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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Antikörper, die nützlich beim Nachweis von verschiedenen
Bakterien sind und ein Verfahren zum Nachweis von Bakterien, Kits
von Reagenzien zum Nachweis von Bakterien, die die Antikörper verwenden,
und ein Verfahren zur Herstellung von spezifischen Antikörpern zum
Nachweis von Bakterien.
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Außerdem ist
die vorliegende Erfindung wertvoll für die Arzneimittelindustrie,
insbesondere für
die diagnostische Medizin von bakteriellen Infektionen.
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Stand der
Technik
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Die
Diagnose mikrobieller Infektion wird durch Nachweis des verursachenden
Pathogens aus dem infizierten Bereich oder durch Nachweis von Antikörpern gegen
das verursachende Pathogen im Serum und Körperflüssigkeiten bestätigt. Der
Nachweis des verursachenden Pathogens ist besonders wichtig in dem
Sinne, dass es die schnelle Behandlung des Patienten ermöglicht.
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Der
Nachweis des verursachenden Pathogens von Infektionen kann im allgemeinen
als Kultivierungs- und Identifizierungsverfahren klassifiziert werden,
wobei das verursachende Pathogen abgetrennt und kultiviert wird
und dann aufgrund seiner biochemischen Eigenschaften identifiziert
wird; genetische Diagnose, wobei Amplifikation durch PCR, basierend
auf spezifischen Genen des verursachenden Pathogens durchgeführt und
somit das verursachende Pathogen nachgewiesen wird; oder immunologischen
Verfah ren, wobei das verursachende Pathogen durch Verwendung einer
spezifischen Reaktion eines Antikörpers mit Oberflächen-Antigenmarker des
verursachenden Pathogens nachgewiesen wird. Jedoch benötigt es
Zeit, um Ergebnisse durch Kultivierungs- und Identifizierungsverfahren
oder genetische Diagnoseverfahren zu erhalten. Deshalb wird die
Diagnose durch immunologische Verfahren allgemein verwendet, weil
das verursachende Pathogen innerhalb einer kurzen Zeit mit hoher
Empfindlichkeit nachgewiesen werden kann und der Patient schnell
und geeignet behandelt werden kann.
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Abhängig von
der bakteriellen Spezies können
eine Vielzahl von Markerantigenen und Antikörpern alleine oder in Kombination
verwendet werden, um das verursachende Pathogen von Infektionen
durch herkömmliche
immunologische Verfahren nachzuweisen.
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Zum
Beispiel ist es bekannt, dass Lipopolysaccharid (LPS), welches ein
Genus-spezifisches Antigen von Chlamydia ist, als eine Antigen-Determinante
anwesend ist (Stephens, R., et al.: J. Immunol., 128:1083-89, 1982,
Caldwell, M.D.: Inf. Immun., 44:306-14, 1984) und Antikörper gegen LPS werden als Nachweis-Antikörper in
einer Vielzahl von diagnostischen Kits, insbesondere für den Nachweis
von Chlamydia trachomatis verwendet.
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Des
Weiteren haben Ellena M. Peterson et al., (Infection and Immunity,
59(11), 4147-4153, 1991) und Byron E. Batteiger et al., (Infection
and Immunity, 53(3), 530-533, 1986) über monoklonale Antikörper gegen Major
Outer Membrane Protein (MOMP) des Genus Chlamydia berichtet.
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Die
Veröffentlichung
der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 298/1988 diskutiert ein Immunnachweisverfahren,
das auf einem Western-Blot-Verfahren basiert, welches einen monoklonalen Antikörper gegen
ein etwa 43 Kilodalton Membranprotein-Antigen von Mycoplasma pneumoniae
verwendet.
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Des
Weiteren werden ein Verfahren zur Herstellung eines monoklonalen
Antikörpers
gegen Haemophilus influenzae und ein diagnostisches Verfahren, das
den Antikörper
verwendet, in der Veröffentlichung
der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Nr. 148859/1987 (Japanisches Patent
Nr. 64065/1994) vorgestellt.
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Proteine
von etwa 20 Kilodalton, isoliert aus dem Natriumcholatextrakt des äußeren Membranvesikels von
Neisseria gonorrhoeae Stamm BS4 (NCTC 11922), sind beschrieben und
die Herstellung von Hybridomen unter Verwendung der genannten Substanz
ist in der Britischen Patentanmeldung Nr. 2,172,704 offenbart. Des Weiteren
beschreibt das Europäische
Patentdokument Nr.
EP
419238 A1 die Herstellung eines monoklonalen Antikörpers, welcher
an ein Protein von etwa 14 Kilodalton, hergestellt durch Verwendung
von Neisseria gonorrhoeae als ein Immunogen, binden kann, und ein
Verfahren zur Herstellung solch eines monoklonalen Antikörpers. Zusätzlich wird
ein Verfahren zum Nachweis desselben Neisseria gonorrhoeae unter
Verwendung eines monoklonalen Antikörpers gegen Lipopolysaccharid
(LPS) in der Kanadischen Patentanmeldung Nr. 1,220,147 erwähnt.
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Jedoch
gibt es mit den Antikörpern
und Nachweisverfahren, basierend auf diesen Antikörpern, dadurch
Probleme, dass die Spezifität
für eine
Spezies von Mikroorganismen für
eine geeignete Diagnose unzureichend ist. Die Antikörper weisen
nicht alle Serumtypen nach, da mehrere Oberflächenantigene in einer Spezies
anwesend sind.
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Markerantigene,
die in diesem Stand der Technik verwendet werden, sind nicht standardisiert,
so dass Mikroorganismen unter Verwendung eines gleichen funktionalen
Moleküls
(z.B. Protein, LPS oder Oberflächenpolysaccharid-Verbindung
mit der gleichen Funktion), welches im allgemeinen in Zellen von
verschiedenen Mikroorganismen anwesend ist und welches sich im Verlauf
der Evolution der Mikroorganismen als ein Marker verändert, nachgewiesen
werden können
und ein immundiagnostisches Verfahren, welches auf dem Konzept des
Nachweises des Unterschiedes bei der Antigenität zwischen bakteriellen Spezies
unter Verwendung eines Moleküls
als ein Standard basiert, ist nicht bekannt.
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Offenbarung
der Erfindung
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Im
Kontext dieser Anmeldung soll der Begriff "Mikroorganismus/en" gleich verstanden werden wie der Begriff "Bakterium/en".
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Die
vorliegende Erfindung ist bestrebt, Antikörper gegen das gleiche Molekül für verschiedene
Mikroorganismen als ein Standardmarker-Antigen zu offenbaren, um
einen idealen Nachweis für
Mikroorganismen und eine Immundiagnose zu ermöglichen, insbesondere Antikörper gegen
den molekularen Abschnitt in dem gleichen intrazellulären funktionalen
Molekülbestandteil
für alle
Mikroorganismen, die nachgewiesen werden sollen, welches sich im
Lauf der Evolution der Mikroorganismen verändert, ein Verfahren zum Nachweis
von Mikroorganismen, welches spezifisch für eine Spezies ist und nahezu
alle Serumtypen abdecken kann, ein Kit von Reagenzien zum Nachweis
von Mikroorganismen, welches den genannten Antikörper verwendet, und ein Verfahren
zur Herstellung eines spezifischen Antikörpers, der zum Nachweis von
Mikroorganismen verwendet wird.
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Die
gegenwärtigen
Erfinder entdeckten ein Protein mit der gleichen Funktion, welches
in allen Mikroorganismen als ein nützliches Antigenprotein konserviert
ist. Normalerweise wird erwar tet, dass eine strukturelle Änderung
eines solchen Proteins extrem gering ist. Jedoch wurde überraschenderweise
gefunden, dass das (die) Antigenepitop(e) dieses Proteins eine Spezifität für bestimmte
Spezies oder Gattung von Mikroorganismen hat, und dass der Antikörper für dieses
Protein nicht nur Potential hat, um zur spezifischen Identifizierung
von Spezies oder Gattung von Mikroorganismen verwendet zu werden,
sondern auch in der Lage ist, alle Serotypen der Zielmikroorganismen
nachzuweisen.
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Die
Erfinder konzentrierten sich auf auf intrazelluläre Moleküle, die in allen mikrobiellen
Zellen vorhanden sind und sich zwischen Mikroorganismen hinsichtlich
ihrer Aminosäuresequenz
unterscheiden, insbesondere ribosomales Protein L7/L12, welches
ein Mitglied von ribosomalen Proteinen ist. Ribosomales Protein L7/L12
ist ein Protein mit einem Molekulargewicht von etwa 13 Kilodalton
und ist bekannt, als ein ribosomales Protein zu existieren, welches
bei der Proteinsynthese wesentlich ist. Fortschritt wurde beim Verstehen
der vollständigen
Aminosäuresequenz
des Proteins aus einigen Mikroorganismen, umfassend insbesondere Escherichia
coli und Baccillus subtilus, gemacht, und 50% bis 65% Homologie
der Aminosäuresequenz
zwischen den Mikroorganismen wurde bestätigt.
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Die
Erfinder konzentrierten sich auf die Tatsache, dass, obwohl Ähnlichkeiten
in dem genannten Molekül
zwischen verschiedenen Mikroorganismen vorhanden sind, dieses Molekül auch einen
strukturellen Abschnitt hat, das einzigartig für jeden Mikroorganismus ist,
und entdeckten, dass es möglich
ist, verschiedene Mikroorganismen mit Speziesspezifität nachzuweisen
und alle Serotypen innerhalb der selben Spezies durch Verwendung
eines Antikörpers
gegen das Protein nachzuweisen. Als ein Ergebnis des Versuchs, eine
Technologie für
die Immundiagnose von Spezies von Mikroorganismen unter Verwendung
eines Antikörpers,
spezifisch gegen, zum Beispiel, Haemophilus influenzae, Streptococcus
pneumoniae und Neisseria gonorrhoeae, zu entwickeln, haben die Erfinder
die vorliegende Erfindung nach der Entdeckung, dass ein gegen das
genannte Protein spezifischer Antikörper für jede Spezies von Mikroorganismen
erhalten werden kann, und dass ein Spezies-spezifischer Nachweis
von verschiedenen Bakterien unter Verwendung des genannten Antikörpers möglich ist,
vervollständigt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Antikörper, der zum Nachweis von
Bakterien verwendet wird, ein Verfahren zum Nachweis von Bakterien
unter Verwendung des Antikörpers,
einen Kit von Reagenzien zum Nachweis von Bakterien unter Verwendung
des Antikörpers,
und ein Verfahren zur Herstellung spezifischer Antikörper zum
Nachweis von Bakterien.
- 1) Antikörper, welche
Antikörper
gegen ribosomales Protein L7/L12 von Bakterien sind und welche spezifisch
mit den Bakterien reagieren.
- 2) Die oben in 1) beschriebenen Antikörper, wobei die Bakterien Bakterien
sind, die eine geschlechtlich übertragbare
Krankheit (STD) verursachen.
- 3) Die oben in 1) beschriebenen Antikörper, wobei die Bakterien Bakterien
sind, die eine Infektion der Atemwege verursachen.
- 4) Der oben in 3) beschriebene Antikörper, wobei die Bakterien,
die die Infektion der Atemwege verursachen, Bakterien von Haemophilus
influenzae sind.
- 5) Der oben in 3) beschriebene Antikörper, wobei die Bakterien,
die die Infektion der Atemwege verursachen, Bakterien von Streptococcus
pneumoniae sind.
- 6) Der oben in 3) beschriebene Antikörper, wobei die Bakterien,
die die Infektion der Atemwege verursachen, Bakterien von Chlamydia
pneumoniae sind.
- 7) Der oben in 3) beschriebene Antikörper, wobei die Bakterien,
die die Infektion der Atemwege verursachen, Bakterien von Mycoplasma
pneumoniae sind.
- 8) Der oben in 2) beschriebene Antikörper, wobei die Bakterien,
die die geschlechtlich übertragbaren
Krankheiten (STD) verursachen, Bakterien von Neisseria gonorrhoeae
sind.
- 9) Der oben in 8) beschriebene Antikörper, welcher der Antikörper gegen
ribosomales Protein L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae ist und welcher
eine zusammenhängende
Aminosäuresequenz-Einheit
aus 5 bis 30 Aminosäuren
erkennt, die das 115. Alanin in der Aminosäuresequenz von Sequenz ID No.
22 der Sequenzliste enthält.
- 10) Verfahren zum Nachweis von Bakterien, welches durch die
Tatsache gekennzeichnet ist, dass irgendein oben in 1) bis 9) beschriebener
Antikörper
verwendet wird.
- 11) Kit von Reagenzien zum Nachweis von Mikroorganismen, welcher
durch die Tatsache gekennzeichnet ist, dass irgendein oben in 1)
bis 9) beschriebener Antikörper
verwendet wird.
- 13) Verfahren zur Herstellung irgendeines in 1) bis 9) oben
beschriebenen Antikörpers,
gekennzeichnet durch die Tatsache, dass das ribosomale Protein L7/L12
von Mikroorganismen, erhalten durch ein Genmanipulationsverfahren
oder durch Isolierung aus Mikroorganismen, eine Peptideinheit davon,
oder ein synthetisiertes Peptid, das der Peptideinheit entspricht,
als ein Immunogen verwendet wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Detail beschrieben.
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Sequenzen
No. 1 und No. 2 in der Sequenztabelle sind die DNA-Sequenz des Gens
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Haemophilus influenzae und der
korrespondierenden Aminosäuresequenz.
Sequenzen No. 3 und No. 4 sind die DNA-Sequenz des Gens des ribosomalen
Protein L7/L12 von Heliobacter pylori und die korrespondierende
Aminosäuresequenz.
Sequenzen No. 5 und 6 zeigen die DNA-Sequenz des Gens und die korrespondierende
Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Streptococcus pneumoniae. Sequenzen
No. 7 und No. 8 zeigen die DNA-Sequenz des Gens und die korrespondierende
Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae. Sequenzen
No. 9 und No. 10 zeigen die DNA-Sequenz des Gens und die korrespondierende
Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Neisseria meningitidis. Sequenz
No. 11 und Sequenz No. 12 in der Sequenztabelle sind die Primer-DNA für PCR, die
verwendet werden, um das Gen des ribosomalen Proteins L7/L12 aus
Haemophilus influenzae zu erhalten. Sequenzen No. 13 und No. 14
in der Sequenztabelle sind die Primer-DNA für PCR, die verwendet werden,
um das Gen des ribosomalen Proteins L7/L12 aus Streptococcus pneumoniae
zu erhalten. Sequenzen No. 15 und No. 16 in der Sequenztabelle sind
die Primer-DNA für
PCR, die verwendet werden, um das Gen des ribosomalen Proteins L7/L12
aus Neisseria gonorrhoeae zu erhalten. Sequenzen No. 17 und No.
18 zeigen die DNA-Sequenz des Gens und die korrespondierende Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Haemophilus influenzae. Sequenzen
No. 19 und No. 20 zeigen die DNA-Sequenz des Gens und die korrespondierende
Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Streptococcus pneumoniae. Sequenzen
No. 21 und No. 22 zeigen die DNA-Sequenz des Gens und die korrespondierende
Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae.
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Des
Weiteren sind die linken und rechten Termini der Rminosäuresequenzen,
die in die Sequenztabelle eingetragen sind, Aminogruppen (unten
als N-Terminus bezeichnet) bzw. Carboxylgruppen-Termini (unten als C-Terminus bezeichnet)
und der linke Terminus und rechte Terminus der Basensequenz ist
der 5'-Terminus bzw.
der 3'-Terminus.
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Außerdem können die
Serien von biomolekularen Experimenten der Genherstellung, die in
diesem Text erwähnt
werden, durch Verfahren durchgeführt
werden, die in experimentelle Standardhandbücher eingegangen sind. "Molecular cloning:
A laboratory manual," Cold
Spring Harbor Laboratory Press, Sambrook, J. et al. (1989), ist
ein Beispiel für
das vorhergenannte experimentelle Standardhandbuch.
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Der
Ausdruck Mikroorganismen in der vorliegenden Erfindung bezieht sich
auf alle Spezies von Bakterien, insbesondere solchen Bakterien,
die ein Problem hinsichtlich der Diagnose von mikrobiellen Infektionen darstellen.
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Der
Ausdruck "Antikörper, der
spezifisch mit Mikroorganismen reagiert", wie er in der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, bedeutet einen Antikörper, welcher spezifisch mit
einer Spezies oder Gruppe von Mikroorganismen reagiert. Ein Antikörper, der
spezifisch mit einer Spezies von Mikroorganismen reagiert, ist insbesondere
für die
Diagnose von mikrobiellen Infektionskrankheiten nützlich.
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In
der vorliegenden Erfindung umfassen die Mikroorganismen, die STD
(geschlechtlich übertragbaren Krankheiten)
verursachen, Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis, Candida
albicans, Treponema pallidum und Ureaplasma urealyticum, sind aber
nicht auf diese beschränkt.
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In
der vorliegenden Erfindung umfassen die Mikroorganismen, die Infektionen
der Atemwege verursachen, Haemophilus influenzae, Streptococcus
pneumoniae, Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma pneumoniae, Klebsiella
pneumoniae, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus
sp. Gruppe A, Mycobacterium tuberculosis, Legionella pneumophila
und Aspergillus spp., sind aber nicht auf diese beschränkt.
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Der
Ausdruck Antikörper
bedeutet in der vorliegenden Erfindung einen polyklonalen Antikörper oder monoklonalen
Antikörper,
der unter Verwendung des vollständigen
oder nur eines Teilpeptids des ribosomalen Proteins hergestellt
werden kann. Obwohl es keine speziellen Beschränkungen für die Peptidlänge für die Herstellung
des Antikörpers
gibt, sollte der Abschnitt von der Länge sein, die das ribosomale
Protein L7/L12 charakterisiert, und ein Peptid von 5 Aminosäuren oder
länger,
insbesondere 8 Aminosäuren
oder länger,
ist bevorzugt. Antikörper
(polyklonale Antikörper)
enthaltendes Antiserum, welches ribosomales Protein L7/L12 identifiziert,
kann erhalten werden durch Impfung von Labortieren mit Zusatzstoff
und einem Peptid, oder dem Protein mit voller Länge wie es ist, oder, wenn
nötig,
nachdem es mit einem Trägerprotein,
wie z.B. KLH (keyhole-limpet hemocyanin) und BSA (Rinderserumalbumin),
kreuzvernetzt wurde und Rückgewinnung
des Serums. Außerdem
kann der Antikörper
verwendet werden, nachdem er aus dem Antiserum gereinigt wurde.
Die Labortiere, die geimpft werden, umfassen Schafe, Pferde, Ziegen,
Kaninchen, Mäuse,
Ratten usw. und Schafe, Kaninchen usw. sind besonders bevorzugt
für die
Herstellung von polyklonalem Antikörper. Außerdem kann ein monoklonaler
Antikörper
auch durch konventionelle Verfahren der Herstellung von Hybridomazellen
erhalten werden, aber Mäuse
sind in diesem Fall bevorzugt. Die Gesamtlänge des Proteins oder seines
Teilpeptids, bestehend aus 5 oder mehr Aminosäureresten, bevorzugt 8 oder
mehr Reste, welches mit GST (Glutathion S-Transferase), usw. fusioniert
wurde, kann gereinigt werden und als Antigen verwendet werden, oder
es kann als Antigen verwendet werden, ohne gereinigt worden zu sein.
Der Antikörper
kann auch der genetisch rekombinante Antikörper sein, der zellulär exprimiert
wird unter Verwendung von Immunoglobulingenen, die durch eine Vielfalt
von Methoden aus Handbüchern
separiert wurden ("Antibodies:
A Laboratory manual," E.
