Stratagene and are based on published data (Riviere, I. et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 6733-6737). The above data is cited as a part of this specification. This vector is propagated in a suitable vector producing cell line (VPCL). VPCL expresses an envelope gene with affinity for a receptor on each target cell, or a pan-affinity envelope protein such as VSVg (Armentano, D. et al. (1987) J. Virol. 61: 1647-1650; Bender, MA et al. (1987) J. Virol. 61: 1639-1646; Adam, MA and AD Miller (1988) J. Virol. 62: 3802-3806; Dull, T. et al. (1998) J. Virol. 72: 8463-8471; Zufferey, R. et al. (1998) J. Virol. 72: 9873-9880). US Pat. No. 5,910,434 to “Rigg” (“Method for obtaining retrovirus packaging cell lines producing high transducing efficiency retroviral supernatant”) discloses a method for obtaining a retroviral packaging cell line. Part. Propagation of retroviral vectors, transduction of cell populations (eg CD4 + T cell populations), and return of transduced cell populations to patients are techniques well known to those skilled in the field of gene therapy, (Ranga, U. et al. (1997) J. Virol. 71: 7020-7029; Bauer, G. et al. (1997) Blood 89: 2259-2267; Bonyhadi, ML (1997) J. Virol. 71 Ranga, U. et al. (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 1201-1206; Su, L. (1997) Blood 89: 2283-2290).
或る実施態様では、アデノウイルス系遺伝子治療の送達系を用いて、DMEの発現に関連する1或いは複数の遺伝子異常を有する細胞にDMEをコードするポリヌクレオチドを送達する。アデノウイルス系ベクター類の作製およびパッケージングについては、当業者に周知である。複製欠損型アデノウイルスベクター類は、種々の免疫調節タンパク質をコードする遺伝子群を、無損傷の膵島内に導入する目的で多様に利用し得ることが証明された(Csete, M.E.他(1995) Transplantation 27:263-268)。使用できる可能性のあるアデノウイルスベクターは、Armentanoに付与された米国特許第5,707,618号(「Adenovirus vectors for gene therapy」)に記載されており、引用することをもって本明細書の一部とする。アデノウイルスベクター類については、Antinozzi, P.A. 他(1999; Annu. Rev. Nutr. 19:511-544)並びにVerma, I.M.およびN. Somia (1997; Nature 18:389:239-242)を参照されたい。 In one embodiment, an adenoviral gene therapy delivery system is used to deliver a polynucleotide encoding DME to cells having one or more genetic abnormalities associated with expression of DME. The production and packaging of adenoviral vectors is well known to those skilled in the art. Replication-deficient adenovirus vectors have been proved to be able to be used in a variety of ways to introduce genes encoding various immunoregulatory proteins into intact islets (Csete, ME et al. (1995) Transplantation 27: 263-268). Adenoviral vectors that may be used are described in US Pat. No. 5,707,618 (“Adenovirus vectors for gene therapy”) to Armentano, which is incorporated herein by reference. For adenoviral vectors, see Antinozi, PA et al. (1999; Annu. Rev. Nutr. 19: 511-544) and Verma, IM and N. Somia (1997; Nature 18: 389: 239-242). .
別の実施態様では、ヘルペス系遺伝子治療の送達系を用いて、DMEの発現に関連する1つ以上の遺伝子異常を有する標的細胞に、DMEをコードするポリヌクレオチドを送達する。単純疱疹ウイルス(HSV)系のベクターの利用は、HSVが向性を持つ中枢神経細胞にDMEを導入する際に特に有用たり得る。ヘルペス系ベクター類の作製およびパッケージングは、当業者に公知である。或る複製適格性単純ヘルペスウイルス(HSV)1型系のベクターが、或るレポーター遺伝子の、霊長類の眼への送達に用いられている(Liu, X. 他(1999) Exp.Eye Res.169:385-395)。HSV-1ウイルスベクターの作製についても、DeLucaに付与された米国特許第5,804,413号(「Herpes simplex virus swains for gene transfer」)に開示されており、該特許は言及をもって本明細書の一部とする。米国特許第5,804,413号には、ヒト遺伝子治療を含む目的に好適なプロモーターの制御下において細胞に導入される少なくとも1つの外因性遺伝子を有するゲノムを含む組換えHSV d92についての記載がある。上記特許はまた、ICP4、ICP27及びICP22を欠失した組換えHSV系統の作製及び使用について開示している。HSVベクター類については、Goins, W.F. 他(1999; J. Virol. 73:519-532)および Xu, H.他 (1994; Dev. Biol. 163:152-161)。クローン化したヘルペスウイルス配列群の操作、大ヘルペスウイルスゲノム(large herpesvirus genomes)の様々なセグメントを持つ複数のプラスミドを形質移入した後の組換えウイルスの産生、ヘルペスウイルスの成長および増殖、並びに細胞群へのヘルペスウイルスの感染は、当業者に公知の技術である。 In another embodiment, a herpes gene therapy delivery system is used to deliver a polynucleotide encoding DME to target cells having one or more genetic abnormalities associated with expression of DME. The use of herpes simplex virus (HSV) -based vectors may be particularly useful when introducing DME into central neurons where HSV is tropic. The production and packaging of herpes vectors is known to those skilled in the art. A replication competent herpes simplex virus (HSV) type 1 vector has been used to deliver a reporter gene to the primate eye (Liu, X. et al. (1999) Exp. Eye Res. 169: 385-395). The production of HSV-1 viral vectors is also disclosed in US Pat. No. 5,804,413 (“Herpes simplex virus swains for gene transfer”) to DeLuca, which is hereby incorporated by reference. . US Pat. No. 5,804,413 describes a recombinant HSV d92 comprising a genome with at least one exogenous gene introduced into a cell under the control of a promoter suitable for purposes including human gene therapy. The patent also discloses the generation and use of recombinant HSV lines lacking ICP4, ICP27 and ICP22. For HSV vectors, see Goins, W.F. et al. (1999; J. Virol. 73: 519-532) and Xu, H. et al. (1994; Dev. Biol. 163: 152-161). Manipulation of cloned herpesvirus sequences, production of recombinant virus after transfection with multiple plasmids with various segments of large herpesvirus genomes, herpesvirus growth and proliferation, and cell populations Infection with herpesviruses is a technique known to those skilled in the art.
別の実施態様では、αウイルス(正の一本鎖RNAウイルス)ベクターを用いてDMEをコードするポリヌクレオチドを標的細胞に送達する。プロトタイプのαウイルスであるセムリキ森林熱ウイルス(Semliki Forest Virus, SFV)の生物学的研究が広範に行われており、遺伝子導入ベクター類はSFVゲノムに基づく(Garoff, H. 及び K.-J. Li (1998) Cun. Opin. Biotech. 9:464-469)。αウイルスRNAの複製中に、ウイルスのカプシドタンパク質群を通常はコードする、サブゲノムRNAが産生される。このサブゲノムRNAは、完全長ゲノムRNAよりも高レベルに複製するので、酵素活性(例えばプロテアーゼおよびポリメラーゼ)を持つウイルスタンパク質に比べてカプシドタンパク質群が過剰産生される。同様に、DMEをコードする配列をαウイルスゲノムのカプシドをコードする領域に導入することによって、ベクター導入細胞において多数のDMEをコードするRNAが産生され、高いレベルでDMEが合成される。通常、αウイルスの感染は、数日以内の細胞溶解を伴う。一方、シンドビスウイルス(SIN)の或る変異体を有するハムスター正常腎臓細胞(BHK-21)群が持続的な感染を確立する能力は、αウイルス類の溶解複製を、遺伝子治療に応用し得るように好適に改変可能であることを示唆する(Dryga, S.A.他(1997) Virology 228:74-83)。αウイルスの宿主域は広いので、様々なタイプの細胞にDMEを導入できる。或る集団における或るサブセットの細胞群の特異的形質導入は、形質導入前に細胞の選別を必要とし得る。αウイルスの感染性cDNAクローンの処置方法、αウイルスのcDNAおよびRNAの形質移入方法およびαウイルスの感染方法は、当業者に公知である。 In another embodiment, alphavirus (positive single stranded RNA virus) vector is used to deliver a polynucleotide encoding DME to target cells. Biological research on the prototype alphavirus Semliki Forest Virus (SFV) has been extensive and gene transfer vectors are based on the SFV genome (Garoff, H. and K.-J. Li (1998) Cun. Opin. Biotech. 9: 464-469). During the replication of alpha viral RNA, subgenomic RNA is produced that normally encodes the viral capsid proteins. Since this subgenomic RNA replicates to a higher level than the full-length genomic RNA, the capsid proteins are overproduced compared to viral proteins with enzymatic activity (eg, proteases and polymerases). Similarly, by introducing a sequence encoding DME into a region encoding the capsid of the α virus genome, RNA encoding a large number of DMEs is produced in the vector-introduced cells, and DME is synthesized at a high level. Usually, infection with alpha virus is accompanied by cell lysis within a few days. On the other hand, the ability of a group of normal hamster kidney cells (BHK-21) with a variant of Sindbis virus (SIN) to establish a persistent infection can apply lytic replication of α viruses to gene therapy (Dryga, SA et al. (1997) Virology 228: 74-83). Since the host range of α virus is wide, DME can be introduced into various types of cells. Specific transduction of a subset of cells in a population may require cell sorting prior to transduction. Methods for treating alphavirus infectious cDNA clones, alphavirus cDNA and RNA transfection methods, and alphavirus infection methods are known to those skilled in the art.
転写開始部位(transcription initiation site)由来のオリゴヌクレオチドを用いて遺伝子発現を阻害することも可能である。この位置は、例えばスタート部位(start site)から数えて約−10と約+10の間である。同様に、三重らせん塩基対の形成方法を用いて阻害が可能となる。三重らせん塩基対形成は、ポリメラーゼ、転写因子または調節分子と結合できるように十分に開こうとする、二重らせんの能力を阻害するので有用である。三重らせんDNAを用いる最近の治療の進歩については文献に記載がある(Gee, J.E.他(1994) in Huber, B.E. および B.I. Carr, Molecular and Immunologic Approaches, Futura Publishing, Mt. Kisco NY, 163-177ページ)。相補配列またはアンチセンス分子もまた、転写物がリボソームに結合するのを阻止することによってmRNAの翻訳を阻止するように設計することができる。 It is also possible to inhibit gene expression using an oligonucleotide derived from a transcription initiation site. This position is, for example, between about −10 and about +10 counting from the start site. Similarly, inhibition can be achieved using triple helix base pairing methods. Triple helix base pairing is useful because it inhibits the ability of the double helix to open sufficiently so that it can bind to a polymerase, transcription factor, or regulatory molecule. Recent therapeutic advances using triple helix DNA are described in the literature (Gee, JE et al. (1994) in Huber, BE and BI Carr, Molecular and Immunologic Approaches , Futura Publishing, Mt. Kisco NY, pp. 163-177. ). Complementary sequences or antisense molecules can also be designed to block translation of mRNA by preventing transcripts from binding to ribosomes.
リボザイムは酵素的RNA分子であり、RNAの特異的切断を触媒するためにリボザイムを用いうる。リボザイム作用の機序は、相補的標的RNAへのリボザイム分子の配列特異的ハイブリダイゼーションと、その後に起こる内ヌクレオチド鎖切断に関与している。例えば、人為操作されたハンマーヘッド型リボザイム分子は、DMEをコードするRNA分子のヌクレオチド鎖切断を、特異的且つ効果的に触媒する可能性がある。 Ribozymes are enzymatic RNA molecules that can be used to catalyze the specific cleavage of RNA. The mechanism of ribozyme action involves sequence specific hybridization of the ribozyme molecule to complementary target RNA and subsequent internal nucleotide strand breaks. For example, artificially engineered hammerhead ribozyme molecules may specifically and effectively catalyze the cleavage of nucleotides of RNA molecules encoding DME.
任意のRNA標的内の特異的リボザイム切断部位は、GUA、GUU、GUC配列を含めたリボザイム切断部位に対して標的分子をスキャンすることによって先ず同定される。一度同定されると、切断部位を持つ標的遺伝子の領域に対応する15〜20リボヌクレオチドの短いRNA配列が、そのオリゴヌクレオチドを機能不全にするような2次構造の特徴をもっていないかを評価することが可能になる。候補標的の適合性の評価も、リボヌクレアーゼ保護アッセイを用いて相補的オリゴヌクレオチド群とのハイブリダイゼーションへのアクセス可能性をテストすることによって行い得る。 Specific ribozyme cleavage sites within any RNA target are first identified by scanning the target molecule for ribozyme cleavage sites including GUA, GUU, GUC sequences. Once identified, evaluate whether a short RNA sequence of 15-20 ribonucleotides corresponding to the region of the target gene with the cleavage site has secondary structural features that render the oligonucleotide dysfunctional. Is possible. Assessment of the suitability of candidate targets can also be performed by testing accessibility to hybridization with complementary oligonucleotide groups using a ribonuclease protection assay.
相補リボ核酸分子およびリボザイムは、核酸分子合成のための当分野で既知の任意の方法を用いて作製し得る。作製方法には、固相ホスホラミダイト化学合成など、オリゴヌクレオチドを化学的に合成する方法がある。或いは、DMEをコードするDNA分子のin vitroおよびin vivo転写によってRNA分子を作成し得る。このようなDNA配列は、T7やSP6などの好適なRNAポリメラーゼプロモーターを用いて多様なベクター内に取り込むことが可能である。あるいは、相補的RNAを構成的あるいは誘導的に合成するこれらのcDNA作成物を、細胞株、細胞または組織内に導入できる。 Complementary ribonucleic acid molecules and ribozymes can be made using any method known in the art for nucleic acid molecule synthesis. As a production method, there is a method of chemically synthesizing oligonucleotides such as solid phase phosphoramidite chemical synthesis. Alternatively, RNA molecules can be generated by in vitro and in vivo transcription of DNA molecules encoding DME. Such DNA sequences can be incorporated into a variety of vectors using a suitable RNA polymerase promoter such as T7 or SP6. Alternatively, these cDNA constructs that synthesize complementary RNA constitutively or inducibly can be introduced into cell lines, cells or tissues.
細胞内の安定性を高め半減期を延ばすためRNA分子を修飾し得る。限定するものではないが可能な修飾としては、分子の5'末端、3'末端、あるいはその両方において隣接配列群を追加することや、分子の主鎖内においてホスホジエステラーゼ結合ではなくホスホロチオエートまたは2' O-メチルを使用することが含まれる。この概念は、本来はPNA群の産出におけるものであるが、これら全ての分子に拡大することができる。そのためには、内因性エンドヌクレアーゼによって容易には認識されない、アデニン、シチジン、グアニン、チミン、およびウリジンにアセチル−、メチル−、チオ−および同様の修飾をしたものや、非従来型塩基、例えばイノシン、クエオシン(queosine)、ワイブトシン(wybutosine)を加える。 RNA molecules can be modified to increase intracellular stability and half-life. Possible modifications include, but are not limited to, the addition of adjacent sequences at the 5 'end, 3' end, or both of the molecule, or phosphorothioate or 2 'O instead of phosphodiesterase linkages in the main chain of the molecule. -Use of methyl is included. This concept is originally in the production of PNA groups, but can be extended to all these molecules. For this purpose, acetyl-, methyl-, thio- and similar modifications of adenine, cytidine, guanine, thymine, and uridine that are not easily recognized by endogenous endonucleases, or non-conventional bases such as inosine , Queosine, wybutosine.
本発明の更なる実施態様には、DMEをコードするポリヌクレオチドの発現を改変する上で有効な化合物をスクリーニングする方法を含む。限定するものではないが特異ポリヌクレオチドの発現改変を起こすのに有効であり得る化合物には、オリゴヌクレオチド、アンチセンスオリゴヌクレオチド、三重らせん形成オリゴヌクレオチドや、転写因子などのポリペプチド転写制御因子、および、特異ポリヌクレオチド配列と相互作用し得る非高分子化学的実体がある。有効な化合物は、ポリヌクレオチド発現のインヒビターまたはエンハンサーのいずれかとして作用することによりポリヌクレオチド発現を改変し得る。従って、DMEの発現または活性の増加に関連する疾患の治療においては、DMEをコードするポリヌクレオチドの発現を特異的に阻害する化合物が治療上有用であり、DMEの発現または活性の低下に関連する疾患の治療においては、DMEをコードするポリヌクレオチドの発現を特異的に促進する化合物が治療上有用であり得る。 A further embodiment of the invention includes a method of screening for compounds effective in altering the expression of a polynucleotide encoding DME. Compounds that may be effective in causing, but not limited to, expression modification of specific polynucleotides include oligonucleotides, antisense oligonucleotides, triplex-forming oligonucleotides, polypeptide transcriptional regulators such as transcription factors, and There are non-polymeric chemical entities that can interact with specific polynucleotide sequences. Effective compounds can alter polynucleotide expression by acting as either inhibitors or enhancers of polynucleotide expression. Therefore, in the treatment of diseases associated with increased DME expression or activity, compounds that specifically inhibit the expression of polynucleotides encoding DME are therapeutically useful and are associated with decreased expression or activity of DME. In the treatment of disease, compounds that specifically promote the expression of polynucleotides encoding DME may be therapeutically useful.
或る特定ポリヌクレオチドの発現を改変する際の有効性について、少なくとも1個、または複数の試験化合物をスクリーニングし得る。試験化合物を得るには、当分野で公知の任意の方法を用い得る。取得方法としては、以下の場合に有効な既知化合物の化学修飾がある。ポリヌクレオチドの発現を改変する場合と、既存の、市販のまたは私的な、天然または非天然の化合物のライブラリから選択する場合と、標的ポリヌクレオチドの化学的および/または構造的特性に基づく化合物を合理的にデザインする場合と、組合せ的にまたは無作為に生成した化合物のライブラリから選択する場合とである。DMEをコードするポリヌクレオチドを持つサンプルを、このようにして得た試験化合物の少なくとも1つに曝露する。サンプルは例えば、無傷細胞、透過化処理した細胞、あるいはin vitro 無細胞系すなわち再構成生化学系があり得る。DMEをコードするポリヌクレオチドの発現における変容は、当分野で周知の任意の方法でアッセイする。 通常、DMEをコードするポリヌクレオチドの配列に相補的なヌクレオチド配列を有するプローブを用いたハイブリダイゼーションにより、特定のヌクレオチドの発現を検出する。ハイブリダイゼーション量を定量することにより、1つ以上の試験化合物に曝露される、または曝露されないポリヌクレオチドの発現の比較のための基礎を形成し得る。試験化合物に曝露されるポリヌクレオチドの発現における変化の検出は、ポリヌクレオチドの発現を改変する際に試験化合物が有効であることを示す。或る特定ポリヌクレオチドの改変発現に有効な化合物のためのスクリーニングを実行でき、例えば分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)遺伝子発現系(Atkins, D. 他(1999) 米国特許第5,932,435号、Arndt, G.M. 他(2000) Nucleic Acids Res.28:E15)またはHeLa細胞等のヒト細胞株(Clarke, M.L. 他(2000) Biochem. Biophys. Res. Commun. 268:8-13)を用いて行い得る。本発明の或る特定の実施態様は、或る特定ポリヌクレオチド配列に対するアンチセンス活性について、オリゴヌクレオチド(デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、ペプチド核酸、修飾したオリゴヌクレオチド)の組合せライブラリをスクリーニングする過程に関する(Bruice, T.W. 他(1997) 米国特許第5,686,242号、Bruice, T.W.他(2000) 米国特許第6,022,691号)。 At least one or more test compounds can be screened for effectiveness in altering the expression of a particular polynucleotide. Any method known in the art can be used to obtain the test compound. As an acquisition method, there is chemical modification of a known compound effective in the following cases. When modifying the expression of a polynucleotide, when selecting from a library of existing, commercial or private, natural or non-natural compounds, and compounds based on the chemical and / or structural properties of the target polynucleotide. There is a case of rational design and a case of selecting from a library of compounds generated in combination or at random. A sample with a polynucleotide encoding DME is exposed to at least one of the test compounds thus obtained. The sample can be, for example, an intact cell, a permeabilized cell, or an in vitro cell-free or reconstituted biochemical system. Alterations in the expression of a polynucleotide encoding DME are assayed by any method well known in the art. Usually, the expression of a specific nucleotide is detected by hybridization using a probe having a nucleotide sequence complementary to the sequence of a polynucleotide encoding DME. Quantifying the amount of hybridization can form the basis for comparison of expression of polynucleotides that are exposed to or not exposed to one or more test compounds. Detection of a change in the expression of the polynucleotide exposed to the test compound indicates that the test compound is effective in altering the expression of the polynucleotide. Screening for compounds effective for altered expression of certain polynucleotides can be performed, such as the Schizosaccharomyces pombe gene expression system (Atkins, D. et al. (1999) US Pat. No. 5,932,435, Arndt, GM et al. ( 2000) Nucleic Acids Res. 28: E15) or human cell lines such as HeLa cells (Clarke, ML et al. (2000) Biochem. Biophys. Res. Commun. 268: 8-13). Certain embodiments of the invention relate to the process of screening a combinatorial library of oligonucleotides (deoxyribonucleotides, ribonucleotides, peptide nucleic acids, modified oligonucleotides) for antisense activity against a particular polynucleotide sequence (Bruice TW et al. (1997) US Pat. No. 5,686,242; Bruice, TW et al. (2000) US Pat. No. 6,022,691).
ベクターを細胞または組織に導入する多数の方法が利用可能であり、in vivo、in vitroおよびex vivoの使用に対して同程度に適している。ex vivo治療の場合、ベクターを、患者から採取した幹細胞内に導入し、クローニング増殖して同患者に自家移植で戻すことができる。トランスフェクションによる、またはリボソーム注入やポリカチオンアミノポリマーによる送達は、当分野で周知の方法を用いて実行することができる(Goldman, C.K.他(1997) Nat. Biotechnol. 15:462-466)。 Numerous methods for introducing vectors into cells or tissues are available and are equally suitable for in vivo, in vitro and ex vivo use. For ex vivo treatment, the vector can be introduced into stem cells taken from the patient, cloned and expanded back to the patient by autologous transplantation. Delivery by transfection or by ribosome injection or polycation amino polymers can be performed using methods well known in the art (Goldman, C.K. et al. (1997) Nat. Biotechnol. 15: 462-466).
上記の治療方法はどれも例えば、ヒト、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ウサギ、サルなどの哺乳類を含めて治療が必要な全ての被験体に適用できる。 Any of the above treatment methods can be applied to all subjects in need of treatment, including, for example, mammals such as humans, dogs, cats, cows, horses, rabbits, monkeys and the like.
本発明の更なる実施態様は、薬物として許容できる或る賦形剤と共に製剤される或る活性成分を一般に有する、或る組成物の投与に関する。賦形剤には例えば、糖、でんぷん、セルロース、ゴムおよびタンパク質がある。様々な剤型が広く知られており、詳細はRemington's Pharmaceutical Sciences(Maack Publishing, Easton PA)の最新版に記載されている。このような組成物は、DME、DMEの抗体、擬態物質、アゴニスト、アンタゴニスト、またはインヒビターなどからなる。 A further embodiment of the invention relates to the administration of certain compositions generally having certain active ingredients formulated with certain pharmaceutically acceptable excipients. Excipients include, for example, sugar, starch, cellulose, gum and protein. Various dosage forms are widely known and details are described in the latest edition of Remington's Pharmaceutical Sciences (Maack Publishing, Easton PA). Such compositions consist of DME, DME antibodies, mimetics, agonists, antagonists, inhibitors, and the like.
本発明に用いられる組成物は、任意の数の経路によって投与することができ、限定するものではないが経路には、経口、静脈内、筋肉内、動脈内、骨髄内、クモ膜下腔内、心室内、肺、経皮、皮下、腹腔内、鼻腔内、腸内、局所、舌下または直腸がある。 The compositions used in the present invention can be administered by any number of routes including, but not limited to, oral, intravenous, intramuscular, intraarterial, intramedullary, intrathecal. Intraventricular, pulmonary, transdermal, subcutaneous, intraperitoneal, intranasal, intestinal, topical, sublingual or rectal.
肺から投与する組成物は、液状または乾燥粉末状で調製し得る。このような組成物は通常、患者が吸入する直前にエアロゾル化する。小分子(例えば伝統的な低分子量有機薬)の場合には、速効製剤のエアロゾル送達は当分野で公知である。高分子(例えばより大きなペプチドおよびタンパク質)の場合には、当該分野において肺の肺胞領域を介しての肺送達が最近向上したことにより、インスリンなどの薬物を実質的に血液循環へ輸送することを可能にした(Patton, J.S. 他, 米国特許第5,997,848号などを参照)。肺送達は、針注射なしに投与する点で優れており、有毒な可能性のある浸透エンハンサーの必要性をなくす。 Compositions administered from the lungs can be prepared in liquid or dry powder form. Such compositions are usually aerosolized just before the patient inhales. In the case of small molecules (eg traditional low molecular weight organic drugs), aerosol delivery of fast acting formulations is known in the art. In the case of macromolecules (eg, larger peptides and proteins), recent improvements in pulmonary delivery through the alveolar region of the lung in the art can substantially transport drugs such as insulin into the blood circulation (See Patton, JS et al., US Pat. No. 5,997,848, etc.). Pulmonary delivery is superior in administration without needle injection and eliminates the need for penetration enhancers that may be toxic.
本発明での使用に適した組成物には、所定の目的を達成するために必要なだけの量の活性成分を含有する組成物が含まれる。有効投与量の決定は、当業者の能力の範囲内で行う。 Compositions suitable for use in the present invention include compositions containing as much active ingredient as necessary to achieve a given purpose. The determination of an effective dose is within the ability of those skilled in the art.
DMEを有する、またはその断片群を有する高分子群を直接、細胞内に送達すべく、特殊な種々の形状の組成物群が調製され得る。例えば、細胞不透過性高分子を含むリポソーム製剤は、その高分子の細胞融合と細胞内送達とを促進し得る。別法では、DMEまたはその断片をHIV Tat-1タンパク質の短い陽イオンN末端部に結合することもできる。このようにして生成された融合タンパク質類は、或るマウスモデル系の、脳を含む全ての組織の細胞群に形質導入することがわかっている(Schwarze, S.R. 他(1999) Science 285:1569-1572)。 A variety of specially shaped composition groups can be prepared to deliver macromolecular groups with DME or fragments thereof directly into cells. For example, a liposomal formulation comprising a cell-impermeable polymer can facilitate cell fusion and intracellular delivery of the polymer. Alternatively, DME or a fragment thereof can be attached to the short cationic N-terminal part of the HIV Tat-1 protein. The fusion proteins thus generated have been shown to transduce cell groups of all tissues, including the brain, of a mouse model system (Schwarze, SR et al. (1999) Science 285: 1569- 1572).
任意の化合物に対して、細胞培養アッセイ、例えば新生物性細胞の細胞培養アッセイにおいて、或いは、動物モデル、例えばマウス、ウサギ、イヌまたはブタ等において先ず治療有効投与量を推定できる。動物モデルはまた、好適な濃度範囲および投与経路を決定するためにも用い得る。このような情報を用いて、次にヒトに対する有益な投与量および投与経路を決定することができる。 For any compound, the therapeutically effective dose can be estimated initially either in cell culture assays, such as neoplastic cell culture assays, or in animal models such as mice, rabbits, dogs, or pigs. The animal model may also be used to determine the appropriate concentration range and route of administration. Such information can then be used to determine beneficial doses and routes for administration to humans.
治療有効量は、症状や容態を回復させる活性成分の量、たとえばDMEまたはその断片、DMEの抗体、DMEのアゴニストまたはアンタゴニスト、インヒビターなどの量を指す。治療有効性及び毒性は、細胞培養または動物実験における標準的な薬剤手法によって、例えばED50(集団の50%の治療有効量)またはLD50(集団の50%の致死量)を測定するなどして決定することができる。毒性効果の、治療効果に対する用量比が治療指数であり、LD50/ED50比として表すことができる。高い治療指数を示すような組成物が望ましい。細胞培養アッセイと動物実験とから得られたデータは、ヒトに用いる投与量の範囲の策定に用いられる。このような組成物に含まれる投与量は、毒性を殆どあるいは全く持たず、ED50を含むような血中濃度の範囲にあることが好ましい。投与量は、用いられる投与形態、患者の感受性および投与の経路によってこの範囲内で変動する。 A therapeutically effective amount refers to the amount of an active ingredient that ameliorates symptoms and conditions, such as the amount of DME or a fragment thereof, an antibody of DME, an agonist or antagonist of DME, an inhibitor and the like. Therapeutic efficacy and toxicity can be measured by standard drug techniques in cell culture or animal experiments, for example by measuring ED 50 (50% therapeutically effective dose of a population) or LD 50 (50% lethal dose of a population). Can be determined. The dose ratio of toxic to therapeutic effects is the therapeutic index and it can be expressed as the ratio LD 50 / ED 50 . Compositions that exhibit high therapeutic indices are desirable. Data obtained from cell culture assays and animal experiments is used to develop a range of dosage for human use. The dosage contained in such compositions is preferably in a range of blood concentrations that includes ED 50 with little or no toxicity. The dosage will vary within this range depending upon the dosage form employed, patient sensitivity and route of administration.
正確な投与量は、治療が必要な被験者に関する要素を考慮して、現場の医者が決定することになる。充分なレベルの活性成分を与え、あるいは所望の効果を維持すべく、用法および用量を調整する。被験者に関する要素としては、疾患の重症度、患者の全身の健康状態、患者の年齢、体重及び性別(ジェンダー)、投与の時間及び頻度、併用薬、反応感受性及び治療に対する応答等を考慮しうる。作用期間が長い組成物は、特定の製剤の半減期及びクリアランス率によって3〜4日毎に1度、1週間に1度、或いは2週間に1度の間隔で投与し得る。 The exact dosage will be determined by the practitioner in light of factors related to the subject that requires treatment. Dosage forms and dosages are adjusted to provide sufficient levels of the active ingredient or to maintain the desired effect. Factors relating to the subject may include the severity of the disease, the general health of the patient, the patient's age, weight and sex (gender), time and frequency of administration, concomitant medications, response sensitivity and response to treatment. Long-acting compositions may be administered once every 3-4 days, once a week, or once every two weeks, depending on the half-life and clearance rate of the particular formulation.
通常の投与量は、投与経路にもよるが約0.1〜100,000μgで、合計で約1gまでとする。特定の投与量および送達方法に関するガイダンスは文献に記載されており、現場の医者は通常それを利用できる。当業者は、ヌクレオチドの処方では、タンパク質またはそれらのインヒビター類とは異なる処方を利用することになる。同様に、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの送達は、特定の細胞、症状、部位などに特異的なものとなる。
(診断)
別の実施態様では、DMEに特異結合する抗体類が、DMEの発現によって特徴付けられる疾患の診断、またはDMEやDMEのアゴニストまたはアンタゴニスト、インヒビターで治療を受けている患者をモニターするためのアッセイ類に用いられる。診断目的に有用な抗体は、上記の治療の箇所で記載した方法と同じ方法で作成される。DMEの診断アッセイには、ヒトの体液から、あるいは細胞や組織の抽出物から、抗体および標識を用いてDMEを検出する方法が含まれる。この抗体は、修飾して、または修飾せずに使用される。また、レポーター分子との共有結合または非共有結合で標識化できる。レポーター分子としては広く様々な種類が本分野で知られており、また使用可能であるが、そのうちのいくつかは上記で説明されている。
The usual dose depends on the route of administration, but is about 0.1-100,000 μg, up to a total of about 1 g. Guidance on specific dosages and delivery methods is described in the literature and is usually available to practitioners. Those skilled in the art will utilize different formulations for nucleotides than for proteins or their inhibitors. Similarly, delivery of polynucleotides or polypeptides will be specific to particular cells, symptoms, sites, etc.
(Diagnosis)
In another embodiment, antibodies that specifically bind to DME are used to diagnose diseases characterized by DME expression or to monitor patients treated with DME or DME agonists, antagonists or inhibitors Used for. Antibodies useful for diagnostic purposes are made in the same manner as described above in the treatment section. Diagnostic assays for DME include methods for detecting DME from human body fluids or from cell or tissue extracts using antibodies and labels. This antibody is used with or without modification. It can also be labeled covalently or non-covalently with a reporter molecule. A wide variety of reporter molecules are known in the art and can be used, some of which have been described above.
DMEを測定するための、ELISA,RIA,及びFACSなど、種々のプロトコルは、当分野では周知であり、変容した或いは異常なレベルのDME発現を診断するための基盤を提供する。正常或いは標準的なDMEの発現の値は、正常な哺乳動物、例えばヒトなどの被験者から採取した体液または細胞とDMEに対する抗体とを複合体の形成に適した条件下で結合させることによって決定する。標準複合体形成量は、種々の方法、例えば測光法で定量できる。被験体、対照および生検組織からの疾患サンプルで発現するDMEの量を標準値と比較する。標準値と被験体との偏差が、疾患を診断するパラメータを確定する。 Various protocols for measuring DME, such as ELISA, RIA, and FACS, are well known in the art and provide a basis for diagnosing altered or abnormal levels of DME expression. Normal or standard DME expression values are determined by binding body fluids or cells collected from normal mammals, eg, human subjects, to antibodies against DME under conditions suitable for complex formation. . The amount of standard complex formation can be quantified by various methods such as photometry. The amount of DME expressed in disease samples from subjects, controls and biopsy tissues is compared to standard values. The deviation between the standard value and the subject establishes the parameter for diagnosing the disease.
本発明の別の実施態様では、DMEをコードするポリヌクレオチド群を、診断のために用い得る。用い得るポリヌクレオチドには、オリゴヌクレオチド、相補的RNAおよびDNA分子、そしてPNAが含まれる。これらのポリヌクレオチドを用いて、DMEの発現が疾患と相関し得る生検組織群における、遺伝子発現を検出し定量し得る。この診断アッセイを用いて、DMEの有無や過剰発現を調べ、治療時のDME値の調節を監視し得る。 In another embodiment of the invention, a group of polynucleotides encoding DME may be used for diagnosis. Polynucleotides that can be used include oligonucleotides, complementary RNA and DNA molecules, and PNA. These polynucleotides can be used to detect and quantify gene expression in biopsy tissue groups where DME expression can correlate with disease. This diagnostic assay can be used to check for the presence or overexpression of DME and to monitor the regulation of DME levels during treatment.
一実施形態では、例えばDMEをコードまたは近縁の分子群をコードするゲノム配列群など、ポリヌクレオチド群を検出できるPCRプローブ類とのハイブリダイゼーションを用いて、DMEをコードする核酸配列群を同定できる。プローブが高度に特異的な領域(例えば5'調節領域)から作られている、或いはやや特異性の低い領域(例えば保存されたモチーフ)から作られているという、プローブの特異性と、ハイブリダイゼーション或いは増幅のストリンジェンシーとによって、そのプローブがDMEをコードする天然配列のみを同定するかどうか、或いは対立遺伝子変異配列や関連配列を同定するかどうかが決まることとなる。 In one embodiment, hybridization with PCR probes that can detect a group of polynucleotides, such as a group of genomic sequences that encode DME or a group of closely related molecules, can be used to identify nucleic acid sequences that encode DME. . Probe specificity and hybridization, where the probe is made from a highly specific region (eg, 5 'regulatory region) or from a slightly less specific region (eg, a conserved motif) Alternatively, the stringency of amplification will determine whether the probe will identify only the native sequence encoding DME, or whether it will identify allelic variants or related sequences.
プローブ類はまた、関連する配列群の検出に利用され得る他、DMEをコードする任意の配列との少なくとも50%の配列同一性を持ち得る。目的の本発明のハイブリダイゼーションプローブには、DNAあるいはRNAが可能であり、SEQ ID NO:14-26の配列、或いはDME遺伝子のプロモーター、エンハンサー、イントロンを含むゲノム配列に由来し得る。 Probes can also be used to detect related sequences, and can have at least 50% sequence identity with any sequence encoding DME. The target hybridization probe of the present invention can be DNA or RNA, and can be derived from the sequence of SEQ ID NO: 14-26, or the genomic sequence including the promoter, enhancer, and intron of the DME gene.
DMEをコードするポリヌクレオチド群に対して特異的なハイブリダイゼーションプローブ群の作製手段としては、DMEまたはDME誘導体群をコードするポリヌクレオチド群を、mRNAプローブ群の作製のためのベクター類にクローニングする方法を含む。mRNAプローブ作製のためのベクターは、当業者に知られており、市販されており、好適なRNAポリメラーゼ及び好適な標識されたヌクレオチドを加えることによって、in vitroでRNAプローブを合成するために用いられ得る。ハイブリダイゼーションプローブは、種々のレポーター集団によって標識され得る。レポーター集団の例としては、32Pまたは35S等の放射性核種、或いはアビジン/ビオチン結合系を介してプローブに結合されたアルカリホスファターゼ等の酵素標識などが挙げられる。 As a means for preparing a hybridization probe group specific to a polynucleotide group encoding DME, a method of cloning a polynucleotide group encoding DME or a DME derivative group into vectors for preparing an mRNA probe group including. Vectors for making mRNA probes are known to those skilled in the art and are commercially available and used to synthesize RNA probes in vitro by adding a suitable RNA polymerase and a suitable labeled nucleotide. obtain. Hybridization probes can be labeled with various reporter populations. Examples of reporter populations include radionuclides such as 32 P or 35 S, or enzyme labels such as alkaline phosphatase bound to a probe via an avidin / biotin binding system.
DMEをコードするポリヌクレオチドを用いて、DMEの発現に関連する疾患を診断することが可能である。限定するものではないが、このような疾患には自己免疫/炎症疾患、細胞増殖異常、発生または発達障害、内分泌障害、眼の疾患、代謝障害および、肝疾患を含む胃腸疾患を含み、自己免疫/炎症疾患には、後天性免疫不全症候群(AIDS)、アジソン病、成人呼吸窮迫症候群、アレルギー、強直性脊椎炎、アミロイド症、貧血、喘息、アテローム性動脈硬化症、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性甲状腺炎、自己免疫性多腺性内分泌カンジダ症外胚葉ジストロフィー(APECED)、気管支炎、胆嚢炎、接触皮膚炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、皮膚筋炎、糖尿病、肺気腫、リンパ球傷害因子性偶発性リンパ球減少症、新生児溶血性疾患(胎児赤芽球症)、結節性紅斑、萎縮性胃炎、糸球体腎炎、グッドパスチャー症候群、痛風、グレーブス病、橋本甲状腺炎、過好酸球増加症、過敏性腸症候群、多発性硬化症、重症筋無力症、心筋または心膜炎症、骨関節炎、骨粗しょう症、膵炎、多発性筋炎、乾癬、ライター症候群、リウマチ様関節炎、強皮症、シェーグレン症候群、全身性アナフィラキシー、全身性エリテマトーデス、全身性硬化症、血小板減少性紫斑病、潰瘍性大腸炎、ぶどう膜炎、ウェルナー症候群、癌・血液透析・体外循環の合併症、ウイルス感染症、細菌感染症、真菌感染症、寄生虫感染症、原虫感染症、蠕虫感染症、外傷が含まれ、細胞増殖異常には日光角化症、動脈硬化、アテローム硬化、滑液包炎、硬変、肝炎、混合性結合組織病(MCTD)、骨髄線維症、発作性夜間ヘモグロビン尿症、真性多血症、乾癬、原発性血小板血症、並びに、腺癌、白血病、リンパ腫、黒色腫、骨髄腫、肉腫、及び奇形癌など癌、具体的には、副腎、膀胱、骨、骨髄、脳、乳腺、頚部、胆嚢、神経節、消化管、心臓、腎臓、肝臓、肺、筋肉、卵巣、膵臓、副甲状腺、陰茎、前立腺、唾液腺、皮膚、脾臓、精巣、胸腺、甲状腺、子宮の癌が含まれる。発生・発達障害には尿細管性アシドーシス、貧血、クッシング症候群、軟骨形成不全性小人症、デュシェンヌ/ベッカー型筋ジストロフィー、癲癇、性腺形成異常、WAGR症候群(ウィルムス腫瘍、無虹彩症、尿生殖器異常、精神遅滞)、スミス‐マジェニス症候群(Smith- Magenis syndrome)、骨髄異形成症候群、遺伝性粘膜上皮異形成、遺伝性角皮症、遺伝性神経病(シャルコー‐マリー‐ツース病及び神経線維腫症など)、甲状腺機能低下症、水頭症、Syndenham舞踏病(Syndenham's chorea)及び脳性小児麻痺などの発作障害、二分脊椎、無脳症、頭蓋脊椎披裂、先天性緑内障、白内障、感音難聴を含む。内分泌障害には、例えば原発脳腫瘍、腺腫、妊娠性梗塞、下垂体切除、動脈瘤、血管奇形、血栓症、感染症、免疫異常、頭部外傷合併症などの病変から起こる視床下部及び下垂体の障害と、例えば性機能低下及びシーハン症候群、尿崩症、カルマン病、ハンド‐シュラー‐クリスチャン病、レテラー-ジーヴェ病(Letterer-Siwe disease)、サルコイドーシス、トルコ鞍空虚(empty sella)症候群、小人症を含む下垂体低下に関連した障害と、例えば先端巨大症、巨人症や、良性腺腫によって発生しやすい抗利尿ホルモン(ADH)不適合分泌症候群(SIADH)を含む下垂体亢進に関連した障害と、例えば甲状腺腫、粘液水腫、細菌感染性急性甲状腺炎、ウイルス感染性亜急性甲状腺炎、自己免疫性甲状腺炎(橋本病)、クレチン病を含む甲状腺機能低下症に関連した障害と、例えば甲状腺中毒症及びその様々な型、グレーブス病、前脛骨粘液水腫、中毒性多結節性甲状腺腫、甲状腺癌、プラマー病を含む甲状腺機能亢進症と、Conn病(慢性低カリウム症、原文chronic hypercalemiaは誤りか)を含む副甲状腺機能亢進症と、I型及びII型糖尿病及び合併症などの膵臓疾患と、例えば副腎皮質の癌腫、過形成や腺腫、アルカローシス関連高血圧、アミロイド症、低カリウム血、クッシング病、リドル症候群、Arnold-Healy-Gordon症候群、褐色細胞腫瘍、アジソン病などの副腎関連障害と、例えば女性の異常プロラクチン産生、不妊症、子宮内膜症、月経周期摂動、多嚢胞卵巣疾患、高プロラクチン血症、ゴナドトロピン単独欠損(isolated gonadotropin deficiency)、無月経、乳汁漏出症、半陰陽、多毛症及び男性化、乳癌、閉経後の骨粗鬆症、男性のライジッヒ細胞不全、男性更年期、胚芽細胞無形成症、ライジッヒ細胞腫瘍に関連した性機能亢進、アンドロゲン受容体の欠如に関連したアンドロゲン耐性、5α−還元酵素症候群、女性化乳房などの性腺ステロイドホルモン関連疾患を含む。眼の疾患には、結膜炎、乾性角結膜炎、角膜炎、上強膜炎、虹彩炎、後部ブドウ膜炎、緑内障、一過性黒内障、虚血性視神経症、視神経炎、レーバー遺伝性視神経症、中毒性視神経症、硝子体剥離、網膜剥離、白内障、黄斑変性症、中心性漿液性脈絡網膜症、網膜色素変性(色素性網膜炎)、脈絡膜黒色腫、球後腫瘍、視交叉腫瘍(chiasmal tumor)がある。代謝障害には、アジソン病、脳腱黄色腫症、先天性副腎過形成、クマリン耐性、嚢胞性線維症、糖尿病、脂肪性肝硬変、果糖-1,6-ジホスファターゼ欠損症、ガラクトース血症、甲状腺腫、グルカゴノーマ、糖原病、遺伝性果糖不耐症、アドレナリン過剰症、低アドレナリン症、副甲状腺亢進症、副甲状腺低下症、高コレステロール血症、甲状腺亢進症、低血糖症、甲状腺低下症、高脂質血症、高脂血症、脂質ミオパシー(lipid myopathies)、脂肪異栄養症、リソソーム蓄積症、メンケス症候群、後角症候群(occipital horn syndrome)、マンノシドーシス、ノイラミニダーゼ欠損症、肥満症、ペントース−フェニルケトン尿症、プソイドビタミンD欠乏くる病、低カルシウム血症、低リン酸血症、思春期後小脳性運動失調症、チロシン血症がある。胃腸疾患には、嚥下障害、消化性食道炎、食道痙攣、食道狭窄、食道癌、消化不良、消化障害、胃炎、胃癌、食欲不振、悪心、嘔吐、胃不全麻痺、洞または幽門の浮腫、腹部アンギナ、胸焼け、胃腸炎、イレウス、腸管感染、消化性潰瘍、胆石症、胆嚢炎、胆汁うっ滞、膵臓炎、膵臓癌、胆道疾患、肝炎、高ビリルビン血症、遺伝性高ビリルビン血症、硬変症、肝臓の受動的うっ血、ヘパトーム、感染性大腸炎、潰瘍性結腸炎、潰瘍性直腸炎、クローン病、ホイップル病、マロリー‐ヴァイス症候群、結腸癌、結腸閉塞、過敏性腸症候群、短小腸症候群、下痢、便秘、胃腸出血、後天性免疫不全症候群(AIDS)腸症、黄疸、肝性脳症、肝腎症候群、脂肪肝、血色素症、ウィルソン病、α-1-アンチトリプシン欠損症、ライ症候群、原発性硬化性胆管炎、肝梗塞、門脈循環閉塞及び血栓、小葉中心壊死、肝臓紫斑病、肝静脈血栓、肝静脈閉塞症、子癇前症、子癇、妊娠性急性脂肪肝、妊娠性肝臓内胆汁うっ滞と、結節性過形成・腺腫・癌腫を含む肝腫瘍がある。DMEをコードするポリヌクレオチドは、サザーン法やノーザン法、ドットブロット法、或いはその他の膜系の技術、PCR法、ディップスティック(dipstick)、ピン(pin)、およびマルチフォーマットのELISA式アッセイ、および、変容したDME発現を検出するために患者から採取した体液或いは組織を利用するマイクロアレイに使用可能である。このような定性方法または定量方法は、当分野で公知である。 A polynucleotide encoding DME can be used to diagnose a disease associated with DME expression. Such diseases include, but are not limited to, autoimmune / inflammatory diseases, cell proliferation abnormalities, developmental or developmental disorders, endocrine disorders, ophthalmic diseases, metabolic disorders, and gastrointestinal disorders including liver disorders, and autoimmunity / Inflammatory diseases include acquired immune deficiency syndrome (AIDS), Addison's disease, adult respiratory distress syndrome, allergy, ankylosing spondylitis, amyloidosis, anemia, asthma, atherosclerosis, autoimmune hemolytic anemia, Autoimmune thyroiditis, autoimmune multiglandular endocrine candidiasis ectodermal dystrophy (APECED), bronchitis, cholecystitis, contact dermatitis, Crohn's disease, atopic dermatitis, dermatomyositis, diabetes, emphysema, lymphocyte injury Factorized incident lymphopenia, neonatal hemolytic disease (fetal erythroblastosis), erythema nodosum, atrophic gastritis, glomerulonephritis, Goodpasture syndrome, gout, Graves' disease, Thyroiditis, hypereosinophilia, irritable bowel syndrome, multiple sclerosis, myasthenia gravis, myocardial or pericardial inflammation, osteoarthritis, osteoporosis, pancreatitis, polymyositis, psoriasis, Reiter syndrome, Rheumatoid arthritis, scleroderma, Sjogren's syndrome, systemic anaphylaxis, systemic lupus erythematosus, systemic sclerosis, thrombocytopenic purpura, ulcerative colitis, uveitis, Werner syndrome, cancer, hemodialysis, extracorporeal circulation Complications, viral infections, bacterial infections, fungal infections, parasitic infections, protozoal infections, helminth infections, trauma, cell proliferation abnormalities include actinic keratosis, arteriosclerosis, atherosclerosis, slipping Bursitis, cirrhosis, hepatitis, mixed connective tissue disease (MCTD), myelofibrosis, paroxysmal nocturnal hemoglobinuria, polycythemia vera, psoriasis, primary thrombocythemia, and adenocarcinoma, leukemia, lymphoma , Black Cancers such as myeloma, sarcoma, and teratocarcinoma, specifically adrenal gland, bladder, bone, bone marrow, brain, mammary gland, neck, gallbladder, ganglion, gastrointestinal tract, heart, kidney, liver, lung, muscle, ovary Includes cancer of the pancreas, parathyroid gland, penis, prostate, salivary gland, skin, spleen, testis, thymus, thyroid, uterus. Developmental disorders include tubular acidosis, anemia, Cushing syndrome, chondrogenic dystrophy, Duchenne / Becker muscular dystrophy, epilepsy, gonadal dysplasia, WAGR syndrome (Wilms tumor, aniridia, genitourinary abnormalities, Mental retardation), Smith- Magenis syndrome, myelodysplastic syndrome, hereditary mucosal epithelial dysplasia, hereditary keratoses, hereditary neuropathies (Charcot-Marie-Tooth disease and neurofibromatosis, etc.) ), Seizure disorders such as hypothyroidism, hydrocephalus, Syndenham's chorea and cerebral palsy, spina bifida, anencephalopathy, cranial spinal vertebrae, congenital glaucoma, cataract, sensorineural hearing loss. Endocrine disorders include hypothalamus and pituitary glands that result from lesions such as primary brain tumors, adenomas, gestational infarctions, hypophysectomy, aneurysms, vascular malformations, thrombosis, infections, immune abnormalities, head trauma complications, etc. Disability and eg sexual dysfunction and Sheehan syndrome, diabetes insipidus, Kalman disease, Hand-Schuller-Christian disease, Letterer-Siwe disease, sarcoidosis, Turkish empty sella syndrome, dwarfism Disorders associated with hypopituitarism, including, for example, acromegaly, giantosis, disorders associated with hyperpituitary gland, including antidiuretic hormone (ADH) incompatible secretion syndrome (SIADH), which is likely to occur with benign adenomas, and For hypothyroidism including goiter, myxedema, bacterial infectious acute thyroiditis, viral infectious subacute thyroiditis, autoimmune thyroiditis (Hashimoto's disease), cretin disease Consecutive disorders, including thyroid poisoning and its various forms, Graves' disease, anterior tibial myxedema, toxic multinodular goiter, thyroid cancer, Plumer's hyperthyroidism, and Conn's disease (chronic low potassium Parathyroidism, including type I and type II diabetes and complications, eg, adrenal carcinoma, hyperplasia and adenoma, alkalosis-related hypertension, amyloidosis , Hypokalemia, Cushing's disease, Riddle syndrome, Arnold-Healy-Gordon syndrome, pheochromocytoma, Addison's disease such as Addison's disease and abnormal prolactin production in women, infertility, endometriosis, menstrual cycle perturbation, Polycystic ovary disease, hyperprolactinemia, isolated gonadotropin deficiency, amenorrhea, milk leakage, semi-yin yang, hirsutism and masculinization, breast cancer, Post-surgical osteoporosis, male Leydig cell dysfunction, male menopause, germ cell aplasia, hypersexuality associated with Leysch cell tumor, androgen resistance associated with lack of androgen receptor, 5α-reductase syndrome, gynecomastia Including gonadal steroid hormone related diseases. Eye diseases include conjunctivitis, dry keratoconjunctivitis, keratitis, suprasclerosis, iritis, posterior uveitis, glaucoma, transient cataract, ischemic optic neuropathy, optic neuritis, Leber hereditary optic neuropathy, moderate Toxic optic neuropathy, vitreous detachment, retinal detachment, cataract, macular degeneration, central serous chorioretinopathy, retinitis pigmentosa (pigmentary retinitis), choroidal melanoma, retrobulbar tumor, chiasmal tumor There is. Metabolic disorders include Addison's disease, cerebral tendon xanthoma, congenital adrenal hyperplasia, coumarin resistance, cystic fibrosis, diabetes, fatty cirrhosis, fructose-1,6-diphosphatase deficiency, galactosemia, thyroid Tumor, glucagonoma, glycogenosis, hereditary fructose intolerance, hyperadrenalism, hypoadrenalism, hyperparathyroidism, hypoparathyroidism, hypercholesterolemia, hyperthyroidism, hypoglycemia, hypothyroidism, Hyperlipidemia, hyperlipidemia, lipid myopathies, lipodystrophy, lysosomal storage disease, Menkes syndrome, occipital horn syndrome, mannosidosis, neuraminidase deficiency, obesity, pentose -Phenylketonuria, pseudovitamin D deficiency rickets, hypocalcemia, hypophosphatemia, postadolescent cerebellar ataxia, tyrosineemia. Gastrointestinal disorders include dysphagia, peptic esophagitis, esophageal spasm, esophageal stenosis, esophageal cancer, dyspepsia, digestive disorders, gastritis, gastric cancer, loss of appetite, nausea, vomiting, gastric insufficiency, sinus or pyloric edema, abdomen Angina, heartburn, gastroenteritis, ileus, intestinal infection, peptic ulcer, cholelithiasis, cholecystitis, cholestasis, pancreatitis, pancreatic cancer, biliary tract disease, hepatitis, hyperbilirubinemia, hereditary hyperbilirubinemia, hard Metastasis, passive congestion of the liver, hepatoma, infectious colitis, ulcerative colitis, ulcerative proctitis, Crohn's disease, Whipple's disease, Mallory-Weiss syndrome, colon cancer, colonic obstruction, irritable bowel syndrome, short small intestine Syndrome, diarrhea, constipation, gastrointestinal bleeding, acquired immune deficiency syndrome (AIDS) enteropathy, jaundice, hepatic encephalopathy, hepatorenal syndrome, fatty liver, hemochromatosis, Wilson's disease, alpha-1-antitrypsin deficiency, Reye syndrome, Primary sclerosing bile Inflammation, liver infarction, portal circulation occlusion and thrombus, central lobular necrosis, liver purpura, hepatic vein thrombus, hepatic vein occlusion, preeclampsia, eclampsia, gestational acute fatty liver, intrahepatic cholestasis, There are liver tumors including nodular hyperplasia, adenoma, and carcinoma. Polynucleotides encoding DME include Southern, Northern, dot blot, or other membrane-based technologies, PCR methods, dipsticks, pins, and multi-format ELISA assays, and It can be used in microarrays that utilize body fluids or tissues collected from patients to detect altered DME expression. Such qualitative or quantitative methods are known in the art.
或る特定の態様では、DMEをコードするヌクレオチド群を、関連する障害、特に上記した障害を検出するアッセイ類に用い得る。DMEをコードする配列に相補的なポリヌクレオチドを、標準的な方法で標識化し、ハイブリダイゼーション複合体の形成に好適な条件の下、患者から採取した体液或いは組織のサンプルに加えることができる。好適なインキュベーション期間が経過したらサンプルを洗浄し、シグナルを定量して標準値と比較する。患者のサンプルのシグナルの量が対照サンプルに比較して著しく変化している場合は、そのサンプル内のDMEをコードするポリヌクレオチド群のレベル変化の存在により、関連する疾患の存在が明らかになる。このようなアッセイは、動物実験、臨床試験における特定の治療効果を評価するため、あるいは個々の患者の治療をモニターするために用いることもできる。 In certain embodiments, nucleotide groups encoding DME may be used in assays that detect related disorders, particularly those mentioned above. A polynucleotide complementary to the sequence encoding DME can be labeled by standard methods and added to a body fluid or tissue sample taken from a patient under conditions suitable for the formation of a hybridization complex. After a suitable incubation period, the sample is washed and the signal is quantified and compared to a standard value. If the amount of signal in a patient sample is significantly changed compared to a control sample, the presence of a level change in the polynucleotide group encoding DME in that sample reveals the presence of the associated disease. Such assays can also be used to evaluate specific therapeutic effects in animal experiments, clinical trials, or to monitor individual patient treatment.
DMEの発現に関連する障害の診断の基礎を提供するために、発現の正常すなわち標準的なプロファイルが確立される。これは、ハイブリダイゼーション或いは増幅に好適な条件の下で、動物或いはヒトの何れかの正常な被験者から採取された体液或いは細胞抽出物と、DMEをコードする配列或いはその断片とを混合することにより達成され得る。実質的に精製されたポリヌクレオチドを既知量で用いて行った実験から得た値を正常な被験者から得た値と比較することにより、標準ハイブリダイゼーションを定量することができる。このようにして得た標準値は、疾患の徴候を示す患者から得たサンプルから得た値と比較することができる。標準値からの偏差を用いて疾患の存在を確定する。 In order to provide a basis for the diagnosis of disorders associated with the expression of DME, a normal or standard profile of expression is established. This is achieved by mixing a body fluid or cell extract collected from either a normal animal or human subject with a sequence encoding DME or a fragment thereof under conditions suitable for hybridization or amplification. Can be achieved. Standard hybridization can be quantified by comparing values obtained from experiments conducted with known amounts of substantially purified polynucleotides to values obtained from normal subjects. The standard value thus obtained can be compared with the value obtained from a sample obtained from a patient showing signs of disease. Deviation from standard values is used to determine the presence of the disease.
疾患の存在が確定されて治療プロトコルが開始されると、患者の発現レベルが正常な被検者に観察されるレベルに近づき始めたかどうかを測定するため、ハイブリダイゼーションアッセイを定期的に繰り返し得る。連続アッセイから得られた結果を用いて、数日から数ヶ月の期間にわたる治療の効果を示し得る。 Once the presence of the disease is established and the treatment protocol is initiated, the hybridization assay can be repeated periodically to determine whether the patient's expression level has begun to approach that observed by normal subjects. The results obtained from continuous assays can be used to show the effect of treatment over a period of days to months.
癌に関しては、個体からの生体組織における異常な量の転写物(過少発現または過剰発現)の存在は、疾患の発生素質を示したり、実際に臨床的症状が現れる前に疾患を検出する方法を提供し得る。この種のより明確な診断により、医療の専門家が予防方法または積極的な治療法を早くから利用し、それによって癌の発生または更なる進行を防止することが可能となる。 For cancer, the presence of an abnormal amount of transcripts (underexpressed or overexpressed) in living tissue from an individual indicates a predisposition to the disease or a method to detect the disease before clinical symptoms appear. Can be provided. This type of clearer diagnosis allows medical professionals to take advantage of preventive or aggressive treatment early on, thereby preventing the development or further progression of cancer.
DMEをコードする配列群から設計されたオリゴヌクレオチド群の、更なる診断への利用には、PCRの利用が含まれ得る。これらのオリゴマーは、化学的に合成するか、酵素により生産するか、あるいはin vitroで産出し得る。オリゴマーは、好ましくはDMEをコードするポリヌクレオチドの断片、或いはDMEをコードするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドの断片を含み、最適化した条件下で、特定の遺伝子や条件を識別するために利用される。また、オリゴマーは、やや緩いストリンジェンシー条件下で、近縁のDNAあるいはRNA配列の検出、定量、あるいはその両方のため用いることが可能である。 Use of oligonucleotides designed from sequences encoding DME for further diagnosis may include the use of PCR. These oligomers can be synthesized chemically, produced enzymatically, or produced in vitro. Oligomers preferably contain a fragment of a polynucleotide encoding DME, or a fragment of a polynucleotide complementary to a polynucleotide encoding DME and are used to identify specific genes and conditions under optimized conditions Is done. Oligomers can also be used for the detection, quantification, or both of closely related DNA or RNA sequences under moderately stringent conditions.
或る特定態様で、DMEをコードするポリヌクレオチド群に由来のオリゴヌクレオチドプライマー類を用い一塩基多型(SNP)を検出し得る。SNPは、多くの場合にヒトの先天性または後天性遺伝病の原因となるような置換、挿入および欠失である。限定するものではないがSNPの検出方法には、SSCP(single-stranded conformation polymorphism)及び蛍光SSCP(fSSCP)がある。SSCPでは、DMEをコードするポリヌクレオチド群に由来のオリゴヌクレオチドプライマー類とポリメラーゼ連鎖反応法(PCR)を用いDNAを増幅する。このDNAは例えば、病変組織または正常組織、生検サンプル、体液などに由来し得る。DNA内のSNPは、一本鎖形状のPCR生成物の2次及び3次構造に差異を生じさせる。差異は非変性ゲル中でのゲル電気泳動法を用いて検出可能である。fSSCPでは、オリゴヌクレオチドプライマーを蛍光性に標識する。それによってDNAシークエンシング機などの高処理機器でアンプリマー(amplimer)の検出が可能になる。更に、インシリコSNP(in silico SNP, isSNP)と呼ばれる配列データベース分析法は、共通のコンセンサス配列へアセンブリされるような個々のオーバーラップするDNA断片群の配列を比較することにより、多型性を同定し得る。これらのコンピュータベースの方法は、DNAの実験室での調製に、または統計モデルとDNA配列クロマトグラムの自動分析とを用いたシークエンシングのエラーに起因する配列変異を、フィルタリングして除去する。別の態様では、例えば高処理MASSARRAYシステム(Sequenom, Inc., San Diego CA)を用いた質量分析によりSNPを検出し、特徴付ける。 In certain embodiments, single nucleotide polymorphisms (SNPs) can be detected using oligonucleotide primers derived from a group of polynucleotides encoding DME. SNPs are substitutions, insertions and deletions that often cause human congenital or acquired genetic diseases. Although not limited, SNP detection methods include single-stranded conformation polymorphism (SSCP) and fluorescent SSCP (fSSCP). In SSCP, DNA is amplified using oligonucleotide primers derived from a group of polynucleotides encoding DME and polymerase chain reaction (PCR). This DNA can be derived from, for example, diseased or normal tissue, biopsy samples, body fluids, and the like. SNPs in DNA make a difference in the secondary and tertiary structure of single-stranded PCR products. Differences can be detected using gel electrophoresis in non-denaturing gels. In fSSCP, oligonucleotide primers are fluorescently labeled. As a result, the amplimer can be detected by a high-throughput device such as a DNA sequencing machine. Furthermore, a sequence database analysis method called in silico SNP (in silico SNP, isSNP) identifies polymorphisms by comparing the sequences of individual overlapping DNA fragments that are assembled into a common consensus sequence. Can do. These computer-based methods filter out sequence variations that result from sequencing errors in the laboratory preparation of DNA or using statistical models and automated analysis of DNA sequence chromatograms. In another embodiment, SNPs are detected and characterized, for example, by mass spectrometry using a high throughput MASSARRAY system (Sequenom, Inc., San Diego CA).