Harlow et al., Cold Spring Harbor Laboratory), Klonierungsmethoden,
usw..
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Antikörper gegen
das ribosomale Protein L7/L12, das als Markerantigen der vorliegenden
Erfindung angewendet werden kann, kann durch die folgenden drei
Verfahren erhalten werden, wie auch mit anderen, ähnlichen
Verfahren. Die Verfahren sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
- a) Der gewünschte
Antikörper
kann für
Mikroorganismen mit einer bekannten genetischen Sequenz und Aminosäuresequenz
von ribosomalem Protein L7/12 durch Synthese eines Peptidfragments,
bestehend aus 5 bis 30 Aminosäuren,
erhalten werden unter Verwendung des Bereichs mit der geringsten Ähnlichkeit zu
der Aminosäuresequenz
des Proteins von anderen Mikroorganismen und Herstellung eines polyklonalen
Antikörpers
oder monoklonalen Antikörpers
unter Verwendung dieses Peptidfragments als Immunogen.
Außerdem ist
es möglich,
die gesamte Sequenz des genannten Gens unter Verwendung eines herkömmlichen
genetischen Verfahrens zu erhalten, wie zum Beispiel Genamplifikation
durch PCR mit der DNA-Sequenz an beiden Termini der genannten bekannten
genetischen Sequenz als Sonde oder Hybridisierung unter Verwendung
der Sequenz eines homologen Abschnitts als Templatsonde.
Dann
wird ein fusioniertes Gen mit einem Gen eines anderen Proteins konstruiert
und das fusionierte Gen in den Wirt durch herkömmliche Geninsertionsverfahren
unter Verwendung von Escherichia coli usw. als Wirt eingefügt und in
großen
Mengen exprimiert. Das gewünschte
Proteinantigen kann dann durch Reinigung des exprimierten Proteins
durch Affinitätssäulenverfahren
mit Antikörper
gegen das Protein, welches als Fusionsprotein verwendet wurde, erhalten
werden. In solch einem Fall, sogar wenn Antikörper gegen den Aminosäureabschnitt,
der in Mikroorganismen konserviert ist, erhalten werden, stimmt
dies nicht mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung überein,
da die volle Länge
des ribosomalen Proteins L7/L12 das Antigen wird. Folglich wird
ein Hybridom, das monoklonale Antikörper gegen das Antigen, welches
durch dieses Verfahren erhalten wurde, produziert, durch herkömmliche
Verfahren erhalten und der gewünschte Antikörper kann
durch Auswahl eines Klons, der Antikörper produziert, die nur mit
den gewünschten
Mikroorganismen reagieren, erhalten werden.
- b) Erstens, da es eine 50 bis 60%-ige Homologie zwischen bakteriellen
Spezies bezüglich
ihrer Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 gibt, ist es möglich, die Proteingene für Mikroorganismen
mit unbekannter L7/L12-Aminosäuresequenz
durch herkömmliche
genetische Verfahren einfach zu erhalten, wie zum Beispiel Genamplifikation
eines spezifischen Sequenzabschnitts durch PCR-Verfahren basierend auf
der Sequenz des homologen Abschnitts der Aminosäuresequenz oder Hybridisierung
mit den homo logen Abschnitten als Templatsonde unter Verwendung
von Bakterien mit einer bekannten Aminosäuresequenz des ribosomalen
Proteins L7/L12.
Dann wird ein fusioniertes Gen mit einem Gen
eines anderen Proteins konstruiert und das fusionierte Gen in den
Wirt durch herkömmliche
Geninsertionsverfahren unter Verwendung von Escherichia coli usw.
als Wirt insertiert und in großen
Mengen exprimiert. Das gewünschte
Proteinantigen kann dann durch Reinigung des exprimierten Proteins
durch Affinitätssäulenverfahren
mit Antikörper
gegen das Protein, das als Fusionsprotein verwendet wurde, erhalten
werden. In solch einem Fall, sogar wenn der Antikörper gegen den
innerhalb von Mikroorganismen konservierten Aminosäureabschnitt
erhalten wird, stimmt dies nicht mit dem Zweck der vorliegenden
Erfindung überein,
da die Gesamtlänge
des ribosomalen Proteins L7/L12 das Antigen wird. Folglich wird
das Hybridoma, welches monoklonale Antikörper gegen das Antigen produziert, das
bei diesem Verfahren erhalten wurde, durch herkömmliche Verfahren erhalten
und der gewünschte
Antikörper
kann durch Auswahl eines Klons, der Antikörper produziert, die nur mit
den gewünschten
Mikroorganismen reagieren, erhalten werden.
- c) Ribosomales Protein L7/L12, das auf eine hohe Reinheit gereinigt
wurde, kann auch durch eine weitere Methode erhalten werden, in
dem Fall, in dem die Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 unbekannt ist, wobei ein Peptid
aus 5 bis 30 Aminosäuren,
welches zu dem gemeinsamen Sequenzabschnitt korrespondiert, welches
in den Mikroorganismen bewahrt wird, aus der bekannten Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 synthetisiert wird, und polyklonaler
Antikörper
oder monoklonaler Antikörper
gegen diese Peptidsequenz durch herkömmliche Methoden gemacht wird.
Dann wird das hochgereinigte ribosomale Protein L7/L12 von aufgeschlossenen
Mikroorganismen durch Affinitätssäu lenchromatographie
unter Verwendung des genannten Antikörpers erhalten.
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Wenn
die Reinheit des Proteins unzureichend ist, kann es durch herkömmliche
Methoden gereinigt werden, wie zum Beispiel Ionenaustauschchromatographie,
hydrophobe Chromatographie, Gelfiltration usw., nach welchen die
eluierte Fraktion des ribosomalen Proteins L7/L12 durch Western-Blotting
usw. identifiziert wird, unter Verwendung des Antikörpers, der
gemacht wurde, um die reine Fraktion zu erhalten. Der gewünschte Antikörper kann
durch Erhalten von Hybridoma oder polyklonalem Antikörper durch
herkömmliche Verfahren
erhalten werden, unter Verwendung des Antigens des reinen ribosomalen
Proteins L7/L12, das erhalten wurde, und Auswahl von Hybridoma oder
polyklonalem Antikörper,
der wie in b)spezifisch mit dem gewünschten Bakterium reagieren
wird.
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Der
Antikörper
der vorliegenden Erfindung, der spezifisch für eine Vielzahl von Mikroorganismen
ist und durch die Verfahren in a) bis c), usw., erhalten wurde,
kann in einer Vielzahl von Immunoassayverfahren verwendet werden,
um diagnostische Kits von Reagenz zu erhalten, welche spezifisch
für eine
Vielzahl von Mikroorganismen sind. Zum Beispiel kann dieser Antikörper bei
Aggregationsreaktionen verwendet werden, wobei der Antikörper auf
Polystyrol-Latexpartikeln adsorbiert ist, ELISA, welches eine herkömmliche
Technologie ist, die auf einer Mikrotiterplatte durchgeführt wird,
herkömmliche
Immunochromatographie-Verfahren, Sandwich-Assay, wobei der Antikörper mit
farbigen Partikeln oder Partikeln, die die Fähigkeit zur Färbung haben,
oder mit Enzym oder Phosphor markiert wird, und magnetische Mikropartikel,
die mit einem Abfang-Antikörper
beschichtet sind, usw., werden verwendet, usw.
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Der
Ausdruck Nachweisverfahren für
Mikroorganismen unter Verwendung von Antikörper bedeutet Nachweisverfahren,
die herkömmliche
Immunoassays verwenden, wie zum Beispiel Aggregationsreaktionen, wobei
der Antikörper
auf Polystyrol-Latexpartikeln adsorbiert ist, ELISA, welches eine
herkömmliche
Technologie ist, die auf einer Mikrotiterplatte durchgeführt wird,
herkömmliche
Immunochromatographieverfahren, Sandwich-Assay, wobei der Antikörper mit
farbigen Partikeln oder Partikeln, die die Fähigkeit zur Färbung haben,
oder mit Enzym oder Phosphor markiert wird, und magnetische Mikropartikel,
die mit Abfang-Antikörpern beschichtet
sind, usw. werden verwendet, usw.
-
Des
Weiteren ist die optische Immunoassay(OIA)-Technologie, die in der
Internationalen Patentanmeldung, Japanische Offenlegungsschrift
(Toku-Hyou) No. 509565/1995, beschrieben ist, bei welcher Mikroorganismen
durch eine optische Interferenz nachgewiesen werden, die durch eine
Antikörperreaktion
auf dem optischen dünnen
Film, der durch Silicon oder Siliziumnitrid gebildet wird, induziert
wird, eine nützliche
Nachweismethode unter Verwendung eines Antikörpers.
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Des
Weiteren kann eine Behandlung mit einem Extraktionsreagens, das
eine Vielzahl von Surfactanten verwendet, beginnend mit Triton X-100
und Tween-20, Enzymbehandlung mit einem geeigneten Enzym, wie zum
Beispiel Protease, usw., bekannten Verfahren, bei denen die Zellstruktur
zerstört
wird, beginnend mit dem Aufschließen des Mikroorganismus durch
physikalische Methoden, können
verwendet werden, um das intrazelluläre Markerantigen aus dem benötigten Mikroorganismus
in dem genannten Nachweisverfahren zu extrahieren. Jedoch ist es
bevorzugt, dass die Extraktionsbedingungen unter Verwendung einer
Kombination von Surfactanten usw. gestaltet werden, so dass die
Bedingungen für
die Ex traktion von jedem Mikroorganismus mit Reagenzien optimiert
werden.
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Des
Weiteren bedeutet der Ausdruck ein Kit von Reagenzien zum Nachweis
von Mikroorganismen unter Verwendung eines Antikörpers ein Kit von Reagenzien,
welches das genannte Nachweisverfahren benutzt.
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Zum
Beispiel im Fall des Erhaltens des spezifischen Antikörpers gegen
Haemophilus influenzae, das als ein verursachendes Pathogen von
Pneumonie, Bronchitis, Meningitis, usw. von extremer diagnostischer Bedeutung
ist, wird die Aminosäuresequenz
und DNA-Sequenz des ribosomalen Proteins L7/L12 in Datenbanken usw.
eingetragen.
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Die
Aminosäure
und DNA-Sequenz des ribosomalen Proteins L7/L12 von Haemophilus
influenzae sind in "Sequences
No. 1 und No. 2" gezeigt.
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Folglich
ist es im Fall dieses Bakteriums möglich, die Aminosäuresequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 entsprechend mit demselben Protein
von zum Beispiel Heliobacter pylori zu vergleichen, welches in "Sequence No. 3 und
4" gezeigt ist,
und ein Peptid von 5 bis 30 Aminosäuren für den Abschnitt mit geringer Homologie
herzustellen und unter Verwendung dieses Peptids einen polyklonalen
Antikörper
oder monoklonalen Antikörper
zu machen, der spezifisch gegen Haemophilus influenzae ist.
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Im
Falle eines spezifischen polyklonalen Antikörpers ist es bevorzugt, dass
IgG-Fraktion durch Reinigung des Antiserums von immunisierten Labortieren
mit einer Protein-A-Säule,
usw. erhalten wird und Affinitätsreinigung
mit dem synthetischen Peptid durchgeführt wird, das bei der Immunisierung
der Labortiere verwendet wurde.
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Des
Weiteren wurden PCR-Primer basierend auf den Sequenzen des N-Terminus
und C-Terminus, zum Beispiel die in Sequenzen No. 11 und No. 12
in der Sequenztabelle gezeigten PCR-Primer, aus der DNA-Sequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von Haemophilus influenzae entworfen.
Durch Anwendung der Homologie der PCR-Primer können DNA Fragmente, amplifiziert
durch das PCR-Verfahren oder ähnliche unter
Verwendung von genomischer DNA, die aus kultivierten Haemophilus
influenzae extrahiert wird, durch ein herkömmliches Verfahren erhalten
werden. Die Gesamtlänge
des Gens für
ribosomales Protein L7/L12 von Haemophilus influenzae kann durch
die Analyse der DNA-Sequenzinformation dieser Fragmente erhalten
werden.
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Das
Gen des ribosomalen Proteins L7/L12 von Haemophilus influenzae,
das so gewonnen wurde, bildet ein Fusionsprotein-Gen mit zum Beispiel
GST usw. und ein Expressionsvektor wird unter Verwendung des geeigneten
Expressionsplasmids konstruiert, Escherichia coli wird transformiert
und große
Mengen des genannten Proteins können
exprimiert werden. Eine geeignete Menge des transformierten Escherichia
coli wird kultiviert und das zerstoßene bakterielle Fluid, das
gewonnen wird, wird durch eine Affinitätssäule unter Verwendung von GST
gereinigt, um das ribosomale Protein L7/L12 und GST-Fusionsprotein
von Haemophilus influenzae zu erhalten. Es ist außerdem möglich, den
Target-spezifischen monoklonalen Antikörper zu erhalten durch Etablierung
mehrerer Hybridomen unter Verwendung des Proteins, wie es ist, oder
von GST-Fragmenteinheiten, die aus dem Protein durch Protease oder ähnliche
geschnitten wurden, als ein Antigenprotein und Auswahl des Antikörpers, welcher
eine spezifische Antwort gegen Haemophilus influenzae-Bakterien zeigt,
oder ein aufgeschlossenes Fluid der Bakterien, oder ribosomales
Protein L7/L12 von Haemophilus influenzae.
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Des
Weiteren sind die Aminosäuresequenz
und die DNA-Sequenz des ribosomalen Proteins L7/L12 von Streptococcus
pneumoniae, das auch hoch signifikant als ein diagnostisches Agens
für Infektionen
der Atemwege ist, wie auch Haemophilus influenzae, von Beschreibungen
in Datenbanken und ähnlichen
bekannt. Die Aminosäure
und DNA-Sequenzen des ribosomalen Proteins L7/L12 von Streptococcus
pneumoniae sind in den Sequenzen No. 5 und No. 6 der Sequenztabelle
gezeigt.
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Es
ist deshalb möglich,
einen polyklonalen Antikörper
oder monoklonalen Antikörper
zu gewinnen, welcher spezifisch gegen Streptococcus pneumoniae ist,
durch Entwerfen eines PCR-Primers, der PCR-Primer ist in Sequenz-ID
No. 13 oder 14 in der Sequenztabelle gezeigt, z.B., basierend auf
den Sequenzen des N-Terminus und C-Terminus der DNA-Sequenz des
ribosomalen Proteins L7/L12 von Streptococcus pneumoniae, in der
gleichen Weise wie im Fall von Haemophilus influenzae und anschließender Weiterverarbeitung
in der gleichen Weise wie im Falle von Haemophilus influenzae.
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Das
Hybridoma AMSP-2, welches den monoklonalen Antikörper produziert, der spezifisch
gegen Streptococcus pneumoniae ist, wurde beim National Institute
of Bioscience and Human-Technology,
the Agency of Industrial Science and Technology, the Ministry of
International Trade and Industry, Japan, am 28. Juli 1999 mit der
Hinterlegungs-Nummer FERM BP-6807 hinterlegt.
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Des
Weiteren ist ein Großteil
der DNA-Sequenz und Aminosäuresequenz,
welche durch das "Neisseria
Gonorrhea Genom-Projekt" an
der Oklahoma University, USA, bestimmt wurden, im Internet offenbart,
obwohl die DNA und Aminosäuresequenzen
des ribosomalen Proteins L7/L12 von, zum Beispiel Neisseria gonorrhoeae,
welches das verursachende Pathogen von Gonorrhoe ist, und gezeigt
hat, dass es als ein typisches verursachendes Pathogen von STD diagnostische
Bedeutung hat, unbekannt waren.
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Wenn
ein Teil der bekannten DNA-Sequenz des ribosomalen Proteins L7/L12
verwendet wurde, um die Existenz von DNA-Fragmenten mit einer ähnlichen
Sequenz zu sondieren, wurde gefunden, dass die zu dem Gen des ribosomalen
Proteins L7/L12 korrespondierende DNA-Sequenz vorhanden ist, und
es war möglich,
Daten von seiner gesamten DNA-Sequenz zu erhalten. Die gesamte Basensequenz
des Gens und korrespondierende Aminosäuresequenz des ribosomalen
Proteins L7/L12 dieses Neisseria gonorrhoeae sind in Sequenzen No.
7 und No. 8 der Sequenztabelle gezeigt.
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Es
ist deshalb möglich
den Zielantikörper,
welcher spezifisch gegen Neisseria gonorrhoeae ist, mit dem gesamten
oder teilweisen ribosomalen Protein L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae
als ein Antigen zu gewinnen, durch Entwerfen eines PCR-Primers,
der PCR-Primer ist in Sequenz ID No. 15 oder 16 in der Sequenztabelle
gezeigt, zum Beispiel basierend auf den Sequenzen des N-Terminus und C-Terminus
der DNA-Sequenz des ribosomalen Proteins L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae
in der gleichen Weise wie im Falle von Haemophilus influenzae und
Streptococcus pneumoniae und anschließender Weiterverarbeitung in
exakt der gleichen Weise wie im Fall von Haemophilus influenzae
oder Streptococcus pneumoniae.
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Insbesondere
die Gensequenz des ribosomalen Proteins L7/L12 von Neisseria meningitides,
welches zur gleichen Neisseria-Gattung wie Neisseria gonorrhoeae
gehört,
ist im Internet offenbart und ohne weiteres erhältlich. Die gesamte Basensequenz
des Gens und die korrespondierende Aminosäuresequenz des ribosomalen
Proteins L7/L12 von Neisseria meningitidis sind in "Sequenzen No. 9 und
No. 10" gezeigt.
Beim Vergleich der gesamten Basensequenz der Gene für ribosomales
Protein L7/L12 von Neisseria meningitidis und Neisseria gonorrhoeae,
ist der einzige Unterschied in der Aminosäuresequenz, dass Neisseria
gonorrhoeae Alanin als 115. Aminosäure vom N-Terminus hat, wohingegen
Neisseria meningitidis eine Glutaminsäure hat. Demzufolge kann geschlossen
werden, dass der Antikörper
für das
ribosomale Protein L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae, welcher spezifisch
Neisseria gonorrhoeae nachweist, der Antikörper ist, welcher das Alanin
bei 115 vom N-Terminus identifiziert und den Aminosäurebereich,
der das Alanin des ribosomalen Proteins L7/L12 als ein Epitop umfasst.
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Der
auf Basis der vorliegenden Erfindung hergestellte Antikörper kann
in allen bekannten Typen von Immunoassays verwendet werden, wie
zum Beispiel, Aggregation, wobei der Antikörper auf Polystyrollatex adsorbiert
ist, ELISA, welches eine herkömmliche
Technologie ist, die auf einer Mikrotiterplatte durchgeführt wird, herkömmliche
Immunochromatographie, Sandwichassay, wobei der Antikörper mit
farbigen Partikeln oder Partikeln, die die Fähigkeit zur Färbung haben,
oder Enzymen oder Phosphor markiert wird, und magnetische Partikel,
die mit Einfang-Antikörpern
beschichtet sind werden verwendet, usw..
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Des
Weiteren kann ein Antikörper,
der basierend auf der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, gleichzeitig
in jedem dieser Immunoassay-Verfahren als ein sogenannter Einfang-Antikörper, der
das Antigen-Protein in der festen oder flüssigen Phase einfängt und
ein sogenannter Enzym-gelabelter Antikörper durch Modifikation unter
Verwendung eines Enzyms, wie zum Beispiel Peroxidase und alkalische
Phosphatase, usw. durch herkömmliche
Verfahren funktionieren.
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BESTE ART, DIE ERFINDUNG
AUSZUFÜHREN
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Die
folgenden Beispiele sind angegeben, um die vorliegende Erfindung
unter tatsächlichen
Bedingungen zu erklären,
wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
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Beispiel 1
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Klonierung der Gene des
ribosomalen Proteins L7/L12 aus Haemophilus influenzae
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Nach
Inokulation einer geeigneten Menge von Haemophilus influenzae Stamm
ATCC9334 (IID984) (erhalten von der Tokyo University School of Medicine
Laboratories) in einem Schokoladenagar Kulturmedium wurde der Stamm
für 24
Stunden in einem CO2-Inkubator unter Bedingungen
von 37°C
und 5,0 CO2 kultiviert. Die Kolonien, die
wuchsen, wurden in einem TE-Puffer (hergestellt von Wako Pure Chemical
Co., Ltd.) auf eine Endkonzentration von etwa 5 × 109 CFU/ml
suspendiert. Etwa 1,5 ml dieser Suspension wurden in ein Mikrozentrifugenröhrchen transferiert
und für
2 Minuten bei 10.000 rpm zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen. Das
Sediment wurde in 567 μl
TE-Puffer resuspendiert. Dann wurden 30 μl 10% Natriumdodecylsulfat (SDS)
und 3 μl
20 mg/ml Proteinase K-Lösung
zugegeben und gründlich
gemischt. Die Suspension wurde für eine
weitere Stunde bei 37°C
inkubiert. Als nächstes,
nach der Zugabe von 80 μl
10% Cetyltrimethylammoniumbromid/0,7 M NaCl-Lösung und gründlicher Mischung des Produkts,
wurde für
10 Minuten bei 65°C
inkubiert. Als nächstes
wurden 700 μl
Chloroform-Isoamylalkohol-Lösung
bei einem Volumenverhältnis
von 24:1 zugegeben und gründlich
gerührt.
Die Lösung
wurde für
5 Minuten (während
sie bei 4°C
gehalten wurde) bei 12.000 rpm unter Verwendung einer Mikrozentrifugations-Vorrichtung
zentrifugiert und die wässrige
Fraktion wurde in ein neues Mikroröhrchen über führt. Isopropanol wurde mit
0.6-fachem Volumen zu der Fraktion zugegeben und das Röhrchen wurde
heftig geschüttelt,
um ein Sediment der DNA zu bilden. Das weiße DNA-Sediment wurde mit einem
Glasstab abgeschöpft
und in ein weiteres Mikrozentrifugenröhrchen, enthaltend 1 ml 70%
Ethanol (gekühlt
auf –20°C), überführt.
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Als
nächstes
wurde das Produkt für
5 Minuten bei 10.000 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde vorsichtig entfernt.
Dann wurde 1 weiterer ml 70% Ethanol zugegeben und das Produkt für 5 weitere
Minuten zentrifugiert.
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Sobald
der Überstand
entfernt war, wurde das Sediment in 100 μl TE-Puffer gelöst, um die
DNA-Lösung
zu erhalten. Die Konzentration der genomischen DNA-Lösung wurde
quantitativ gemäß E5, spektrometrische
Bestimmung der Menge von DNA oder RNA "Molecular cloning: A laboratory manual," 1989, Eds. Sambrook,
J., Fritsch, E.F. und Maniatis, T., Cold Spring Harbor Laboratory
Press, bestimmt.
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PCR
(Polymerase-Kettenreaktion) wurde unter Verwendung von 10 ng dieser
genomischen DNA durchgeführt.
Taq-Polymerase (Takara Co., Ltd., Code R001A) wurde für die PCR
verwendet. Dann wurden 5 μl
Puffer, 4 μl
dNTP-Mischung und 200 pmol von jeweils synthetischem Oligonucleotid-A,
gezeigt in Sequenz No. 11 der Sequenztabelle und synthetischem Oligonucleotid-B,
gezeigt in Sequenz No. 12 der Sequenztabelle, zu dem Enzym zugegeben,
um das Endvolumen auf 50 μl
zu bringen.
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Diese
Mischung wurde 5 Zyklen mit einem TaKaRa PCR Thermal Cycler 480
unterworfen, für
1 Minute bei 95°C,
2 Minuten bei 50°C,
und 3 Minuten bei 72°C
und dann 25 Zyklen unterworfen, für 1 Minute bei 95°C, 2 Minuten
bei 60°C
und 3 Minuten bei 72°C.
Elek trophorese wurde in 1,5 % Agarosegel unter Verwendung von einigen
von diesem PCR-Produkt durchgeführt.
Dieses Produkt wurde anschließend
mit Ethidiumbromid (Nihon Gene Co., Ltd.) gefärbt und unter ultravioletter
Strahlung betrachtet, um die Amplifikation von etwa 400 by cDNA
zu bestätigen.
Nach Aufschlussbehandlung mit Restriktionsendonukleasen BamHI und
XhoI, wurde Elektrophorese in einem 1,5% Agarosegel durchgeführt und
Färbung
mit Ethidiumbromid wurde durchgeführt. Eine ungefähr 370 bp-Bande wurde aus dem
Gel ausgeschnitten. Diese Bande wurde mit Suprec01 (Takara Co.,
Ltd.) gereinigt und dann in ein pGEX-4T-1 (Pharmacia) eingefügt, welches
ein kommerziell erhältlicher Vektor
ist. Der gleiche Vektor kann als Expressionsvektor für das gewünschte Molekül funktionieren,
welches fusioniertes Protein mit GST-Protein exprimieren kann, durch
Einfügung
des gewünschten
Genfragments in die geeignete Restriktionsendonukleasenstelle.
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Tatsächlich wurden
der Vektor pGEX-4T-1 und die vorhergehende DNA in einem Molverhältnis von
1:3 zusammen gemischt und DNA wurde in den Vektor mit T4-DNA-Ligase
(Invitrogen Co.) eingefügt.
Der Vektor pGEX-4T-1, in welchen die DNA eingeführt worden war, wurde genetisch
in Escherichia coli one-shot competent cells (Invitrogen Co., Ltd.)
eingefügt
und dann in eine Platte von L-Medium (Takara Co., Ltd.) halbfeste Kulturschale,
enthaltend 50 μg/ml
Ampicillin (Sigma) geimpft. Die Platte wurde dann bei 37°C für 12 Stunden beiseite
gestellt und die gewachsenen Kolonien wurden zufällig ausgewählt und in 2 ml L-Medium Flüssigkulturmedium,
enthaltend die gleiche Konzentration von Ampicillin, geimpft. Kultivierung
unter Schütteln
wurde bei 37°C
für 8 Stunden
durchgeführt
und die Bakterien wurden gewonnen und das Plasmid wurde abgetrennt unter
Verwendung von Wizard Miniprep (Promega) in Übereinstimmung mit der beigefügten Literatur.
Das Plasmid wurde mit Restriktionsendonuklease BamHI/XhoI geschnit ten.
Die Einfügung
des PCR-Produkts wurde durch Ausschneiden von etwa 370 by DNA bestätigt. Die
Basensequenz der DNA, die eingefügt
worden war, wurde mit dem Klon bestimmt.
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Die
Bestimmung der Basensequenz des eingefügten DNA-Fragments wurde unter
Verwendung des Fluorescence Sequencer von Applied Biosystems durchgeführt. Die
Sequenzprobe wurde unter Verwendung von PRISM, Ready Reaction Dye
Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) hergestellt.
Zuerst wurden 9,5 μl
Reaktionsstocklösung,
4,0 μl T7-Promotorprimer
mit 0,8 pmol/μl
(Gibco BRL) und 6,5 μl
Templat-DNA mit 0,16 μg/μl zur Sequenzierung
in ein Mikroröhrchen
mit einem Fassungsvermögen
von 0,5 ml gegeben, gemischt und mit 100 μl Mineralöl überschichtet. PCR-Amplifikation
wurde für
25 Zyklen durchgeführt, wobei
ein Zyklus aus 30 Sekunden bei 96°C,
15 Sekunden bei 55°C
und 4 Minuten bei 60°C
bestand. Das Produkt wurde dann bei 4°C für 5 Minuten gehalten. Nachdem
die Reaktion beendet war, wurden 80 μl sterilisiertes reines Wasser
zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde zentrifugiert und die wässrige Schicht 3 mal mit Phenol-Chloroform
extrahiert. 10 μl
[Mikroliter] 3 M Natriumacetat (pH 5,2) und 300 μl Ethanol wurden zu 100 μl wässriger
Schicht zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde dann für
15 Minuten bei Raumtemperatur bei 14.000 rpm zentrifugiert und das
Sediment wurde gewonnen. Sobald das Sediment mit 75% Ethanol gewaschen
war, wurde es unter Vakuum für
2 Minuten getrocknet, um die Sequenzierungsprobe zu erhalten. Die Sequenzierungsprobe
wurde in Formamid, enthaltend 4 μl
10 mM EDTA gelöst
und für
2 Minuten bei 90°C
denaturiert. Dies wurde dann in Eis gekühlt und sequenziert.
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Einer
der 5 erhaltenen Klone hatte Homologie zu der Sequenz mit der Sonde,
die für
die PCR verwendet wurde. Zusätzlich
wurden DNA-Sequenzen mit extremer Ähnlichkeit zu der Gensequenz
des Gens des ribosomalen Proteins L7/L12 der anderen Mikroorganis men,
zum Beispiel Neisseria gonorrhoeae, entdeckt. Die gesamte Basensequenz
und die entsprechende Aminosäuresequenz
der strukturellen Geneinheit sind wie in Sequenz ID No. 17 und No.
18 der Sequenztabelle gezeigt. Dieses Genfragment codiert klar für Haemophilus influenzae
ribosomales Protein L7/L12.
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Beispiel 2
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Massenexpression in Escherichia
coli und Reinigung des ribosomalen Proteins L7/L12 aus Haemophilus
influenzae
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50
ml Escherichia coli, in welche ein Expressionsvektor eingefügt worden
war, wurden über
Nacht in LB bei 37°C
kultiviert. Dann wurden 500 ml YT-Medium mit einer Konzentration,
die doppelt so hoch war wie die der vorher erwähnten Kultur, bei 37°C für 1 Stunde
erhitzt. 50 ml der Escherichia coli Lösung, die über Nacht kultiviert worden
waren, wurden in 500 ml des vorher erwähnten Mediums gegeben. Eine
Stunde später wurden
550 μl 100
mM Isopropyl β-(D)-thiogalactopyranosid
(IPTG) zugegeben und für
4 Stunden kultiviert. Das Produkt wurde dann gewonnen und in Zentrifugationsröhrchen von
jeweils 250 ml gegeben und für
10 Minuten bei 7.000 rpm zentrifugiert.
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Der Überstand
wurde verworfen und in 25 ml jeweils 50 mM Tris-HCl bei einem pH von 7,4 und Lysis-Puffer,
enthaltend 25% Sucrose, gelöst.
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Weiterhin
wurden 1,25 ml 10% Nonidet P-40 (NP-40) und 125 μl 1 M MgCl2 zugegeben
und in ein Plastikröhrchen überführt. Ultraschallbehandlung
wurde 5 mal für
1 Minute unter Eiskühlung
durchgeführt.
Das Produkt wurde für
15 Minuten bei 12.000 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde gewonnen.
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Als
nächstes
wurde der zuvor erwähnte Überstand
auf einer Glutathion-Agarosesäule,
die mit Phosphat-gepufferter Saline (PBS) konditioniert wurde, adsorbiert.
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Dann
wurde die Säule
mit ihrem zweifachen Bettvolumen gewaschen unter Verwendung einer
Waschlösung,
enthaltend 20 mM Tris-Puffer bei einem pH von 7,4, 4,2 mM MgCl2 und 1 mM Dithiothreithol (DTT). Die Eluierung
wurde mit 50 mM Tris-Puffer bei einem pH von 9,6, enthaltend 5 mM
Glutathion durchgeführt.
Der Proteinanteil in der Fraktion wurde durch die Pigmentbindungsmethode
(Bradford method; BioRad Co.) bestimmt und die Hauptfraktion wurde
gewonnen.
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Die
Reinheit des gereinigten ribosomalen Proteins L7/L12/GST fusioniertes
Protein, das erhalten wurde, wurde mittels Elektrophorese auf etwa
75% bestimmt, was zeigt, dass eine Reinheit garantiert werden kann,
die ausreichend für
ein Immunogen ist.
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Beispiel 3
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Herstellung von monoklonalem
Antikörper
gegen ribosomales Protein L7/L12 aus Haemophilus influenzae
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Zuerst
wurden 100 μg
fusioniertes Proteinantigen von ribosomalem Protein L7/L12/GST aus
Haemophilus influenzae in 200 μl
PBS gelöst
und dann 200 μl
Freund's Komplettadjuvas
zugegeben und gemischt und Emulgierung wurde durchgeführt. 200 μl wurden
intraperitoneal injiziert, um Mäuse
zu immunisieren
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Dann
wurde die gleiche Emulsion von Antigen intraperitoneal nach 2 Wochen,
nach 4 Wochen und nach 6 Wochen injiziert. Die zweifache Konzentration
an Antigenemulsion wurde intraperitoneal nach 10 Wochen und nach
14 Wochen injiziert. Die Milz wurde 3 Tage nach der finalen Immunisierung
entfernt und der Zellfusion übergeben.
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Nach
gründlicher
Mischung von 2 × 107 Myeloma-Zellen pro 108 Milzzellen
von Mäusen,
welche aseptisch gewonnen worden waren, in einem Glasröhrchen,
wurde die Mischung für
5 Minuten bei 1.500 rpm zentrifugiert und der Überstand verworfen. Die Zellen
wurden gründlich
gemischt.
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Die
Myeloma-Zellen, die für
die Zellfusion verwendet wurden, wurden durch Kultivierung von Zellinie NS-1
mit einem RPMI 1640-Kulturmedium,
enthaltend 10% FCS erhalten, wobei die Kultivierung dieses Produkts
2 Wochen vor der Zellfusion begonnen wurde unter Verwendung eines
RPMI 1640-Mediums, enthaltend 0,13 mM Azaguanin, 0,5 μg/ml MC-210
und 10% FCS, für
1 Woche und dann weitere Kultivierung der Zellinie für 1 Woche
mit einem RPMI 1640-Medium, enthaltend 10% FCS.
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Dreißig Milliliter
von RPMI 1640-Kulturmedium 50 ml, welche bei 37°C gehalten worden waren, wurden
zu der gemischten Zellprobe gegeben und bei 1.500 rpm zentrifugiert.
Nach Entfernung des Überstandes wurde
1 ml 50% Polyethylenglycol, welches bei 37°C gehalten worden war, zugegeben
und für
2 Minuten gerührt.
10 ml RPMI 1640-Medium, welches bei 37°C gehalten worden war, wurde
zugegeben und die Lösung wurde
für etwa
5 Minuten durch Einsaugen und Ausblasen einer sterilen Pipette heftig
gemischt.
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Nach
Zentrifugation für
5 Minuten bei 1.000 rpm und Entfernung des Überstandes wurden 30 ml HAT Medium
zugegeben, um die Zellkonzentration auf 5 × 106 Zellen/ml
zu bringen. Diese Mischung wurde gerührt, bis sie gleichförmig war
und anschließend
je 0,1 ml in eine 96-Well-Kulturplatte geschüttet und bei 37°C un ter 7%
CO2 kultiviert. HAT Medium wurde zugegeben,
je 0,1 ml am Tag 1 und bei Woche 1 und Woche 2.
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Dann
wurden die Zellen, die den gewünschten
Antikörper
produziert hatten, durch ELISA gescreent.
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Lösungen von
ribosomalem GST-Fusionsprotein L7/L12 und GST Protein aus Haemophilus
influenzae, gelöst
in PBS, enthaltend 0,05 Natriumazid, verdünnt auf 10 μg/ml, wurden in separate 96-Well-Platten geschüttet, je
100 μl,
und über
Nacht bei 4°C
adsorbiert.
-
Nach
Entfernung des Überstandes
wurden 200 μl
einer 1% Rinderserumalbumin-Lösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und gehemmt. Nach Entfernung
des Überstandes wurde
das Produkt mit einer Waschlösung
(0,02 Tween 20, PBS) gewaschen. 100 μl Kulturlösung der fusionierten Zellen
wurden zu diesem zugegeben und für
2 Stunden bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
mit Waschlösung
gewaschen. Als nächstes
wurden 100 μl
Peroxidase gelabelte Ziegen-Anti-Maus-IgG-Antikörperlösung bei
einer Konzentration von 50 ng/ml zugegeben und die Lösung für 1 Stunde
bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde wiederum mit Waschlösung gewaschen. Dann wurde
TMB-Lösung
(KPL Co., Ltd.) zugegeben, je 100 μl, und die Mischung wurde für 20 Minuten
bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach Färbung wurden 100 μl 1 N Schwefelsäure zugegeben,
um die Reaktion zu stoppen und die Absorption bei 450 nm wurde bestimmt.
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Als
ein Ergebnis wurden positive Wells nachgewiesen, die nur mit ribosomalem
GST-Fusionsprotein L7/L12 reagiert hatten und nicht mit GST-Protein
reagierten und es wurde geschlossen, dass ein Antikörper gegen
ribosomales Protein L7/L12 anwesend ist.
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Deshalb
wurden die. Zellen in den positiven Wells gewonnen und in einer
24-Well-Plastikplatte mit HAT-Medium kultiviert. Das fusionierte
Medium, das kultiviert worden war, wurde mit HT-Medium auf eine
Zellenzahl von etwa 20 Zellen/ml verdünnt und dann mit 106 sechs Wochen alten Maus-Thyroid-Zellen,
suspendiert in HT-Kulturmedium,
in einer 96-Well-Kulturplatte gemischt. Kultivierung wurde für 2 Wochen
bei 37°C unter
Bedingungen von 7% CO2 durchgeführt.
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Antikörperaktivität in dem
Kulturüberstand
wurde entsprechend durch das vorher erwähnte ELISA-Verfahren bestimmt
und die Zellen, die mit ribosomalem Protein L7/L12 eine positive
Reaktion zeigten, wurden gewonnen.
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Des
Weiteren wurde der gleiche Verdünnungstest
und des Klonierungsverfahren wiederholt, um eine Gesamtzahl von
5 Klonen von Hybridoma HIRB-1 ∼ 5
zu erhalten.
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Beispiel 4
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Reaktion von monoklonalem
Antikörper,
welcher mit ribosomalem Protein L7/L12 aus Haemophilus influenzae, mit
Neisseria gonorrhoeae und anderen Mikroorganismen reagiert
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Monoklonaler
Antikörper
wurde in Übereinstimmung
mit Standardverfahren unter Verwendung der positiven Hybridomazellen,
die wie vorhergehend beschrieben erhalten wurden, hergestellt und
gewonnen.
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Grundsätzlich wurden
5 × 106 Zellen, welche unter Verwendung von RPMI
1640-Kulturmedium abgeimpft wurden (enthaltend 10% FCS) intraperitoneal
in Balb/C-Mäuse
injiziert, welche 2 Wochen zuvor intraperitoneal mit 0,5 ml Pristan
injiziert worden waren. Aszites wurde 3 Wochen später gewonnen
und der Zentrifugationsüberstand
wurde erhalten.