SNPを利用して、ヒト疾患の遺伝的基礎を研究しうる。例えば少なくとも16種の一般的SNPが、インスリン非依存型糖尿病と関連している。SNPはまた、嚢胞性線維症、鎌状赤血球貧血、慢性肉芽腫症等の単一遺伝子病の転帰の違いを研究するために有用である。例えばマンノース結合レクチンであるMBL2における変異体群は、嚢胞性線維症における有害な肺の転帰との相関が示されている。SNPはまた、薬理ゲノム学においても有用性を持つ。薬理ゲノム学は、患者の薬物への応答(例えば命を脅かす毒性)に影響する遺伝的変異体の同定を行う。例えばNアセチル転移酵素における或る変異は、抗結核薬であるイソニアジドに応答しての末梢ニューロパシーの高い発症率と関連する。一方、ALOX5遺伝子のコアプロモータにおける或る変異の結果、5-リポキシゲナーゼ経路を標的とする或る抗喘息薬での治療に対する臨床応答が低下する。異なる集団群におけるSNPの分布の分析は、遺伝的浮動、突然変異、遺伝子組換え、遺伝子選択の調査に有用であり、集団の起源とその移動との追跡にも有用である(Taylor, J.G.他(2001) Trends Mol. Med. 7:507-512; Kwok, P.-Y. および Z. Gu (1999) Mol. Med. Today 5:538-543; Nowotny, P. 他(2001) Curr. Opin. Neurobiol. 11:637-641)。 SNPs can be used to study the genetic basis of human disease. For example, at least 16 common SNPs are associated with non-insulin dependent diabetes. SNPs are also useful for studying the differences in outcomes of single gene diseases such as cystic fibrosis, sickle cell anemia, and chronic granulomatous disease. For example, mutants in MBL2, a mannose-binding lectin, have been shown to correlate with adverse lung outcome in cystic fibrosis. SNPs also have utility in pharmacogenomics. Pharmacogenomics identifies genetic variants that affect a patient's response to drugs (eg, life-threatening toxicity). For example, certain mutations in N acetyltransferase are associated with a high incidence of peripheral neuropathy in response to isoniazid, an antituberculosis drug. On the other hand, certain mutations in the core promoter of the ALOX5 gene result in a reduced clinical response to treatment with certain anti-asthma drugs that target the 5-lipoxygenase pathway. Analyzing the distribution of SNPs in different population groups is useful for investigating genetic drift, mutation, genetic recombination, gene selection, and tracking the origin of the population and its migration (Taylor, JG et al. (2001) Trends Mol. Med. 7: 507-512; Kwok, P.-Y. and Z. Gu (1999) Mol. Med. Today 5: 538-543; Nowotny, P. et al. (2001) Curr. Opin Neurobiol. 11: 637-641).
DMEの発現を定量するために用い得る方法には、ヌクレオチドの放射標識またはビオチン標識、調節核酸の相互増幅(coamplification)、及び、標準曲線から得た結果の補間もある(Melby, P.C.他(1993) J. Immunol. Methods 159:235-244; Duplaa, C.他 (1993) Anal. Biochem. 212:229-236)。目的のオリゴマーが種々の希釈液中に存在し、分光光度法または比色反応によって定量が迅速になるような高処理フォーマットのアッセイを行うことによって、複数のサンプルの定量速度を加速することができる。 Methods that can be used to quantify DME expression include radiolabeling or biotin labeling of nucleotides, coamplification of regulatory nucleic acids, and interpolation of results obtained from standard curves (Melby, PC et al. (1993) ) J. Immunol. Methods 159: 235-244; Duplaa, C. et al. (1993) Anal. Biochem. 212: 229-236). Accelerate the quantification rate of multiple samples by performing high-throughput assays where the oligomer of interest is present in various dilutions and the quantification is rapid by spectrophotometric or colorimetric reactions .
更に別の実施例では、本明細書で記載した任意のポリヌクレオチドに由来のオリゴヌクレオチドまたはより長い断片を、或るマイクロアレイにおけるエレメント群として用いることができる。多数の遺伝子の相対発現レベルを同時にモニターする転写イメージング技術にマイクロアレイを用いることが可能である。これについては、以下に記載する。マイクロアレイはまた、遺伝変異体、突然変異および多型性の同定に用いることができる。この情報を用いることで、遺伝子機能を決定し、疾患の遺伝的根拠を理解し、疾患を診断し、遺伝子発現の機能としての疾病の進行/後退をモニターし、疾病治療における薬物の活性を開発およびモニターすることができる。特に、患者にとって最もふさわしく、有効な治療法を選択するために、この情報を用いて患者の薬理ゲノムプロファイルを開発することができる。例えば、患者の薬理ゲノムプロファイルに基づき、患者に対して高度に効果的で副作用の最も少ない治療薬を選択することができる。 In yet another example, oligonucleotides or longer fragments derived from any of the polynucleotides described herein can be used as elements in a microarray. Microarrays can be used in transcriptional imaging techniques that simultaneously monitor the relative expression levels of multiple genes. This is described below. Microarrays can also be used to identify genetic variants, mutations and polymorphisms. Use this information to determine gene function, understand the genetic basis of the disease, diagnose the disease, monitor disease progression / regression as a function of gene expression, and develop drug activity in disease treatment And can be monitored. In particular, this information can be used to develop a pharmacogenomic profile of the patient in order to select the most appropriate and effective treatment for the patient. For example, based on a patient's pharmacogenomic profile, a therapeutic agent that is highly effective for the patient and has the least side effects can be selected.
別の実施態様では、DME、DMEの断片群または、DMEに特異的な抗体類を、或るマイクロアレイ上のエレメント群として用い得る。マイクロアレイを用いて、上記のようなタンパク質間相互作用、薬物−標的相互作用および遺伝子発現プロファイルをモニターまたは測定できる。 In another embodiment, DME, DME fragments, or antibodies specific for DME may be used as elements on a microarray. The microarray can be used to monitor or measure protein-protein interactions, drug-target interactions and gene expression profiles as described above.
或る実施態様は、或る組織または細胞タイプの転写イメージを作製する、本発明のポリヌクレオチドの使用に関連する。転写イメージは、特定の組織または細胞タイプによる、遺伝子発現の包括的パターンを表す。包括的遺伝子発現パターンは、所与の条件下で所与の時間に発現した遺伝子の数および相対存在量を定量することにより分析し得る(Seilhamer 他の米国特許第5,840,484号 「Comparative Gene Transcript Analysis」;言及を以て特に本明細書の一部とする)。従って、特定の組織または細胞タイプの転写物または逆転写物全体に本発明のポリヌクレオチドまたはその相補体をハイブリダイズすることにより、転写イメージを生成し得る。或る実施態様では、本発明のポリヌクレオチドまたはそれらの相補体が1マイクロアレイ上に複数エレメントの1サブセットを持つような高処理フォーマットでハイブリダイゼーションを発生させる。結果として得られる転写イメージは、遺伝子活性のプロファイルを提供し得る。 Certain embodiments relate to the use of the polynucleotides of the present invention to produce a transcription image of a tissue or cell type. A transcript image represents a global pattern of gene expression by a particular tissue or cell type. Global gene expression patterns can be analyzed by quantifying the number and relative abundance of genes expressed at a given time under given conditions (Seilhamer et al. US Pat. No. 5,840,484 “Comparative Gene Transcript Analysis”). ; Specifically incorporated herein by reference). Thus, a transcript image can be generated by hybridizing a polynucleotide of the present invention or its complement to a whole tissue or cell type transcript or reverse transcript. In certain embodiments, hybridization is generated in a high throughput format such that the polynucleotides of the invention or their complements have a subset of multiple elements on a microarray. The resulting transcript image can provide a profile of gene activity.
転写イメージは、組織、細胞株、生検またはその生体サンプルから単離した転写物を用いて作製し得る。転写イメージはしたがって、組織または生検サンプルの場合にはin vivo、細胞株の場合にはin vitroでの遺伝子発現を反映する。 Transcript images can be generated using transcripts isolated from tissues, cell lines, biopsies or biological samples thereof. The transcript image thus reflects gene expression in vivo for tissue or biopsy samples and in vitro for cell lines.
本発明のポリヌクレオチドの発現のプロファイルを作製する転写イメージはまた、in vitroモデル系および薬物の前臨床評価に、あるいは工業的または天然の環境化合物の毒性試験に関連して使用し得る。全ての化合物は、作用および毒性のメカニズムを標示し、しばしば分子フィンガープリントまたは毒性シグネチャ(toxicant signatures)と称される、特徴的な遺伝子発現パターンを惹起する(Nuwaysir, E.F. 他(1999) Mol. Carcinog. 24:153-159; Steiner, S. and N.L. Anderson (2000) Toxicol. Lett. 112-113:467-471)。試験化合物が、既知毒性を有する化合物のシグネチャと同一のシグネチャを有する場合には、毒性特性を共有している可能性がある。フィンガープリントまたはシグネチャは、多数の遺伝子および遺伝子ファミリーからの発現情報を含んでいる場合に、最も有用且つ正確である。理想的には、ゲノム全域にわたる発現の測定が、最高品質のシグネチャを提供する。たとえ、発現が任意の試験された化合物によって変容しない遺伝子があったとしても、それらの発現レベルを残りの発現データをノーマライズすることに使用できるため、それらの遺伝子は重要である。ノーマライズ手順は、種々の化合物で処理した後の発現データの比較に有用である。或る毒性シグネチャのエレメント群に遺伝子機能を割り当てることは毒性機序の解釈に役立つが、毒性の予測につながる、シグネチャ群の統計的マッチングには、遺伝子機能の知識は必要でない(例えばNational Institute of Environmental Health SciencesのPress Release 00-02、2000年2月29日, http://www.niehs.nih.gov/oc/news/toxchip.htm参照)。したがって、毒性シグネチャを用いる中毒学的スクリーニングの際に、全ての発現した遺伝子配列を含めることは、重要且つ望ましい。 Transcript images that generate the expression profiles of polynucleotides of the invention can also be used in in vitro model systems and preclinical evaluation of drugs, or in connection with toxicity tests of industrial or natural environmental compounds. All compounds display a mechanism of action and toxicity, eliciting characteristic gene expression patterns, often referred to as molecular fingerprints or toxicant signatures (Nuwaysir, EF et al. (1999) Mol. Carcinog 24: 153-159; Steiner, S. and NL Anderson (2000) Toxicol. Lett. 112-113: 467-471). If a test compound has the same signature as that of a compound with known toxicity, it may share toxic properties. A fingerprint or signature is most useful and accurate when it contains expression information from multiple genes and gene families. Ideally, measurement of expression across the genome provides the highest quality signature. Even if there are genes whose expression is not altered by any tested compound, those genes are important because their expression levels can be used to normalize the remaining expression data. The normalize procedure is useful for comparing expression data after treatment with various compounds. Assigning gene function to elements of a toxic signature helps to interpret toxic mechanisms, but knowledge of gene function is not required for statistical matching of signature groups, which leads to prediction of toxicity (e.g. National Institute of (See Environmental Health Sciences Press Release 00-02, February 29, 2000, http://www.niehs.nih.gov/oc/news/toxchip.htm). Therefore, it is important and desirable to include all expressed gene sequences in toxicological screening using toxicity signatures.
或る実施態様では、核酸を有する生体サンプルを試験化合物で処理することにより、この試験化合物の毒性を算定しうる。処理した生体サンプル中で発現した核酸は、本発明のポリヌクレオチドに特異的な1つ以上のプローブでハイブリダイズし、それによって本発明のポリヌクレオチドに対応する転写レベルを定量し得る。処理した生体サンプル中の転写レベルを、未処理生体サンプル中のレベルと比較する。両サンプルの転写物レベルの差は、処理されたサンプル中で試験化合物が引き起こす毒性反応を示す。 In some embodiments, the toxicity of a test compound can be assessed by treating a biological sample with nucleic acid with the test compound. Nucleic acid expressed in the treated biological sample can be hybridized with one or more probes specific for the polynucleotide of the invention, thereby quantifying the transcription level corresponding to the polynucleotide of the invention. The transcription level in the treated biological sample is compared to the level in the untreated biological sample. Differences in transcript levels between the two samples indicate a toxic response caused by the test compound in the treated sample.
別の実施態様は、本発明で開示するポリペプチド群を用いた、或る組織または細胞タイプのプロテオームの分析に関する。プロテオームの語は、特定の組織または細胞タイプでのタンパク質発現の包括的パターンを指す。プロテオームの各タンパク質成分は、個々に更なる分析にかけることができる。プロテオーム発現パターンすなわちプロファイルは、所与の条件下で所与の時間に発現したタンパク質の数および相対存在量を定量することにより分析し得る。したがって、或る細胞のプロテオームのプロファイルは、特定の組織または細胞タイプのポリペプチドを分離および分析することにより作成し得る。或る実施態様では、1次元等電点電気泳動によりサンプルからタンパク質を分離し、2次元ドデシル硫酸ナトリウムスラブゲル電気泳動により分子量に応じて分離するような2次元ゲル電気泳動により、分離が達成される(前出SteinerおよびAnderson)。タンパク質は、通常はクーマシーブルー、あるいは銀染色液または蛍光染色液などの物質を用いてゲルを染色することにより、分散した、独自の位置にある点としてゲル中で可視化される。各タンパク質スポットの光学密度は、通常、サンプル中のタンパク質レベルに比例する。異なるサンプル、例えば試験化合物または治療薬で処理または未処理のいずれかの生体サンプルからの、同等に位置したタンパク質スポットの光学密度を比較し、処理に関連するタンパク質スポット密度の変化を同定する。スポット内のタンパク質は、例えば化学的または酵素的切断とそれに続く質量分析を用いる標準的な方法を用いて部分的にシークエンシングする。或るスポット内のタンパク質の同一性は、その部分配列を、好適には少なくとも5個の連続するアミノ酸残基を、目的のポリペプチド配列と比較することにより決定し得る。場合によっては、決定的なタンパク質同定のための更なる配列データが得られる。 Another embodiment relates to analysis of a proteome of a tissue or cell type using the polypeptides disclosed in the present invention. The term proteome refers to the global pattern of protein expression in a particular tissue or cell type. Each protein component of the proteome can be individually subjected to further analysis. Proteome expression patterns or profiles can be analyzed by quantifying the number and relative abundance of proteins expressed at a given time under given conditions. Thus, a proteomic profile of a cell can be generated by isolating and analyzing polypeptides of a particular tissue or cell type. In some embodiments, the separation is achieved by two-dimensional gel electrophoresis in which the protein is separated from the sample by one-dimensional isoelectric focusing and separated according to molecular weight by two-dimensional sodium dodecyl sulfate slab gel electrophoresis. (Steiner and Anderson, supra). Proteins are visualized in the gel as dispersed, unique points by staining the gel with a substance such as Coomassie Blue, or silver stain or fluorescent stain. The optical density of each protein spot is usually proportional to the protein level in the sample. The optical density of equally located protein spots from different samples, eg, biological samples either treated or untreated with the test compound or therapeutic agent, are compared to identify changes in protein spot density associated with the treatment. Proteins within the spot are partially sequenced using standard methods using, for example, chemical or enzymatic cleavage followed by mass spectrometry. The identity of a protein within a spot can be determined by comparing its subsequence, preferably at least 5 consecutive amino acid residues, to the polypeptide sequence of interest. In some cases, additional sequence data is obtained for definitive protein identification.
プロテオームのプロファイルは、DMEに特異的な抗体類を用いてDME発現レベルを定量することによっても作成できる。或る実施態様では、マイクロアレイ上のエレメントとしてこれら抗体を用い、マイクロアレイをサンプルに曝して各アレイエレメントへのタンパク質結合レベルを検出することにより、タンパク質発現レベルを定量する(Lueking, A. 他(1999) Anal. Biochem. 270:103-111; Mendoze, L.G.他(1999) Biotechniques 27:778-788)。検出は当分野で既知の様々な方法で行うことができ、例えば、チオール反応性またはアミノ反応性蛍光化合物とサンプル中のタンパク質を反応させ、各アレイエレメントにおける蛍光結合の量を検出し得る。 Proteomic profiles can also be generated by quantifying DME expression levels using antibodies specific for DME. In some embodiments, these antibodies are used as elements on the microarray, and protein expression levels are quantified by exposing the microarray to the sample and detecting the level of protein binding to each array element (Lueking, A. et al. (1999). Anal. Biochem. 270: 103-111; Mendoze, LG et al. (1999) Biotechniques 27: 778-788). Detection can be performed in various ways known in the art, for example, a thiol-reactive or amino-reactive fluorescent compound can be reacted with a protein in the sample to detect the amount of fluorescent binding in each array element.
プロテオームレベルでの毒性シグネチャも中毒学的スクリーニングに有用であり、転写物レベルでの毒性シグネチャと並行に分析するべきである。いくつかの組織のいくつかのタンパク質については、転写物の存在量とタンパク質の存在量との相関が乏しいので(Anderson, N.L. および J. Seilhamer(1997)Electrophoresis 18:533-537)、転写イメージにはそれ程影響しないがプロテオームのプロファイルを改変するような化合物の分析において、プロテオーム毒性シグネチャは有用たり得る。更に、体液中の転写物の分析はmRNAの急速な分解のために困難なので、プロテオームのプロファイル作成はこのような場合により信頼でき、情報価値があり得る。 Toxicity signatures at the proteome level are also useful for toxicological screening and should be analyzed in parallel with the toxicity signature at the transcript level. For some proteins in some tissues, the correlation between transcript abundance and protein abundance is poor (Anderson, NL and J. Seilhamer (1997) Electrophoresis 18: 533-537). Proteome toxicity signatures may be useful in the analysis of compounds that do not affect so much but alter the proteome profile. Furthermore, since analysis of transcripts in body fluids is difficult due to rapid degradation of mRNA, proteome profiling can be more reliable and informative in such cases.
別の実施態様では、タンパク質を含有する生体サンプルを試験化合物で処理することにより試験化合物の毒性を算定する。処理された生体サンプル中で発現したタンパク質は、各タンパク質の量を定量し得るように分離する。各タンパク質の量を、未処理生物学的サンプル中の対応するタンパク質の量と比較する。両サンプルのタンパク質の量の差は、処理サンプル中の試験化合物に対する毒性反応を標示する。個々のタンパク質は、個々のタンパク質のアミノ酸残基をシークエンシングし、これら部分配列を本発明のポリペプチドと比較することにより同定する。 In another embodiment, the toxicity of a test compound is calculated by treating a biological sample containing the protein with the test compound. Proteins expressed in the treated biological sample are separated so that the amount of each protein can be quantified. The amount of each protein is compared to the amount of the corresponding protein in the untreated biological sample. The difference in the amount of protein in both samples is indicative of a toxic response to the test compound in the treated sample. Individual proteins are identified by sequencing the amino acid residues of the individual proteins and comparing these subsequences to the polypeptides of the invention.
別の実施態様では、タンパク質を含有する生体サンプルを試験化合物で処理することにより試験化合物の毒性を算定する。生体サンプルから得たタンパク質は、本発明のポリペプチドに特異的な抗体を用いてインキュベートする。抗体により認識されたタンパク質の量を定量する。処理された生物学的サンプル中のタンパク質の量を、未処理生物学的サンプル中のタンパク質の量と比較する。両サンプルのタンパク質の量の差は、処理サンプル中の試験化合物に対する毒性反応を標示する。 In another embodiment, the toxicity of a test compound is calculated by treating a biological sample containing the protein with the test compound. The protein obtained from the biological sample is incubated with an antibody specific for the polypeptide of the present invention. The amount of protein recognized by the antibody is quantified. The amount of protein in the treated biological sample is compared to the amount of protein in the untreated biological sample. The difference in the amount of protein in both samples is indicative of a toxic response to the test compound in the treated sample.
マイクロアレイは、本技術分野で既知の方法で調製、使用し、分析する(Brennan, T.M. 他(1995)米国特許第5,474,796号、Schena, M. 他(1996)Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93:10614-10619、Baldeschweiler 他(1995)PCT出願第WO95/251116号、Shalon, D.他(1995)PCT出願第WO95/35505号、Heller, R.A. 他(1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:2150-2155; Heller, M.J.他(1997) 米国特許第5,605,662号)。様々なタイプのマイクロアレイが周知であり、詳細はSchena, M., 編集(1999; DNA Microarrays: A Practical Approach, Oxford University Press, London)に記載がある。 Microarrays are prepared, used and analyzed by methods known in the art (Brennan, TM et al. (1995) US Pat. No. 5,474,796, Schena, M. et al. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93 : 10614-10619, Baldeschweiler et al. (1995) PCT application WO95 / 251116, Shalon, D. et al. (1995) PCT application WO95 / 35505, Heller, RA et al. (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 2150-2155; Heller, MJ et al. (1997) US Pat. No. 5,605,662). Various types of microarrays are well known and are described in detail in Schena, M., Editing (1999; DNA Microarrays: A Practical Approach , Oxford University Press, London).
本発明の別の実施態様では、DMEをコードする核酸配列群を用いて、天然ゲノム配列をマッピングするのに有用なハイブリダイゼーションプローブ群を作製できる。コード配列または非コード配列のいずれかを用いることができ、或る例では、コード配列より非コード配列の方が好ましい。例えば、多重遺伝子族のメンバー内でのコード配列の保存により、染色体マッピング中に望ましくないクロスハイブリダイゼーションが生じる可能性がある。核酸配列は、特定の染色体、染色体の特定領域または人工形成の染色体、例えば、ヒト人工染色体(HAC)、酵母人工染色体(YAC)、細菌人工染色体(BAC)、細菌P1産物、或いは単一染色体cDNAライブラリに対してマッピングされる(Harrington, J.J.他(1997) Nat. Genet. 15:345-355; Price, C.M. (1993) Blood Rev. 7:127-134; Trask, B.J. (1991) Trends Genet. 7:149-154)。一度マッピングすると、核酸配列群を用いて、例えば或る病状の遺伝を特定染色体領域の遺伝とまたは制限酵素断片長多型(RFLP)と相関させるような遺伝子連鎖地図を開発し得る(Lander, E.S.およびD. Botstein (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83:7353-7357)。 In another embodiment of the invention, a group of nucleic acid sequences encoding DME can be used to generate a group of hybridization probes useful for mapping native genomic sequences. Either a coding sequence or a non-coding sequence can be used, and in some cases a non-coding sequence is preferred over a coding sequence. For example, conservation of coding sequences within members of a multigene family can result in unwanted cross-hybridization during chromosomal mapping. Nucleic acid sequences can be specific chromosomes, specific regions of chromosomes or artificially formed chromosomes, eg, human artificial chromosomes (HAC), yeast artificial chromosomes (YAC), bacterial artificial chromosomes (BAC), bacterial P1 products, or single chromosome cDNA Mapped to library (Harrington, JJ et al. (1997) Nat. Genet. 15: 345-355; Price, CM (1993) Blood Rev. 7: 127-134; Trask, BJ (1991) Trends Genet. 7 : 149-154). Once mapped, nucleic acid sequences can be used to develop genetic linkage maps that correlate inheritance of a disease state with, for example, inheritance of a specific chromosomal region or restriction fragment length polymorphism (RFLP) (Lander, ES And D. Botstein (1986) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 7353-7357).
蛍光原位置ハイブリッド形成法(FISH)は、他の物理的および遺伝的地図データと相関し得る(Heinz-Ulrich他(1995) in Meyers, 前出、965-968ページ)。遺伝地図データの例は、種々の科学雑誌あるいはOnline Mendelian Inheritance in Man(OMIM)のウェブサイトに見られる。物理的染色体地図上の、DMEをコードする遺伝子の位置と、特定の疾患との相関性、あるいは特定の疾患に対する素因との相関性は、この疾患と関連するDNAの領域の決定に役立ち得るため、位置を決定するクローニングの作業を促進し得る。 Fluorescence in situ hybridization (FISH) can be correlated with other physical and genetic map data (Heinz-Ulrich et al. (1995) in Meyers, supra, pages 965-968). Examples of genetic map data can be found in various scientific journals or the Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) website. The correlation between the location of the gene encoding DME on a physical chromosomal map and a particular disease or a predisposition to a particular disease can help determine the region of DNA associated with this disease Can facilitate the cloning task of determining the position.
確定した染色体マーカー類を用いた連鎖分析などの物理的マッピング技術、および染色体標本の原位置ハイブリッド形成法を用いて、遺伝地図を拡張することができる。例えばマウスなど別の哺乳類の染色体上に遺伝子を配置することにより、正確な染色体上の遺伝子座が未知でも、関連するマーカー類をしばしば明らかにし得る。この情報は、ポジショナルクローニングなどの遺伝子発見技術を用いて疾患遺伝子を探る研究者にとって価値がある。いったん疾患または症候群に関与する遺伝子(群)が、血管拡張性失調症の11q22-23領域など、特定のゲノム領域への遺伝的連鎖によって、大まかに位置決めがなされると、該領域にマップされる任意の配列は、更なる調査のための関連遺伝子あるいは調節遺伝子を提示している可能性がある(Gatti, R.A.他(1988) Nature 336:577-580)。転座、反転などに起因する、健常者、保有者、罹病者の三者間における染色体位置の相違を検出する場合にも、本発明のヌクレオチド配列を用い得る。 Genetic maps can be expanded using physical mapping techniques such as linkage analysis with established chromosomal markers and in situ hybridization of chromosomal specimens. By placing a gene on the chromosome of another mammal, such as a mouse, the associated markers can often be revealed even if the exact chromosomal locus is unknown. This information is valuable for researchers searching for disease genes using gene discovery techniques such as positional cloning. Once a gene (s) involved in a disease or syndrome is roughly positioned by genetic linkage to a specific genomic region, such as the 11q22-23 region of vasodilatory ataxia, it is mapped to that region Any sequence may represent a related or regulatory gene for further investigation (Gatti, RA et al. (1988) Nature 336: 577-580). The nucleotide sequence of the present invention can also be used for detecting a difference in chromosomal location among the healthy person, the owner, and the affected person due to translocation, inversion, and the like.
本発明の別の実施態様では、DME、その触媒作用断片群、或いは免疫原断片群、またはそのオリゴペプチド群を、種々の任意の薬物スクリーニング技術における、化合物群のライブラリ類のスクリーニングに用い得る。薬剤スクリーニングに用いる断片は、溶液中に遊離しているか、固体支持物に固定されるか、細胞表面上に保持されるか、細胞内に位置しうる。DMEと、試験する薬物との結合による複合体の形成を測定し得る。 In another embodiment of the invention, DME, its catalytic fragment group, or immunogen fragment group, or its oligopeptide group may be used for screening libraries of compound groups in any of a variety of drug screening techniques. Fragments used for drug screening can be free in solution, fixed to a solid support, retained on the cell surface, or located intracellularly. Complex formation due to the binding of DME to the drug being tested can be measured.
別の薬物スクリーニング方法は、目的のタンパク質に対して好適な結合親和性を有する化合物を高い処理能力でスクリーニングするために用いられる(Geysen他(1984)PCT出願WO84/03564)。この方法においては、多数の様々な低分子の試験用化合物を固体基板上で合成する。試験用化合物は、DME、或いはその断片と反応してから洗浄する。次に、結合したDMEが、当分野で周知の種々の方法で検出される。精製されたDMEはまた、前記した薬物スクリーニング技術に用いるプレート上に直接、被覆し得る。別法では、非中和抗体を用いてペプチドを捕捉し、ペプチドを固体支持物に固定することもできる。 Another drug screening method is used for high throughput screening of compounds with suitable binding affinity for the protein of interest (Geysen et al. (1984) PCT application WO84 / 03564). In this method, a large number of different small molecule test compounds are synthesized on a solid substrate. The test compound reacts with DME or a fragment thereof and then washed. The bound DME is then detected by various methods well known in the art. Purified DME can also be coated directly onto plates used in the drug screening techniques described above. Alternatively, non-neutralizing antibodies can be used to capture the peptide and immobilize the peptide on a solid support.
別の実施態様では、DMEと特異結合可能な中和抗体がDMEとの結合について試験化合物と競合する、競合的薬物スクリーニングアッセイを用いることができる。この方法では、抗体が、DMEと1つ以上の抗原決定基を共有するどのペプチドの存在も検出する。 In another embodiment, a competitive drug screening assay can be used in which neutralizing antibodies capable of specifically binding DME compete with test compounds for binding to DME. In this method, the antibody detects the presence of any peptide that shares one or more antigenic determinants with DME.
別の実施態様では、DMEをコードするヌクレオチド配列群を、将来に開発される分子生物学技術であり、現在知られているヌクレオチド配列群の特性(限定はされないが、トリプレット遺伝暗号及び特異的な塩基対相互作用など)に依存する新技術に用い得る。 In another embodiment, nucleotide sequences encoding DME are molecular biology techniques that will be developed in the future and are characterized by, but not limited to, the characteristics of currently known nucleotide sequences (including but not limited to triplet genetic code and specific It can be used for new technologies that depend on base-pairing interactions.
更に詳細説明をしなくとも、当業者であれば以上の説明を以って本発明を最大限に利用できるであろう。したがって、これ以下に記載する実施例は単なる例示目的にすぎず、いかようにも本発明を限定するものではない。 Without further details, those skilled in the art will be able to make full use of the present invention with the above description. Accordingly, the examples described below are for illustrative purposes only and do not limit the invention in any way.
前述した、および以下に記載する全ての特許出願、特許、刊行物、米国特許出願第60/303,745号、同第60/305,402号、同第60/308,158号、および同第60/322,127号も含めて、言及することをもって本明細書の一部とする。 Includes all patent applications, patents, publications, U.S. Patent Application Nos. 60 / 303,745, 60 / 305,402, 60 / 308,158, and 60 / 322,127 mentioned above and below. And are hereby incorporated by reference.
1 cDNAライブラリの作製
Incyte cDNA群の由来は、LIFESEQ GOLDデータベース (Incyte Genomics, Palo Alto CA)に記載されたcDNAライブラリ群である。幾つかの組織はホモジナイズしてグアニジニウムイソチオシアネート溶液に溶解し、他の組織はホモジナイズしてフェノールにまたは変性剤群の好適な混合液に溶解した。混合液の1例であるTRIZOL(Invitrogen)は、フェノールとグアニジンイソチオシアネートとの単相溶液である。結果として得た溶解物は、塩化セシウムのクッション液の上に重層して遠心分離するか、クロロフォルムで抽出した。イソプロパノールか、酢酸ナトリウムとエタノールか、いずれか一方、あるいは別の慣例的方法で、溶解物からRNAを沈殿させた。
1 Preparation of cDNA library
The Incyte cDNA group is derived from the cDNA library group described in the LIFESEQ GOLD database (Incyte Genomics, Palo Alto CA). Some tissues were homogenized and dissolved in guanidinium isothiocyanate solution, and other tissues were homogenized and dissolved in phenol or a suitable mixture of denaturants. TRIZOL (Invitrogen), which is an example of a mixed solution, is a single-phase solution of phenol and guanidine isothiocyanate. The resulting lysate was layered on a cesium chloride cushion solution and centrifuged or extracted with chloroform. RNA was precipitated from the lysate using either isopropanol, sodium acetate and ethanol, or another conventional method.