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Die
Lösung,
enthaltend den Antikörper,
der erhalten wurde, wurde in einer Protein A-Säule (5 ml Bett, Pharmacia)
adsorbiert und mit 3-fachem Bettvolumen an PBS gewaschen. Durch
anschließende
Eluierung mit Citratpuffer bei pH 3 wurde die Antikörperfraktion
gewonnen und der monoklonale Antikörper, der durch jedes Hybridoma
hergestellt wurde, wurde erhalten.
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Der
von diesen 5 Linien von Hybridoma gewonnene monoklonale Antikörper wurde
im ELISA verwendet.
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Das
Sandwich-Assay-Verfahren wurde verwendet, um den monoklonalen Antikörper zu
beurteilen. Der monoklonale Antikörper, der hergestellt wurde,
wurde als ein Enzym-gelabelter Antikörper verwendet, indem er chemisch
an Peroxidase gebunden wurde.
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D.h.
Enzym-Labeling wurde durchgeführt
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren in "Analytical
Biochemistry" 132
(1983), 68-73 mit dem Reagens S-Acetylthioessigsäure N-Hydroxysuccinimid zur
Bindung unter Verwendung von Meerrettichperoxidase (Sigma Grade
VI). Unter Verwendung der ELISA-Reaktion wurde eine Lösung von
kommerziell erhältlichem
polyklonalem anti-Haemophilus influenzae Antikörper, welcher in PBS, enthaltend
0,05 Natriumazid (Biodesign, Kaninchen), gelöst war, auf eine Konzentration
von 10 μ/ml
verdünnt
und je 100 μ in
eine separate 96 Well-Platte geschüttet und über Nacht bei 4°C adsorbiert.
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Nach
Entfernung des Überstandes
wurden 200 μl
1% FCS-Lösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und gehemmt. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt mit Waschlösung (0,02 Tween 20, PBS) gewaschen.
100 μl Antigenlösung, welche
durch Zugabe von Triton X-100 zu Kulturlösungen von jeder Spezies von
Mikroorganismen auf eine Konzentration von 0,3% und dann Extraktion der
Lösung
für 5 Minuten
bei Raumtemperatur erhalten wurde, wurden dazu zugegeben und für 2 Stunden
bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde weiter mit Waschlösung gewaschen. Dann wurden
100 μl Peroxidase-gelabelte
anti-ribosomales Protein L7/L12-Antikörperlösung mit 5 μg/ml zugegeben
und für
1 Stunde bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde mit Waschlösung gewaschen. TMB (KPL Co.)-Lösung wurde zugegeben, je 100 μl, und für 20 Minuten
bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Nach Färbung wurden 100 μl 1 N Schwefelsäure zugegeben,
um die Reaktion zu stoppen. Die Absorption bei 450 nm wurde bestimmt.
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Als
ein Ergebnis, wie in Tabelle 1 gezeigt, ist klar, dass, wenn monoklonaler
Antikörper,
erhalten aus Hybridoma HIRB-2, als der Enzym-gelabelte Antikörper verwendet
wurde, wurden alle getesteten Linien von Haemophilus influenzae
mit einer Empfindlichkeit von 106 Bakterien/ml
nachgewiesen, während
die Reaktivität von
anderen Bakterien, die zur Gattung Neisseria gehören und andere Mikroorganismen
nicht nachgewiesen werden konnten, sogar bei hohen Konzentrationen
von 108 Bakterien/ml und deshalb kann Antikörper mit
spezifischer Reaktivität
gegen Haemophilus influenzae erhalten werden unter Verwendung von
monoklonalem Antikörper
gegen ribosomales Protein L7/L12.
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Beispiel 5
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Klonen von Genen des ribosomalen
Proteins L7/L12 aus Streptococcus pneumoniae, Massenexpression in Escherichia
coli und Reinigung desselben Proteins und Herstellung eines monoklonalen
Antikörpers
gegen dasselbe Protein
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Nach
Impfung einer geeigneten Menge von Streptococcus pneumoniae-Stamm
IID555 (erhalten von Tokyo University School of Medicine Laboratories)
in einem Blutagar-Kulturmedium wurde der Stamm für 48 Stunden in einem Inkubator
bei 37°C
kultiviert. Die Kolonien, die gewachsen sind, wurden in einem TE-Puffer auf
eine Endkonzentration von etwa 5 × 109 CFU/ml
suspendiert. Etwa 1,5 ml dieser Suspension wurden in ein Mikrozentrifugenrohr über führt und
für 2 Minuten
bei 10.000 rpm zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen. Das
Sediment wurde in 567 μl
TE-Puffer resuspendiert. Dann wurden 30 μl 10% SDS und 3 μl 20 mg/ml
Proteinase K-Lösung
zugegeben und gründlich
gemischt. Die Suspension wurde für
eine weitere Stunde bei 37°C inkubiert.
Als nächstes,
nach Zugabe von 80 μl
10% Cetyltrimethylammoniumbromid/0,7 M NaCl-Lösung und gründlicher Durchmischung des
Produkts, wurde für
10 Minuten bei 65°C
inkubiert. Als nächstes
wurden 700 μl
Chloroform-Isoamylalkohollösung
bei einem Volumenverhältnis
von 24:1 zugegeben und gut gerührt.
Die Lösung
wurde für
5 Minuten (während
sie bei 4°C
gehalten wurde) bei 12.000 rpm zentrifugiert unter Verwendung einer
Mikrozentrifugationsvorrichtung und die wässrige Fraktion wurde in ein
neues Mikrorohr überführt. Isopropanol
wurde zu der Fraktion mit 0,6-fachem
Volumen zugegeben, und das Rohr wurde heftig geschüttelt, um
ein Sediment der DNA zu bilden. Das weiße DNA-Sediment wurde mit einem
Glasstab abgeschöpft
und in ein weiteres Mikrozentrifugenrohr überführt, enthaltend 1 ml 70% Ethanol
(gekühlt
auf – 20°C).
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Als
nächstes
wurde das Produkt für
5 Minuten bei 10.000 rpm zentrifugiert und der Überstand vorsichtig entfernt.
Dann wurde 1 weiterer ml 70 $ Ethanol zugegeben und das Produkt
für 5 weitere
Minuten zentrifugiert. Sobald der Überstand entfernt war, wurde
das Sediment in 100 μl
TE-Puffer gelöst,
um die DNA-Lösung
zu erhalten. Die Konzentration der genomischen DNA-Lösung wurde
quantitativ bestimmt in Übereinstimmung
mit E5, Spectrophotometric determination of the amount of DNA or
RNA, "Molecular
cloning: A laboratory manual," 1989,
Eds. Sambrook, J., Fritsch, E.F., und Maniatis, T., Cold Spring
Harbor Laboratory Press.
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PCR
wurde durchgeführt
unter Verwendung von 10 ng dieser genomischen DNA. Taq-Polymerase (Takara
Co., Ltd., Code R001A) wurde für
die PCR verwendet. Dann wurden 5 μl
Puffer zu dem Enzym zugefügt,
4 μl dNTP-Mischung
zu dem Enzym zugefügt
und 200 pmol von jeweils synthetischem Oligonucleotid C, gezeigt
in Sequenz No. 13 der Sequenztabelle, und synthetischem Oligonucleotid
D, gezeigt in Sequenz No. 14 der Sequenztabelle, zu dem Enzym zugegeben,
um das Gesamtvolumen auf 50 μl
zu bringen.
-
Diese
Mischung wurde 5 Zyklen unterworfen mit einem TaKaRa PCR Thermal
Cycler 480 für
1 Minute bei 95°C,
2 Minuten bei 50°C
und 3 Minuten bei 72°C
und anschließend
25 Zyklen unterworfen für
1 Minute bei 95°C,
2 Minuten bei 60°C
und 3 Minuten bei 73°C.
Elektrophorese wurde durchgeführt
in 1,5% Agarosegel unter Verwendung von einigem dieses PCR-Produkts.
Dieses Produkt wurde anschließend
mit Ethidiumbromid (Nihon Gene Co., Ltd.) gefärbt und unter ultravioletten
Strahlen beobachtet, um die Amplifikation von etwa 400 by cDNA zu
bestätigen.
Nach der Aufschlussbehandlung mit Restriktionsendonukleasen BamHI
und XhoI wurde Elektrophorese in 1,5% Agarosegel durchgeführt und
Färbung
mit Ethidiumbromid wurde durchgeführt. Eine etwa 370 bp-Bande
wurde aus dem Gel ausgeschnitten. Diese Bande wurde mit Suprec01
(Takara Co., Ltd.) gereinigt und dann in pGEX-6P-1 (Pharmacia) eingefügt, welcher
ein kommerziell erhältlicher
Vektor ist.
-
Derselbe
Vektor kann als ein Expressionsvektor für das gewünschte Molekül dienen,
welcher fusionierte Proteine mit GST-Protein exprimieren kann durch
Insertion des gewünschten
Genfragments in die geeignete Restriktions-Endonukleasenstelle.
Tatsächlich
wurden der Vektor pGEX-6P-1 und die vorhergenannte DNA bei einem
Molverhältnis
von 1:5 zusammengemischt und DNA wurde in den Vektor mit T4-DNA-Ligase (Invitrogen
Co.) eingefügt.
Der Vektor pGEX-4T-1, in welchen die DNA eingeführt worden war, wurde genetisch in
Escherichia coli One-Shot Comopetent Cells eingefügt (Invitrogen
Co., Ltd.) und dann in einer Platte von L-Medium (Takara Co., Ltd.)
halbfeste Kulturplatten, enthaltend 50 μg/ml Ampicillin (Sigma) geimpft.
Die Platte wurde dann bei 37°C
für 12
Stunden beiseite gestellt und die Kolonien, die gewachsen sind,
wurden zufällig ausgewählt und
in 2 ml L-Medium Flüssigkulturmedium,
enthaltend die gleiche Konzentration an Ampicillin, geimpft. Schüttelkultivierung
wurde bei 37°C
für 8 Stunden
durchgeführt
und die Bakterien wurden gewonnen und das Plasmid wurde abgetrennt
unter Verwendung von Wizard Miniprep (Promega Co.) in Übereinstimmung
mit der beigefügten
Literatur. Das Plasmid wurde mit Restriktionsendonuklease BamHI/XhoI
geschnitten. Einfügung
des genannten PCR-Produkts wurde durch Ausschneiden von etwa 370
pb DNA bestätigt.
Die Basensequenz der DNA, die eingefügt worden war, wurde unter
Verwendung des genannten Klons bestimmt.
-
Die
Bestimmung der Basensequenz des eingefügten DNA-Fragments wurde unter
Verwendung des Fluoreszenz-Sequenzers von Applied Biosystems durchgeführt. Die
Sequenzprobe wurde unter Verwendung von PRISM, Ready Reaction Dye
Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) hergestellt.
Zuerst wurden 9,5 μl
Reaktionsstocklösung,
4,0 μl T7-Promoter-Primer
mit 0,8 pmol/μl
(Gibco BRL) und 6,5 μl
an Templat-DNA mit 0,16 μg/μl zur Sequenzierung
in ein Mikroröhrchen
mit einem Fassungsvermögen
von 0,5 ml zugegeben, gemischt und mit 100 Mineralöl überschichtet.
PCR-Amplifikation
wurde für
25 Zyklen durchgeführt, wobei
1 Zyklus aus 30 Sekunden bei 96°C,
15 Sekunden bei 55°C
und 4 Minuten bei 60°C
bestand. Das Produkt wurde anschließend bei 4°C für 5 Minuten gehalten. Nachdem
die Reaktion beendet war, wurden 80 μl sterilisiertes reines Wasser
zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde zentrifugiert und die wässrige Schicht wurde 3 mal
mit Phenol-Chloroform extrahiert. Zehn Mikroliter 3 M Natriumacetat
(pH 5,2) und 300 μl
Ethanol wurde zugegeben zu 100 μl
wässriger
Lösung
und gerührt.
Das Produkt wurde dann für
15 Minuten bei Raumtemperatur und 14.000 rpm zentrifugiert und das
Sediment wurde gewonnen. Nachdem das Sediment mit 75% Ethanol gewaschen
war, wurde es unter Vakuum für
2 Minuten getrocknet, um die Sequenzierprobe zu erhalten. Die Sequenzierprobe
wurde in Formamid, enthaltend 4 μl
10 mM EDTA, gelöst
und für
2 Minuten bei 90°C denaturiert.
Dies wurde anschließend
in Eis gekühlt
und der Sequenzierung überführt.
-
Einer
der erhaltenen 7 Klone hatte Homologie der Sequenz mit der Probe,
die für
PCR verwendet wurde. Zusätzlich
wurden DNA-Sequenzen
mit extremer Ähnlichkeit
zu der Gensequenz des Gens des ribosomalen Proteins L7/L12 der anderen
Mikroorganismen, z.B. Neisseria gonorrhoeae, entdeckt. Die gesamte
Basensequenz und die entsprechende Aminosäuresequenz der strukturellen
Geneinheit waren wie in Sequenz ID No. 19 und No. 20 der Sequenztabelle
gezeigt. Dieses Genfragment codiert klar für Streptococcus pneumoniae
ribosomales Protein L7/L12.
-
50
ml Escherichia coli, in welche ein Expressionvektor eingefügt worden
war, wurden über
Nacht in einem YT-Medium mit zweifacher Konzentration bei 37°C kultiviert.
Dann wurden 450 ml des YT-Mediums
mit zweifacher Konzentration bei 37°C für 1 Stunde erhitzt. 50 ml der
Escherichia coli-Lösung,
die über
Nacht kultiviert worden war, wurde in 450 ml des vorhergenannten
Mediums gegeben. Nach Kultivierung für 1 Stunde bei 37°C wurden
100 μl 500
mM IPTG zugegeben und für
4 Stunden bei 25°C
kultiviert. Das Produkt wurde dann gewonnen und je 250 ml in Zentrifugationsröhrchen gegeben
und für
20 Minuten bei 5.000 rpm zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen und
in je 25 ml 50 mM Tris-HCl bei einem pH von 7,4 und einem Lysis-Puffer,
enthaltend 25% Sucrose, gelöst.
-
Des
Weiteren wurden 1,25 ml 10% NP-40 und 125 μl 1 M MgCl2 zugegeben
und in ein Plastikröhrchen überführt. Unter
Eiskühlung
wurde 5 × für 1 Minute
Ultraschallbehandlung durchgeführt.
Das Produkt wurde für
15 Minuten bei 12.000 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde gewonnen.
-
Als
nächstes
wurde der Überstand
auf einer mit PBS konditionierten Glutathionsepharosesäule (hergestellt
durch Pharmacia) adsorbiert. Dann wurde die Säule mit PBS mit dreifachem
Bettvolumen gewaschen. Die Eluierung wurde mit 50 mM Tris-HCl bei
einem pH von 8,0, enthaltend 10 mM Glutathion durchgeführt. Der Proteinanteil
in der Fraktion wurde durch die Pigmentbindungsmethode (Bradford
Method; BioRad Co.) bestimmt und die Hauptfraktion wurde gesammelt.
Die Hauptfraktion wurde dreimal gegen 3 1 PBS dialysiert.
-
1
ml eines Spaltungspuffers, enthaltend 500 mM Tris-HCl (pH 7,0),
1,5 M NaCl, 10 mM EDTA und 10 mM DTT wurden zu 10 ml einer 1 mg/ml-Lösung des
resultierenden mit GST fusionierten ribosomalen Proteins L7/L12
zugegeben. 100 μl
von 2 μ/μl PreScission
Protease (hergestellt durch Pharmacia Company) wurden weiter zugegeben
und bei 4°C
umgesetzt, um die GST-Einheit von dem ribosomalen Protein L7/L12
zu trennen.
-
Die
Reaktionslösung
wurde durch eine Glutathionsepharosesäule, welche mit PBS konditioniert
wurde, durchgeleitet. Die Lösung,
die aus der Säule
kam, wurde gewonnen. Ein Bettvolumen an PBS wurde durchgeleitet
und ebenfalls gewonnen. Die Reinheit des gereinigten ribosomalen
Proteins L7/L12, welches erhalten wurde, wurde durch Elektrophorese,
auf etwa 90% bestätigt,
was zeigt, dass eine ausreichende Reinheit für ein Immunogen garantiert
werden konnte.
-
Zuerst
wurden 100 μg
Proteinantigen von ribosomalem Protein L7/L12 aus Streptococcus
pneumoniae in 200 μl
PBS gelöst
und dann wurden 200 μl
Freund's Komplettadjuvans
zugegeben und gemischt und Emulgierung wurde durchgeführt. 200 μl wurden
intraperitoneal injiziert, um Mäuse
zu immunisieren. Dann wurde das gleiche Emulsionsantigen intraperitoneal
injiziert nach 2 Wochen, nach 4 Wochen und nach 6 Wochen. Die zweifache
Konzentration an Antigenemulsion wurde weiter intraperitoneal injiziert
nach 10 Wochen und nach 14 Wochen. 3 Tage nach der finalen Immunisierung
wurde die Milz herausgeschnitten und der Zellfusion übergeben.
-
Nach
gründlichem
Mischen von 2 × 107 Myeloma-Zellen pro 108 Milzzellen
von Mäusen,
welche aseptisch gewonnen worden waren, in einem Glasröhrchen,
wurde die Mischung für
5 Minuten bei 1.500 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde verworfen. Die
Zellen wurden gründlich
gemischt.
-
Die
Myeloma-Zellen, die für
die Zellfusion benutzt wurden, wurden durch Kultivierung von Zellstämmen NS-1
mit einem RPMI 1640-Kulturmedium,
enthaltend 10% FCS, erhalten; Kultivierung dieses Produkts begann
2 Wochen vor der Zellfusion unter Verwendung eines RPMI 1640-Mediums,
enthaltend 0,13 mM Azaguanin, 0,5 μg/ml MC-210 und 10% FCS für 1 Woche
und dann weiterer Kultivierung des Zellstamms für 1 Woche mit einem RPMI 1640-Medium,
enthaltend 10% FCS. 30 ml RPMI 1640-Kulturmedium und 50 ml, welche bei
37°C gehalten
worden waren, wurden zu der gemischten Zellprobe zugegeben und bei
1.500 rpm zentrifugiert. Nach Entfernung des Überstands wurde 1 ml 50% Polyethylenglykol,
welches bei 37°C
gehalten worden war, zugegeben und für 2 Minuten gerührt. 10
ml RPMI 1640-Medium, welches bei 37°C gehalten wurde, wurde zugegeben
und die Lösung
für etwa
5 Minuten durch Einsaugen und Ausblasen mit einer sterilen Pipette heftig
gemischt.
-
Nach
Zentrifugation für
5 Minuten bei 1.000 rpm und Entfernung des Überstandes wurden 30 ml HAT-Medium
zugegeben, um die Zellkonzentration auf 5 × 106 Zellen/ml
zu bringen. Die Mischung wurde gerührt, bis sie gleichförmig war,
und anschließend
in eine Kulturplatte mit 96 Wells geschüttet, je 0,1 ml und bei 37°C unter 7%
CO2 kultiviert. HAT-Medium wurde zugeführt, je
0,1 ml an Tag 1 und bei Woche 1 und Woche 2.
-
Dann
wurden die Zellen, die den gewünschten
Antikörper
hergestellt hatten, durch ELISA gescreent. Lösungen von ribosomalem Protein
L7/L12 aus Streptococcus pneumoniae, gelöst in PBS, enthaltend 0,05% Natriumazid,
verdünnt
auf 10 μg/ml,
wurden in separate 96-Well-Platten geschüttet, je 100 μ, und über Nacht bei
4°C adsorbiert.