RNAの純度を高めるため、フェノールによるRNAの抽出および沈殿を、必要な回数繰り返した。場合によっては、DNアーゼでRNAを処理した。殆どのライブラリでは、オリゴd(T)連結常磁性粒子(Promega)、OLIGOTEXラテックス粒子(QIAGEN, Chatsworth CA)またはOLIGOTEX mRNA精製キット(QIAGEN)を用いて、ポリ(A)+RNAを単離した。別法では、別のRNA単離キット、例えばPOLY(A)PURE mRNA精製キット(Ambion, Austin TX)を用いて、組織溶解物からRNAを直接単離した。 To increase RNA purity, RNA extraction and precipitation with phenol was repeated as many times as necessary. In some cases, RNA was treated with DNase. In most libraries, poly (A) + RNA was isolated using oligo d (T) -linked paramagnetic particles (Promega), OLIGOTEX latex particles (QIAGEN, Chatsworth CA) or OLIGOTEX mRNA purification kit (QIAGEN). Alternatively, RNA was isolated directly from tissue lysates using another RNA isolation kit, such as POLY (A) PURE mRNA purification kit (Ambion, Austin TX).
場合によってはStratagene社にRNAを提供し、同社が、対応するcDNAライブラリ群を作製した。そうでない場合は、UNIZAPベクターシステム(Stratagene)またはSUPERSCRIPTプラスミドシステム(Invitrogen)を用いて本技術分野で既知の推奨方法または類似の方法でcDNAを合成し、cDNAライブラリを作製した(前出Ausubel他、5章)。逆転写は、オリゴd(T)またはランダムプライマーを用いて開始した。合成オリゴヌクレオチドアダプターを二本鎖cDNAに連結反応させ、好適な制限酵素または酵素群でcDNAを消化した。殆どのライブラリに対しcDNAのサイズ選択(300〜1000bp)には、SEPHACRYL S1000、SEPHAROSE CL2BまたはSEPHAROSE CL4Bカラムクロマトグラフィ(Amersham Biosciences)、あるいは分取用アガロースゲル電気泳動法を用いた。cDNAは好適なプラスミドのポリリンカーの、適合する制限酵素部位にライゲーションした。好適なプラスミドは、例えばPBLUESCRIPTプラスミド(Stratagene)、PSPORT1プラスミド(Invitrogen)PCDNA2.1プラスミド(Invitrogen, Carlsbad CA)、PBK-CMVプラスミド(Stratagene)、PCR2−TOPOTAプラスミド(Invitrogen)、PCMV-ICISプラスミド(Stratagene)、pIGEN(Incyte Genomics, Palo Alto CA)、pRARE(Incyte Genomics)、またはplNCY(Incyte Genomics)、またはこれらの誘導体である。組換えプラスミドは、Stratagene社のXL1-Blue、XL1-BIueMRFまたはSOLR、あるいはInvitrogen社のDH5α、DH10BまたはElectroMAX DH10Bなど適格な大腸菌細胞に形質転換した。 In some cases, RNA was provided to Stratagene, which produced the corresponding set of cDNA libraries. If not, cDNA was synthesized using the UNIZAP vector system (Stratagene) or SUPERSCRIPT plasmid system (Invitrogen) in the recommended or similar manner known in the art to create a cDNA library (see Ausubel et al., Supra). Chapter 5). Reverse transcription was initiated using oligo d (T) or random primers. A synthetic oligonucleotide adapter was ligated to double stranded cDNA and the cDNA was digested with a suitable restriction enzyme or group of enzymes. For most library size selection (300-1000 bp), SEPHACRYL S1000, SEPHAROSE CL2B or SEPHAROSE CL4B column chromatography (Amersham Biosciences) or preparative agarose gel electrophoresis was used. The cDNA was ligated to suitable restriction enzyme sites on the polylinker of the appropriate plasmid. Suitable plasmids include, for example, PBLUESCRIPT plasmid (Stratagene), PSPORT1 plasmid (Invitrogen) PCDNA2.1 plasmid (Invitrogen, Carlsbad CA), PBK-CMV plasmid (Stratagene), PCR2-TOPOTA plasmid (Invitrogen), PCMV-ICIS plasmid (Stratagene) ), PIGEN (Incyte Genomics, Palo Alto CA), pRARE (Incyte Genomics), or plNCY (Incyte Genomics), or derivatives thereof. The recombinant plasmid was transformed into qualified E. coli cells such as Stratagene XL1-Blue, XL1-BIueMRF or SOLR, or Invitrogen DH5α, DH10B or ElectroMAX DH10B.
2 cDNAクローンの単離
実施例1のようにして得たプラスミドの、宿主細胞からの回収は、UNIZAPベクターシステム(Stratagene)を用いたin vivo切除によって、あるいは細胞溶解によって行った。プラスミドを精製する方法は、MagicまたはWIZARD Minipreps DNA精製システム(Promega)、AGTC Miniprep精製キット(Edge Biosystems, Gaithersburg MD)、QIAGEN社のQIAWELL 8 Plasmid、QIAWELL 8 Plus PlasmidおよびQIAWELL 8 Ultra Plasmid 精製システム、R.E.A.L. Prep 96プラスミド精製キットの中から少なくとも1つを用いた。プラスミドは、沈殿させた後、0.1mlの蒸留水に再懸濁して、凍結乾燥して或いは凍結乾燥しないで4℃で保管した。
2 Isolation of cDNA clones
The plasmid obtained as in Example 1 was recovered from the host cells by in vivo excision using the UNIZAP vector system (Stratagene) or by cell lysis. Plasmid purification methods include Magic or WIZARD Minipreps DNA purification system (Promega), AGTC Miniprep purification kit (Edge Biosystems, Gaithersburg MD), QIAGEN QIAWELL 8 Plasmid, QIAWELL 8 Plus Plasmid and QIAWELL 8 Ultra Plasmid purification systems, REAL At least one of the Prep 96 plasmid purification kits was used. The plasmid was precipitated and then resuspended in 0.1 ml distilled water and stored at 4 ° C. either lyophilized or not lyophilized.
別法では高処理フォーマットで直接結合PCRを用い、宿主細胞溶解物からプラスミドDNAを増幅した(Rao, V.B.(1994)Anal. Biochem. 216:1-14)。宿主細胞の溶解および熱サイクリング過程は、単一反応混合液中で行った。サンプルをプロセスして384穴プレート内で保管し、増幅したプラスミドDNAの濃度をPICOGREEN色素(Molecular Probes, Eugene OR)およびFLUOROSKAN II蛍光スキャナ(Labsystems Oy, Helsinki, Finland)を用いて蛍光分析的に定量した。 Alternatively, plasmid DNA was amplified from host cell lysates using direct binding PCR in a high throughput format (Rao, V.B. (1994) Anal. Biochem. 216: 1-14). Host cell lysis and thermal cycling processes were performed in a single reaction mixture. Samples are processed and stored in 384-well plates, and the concentration of amplified plasmid DNA is determined fluorimetrically using PICOGREEN dye (Molecular Probes, Eugene OR) and FLUOROSKAN II fluorescence scanner (Labsystems Oy, Helsinki, Finland) did.
3 シークエンシングおよび分析
実施例2に記載したようにプラスミドから回収したIncyte cDNAを、以下に示すようにシークエンシングした。cDNAのシークエンス反応は、標準的方法あるいは高処理装置、例えばABI CATALYST 800 サーマルサイクラー(Applied Biosystems)またはPTC-200 サーマルサイクラー(MJ Research)を、HYDRAマイクロディスペンサー(Robbins Scientific)またはMICROLAB 2200(Hamilton)液体転移システムと併用して処理した。cDNAのシークエンス反応は、Amersham Biosciences社が提供する試薬、またはABIシークエンシングキット、例えばABI PRISM BIGDYE Terminator cycle sequencing ready reaction kit(Applied Biosystems)の試薬を用いて準備した。cDNAのシークエンス反応の電気泳動的分離と、標識したポリヌクレオチドの検出とには、MEGABACE 1000 DNAシークエンシングシステム(Amersham Biosciences)か、標準ABIプロトコルと塩基呼び出しソフトウェアとを用いるABI PRISM 373または377シークエンシングシステム(Applied Biosystems)か、あるいはその他の本技術分野で既知の配列解析システムを用いた。cDNA配列内のリーディングフレームは、標準的方法(前出Ausubel他、7章)を用いて同定した。いくつかのcDNA配列を選択し、実施例8に開示する技術で配列を伸長させた。
3 Sequencing and analysis
Incyte cDNA recovered from the plasmid as described in Example 2 was sequenced as shown below. Sequencing of cDNA can be performed using standard methods or high-throughput equipment such as ABI CATALYST 800 thermal cycler (Applied Biosystems) or PTC-200 thermal cycler (MJ Research), HYDRA microdispenser (Robbins Scientific) or MICROLAB 2200 (Hamilton) liquid. Treated in combination with the transfer system. A cDNA sequencing reaction was prepared using a reagent provided by Amersham Biosciences, or a reagent of an ABI sequencing kit, for example, ABI PRISM BIGDYE Terminator cycle sequencing ready reaction kit (Applied Biosystems). For electrophoretic separation of cDNA sequencing reactions and detection of labeled polynucleotides, ABI PRISM 373 or 377 sequencing using MEGABACE 1000 DNA sequencing system (Amersham Biosciences) or standard ABI protocol and base calling software Systems (Applied Biosystems) or other sequence analysis systems known in the art were used. Reading frames within the cDNA sequences were identified using standard methods (Ausubel et al., supra, chapter 7). Several cDNA sequences were selected and extended with the technique disclosed in Example 8 .
Incyte cDNAに由来のポリヌクレオチド配列は、ベクター、リンカーおよびポリ(A)配列を除去し、あいまいな塩基をマスクして有効性を確認した。その際、BLASTと、動的プログラミングと、隣接ジヌクレオチド頻度分析とに基づく、アルゴリズムとプログラムとを用いた。次に、Incyte cDNA配列またはそれらの翻訳の問い合わせを、以下のデータベース群に対して行った。すなわち、選抜した公共のデータベース群(例えばGenBankの霊長類、げっ歯類、哺乳類、脊椎動物、真核生物のデータベースと、BLOCKS、PRINTS、DOMO、PRODOM)と、ヒト、ラット、マウス、線虫(Caenorhabditis elegans)、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)、分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)およびCandida albicansからの配列群を持つPROTEOMEデータベース群(Incyte Genomics, Palo Alto CA)、および、隠れマルコフモデル(HMM)ベースのタンパク質ファミリーデータベース群、例えばPFAM、INCY、およびTIGRFAM (Haft, D.H. 他(2001) Nucleic Acids Res. 29:41-43); 並びにHMMベースのタンパク質ドメインデータベース例えばSMART (Schultz, J.他(1998) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:5857-5864; Letunic, I. 他(2002) Nucleic Acids Res. 30:242-244)(HMMは、遺伝子ファミリーのコンセンサス1次構造を分析する確率的アプローチである;例えばEddy, S.R.(1996) Curr. Opin. Struct. Biol. 6:361-365参照)。問合せは、BLAST、FASTA、BLIMPS、およびHMMERに基づくプログラムを用いて行った。Incyte cDNA配列をアセンブリし、完全長のポリヌクレオチド配列を産出した。あるいは、GenBank cDNA群、GenBank EST群、スティッチされた配列群、ストレッチされた配列群、またはGenscan予測コード配列群(実施例4および5を参照)を用い、Incyte cDNAのアセンブリ体群を完全長まで伸長させた。PhredとPhrapとConsedとに基づくプログラムを用いてアセンブリし、GenMarkとBLASTとFASTAとに基づくプログラムを用いて、cDNAのアセンブリ体を、オープンリーディングフレームについてスクリーニングした。完全長ポリヌクレオチド配列を翻訳し、対応する完全長ポリペプチド配列を得た。或いはポリペプチドは、完全長翻訳ポリペプチドの任意のメチオニン残基で開始し得る。完全長ポリペプチド配列群の続いての分析としての問い合わせを、GenBankタンパク質データベース群(genpept)、SwissProt、PROTEOMEデータベース群、BLOCKS、PRINTS、DOMO、PRODOMおよびProsite等のデータベースや、PFAM、INCY、およびTIGRFAM等の隠れマルコフモデル(HMM)ベースのタンパク質ファミリーデータベース群、並びにSMART等のHMMベースのタンパク質ドメインデータベース群に対し行った。完全長ポリヌクレオチド配列はまた、MACDNASIS PROソフトウェア(日立ソフトウェアエンジニアリング, South San Francisco CA)およびLASERGENEソフトウェア(DNASTAR)を用いて分析する。ポリヌクレオチドとポリペプチドとの配列アラインメントは、MEGALIGNマルチシークエンスアラインメントプログラム(DNASTAR)に組込まれたCLUSTALアルゴリズムが指定する、デフォルトパラメータを用いて作製する。これは、アラインメントした配列間の一致率も計算する。 Polynucleotide sequences derived from Incyte cDNA were validated by removing vectors, linkers and poly (A) sequences and masking ambiguous bases. At that time, an algorithm and a program based on BLAST, dynamic programming, and adjacent dinucleotide frequency analysis were used. Next, the following database group was queried for Incyte cDNA sequences or their translations. That is, selected public databases (e.g. GenBank primates, rodents, mammals, vertebrates, eukaryotic databases and BLOCKS, PRINTS, DOMO, PRODOM) and humans, rats, mice, nematodes ( PROTEOME database family (Incyte Genomics, Palo Alto CA) with sequence groups from Caenorhabditis elegans ), budding yeast ( Saccharomyces cerevisiae ), fission yeast ( Schizosaccharomyces pombe ) and Candida albicans , and hidden Markov model (HMM) based protein family Databases such as PFAM, INCY, and TIGRFAM (Haft, DH et al. (2001) Nucleic Acids Res. 29: 41-43); and HMM-based protein domain databases such as SMART (Schultz, J. et al. (1998) Proc. Natl Acad. Sci. USA 95: 5857-5864; Letunic, I. et al. (2002) Nucleic Acids Res. 30: 242-244) (HMM is a probabilistic approach to analyzing consensus primary structure of gene families; example Eddy, SR (1996) Curr. Opin. Struct. Biol. 6: 361-365). Queries were made using programs based on BLAST, FASTA, BLIMPS, and HMMER. The Incyte cDNA sequence was assembled to yield the full length polynucleotide sequence. Alternatively, use the GenBank cDNA group, GenBank EST group, stitched sequence group, stretched sequence group, or Genscan predicted coding sequence group (see Examples 4 and 5 ) to complete the Incyte cDNA assembly group to full length. Elongated. Assembly was performed using a program based on Phred, Phrap and Consed, and a cDNA assembly was screened for open reading frames using a program based on GenMark, BLAST and FASTA. The full length polynucleotide sequence was translated to obtain the corresponding full length polypeptide sequence. Alternatively, the polypeptide can start at any methionine residue of the full-length translated polypeptide. For further analysis of full-length polypeptide sequences, query the GenBank protein databases (genpept), SwissProt, PROTEOME databases, BLOCKS, PRINTS, DOMO, PRODOM and Prosite databases, PFAM, INCY, and TIGRFAM Hidden Markov Model (HMM) based protein family database group, and HMM based protein domain database group such as SMART. Full-length polynucleotide sequences are also analyzed using MACDNASIS PRO software (Hitachi Software Engineering, South San Francisco CA) and LASERGENE software (DNASTAR). Sequence alignments between polynucleotides and polypeptides are generated using default parameters specified by the CLUSTAL algorithm incorporated into the MEGALIGN multi-sequence alignment program (DNASTAR). This also calculates the percent identity between aligned sequences.
表7は、Incyte cDNAと完全長配列との分析とアセンブリとに用いたツールとプログラムとアルゴリズムとの概略と、適用可能な説明、参照文献、閾値パラメータを示す。用いたツール、プログラムおよびアルゴリズムを表7の列1に、それらの簡単な説明を列2に示す。列3は好適な参照文献であり、全ての文献は引用を以って全文を本明細書の一部となす。適用可能な場合には、列4は、2つの配列が一致する強さを評価するために用いた、スコア、確率値などのパラメータを示す(スコアが高いほど、または確率値が低いほど、2配列間の同一性が高い)。 Table 7 gives an overview of the tools, programs and algorithms used for analysis and assembly of Incyte cDNA and full-length sequences, as well as applicable descriptions, references and threshold parameters. The tools, programs and algorithms used are shown in column 1 of Table 7 and a brief description thereof is shown in column 2. Column 3 is a preferred reference, all of which are incorporated herein by reference in their entirety. Where applicable, column 4 shows the parameters, such as score, probability value, etc., used to evaluate the strength with which the two sequences match (the higher the score or the lower the probability value, the 2 High identity between sequences).
完全長ポリヌクレオチド配列群とポリペプチド配列群とのアセンブリと分析とに用いた上記プログラム群は、SEQ ID NO:14-26のポリヌクレオチド配列断片群の同定にも用いた。ハイブリダイゼーション技術と増幅技術とに有用な約20〜約4000ヌクレオチドの断片群を、表4の列2に示した。 The above programs used for the assembly and analysis of full-length polynucleotide sequences and polypeptide sequences were also used to identify the polynucleotide sequence fragments of SEQ ID NO: 14-26. A group of fragments of about 20 to about 4000 nucleotides useful for hybridization and amplification techniques is shown in column 2 of Table 4.
4 ゲノムDNAからのコード配列の同定および編集
推定上の薬物代謝酵素類は、先ず、公共ゲノム配列データベース(例えば、gbpriやgbhtg)に対してGenscan遺伝子同定プログラムを実行して同定された。Genscanは汎用遺伝子同定プログラムであり、様々な生物からのゲノムDNA配列を分析する(Burge, C. および S. Karlin(1997)J. Mol. Biol. 268:78-94、Burge, C. および S. Karlin(1998)Curr. Opin. Struct. Biol. 8:346-354)。このプログラムは予測されたエキソン群を連結し、メチオニンから終止コドンに及ぶ、アセンブリされたcDNA配列を形成する。Genscanの出力は、ポリヌクレオチドおよびポリペプチド配列のFASTAデータベースである。Genscanが一度に分析する配列の最大範囲は、30kbに設定した。これらのGenscan予測cDNA配列の内、どの配列が薬物代謝酵素をコードするかを判定するために、コードされるポリペプチド群を、PFAMモデル群に対して薬物代謝酵素について問合せて分析した。潜在的な薬物代謝酵素は、既に薬物代謝酵素としてアノテーションが付けられたIncyte cDNA配列群に対する相同性によっても同定した。これら選択したGenscan予測配列を、次にBLAST分析により、公共データベースgenpeptおよびgbpriと比較した。必要であれば、genpeptからのトップBLASTヒットと比較することによりGenscan予測配列を編集し、余分なまたは省略されたエキソンなど、Genscanが予測した配列におけるエラーを補正した。BLAST分析はまた、Genscan予測配列の、いかなるIncyte cDNAまたは公共cDNAカバレッジ(coverage)の発見にも用いられ、したがって転写の証拠を提供した。Incyte cDNAカバレッジが利用できた場合には、この情報を用いてGenscan予測配列を補正または確認した。完全長ポリヌクレオチド配列は、実施例3に記載のアセンブリプロセスを用い、Incyte cDNA配列および/または公共cDNA配列でGenscan予測コード配列をアセンブリして得た。あるいは、完全長ポリヌクレオチド配列は、編集後または非編集のGenscan予測コード配列に、完全に由来する。
4. Identification and Editing of Coding Sequences from Genomic DNA First, putative drug-metabolizing enzymes were identified by running the Genscan gene identification program against public genomic sequence databases (eg gbpri and gbhtg). Genscan is a universal gene identification program that analyzes genomic DNA sequences from various organisms (Burge, C. and S. Karlin (1997) J. Mol. Biol. 268: 78-94, Burge, C. and S Karlin (1998) Curr. Opin. Struct. Biol. 8: 346-354). This program links predicted exons together to form an assembled cDNA sequence that spans from methionine to a stop codon. The output of Genscan is a FASTA database of polynucleotide and polypeptide sequences. The maximum range of sequences that Genscan analyzes at one time was set to 30 kb. In order to determine which of these Genscan predicted cDNA sequences encode a drug metabolizing enzyme, the encoded polypeptides were queried and analyzed for drug metabolizing enzymes from the PFAM model group. Potential drug-metabolizing enzymes were also identified by their homology to the Incyte cDNA sequences already annotated as drug-metabolizing enzymes. These selected Genscan predicted sequences were then compared to the public databases genpept and gbpri by BLAST analysis. If necessary, Genscan predicted sequences were edited by comparison with the top BLAST hits from genpept to correct errors in the sequence predicted by Genscan, such as extra or omitted exons. BLAST analysis was also used to find any Incyte cDNA or public cDNA coverage of the Genscan predicted sequence, thus providing evidence of transcription. When Incyte cDNA coverage was available, this information was used to correct or confirm the Genscan predicted sequence. Full length polynucleotide sequences were obtained by assembling Genscan predicted coding sequences with Incyte cDNA sequences and / or public cDNA sequences using the assembly process described in Example 3 . Alternatively, the full-length polynucleotide sequence is completely derived from the edited or unedited Genscan predicted coding sequence.
5 ゲノム配列データのcDNA配列データとのアセンブリ
スティッチ配列(Stitched Sequence)
部分cDNA配列群を伸長させるため、実施例4に記載のGenscan遺伝子同定プログラムが予測したエキソン群を用いた。実施例3に記載したようにアセンブリした部分cDNA群を、ゲノムDNAにマッピングし、また、関連するcDNA群と、1つ以上のゲノム配列からGenscan予測されたエキソン群とを有するクラスター群に分解した。cDNAとゲノムとの情報を統合すべく、グラフ理論および動的プログラミングに基づく或るアルゴリズムを用いて各クラスタを分析し、潜在的スプライス変異体群を生成した。配列群を続いて確認、編集または伸長し、完全長配列を創出した。区間の全長が、2つ以上の配列に在るような配列区間群をクラスター内で同定し、そのように同定された区間群は、推移性により、等しいと考えた。例えば、或る区間が、1つのcDNAと2つのゲノム配列とに在る場合、3つの区間は全て等しいと考えた。このプロセスにより、無関係だが連続したゲノム配列群を、cDNA配列で結び合わせて架橋し得る。このようにして同定した区間を、それらの親配列(parent sequences)に沿って現われる順にスティッチアルゴリズムで「縫い合わせ」、可能な限り最長の配列と配列変異体群とを生成した。1種類の親配列に沿って続く区間間の連鎖(cDNA−cDNAまたはゲノム配列−ゲノム配列)は、親の種類を変える連鎖(cDNA−ゲノム配列)より優先した。結果として得たスティッチ配列群を翻訳し、BLAST分析で公共データベースgenpeptおよびgbpriと比較した。Genscanが予測した不正確なエキソン群は、genpeptからのトップBLASTヒットとの比較により補正した。必要な場合、追加cDNA配列群を用いるかゲノムDNAの検査により、配列群を更に伸長させた。
5 Assembly of genomic sequence data with cDNA sequence data
Stitched sequence
In order to extend the partial cDNA sequence group, the exon group predicted by the Genscan gene identification program described in Example 4 was used. The assembled partial cDNA groups as described in Example 3 were mapped to genomic DNA and resolved into cluster groups with related cDNA groups and exons predicted from Genscan from one or more genomic sequences. . To integrate the cDNA and genome information, each cluster was analyzed using a certain algorithm based on graph theory and dynamic programming to generate potential splice variants. The sequences were subsequently confirmed, edited or extended to create a full length sequence. A sequence segment group in which the total length of the segment is in two or more sequences was identified in the cluster, and the segment groups identified as such were considered to be equal due to transitivity. For example, if a section is in one cDNA and two genomic sequences, all three sections were considered equal. This process allows unrelated but contiguous genomic sequences to be cross-linked by joining them with cDNA sequences. The sections thus identified were “stitched” by the stitch algorithm in the order they appear along their parent sequences to generate the longest possible sequence and group of sequence variants. Linkage between sections (cDNA-cDNA or genomic sequence-genomic sequence) that continues along one type of parent sequence takes precedence over linkage (cDNA-genomic sequence) that changes the type of parent. The resulting stitch sequences were translated and compared with public databases genpept and gbpri by BLAST analysis. The incorrect exon group predicted by Genscan was corrected by comparison with the top BLAST hits from genpept. If necessary, the sequences were further extended using additional cDNA sequences or by examining genomic DNA.
ストレッチ配列(Stretched Sequence)
部分DNA配列群を、BLAST分析に基づく1アルゴリズムで完全長まで伸長した。先ず、BLASTプログラムを用い、GenBankの霊長類、げっ歯類、哺乳類、脊椎動物および真核生物のデータベースなどの公共データベースに対し、実施例3に記載のようにアセンブリした部分cDNAを問い合わせた。次に、最も近いGenBankタンパク質相同体を、BLAST分析により、Incyte cDNA配列または実施例4に記載のGenScanエキソン予測配列のいずれかと比較した。得られた高スコアリングセグメント対(HSP)を用いてキメラ蛋白質を産出し、翻訳した配列をGenBank蛋白質相同体上にマッピングした。元のGenBankタンパク質相同体に対し、キメラタンパク質内では挿入または欠失が起こり得る。GenBank蛋白質相同体、キメラ蛋白質または双方をプローブとして用い、公共ヒトゲノムデータベースから相同ゲノム配列を検索した。このようにして、部分的なDNA配列を、相同ゲノム配列の付加によりストレッチすなわち伸長した。結果として得られるストレッチ配列を検査し、完全遺伝子を含むか否かを判定した。
Stretched sequence
Partial DNA sequences were extended to full length with one algorithm based on BLAST analysis. First, the BLAST program was used to inquire public cDNA databases such as GenBank primate, rodent, mammalian, vertebrate and eukaryotic databases for the assembled partial cDNA as described in Example 3 . The closest GenBank protein homologue was then compared to either the Incyte cDNA sequence or the GenScan exon predicted sequence described in Example 4 by BLAST analysis. The resulting high scoring segment pair (HSP) was used to produce a chimeric protein and the translated sequence was mapped onto the GenBank protein homologue. Insertions or deletions can occur in the chimeric protein relative to the original GenBank protein homologue. Homologous genomic sequences were searched from public human genome databases using GenBank protein homologues, chimeric proteins or both as probes. In this way, the partial DNA sequence was stretched or extended by the addition of homologous genomic sequences. The resulting stretch sequence was examined to determine whether it contained the complete gene.
6 DMEをコードするポリヌクレオチドの染色体マッピング
SEQ ID NO:14-26をアセンブリするために用いた配列群を、BLAST他のSmith-Watermanアルゴリズムの実装群を用いて、Incyte LIFESEQデータベースおよび公共ドメインデータベース群の配列と比較した。SEQ ID NO:14-26と一致するこれらのデータベースの配列を、Phrapなどのアセンブリアルゴリズム(表7)を使用して、連続しオーバーラップする配列のクラスタ群にアセンブリした。スタンフォード・ヒトゲノムセンター(SHGC)、ホワイトヘッド・ゲノム研究所(WIGR)、Genethonなどの公的な情報源から入手可能な放射線ハイブリッドおよび遺伝地図データを用いて、いずれかのクラスター化された配列が既にマッピングされているかを判定した。マッピングされた配列が或るクラスターに含まれている場合、そのクラスターの全配列が、個々の配列番号と共に、地図上の位置に割り当てられた。
6 Chromosome mapping of polynucleotides encoding DME
The sequences used to assemble SEQ ID NO: 14-26 were compared to the sequences of the Incyte LIFESEQ database and public domain databases using the BLAST et al. Implementation of the Smith-Waterman algorithm. Sequences in these databases that matched SEQ ID NO: 14-26 were assembled into clusters of consecutive overlapping sequences using an assembly algorithm such as Phrap (Table 7). Using the radiation hybrid and genetic map data available from public sources such as the Stanford Human Genome Center (SHGC), Whitehead Genome Research Institute (WIGR), Genethon, etc., any clustered sequences have already been Judged whether it was mapped. If the mapped sequence was contained in a cluster, the entire sequence of that cluster was assigned to a map location along with the individual SEQ ID numbers.
地図上の位置は、ヒト染色体の範囲または区間として表される。センチモルガン単位での或る区間の地図上の位置は、染色体の短腕(p-arm)の末端に対して測定する(センチモルガン(cM)は、染色体マーカー間の組換え頻度に基づく計測単位である。平均して、1cMは、ヒトDNAの1メガベース(Mb)にほぼ等しい。尤も、この値は、組換えのホットスポットおよびコールドスポットに起因して広範囲に変化する)。cM距離は、各クラスタ内に配列が含まれる放射線ハイブリッドマーカー類に対して境界を提供するGenethonによってマッピングされた遺伝マーカー群に基づく。NCBI「GeneMap'99」(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genemap/)など公共で入手可能なヒトゲノム地図などの資源を用いて、既に同定された疾患遺伝子類が、上記の区間内若しくは近傍にマップされているかを判定できる。 The location on the map is expressed as a range or section of the human chromosome. The location on a map of a section in centimorgan units is measured relative to the end of the chromosome's short arm (p-arm). On average, 1 cM is approximately equal to 1 megabase (Mb) of human DNA, although this value varies widely due to recombination hot and cold spots). The cM distance is based on a set of genetic markers mapped by Genethon that provide boundaries for radiation hybrid markers whose sequences are contained within each cluster. NCBI “GeneMap'99” (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genemap/) and other publicly available resources such as human genome maps are used to identify disease genes already identified above. It can be determined whether the map is within or near the section.
7 ポリヌクレオチド発現の分析
ノーザン分析は遺伝子の転写物の存在を検出するために用いられる実験技術であり、特定の細胞種または組織からのRNAが結合している膜への、標識されたヌクレオチド配列のハイブリダイゼーションに関与する(Sambrook前出、7章; Ausubel他, 前出、4章)。
7 Analysis of Polynucleotide Expression Northern analysis is an experimental technique used to detect the presence of transcripts of genes, labeled nucleotide sequences to membranes to which RNA from specific cell types or tissues is bound. (Sambrook supra, Chapter 7; Ausubel et al., Supra, Chapter 4).
類似の、BLASTを応用したコンピュータ技術を用いて、GenBankやLIFESEQ(Incyte Genomics)などのcDNAデータベースにおいて、同一または関連分子を検索した。ノーザン分析は、幾つかの膜系ハイブリダイゼーションよりも非常に速い。更に、任意の特定の一致を厳密なあるいは相同的なものとして分類するか否かを決定するため、コンピュータ検索の感度を修正できる。検索の基準は積スコアであり、次式で定義する。 Similar or related computer technology using BLAST was used to search for identical or related molecules in cDNA databases such as GenBank and LIFESEQ (Incyte Genomics). Northern analysis is much faster than some membrane-based hybridizations. In addition, the sensitivity of computer searches can be modified to determine whether any particular match is classified as strict or homologous. The search criterion is the product score, which is defined by the following formula.
積スコアは、2つの配列間の類似度と、配列が一致する長さとの両方を考慮している。積スコアは0〜100のノーマライズされた値であり、次のようにして求める。BLASTスコアにヌクレオチドの配列一致率を乗じ、その積を2つの配列の短い方の長さの5倍で除する。BLASTスコアを計算するには、或る高スコアリングセグメント対(HSP)内の一致する各塩基に+5のスコアを割り当て、各不一致塩基に−4を割り当てる。2つの配列は、2以上のHSPを共有し得る(ギャップにより隔離される)。2以上のHSPがある場合には、最高BLASTスコアのセグメント対を用いて積スコアを計算する。積スコアは、断片的オーバーラップとBLASTアラインメントの質とのバランスを表す。例えば積スコア100は、比較した2つの配列の短い方の長さ全体にわたって100%一致する場合のみ得られる。積スコア70は、一端が100%一致し、70%オーバーラップしているか、他端が88%一致し、100%オーバーラップしているかのいずれかの場合に得られる。積スコア50は、一端が100%一致し、50%オーバーラップしているか、79%一致し、100%オーバーラップしているかのいずれかの場合に得られる。 The product score takes into account both the similarity between two sequences and the length with which the sequences match. The product score is a normalized value from 0 to 100, and is obtained as follows. Multiply the BLAST score by the nucleotide sequence identity and divide the product by 5 times the shorter length of the two sequences. To calculate the BLAST score, a score of +5 is assigned to each matching base in a high scoring segment pair (HSP) and -4 is assigned to each mismatched base. Two sequences can share more than one HSP (separated by gaps). If there are two or more HSPs, the product score is calculated using the segment pair with the highest BLAST score. The product score represents the balance between the fractional overlap and the quality of the BLAST alignment. For example, a product score of 100 is obtained only if there is a 100% match over the shorter length of the two sequences compared. The product score 70 is obtained when either one end is 100% coincident and 70% overlap, or the other end is 88% coincident and 100% overlap. A product score of 50 is obtained if either end is 100% coincident and 50% overlap, or 79% coincidence and 100% overlap.
或いは、DMEをコードするポリヌクレオチドを、由来する組織源について分析する。例えば幾つかの完全長配列は、少なくとも一部は、オーバーラップするIncyte cDNA配列群を用いてアセンブリする(実施例3を参照)。各cDNA配列は、ヒト組織から作製のcDNAライブラリに由来する。各ヒト組織は、以下の臓器/組織カテゴリーの1つに分類される。すなわち心血管系、結合組織、消化器系、胎芽構造、内分泌系、外分泌腺、女性生殖器、男性生殖器、生殖細胞、血液および免疫系、肝、筋骨格系、神経系、膵臓、呼吸器系、感覚器、皮膚、顎口腔系、非分類性/混合性または尿路である。各カテゴリーのライブラリ数を数えて、全カテゴリーの総ライブラリ数で除する。同様に、各ヒト組織は、以下の疾患/条件カテゴリー、すなわち癌、細胞株、発達、炎症、神経性、外傷、心血管、プール、その他の1つに分類される。各カテゴリーのライブラリ数を数えて、全カテゴリーの総ライブラリ数で除する。得られるパーセンテージは、DMEをコードするcDNAの組織特異的発現および疾患特異的発現を反映する。cDNA配列およびcDNAライブラリ/組織の情報は、LIFESEQ GOLD データベース(Incyte Genomics, Palo Alto CA)から得ることができる。 Alternatively, the polynucleotide encoding DME is analyzed for the tissue source from which it was derived. For example, some full length sequences are at least partially assembled using overlapping Incyte cDNA sequences (see Example 3 ). Each cDNA sequence is derived from a cDNA library made from human tissue. Each human tissue is classified into one of the following organ / tissue categories. Cardiovascular system, connective tissue, digestive system, embryonic structure, endocrine system, exocrine gland, female genital organ, male genital organ, germ cell, blood and immune system, liver, musculoskeletal system, nervous system, pancreas, respiratory system, Sensory organs, skin, stomatognathic system, non-classified / mixed or urinary tract. Count the number of libraries in each category and divide by the total number of libraries in all categories. Similarly, each human tissue is classified into one of the following disease / condition categories: cancer, cell lines, development, inflammation, neurological, trauma, cardiovascular, pool, etc. Count the number of libraries in each category and divide by the total number of libraries in all categories. The resulting percentage reflects tissue-specific and disease-specific expression of the cDNA encoding DME. cDNA sequences and cDNA library / tissue information can be obtained from the LIFESEQ GOLD database (Incyte Genomics, Palo Alto CA).
8 DMEをコードするポリヌクレオチドの伸長
完全長ポリヌクレオチドを、完全長分子の適切な断片から設計したオリゴヌクレオチドプライマー群を用いて該断片を伸長させ産生する。或るプライマーは既知の断片の5'伸長を開始するべく合成し、別のプライマーは既知の断片の3'伸長を開始するべく合成した。開始プライマー群の設計にはOLIGO 4.06ソフトウェア(National Biosciences)或いは別の適切なプログラムを用い、長さが約22〜30ヌクレオチド、GC含有率が約50%以上となって約68〜約72℃の温度で標的配列にアニーリングするようにした。ヘアピン構造およびプライマー−プライマー二量体を生ずるようなヌクレオチド群の伸長は、全て回避した。
8 Extension of a polynucleotide encoding DME A full-length polynucleotide is produced by extending the fragment using a set of oligonucleotide primers designed from appropriate fragments of the full-length molecule. One primer was synthesized to initiate a 5 ′ extension of a known fragment and another primer was synthesized to initiate a 3 ′ extension of a known fragment. The OLIGO 4.06 software (National Biosciences) or another appropriate program was used to design the starting primer group. Annealing the target sequence at temperature. All elongations of nucleotide groups that resulted in hairpin structures and primer-primer dimers were avoided.
選択したヒトcDNAライブラリ群を用い、配列を伸長した。2段階以上の伸長が必要または望ましい場合には、付加的プライマーあるいはプライマーのネステッドセットを設計した。 The sequence was extended using selected human cDNA libraries. Where more than one extension was necessary or desirable, additional primers or nested sets of primers were designed.
高忠実度の増幅を当業者に周知の方法でのPCRで得た。PCRはPTC-200サーマルサイクラー(MJ Research, Inc.)での96穴プレートで行った。反応混液は鋳型DNAを有し、また200 nmolの各プライマーを有する。またMg2+と(NH4)2SO4と2−メルカプトエタノールとを含有する反応バッファーと、Taq DNAポリメラーゼ(Amersham Biosciences)と、ELONGASE酵素(Invitrogen)と、Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene)とを含有する。プライマー対であるPCI AとPCI Bとに対し、以下のパラメータで増幅した。ステップ1:94℃で3分間。ステップ2:94℃で15秒間。ステップ3:57℃で1分間。ステップ4:68℃で2分間。ステップ5:ステップ2、3および4を20回繰り返す。ステップ6:68℃で5分間。ステップ7:4℃で保存。 High fidelity amplification was obtained by PCR with methods well known to those skilled in the art. PCR was performed in 96-well plates on a PTC-200 thermal cycler (MJ Research, Inc.). The reaction mixture has template DNA and 200 nmol of each primer. Also contains a reaction buffer containing Mg 2+ , (NH 4 ) 2 SO 4 and 2-mercaptoethanol, Taq DNA polymerase (Amersham Biosciences), ELONGASE enzyme (Invitrogen), and Pfu DNA polymerase (Stratagene) To do. For the primer pair PCI A and PCI B, amplification was performed with the following parameters. Step 1: 3 minutes at 94 ° C. Step 2: 15 seconds at 94 ° C. Step 3: 1 minute at 57 ° C. Step 4: 2 minutes at 68 ° C. Step 5: Repeat steps 2, 3 and 4 20 times. Step 6: 5 minutes at 68 ° C. Step 7: Store at 4 ° C.
各ウェルのDNA濃度は、1×TEおよび0.5μlの希釈していないPCR産物に溶解した100μlのPICOGREEN定量試薬(0.25%(v/v) PICOGREEN; Molecular Probes, Eugene OR)を不透明な蛍光光度計プレート(Corning Costar, Acton MA)の各ウェルに分配し、DNAが試薬と結合できるようにして判定した。サンプルの蛍光を計測してDNAの濃度を定量すべく、プレートをFluoroskan II(Labsystems Oy, Helsinki, Finland)でスキャンした。反応混合物のアリコット5〜10μlを1%アガロースゲル上で電気泳動法によって解析し、どの反応が配列の伸長に成功したかを判定した。 The DNA concentration in each well was determined by adding 100 μl of PICOGREEN quantitative reagent (0.25% (v / v) PICOGREEN; Molecular Probes, Eugene OR) dissolved in 1 × TE and 0.5 μl of undiluted PCR product to an opaque fluorometer. The solution was distributed to each well of a plate (Corning Costar, Acton MA), and determination was made so that DNA could bind to the reagent. Plates were scanned with Fluoroskan II (Labsystems Oy, Helsinki, Finland) to measure sample fluorescence and quantify DNA concentration. An aliquot of 5-10 μl of the reaction mixture was analyzed by electrophoresis on a 1% agarose gel to determine which reaction was successful in extending the sequence.
伸長したヌクレオチドは、脱塩および濃縮して384穴プレートに移し、CviJIコレラウイルスエンドヌクレアーゼ(Molecular Biology Research, Madison WI)を用いて消化して音波処理またはせん断し、pUC 18ベクター(Amersham Biosciences)への再連結を行った。ショットガン・シークエンシングのために、消化したヌクレオチドを低濃度(0.6〜0.8%)のアガロースゲル上で分離し、断片を切除し、寒天をAgar ACE(Promega)で消化した。伸長したクローンをT4リガーゼ(New England Biolabs, Beverly MA)を用いてpUC 18ベクター(Amersham Biosciences)に再連結し、Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagene)で処理して制限部位のオーバーハング部分を満たし、大腸菌細胞に形質移入した。形質移入した細胞群の選択を、抗生物質を含む培地で行い、それぞれのコロニーを採取し、LB/2Xカルベニシリン培養液中の384ウェルプレート群に37℃で一晩培養した。 Elongated nucleotides are desalted and concentrated, transferred to a 384-well plate, digested with CviJI cholera virus endonuclease (Molecular Biology Research, Madison WI), sonicated or sheared, and into the pUC 18 vector (Amersham Biosciences) Was reconsolidated. For shotgun sequencing, digested nucleotides were separated on a low concentration (0.6-0.8%) agarose gel, fragments were excised, and agar was digested with Agar ACE (Promega). Elongated clones were religated to pUC 18 vector (Amersham Biosciences) using T4 ligase (New England Biolabs, Beverly MA), treated with Pfu DNA polymerase (Stratagene) to fill the restriction site overhangs, and E. coli cells Was transfected. Transfected cell groups were selected in a medium containing antibiotics, and each colony was collected and cultured overnight at 37 ° C. in a 384 well plate group in LB / 2X carbenicillin culture solution.
細胞を溶解し、Taq DNAポリメラーゼ(Amersham Biosciences)およびPfu DNAポリメラーゼ(Stratagene)を用いて以下のパラメータでDNAをPCR増幅した。ステップ1:94℃で3分間。ステップ2:94℃で15秒間。ステップ3:60℃で1分間。ステップ4:72℃で2分間。ステップ5:ステップ2、3および4を29回繰り返す。ステップ6:72℃で5分間。ステップ7:4℃で保存。DNAの定量化には、上記したようにPICOGREEN試薬(Molecular Probes)を用いた。DNA回収率が低いサンプルは、上記同一条件で再増幅した。サンプルは20%ジメチルスルホキシド(1:2,v/v)で希釈し、DYENAMICエネルギー移動シークエンシングプライマー、およびDYENAMIC DIRECT kit(Amersham Biosciences)またはABI PRISM BIGDYEターミネーターサイクルシークエンシングレディ反応キット(Terminator cycle sequencing ready reaction kit)(Applied Biosystems)を用いてシークエンスした。 Cells were lysed and DNA was PCR amplified using Taq DNA polymerase (Amersham Biosciences) and Pfu DNA polymerase (Stratagene) with the following parameters. Step 1: 3 minutes at 94 ° C. Step 2: 15 seconds at 94 ° C. Step 3: 1 minute at 60 ° C. Step 4: 2 minutes at 72 ° C. Step 5: Repeat steps 2, 3 and 4 29 times. Step 6: 5 minutes at 72 ° C. Step 7: Store at 4 ° C. For quantification of DNA, PICOGREEN reagent (Molecular Probes) was used as described above. Samples with low DNA recovery were reamplified under the same conditions. Samples are diluted with 20% dimethyl sulfoxide (1: 2, v / v), DYENAMIC energy transfer sequencing primer, and DYENAMIC DIRECT kit (Amersham Biosciences) or ABI PRISM BIGDYE terminator cycle sequencing ready reaction kit (Terminator cycle sequencing ready reaction kit) (Applied Biosystems).
同様に、上記手順を用いて完全長ポリヌクレオチドを検証した。あるいは、完全長ポリヌクレオチドを用い、上記手順で、そのような伸長のために設計したオリゴヌクレオチド類と、或る適切なゲノムライブラリとを用いて5'調節配列を得た。 Similarly, full-length polynucleotides were verified using the above procedure. Alternatively, 5 ′ regulatory sequences were obtained using full-length polynucleotides using the oligonucleotides designed for such extension and some appropriate genomic library in the above procedure.
9 DMEをコードするポリヌクレオチドにおける1塩基多型の同定
1塩基多型(SNP)として知られる一般的なDNA配列変異体が、SEQ ID NO:14-26において、LIFESEQデータベース(Incyte Genomics)を用いて同定された。同じ遺伝子からの配列群は共にクラスター化され、実施例3に述べたようにアセンブリされて、その遺伝子における全ての配列変異体の同定を可能にした。一連のフィルタからなるアルゴリズムを使って、SNPを他の配列変異体から区別した。前段フィルタは、最小限Phredクオリティスコア15を要求することにより大多数のベースコールのエラーを除去し、また、配列アライメントエラーや、ベクター配列、キメラおよびスプライス変異体の不適当なトリミングにより生じるエラーを取り除いた。染色体の高度解析の自動化手順により、推定SNPの近傍におけるオリジナルのクロマトグラムファイルが解析された。クローンエラーフィルタは統計的に生み出されたアルゴリズムを用いて、逆転写酵素、ポリメラーゼ、または体細胞突然変異によって引き起こされるエラーのような、実験処理時に導入されるエラーを識別した。クラスターエラーフィルタは、統計的に生み出されたアルゴリズムを用いて、近縁の相同体または偽遺伝子のクラスター化に起因するエラー、または非ヒト配列によるコンタミネーションにより生じたエラーを同定した。最後のフィルタ群によって、免疫グロブリンまたはT細胞受容体に存在する重複(duplicates)とSNPが除去された。
9 Identification of single nucleotide polymorphisms in polynucleotides encoding DME A common DNA sequence variant known as single nucleotide polymorphism (SNP) uses the LIFESEQ database (Incyte Genomics) in SEQ ID NO: 14-26 Identified. Sequences from the same gene were clustered together and assembled as described in Example 3 to allow identification of all sequence variants in that gene. An algorithm consisting of a series of filters was used to distinguish SNPs from other sequence variants. The pre-filter eliminates the majority of base call errors by requiring a minimum Phred quality score of 15 and eliminates errors caused by sequence alignment errors and improper trimming of vector sequences, chimeras and splice variants. Removed. The original chromatogram file in the vicinity of the putative SNP was analyzed by an automated procedure for advanced chromosome analysis. Clone error filters used statistically generated algorithms to identify errors introduced during the experimental process, such as those caused by reverse transcriptase, polymerase, or somatic mutation. Cluster error filters used statistically generated algorithms to identify errors due to clustering of related homologues or pseudogenes, or errors caused by contamination with non-human sequences. The last group of filters removed duplicates and SNPs present in immunoglobulins or T cell receptors.
幾つかのSNPは、更なる特徴付けの為に選択された。選択は高処理MASSARRAYシステム(Sequenom, Inc.)を用いた質量分析によって行い、4群の異なるヒト集団におけるSNP部位での対立遺伝子頻度を分析した。白人集団は92個体(46名の男子、46名の女子)からなり、83名はユタ出身、4名はフランス人、3名はベネズエラ人、2名はアーミッシュの人々である。アフリカ集団は194個体(97名の男子、97名の女子)からなり、全員がアフリカ系アメリカ人である。ヒスパニック集団は324個体(162名の男子、162名の女子)からなり、全員がメキシコのヒスパニックである。アジア集団は126個体(64名の男子、62名の女子)からなり、報告された親の内訳は43%が中国人、31%が日本人、13%がコリアン、5%がベトナム人、8%が他のアジア人である。対立遺伝子頻度の分析は先ず白人集団においてなされ、幾つかの場合、SNPの内、対立遺伝子変異をこの集団において示さなかったSNPは、更に他の3集団においてテストされることは無かった。 Several SNPs were selected for further characterization. Selection was performed by mass spectrometry using a high-throughput MASSARRAY system (Sequenom, Inc.) and analyzed for allele frequencies at SNP sites in four different human populations. The white population consists of 92 individuals (46 boys, 46 girls), 83 from Utah, 4 from France, 3 from Venezuela, and 2 from Amish. The African population consists of 194 individuals (97 boys and 97 girls), all of whom are African American. The Hispanic group consists of 324 individuals (162 boys and 162 girls), all of whom are Mexican Hispanics. The Asian population consists of 126 individuals (64 boys, 62 girls). The reported parent breakdown is 43% Chinese, 31% Japanese, 13% Korean, 5% Vietnamese, 8 % Are other Asians. Allele frequency analysis was first made in the Caucasian population, and in some cases, SNPs that did not show allelic variation in this population were not tested in the other three populations.
10 個々のハイブリダイゼーションプローブの標識化および使用
SEQ ID NO:14-26由来のハイブリダイゼーションプローブを用いて、cDNA、mRNA、またはゲノムDNAをスクリーニングする。約20塩基対からなるオリゴヌクレオチドの標識について特に記載するが、より大きなヌクレオチド断片に対しても本質的に同一の手順が用いられる。オリゴヌクレオチドは、OLIGO 4.06ソフトウェア(National Biosciences)等の最新ソフトウェアを用いて設計し、各オリゴマー50pmolと、[γ-32P]アデノシン3リン酸(Amersham Biosciences)250μCiと、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(DuPont NEN, Boston MA)とを化合させることにより標識する。標識したオリゴヌクレオチドは、SEPHADEX G-25超細繊分子サイズ排除デキストラン ビーズカラム(Amersham Biosciences)を用いて実質的に精製する。Ase I、Bgl II、Eco RI、Pst I、Xba IまたはPvu II(DuPont NEN)のいずれか1つのエンドヌクレアーゼで消化されたヒトゲノムDNAの、典型的な膜ベースのハイブリダイゼーション解析において、毎分107カウントの標識されたプローブを含むアリコットを用いる。
10 Labeling and use of individual hybridization probes
CDNA, mRNA, or genomic DNA is screened using a hybridization probe derived from SEQ ID NO: 14-26. Although specifically described for labeling oligonucleotides of about 20 base pairs, essentially the same procedure is used for larger nucleotide fragments. Oligonucleotides were designed using modern software such as OLIGO 4.06 software (National Biosciences), 50 pmol of each oligomer, [γ- 32 P] adenosine triphosphate (Amersham Biosciences) 250 μCi, and T4 polynucleotide kinase (DuPont NEN , Boston MA). The labeled oligonucleotide is substantially purified using a SEPHADEX G-25 ultrafine molecular size exclusion dextran bead column (Amersham Biosciences). In a typical membrane-based hybridization analysis of human genomic DNA digested with either one of Ase I, Bgl II, Eco RI, Pst I, Xba I or Pvu II (DuPont NEN) Use aliquots containing 7 counts of labeled probe.
各消化物から得たDNAは、0.7%アガロースゲル上で分画してナイロン膜(Nytran Plus, Schleicher & Schuell, Durham NH)に移す。ハイブリダイゼーションは、40℃で16時間行う。非特異的シグナル群を除去するため、最大で例えば0.1×クエン酸ナトリウム食塩水および0.5%ドデシル硫酸ナトリウムの条件下で、ブロット群を室温で順次洗浄する。オートラジオグラフィーまたはそれに代わるイメージング手段を用いてハイブリダイゼーションパターンを視覚化し、比較する。 DNA obtained from each digest is fractionated on a 0.7% agarose gel and transferred to a nylon membrane (Nytran Plus, Schleicher & Schuell, Durham NH). Hybridization is performed at 40 ° C. for 16 hours. In order to remove non-specific signal groups, the blot groups are washed sequentially at room temperature, for example under conditions of up to 0.1 × sodium citrate saline and 0.5% sodium dodecyl sulfate. Visualize and compare hybridization patterns using autoradiography or alternative imaging means.
11 マイクロアレイ
或るマイクロアレイ上でのアレイエレメント群の連接または合成は、フォトリソグラフィ、ピエゾ式印刷(インクジェット印刷、前出のBaldeschweiler他などを参照)、機械的マイクロスポッティング技術およびこれらから派生した技術を用いて達成し得る。上記各技術において基板は、均一な、無孔の表面を持つ固体とすべきである(Schena, M., 編集(1999) DNA Microarrays: A Practical Approach, Oxford University Press, London)。推奨する基板には、シリコン、シリカ、スライドガラス、ガラスチップおよびシリコンウェハがある。あるいは、ドットブロット法またはスロットブロット法に類似した手順を利用し、熱的、紫外線的、化学的または機械的結合手順を用いて基板の表面にエレメントを配置および結合させてもよい。通常のアレイは、利用可能な、当業者に公知の方法と機械とを用いて作製でき、任意の適正数のエレメントを有し得る(Schena, M.他(1995) Science 270:467-470; Shalon, D.他(1996) Genome Res.6:639-645; Marshall, A. および J. Hodgson (1998) Nat. Biotechnol. 16:27-31)。
11 Microarray The concatenation or synthesis of array elements on a microarray uses photolithography, piezo printing (see inkjet printing, Baldeschweiler et al., Etc.), mechanical microspotting technology, and technologies derived therefrom. Can be achieved. In each of the above techniques, the substrate should be a solid with a uniform, non-porous surface (Schena, M., Edit (1999) DNA Microarrays: A Practical Approach , Oxford University Press, London). Recommended substrates include silicon, silica, glass slides, glass chips and silicon wafers. Alternatively, elements similar to dot blot or slot blot methods may be utilized to place and bind elements to the surface of the substrate using thermal, ultraviolet, chemical or mechanical bonding procedures. Conventional arrays can be made using available methods and machinery known to those skilled in the art and can have any suitable number of elements (Schena, M. et al. (1995) Science 270: 467-470; Shalon, D. et al. (1996) Genome Res. 6: 639-645; Marshall, A. and J. Hodgson (1998) Nat. Biotechnol. 16: 27-31).
完全長cDNA、発現配列タグ(EST)、またはそれらの断片またはオリゴマーが、マイクロアレイのエレメントと成り得る。ハイブリダイゼーションに好適な断片またはオリゴマーを、LASERGENEソフトウェア(DNASTAR)など本技術分野で公知のソフトウェアを用いて選択することが可能である。アレイエレメント群を、生体サンプル中のポリヌクレオチド群とハイブリダイズする。生体サンプル中のポリヌクレオチドは、検出を容易にするために蛍光標識などの分子タグに抱合させる。ハイブリダイゼーション後、生体サンプルからのハイブリダイズされていないヌクレオチドを除去し、蛍光スキャナを用いて各アレイエレメントでのハイブリダイゼーションを検出する。あるいは、レーザー脱離および質量スペクトロメトリを用いてもハイブリダイゼーションを検出し得る。マイクロアレイ上の或るエレメントにハイブリダイズする各ポリヌクレオチドの、相補性の度合と相対存在度とを算定し得る。一実施態様におけるマイクロアレイの調製および使用について、以下に詳述する。 Full-length cDNAs, expressed sequence tags (ESTs), or fragments or oligomers thereof can be elements of the microarray. Fragments or oligomers suitable for hybridization can be selected using software known in the art such as LASERGENE software (DNASTAR). The array element group is hybridized with the polynucleotide group in the biological sample. The polynucleotide in the biological sample is conjugated to a molecular tag such as a fluorescent label to facilitate detection. After hybridization, unhybridized nucleotides from the biological sample are removed and hybridization at each array element is detected using a fluorescent scanner. Alternatively, hybridization can also be detected using laser desorption and mass spectrometry. The degree of complementarity and relative abundance of each polynucleotide that hybridizes to an element on the microarray can be calculated. The preparation and use of the microarray in one embodiment is detailed below.
組織または細胞サンプルの調製
全RNAを組織サンプルから単離するためグアニジニウムチオシアネート法を用い、ポリ(A)+RNA精製にオリゴ(dT)セルロース法を用いる。各ポリ(A)+RNAサンプルを逆転写するため、MMLV逆転写酵素を用い、また、0.05pg/μlのオリゴ(dT)プライマー(21mer)、1×第一鎖バッファ、0.03unit/μlのRNアーゼ阻害因子、500μMのdATP、500μMのdGTP、500μMのdTTP、40μMのdCTP、40μMのdCTP-Cy3(BDS)またはdCTP-Cy5(Amersham Biosciences)を用いる。逆転写反応は、GEMBRIGHTキット(Incyte)を用い、200ngのポリ(A)+RNAを含有する体積25mlで行う。特異的対照ポリ(A)+RNAは、非コード酵母ゲノムDNAからin vitro転写により合成する。37℃で2時間インキュベートした後、各反応サンプル(1つはCy3、もう1つはCy5標識)は、2.5mlの0.5M水酸化ナトリウムで処理、85℃で20分間インキュベートし、反応を停止させてRNAを分解させる。サンプル群の精製には、2つの連続するCHROMA SPIN 30ゲル濾過スピンカラム(CLONTECH Laboratories, Inc. (CLONTECH), Palo Alto CA)を用いる。混合後、2つの反応サンプルのエタノール沈殿を、1mlのグリコーゲン(1mg/ml)、60mlの酢酸ナトリウム、および300mlの100%エタノールで行う。サンプルは次にSpeedVAC(Savant Instruments Inc., Holbrook NY)で完全に乾燥させ、14μlの5×SSC/0.2%SDS中で再懸濁する。
Preparation of tissue or cell samples The guanidinium thiocyanate method is used to isolate total RNA from tissue samples, and the oligo (dT) cellulose method is used for poly (A) + RNA purification. MMLV reverse transcriptase was used to reverse transcribe each poly (A) + RNA sample, and 0.05 pg / μl oligo (dT) primer (21mer), 1 × first strand buffer, 0.03 unit / μl RN Anase inhibitor, 500 μM dATP, 500 μM dGTP, 500 μM dTTP, 40 μM dCTP, 40 μM dCTP-Cy3 (BDS) or dCTP-Cy5 (Amersham Biosciences) is used. The reverse transcription reaction is performed using a GEMBRIGHT kit (Incyte) in a volume of 25 ml containing 200 ng poly (A) + RNA. Specific control poly (A) + RNA is synthesized from non-coding yeast genomic DNA by in vitro transcription. After incubating at 37 ° C for 2 hours, each reaction sample (one Cy3 and the other Cy5 labeled) was treated with 2.5 ml of 0.5M sodium hydroxide and incubated at 85 ° C for 20 minutes to stop the reaction. To break down RNA. Two consecutive CHROMA SPIN 30 gel filtration spin columns (CLONTECH Laboratories, Inc. (CLONTECH), Palo Alto CA) are used for sample group purification. After mixing, ethanol precipitation of the two reaction samples is performed with 1 ml glycogen (1 mg / ml), 60 ml sodium acetate, and 300 ml 100% ethanol. The sample is then thoroughly dried with SpeedVAC (Savant Instruments Inc., Holbrook NY) and resuspended in 14 μl of 5 × SSC / 0.2% SDS.
マイクロアレイの調製
本発明の配列を用いて、アレイエレメントを作製する。各アレイエレメントは、クローン化したcDNAインサート群と、ベクター群とを含有する細菌細胞群から増幅する。PCR増幅は、cDNAインサートに隣接するベクター配列群に相補的なプライマー類を用いる。30サイクルのPCRによって、1〜2ngの初期量から5μgを超える最終量まで、アレイエレメントを増幅する。増幅したアレイエレメントは、SEPHACRYL-400(Amersham Biosciences)を用いて精製する。
Microarray Preparation Array elements are made using the sequences of the present invention. Each array element is amplified from a group of bacterial cells containing a group of cloned cDNA inserts and a group of vectors. PCR amplification uses primers complementary to the vector sequences adjacent to the cDNA insert. Array elements are amplified by 30 cycles of PCR from an initial amount of 1-2 ng to a final amount in excess of 5 μg. Amplified array elements are purified using SEPHACRYL-400 (Amersham Biosciences).
精製したアレイエレメントは、ポリマーコートされたスライドグラス上に固定する。顕微鏡スライドグラス(Corning)は、0.1%のSDSおよびアセトン中で超音波洗浄し、処理の間および処理後に充分に蒸留水で洗浄する。スライドグラスは、4%フッ化水素酸(VWR Scientific Products Corporation(VWR), West Chester PA)中でエッチングし、充分に蒸留水中で洗浄し、95%エタノール中で0.05%アミノプロピルシラン(Sigma)を用いてコーティングする。コーティングしたスライドは、110℃のオーブンで硬化させる。 The purified array element is fixed on a polymer-coated slide glass. Microscope slides (Corning) are ultrasonically washed in 0.1% SDS and acetone and thoroughly washed with distilled water during and after treatment. The slides were etched in 4% hydrofluoric acid (VWR Scientific Products Corporation (VWR), West Chester PA), washed thoroughly in distilled water, and 0.05% aminopropylsilane (Sigma) in 95% ethanol. Use to coat. Coated slides are cured in an oven at 110 ° C.
米国特許第5,807,522号に記載の手順で、コーティングしたガラス基板にアレイエレメント群を付加する。この特許は、引用を以って本明細書の一部とする。平均濃度100ng/μlのアレイエレメントDNA1μlを、高速ロボット装置(robotic apparatus)により、開放型キャピラリープリンティングエレメント(open capillary printing element)に充填する。装置はここで、スライド毎に約5nlのアレイエレメントサンプルを置く。 The array element group is added to the coated glass substrate by the procedure described in US Pat. No. 5,807,522. This patent is hereby incorporated by reference. 1 μl of array element DNA with an average concentration of 100 ng / μl is filled into an open capillary printing element by means of a robotic apparatus. The instrument now places approximately 5 nl of array element samples per slide.
マイクロアレイに、STRATALINKER UV架橋剤(Stratagene)を用いてUV架橋する。マイクロアレイの洗浄を、室温において、0.2%SDSで1回、蒸留水で3回行う。非特異結合部位をブロックするため、マイクロアレイのインキュベートをリン酸緩衝生理食塩水(PBS)(Tropix, Inc., Bedford MA)中の0.2%カゼイン中において60℃で30分間行った後、前に行ったように0.2%SDSおよび蒸留水で洗浄する。 The microarray is UV cross-linked using STRATALINKER UV cross-linker (Stratagene). The microarray is washed once with 0.2% SDS and three times with distilled water at room temperature. In order to block non-specific binding sites, microarray incubation was performed in 60% at 30 ° C. in 0.2% casein in phosphate buffered saline (PBS) (Tropix, Inc., Bedford MA) before Wash with 0.2% SDS and distilled water as done.