Nach Entfernung des Überstandes
wurden 200 μl
1% Rinderserumalbuminlösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und deaktiviert. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde mit einer Waschlösung (0,02%
Tween 20, PBS) gewaschen. 100 μl
einer Kulturlösung von
Fusionszellen wurde zugegeben und für 2 Stunden bei Raumtemperatur
umgesetzt. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde weiter mit einer Waschlösung gewaschen.
Dann wurden 100 μl
einer Peroxidase-gelabelten Ziegen-Anti-Maus-Antikörperlösung mit
50 ng/ml zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde mit einer Waschlösung gewaschen. TMB (KPL)-Lösung wurde
zugegeben, je 100 μl,
und für
20 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach der Färbung wurden
100 μl 1
N Schwefelsäure
zugegeben, um die Reaktion zu stoppen. Die Absorption bei 450 nm
wurde bestimmt.
-
Als
ein Ergebnis wurden positive Wells, die mit ribosomalem Protein
L7/L12 reagiert hatten, bestimmt, was die Anwesenheit des Antikörpers gegen
ribosomales Protein L7/L12 bestätigt.
-
Dafür wurden
die Zellen in den positiven Wells gewonnen und mit HAT-Medium in
einer 24-Well-Plastikplatte kultiviert. Das fusionierte Medium,
welches kultiviert worden war, wurde mit einem HT-Medium auf eine Zellenzahl
von etwa 20 Zellen/ml verdünnt
und dann mit 106 sechs Wochen alten Mausthyroid-Zellen
gemischt, die in einer 96-Well-Kulturplatte in dem HT-Medium suspendiert
waren. Die Zellen wurden für
2 Wochen bei 37°C
unter den Bedingungen von 7% CO2 kultiviert.
Die Antikörperaktivität in dem
Kulturüberstand
wurde durch die vorher erwähnte
ELISA-Methode bestimmt, und die Zellen, die eine positive Reaktion
mit ribosomalem Protein L7/L12 zeigten, wurden gewonnen.
-
Des
Weiteren wurde das gleiche Verdünnungs-
und Klonierungsverfahren wiederholt, um eine Gesamtzahl von 4 Klonen
von Hybridoma AMSP-1 bis 4 zu erhalten.
-
Beispiel 6
-
Reaktion von monoklonalem
Antikörper,
der mit ribosomalem Protein L7/L12 aus Streptococcus pneumoniae, mit
Streptococcus pneumoniae und anderen Mikroorganismen reagiert
-
Ein
monoklonaler Antikörper
wurde hergestellt und gewonnen in Übereinstimmung mit Standardverfahren
unter Verwendung der positiven Hybridomazellen, die wie vorher beschrieben
erhalten wurden.
-
Genauer,
Zellen, subkultiviert in RPMI 1640-Medium (enthaltend 10% FCS),
wurden mit einem serumfreien Medium auf etwa 2 × 105 Zellen/ml,
3,3 × 105 Zellen/ml und 5 × 105 Zellen/ml
in 25 cm2 Kulturkolben verdünnt und
das Gesamtvolumen wurde auf 5 ml gebracht. Nachdem die Zellen für 3 bis
5 Tage in 7% CO2 bei 37°C gewachsen waren, wurde ein
Kolben, welcher die geringste Anzahl an Originalzellen enthält, ausgewählt aus
den Kolben, in welchen die Zellen gewachsen waren. Das gleiche Verfahren
wurde wiederholt, bis die auf 2 × 105 Zellen/ml
verdünnten
Zellen auf 2 × 106 Zellen/ml in 3 bis 4 Tagen gewachsen waren,
wodurch die Zellen auf das serumfreie Medium eingestellt wurden.
Als nächstes
wurde Klonierung durchgeführt
in einer 96-Well-Platte für
Bakterienkultivierung, um Zellen auszuwählen, die das schnellste Wachstum
zeigen und den höchsten
Antikörper-Titer.
Die ausgewählten
Zellen wurden in einer 24-Well-Platte gezüchtet und mit einem serumfreien
Medium in einem 25 cm2 Kulturkolben auf
eine Konzentration von etwa 2 × 105 Zellen/ml verdünnt, und das Gesamtvolumen
wurde auf 10 ml gebracht. Nach Inkubation für 3 bis 4 Tage in 7% CO2 bei 37°C
auf eine Konzentration von 1 × 106 Zellen/ml, wurde das Nährmedium 100 ml, 1 × 106 Zellen/ml, in eine Flasche für Massenkultivierung überführt, welche
in der gleichen Weise in einem 75 cm2 Kolben
gezüchtet
wurden. 100 ml eines serumfreien Mediums wurde zu der Mischung zugegeben,
welche bei 37°C
für 2 Tage
unter Rühren inkubiert
wurde. 200 ml des serumfreien Mediums wurden wieder zugegeben und
die Mischung wurde für
weitere 2 Tage inkubiert. Das Nährmedium
wurde in vier Aliquote aufgeteilt, das serumfreie Medium wurde zu
jedem Teil zugegeben, gefolgt von Inkubation für 2 Tage. Nach weiterer Zugabe
von 400 ml des serumfreien Mediums wurde das Nährmedium für 6 Tage inkubiert. Das Nährmedium
wurde gesammelt und bei 10.000 rpm für 15 Minuten zentrifugiert,
um einen Kulturüberstand
zu erhalten, welcher den Zielantikörper enthält. Nach der Zugabe von Natriumazid
auf eine Endkonzentration von 0,1% wurde der Kulturüberstand
bei 4°C
gelagert. 100 ml der Lösung,
enthaltend den Antikörper,
die erhalten wurde, wurde mit PBS 5-fach verdünnt und in einer Protein-G-Säule (5 ml-Bett,
Pharmacia) adsorbiert und mit 3-fachem Bettvolumen an PBS gewaschen.
Dann, eluiert mit Citratpuffer bei pH 3, wurde die Antikörperfraktion
gewonnen und mono klonale Antikörper,
hergestellt durch jedes Hybridoma, wurden erhalten. Die monoklonalen
Antikörper,
die von den 4 Hybridoma-Klonen stammen,
wurden untersucht gemäß der OIA-Methode,
beschrieben in der Publikation der Internationalen Patentanmeldung,
Japanische Offenlegungsschrift (Toku-Hyou) No. 509565/1995.
-
Insbesondere
umfasst die OIA-Methode die Herstellung eines reaktiven Substrats
durch Reaktion eines Antikörpers
zum Einfangen auf einem Siliconwafer mit einer dünnen Filmschicht von Siliziumnitrid,
welches dieses Substrat dazu bringt, mit einem Antigen zu reagieren,
welches ein Extrakt von Mikroorganismen ist, für eine vorherbestimmte Zeitspanne,
welches das abgefangene Antigen dazu bringt, mit dem Antikörper zu
reagieren (ein Amplifikationsreagens), welches ein Enzym-gelabelter
Antikörper
ist, und schließlich
Zugabe einer Substratlösung,
um ein dünnes
Filmpräzipitat
herzustellen. Die Antigen-Antikörper-Reaktion
kann visuell eingeschätzt
werden durch das Maß an
Lichtinterferenzfarbe, welches in dem Präzipitat produziert wird.
-
Die
Herstellung des monoklonalen Antikörpers wurde verwendet und bewertet
als ein Einfang-Antikörper,
der immobilisiert werden soll auf einem Siliziumwafer, welcher eine
dünne Filmschicht
von Siliziumnitrid hat, mit dem OIA-Verfahren. Des Weiteren wurde
monoklonaler Peroxidase-gelabelter AMGC-1- Antikörper, welcher unspezifisch
mit ribosomalen Proteinen L7/L12 Protein von einer Vielzahl von
Mikroorganismen, beschrieben im Referenzbeispiel, reagiert, wurde
als Nachweis-Antikörper
verwendet. Das heißt,
Enzym-Labeln wurde durchgeführt
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren in "Analytical
Biochemistry" 132
(1983), 68-73 mit dem Reagens S-Acetylthioessigsäure-N-hydroxysuccinimid zur
Bindung unter Verwendung von Meerrettichperoxidase (Sigma Grade
VI).
-
Bei
der OIA-Reaktion wurde monoklonaler Antikörper in PBS, enthaltend 0,05%
Natriumazid, mit 0,1 M HEPES (pH 8,0) auf eine Konzentration von
10 μg/ml
verdünnt
und auf einen Siliziumwafer gegeben, welcher eine dünne Filmschicht
von Siliziumnitrid hat, je 50 μl,
um für
30 Minuten bei Raumtemperatur zu reagieren, gefolgt von Waschen
mit destilliertem Wasser und Verwendung.
-
15 μl Antigenlösung, welche
durch Zugabe von 0,5% Triton X-100 zu Kulturlösungen von verschiedenen Spezies
von Mikroorganismen und anschließender Extraktion der Lösung für 5 Minuten
bei Raumtemperatur erhalten worden war, wurde zu den Proben, erhalten
bei dem oben beschriebenen Verfahren, zugegeben und für 10 Minuten
bei Raumtemperatur umgesetzt. Dann wurden 15 μl von 20 μg/ml Peroxidase-gelabeltem AMGC1-Antikörper zugegeben
und für
10 Minuten umgesetzt. Nach Waschen mit destilliertem Wasser wurde eine
Substratlösung
(KPL) zugegeben, je 15 μl,
und für
5 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Das Produkt wurde mit destilliertem
Wasser gewaschen, um die Konzentration von Detektionssignalen als
eine Intensität
von Lichtinterferenz mit bloßem
Auge abzuschätzen.
-
Als
ein Ergebnis, wie in Tabelle 2 gezeigt, ist klar, dass, wenn monoklonaler
Antikörper,
erhalten aus Hybridoma AMSP-2, als Capture-Antikörper verwendet wurde, wurden
alle Stämme
von Streptococcus pneumoniae, die getestet wurden, mit einer Empfindlichkeit
von 106 Bakterien/ml nachgewiesen, während die
Reaktivität
von anderen Bakterien bei einer höheren Konzentration von 108
Bakterien/ml nicht nachgewiesen werden konnte. Demzufolge wurde
durch Verwendung des monoklonalen Antikörpers gegen ribosomales Protein
L7/L12 bestätigt,
dass der Antikörper
mit spezifischer Reaktivität
gegen Streptococcus pneumoniae erhalten wurde. Das Hybridoma AMSP-2,
welches den monoklonalen Antikörper
produziert, der spezifisch gegen Streptococcus pneumoniae ist, wurde hinterlegt
beim National Institute of Bioscience and Human-Technology, the Agency of Industrial
Science and Technology, the Ministry of International Trade and
Industry, Japan, am 28. Juli 1999 mit der Hinterlegungs-Nummer FERM
BP-6807.
-
-
Beispiel 7
-
Klonierung von Genen des
ribosomalen Proteins L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae, Massenexpression
in Escherichia coli und Reinigung desselben Proteins und Herstellen
eines monoklonalen Antikörpers
gegen dasselbe Proteins
-
Nach
Animpfung einer geeigneten Menge von Neisseria gonorrhoeae-Stamm IID821 (erhalten
von Tokyo University School of Medicine Laboratories) in einem Schokoladeagar
Kulturmedium wurde der Stamm für 24
Stunden in einem CO2-Inkubator unter Bedingungen
von 37°C
und 5,0% CO2 kultiviert. Die Kolonien, die gewachsen
sind, wurden in einem TE-Puffer auf eine Endkonzentration von etwa
5 × 109 CFU/ml suspendiert. Etwa 1,5 ml dieser
Suspension wurden in ein Mikrozentrifugationsröhrchen überführt und für 2 Minuten bei 10.000 rpm
zentrifugiert. Der Überstand
wurde verworfen. Das Sediment wurde in 567 μl TE-Puffer resuspendiert. Dann
wurden 30 μl
10% SDS und 3 μl
20 mg/ml Proteinkinase K-Lösung
zugegeben und gründlich
gemischt. Die Suspension wurde für
eine weitere Stunde bei 37°C
inkubiert.
-
Als
nächstes,
nach der Zugabe von 80 μl
10% Cetyltrimethylammoniumbromid/0,7 M NaCl-Lösung und gründlicher Durchmischung des
Produkts wurde es für
10 Minuten bei 65°C
inkubiert. Als nächstes
wurden 700 μl
Chloroform/Isoamylalkohollösung
bei einem Volumenverhältnis
von 24:1 zugegeben und gut gerührt. Die
Lösung
wurde für
5 Minuten bei 12.000 rpm (während
sie bei 4°C
gehalten wurde) unter Verwendung einer Mikrozentrifugationsvorrichtung
zentrifugiert und die wässrige
Fraktion wurde in ein neues Mikroröhrchen überführt. Isopropanol wurde zu der
Fraktion mit 0,6 -fachem Volumen zugegeben und das Röhrchen wurde heftig
geschüttelt,
um ein Sediment der DNA zu bilden. Das weiße DNA-Sediment wurde mit einem
Glasstab abgeschöpft
und in ein weiteres Mikro zentrifugationsröhrchen überführt, enthaltend 1 ml 70% Ethanol
(gekühlt auf –20°C).
-
Als
nächstes
wurde das Produkt für
5 Minuten bei 10.000 rpm zentrifugiert und der Überstand vorsichtig entfernt.
Dann wurde 1 weiterer ml 70% Ethanol zugegeben und das Produkt für 5 weitere
Minuten zentrifugiert.
-
Sobald
der Überstand
entfernt worden war, wurde das Sediment in 100 μl TE-Puffer gelöst, um die DNA-Lösung zu
erhalten. Die Konzentration der genomischen DNA-Lösung wurde
quantitativ bestimmt in Übereinstimmung
mit E5, spektrophotometrischer Bestimmung der Menge von DNA oder
RNA, "Molecular
cloning: A laboratory manual," 1989,
Eds. Sambrook, J., Fritsch, E.F., und Maniatis, qT., Cold Spring
Harbor Laboratory Press.
-
PCR
wurde durchgeführt
unter Verwendung von 10 ng dieser genomischen DNA. PCR wurde durchgeführt unter
Verwendung von Taq-Polymerase
(Takara Co., Ltd., Code R001A). Dann wurden 5 μl eines Puffers zu dem Enzym
zugegeben, 4 μl
einer dNTP-Mischung zu dem Enzym zugegeben und 200 pmol von jeweils
synthetischem Oligonucleotid E, gezeigt in Sequenz No. 15 der Sequenztabelle,
und synthetischem Oligonucleotid F, gezeigt in Sequenz No. 16 der
Sequenztabelle, welche entworfen wurden, basierend auf der DNA-Sequenz des ribosomalen
Proteins L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae, erhalten aus Internet
Information (Oklahoma University, N. Gonorrhoeae Genome Project,
disclosed Genomic DNA data), wurden wegen der Ähnlichkeit der DNA-Sequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 von anderen Bakterien, zu dem Enzym
zugegeben, um das Endvolumen auf 50 μl zu bringen.
-
Diese
Mischung wurde 5 Zyklen mit einem TaKaRa PCR Thermal Cycler 480
unterworfen, für
1 Minute bei 95°C,
2 Minuten bei 50°C und
3 Minuten bei 72°C
und wurde dann 25 Zyklen unterworfen für 1 Minute bei 95°C, 2 Minuten
bei 60°C
und 3 Minuten bei 72°C.
Elektrophorese wurde durchgeführt
in 1,5% Agarosegel unter Verwendung von einigem von diesem PCR-Produkt.
Dieses Produkt wurde anschließend
mit Ethidiumbromid (Nihon Gene Co., Ltd.) gefärbt und unter ultravioletten
Strahlen beobachtet, um die Amplifikation von etwa 400 by cDNR zu
bestätigen.
Nach Verdauungsbehandlung mit Restriktionsendonukleasen BamHI und
XhoI wurde Elektrophorese in 1,5% Agarosegel durchgeführt und
Färbung
mit Ethidiumbromid wurde durchgeführt. Eine etwa 370 bp-Bande
wurde aus dem Gel ausgeschnitten. Diese Bande wurde mit Suprec01
(Takara Co., Ltd.) gereinigt und dann in ein pGEX-4T-1 (Pharmacia)
eingeführt,
welches ein kommerziell erhältlicher
Vektor ist. Tatsächlich
wurden der Vektor pGEX-4T-1 und die DNA bei einem Molverhältnis von
1:3 zusammengemischt und DNA wurde in den Vektor eingeführt mit
T4-DNA-Ligase (Invitrogen Co.). Der Vektor p-GEX-4T-1, in welchen die DNA eingeführt worden
war, wurde genetisch in Escherichia coli One-Shot Competent Cells
(Invitrogen Co., Ltd.) eingeführt
und anschließend
in einer Platte von L-Nährmedium
(Takara Co., Ltd.) halbfester Kulturplatte, enthaltend 50 μg/ml Ampicillin
(Sigma), angeimpft. Die Platte wurde dann bei 37°C für 12 Stunden beiseite gestellt
und die Kolonien, die gewachsen waren, wurden zufällig ausgewählt und
in 2 ml L-Nährmedium
flüssiges
Kulturmedium, enthaltend die gleiche Konzentration von Ampicillin,
angeimpft. Schüttelkultivierung
wurde bei 37°C
für 8 Stunden
durchgeführt
und das Bakterium wurde gewonnen und das Plasmid wurde abgetrennt
unter Verwendung von Wizard Miniprep in Übereinstimmung mit der beigefügten Literatur.
Das Plasmid wurde geschnitten mit Restriktionsendonuklease Bam-HI/XhoI. Die Einfügung des
PCR-Produkts wurde durch Ausschneiden von etwa 370 by DNA bestätigt. Die
Basensequenz der DNA, die eingefügt
worden war, wurde unter Verwendung des genannten Klons bestimmt.
-
Bestimmung
der Basensequenz des eingefügten
DNA-Fragments wurde durchgeführt
unter Verwendung des Fluoreszenz-Sequenzers von Applied Biosystems.
Die Sequenzprobe wurde hergestellt unter Verwendung von PRISM, Ready
Reaction Dye Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems).
Zuerst wurden 9,5 Reaktionsstocklösung, 4,0 μl T7 Promoter-Primer mit 0,8
pmol/μl
(Gibco BRL) und 6,5 μl
Templat-DNA mit 0,16 μg/μl zur Sequenzierung
in ein Mikroröhrchen
mit einem Fassungsvermögen
von 0,5 ml zugegeben und gemischt. Nach Überschichtung mit 100 μl Mineralöl, wurde
PCR-Amplifikation für
25 Zyklen durchgeführt,
wobei 1 Zyklus aus 30 Sekunden bei 96°C, 15 Sekunden bei 55 °C und 4 Minuten
bei 60°C
bestand. Das Produkt wurde für
5 Minuten bei 4°C
gehalten. Nachdem die Reaktion beendet war, wurden 80 μl sterilisiertes
reines Wasser zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde abzentrifugiert und die wässrige Lösung wurde dreimal mit Phenol-Chloroform extrahiert.
10 μl 3
M Natriumacetat (pH 5,2) und 300 μl
Ethanol wurden zu 100 μl
wässriger
Schicht zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde dann für
15 Minuten bei Raumtemperatur und 14.000 rpm zentrifugiert und das
Sediment wurde gewonnen. Sobald das Sediment mit 75% Ethanol gewaschen
war, wurde es unter Vakuum für
2 Minuten getrocknet, um die Sequenzierungsprobe zu erhalten. Die
Sequenzierungsprobe wurde in Formamid, enthaltend 4 μl 10 mM EDTA
gelöst
und für
2 Minuten bei 90°C
denaturiert. Dies wurde dann in Eis gekühlt und dem Sequenzieren überführt. Einer
der 5 Klone, die erhalten wurden, hatte Homologie zu der Sequenz
mit der Probe, die für
PCR verwendet wurde. Zusätzlich
wurden DNA-Sequenzen mit extremer Ähnlichkeit zu der Gensequenz
des Gens des ribosomalen Proteins L7/L12 der anderen Mikroorganismen,
zum Beispiel Haemophilus influenzae, entdeckt. Die gesamte Basensequenz
und die korrespondierende Aminosäuresequenz
der strukturellen Geneinheit sind wie in Sequenz No. 21 und No.