ハイブリダイゼーション
ハイブリダイゼーション反応に用いる9μlのサンプル混合体には、Cy3またはCy5で標識したcDNA合成産物群の各0.2μgを、5×SSC,0.2%SDSハイブリダイゼーション緩衝液中に含む。サンプル混合体は、65℃まで5分間加熱し、マイクロアレイ表面上へ等分して1.8cm2のカバーガラスで覆う。アレイを、顕微鏡用スライドよりわずかに大きい空洞を有する防水チェンバーに移す。チェンバー内を湿度100%に保つため、140μlの5×SSCをチェンバーの1コーナーに加える。アレイを入れたチェンバーは、60℃で約6.5時間インキュベートする。アレイは、第1洗浄緩衝液中(1×SSC,0.1%SDS)において45℃で10分間洗浄し、第2洗浄緩衝液中(0.1×SSC)において45℃で10分間ずつ3回洗浄して乾燥させる。
The 9 μl sample mixture used for the hybridization reaction contains 0.2 μg of each of the cDNA synthesis products labeled with Cy3 or Cy5 in 5 × SSC, 0.2% SDS hybridization buffer. The sample mixture is heated to 65 ° C. for 5 minutes, aliquoted onto the microarray surface and covered with a 1.8 cm 2 cover glass. The array is transferred to a waterproof chamber with a cavity slightly larger than the microscope slide. To keep the chamber at 100% humidity, add 140 μl of 5 × SSC to one corner of the chamber. The chamber with the array is incubated at 60 ° C. for approximately 6.5 hours. The array is washed for 10 minutes at 45 ° C. in the first wash buffer (1 × SSC, 0.1% SDS) and three times for 10 minutes at 45 ° C. in the second wash buffer (0.1 × SSC). dry.
検出
レポーター標識したハイブリダイゼーション複合体を検出するには、Cy3の励起のために488nm、Cy5の励起のために632nmでスペクトル線を発生し得るInnova70混合ガス10Wレーザー(Coherent, Inc., Santa Clara CA)を備えた顕微鏡を用いる。励起レーザー光の焦点をアレイ上に置くため、20×顕微鏡対物レンズ(Nikon, Inc., Melville NY)を用いる。アレイを含むスライドを、顕微鏡の、コンピュータ制御のX-Yステージに置き、対物レンズを通してラスタースキャンする。本実施例で用いる1.8cm×1.8cmのアレイは、解像度20μmでスキャンする。
To detect the detection reporter labeled hybridization complex, an Innova 70 mixed gas 10 W laser (Coherent, Inc., Santa Clara CA) capable of generating spectral lines at 488 nm for Cy3 excitation and 632 nm for Cy5 excitation. ) Is used. A 20 × microscope objective (Nikon, Inc., Melville NY) is used to focus the excitation laser light on the array. The slide containing the array is placed on a microscope, computer controlled XY stage and raster scanned through the objective lens. The 1.8 cm × 1.8 cm array used in this example scans with a resolution of 20 μm.
異なる2回のスキャンで、混合ガスマルチラインレーザーは2つのフルオロフォアを連続的に励起する。発光された光は、波長に基づき分離され、2つのフルオロフォアに対応する2つの光電子増倍管検出器(PMT R1477, Hamamatsu Photonics Systems, Bridgewater NJ)に送られる。好適なフィルタ群をアレイと光電子増倍管との間に設置して、シグナルをフィルタする。用いるフルオロフォアの最大発光の波長は、Cy3では565nm、Cy5では650nmである。装置は両方のフルオロフォアからのスペクトルを同時に記録し得るが、レーザー源において好適なフィルタを用いて、フルオロフォア1つにつき1度スキャンし、各アレイを通常2度スキャンする。 In two different scans, the mixed gas multiline laser sequentially excites the two fluorophores. The emitted light is separated based on wavelength and sent to two photomultiplier detectors (PMT R1477, Hamamatsu Photonics Systems, Bridgewater NJ) corresponding to the two fluorophores. A suitable filter group is placed between the array and the photomultiplier tube to filter the signal. The maximum emission wavelength of the fluorophore used is 565 nm for Cy3 and 650 nm for Cy5. The instrument can record spectra from both fluorophores simultaneously, but with a suitable filter in the laser source, scan once for each fluorophore and typically scan each array twice.
通常、各スキャンの感度を較正するため、cDNA対照種を或る既知濃度でサンプル混合体に添加し、対照種が発生するシグナル強度を用いる。アレイ上の或る特定の位置には或る相補的DNA配列が含まれ、その位置におけるシグナルの強度をハイブリダイゼーション種の重量比1:100,000で相関させる。異なる源泉(例えば代表的な試験細胞および対照細胞など)からの2つのサンプルを、各々異なるフルオロフォアで標識し、異なる発現をする遺伝子群を同定するために単一のアレイにハイブリダイズする場合には、較正するcDNAのサンプルを2種のフルオロフォアで標識し、ハイブリダイゼーション混合液に各々等量を加えることによって較正を行う。 Usually, to calibrate the sensitivity of each scan, a cDNA control species is added to the sample mixture at some known concentration and the signal intensity generated by the control species is used. A particular position on the array contains a complementary DNA sequence, and the intensity of the signal at that position is correlated at a hybridization species weight ratio of 1: 100,000. When two samples from different sources (such as representative test cells and control cells) are each labeled with a different fluorophore and hybridized to a single array to identify differently expressed genes. Performs calibration by labeling a sample of cDNA to be calibrated with two fluorophores and adding equal amounts of each to the hybridization mixture.
光電子増倍管の出力をディジタル化するため、IBMコンパチブルPCコンピュータにインストールした12ビットRTI-835Hアナログディジタル(A/D)変換ボード(Analog Devices, Inc., Norwood MA)を用いる。ディジタル化したデータは、青色(低シグナル)から赤色(高シグナル)までの擬似カラースケールへのリニア20色変換を用いて、シグナル強度がマッピングされたイメージとして表示される。データは、定量的にも分析される。2つの異なるフルオロフォアを同時に励起および測定する場合には、各フルオロフォアの発光スペクトルを用いて、データは先ずフルオロフォア間の光学的クロストーク(発光スペクトルの重なりに起因する)を補正される。 A 12-bit RTI-835H analog-to-digital (A / D) conversion board (Analog Devices, Inc., Norwood MA) installed on an IBM compatible PC computer is used to digitize the output of the photomultiplier tube. The digitized data is displayed as an image in which the signal intensity is mapped using a linear 20 color conversion from a blue (low signal) to red (high signal) pseudo color scale. Data is also analyzed quantitatively. When exciting and measuring two different fluorophores simultaneously, using the emission spectra of each fluorophore, the data is first corrected for optical crosstalk between the fluorophores (due to overlapping emission spectra).
グリッドが蛍光シグナルイメージ上に重ねられ、それによって各スポットからのシグナルはグリッドの各エレメントに集められる。各エレメント内の蛍光シグナルは統合され、シグナルの平均強度に応じた数値が得られる。シグナル分析に用いるソフトウェアは、GEMTOOLS遺伝子発現分析プログラム(Incyte)である。少なくとも約2倍の発現変化、2.5以上のSB比、および少なくとも40%のエレメントスポットサイズを示したアレイエレメントが、差次的発現を示したとしてGEMTOOLSプログラム(Incyte Genomics)で同定された。 A grid is overlaid on the fluorescent signal image, whereby the signal from each spot is collected on each element of the grid. The fluorescence signals within each element are integrated to give a numerical value depending on the average intensity of the signal. The software used for signal analysis is the GEMTOOLS gene expression analysis program (Incyte). Array elements that showed an expression change of at least about 2-fold, an SB ratio of 2.5 or greater, and an element spot size of at least 40% were identified in the GEMTOOLS program (Incyte Genomics) as showing differential expression.
発現
SEQ ID NO:24は差次的発現を示し、これはマイクロアレイ分析で判定した。例えば遺伝子の発現パターンの比較で、SEQ ID NO:24は、5名中3名の正常な肺組織において、同じ供与者の腫瘍性肺組織と比べて少なくとも2倍、上方制御された。どの例でも実験は2回行い、結果は元の分析を確認した。腫瘍の発生と進行に伴う遺伝子発現パターンの解析はこの病気の生物学的基盤への多くの病識を、また診断と治療の改善をもたらしうる。したがってSEQ ID NO:24とSEQ ID NO:11 (SEQ ID NO:24がコード)は、肺癌の診断ツールおよび治療法として利用しうる。
Expression
SEQ ID NO: 24 showed differential expression, which was determined by microarray analysis. For example, in a comparison of gene expression patterns, SEQ ID NO: 24 was up-regulated by at least 2-fold in normal lung tissue in 3 out of 5 compared to neoplastic lung tissue from the same donor. In all cases, the experiment was performed twice and the results confirmed the original analysis. Analysis of gene expression patterns associated with tumor development and progression can provide much insight into the biological basis of the disease, as well as improved diagnosis and treatment. Thus, SEQ ID NO: 24 and SEQ ID NO: 11 (SEQ ID NO: 24 is encoded) can be used as a diagnostic tool and therapy for lung cancer.
12 相補的ポリヌクレオチド
DMEをコードする配列群に或いはその任意の一部に対して相補的な配列群は、天然DMEの発現を検出、低減または阻害するために用いられる。約15〜30塩基対を含むオリゴヌクレオチドの使用について記すが、これより小さなあるいは大きな配列の断片の場合でも、本質的に同じ手順を用いる。Oligo4.06ソフトウェア(National Biosciences)及びDMEのコーディング配列を用いて、適切なオリゴヌクレオチドを設計する。転写を阻害するためには、最も独特な5'配列から相補的オリゴヌクレオチドを設計し、これを用いて、プロモーターがコーディング配列に結合するのを防止する。翻訳を阻害するためには、相補的なオリゴヌクレオチドを設計して、リボソームがDMEをコードする転写物に結合するのを阻害する。
12 Complementary polynucleotides
A sequence group complementary to a sequence group encoding DME or any part thereof is used to detect, reduce or inhibit the expression of native DME. Although the use of oligonucleotides containing about 15-30 base pairs is described, essentially the same procedure is used for smaller or larger sequence fragments. Appropriate oligonucleotides are designed using Oligo 4.06 software (National Biosciences) and DME coding sequences. To inhibit transcription, a complementary oligonucleotide is designed from the most unique 5 'sequence and used to prevent the promoter from binding to the coding sequence. To inhibit translation, a complementary oligonucleotide is designed to inhibit the ribosome from binding to the transcript encoding DME.
13 DMEの発現
DMEの発現及び精製は、細菌若しくはウイルスを基にした発現系を用いて行うことができる。細菌内でDMEを発現させるためには、抗生物質耐性遺伝子と、cDNA転写レベルを高める誘導性プロモーターとを持つ、好適なベクターにcDNAをサブクローニングする。このようなプロモーターとしては、lacオペレーター調節エレメントと併用するT5またはT7バクテリオファージプロモーター、およびtrp-lac(tac)ハイブリッドプロモーターが含まれるが、これらに限定するものではない。組換えベクターを、BL21(DE3)などの好適な細菌宿主に形質転換する。抗生物質耐性細菌は、イソプロピルβ−Dチオガラクトピラノシド(IPTG)で誘発されるとDMEを発現する。真核細胞でのDMEの発現は、昆虫細胞株または哺乳動物細胞株に、一般にバキュロウイルスとして知られるAutographica californica核多角体病ウイルス(AcMNPV)の、組換え型を感染させて行う。バキュロウイルスの非必須ポリヘドリン遺伝子を、相同組換え、或いはトランスファープラスミドの媒介を伴う細菌の媒介による遺伝子転移のどちらかによって、DMEをコードするcDNAと置換する。ウイルスの感染力は維持され、強力なポリヘドリンプロモーターによって高レベルのcDNA転写が行われる。組換えバキュロウイルスは、多くの場合は夜蛾の1種Spodoptera frugiperda(Sf9)昆虫細胞への感染に用いるが、ヒト肝細胞への感染に用いることもある。後者の感染の場合は、バキュロウイルスへの更なる遺伝的修飾が必要になる(Engelhard, E.K.他(1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:3224-3227; Sandig, V.他(1996) Hum.Gene Ther. 7:1937-1945)。
13 Expression of DME
DME expression and purification can be performed using bacterial or viral based expression systems. To express DME in bacteria, the cDNA is subcloned into a suitable vector having an antibiotic resistance gene and an inducible promoter that increases the level of cDNA transcription. Such promoters include, but are not limited to, the T5 or T7 bacteriophage promoter in combination with the lac operator regulatory element and the trp-lac (tac) hybrid promoter. The recombinant vector is transformed into a suitable bacterial host such as BL21 (DE3). Antibiotic-resistant bacteria express DME when induced with isopropyl β-D thiogalactopyranoside (IPTG). Expression of DME in eukaryotic cells is carried out by infecting insect cell lines or mammalian cell lines with a recombinant form of Autographica californica nuclear polyhedrosis virus (AcMNPV), commonly known as baculovirus. The baculovirus non-essential polyhedrin gene is replaced with the cDNA encoding DME by either homologous recombination or bacterial-mediated gene transfer with transfer plasmid mediation. The infectivity of the virus is maintained and a high level of cDNA transcription is performed by a strong polyhedrin promoter. Recombinant baculoviruses are often used to infect Spodoptera frugiperda (Sf9) insect cells of the night owl, but may also be used to infect human hepatocytes. In the case of the latter infection, further genetic modification to the baculovirus is required (Engelhard, EK et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 3224-3227; Sandig, V. et al. (1996) ) Hum. Gene Ther. 7: 1937-1945).
殆どの発現系では、DMEが、例えばグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)と、または、FLAGや6-Hisなどペプチドエピトープ標識と合成された融合タンパク質となるため、未精製の細胞溶解物からの、組換え融合タンパク質の、親和性ベースの精製を迅速に1ステップで行い得る。GSTは日本住血吸虫からの26kDaの酵素であり、タンパク質の活性および抗原性を維持した状態で、固定化したグルタチオン上での融合タンパク質の精製を可能とする(Amersham Biosciences)。精製の後、GST部分を、特異的に操作した部位でDMEからタンパク分解的に切断できる。FLAGは8アミノ酸のペプチドであり、市販されているモノクローナルおよびポリクローナル抗FLAG抗体(Eastman Kodak)を用いた免疫親和性精製を可能にする。6ヒスチジン残基が連続して伸長した6-Hisは、金属キレート樹脂上での精製を可能にする(QIAGEN)。タンパク質の発現および精製の方法は、Ausubel他(前出、10および16章)に記載がある。これらの方法で得た精製DMEを直接用いて以下の実施例17、18、および19の、適用可能なアッセイを行うことができる。 In most expression systems, DME becomes a fusion protein synthesized with, for example, glutathione S transferase (GST) or peptide epitope tags such as FLAG and 6-His, so that recombinant from unpurified cell lysates Affinity-based purification of the fusion protein can be performed rapidly in one step. GST is a 26 kDa enzyme from Schistosoma japonicum that allows purification of fusion proteins on immobilized glutathione while maintaining protein activity and antigenicity (Amersham Biosciences). After purification, the GST moiety can be proteolytically cleaved from DME at specifically engineered sites. FLAG is an 8-amino acid peptide that allows immunoaffinity purification using commercially available monoclonal and polyclonal anti-FLAG antibodies (Eastman Kodak). 6-His, in which 6 histidine residues are continuously extended, allows purification on metal chelate resins (QIAGEN). Methods for protein expression and purification are described in Ausubel et al. (Supra, chapters 10 and 16). The purified DME obtained by these methods can be used directly to perform the applicable assays of Examples 17, 18, and 19 below.
14 機能的アッセイ
DMEの機能は、哺乳動物細胞培養系において生理的に高められたレベルでの、DMEをコードする配列群の発現によって算定する。cDNAを、cDNAを高いレベルで発現させる強いプロモーターを持つ哺乳類発現ベクターにサブクローニングする。選択されるベクターとしては、PCMV SPORTプラスミド(Invitrogen, Carlsbad CA)およびPCR 3.1プラスミド(Invitrogen)があり、どちらもサイトメガロウイルスプロモーターを持つ。リポソーム製剤あるいは電気穿孔法を用いて、5〜10μgの組換えベクターをヒト細胞株、例えば内皮由来または造血由来の細胞株に、一過的に形質移入する。更に、標識タンパク質をコードする配列を含む1〜2μgのプラスミドを同時に形質移入する。標識タンパク質の発現により、形質移入細胞と非形質移入細胞を区別する手段が与えられる。また、標識タンパク質の発現によって、組換えベクターからのcDNA発現を正確に予想できる。標識タンパク質は、例えば緑色蛍光タンパク質(GFP;Clontech)、CD64またはCD64-GFP融合タンパク質から選択できる。自動化された、レーザー光学に基づく技術であるフローサイトメトリー(FCM)を用いて、GFPまたはCD64-GFPを発現する形質移入された細胞を同定し、それらの細胞のアポトーシス状態や他の細胞特性を評価する。FCMは、細胞死に先行するか或いは同時に発生する現象を診断する蛍光分子の取込を検出して計量する。このような現象として挙げられるのは、ヨウ化プロピジウムによるDNA染色によって計測される核DNA含量の変化、前方散乱光と90°側方散乱光によって計測される細胞サイズと粒度の変化、ブロモデオキシウリジンの取込量の低下によって計測されるDNA合成の下方調節、特異抗体との反応性によって計測される細胞表面及び細胞内におけるタンパク質の発現の変容、及びフルオレセイン抱合したアネキシンVタンパク質の細胞表面への結合によって計測される原形質膜組成の変容とがある。フローサイトメトリー法については、Ormerod, M.G. (1994; Flow Cytometry, Oxford, New York NY)に記述がある。
14 Functional assays
The function of DME is assessed by the expression of sequences encoding DME at physiologically enhanced levels in mammalian cell culture systems. The cDNA is subcloned into a mammalian expression vector with a strong promoter that expresses the cDNA at high levels. Vectors selected include the PCMV SPORT plasmid (Invitrogen, Carlsbad CA) and the PCR 3.1 plasmid (Invitrogen), both of which have a cytomegalovirus promoter. Using a liposomal formulation or electroporation, 5-10 μg of the recombinant vector is transiently transfected into a human cell line, such as an endothelial or hematopoietic cell line. In addition, 1-2 μg of plasmid containing the sequence encoding the labeled protein is simultaneously transfected. The expression of the labeled protein provides a means to distinguish between transfected and non-transfected cells. Moreover, the expression of cDNA from the recombinant vector can be accurately predicted by the expression of the labeled protein. The labeled protein can be selected from, for example, green fluorescent protein (GFP; Clontech), CD64 or CD64-GFP fusion protein. Identify transfected cells expressing GFP or CD64-GFP using flow cytometry (FCM), an automated, laser-optical technology, and determine the apoptotic status and other cellular properties of those cells evaluate. FCM detects and measures the uptake of fluorescent molecules that diagnose phenomena that precede or occur simultaneously with cell death. These phenomena include changes in nuclear DNA content as measured by DNA staining with propidium iodide, changes in cell size and particle size as measured by forward and 90 ° side scatter, bromodeoxyuridine. Down-regulation of DNA synthesis measured by a decrease in the uptake of protein, alteration of protein expression in the cell surface and in cells measured by reactivity with specific antibodies, and fluorescein-conjugated annexin V protein to the cell surface There is a change in the plasma membrane composition measured by binding. The flow cytometry method is described in Ormerod, MG (1994; Flow Cytometry , Oxford, New York NY).
遺伝子発現におけるDMEの影響は、DMEをコードする配列群と、CD64またはCD64-GFPのどちらかとが形質移入された、高度に精製された細胞集団を用いて算定できる。CD64またはCD64-GFPは、形質移入された細胞表面で発現し、ヒト免疫グロブリンG(IgG)の保存された複数の領域に結合する。形質移入された細胞と形質移入されない細胞とは、ヒトIgGかCD64に対する抗体のどちらかで被覆された磁気ビーズを用いて効率よく分離できる(DYNAL, Lake Success NY)。mRNAは、これら細胞から当業者に周知の方法で精製できる。DMEと目的の他の遺伝子群とをコードするmRNAの発現は、ノーザン分析やマイクロアレイ技術で分析できる。 The effect of DME on gene expression can be calculated using a highly purified cell population transfected with a sequence of sequences encoding DME and either CD64 or CD64-GFP. CD64 or CD64-GFP is expressed on the transfected cell surface and binds to a conserved region of human immunoglobulin G (IgG). Transfected and non-transfected cells can be efficiently separated using magnetic beads coated with either human IgG or antibodies to CD64 (DYNAL, Lake Success NY). mRNA can be purified from these cells by methods well known to those skilled in the art. The expression of mRNA encoding DME and other genes of interest can be analyzed by Northern analysis or microarray technology.
15 DME特異抗体の産生
実質的に精製されたDMEを、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(PAGE;例えば、Harrington, M.G.(1990)Methods Enzymol.182:488-495を参照)または他の精製技術で行い、これを用いて標準的なプロトコルで動物(例えばウサギ、マウスなど)を免疫化して抗体を作り出す。
15 Production of DME-specific antibodies Substantially purified DME is performed by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE; see, eg, Harrington, MG (1990) Methods Enzymol. 182: 488-495) or other purification techniques. This is used to immunize animals (eg, rabbits, mice, etc.) to produce antibodies using standard protocols.
あるいは、LASERGENEソフトウェア(DNASTAR)を用いてDMEアミノ酸配列を解析し、免疫原性の高い領域を決定する。そして対応するオリゴペプチドを合成し、このオリゴペプチドを用いて当業者によく知られている方法で抗体を生成する。C末端付近あるいは親水性領域などの、適切なエピトープの選択方法については、当分野に記述が多い(前出Ausubel他, 11章)。 Alternatively, the DME amino acid sequence is analyzed using LASERGENE software (DNASTAR) to determine a region with high immunogenicity. Then, a corresponding oligopeptide is synthesized, and an antibody is generated using this oligopeptide by a method well known to those skilled in the art. Methods for selecting appropriate epitopes, such as near the C-terminus or hydrophilic regions, are often described in the art (supra Ausubel et al., Chapter 11).
通常は、長さ約15残基のオリゴペプチドを、FMOCケミストリを用いるABI 431Aペプチドシンセサイザ(Applied Biosystems)を用いて合成し、N-マレイミドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)を用いた反応によってKLH(Sigma-Aldrich, St. Louis MO)に結合させて、免疫原性を高める(前出Ausubel他)。完全フロイントアジュバントにおいて、オリゴペプチド-KLH複合体を用いてウサギを免疫化する。得られた抗血清の抗ペプチド活性及び抗DME活性を試験するには、ペプチドまたはDMEを基板に結合し、1%BSAを用いてブロッキング処理し、ウサギ抗血清と反応させて洗浄し、さらに放射性ヨウ素標識されたヤギ抗ウサギIgGと反応させる。 Typically, an oligopeptide of about 15 residues in length is synthesized using an ABI 431A peptide synthesizer (Applied Biosystems) using FMOC chemistry and by reaction using N-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS) Bind to KLH (Sigma-Aldrich, St. Louis MO) to increase immunogenicity (supra Ausubel et al.). Rabbits are immunized with oligopeptide-KLH conjugate in complete Freund's adjuvant. In order to test the anti-peptide activity and anti-DME activity of the obtained antiserum, the peptide or DME was bound to a substrate, blocked with 1% BSA, washed with a rabbit antiserum, washed, and further radioactive. React with iodine labeled goat anti-rabbit IgG.
16 特異抗体を用いる天然DMEの精製
天然DME或いは組換えDMEを、DMEに特異的な抗体を用いるイムノアフィニティークロマトグラフィにより実質的に精製する。イムノアフィニティーカラムは、CNBr-活性化SEPHAROSE(Amersham Biosciences)のような活性化クロマトグラフィー用レジンと抗DME抗体とを共有結合させることにより形成する。結合後に、製造者の使用説明書に従ってこのレジンをブロックし、洗浄する。
16 Purification of natural DME using specific antibodies Natural or recombinant DME is substantially purified by immunoaffinity chromatography using antibodies specific for DME. The immunoaffinity column is formed by covalently binding an activated chromatography resin such as CNBr-activated SEPHAROSE (Amersham Biosciences) and an anti-DME antibody. After binding, the resin is blocked and washed according to the manufacturer's instructions.
DMEを有する培養液をイムノアフィニティーカラムに通し、DMEを優先的に吸着できる条件で(例えば、界面活性剤の存在下で高イオン強度のバッファーで)そのカラムを洗浄する。そのカラムを、抗体とDMEとの結合を切るような条件で(例えば、pH2〜3のバッファー、或いは高濃度の尿素またはチオシアン酸イオンのようなカオトロープで)溶出させ、DMEを収集する。 The culture solution containing DME is passed through an immunoaffinity column, and the column is washed under conditions that allow preferential adsorption of DME (for example, with a high ionic strength buffer in the presence of a surfactant). The column is eluted under conditions that break the binding between the antibody and DME (eg, with a pH 2-3 buffer, or a chaotrope such as high concentrations of urea or thiocyanate ions), and DME is collected.
17 DMEと相互作用する分子の同定
DMEまたはその生物活性断片を、125Iボルトンハンター試薬で標識する(Bolton A.E.及びW.M. Hunter (1973) Biochem. J. 133:529)。マルチウェルプレートに予め配列しておいた候補の分子を、標識したDMEと共にインキュベートし、洗浄して、標識されたDME複合体を有する全てのウェルをアッセイする。様々なDME濃度で得られたデータを用いて、候補分子と結合したDMEの数量及び親和性、会合についての値を計算する。
17 Identification of molecules interacting with DME
DME or a biologically active fragment thereof is labeled with 125 I Bolton Hunter reagent (Bolton AE and WM Hunter (1973) Biochem. J. 133: 529). Candidate molecules pre-sequenced in multiwell plates are incubated with labeled DME, washed and all wells with labeled DME complex are assayed. Data obtained at various DME concentrations are used to calculate the quantity, affinity and association value of DME bound to the candidate molecule.
別法では、DMEと相互作用する分子を、Fields, S.及びO. Song (1989; Nature 340:245-246)に記載の酵母2−ハイブリッドシステム(yeast two-hybrid system)や、MATCHMAKERシステム(Clontech)などの2−ハイブリッドシステムに基づく市販キットを用いて分析する。 Alternatively, molecules that interact with DME can be obtained by using the yeast two-hybrid system described in Fields, S. and O. Song (1989; Nature 340: 245-246) or the MATCHMAKER system ( Analysis is performed using a commercial kit based on a two-hybrid system such as Clontech).
DMEはまた、ハイスループット型の酵母2ハイブリッドシステムを使用するPATHCALLINGプロセス(CuraGen Corp., New Haven CT)に用いて、遺伝子の2大ライブラリによってコードされるタンパク質間の全ての相互作用を判定できる(Nandabalan, K. 他(2000) 米国特許第6,057,101号)。 DME can also be used in the PATHCALLING process (CuraGen Corp., New Haven CT) using a high-throughput yeast two-hybrid system to determine all interactions between proteins encoded by the two large libraries of genes ( Nandabalan, K. et al. (2000) US Pat. No. 6,057,101).
18 DME活性の実証
DMEのチトクロームP450活性は、アニリンの4-ヒドロキシル化を用いて測定する。アニリンは、この酵素によって4-アミノフェノールに変換され、アニリンの最大吸光波長は630nmである(Gibson および Skett、前出)。このアッセイは便利な測定ではあるが、2- および3-位置でも発生する総ヒドロキシル化を過小評価する。アッセイは37℃で行い、反応バッファ(緩衝液)には一定分量の酵素および適量のアニリン(約2mM)が含まれる。この反応では、この緩衝液にNADPH または NADPHを産生する補因子系を含むようにする。この反応緩衝液の或る調製には85 mM のTris (pH 7.4)、15 mM 塩化マグネシウム、50 mM ニコチン酸アミド、40 mgイソクエン酸三ナトリウムおよび 2 単位のイソクエン酸デヒドロゲナーゼが含まれており、アッセイの直前に10mlの反応バッファーストック溶液に8mgのNADP+ を加える。反応は光学キュベットで行い、630nmでの吸光度を測定する。このアッセイでは、吸光度の増加率が酵素活性に比例する。標準曲線は4-アミノフェノールの既知濃度を用いて作成できる。
18 Demonstration of DME activity
The cytochrome P450 activity of DME is measured using 4-hydroxylation of aniline. Aniline is converted to 4-aminophenol by this enzyme, and the maximum absorption wavelength of aniline is 630 nm (Gibson and Skett, supra). While this assay is a convenient measure, it underestimates the total hydroxylation that also occurs at the 2- and 3-positions. The assay is performed at 37 ° C. and the reaction buffer contains an aliquot of enzyme and an appropriate amount of aniline (about 2 mM). In this reaction, the buffer contains NADPH or a cofactor system that produces NADPH. Some preparations of this reaction buffer include 85 mM Tris (pH 7.4), 15 mM magnesium chloride, 50 mM nicotinamide, 40 mg trisodium isocitrate and 2 units of isocitrate dehydrogenase. Add 8 mg NADP + to 10 ml of reaction buffer stock solution immediately before. The reaction is performed with an optical cuvette and the absorbance at 630 nm is measured. In this assay, the rate of increase in absorbance is proportional to the enzyme activity. A standard curve can be generated using known concentrations of 4-aminophenol.
DMEの1α,25−ジヒドロキシビタミンD24−ヒドロキシラーゼ活性は、DMEを発現する遺伝子組換えラットにおける、3H標識された1α,25−ジヒドロキシビタミンD(1α,25(OH)2D)から24,25−ジヒドロキシビタミンD(24,25(OH)2D)への変換をモニタリングして判定する。エタノールに溶解した1μgの1α,25(OH)2D(或いはコントロールとしてエタノールのみ)を、DMEを発現する約6週齢のオス遺伝子組換えラット群または、DMEの欠損変異体を発現する若しくはDMEを発現していないという点を除けば同一のコントロールラット群に静脈内投与する。ラットを8時間後に断頭により屠殺し、腎臓を手早く取り除き、洗浄し、9倍量の氷冷バッファ(15mM Tris-acetate (pH7.4)、0.19Mスクロース(蔗糖)、2mM酢酸マグネシウム、および5mMのコハク酸ナトリウム)においてホモジナイズする。次に、各ホモジネートの所定量(例えば3ml)を、0.25nMの1α,25(OH)2[1-3H]D(比放射能は約3.5GBq/mmol)と共に、常に振盪しながら酸素存在下、37℃で15分間インキュベートする。総脂質を記載(Bligh, E.G.及びW.J. Dyer (1959) Can. J. Biochem. Physiol. 37: 911-917)のとおり抽出し、流速1 ml/分にてn-ヘキサン/クロロホルム/メタノール(10:2.5:1.5)溶媒系を用いたFINEPAK SIL カラム(JASCO, 東京、日本)でのHPLCによってクロロホルム相を分析する。あるいは、クロロホルム相をJ SPHERE ODS-AM column (YMC Co. Ltd.、京都、日本)を用いてアセトニトリルバッファー系(40〜100%、水中、30分)で、1ml/分の流速にて逆相HPLCによって分析する。この溶出物は30秒(以下)の分画で収集し、各分画中に存在する3Hの量をシンチレーションカウンターで測定する。コントロールサンプル(すなわち、1α,25−ジヒドロキシビタミンDまたは24,25−ジヒドロキシビタミンD(24,25(OH)2D)を含むサンプル)のクロマトグラムと反応生成物のクロマトグラムとを比較することにより、基質(1α,25(OH)2[1-3H]D)と生成物(24,25(OH)2[1-3H]D)との相対的な移動度(mobilities)を判定し、収集した各画分と相関させる。コントロールラットにおいて生成された24,25(OH)2[1-3H]Dの量を、DMEを発現する遺伝子組換えラットの24,25(OH)2[1-3H]Dの量から差し引く。遺伝子組換えラットとコントロールラットとの24,25(OH)2[1-3H]Dの生成の差が、そのサンプルに存在するDMEの25−ヒドロラーゼ活性の量に比例する。基質と生成物(群)との同一性の確認は、質量分光法によって行う(Miyamoto, Y.他(1997) J. Biol. Chem. 272:14115-14119)。 The 1ME, 25-dihydroxyvitamin D24-hydroxylase activity of DME is expressed in 3 H-labeled 1α, 25-dihydroxyvitamin D (1α, 25 (OH) 2 D) to 24, in transgenic rats expressing DME. 25 conversion is determined by monitoring the on-dihydroxyvitamin D (24,25 (OH) 2 D ). 1 μg of 1α, 25 (OH) 2 D dissolved in ethanol (or ethanol alone as a control) is used to express about 6 weeks old male transgenic rats expressing DME, or a DME deletion mutant or DME Is administered intravenously to the same group of control rats, except that is not expressed. Rats were sacrificed by decapitation after 8 hours, kidneys were quickly removed, washed, and 9 volumes of ice-cold buffer (15 mM Tris-acetate (pH 7.4), 0.19 M sucrose, 2 mM magnesium acetate, and 5 mM Homogenize in sodium succinate). Next, a predetermined amount (eg 3 ml) of each homogenate is added to 0.25 nM 1α, 25 (OH) 2 [ 1-3 H] D (specific activity is about 3.5 GBq / mmol), with constant oxygen presence. Incubate for 15 minutes at 37 ° C. Total lipids were extracted as described (Bligh, EG and WJ Dyer (1959) Can. J. Biochem. Physiol. 37: 911-917) and n-hexane / chloroform / methanol (10:10) at a flow rate of 1 ml / min. 2.5: 1.5) Analyze the chloroform phase by HPLC on a FINEPAK SIL column (JASCO, Tokyo, Japan) using a solvent system. Alternatively, reverse phase of chloroform phase using J SPHERE ODS-AM column (YMC Co. Ltd., Kyoto, Japan) in acetonitrile buffer system (40-100%, in water, 30 minutes) at a flow rate of 1 ml / min. Analyze by HPLC. This eluate is collected in fractions of 30 seconds (or less) and the amount of 3 H present in each fraction is measured with a scintillation counter. By comparing the chromatogram of the control sample (ie, the sample containing 1α, 25-dihydroxyvitamin D or 24,25-dihydroxyvitamin D (24,25 (OH) 2 D)) with the chromatogram of the reaction product Determine the relative mobilities of the substrate (1α, 25 (OH) 2 [1- 3 H] D) and the product (24,25 (OH) 2 [1- 3 H] D) Correlate with each collected fraction. The amount of 24,25 (OH) 2 [1- 3 H] D produced in control rats is calculated from the amount of 24,25 (OH) 2 [1- 3 H] D in transgenic rats expressing DME. Subtract. The difference in production of 24,25 (OH) 2 [1- 3 H] D between the transgenic and control rats is proportional to the amount of DME 25-hydrolase activity present in the sample. Confirmation of identity between substrate and product (s) is performed by mass spectroscopy (Miyamoto, Y. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 14115-14119).
DMEのフラビン含有モノオキシゲナーゼ(FMO)活性を測定するには、代謝産物群のクロマトグラフィ分析を行う。例えばRing, B.J.他(1999; Drug Metab. Dis. 27:1099-1103)は、FMOを0.1 Mリン酸ナトリウムバッファ(pH 7.4または8.3)および1 mM NADPH中37℃でインキュベートし、反応を或る有機溶剤で停止させ、HPLCによって産物形成を判定した。あるいは、活性の測定は、酸素の取り込みをクラーク型電極(Clark-type electrode)を用いてモニタリングする。例えばZiegler, D.M.およびPoulsen, L.L. (1978; Methods Enzymol.52:142-151)はFMOを、基質であるメチマゾール(methimazole)を含有するNADPH-産生補因子系(上記のものと同様)中、37℃でインキュベートした。酸素取込み率は酵素活性に比例する。 To measure the flavin-containing monooxygenase (FMO) activity of DME, chromatographic analysis of metabolite groups is performed. For example, Ring, BJ et al. (1999; Drug Metab. Dis. 27: 1099-1103) incubated FMO in 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.4 or 8.3) and 1 mM NADPH at 37 ° C. Stop with organic solvent and determine product formation by HPLC. Alternatively, activity measurements are monitored for oxygen uptake using a Clark-type electrode. For example, Ziegler, DM, and Poulsen, LL (1978; Methods Enzymol. 52: 142-151), in the NADPH-producing cofactor system (similar to that described above) in F.A. Incubated at 0 ° C. The oxygen uptake rate is proportional to the enzyme activity.
DMEのUDPグルクロニルトランスフェラーゼ(glucuronyltransferase)活性は遊離アミン基の比色判定で測定する(GibsonおよびSkett, 前出)。アミン含有基質(例えば2-アミノフェノール)のインキュベートを37℃で、必要な補因子群を含有する反応バッファ(40 mM Tris (pH 8.0)、7.5 mM MgCl2、0.025% Triton X-100、1 mMアスコルビン酸、0.75 mM UDP-グルクロン酸)中のこの酵素のアリコットと共に行う。充分な時間をおき、反応は氷冷した20%トリクロロ酢酸(0.1 Mリン酸バッファ(pH 2.7)中)を添加して停止させ、氷上でインキュベートし、遠心分離して上澄みを清澄化させる。全ての未反応2-アミノフェノールは、このステップで破壊される。充分な、新たに調製した亜硝酸ナトリウムを次に添加し、このステップにより、グルクロン酸抱合産物のジアゾニウム塩が形成される。過剰な亜硝酸を除去するため充分なスルファミン酸アンモニウム(ammonium sulfamate)を添加し、ジアゾニウム塩を芳香族アミン(例えばN-ナフチルエチレンジアミン)と反応させ、着色したアゾ化合物を産生する。この化合物は、分光光度法でアッセイできる(540 nmなど)。標準曲線は、既知濃度のアニリンを用いて作成できる。このアニリンは、2-アミノフェノール グルクロニドと同様の特性を持つ発色団を形成することとなる。 The UDP glucuronyltransferase activity of DME is measured by colorimetric determination of free amine groups (Gibson and Sketch, supra). Incubation of amine-containing substrate (eg 2-aminophenol) at 37 ° C, reaction buffer containing necessary cofactors (40 mM Tris (pH 8.0), 7.5 mM MgCl 2 , 0.025% Triton X-100, 1 mM) With an aliquot of this enzyme in ascorbic acid (0.75 mM UDP-glucuronic acid). Allow sufficient time to stop the reaction by adding ice-cold 20% trichloroacetic acid (in 0.1 M phosphate buffer, pH 2.7), incubate on ice, and centrifuge to clarify the supernatant. All unreacted 2-aminophenol is destroyed in this step. Sufficient freshly prepared sodium nitrite is then added, and this step forms the diazonium salt of the glucuronidation product. Sufficient ammonium sulfamate is added to remove excess nitrous acid and the diazonium salt is reacted with an aromatic amine (eg, N-naphthylethylenediamine) to produce a colored azo compound. This compound can be assayed spectrophotometrically (such as 540 nm). A standard curve can be generated using known concentrations of aniline. This aniline will form a chromophore with properties similar to 2-aminophenol glucuronide.
DMEのグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)活性の測定には、モデル基質、例えば2,4-ジニトロ-1-クロロベンゼンを用いる。この基質はグルタチオンと反応して生成物である2,4-ジニトロフェニル-グルタチオンを形成し、生成物の最大吸光波長は340 nmである。重要な注意点はGST類が様々な基質特異性を持つことであり、モデル基質の選択は、目的のGSTの基質選択性(substrate preference)に基づくべきである。アッセイは室温で行い、適切な反応バッファ(例えば1 mM グルタチオン、1 mM ジニトロクロロベンゼン、90 mM リン酸カリウムバッファ、pH 6.5)に一定量の酵素を入れる。反応は光学キュベットで行い、340nmでの吸光度を測定する。このアッセイでは、吸光度の増加率が酵素活性に比例する。 For measurement of DME glutathione S-transferase (GST) activity, a model substrate such as 2,4-dinitro-1-chlorobenzene is used. This substrate reacts with glutathione to form the product 2,4-dinitrophenyl-glutathione, which has a maximum absorption wavelength of 340 nm. An important note is that GSTs have various substrate specificities, and the choice of model substrate should be based on the substrate preference of the target GST. The assay is performed at room temperature and a certain amount of enzyme is placed in an appropriate reaction buffer (eg, 1 mM glutathione, 1 mM dinitrochlorobenzene, 90 mM potassium phosphate buffer, pH 6.5). The reaction is performed with an optical cuvette and the absorbance at 340 nm is measured. In this assay, the rate of increase in absorbance is proportional to the enzyme activity.
DMEのN−アシルトランスフェラーゼ活性の測定には放射標識したアミノ酸基質を用い、抱合産物群への放射ラベルの取り込みを測定する。酵素をインキュベートする反応バッファには無標識のアシル-CoA化合物と放射標識したアミノ酸とを入れ、放射標識されたアシル抱合体と無反応アミノ酸とを分離するため、n-ブタノールまたは他の適切な有機溶剤への抽出を行う。例えばJohnson, M. R他(1990; J. Biol. Chem. 266:10227-10233)は、胆汁酸-CoA:アミノ酸N-アシルトランスフェラーゼ活性の測定を、この酵素をコリル-CoA および 3H-グリシンまたは 3H-タウリンと共にインキュベートし、また、トリチウム化コール酸抱合体(tritiated cholate conjugate)をn-ブタノールへの抽出によって分離し、シンチレーションによって抽出産物内の放射活性を測定して行った。あるいはN−アシルトランスフェラーゼ活性の測定には、下記の還元されたCoA(CoASH)の分光光度測定法を用いる。 For measuring the N-acyltransferase activity of DME, a radiolabeled amino acid substrate is used, and the incorporation of the radiolabel into the conjugated product group is measured. The reaction buffer in which the enzyme is incubated contains an unlabeled acyl-CoA compound and a radiolabeled amino acid to separate the radiolabeled acyl conjugate from the unreacted amino acid, so that n-butanol or other suitable organic Extract into solvent. For example, Johnson, M. R et al. (1990; J. Biol. Chem. 266: 10227-10233) measured the bile acid-CoA: amino acid N-acyltransferase activity and used this enzyme for cholyl-CoA and 3 H-glycine. Alternatively, it was incubated with 3 H-taurine, and the tritiated cholate conjugate was separated by extraction into n-butanol, and the radioactivity in the extract was measured by scintillation. Alternatively, for the measurement of N-acyltransferase activity, the following reduced CoA (CoASH) spectrophotometric method is used.
DMEのN-アセチルトランスフェラーゼ活性は、放射ラベルの、[14C]アセチル-CoAから基質分子への転移を用いて測定される (例えば Deguchi, T. (1975) J. Neurochem. 24:1083-5を参照)。或いは、CoASHとのDTNB (5,5'-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid; Ellman試薬)反応に基づく分光光度アッセイを用い得る。遊離のチオール含有CoASHは、N-アセチルトランスフェラーゼが触媒する、基質へのアセチル基の転移時に形成される。CoASHの検出には、DTNB抱合体の吸光度(412nm)を用いる(De Angelis, J. 他(1997) J. Biol. Chem. 273:3045-3050)。酵素活性は、基質への放射能取り込み率、または、この分光光度アッセイでは吸光度の増加率に比例する。 N-acetyltransferase activity of DME is measured using a radiolabel transfer of [ 14 C] acetyl-CoA to a substrate molecule (eg, Deguchi, T. (1975) J. Neurochem. 24: 1083-5 See). Alternatively, a spectrophotometric assay based on the DTNB (5,5'-dithio-bis (2-nitrobenzoic acid; Ellman reagent) reaction with CoASH can be used. The absorbance of DTNB conjugate (412 nm) is used for detection of CoASH (De Angelis, J. et al. (1997) J. Biol. Chem. 273: 3045-3050). Enzyme activity is proportional to the rate of radioactivity incorporation into the substrate, or the rate of increase in absorbance in this spectrophotometric assay.
DMEのタンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ活性を37℃で様々の時間にわたり測定する。S-アデノシル-L-[メチル-3H]メチオニン([3H]AdoMet; 比放射能=75 Ci/mmol; NEN Life Science Products)をメチル供与体基質として用いる。有用なメチル受容基質としては、グルタチオンS-トランスフェラーゼフィブリラリングリシン-アルギニンドメイン融合タンパク質(GST-GAR)、不均一核リボ核タンパク質(hnRNP)または、アデノシンジアルデヒドで処理した細胞からの可溶化液中に存在する低メチル化タンパク質が含まれる。メチル化反応はSDS-PAGEサンプルバッファーを加えると停止する。反応の産物はSDS-PAGEによって分離され、蛍光光度分析によって視覚化される。3H標識メチル供与体基質の存在は、DMEのタンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ活性の標示となる(Tang, J. 他(2000) J. Biol. Chem. 275:7723-7730およびTang, J.他(2000) J. Biol. Chem.275:19866-19876)。 The protein arginine methyltransferase activity of DME is measured at 37 ° C for various times. S- adenosyl-L-[methyl - 3 H] methionine ([3 H] AdoMet; specific activity = 75 Ci / mmol; NEN Life Science Products) is used as a methyl donor substrate. Useful methyl-accepting substrates include glutathione S-transferase fibrillar lysine-arginine domain fusion protein (GST-GAR), heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP) or in lysates from cells treated with adenosine dialdehyde. Hypomethylated proteins present in The methylation reaction is stopped by adding SDS-PAGE sample buffer. The products of the reaction are separated by SDS-PAGE and visualized by fluorometric analysis. The presence of 3 H-labeled methyl donor substrate is indicative of the protein arginine methyltransferase activity of DME (Tang, J. et al. (2000) J. Biol. Chem. 275: 7723-7730 and Tang, J. et al. (2000 ) J. Biol. Chem. 275: 19866-19876).
DMEのカテコール−O−メチルトランスフェラーゼ活性は、50mM Tris-HCl (pH7.4)、1.2mM MgCI2、200μM SAM (S−アデノシル−L−メチオニン) ヨウ化物(0.5μCiのメチル−[H3]SAMを含む)、1mMジチオスレイトール、および様々な濃度のカテコール基質(例えば、L−ドパ、ドーパミン、またはDBA)から成る最終容量1.0mlの反応混合液において測定する。この反応は、250〜500μgの精製したDMEまたは未精製のDMEを含むサンプルを加えて開始し、37℃で30分間行う。この反応を停止させるには、氷上で素早く冷却し、直後に7 mlの氷冷n−ヘプタンで抽出する。10分間1000×gで遠心分離した後、液体シンチレーション計数で、この有機抽出物の3 mlのアリコット群を放射能含量について分析する。有機相におけるカテコール関連放射活性のレベルが、DMEのカテコール−O−メチルトランスフェラーゼ活性に比例する(Zhu, B. T.およびJ. G. Liehr (1996) 271:1357-1363)。 Catechol-O-methyltransferase activity of DME is 50 mM Tris-HCl (pH 7.4), 1.2 mM MgCI2 , 200 μM SAM (S-adenosyl-L-methionine) iodide (0.5 μCi of methyl- [H 3 ] SAM ), 1 mM dithiothreitol, and various concentrations of catechol substrate (eg, L-dopa, dopamine, or DBA) in a final volume of 1.0 ml reaction mixture. The reaction is started by adding a sample containing 250-500 μg of purified or unpurified DME and is carried out at 37 ° C. for 30 minutes. To stop the reaction, cool quickly on ice and immediately extract with 7 ml ice-cold n-heptane. After centrifuging at 1000 xg for 10 minutes, 3 ml aliquots of this organic extract are analyzed for radioactivity content by liquid scintillation counting. The level of catechol-related radioactivity in the organic phase is proportional to the catechol-O-methyltransferase activity of DME (Zhu, BT and JG Liehr (1996) 271: 1357-1363).
DMEのDHFR活性を判定するには、15℃で分光光度法により、340nm (ε340=11,800 M-1cm-1)においてNADPHの消滅を調べる。標準的なアッセイ混合液は、100μM NADPH、14mM 2−メルカプトエタノール、MTEN バッファ(50mM 2-morpholinoethanesulfonic acid、25 mM tris(hydroxymethyl)aminomethane、25mMエタノールアミン、および100mM NaCl、pH7.0)並びにDMEを含み最終容量を2.0mlとする。反応は50μmのジヒドロ葉酸を(基質として)添加して開始させる。反応液におけるNADPHのNADP+への酸化はジヒドロ葉酸の還元に一致し、また、サンプルにおけるDHFR活性の量に比例する(Nakamura, T.およびIwakura, M. (1999) J. Biol. Chem. 274:19041-19047)。 To determine the DHFR activity of DME, the disappearance of NADPH is examined at 340 nm (ε 340 = 11,800 M −1 cm −1 ) by spectrophotometry at 15 ° C. Standard assay mix contains 100 μM NADPH, 14 mM 2-mercaptoethanol, MTEN buffer (50 mM 2-morpholinoethanesulfonic acid, 25 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane, 25 mM ethanolamine, and 100 mM NaCl, pH 7.0) and DME The final volume is 2.0 ml. The reaction is started by adding 50 μm dihydrofolic acid (as substrate). The oxidation of NADPH to NADP + in the reaction is consistent with the reduction of dihydrofolate and is proportional to the amount of DHFR activity in the sample (Nakamura, T. and Iwakura, M. (1999) J. Biol. Chem. 274). : 19041-19047).
DMEのアルド/ケト還元酵素活性は、NADPHが消費される時の340nmにおける吸光度の低下で測定する。標準的な反応混合液は、135mMのリン酸ナトリウムバッファ(酵素によりpH6.2〜7.2の範囲)、0.2mM NADPH、0.3M硫酸リチウム、0.5〜2.5mg酵素、および好適なレベルの基質を含む。この反応液を30℃でインキュベートし、反応を分光光度計で連続的に測定する。酵素活性は、酵素1mg当たり消費されるNADPHのモル数として計算される。 The aldo / keto reductase activity of DME is measured by the decrease in absorbance at 340 nm when NADPH is consumed. A standard reaction mixture contains 135 mM sodium phosphate buffer (pH 6.2-7.2 depending on the enzyme), 0.2 mM NADPH, 0.3 M lithium sulfate, 0.5-2.5 mg enzyme, and a suitable level of substrate. The reaction is incubated at 30 ° C. and the reaction is measured continuously with a spectrophotometer. Enzyme activity is calculated as the number of moles of NADPH consumed per mg of enzyme.
DMEのアルコールデヒドロゲナーゼ活性は、NAD+がNADHへ還元される時の340nmにおける吸光度の増大を利用して測定する。標準的な反応混合液は、50mMのリン酸ナトリウム(pH7.5)、および0.25mM EDTAである。反応液を25℃でインキュベートし、分光光度計でモニタリングする。酵素活性は、酵素1mg当たり生成されたNADHのモル数として計算する。 The alcohol dehydrogenase activity of DME is measured using the increase in absorbance at 340 nm when NAD + is reduced to NADH. The standard reaction mixture is 50 mM sodium phosphate (pH 7.5) and 0.25 mM EDTA. The reaction is incubated at 25 ° C. and monitored with a spectrophotometer. Enzyme activity is calculated as the number of moles of NADH produced per mg of enzyme.
DMEのカルボキシルエステラーゼ活性は、基質として4−メチルウンベリフェリル酢酸(4-methylumbelliferyl acetate)を用いて判定する。酵素反応は、37℃で1mlの反応バッファー(90 mM KH2PO4、40 mM KCl、pH 7.3)に、およそ10 μlのDME含有サンプルを0.5mM4-メチルウンベリフェリル酢酸とともに加えて開始される。4-メチルウンベリフェロンの産生を分光光度計(ε350 = 12.2 mM-1 cm-1)で1.5分間モニターする。特異的活性はタンパク質の一分間につき一ミリグラム形成される産物のミクロモルとして表され、サンプル中のDMEの活性に相当する(Evgenia, V.他(1997) J. Biol. Chem. 272:14769-14775)。 The carboxylesterase activity of DME is determined using 4-methylumbelliferyl acetate as a substrate. The enzymatic reaction is initiated by adding approximately 10 μl of DME-containing sample with 0.5 mM 4- methylumbelliferyl acetic acid to 1 ml of reaction buffer (90 mM KH 2 PO 4 , 40 mM KCl, pH 7.3) at 37 ° C. . The production of 4-methylumbelliferone is monitored for 1.5 minutes with a spectrophotometer (ε 350 = 12.2 mM −1 cm −1 ). Specific activity is expressed as micromolar of product formed per milligram of protein per minute and corresponds to the activity of DME in the sample (Evgenia, V. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 14769-14775 ).
別法では、DMEのコカインベンゾイルエステル加水分解酵素活性を、約0.1mlのDMEおよび3.3 mM コカインを、1mM benzamidineおよび1mM EDTAおよび1mMジチオスレイトールを含む反応バッファ(50mM NaH2PO4, pH7.4)中で、37℃でインキュベートして測定する。全量で0.4mlの反応液を1時間インキュベートし、等量の5%トリクロロ酢酸で終了させる。0.1 mlの内標準3,4-ジメチル安息香酸(10 μg/ml)を加える。沈澱タンパク質を12,000×gで10分間遠心して分離する。上澄を清潔な試験管に移して、0.4mlの塩化メチレンで2回抽出する。2つの抽出液を合わせて、窒素流下で乾燥する。この残留物を、100 ml当たり8μ1のジエチルアミンを含む14%アセトニトリル、250mM KH2PO4(pH4.0)に再懸濁してから、C18逆相HPLCカラム上に注入して分離する。このカラム溶出液を235nmでモニタリングする。DME活性を定量するため、内標準に対する分析物のピーク面積比を比較する。標準曲線は、トリクロロ酢酸処理したタンパク質マトリクス内で調製した安息香酸標準で作成する(Evgenia, V.他(1997) J. Biol. Chem. 272:14769-14775)。 Alternatively, the cocaine benzoyl ester hydrolase activity of DME can be determined using a reaction buffer (50 mM NaH 2 PO 4 , pH 7.4) containing about 0.1 ml DME and 3.3 mM cocaine, 1 mM benzamidine and 1 mM EDTA and 1 mM dithiothreitol. ) Incubate at 37 ° C and measure. A total volume of 0.4 ml reaction is incubated for 1 hour and terminated with an equal volume of 5% trichloroacetic acid. Add 0.1 ml of internal standard 3,4-dimethylbenzoic acid (10 μg / ml). The precipitated protein is separated by centrifugation at 12,000 xg for 10 minutes. Transfer the supernatant to a clean test tube and extract twice with 0.4 ml of methylene chloride. The two extracts are combined and dried under a stream of nitrogen. The residue is resuspended in 14% acetonitrile, 250 mM KH 2 PO 4 (pH 4.0) containing 8 μl diethylamine per 100 ml, and then separated by injection onto a C18 reverse phase HPLC column. The column eluate is monitored at 235 nm. To quantify DME activity, compare the peak area ratio of the analyte to the internal standard. A standard curve is generated with benzoic acid standards prepared in a trichloroacetic acid treated protein matrix (Evgenia, V. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 14769-14775).
別法では、水溶性基質のパラニトロフェニル酪酸に対するDMEカルボキシルエステラーゼ活性を当業者に周知の分光光度法で判定する。この方法では、DME含有サンプルを、6mMのタウロコール酸の存在下、0.5 M Tris-HCl (pH 7.4または8.0)または酢酸ナトリウム(pH 5.0)で希釈する。このアッセイは新たに調製されたパラ-ニトロフェニル酪酸溶液(pH 5.0の酢酸ナトリウム中100 μg/ml)を加えることによって開始される。次にカルボキシルエステラーゼ活性をモニタリングし、405nmに設定した分光光度計で基質の対照自己加水分解と比較する(Wan, L.他(2000) J. Biol. Chem. 275:10041-10046)。 Alternatively, DME carboxylesterase activity on the water soluble substrate paranitrophenylbutyric acid is determined by spectrophotometry well known to those skilled in the art. In this method, DME-containing samples are diluted with 0.5 M Tris-HCl (pH 7.4 or 8.0) or sodium acetate (pH 5.0) in the presence of 6 mM taurocholic acid. The assay is initiated by adding freshly prepared para-nitrophenylbutyric acid solution (100 μg / ml in sodium acetate at pH 5.0). Carboxylesterase activity is then monitored and compared to a control autohydrolysis of the substrate with a spectrophotometer set at 405 nm (Wan, L. et al. (2000) J. Biol. Chem. 275: 10041-10046).
DMEのスルホトランスフェラーゼ活性は、[35S]PAPSからモデル基質(フェノールなど)への35Sの取り込みを用いて測定する(Folds, A. および J. L. Meek (1973) Biochim. Biophys. Acta 327:365-374)。一定量の酵素を、37℃にて、1 mLの10 mMリン酸バッファ(pH 6.4)、50 mMフェノール、および0.4〜4.0 mM [35S]アデノシン3-リン酸5-ホスホ硫酸(PAPS)でインキュベートする。5〜20%の放射ラベルが基質へ転移されるのに充分な時間の後、0.2 mlの0.1 M酢酸バリウムを加えてタンパク質とリン酸バッファとを沈殿させる。次に、0.2 mlの0.1 M水酸化バリウム(Ba(OH)2 )を、続いて0.2 ml硫酸亜鉛(ZnSO4)を加える。上澄みを清澄化するため遠心分離し、これによりタンパク質と無反応[35S]PAPSとを除去する。上澄みの放射能を、シンチレーションで測定する。酵素活性は、反応産物における放射能のモル数から判定する。 DME sulfotransferase activity is measured using 35 S incorporation from [ 35 S] PAPS into a model substrate (such as phenol) (Folds, A. and JL Meek (1973) Biochim. Biophys. Acta 327: 365- 374). A certain amount of enzyme at 37 ° C with 1 mL of 10 mM phosphate buffer (pH 6.4), 50 mM phenol, and 0.4-4.0 mM [ 35 S] adenosine 3-phosphate 5-phosphosulfate (PAPS) Incubate. After sufficient time for 5-20% of the radiolabel to be transferred to the substrate, 0.2 ml of 0.1 M barium acetate is added to precipitate the protein and phosphate buffer. Next, 0.2 ml of 0.1 M barium hydroxide (Ba (OH) 2 ) is added followed by 0.2 ml zinc sulfate (ZnSO 4 ). Centrifugation to clarify the supernatant, thereby removing protein and unreacted [ 35 S] PAPS. The radioactivity of the supernatant is measured by scintillation. Enzyme activity is determined from the number of moles of radioactivity in the reaction product.
DMEのへパラン硫酸6−スルホトランスフェラーゼ活性をin vitroで測定するため、DME含有サンプルを2.5μmolイミダゾールHC1 (pH6.8)、3.75μgの塩化プロタミン(protamine chloride)、25nmol(ヘキソサミンとして)の完全に脱硫酸化されN−再硫酸化されたヘパリン、および50pmol (約 5×105cpm)の[35S] PAPSと共に最終反応量を50μlとして37℃で20分間インキュベートする。この反応は、熱湯に反応チューブを1分間浸漬して停止させる。0.1μmol(グルクロン酸として)のコンドロイチン硫酸Aを反応混液にキャリアとして加える。35S標識多糖を、1.3%酢酸カリウムを有する冷却した三倍量のエタノールで沈殿させ、脱塩カラムを用いるゲルクロマトグラフィによって、取り込まれなかった[35S]PAPSおよびその分解生成物から完全に分離する。一単位の酵素活性は1分間に1pmolの硫酸を転移するのに必要な量と定義し、沈殿した多糖の中に取り込まれた[35S]PAPSの量によって判定する(Habuchi, H.他(1995) J. Biol. Chem. 270:4172-4179)。 To measure DME's heparan sulfate 6-sulfotransferase activity in vitro , a DME-containing sample was prepared with 2.5 μmol imidazole HC1 (pH 6.8), 3.75 μg protamine chloride, 25 nmol (as hexosamine). Incubate for 20 minutes at 37 ° C. with 50 μl final reaction volume with desulfated N-resulfated heparin and 50 pmol (˜5 × 10 5 cpm) [ 35 S] PAPS. This reaction is stopped by immersing the reaction tube in hot water for 1 minute. 0.1 μmol of chondroitin sulfate A (as glucuronic acid) is added to the reaction mixture as a carrier. 35 S-labeled polysaccharide was precipitated with cold triple volume ethanol with 1.3% potassium acetate and completely separated from unincorporated [ 35 S] PAPS and its degradation products by gel chromatography using a desalting column To do. One unit of enzyme activity is defined as the amount required to transfer 1 pmol of sulfuric acid per minute and is determined by the amount of [ 35 S] PAPS incorporated into the precipitated polysaccharide (Habuchi, H. et al. ( 1995) J. Biol. Chem. 270: 4172-4179).
別法では、DMEのへパラン硫酸6−スルホトランスフェラーゼ活性を、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動法(SDS-PAGE)によって分離した後、ゲルから酵素を抽出して再生し測定する。分離後、ゲルをバッファ(0.05M Tris-HCl, pH8.0)で洗浄し、3〜5mmのセグメントに切断し、0.15M NaClを有する同じバッファ100μlに4℃で48時間撹拌する。溶出した酵素を遠心分離して収集し、上記のようにスルホトランスフェラーゼ活性についてアッセイする(Habuchi, H.他(1995) J. Biol. Chem. 270:4172-4179)。 Alternatively, DME heparan sulfate 6-sulfotransferase activity is separated by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), extracted from the gel, regenerated and measured. After separation, the gel is washed with buffer (0.05 M Tris-HCl, pH 8.0), cut into 3-5 mm segments and stirred for 48 hours at 4 ° C. in 100 μl of the same buffer with 0.15 M NaCl. The eluted enzyme is collected by centrifugation and assayed for sulfotransferase activity as described above (Habuchi, H. et al. (1995) J. Biol. Chem. 270: 4172-4179).