22 der Sequenztabelle gezeigt. Dieses Genfragment co diert klar für das Gen
des ribosomalen Proteins L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae.
-
Ribosomales
Neisseria gonorrhoeae-GST-Fusionsprotein L7/L12, hergestellt durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2, wurde unter Verwendung
des ribosomalen Neisseria gonorrhoeae-GST-Fusionsprotein L7/L12-Expressionsvektors,
der auf diese Art konstruiert wurde, erhalten.
-
Des
Weiteren wurde Hybridomastamm GCRB-3, welcher monoklonalen Antikörper gegen
ribosomales Protein L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae produziert,
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren von Beispiel 3 erhalten.
-
Beispiel 8
-
Reaktion von monoklonalem
Antikörper,
welcher mit ribosomalem Protein L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae, mit
Neisseria gonorrhoeae und anderen Mikroorganismen reagiert
-
Monoklonaler
Antikörper
wurde in Übereinstimmung
mit Standardmethoden unter Verwendung der positiven Hybridomazellen
GCRB-3, die wie vorher beschrieben erhalten wurden, hergestellt
und gewonnen.
-
Im
wesentlichen wurden 5 × 106 Zellen (in PBS), welche unter Verwendung
von RPMI 1640-Kulturmedium (enthaltend 10% FCS) subkultiviert worden
waren, wurden intraperitoneal in Balb/C-Mäuse injiziert, welche 2 Wochen
zuvor 0,5 ml Pristan intraperitoneal injiziert bekamen. Aszites
wurde 3 Wochen später
gewonnen und der Zentrifugationsüberstand
wurde erhalten.
-
Die
Lösung,
enthaltend den Antikörper,
die erhalten wurde, wurde auf einer Protein-A-Säule (5 ml Bett, Pharmacia)
adsorbiert und mit dem 3-fachen Bettvolumen an PBS gewaschen. Anschließend, eluiert
mit Citratpuffer bei pH 3, wurde die Antikörperfraktion gewonnen und der
monoklonale Antikörper,
der durch jedes Hybridoma produziert wurde, wurde erhalten. Der
monoklonale Antikörper,
erhalten aus dem GCRB-3-Hybridoma, wurde im ELISA verwendet.
-
Das
Sandwich-Assay-Verfahren wurde verwendet, um den monoklonalen Antikörper zu
bewerten. Der monoklonale Antikörper,
welcher hergestellt wurde, wurde durch chemische Bindung an Peroxidase
als ein Enzym-gelabelter Antikörper
verwendet. D.h., Enzym-Labeling
wurde durchgeführt
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren aus "Analytical
Biochemistry" 132
(1983), 68-73 mit dem Reagens S-Acetylthioessigsäure-N-hydroxysuccinimid zur
Bindung unter Verwendung von Meerrettichperoxidase (Sigma Grade
VI). Unter Verwendung der ELISA-Reaktion wurde eine Lösung von
kommerziell erhältlichem
polyklonalem anti-Neisseria gonorrhoeae Antikörper in PBS, enthaltend 0,05%
Natriumazid (Virostat, Kaninchen) auf eine Konzentration von 10 μg/ml verdünnt und
je 100 μl
in eine separate 96-Well-Platte geschüttet und über Nacht bei 4°C adsorbiert.
-
Nach
Entfernung des Überstands
wurden 200 μl
1% Rinderserumalbumin-Lösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und blockiert. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde mit Waschlösung (0,02 Tween 20, PBS) gewaschen.
100 μl Antigenlösung, welche
durch Zugabe von Triton X-100
zu Kulturlösungen
von jeder Spezies von Mikroorganismen auf eine Konzentration von
0,3% und anschließender
Extraktion der Lösung
für 5 Minuten
bei Raumtemperatur erhalten wurde, wurden zu dieser zugegeben und
für 2 Stunden
bei Raumtemperatur umge setzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde weiter mit Waschlösung gewaschen. Dann wurden
100 μl Peroxidasegelabeltes
anti-ribosomales Protein L7/L12-Antikörperlösung mit 5 μg/ml zugegeben und für 1 Stunde
bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde mit Waschlösung
gewaschen. TMB (KPL)-Lösung
wurde zugegeben, je 100 μl,
und für
20 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach Färbung wurden 100 μl 1 N Schwefelsäure zugegeben,
um die Reaktion zu stoppen. Absorption bei 450 nm wurde bestimmt.
-
Als
ein Ergebnis, wie in Tabelle 3 gezeigt, ist es klar, dass, wenn
monoklonaler Antikörper,
erhalten aus Hybridoma GCRB-3, als der Enzym-gelabelte Antikörper verwendet
wurde, alle Stämme
von Neisseria gonorrhoeae, die getestet wurden, bei einer Empfindlichkeit
von 106 Zellen/ml nachgewiesen wurden, während die
Reaktivität
von anderen Spezies, die zu der Gattung Neisseria und anderen Mikroorganismen
gehören, nicht
nachgewiesen werden konnten, sogar bei hohen Konzentrationen von
108 Zellen/ml und deshalb kann Antikörper mit
spezifischer Reaktivität
gegen Neisseria gonorrhoeae durch Verwendung von monoklonalem Antikörper gegen
ribosomales Protein L7/L12 erhalten werden.
-
-
-
Beispiel 9
-
Gewinnung von monoklonalem
anti-ribosomalem Protein L7/L12 Antikörper spezifisch gegen Gattung
Neisseria
-
Nach
Animpfung einer geeigneten Menge von Neisseria gonorrhoeae-Stamm IID821 (erhalten
von Tokyo University School of Medicine Laboratories) in einem Schokolade-Agar
Kulturmedium wurde der Stamm für
24 Stunden in einem CO2-Inkubator unter
Bedingungen von 37°C
und 5,0% CO2 kultiviert. Die gewachsenen
Kolonien wurden in einem TE-Puffer auf eine Endkonzentration von
etwa 5 × 109 CFU/ml suspendiert. Etwa 1,5 ml dieser
Suspension wurden in ein Mikro zentrifugationsröhrchen überführt und für 2 Minuten bei 10.000 rpm
zentrifugiert. Der Überstand
wurde verworfen. Das Sediment wurde in 567 TE-Puffer resuspendiert.
Dann wurden 30 μl
10% SDS und 3 μl
20 mg/ml Proteinase K-Lösung
zugegeben und gründlich
gemischt. Die Suspension wurde für
eine weitere Stunde bei 37°C
inkubiert. Als nächstes,
nach der Zugabe von 80 μl
10% Cetyltrimethylammoniumbromid/0,7 M NaCl-Lösung und gründlicher Mischung des Produkts
wurde für
10 Minuten bei 65°C
inkubiert. Als nächstes
wurden 700 μl
Chloroform-Isoamylalkohol-Lösung bei
einem Volumenverhältnis
von 24:1 zugegeben und gut gerührt.
-
Die
Lösung
wurde für
5 Minuten bei 10.000 rpm unter Verwendung einer Mikrozentrifugationsvorrichtung
zentrifugiert (während
sie bei 4°C
gehalten wurde) und die wässrige
Fraktion wurde in ein neues Mikroröhrchen transferiert. Isopropanol
wurde zu der Fraktion mit 0,6-fachem Volumen zugegeben, und das
Röhrchen
wurde heftig geschüttelt,
um ein Sediment der DNA zu bilden. Das weiße DNA-Sediment wurde mit einem Glasstab
abgeschöpft
und in ein weiteres Mikrozentrifugationsröhrchen überführt, enthaltend 1 ml 70% Ethanol
(gekühlt
auf –20°C).
-
Als
nächstes
wurde das Produkt für
5 Minuten bei 10.000 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde vorsichtig entfernt.
Dann wurde 1 weiterer ml 70% Ethanol zugegeben und das Produkt für 5 weitere
Minuten zentrifugiert. Nachdem der Überstand entfernt wurde, wurde
das Sediment in 100 μl
TE-Puffer gelöst,
um die DNA-Lösung
zu erhalten. Die Konzentration der genomischen DNA-Lösung wurde quantitativ bestimmt
in Übereinstimmung
mit E5, Spectrophotometric determination of the amount of DNA oder
RNA, "Molecular
cloning: A laboratory manual," 1989,
Eds. Sambrook, J., Fritsch, E.F., und Maniatis, T., Cold Spring
Harbor Laboratory Press.
-
PCR
wurde durchgeführt
unter Verwendung von 10 ng dieser genomischen DNA. Taq-Polymerase (Takara
Co., Ltd., Code R001A) wurde für
PCR verwendet. Dann wurden 5 μl
Puffer zu dem Enzym zugegeben, 4 μl
dNTP-Mischung zu dem Enzym zugegeben und 200 pmol von jeweils synthetischem
Oligonucleotid E, gezeigt in Sequenz No. 15 der Sequenztabelle,
und synthetischem Oligonucleotid F, gezeigt in Sequenz No. 16 der
Sequenztabelle, welche entworfen wurden, basierend auf der DNA-Sequenz
des ribosomalen Proteins L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae, erhalten
aus Internet Information (Oklahoma University, N. Gonorrhoeae Genome
Project, disclosed genome DNA data), wegen der Ähnlichkeit der DNA-Sequenz des mit ribosomalen Proteins
L7/L12 mit anderen Bakterien, wurden zu dem Enzym zugegeben, um
das Endvolumen auf 50 μl
zu bringen.
-
Diese
Mischung wurde 5 Zyklen mit einem TaKaRa PCR Thermal Cycler 480
unterworfen, für
1 Minute bei 95°C,
2 Minuten bei 50°C
und 3 Minuten bei 72°C
und dann 25 Zyklen unterworfen für
1 Minute bei 95°C, 2
Minuten bei 60°C
und 3 Minuten bei 72°C.
Elektrophorese wurde in 1,5% Agarosegel unter Verwendung von einigen
von diesem PCR-Produkt durchgeführt.
Dieses Produkt wurde dann mit Ethidiumbromid (Nikon Gene Co., Ltd.)
gefärbt
und unter ul-travioletten
Strahlen beobachtet, um die Amplifikation von etwa 400 by cDNA zu bestätigen. Nach
Verdauungsbehandlung mit Restriktionsendonukleasen BamHI und XhoI
wurde Elektrophorese in 1,5% Agarosegel durchgeführt und Färben mit Ethidiumbromid wurde
durchgeführt.
Eine etwa 370 bp-Bande wurde aus dem Gel ausgeschnitten. Diese Bande
wurde mit Suprec01 (Takara Co., Ltd.) gereinigt und dann in pGEX-6P-1
(Pharmacia) eingefügt,
welches ein kommerziell erhältlicher
Vektor ist. Der gleiche Vektor kann als ein Expressionsvektor für das gewünschte Molekül dienen,
welches fusioniertes Protein mit GST-Protein exprimieren kann, durch Einfügung des
gewünschten
Genfragments in die geeignete Restriktionsendonukleasenregion. Tatsächlich wurde
Vektor pGEX-6P-1 und die vorhergenannte DNA bei einem Molverhältnis von
1:5 zusammengemischt und DNA wurde in den Vektor mit T4 DNA-Ligase
(Invitrogen Co.) eingefügt.
Der Vektor pGEX-6P-1, in welchen DNA eingefügt worden war, wurde genetisch
in Escherichia coli One-Shot-Competent
Cells (Invitrogen Co., Ltd.) eingefügt und dann in einer Platte
von L-Kulturmedium (Takara Co., Ltd.) eingeimpft, welche 50 μg/ml Ampicillin
(Sigma) enthält.
Diese Platte wurde dann bei 37°C
für 12
Stunden beiseite gestellt und die Kolonien, die wuchsen, wurden
zufällig
ausgewählt
und in 2 ml L-Nährmedium
Flüssigkulturmedium,
enthaltend die gleiche Konzentration an Ampicillin, eingeimpft.
Schüttelkultivierung
wurde bei 37°C
für 8 Stunden
durchgeführt
und die Bakterien wurden gewonnen und das Plasmid wurde abgetrennt
unter Verwendung von Wizard Miniprep in Übereinstimmung mit der beigefügten Literatur.
Das Plasmid wurde mit Restriktionsendonuklease BamHI/XhoI geschnitten.
Die Einfügung
des genannten PCR-Produkts wurde durch Ausschneiden von etwa 370
by DNA bestätigt.
Die Basensequenz der DNA, welche eingefügt worden war, wurde unter
Verwendung des Klons bestimmt.
-
Bestimmung
der Basensequenz des eingefügten
DNA-Fragments wurde durchgeführt
unter Verwendung des Fluoreszenz-Sequenzers von Applied Biosystems.
Die Sequenzprobe wurde hergestellt unter Verwendung von PRISM, Ready
Reaction Dye Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems).
Zuerst wurden 9,5 μl
Reaktionsstocklösung,
4,0 μl T7
Promoter-Primer bei 0,8 pmol/μl
(Gibco BRL) und 6,5 μl
Templat-DNA mit 0,16 μg/μl zur Sequenzierung
zu einem Mikroröhrchen
mit einem Fassungsvermögen
von 0,5 ml zugegeben und gemischt. Nach Überschichtung mit 100 μl Mineralöl wurde
PCR-Amplifikation durchgeführt für 25 Zyklen,
wobei ein Zyklus aus 30 Sekunden bei 96°C, 15 Sekunden bei 55°C und 4 Minuten
bei 60°C bestand.
Das Produkt wurde dann bei 4°C
für 5 Mi nuten
gehalten. Nachdem die Reaktion beendet war, wurden 80 μl sterilisiertes
reines Wasser zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde zentrifugiert und die wässrige Schicht wurde 3 mal
mit Phenol-Chloroform extrahiert. 10 μl 3 M Natriumacetat (pH 5,2)
und 300 μl
Ethanol wurden zu 100 μl
der wässrigen
Lösung
zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde dann für
15 Minuten bei Raumtemperatur und 14.000 rpm zentrifugiert und das
Sediment wurde gewonnen. Sobald das Sediment mit 75% Ethanol gewaschen
war, wurde es unter Vakuum für
2 Minuten getrocknet, um die Sequenzierungsprobe zu erhalten. Die
Sequenzierungsprobe wurde in Formamid, enthaltend 4 μl 10 mM EDTA,
gelöst
und für
2 Minuten bei 90°C
denaturiert. Die wurde dann in Eis gekühlt und der Sequenzierung übergeben.
-
Einer
der 4 Klone, die erhalten wurden, hatte Homologie mit der Sequenz
mit der Sonde, die für
PCR verwendet wurde. Zusätzlich
wurden DNA-Sequenzen mit extremer Ähnlichkeit zu der Gensequenz
des Gens des ribosomalen Proteins L7/L12 der anderen Mikroorganismen,
zum Beispiel Haemophilus influenzae, entdeckt. Die gesamte Basensequenz
und die entsprechende Aminosäuresequenz
der strukturellen Geneinheit sind wie in Sequenz ID No. 21 und No.
22 der Sequenztabelle gezeigt. Dieses Genfragment codiert deutlich für Neisseria
gonorrhoeae ribosomales Protein L7/L12.
-
50
ml Escherichia coli, in welche Expressionsvektor eingefügt worden
war, wurden über
Nacht in einer zweifachen Konzentration YT-Medium bei 37°C kultiviert.
Dann wurden 450 ml der zweifachen Konzentration YT-Medium bei 37°C für 1 Stunde
erhitzt. 50 ml der Escherichia coli-Lösung, welche über Nacht
kultiviert worden war, wurde in 450 ml des vorher genannten Mediums
gegeben. Nach Kultivierung für
1 Stunde bei 37°C wurden,
100 μl 500
mM IPTG zugegeben und für
4 Stunden bei 25°C
kultiviert. Das Produkt wurde dann gewonnen und jeweils 250 ml in
ein Zentrifugations röhrchen
gegeben und für
20 Minuten bei 5.000 rpm zentrifugiert. Der Überstand wurde verworfen und
in je 25 ml 50 mM Tris-HCl bei einem pH von 7,4 und Lysis-Puffer, enthaltend
25% Sucrose, gelöst.
-
Weiterhin
wurden 1,25 ml 10% NP-40 und 125 μl
1 M MgCl2 zugegeben und in ein Plastikröhrchen überführt. Ultraschallbehandlung
wurde unter Eiskühlung
5 mal für
1 Minute durchgeführt.
Das Produkt wurde für
15 Minuten bei 12.000 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde gewonnen.
-
Als
nächstes
wurde der Überstand
auf einer Glutathionsepharosesäule
(hergestellt durch Pharmacia), die mit PBS konditioniert wurde,
adsorbiert. Dann wurde die Säule
mit dreifachem Bettvolumen PBS gewaschen. Die Eluierung wurde mit
50 mM Tris-HCl bei einem pH von 8,0, enthalted 10 mM Glutathion
durchgeführt.
Der Proteingehalt in der Fraktion wurde durch die Pigmentbindungsmethode
(Bradford Method; BioRad Co.) bestimmt und die Hauptfraktion wurde
gesammelt. Die Hauptfraktion wurde dreimal gegen 3 1 PBS dialysiert.
-
1
ml eines Spaltungspuffers enthaltend 500 mM Tris-HCl (pH 7,0), 1,5
M NaCl, 10 mM EDTA und 10 mM DTT wurden zu 10 ml einer 1 mg/ml-Lösung des
resultierenden ribosomalen GST-Fusionsproteins
L7/L12 zugegeben. 100 μl
von 2 u/μl
PreScission Protease (hergestellt durch Pharmacia Company) wurden
weiter zugegeben und bei 4°C
umgesetzt, um die GST-Einheit von dem ribosomalen Protein L7/L12
abzutrennen.
-
Die
Reaktionslösung
wurde durch eine Glutathion-Sepharosesäule geleitet, welche mit PBS
konditioniert worden war. Die Lösung,
die aus der Säule
kam, wurde gewonnen. Ein Bettvolumen PBS wurde durchgeleitet und
ebenfalls gewonnen. Die Reinheit des gereinig ten ribosomalen Proteins
L7/L12, das erhalten wurde, wurde durch Elektrophorese auf etwa
90% bestätigt,
was zeigt, dass eine ausreichende Reinheit für ein Immunogen garantiert
werden konnte.
-
Zuerst
wurden 100 μg
Proteinantigen von ribosomalem Protein L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae
in 200 μl
PBS gelöst
und dann wurden 200 μl
Freund's Komplettadjuvans
zugegeben und gemischt und Emulgierung wurde durchgeführt. 200 μl wurden
intraperitoneal injiziert, um Mäuse
zu immunisieren. Dann wurde das gleiche Emulsionsantigen nach 2
Wochen, nach 4 Wochen und nach 6 Wochen intraperitoneal injiziert. Eine
zweifache Konzentration Antigenemulsion wurde weiter nach 10 Wochen
und nach 14 Wochen intraperitoneal injiziert. Die Milz wurde 3 Tage
nach der letzten Immunisierung herausgeschnitten und der Zellfusion unterzogen.