別法では、DMEのスルホトランスフェラーゼ活性を、[35S]PAPSから、固定されたペプチドへの、[35S]硫酸の転移を測定して判定する。この固定されたペプチドは、C末端システイン残基が付加された成熟P−セレクチン糖タンパク質リガンド−1ポリペプチドのN末端の15残基である。このペプチドは3つの潜在的なチロシン硫酸化部位にわたる。このペプチドは、このシステイン残基によって、ヨードアセトアミド活性化した樹脂に連結される(1mlの樹脂あたり1.5〜3.0μmolペプチドの密度)。この酵素アッセイは、40mM Pipes (pH6.8)、0.3M NaCl、20mM MnCl2、50mM NaF、1%Triton X-100、および1mM 5'-AMPを含む最終容量130μlにおいて、10μlのペプチド誘導体化ビーズと2〜20μlのDME含有サンプルとを混合して行う。このアッセイは、0.5μCiの[35S]PAPS (1.7μM; 1Ci=37GBq)を加えて開始させる。37℃で30分経過後、反応ビーズを65℃、6Mグアニジンで洗浄し、ビーズに取り込まれた放射活性を液体シンチレーション計数で測定する。ビーズ結合ペプチドに転移された[35S]硫酸を測定し、サンプルにおけるDME活性を判定する。1単位の活性で1分間に1pmolの生成物が形成されると定義する(Ouyang, Y.-B.他(1998) Biochemistry 95:2896-2901)。 Alternatively, the sulfotransferase activity of DME is determined by measuring the transfer of [ 35 S] sulfate from [ 35 S] PAPS to the immobilized peptide. This immobilized peptide is the N-terminal 15 residues of the mature P-selectin glycoprotein ligand-1 polypeptide with an added C-terminal cysteine residue. This peptide spans three potential tyrosine sulfation sites. The peptide is linked to the iodoacetamide activated resin by this cysteine residue (density of 1.5-3.0 μmol peptide per ml resin). This enzyme assay consists of 10 μl peptide derivatized beads in a final volume of 130 μl containing 40 mM Pipes (pH 6.8), 0.3 M NaCl, 20 mM MnCl 2 , 50 mM NaF, 1% Triton X-100, and 1 mM 5′-AMP. And 2-20 μl of DME containing sample. The assay is initiated with the addition of 0.5 μCi [ 35 S] PAPS (1.7 μM; 1Ci = 37 GBq). After 30 minutes at 37 ° C., the reaction beads are washed with 6M guanidine at 65 ° C., and the radioactivity incorporated into the beads is measured by liquid scintillation counting. [ 35 S] sulfuric acid transferred to the bead-bound peptide is measured to determine DME activity in the sample. One unit of activity is defined as 1 pmol of product formed per minute (Ouyang, Y.-B. et al. (1998) Biochemistry 95: 2896-2901).
別法では、DMEスルホトランスフェラーゼのアッセイを、50mM Hepes-NaOH (pH7.0)、250mM スクロース、1mMジチオスレイトール、14μM[35S]PAPS (15Ci/mmol)および、ドーパミン(25μM)、p-ニトロフェノール(5μM)または他の候補基質を含む最終容量30μlにおいて、硫酸供与体として[35S]PAPSを用いて行う。アッセイの反応は、精製されたDME酵素製剤、或いはDME活性を持つサンプルを加えて開始させ、その反応を37℃で15分間続け、100℃で3分間加熱して終了させる。形成された沈降物を遠心分離によって除去する。次に35S硫酸化物を調べるために、上澄みを薄層クロマトグラフィ或いは二次元薄層分離法のいずれかによって分析する。35S硫酸化物の同定ができるように好適な標準を上澄みと平行して分析し、反応産物の移動の相対速度に基づいてDME含有サンプルの酵素特異性を判定する(Sakakibara, Y.他(1998) J. Biol. Chem. 273:6242-6247)。 Alternatively, DME sulfotransferase assay can be performed using 50 mM Hepes-NaOH (pH 7.0), 250 mM sucrose, 1 mM dithiothreitol, 14 μM [ 35 S] PAPS (15 Ci / mmol) and dopamine (25 μM), p-nitro This is done using [ 35 S] PAPS as the sulfate donor in a final volume of 30 μl containing phenol (5 μM) or other candidate substrate. The assay reaction is initiated by the addition of a purified DME enzyme preparation, or a sample with DME activity, and the reaction is continued at 37 ° C. for 15 minutes and terminated by heating at 100 ° C. for 3 minutes. The formed sediment is removed by centrifugation. The supernatant is then analyzed by either thin-layer chromatography or two-dimensional thin-layer separation to examine 35 S sulfate. A suitable standard is analyzed in parallel with the supernatant to allow identification of 35 S-sulfate, and the enzyme specificity of the DME-containing sample is determined based on the relative rate of movement of the reaction product (Sakakibara, Y. et al. (1998) ) J. Biol. Chem. 273: 6242-6247).
DMEのスクアレンエポキシダーゼ活性は、精製したDME(またはDMEを有する未精製の混合液), 20mM Tris-HCl (pH7.5)、0.01mM FAD、0.2単位のNADPH−チトクロームC (P-450)レダクターゼ、0.01 mM[14C]スクアレン(20μlのTween 80を用いて分散済み)、および0.2%Triton X-100を有する混合液においてアッセイする。1mM NADPHを加えて反応を開始させ、37℃で30分間インキュベートする。不けん化脂質を、酢酸エチル/ベンゼン(0.5:99.5, v/v)で展開したシリカゲルTLCによって分析する。反応生成物を、DMEを含まない反応混合液による反応生成物と比較する。2,3(S)−オキシドスクアレンの存在を、好適な脂質標準を用いて確認する(Sakakibara, J.他(1995) 270:17-20)。 The squalene epoxidase activity of DME is as follows: purified DME (or unpurified mixture with DME), 20 mM Tris-HCl (pH 7.5), 0.01 mM FAD, 0.2 units NADPH-cytochrome C (P-450) reductase , 0.01 mM [ 14 C] squalene (dispersed with 20 μl Tween 80), and 0.2% Triton X-100. The reaction is started by adding 1 mM NADPH and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. Unsaponifiable lipids are analyzed by silica gel TLC developed with ethyl acetate / benzene (0.5: 99.5, v / v). The reaction product is compared with the reaction product from the reaction mixture without DME. The presence of 2,3 (S) -oxide squalene is confirmed using a suitable lipid standard (Sakakibara, J. et al. (1995) 270: 17-20).
DMEのエポキシドヒドロラーゼ活性は、エーテル抽出物のガスクロマトグラフィー分析(GC)を用いて基質枯渇によって測定するか、またはアセトンで急冷した反応混合物のGC分析により基質枯渇とジオール生成によって測定する。DME含有サンプルまたはエポキシドヒドロラーゼ対照サンプルを10 mM Tris-HCl (pH 8.0)、1 mM エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、および5 mMエポキシド基質(例えば、エチレンオキシド、スチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソプレンモノオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピフルオロヒドリン、グリシドール、1,2-エポキシブタン、1,2-エポキシヘキサン、1,2-エポキシオクタン)でインキュベートする。様々な時点でサンプルの一部を反応混合液から取り出して、GC分析用の内標準(例えば1-ノナノール)を有する1mlの氷冷アセトンに加える。タンパク質および塩類を遠心分離(15分、4000×g)によって除去し、抽出物を0.2mm×25m CP-Wax57-CBカラム(CHROMPACK, Middelburg, The Netherlands)および水素炎イオン化検出器を用いてGCにより分析する。GC産物の同定は、当業者に周知の好適な標準およびコントロールを用いて行う。1単位のDME活性は、1分間に1μmolのジオール生成を触媒する酵素の量と定義する(Rink, R.他(1997) J. Biol. Chem. 272:14650-14657)。 The epoxide hydrolase activity of DME is measured by substrate depletion using gas chromatographic analysis (GC) of ether extracts or by substrate depletion and diol formation by GC analysis of reaction mixtures quenched with acetone. Samples containing DME or epoxide hydrolase control samples were run with 10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and 5 mM epoxide substrate (e.g., ethylene oxide, styrene oxide, propylene oxide, isoprene monooxide, epichloro Hydrin, epibromohydrin, epifluorohydrin, glycidol, 1,2-epoxybutane, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyoctane). At various times, a portion of the sample is removed from the reaction mixture and added to 1 ml ice-cold acetone with an internal standard for GC analysis (eg 1-nonanol). Proteins and salts were removed by centrifugation (15 min, 4000 × g) and the extract was purified by GC using a 0.2 mm × 25 m CP-Wax57-CB column (CHROMPACK, Middelburg, The Netherlands) and a flame ionization detector. analyse. The identification of GC products is performed using suitable standards and controls well known to those skilled in the art. One unit of DME activity is defined as the amount of enzyme that catalyzes the formation of 1 μmol of diol per minute (Rink, R. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 14650-14657).
DMEのアミノトランスフェラーゼ活性は、DMEを有するサンプルを、1mM L−キヌレニンおよび1mM 2-オキソグルタル酸の存在下で、最終容量200μlの、70μM PLPを有する150mM Tris 酢酸バッファ(pH8.0)、37℃で1時間インキュベートしてアッセイする。キヌレン酸の形成は、当業者に周知の好適な標準およびコントロールを用いて330nmで分光光度検出によりHPLCで定量する。別法では、L-3-ヒドロキシキヌレニンを基質として用い、キサンツレン酸の生成を340nmでのUV検出と生成物のHPLC分析により判定する。キヌレン酸およびキサンツレン酸の生成はそれぞれ、アミノトランスフェラーゼ活性を示す(Buchli, R.他(1995) J. Biol. Chem. 270:29330-29335)。 The aminotransferase activity of DME was determined by measuring samples with DME in the presence of 1 mM L-kynurenine and 1 mM 2-oxoglutarate in a final volume of 200 μl, 150 mM Tris acetate buffer (pH 8.0) with 70 μM PLP at 37 ° C. Incubate for 1 hour and assay. The formation of kynurenic acid is quantified by HPLC with spectrophotometric detection at 330 nm using suitable standards and controls well known to those skilled in the art. Alternatively, L-3-hydroxykynurenine is used as a substrate and xanthurenic acid production is determined by UV detection at 340 nm and HPLC analysis of the product. Production of kynurenic acid and xanthurenic acid each show aminotransferase activity (Buchli, R. et al. (1995) J. Biol. Chem. 270: 29330-29335).
別法では、DMEのアミノトランスフェラーゼ活性の測定は、酵素結合補因子であるピリドキサール5'-リン酸(PLP)のUV/VIS吸収スペクトルにおける変化をモニタリングして、一回のターンオーバー条件下で、精製したDME或いはDMEを有する未精製サンプルの、様々なアミノ酸およびオキソ酸基質に対する活性を判定して行う。この反応は、9μM 精製DMEまたはDME含有サンプルと試験する基質(アミノ酸およびオキソ酸基質)とを有する50mM 4-メチルモルフォリン(pH7.5)において25℃で行う。アミノ酸からオキソ酸への半反応を調べるため、酵素結合したPLPのピリドキサミン5'リン酸(PMP)への変換により生じる、360nmにおける吸光度の低下および330nmにおける吸光度の増加を測定する。DMEの特異性および相対的な活性を、特定の基質に対する酵素製剤の活性によって測定する(Vacca, R. A.他(1997) J. Biol. Chem. 272:21932-21937)。 Alternatively, DME aminotransferase activity can be measured by monitoring changes in the UV / VIS absorption spectrum of the enzyme-linked cofactor pyridoxal 5'-phosphate (PLP) under single turnover conditions. This is done by determining the activity of purified DME or unpurified samples with DME on various amino acids and oxo acid substrates. This reaction is performed at 25 ° C. in 50 mM 4-methylmorpholine (pH 7.5) with 9 μM purified DME or DME-containing sample and the substrate to be tested (amino acid and oxoacid substrate). To examine the half-reaction of amino acids to oxoacids, the decrease in absorbance at 360 nm and the increase in absorbance at 330 nm resulting from conversion of enzyme-bound PLP to pyridoxamine 5 ′ phosphate (PMP) are measured. The specificity and relative activity of DME is measured by the activity of enzyme preparations against specific substrates (Vacca, R. A. et al. (1997) J. Biol. Chem. 272: 21932-21937).
DMEのスーパーオキシドジスムターゼ活性は、細胞ペレット、培養上清、または精製したタンパク質製剤からアッセイする。サンプルまたは溶解物を15%非変性ポリアクリルアミドゲル上での電気泳動法によって分離する。このゲルを、2.5mMのニトロブルーテトラゾリウムにおいて30分間インキュベートし、その後30mMリン酸カリウム、30mM TEMED、および30μMリボフラビン(pH7.8)において20分間インキュベートする。スーパーオキシドジスムターゼ活性は背景のブルーに対して白いバンドとして可視化され、このためにはライトボックス上でゲルに照明を当てる。スーパーオキシドジスムターゼ活性の定量は、適切なスーパーオキシドジスムターゼの正負の対照(例えば様々な量の市販の大腸菌スーパーオキシドジスムターゼなど)を用い、活性ゲルの濃度走査で行う(Harth, G.およびHorwitz, M.A. (1999) J. Biol. Chem. 274:4281-4292)。 The superoxide dismutase activity of DME is assayed from cell pellets, culture supernatants, or purified protein preparations. Samples or lysates are separated by electrophoresis on a 15% non-denaturing polyacrylamide gel. The gel is incubated for 30 minutes in 2.5 mM nitroblue tetrazolium followed by 20 minutes in 30 mM potassium phosphate, 30 mM TEMED, and 30 μM riboflavin (pH 7.8). Superoxide dismutase activity is visualized as a white band against the background blue, for which the gel is illuminated on a light box. Quantification of superoxide dismutase activity is performed with concentration scans of active gels using appropriate superoxide dismutase positive and negative controls (such as various amounts of commercially available E. coli superoxide dismutase) (Harth, G. and Horwitz, MA). (1999) J. Biol. Chem. 274: 4281-4292).
19 DMEインヒビターの同定
実施例17のアッセイで説明したように、試験する化合物を、好適なバッファーおよび基質と共に、様々な濃度でマルチウェルプレートのウェルに分注する。DME活性を各ウェル毎に測定し、DME活性を阻害するそれぞれの化合物の能力、および用量反応プロファイル(dose-response profiles)を判定できる。DME活性を増強する分子の同定にも、このアッセイを利用できる。
19 Identification of DME inhibitors
As described in the assay of Example 17 , the compound to be tested is dispensed into the wells of a multi-well plate at various concentrations with a suitable buffer and substrate. DME activity can be measured for each well to determine the ability of each compound to inhibit DME activity and dose-response profiles. This assay can also be used to identify molecules that enhance DME activity.
当業者には、本発明の範囲および趣旨から逸脱しない限りの、記載した本発明の組成物、方法およびシステムの、種々の修正および変更については自明であろう。本発明が、新規かつ有用なタンパク質群およびそれらをコードするポリヌクレオチド群を提供し、これらを創薬過程に利用しうること、また本発明が、これらの組成を用いた、疾患と病態との検出、診断、および治療の方法を提供することは理解されよう。本発明について説明するにあたり幾つかの実施態様に関連して説明を行ったが、本発明の請求の範囲が、そのような特定の実施態様に不当に限定されるべきではないことを理解されたい。このような実施態様の記載は完全であると考慮されるべきでなく、また本発明を開示したとおりの形態に限定するものでもない。更に、1つの実施態様の要素は、他の1つ以上の実施態様の要素と容易に組み換え得る。このような組み合わせにより、本発明の範囲にある多数の実施態様を形成し得る。本発明の範囲は、添付した請求の範囲およびそれらの等価物によって規定されるよう意図される。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations of the described compositions, methods and systems of the invention can be made without departing from the scope and spirit of the invention. The present invention provides a novel and useful protein group and a polynucleotide group encoding them, and these can be used in the drug discovery process, and the present invention uses these compositions to determine the disease and pathological conditions. It will be appreciated that methods of detection, diagnosis, and treatment are provided. While the invention has been described with reference to several embodiments, it is to be understood that the scope of the invention should not be unduly limited to such specific embodiments . The description of such embodiments should not be considered complete and is not intended to limit the invention to the precise form disclosed. Furthermore, elements of one embodiment can be easily recombined with elements of one or more other embodiments. Such a combination may form a number of embodiments within the scope of the present invention. The scope of the present invention is intended to be defined by the appended claims and their equivalents.
(表の簡単な説明)
表1は、本発明の完全長ポリヌクレオチド実施態様およびポリペプチド実施態様の命名の概略である。
(Short description of the table)
Table 1 summarizes the nomenclature for full-length polynucleotide embodiments and polypeptide embodiments of the invention.
表2は、本発明のポリペプチド実施態様に最も近いGenBank相同体のGenBank識別番号と注釈を示す。また、各ポリペプチドとその相同体(1つ以上)が一致する確率スコアも併せて示す。 Table 2 shows the GenBank identification number and annotation of the GenBank homolog that is closest to the polypeptide embodiment of the present invention. Also shown is the probability score for each polypeptide and its homologues (one or more) matching.
表3は、予測されるモチーフおよびドメインなど、ポリペプチド実施態様の構造的特徴を、ポリペプチドの分析に用いた方法、アルゴリズムおよび検索可能なデータベースと共に示す。 Table 3 shows the structural features of the polypeptide embodiments, such as predicted motifs and domains, along with the methods, algorithms and searchable databases used to analyze the polypeptides.
表4は、ポリヌクレオチド実施態様をアセンブリするために用いたcDNAやゲノムDNA断片を、該ポリヌクレオチドの選択された断片と共に示す。 Table 4 shows the cDNA and genomic DNA fragments used to assemble the polynucleotide embodiment, along with selected fragments of the polynucleotide.
表5は、ポリヌクレオチド実施態様の代表的cDNAライブラリを示す。 Table 5 shows a representative cDNA library of the polynucleotide embodiment.
表6は、表5に示したcDNAライブラリの作製に用いた組織およびベクターを説明する付表である。 Table 6 is an appendix explaining the tissues and vectors used for the preparation of the cDNA library shown in Table 5.
表7は、ポリヌクレオチドとポリペプチドの分析に用いたツール、プログラム、アルゴリズムを、適用可能な説明、参照文献および閾値パラメータと共に示す。
Claims (81)
(a)SEQ ID NO:1-13(配列番号1乃至13)からなる群から選択したアミノ酸配列を含むポリペプチド
(b)SEQ ID NO:1-5、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:10-11からなる群から選択したアミノ酸配列と少なくとも90%が同一であるような天然のアミノ酸配列を含むポリペプチド
(c)SEQ ID NO:6のアミノ酸配列に対して少なくとも95%同一であるような天然アミノ酸配列を含むポリペプチド
(d)SEQ ID NO:8のアミノ酸配列に対して少なくとも98%が同一であるような天然アミノ酸配列を持つポリペプチド
(e)SEQ ID NO:13のアミノ酸配列に対して少なくとも99%が同一であるような天然アミノ酸配列を含むポリペプチド
(f)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を有するポリペプチドの生物学的活性断片、および
(g)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を有するポリペプチドの免疫原性断片 An isolated polypeptide selected from the group consisting of:
(A) a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 (SEQ ID NOs: 1 to 13) (b) SEQ ID NO: 1-5, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: A polypeptide comprising a natural amino acid sequence which is at least 90% identical to an amino acid sequence selected from the group consisting of 10-11 (c) appears to be at least 95% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 (D) a polypeptide having a natural amino acid sequence that is at least 98% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 8, and (e) an amino acid sequence of SEQ ID NO: 13 A polypeptide comprising a natural amino acid sequence such that at least 99% is identical to (f) a biologically active fragment of a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13, and (g) ) SEQ ID NO: 1-13 selected from the group consisting of Immunogenic fragment of a polypeptide having an acid sequence
(a)前記ポリペプチドの発現に好適な条件下で、請求項1のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに機能的に連結したプロモーター配列を含む組換えポリヌクレオチドで形質転換される細胞を培養する過程と、
(b)そのように発現した前記ポリペプチドを回収する過程とからなる方法。 A method for producing the polypeptide of claim 1, comprising:
(A) culturing cells transformed with a recombinant polynucleotide comprising a promoter sequence operably linked to a polynucleotide encoding the polypeptide of claim 1 under conditions suitable for expression of said polypeptide. When,
(B) a method comprising recovering the polypeptide so expressed.
(a)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択したポリヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド
(b)SEQ ID NO:14-26からなる群から選択したポリヌクレオチド配列と少なくとも90%が同一であるような天然のポリヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチド
(c)(a)のポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチド
(d)(b)のポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチド
(e)(a)〜(d)のRNA等価物 An isolated polynucleotide selected from the group consisting of:
(A) a polynucleotide comprising a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26 (b) at least 90% identical to a polynucleotide sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 14-26 A polynucleotide comprising such a natural polynucleotide sequence (c) a polynucleotide complementary to the polynucleotide of (a) (d) a polynucleotide complementary to the polynucleotide of (b) (e) (a) to (d) ) RNA equivalent
(a)前記サンプル中の前記標的ポリヌクレオチドに相補的な配列を持つ少なくとも20の連続したヌクレオチドを持つプローブを用いて前記サンプルをハイブリダイズする過程と、
(b)前記ハイブリダイゼーション複合体の有無を検出し、該複合体が存在する場合にはオプションでその量を検出する過程とを含む方法。 A method for detecting a target polynucleotide having the sequence of the polynucleotide of claim 12 in a sample comprising:
(A) hybridizing the sample with a probe having at least 20 consecutive nucleotides having a sequence complementary to the target polynucleotide in the sample;
(B) detecting the presence or absence of the hybridization complex, and optionally detecting the amount of the complex if present.
(a)ポリメラーゼ連鎖反応増幅を用いて前記標的ポリヌクレオチドまたはその断片を増幅する過程と、
(b)前記の増幅した標的ポリヌクレオチドまたはその断片の有無を検出し、該標的ポリヌクレオチドまたはその断片が存在する場合にはオプションでその量を検出する過程を含むことを特徴とする方法。 A method for detecting a target polynucleotide having the sequence of the polynucleotide of claim 12 in a sample comprising:
(A) amplifying the target polynucleotide or fragment thereof using polymerase chain reaction amplification;
(B) A method comprising detecting the presence or absence of the amplified target polynucleotide or a fragment thereof, and optionally detecting the amount of the target polynucleotide or a fragment thereof if present.
(a)請求項1のポリペプチドを含むサンプルを化合物に曝す過程と、
(b)前記サンプルにおいてアゴニスト活性を検出する過程を含むことを特徴とする方法。 A method of screening a compound to confirm the effectiveness of the polypeptide of claim 1 as an agonist, comprising:
(A) exposing a sample comprising the polypeptide of claim 1 to a compound;
(B) A method comprising the step of detecting agonist activity in the sample.
(a)請求項1のポリペプチドを含むサンプルを化合物に曝すステップと、
(b)前記サンプルにおいてアンタゴニスト活性を検出する過程とを含むことを特徴とする方法。 A method of screening a compound to confirm the effectiveness of the polypeptide of claim 1 as an antagonist comprising:
(A) exposing a sample comprising the polypeptide of claim 1 to a compound;
(B) detecting the antagonist activity in the sample.
(a)請求項1のポリペプチドを適切な条件下で少なくとも1つの試験化合物と混合する過程と、
(b)請求項1のポリペプチドの試験化合物との結合を検出し、それによって請求項1のポリペプチドに特異結合する化合物を同定する過程を含む方法。 A method for screening for a compound that specifically binds to the polypeptide of claim 1, comprising:
(A) mixing the polypeptide of claim 1 with at least one test compound under suitable conditions;
(B) detecting the binding of the polypeptide of claim 1 to a test compound, thereby identifying a compound that specifically binds to the polypeptide of claim 1.
(a)請求項1のポリペプチドの活性が許容される条件下で、請求項1のポリペプチドを少なくとも1つの試験化合物と混合する過程と、
(b)請求項1に記載のポリペプチドの活性を試験化合物の存在下で算定する過程と、
(c)試験化合物の存在下での請求項1に記載のポリペプチドの活性を、試験化合物の不存在下での請求項1に記載のポリペプチドの活性と比較する過程を含み、試験化合物の存在下での請求項1に記載のポリペプチドの活性の変化が、請求項1に記載のポリペプチドの活性を調節する化合物を標示することを特徴とする方法。 A method of screening for compounds that modulate (modulate) the activity of the polypeptide of claim 1 comprising:
(A) mixing the polypeptide of claim 1 with at least one test compound under conditions that permit the activity of the polypeptide of claim 1;
(B) calculating the activity of the polypeptide of claim 1 in the presence of a test compound;
(C) comparing the activity of the polypeptide of claim 1 in the presence of the test compound with the activity of the polypeptide of claim 1 in the absence of the test compound, A method wherein the change in activity of the polypeptide of claim 1 in the presence is indicative of a compound that modulates the activity of the polypeptide of claim 1.
(a)前記標的ポリヌクレオチドの発現に好適な条件下で、該標的ポリヌクレオチドを含むサンプルを化合物に曝露する過程と、
(b)前記標的ポリヌクレオチドの発現改変を検出する過程と、
(c)可変量の前記化合物の存在下と前記化合物の不存在下で、前記標的ポリヌクレオチドの発現を比較する過程とを含むことを特徴とする方法。 A method of screening for compounds effective to alter the expression of a target polynucleotide having the sequence of claim 5 comprising:
(A) exposing a sample containing the target polynucleotide to a compound under conditions suitable for expression of the target polynucleotide;
(B) detecting the expression modification of the target polynucleotide;
(C) comparing the expression of the target polynucleotide in the presence of a variable amount of the compound and in the absence of the compound.
(a)核酸を含む生物学的サンプルを前記試験化合物で処理する過程と、
(b)処理した前記生物学的サンプルの核酸と、請求項12のポリヌクレオチドの少なくとも20の連続するヌクレオチドを持つプローブをハイブリダイズさせる過程であって、このハイブリダイゼーションゼーションが、前記プローブと前記生物学的サンプル中の標的ポリヌクレオチドとの間で特異的なハイブリダイゼーション複合体が形成される条件下で行われ、前記標的ポリヌクレオチドが、請求項12のポリヌクレオチドまたはその断片のポリヌクレオチド配列を含むポリヌクレオチドである、前記過程と、
(c)ハイブリダイゼーション複合体の収量を定量する過程と、
(d)前記処理された生物学的サンプル中のハイブリタイゼーション複合体の量を、処理されていない生物学的サンプル中のハイブリタイゼーション複合体の量と比較する過程とを含み、前記処理された生物学的サンプル中のハイブリタイゼーション複合体の量の差が、前記試験化合物の毒性を標示するような方法。 A method for calculating the toxicity of a test compound comprising:
(A) treating a biological sample containing nucleic acid with the test compound;
(B) hybridizing a nucleic acid of the treated biological sample with a probe having at least 20 contiguous nucleotides of the polynucleotide of claim 12, wherein the hybridization comprises the probe and the organism. Wherein the target polynucleotide comprises a polynucleotide sequence of a polynucleotide of claim 12 or a fragment thereof. A polynucleotide, said process;
(C) quantifying the yield of the hybridization complex;
(D) comparing the amount of hybridization complex in the treated biological sample with the amount of hybridization complex in the untreated biological sample, Such that differences in the amount of hybridization complexes in a biological sample indicate the toxicity of the test compound.
(a)前記生物学的サンプルと請求項11の抗体との混合を、前記抗体が前記ポリペプチドに結合し、抗体とポリペプチドとの複合体を形成するのに適した条件下で行う過程と、
(b)前記複合体を検出する過程とを含み、前記複合体の存在が、前記生物学的サンプル中の前記ポリペプチドの存在と相関することを特徴とする方法。 A diagnostic test for a condition or disease associated with the expression of DME in a biological sample,
(A) mixing said biological sample with the antibody of claim 11 under conditions suitable for said antibody to bind said polypeptide and form a complex of antibody and polypeptide; ,
(B) detecting the complex, wherein the presence of the complex correlates with the presence of the polypeptide in the biological sample.
(a)キメラ抗体
(b)単鎖抗体
(c)Fab断片
(d)F(ab')2断片
(e)ヒト化抗体のいずれかである抗体。 The antibody of claim 11, comprising
(A) chimeric antibody (b) single chain antibody (c) Fab fragment (d) F (ab ′) 2 fragment (e) An antibody that is one of humanized antibodies.
(a)抗体反応を誘発する条件下で、SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列またはその免疫原性断片を含むポリペプチドを用いて動物を免疫化する過程と、
(b)前記動物から抗体を単離する過程と、
(c)前記単離された抗体を前記ポリペプチドでスクリーニングし、それによって、SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を含むポリペプチドに特異結合するポリクローナル抗体を同定する過程とを含むような方法。 A method for preparing a polyclonal antibody having the specificity of the antibody of claim 11, comprising:
(A) immunizing an animal with a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 or an immunogenic fragment thereof under conditions that elicit an antibody response;
(B) isolating the antibody from the animal;
(C) screening the isolated antibody with the polypeptide, thereby identifying a polyclonal antibody that specifically binds to a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1-13; Including such methods.
(a)抗体反応を誘発する条件下で、SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列またはその免疫原性断片を含むポリペプチドを用いて動物を免疫化する過程と、
(b)前記動物から抗体産出細胞を単離する過程と、
(c)前記抗体産出細胞と不死化した細胞とを融合して、モノクローナル抗体を産出するハイブリドーマ細胞を形成する過程と、
(d)前記ハイブリドーマ細胞を培養する過程と、
(e)SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を含むポリペプチドに特異結合するようなモノクローナル抗体を前記培養物から単離する過程とを含むことを特徴とする方法。 A method for producing a monoclonal antibody having the specificity of the antibody according to claim 11,
(A) immunizing an animal with a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 or an immunogenic fragment thereof under conditions that elicit an antibody response;
(B) isolating antibody producing cells from the animal;
(C) fusing the antibody-producing cells and immortalized cells to form hybridoma cells producing monoclonal antibodies;
(D) culturing the hybridoma cells;
(E) isolating a monoclonal antibody from the culture that specifically binds to a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13.
(a)請求項11に記載の抗体と前記ポリペプチドとの特異結合を許容する条件下で、前記抗体と1サンプルとをインキュベートする過程と、
(b)特異結合を検出する過程とを含み、該特異結合が、SEQ ID NO:1-13からなる群から選択した或るアミノ酸配列を有する或るポリペプチドがサンプル中に存在することを標示することを特徴とする方法。 A method of detecting in a sample a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13,
(A) incubating the antibody and one sample under conditions allowing specific binding between the antibody of claim 11 and the polypeptide;
(B) a step of detecting specific binding, wherein the specific binding indicates that a polypeptide having a certain amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13 is present in the sample. A method characterized by:
(a)請求項11に記載の抗体と前記ポリペプチドとの特異結合を許容する条件下で、前記抗体と1サンプルとをインキュベートする過程と、
(b)前記サンプルから前記抗体を分離し、SEQ ID NO:1-13からなる群から選択したアミノ酸配列を含む精製ポリペプチドを得る過程とを含むことを特徴とする方法。 A method of purifying a polypeptide having an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13,
(A) incubating the antibody and one sample under conditions allowing specific binding between the antibody of claim 11 and the polypeptide;
(B) separating the antibody from the sample to obtain a purified polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1-13.
(a)サンプル中のポリヌクレオチドを標識化する過程と、
(b)ハイブリダイゼーション複合体が形成されるのに適した条件下で請求項46のマイクロアレイのエレメントとサンプル中の標識化ポリヌクレオチドとを接触させる過程と、
(c)サンプル中のポリヌクレオチドの発現を定量する過程を含む方法。 A method for generating an expression profile of a sample having a group of polynucleotides, comprising:
(A) labeling the polynucleotide in the sample;
(B) contacting the microarray element of claim 46 with a labeled polynucleotide in a sample under conditions suitable for formation of a hybridization complex;
(C) A method comprising quantifying the expression of a polynucleotide in a sample.
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