-
Nach
gründlichem
Mischen von 2 × 108 Myeloma-Zellen pro 108 Milzzellen
aus Mäusen,
welche aseptisch gewonnen worden waren, in einem Glasrohr, wurde
die Mischung für
5 Minuten bei 1.500 rpm zentrifugiert und der Überstand wurde verworfen. Die
Zellen wurden gründlich
gemischt.
-
Die
Myeloma-Zellen, die für
die Zellfusion verwendet wurden, wurden durch Kultivierung von Zellstamm
NS-1 mit einem RPMI 1640-Kulturmedium, enthaltend 10% FCS erhalten,
Kultivierung dieses Produkts begann 2 Wochen vor der Zellfusion
unter Verwendung eines RPMI 1640 Mediums, enthaltend 0,13 mM Azaguanin,
0,5 μg/ml
MC-210 und 10% FCS für
1 Woche und dann weitere Kultivierung des Zellstamms für 1 Woche
mit einem RPMI 1640-Medium, enthaltend 10% FCS. 30 ml RPMI 1640-Kulturmedium,
50 ml, welches bei 37°C
gehalten worden war, wurde zu der gemischten Zellprobe gegeben und
bei 1.500 rpm zentrifugiert. Nach Entfernung des Überstandes
wurden 1 ml 50% Polyethylenglycol, welches bei 37°C gehalten
worden war, zugegeben und für
2 Minuten gerührt.
10 ml RPMI 1640-Medium, gehalten bei 37°C, wurde zugegeben und die Lösung wurde
für etwa
5 Minuten durch Einsaugen und Ausblasen aus einer sterilen Pipette
heftig gemischt.
-
Nach
Zentrifugation für
5 Minuten bei 1.000 rpm und Entfernung des Überstandes wurden 30 ml HAT-Kulturmedium
zugegeben, um die Zellenkonzentration auf 5 × 106 Zellen/ml
zu bringen. Diese Mischung wurde gerührt, bis sie gleichmäßig war,
und dann je 0,1 ml in eine 96-Well-Kulturplatte geschüttet und
bei 37°C unter
7% CO2 kultiviert . HAT-Medium wurde zugegeben,
je 0,1 ml, an Tag 1 und bei Woche 1 und Woche 2.
-
Dann
wurden die Zellen, die den gewünschten
Antikörper
produziert hatten, durch ELISA bewertet. Lösungen von ribosomalem Protein
L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae, gelöst in PBS, enthaltend 0,05%
Natriumazid, wurden auf 10 μg/ml
verdünnt
und je 100 μl
in separate 96-Well-Platten geschüttet und über Nacht bei 4°C adsorbiert.
Nach Entfernung des Überstandes
wurden 200 μl
1% Rinderserumalbuminlösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und blockiert. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde mit einer Waschlösung (0,02
Tween 20, PBS) gewaschen. 100 μl
einer Kulturlösung
von Fusionszellen wurde zugegeben und für 2 Stunden bei Raumtemperatur
umgesetzt. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde weiter mit einer Waschlösung gewaschen.
Dann wurden 100 μl
einer Peroxidase-gelabelten Ziegen-anti-Maus-Antikörperlösung mit
50 ng/ml zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde mit einer Waschlösung gewaschen. TMB (KPL)-Lösung wurde
zugegeben, je 100 μl,
und für
20 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach der Färbung wurden
100 μl 1
N Schwefelsäure
zugegeben, um die Reaktion zu stoppen. Die Absorption bei 450 nm
wurde bestimmt.
-
Als
ein Ergebnis wurden positive Wells, die mit ribosomalem Protein
L7/L12 reagiert hatten, nachgewiesen, was die Anwesenheit des Antikörpers gegen
ribosomales Protein L7/L12 bestätigt.
-
Dafür wurden
die Zellen in den positiven Wells gewonnen und mit HAT-Medium in
einer 24-Well-Plastikplatte kultiviert. Das fusionierte Medium,
das kultiviert worden war, wurde mit einem HT-Medium auf eine Zellenzahl von etwa
20 Zellen/ml verdünnt.
Dann wurden 50 μl
des Mediums mit 106 sechs Wochen alten Maus-Thyroid-Zellen, suspendiert
in dem HT-Medium, in einer 96-Well-Kulturplatte gemischt. Die Zellen wurden
für 2 Wochen
bei 37°C
unter der Bedingungen von 7% CO2 kultiviert.
Der Antikörper-Titer
in dem Kulturüberstand
wurde durch das vorhergenannte ELISA-Verfahren bestimmt und die Zellen, die
eine positive Reaktion mit ribosomalem Protein L7/L12 zeigten, wurden
gewonnen. Weiter wurden dasselbe Verdünnungs- und Klonierungsverfahren
wiederholt, um eine Gesamtzahl von 4 Klonen von Hybridoma-AMGC-5
bis AMGC-8 zu erhalten.
-
Ein
monoklonaler Antikörper
wurde gemäß Standard-Verfahren
hergestellt und gewonnen unter Verwendung der, wie vorher beschrieben,
erhaltenen positiven Hybridoma-Zellen,.
-
Spezieller
wurden in RPMI 1640-Medium (enthaltend 10% FCS) subkultivierte Zellen
in serumfreien Medium auf etwa 2 × 105 Zellen/ml,
3,3 × 105 Zellen/ml und 5 × 105 Zellen/ml
in 25 cm2 Kulturkolben verdünnt und
die Gesamtmenge wurde auf 5 ml gebracht. Nachdem die Zellen für 3 bis
5 Tage in 7% CO2 bei 37°C gewachsen waren wurden Kolben,
die die geringste Anzahl an Originalzellen enthielten, unter den
Kolben ausgewählt,
in welchen Zellen gewachsen waren. Das gleiche Verfahren wurde wiederholt,
bis die auf 2 × 105 Zellen/ml verdünnten Zellen in 3 bis 4 Tagen
auf 2 × 106 Zellen/ml gewachsen waren, wodurch die
Zellen an das serum freie Medium angepasst wurden. Als nächstes wurde
Klonierung in einer 96-Well-Platte für Bakterienkultivierung durchgeführt, um
Zellen auszuwählen,
die das schnellste Wachstum aufweisen und den höchsten Antikörper-Titer.
Die ausgewählten
Zellen wurden in einer 24-Well-Platte gezüchtet und mit einem serumfreien Medium
in einem 25 cm2-Kulturkolben auf eine Konzentration
von etwa 2 × 105 Zellen/ml verdünnt und das Gesamtvolumen wurde
auf 10 ml gebracht. Nach Inkubation für 3 bis 4 Tage in 7% CO2 bei 37°C
auf eine Konzentration von 1 × 106 Zellen/ml, wurde die Nährlösung, 100 ml, 1 × 106 Zellen/ml, in eine Flasche zur Massenkultivierung überführt, welche
in der gleichen Weise in einem 75 cm2 Kolben
gezüchtet
wurden. 100 ml eines serumfreien Mediums wurde zu der Mischung zugegeben
und bei 37°C
für 2 Tage
unter Rühren
inkubiert. 200 ml des serumfreien Mediums wurden wiederum zugegeben,
und die Mischung wurde für
weitere 2 Tage inkubiert. Die Nährlösung wurde
in 4 Aliquote aufgeteilt, ein Volumenteil serumfreies Medium wurde
zu jeder Portion zugegeben, gefolgt von Inkubation für 2 Tage.
Nach weiterer Zugabe von 400 ml des serumfreien Mediums wurde die
Nährlösung für 6 Tage
inkubiert. Die Nährlösung wurde
gesammelt und bei 10.000 rpm für
15 Minuten zentrifugiert, um einen Kulturüberstand, enthaltend den Zielantikörper, zu
erhalten. Nach Zugabe von Natriumazid auf eine Endkonzentration
von 0,1% wurde der Kulturüberstand
bei 4°C
gelagert. 100 ml des Überstandes,
enthaltend den Antikörper,
wurden 5-fach mit PBS verdünnt
und auf einer Protein-G-Säule
(5 ml Bett, Pharmacia) adsorbiert und mit dem dreifachen Bettvolumen
an PBS gewaschen. Nach Eluierung mit Citratpuffer, bei pH 3, wurde
die Antikörperfraktion
gewonnen und monoklonaler Antikörper,
hergestellt durch jedes Hybridoma, wurde erhalten.
-
Die
monoklonalen Antikörper,
die auf die vier Hybridoma-Klone zurückgehen, wurden gemäß dem OIA-Verfahren,
beschrieben in In ternationaler Patentanmeldung Japanische Offenlegungsschrift
No. 509565/1995 bewertet.
-
Spezieller
umfasst das OIA-Verfahren die Herstellung eines reaktiven Substrats
durch Reaktion eines Antikörpers,
zum Einfangen auf einem Siliconwafer mit einer dünnen Filmschicht von Siliziumnitrid,
was dieses Substrat dazu bringt, mit einem Antigen zu reagieren,
welches ein Extrakt von Mikroorganismen ist, für einen vorherbestimmten Zeitraum,
was das eingefangene Antigen dazu bringt, mit einem Antikörper zu
reagieren (ein Amplifizierungsreagens), welches ein Enzym-gelabelter
Antikörper
ist und schließlich
Zugabe einer Substratlösung,
um ein dünnes
Filmpräzipitat
zu produzieren. Die Antigen-Antikörper-Reaktion kann visuell
bewertet werden durch ein Maß an
Lichtinterferenzfarbe, hergestellt in dem Präzipitat.
-
Die
Zubereitung des monoklonalen Antikörpers wurde als Capture-Antikörper verwendet
zur Immobilisierung auf einem Siliziumwafer mit einer dünnen Filmschicht
von Siliziumnitrid mit dem OIA-Verfahren.
Außerdem
wurde monoklonaler Peroxidase-gelabelter AMGC-1-Antikörper, welcher
nicht-spezifisch mit ribosomalen Proteinen L7/L12-Protein von einer
Vielzahl von Mikroorganismen reagiert, beschrieben im Referenzbeispiel,
als der Nachweisantikörper
verwendet. Das heißt,
Enzym-Labeln wurde durchgeführt
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren in "Analytical
Biochemistry" 132
(1983), 68-73 mit dem Reagens S-Acetylthioessigsäure-N-hydroxysuccinimid zum Binden unter Verwendung
von Meerrettichperoxidase (Sigma Grade VI).
-
Bei
der OIA-Reaktion wurde ein monoklonaler Antikörper in einem PBS, enthaltend
0,05 Natriumazid, mit 0,1 M HEPES (pH 8,0) auf eine Konzentration
von 10 μg/ml
verdünnt
und auf einen Siliziumwafer gebracht, welcher eine dünne Filmschicht
von Siliziumni trid hat, je 50 μl,
um für
30 Minuten bei Raumtemperatur zu reagieren, gefolgt von Waschen
mit destilliertem Wasser und Verwendung. 15 μl Antigenlösung, welche durch Zugabe von
0,5% Triton X-100 zur Nährsuspension
von verschiedenen Spezies von Mikroorganismen und anschließender Extraktion
der Suspension für
5 Minuten bei Raumtemperatur erhalten worden war, wurde zu der Probe,
die bei dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wurde, zugegeben
und für
10 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Dann wurden 15 μl von 20 μg/ml Peroxidase-gelabeltem
AMGC-1 zugegeben und für 10
Minuten umgesetzt. Nach Waschen mit destilliertem Wasser wurde eine
Substratlösung
(KPL Co.) zugegeben, je 15 μl,
und für
5 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Das Produkt wurde mit destilliertem
Wasser gewaschen, um die Konzentration von Nachweissignalen als
eine Intensität
von Lichtinterferenz mit bloßem Auge
zu beurteilen.
-
Als
ein Ergebnis, wie in Tabelle 4 gezeigt, ist es klar, dass, wenn
monoklonale Antikörper,
stammend aus Hybridoma AMGC-8, als Capture-Antikörper verwendet wurden, alle
Stämme
der Gattung Neisseria, die getestet wurden, bei einer Empfindlichkeit
von 108 Zellen/ml nachgewiesen wurden, während die
Reaktivität von
anderen Mikroorganismen nicht nachgewiesen werden konnte. Demzufolge
wurde durch Verwendung des monoklonalen Antikörpers gegen ribosomales Protein
L7/L12 bestätigt,
dass der Antikörper
mit spezifischer Reaktivität
gegen die Gattung Neisseria erhalten wurde.
-
-
Beispiel 10
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Gewinnung eines polyklonalen
Antikörpers,
welcher spezifisch mit ribosomalem Protein L7/L12 aus Haemophilus
influenzae reagiert, unter Verwendung einer Affinitätssäule mit
immobilisiertem ribosomalen Protein L7/L12 Protein
-
Ein
Zentrifugationsüberstand
von Haemophilus influenzae Zellextrakt, welcher mit 0,5% Triton
X-100 behandelt wurde, wurde als Antigen verwendet. Etwa 1,2 ml
einer physiologischen Kochsalzlösung,
enthaltend 100 μg
Antigen, wurde durch Zugabe von 1,5 ml Freund's Adjuvans emulgiert. Die Emulsion wurde
subkutan in vier SPF Japanische Weiße Kaninchen injiziert, um
die Tiere zu immu nisieren. Die Kaninchen wurden 5 bis 6 mal immunisiert,
einmal alle zwei Wochen, und der Antikörper-Titer wurde bestätigt.
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Der
Antikörper-Titer
wurde durch das ELISA-Verfahren bestätigt. Lösungen von ribosomalem Protein L7/L12
aus Haemophilus influenzae, gelöst
in PBS, enthaltend 0,05% Natriumazid, verdünnt auf 10 μg/ml, wurden in 96-Well-Platten
geschüttet,
je 100 μl,
und über
Nacht bei 4°C
adsorbiert. Nach Entfernung des Überstandes
wurden 200 μl
1% Rinderserumalbuminlösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und blockiert. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde mit einer Waschlösung (0,02%
Tween 20, PBS) gewaschen. 100 μl
einer durch Verdünnung
von normalem Kaninchenserum und immunisiertem Kaninchen-Antiserum
erhaltenen Lösung
wurden zugegeben und für
2 Stunden bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde weiter mit einer Waschlösung gewaschen. Dann wurden
100 μl einer
Peroxidase-gelabelten Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG-Antikörperlösung mit
50 ng/ml zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde mit einer Waschlösung gewaschen. OPD-Lösung (Sigma
Co.) wurde zugegeben, je 100 μl,
und für
20 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach Färbung wurden 100 μl 1 N Schwefelsäure zugegeben, um
die Reaktion zu stoppen. Absorption bei 492 nm wurde bestimmt.
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Nach
Bestätigung,
dass der Antikörper-Titer
zugenommen hatte, wurde eine große Menge von Blut gesammelt.
Das Blut wurde von der Ohr-Arterie in einem Zentrifugationsröhrchen aus
Glas gesammelt, für
1 Stunde bei 37°C
und dann über
Nacht bei 4°C
stehengelassen. Die Mischung wurde bei 3.000 rpm für 5 Minuten
zentrifugiert und der Überstand
wurde gewonnen. Die resultierenden 4 Chargen an Antiserum wurden bei
4°C gelagert.
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Als
nächstes
wurde eine Affinitätssäule mit
immobilisiertem ribosomalen Protein L7/L12 aus Haemophilus influenzae
und Neisseria gonorrhoeae hergestellt. HiTrap NHS-aktivierte Säule (1 ml,
hergestellt von Pharmacia) wurde verwendet. Sofort nach dem Austausch
der Säule
mit 6 ml 1 mM HCl wurde 1 ml einer PBS-Lösung von ribosomalem Protein
L7/L12, eingestellt auf 1 mg/ml geladen. Die Säule wurde für 15 Minuten bei 25°C stehengelassen.
Die Prozedur wurde 5 mal wiederholt, wobei eine Gesamtmenge von
5 ml der PBS-Lösung
von ribosomalem Protein L7/L12 zugegeben wurde. Dann wurden 6 ml
Puffer A (0,5 M Ethanolamin, 0,5 M NaCl, pH 8,3), 6 ml Puffer B
(0,1 M Essigsäure,
0,5 M NaCl, pH 4) und 6 ml Puffer A als Blockierungsreagens geladen.
Nach Stehenlassen für
15 Minuten bei 25°C
wurden weiter 6 ml Puffer B, 6 ml Puffer A und 6 ml Puffer B zugegeben.
Die Mischung wurde dann mit 6 ml PBS äquilibiert.
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Unter
Verwendung der Affinitätssäule mit
immobilisiertem ribosomalen Protein L7/L12 aus Haemophilus influenzae
wurde der polyklonale Antikörper
des resultierenden Antiserums gereinigt unter Verwendung des Überstandes
von mit Triton X-100 behandelten Bakterien von Haemophilus influenzae
als ein Antigen. Dieses Antiserum wurde zuerst mit PBS auf 5-faches
Volumen verdünnt,
durch einen 0,45 μm
Filter geleitet, und dann dazu gebracht, auf der Säule absorbiert
zu werden, die mit ribosomalem Protein L7/L12 aus Haemophilus influenzae
immobilisiert wurde, bei einer Flussrate von 0,5 ml pro Minute.
Nach Elution von der Säule
mit 0,1 M Glycin (pH 2,1) und sofortiger Neutralisation mit 1 M
Tris-HCl (pH 9,0) wurden die eluierten Fraktionen des Zielantikörpers mit
dem ELISA-Verfahren gewonnen, dem gleichen wie dem Anti-Titer-Messverfahren. Diese Fraktionen
wurden durch die Affinitätssäule geleitet,
die mit dem ribosomalen Protein L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae
immobilisiert war, welche mit PBS äquilibriert war, wodurch der
Antikörper,
der mit dem ribosomalen Protein L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae
reagiert, adsorbiert wurde und die Fraktion, welche ohne Adsorption
durchlief, gewonnen wurde.
-
Der
polyklonale Antikörper,
der auf diese Weise gereinigt wurde, wurde durch das gleiche OIA-Verfahren,
wie in Beispiel 6, bewertet.
-
Der
gereinigte Antikörper
wurde als ein Capture-Antikörper
für das
OIA-Verfahren verwendet. Außerdem
wurde der im Referenzbeispiel beschriebene monoklonale Peroxidase-gelabelte
AMGC-1-Antikörper
als der Nachweis-Antikörper
verwendet. Das heißt,
Enzym-Labeln wurde
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren in "Analytical
Biochemistry" 132
(1983), 68-73 mit dem Reagens S-Acetylthioessigsäure-N-hydroxysuccinimid für Bindung
unter Verwendung von Meerrettichperoxidase (Sigma Grade VI) durchgeführt.
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Bei
der OIA-Reaktion wurde der gereinigte polyklonale Antikörper in
einem PBS, enthaltend 0,05% Natriumazid, mit 0,1 M HEPES (pH 8,0),
auf eine Konzentration von 10 μg/ml
verdünnt
und auf einen Siliziumwafer gegeben, je 50 μl, um für 30 Minuten bei Raumtemperatur
zu reagieren, gefolgt von Waschen mit destilliertem Wasser und Verwendung.
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15 μl Antigenlösung, welche
durch Zugabe von 0,5% Triton X-100 zu Kultursuspension von verschiedenen
Spezies von Mikroorganismen und anschließender Extraktion der Suspension
für 5 Minuten
bei Raumtemperatur erhalten worden war, wurde zu den Proben, die
bei dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wurden, zugegeben
und für
10 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Dann wurden 15 μl von 20 μg/ml Peroxidase-gelabeltem
AMGC1 zugegeben und für
10 Minuten umgesetzt. Nach Waschen mit destilliertem Wasser wurde
eine Substratlösung
(KPL) zugegeben, je 15 μl,
und für
5 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Das Produkt wurde mit de stilliertem
Wasser gewaschen, um die blaue Farbkonzentration mit bloßem Auge
zu beobachten.
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Als
ein Ergebnis, wie gezeigt in Tabelle 5, ist es klar, dass, wenn
der gereinigte polyklonale Antikörper aus
APHI2-2 als Capture-Antikörper
verwendet wurde, Haemophilus influenzae, untersucht bei einer Empfindlichkeit
von 108 Bakterien/ml, nachgewiesen wurde,
während
die Reaktivität
von anderen Mikroorganismen nicht nachgewiesen werden konnte. Folglich
wurde durch Verwendung des polyklonalen Antikörpers, gereinigt durch eine
Affinitätssäule, die
mit dem ribosomalen Protein L7/L12 aus Haemophilus influenzae immobilisiert war,
bestätigt,
dass der Antikörper
mit spezifischer Reaktivität
gegen Haemophilus influenzae erhalten wurde.
-
-
-
Referenz-Beispiel 1
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Gewinnung von monoklonalem
Antikörper,
der unspezifisch mit ribosomalem Protein L7/L12 aus verschiedenen
Bakterien reagiert
-
Ein
sogenannter Sandwich-Assay, bei welchem ein Antigen zwischen einen
Capture-Antikörper
und einen gelabelten Antikörper
geschichtet ist, ist nützlich
zum Nachweis von Mikroorganismen, durch optischen Immunoassay und
das ELISA-Verfahren, wegen seiner hohen Nachweisempfindlichkeit.
In diesem Fall wird nicht nur ein Antikörper, welcher spezifisch mit
Antigenen, stammend aus dem betreffenden Mikroorganismus, reagiert,
sondern auch ein anderer Antikörper,
welcher ein Antigen-Epitop erkennt, welches verschieden ist von
dem des spezifischen Antikörpers,
benötigt.
-
Antikörper, welche
unspezifisch mit ribosomalem Protein L7/L12, stammend aus verschiedenen
Mikroorganismen reagieren, sind sehr nützlich als Antikörper, welche
einen Sandwich-Assay aufbauen können,
mit einem Antikörper,
welcher spezifisch mit ribosomalem Protein L7/L12 reagiert.
-
Glücklicherweise
haben ribosomale Proteine L7/L12 Proteine von einer Vielzahl von
Mikroorganismen einen Bereich, worin die Aminosäuresequenz homolog ist. Hier
waren die Erfinder erfolgreich bei der Gewinnung eines monoklonalen
Antikörpers,
welcher eine Kreuzreaktion mit ribosomalen Proteinen L7/L12-Protein von
verschiedenen Spezies von Mikroorganismen aus Neisseria gonorrhoeae
zeigt. Es wurde entdeckt, dass ein Antikörper gegen antiribosomales
Protein L7/L12 ohne Spezifität,
welcher aus einer Spezies von Mikroorganismen erhalten wurde, für Sandwich-Assay
von verschiedenen Arten von Mikroorganismen verwendet werden kann.
-
Klonierung
von Genen des ribosomalen Proteins L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae,
Massenexpression in Escherichia coli und Reinigung desselben Proteins
und Herstellung eines monoklonalen Antikörpers gegen dasselbe Protein
wurden durchgeführt.
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Nach
Animpfung einer geeigneten Menge von Neisseria gonorrhoeae-Stamm IID821 (erhalten
von Tokyo University School of Medicine Laboratories) in einem Schokoladeagar-Kulturmedium
wurde der Stamm für 24
Stunden in einem CO2-Inkubator unter Bedingungen
von 37°C
und 5,0% CO2 kultiviert. Die Kolonien, die wuchsen,
wurden in einem TE-Puffer auf eine Endkonzentration von etwa 5 × 109 CFU/ml suspendiert. Etwa 1,5 ml dieser
Suspension wurden in ein Mikrozentrifugationsröhrchen überführt und für 2 Minuten bei 10.000 rpm
zentrifugiert. Der Überstand
wurde verworfen. Das Sediment wurde in 567 μl TE-Puffer resuspendiert. Dann
wurden 30 μl
10% SDS und 3 μl
20 g/ml Proteinase-K-Lösung
zugegeben und gründlich
gemischt. Die Suspension wurde für
eine weitere Stunde bei 37°C
inkubiert. Als nächstes,
nach Zugabe von 80 μl
10% Cetyltrimethylammoniumbromid/0,7 N NaCl Lösung und gründlicher Mischung des Produkts
wurde es für
10 Minuten bei 65°C
inkubiert. Als nächstes
wurden 700 μl
Chloroform-Isoamylalkohollösung
bei einem Volumenverhältnis
von 24:1 zugegeben und gut gerührt.
Die Lösung
wurde für
5 Minuten (während
sie bei 4°C
gehalten wurde) bei 12.000 rpm unter Verwendung einer Mikrozentrifugen-Vorrichtung
zentrifugiert und die wässrige Fraktion
wurde in ein neues Mikroröhrchen überführt. Isopropanol
wurde zu der Fraktion bei 0,6-fachem Volumen zugegeben und das Röhrchen wurde
heftig geschüttelt,
um ein Sediment der DNA zu bilden. Das weiße DNA-Sediment wurde mit einem
Glasstab abgeschöpft
und in ein ver schiedenes Mikrozentrifugationsröhrchen überführt, enthaltend 1 ml 70% Ethanol
(gekühlt
auf –20°C).
-
Als
nächstes
wurde das Produkt für
5 Minuten bei 10.000 rpm zentrifugiert und der Überstand vorsichtig entfernt.
Dann wurde 1 weiterer ml 70% Ethanol zugegeben und das Produkt für 5 weitere
Minuten zentrifugiert. Nachdem der Überstand entfernt wurde, wurde
das Sediment in 100 μl
TE-Puffer gelöst,
um die DNA-Lösung
zu erhalten. Die Konzentration der genomischen DNA-Lösung wurde
quantitativ bestimmt in Übereinstimmung
mit E5, spektrophotometrische Bestimmung der Menge an DNA oder RNA, "Molecular cloning:
A laboratory manual," 1989,
Eds. Sambrook, J., Fritsch, E.F., und Maniatis, T., Cold Spring
Harbor Laboratory Press.
-
PCR
wurde unter Verwendung von 10 ng dieser genomischen DNA durchgeführt. Taq-Polymerase (Takara
Co., Ltd., Code R001A) wurde für
die PCR eingesetzt. Dann wurden 5 μl eines Puffers zu dem Enzym zugegeben,
4 μl dNTP-Mischung
zu dem Enzym zugegeben und jeweils 200 pmol von synthetischem Oligonucleotid
E, gezeigt in Sequenz No. 15 der Sequenztabelle, und synthetischem
Oligonucleotid F, gezeigt in Sequenz No. 16 der Sequenztabelle,
welche entworfen wurden, basierend auf der DNA-Sequenz des ribosomalen
Proteins L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae, erhalten aus Internet
Information (Oklahoma University, N. Gonorrhoeae Genome Project,
disclosed Genomic DNA data) wegen der Ähnlichkeit mit ribosomaler
Protein L7/L12-DNA Sequenz von anderen Bakterien, zu dem Enzym zugegeben,
um das Endvolumen auf 50 μl
zu bringen.
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Diese
Mischung wurde 5 Zyklen mit einem TaKaRa PCR Thermal Cycler 480
unterworfen, für
1 Minute bei 95°C,
2 Minuten bei 50°C
und 3 Minuten bei 72°C
und dann 25 Zyklen unterzogen, für
1 Minute bei 95°C, 2
Minuten bei 60°C
und 3 Minuten bei 72°C.
Elektrophorese wurde in 1,5% Agarosegel unter Verwendung von eini gen
von diesem PCR-Produkt durchgeführt.
Dieses Produkt wurde dann mit Ethidiumbromid (Nihon Gene Co., Ltd.)
gefärbt
und unter ultravioletten Strahlen beobachtet, um die Amplifikation
von etwa 400 by cDNA zu bestätigen.
Nach Verdauungsbehandlung mit Restriktionsendonukleasen BamHI und
XhoI wurde Elektrophorese in 1,5% Agarosegel durchgeführt und
Färbung
mit Ethidiumbromid wurde durchgeführt. Eine etwa 370 bp-Bande
wurde aus dem Gel ausgeschnitten. Diese Bande wurde mit Suprec01
(Takara Co., Ltd.) gereinigt und dann in pGEX-4T-1 (Pharmacia) eingeführt, welches
ein kommzeriell erhältlicher
Vektor ist. Tatsächlich wurde
der Vektor pGEX-4T-1 und die vorherige DNA bei einem Molverhältnis von
1:3 zusammengemischt und die DNA wurde mit T4-DNA-Ligase (Invitrogen
Co.) in den Vektor eingeführt.
Der Vektor pGEX-4T-1, in welchen die DNA eingeführt worden war, wurde genetisch
in Escherichia coli One-Shot Competent Cells (Invitrogen Co., Ltd.)
eingefügt
und dann in eine Platte von L-Nährmedium
(Takara Co., Ltd.) halbfeste Kulturplatte, enthaltend 50 μg/ml Ampicillin
(Sigma), eingeimpft. Die Platte wurde dann bei 37°C für 12 Stunden
beiseite gestellt und die Kolonien, die wuchsen, wurden zufällig ausgewählt und
in 2 ml L-Nährmedium
Flüssigkulturmedium
eingeimpft, enthaltend die gleiche Konzentration an Ampicillin.
Schüttelkultivierung
wurde bei 37°C
für 8 Stunden
durchgeführt
und das Bakterium wurde gewonnen und das Plasmid wurde abgetrennt
unter Verwendung von Wizard Miniprep in Übereinstimmung mit der beigefügten Literatur.
Das Plasmid wurde mit Restriktionsendonuklease BamHI/XhoI geschnitten.
Die Einfügung
von dem genannten PCR-Produkt wurde durch Ausschneiden von etwa
370 by DNA bestätigt.
Die Basensequenz der DNA, die eingeführt worden war, wurde unter
Verwendung des genannten Klons bestimmt.
-
Die
Bestimmung der Basensequenz des eingefügten DNA-Fragments wurde unter
Verwendung des Fluoreszenz-Sequenzers von Applied Biosystems durchgeführt. Die
Sequenzprobe wurde unter Verwendung von PRISM, Ready Reaction Dye
Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) hergestellt.
Zuerst wurden 9,5 μl
Reaktionsstocklösung,
4,0 μl T7-Promoter-Primer
mit 0,8 pmol/μl
(Gibco BRL) und 6,5 μl
Templat-DNA mit 0,16 μg/μl zur Sequenzierung
in ein Mikroröhrchen
mit einem Fassungsvermögen
von 0,5 ml gegeben und gemischt. Nach Überschichtung mit 100 ml Mineralöl wurde,
PCR-Amplifikation für
25 Zyklen durchgeführt,
wobei ein Zyklus aus 30 Sekunden bei 96°C, 15 Sekunden bei 55°C und 5 Minuten
bei 60°C
bestand. Das Produkt wurde dann bei 4°C für 4 Minuten gehalten. Nachdem
die Reaktion beendet war, wurden 80 μl sterilisiertes reines Wasser
zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde zentrifugiert und die wässrige Schicht wurde dreimal
mit Phenol-Chloroform
extrahiert. Zehn Mikroliter 3 M Natriumacetat (pH 5,2) und 300 μl Ethanol wurden
zu 100 μl
wässriger
Schicht zugegeben und gerührt.
Das Produkt wurde dann für
15 Minuten bei Raumtemperatur und 14.000 rpm zentrifugiert und das
Sediment wurde gewonnen. Nachdem das Sediment mit 75% Ethanol gewaschen
war, wurde es unter Vakuum für
2 Minuten getrocknet, um die Sequenzierungsprobe zu erhalten. Die
Sequenzierungsprobe wurde in Formamid, enthaltend 4 μl 10 mM EDTA
gelöst,
und für 2
Minuten bei 90°C
denaturiert. Dies wurde dann in Eis gekühlt und dem Sequenzieren ausgesetzt.
Einer der 5 Klone, die erhalten wurden, hatte Homologie mit der
Sequenz mit der Sonde, die für
die PCR verwendet wurde. Zusätzlich
wurden DNA-Sequenzen mit extremer Ähnlichkeit zu der Gensequenz
des Gens des ribosomalen Proteins L7/L12 der anderen Mikroorganismen,
zum Beispiel Haemophilus influenzae, entdeckt. Die gesamte Basensequenz
und die korrespondierende Aminosäuresequenz
der strukturellen Geneinheit sind wie in Sequenz No. 21 und No.
22 der Sequenztabelle gezeigt. Dieses Genfragment codiert klar für Neisseria
gonorrhoeae ribosomales Protein L7/L12.
-
Neisseria
gonorrhoeae GST-fusioniertes Ribosomprotein L7/L12, hergestellt
durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2, wurde unter Verwendung
des Neisseria gonorrhoeae ribosomalem GST-Fusionsprotein L7/L12
Expressionsvektors erhalten, der auf diese Art hergestellt wurde.
Des Weiteren wurde Hybridoma-Stamm AMGC1, welcher monoklonalen Antikörper gegen
ribosomales Protein L7/L12 von Neisseria gonorrhoeae produziert,
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren erhalten, das ähnlich
zu dem Verfahren von Beispiel 3 ist. Monoklonaler Antikörper wurde
in Übereinstimmung
mit Standardverfahren hergestellt und gewonnen unter Verwendung
der positiven Hybridoma-Zellen von AMGC1-Stamm, erhalten wie vorhergehend
beschrieben.
-
Spezifisch
wurden Zellen, die in RPMI 1640-Medium (enthaltend 10% FCS) subkultiviert
wurden, mit einem serumfreien Medium auf etwa 2 × 105 Zellen/ml,
3,3 × 105 Zellen/ml und 5 × 105 Zellen/ml
in 25 cm2 Kulturkolben verdünnt und
die Gesamtmenge wurde auf 5 ml gebracht. Nachdem die Zellen für 3 bis
5 Tage in 7% CO2 bei 37°C gezüchtet wurden, wurde ein Kolben,
welcher die geringste Anzahl an Originalzellen enthält, unter
den Kolben ausgewählt,
in welchen Zellen gezüchtet
wurden. Dasselbe Verfahren wurde wiederholt, bis die auf 2 × 105 Zellen/ml verdünnten Zellen auf 2 × 106 Zellen/ml gewachsen waren, in 3 bis 4 Tagen,
wodurch die Zellen an das serumfreie Medium angepasst wurden. Als
nächstes
wurde Klonierung in einer 96-Well-Platte zur Bakterienkultivierung
durchgeführt,
um Zellen auszuwählen,
die das schnellste Wachstum aufwiesen und den höchsten Antikörper-Titer.
Die ausgewählten
Zellen wurden in einer 24-Well-Platte gezüchtet und mit einem serumfreien
Medium in einem 25 cm2 Kulturkolben auf
eine Konzentration von etwa 2 ×105 Zellen/ml verdünnt und das Gesamtvolumen wurde
auf 10 ml gebracht. Nach Inkubation für 3 bis 4 Tage in 7% CO2 bei 37°C
auf eine Konzentration von 1 × 106 Zellen/ml, wurde das Kulturnährmedium,
100 ml, 1 × 106 Zellen/ml, in eine Flasche zur Massenkultivierung überführt, welche
in der gleichen Weise in einem 75 cm2 Kolben gezüchtet wurden.
100 ml eines serumfreien Mediums wurden zu der Mischung zugegeben,
welche bei 37°C für 2 Tage
unter Rühren
inkubiert wurde. 200 ml des serumfreien Medium wurden nochmals zugegeben
und die Mischung wurde für
weitere 2 Tage inkubiert. Das Kulturnährmedium wurde in 4 Teile geteilt,
das serumfreie Medium wurde zu jedem Teil zugegeben, gefolgt von
Inkubation für
2 Tage. Nach weiterer Zugabe von 400 ml des serumfreien Mediums
wurde das Kulturnährmedium
für 6 Tage
inkubiert. Das Kulturnährmedium
wurde gesammelt und bei 10.000 rpm für 15 Minuten zentrifugiert,
um einen Kulturüberstand,
enthaltend den Zielantikörper,
zu erhalten. Nach der Zugabe von Natriumazid auf eine Endkonzentration
von 0,1% wurde der Kulturüberstand
bei 4°C
gelagert. 100 ml der Lösung,
enthaltend den Antikörper,
die erhalten wurde, wurden 5-fach mit PBS verdünnt und auf einer Protein A-Säule (5 ml
Bettvolumen, Pharmacia) adsorbiert und mit dreifachem Bettvolumen
an PBS gewaschen. Dann wurde mit Citratpuffer bei pH 3 eluiert,
die Antikörperfraktion gewonnen
und monoklonaler Antikörper,
hergestellt durch jedes Hybridom, wurde erhalten. Der monoklonale Antikörper, stammend
von dem Hybridoma, wurde beim ELISA verwendet.
-
Um
den Antikörper
zu bewerten, wurden mit ribosomalen Proteinen L7/L12 von verschiedenen
Mikroorganismen sensibilisierte 96-Well-Platten als ein Antigen verwendet.
Der monoklonale Antikörper,
der hergestellt wurde, wurde umgesetzt, gefolgt von der Reaktion
mit Meerrettich-Peroxidase-gelabeltem anti-Maus IgG (hergestellt
durch MBL, Code 330) als ein Sekundär-Antigen und als letztes wurde
der Antikörper
unter Verwendung eines Enzymreaktionsfärbereagenzes nachgewiesen.
Bei der ELISA-Reaktion wurden Lösungen von
rekombinantem ribosomalem Protein L7/L12 aus Neisseria gonorrhoeae,
Haemophilus influenzae und Streptococcus pneumoniae in PBS, enthaltend
0,05 Natriumazid, gelöst,
auf 1 μg/ml
verdünnt,
je 100 μl
in getrennte 96-Well-Platten geschüttet und über Nacht bei 4°C adsorbiert.
Nach Entfernung des Überstandes
wurden 200 μl
1% Rinderserumalbuminlösung
(in PBS) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt und blockiert. Der Überstand
wurde entfernt und das Produkt wurde mit einer Waschlösung (0,02
Tween 20, PBS) gewaschen. Lösungen
von AMGC1-Antikörper
bei Konzentrationen von 0,1 bis 1 μg/ml in einer Menge von je 100 μl, wurden
zugegeben und für
2 Stunden bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde weiter mit einer Waschlösung gewaschen. Dann wurden
100 μl einer
Lösung von
5 μg/ml
Meerrettich-Peroxidase gelabeltem anti-Maus IgG (hergestellt durch
MBL, Code 330) zugegeben und für
1 Stunde bei Raumtemperatur umgesetzt. Der Überstand wurde entfernt und
das Produkt wurde mit einer Waschlösung gewaschen. TMB (KPL) Lösung wurde
zugegeben, je 100 μl,
und für
20 Minuten bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach Färbung wurden 100 μl 1 N Schwefelsäure zugegeben,
um die Reaktion zu stoppen. Die Absorption bei 450 nm wurde bestimmt.
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Als
ein Ergebnis, wie in Tabelle 6 gezeigt, wurde bestätigt, dass,
wenn der monoklonale Antikörper, stammend
aus Hybridoma AMGC1, verwendet wurde, dieser Antikörper mit
ribosomalen Proteinen L7/L12 von allen Bakterien reagieren kann,
wie z.B. Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae und Streptococcus pneumoniae.
-
-
Der
hier erhaltene AMGC1-Antikörper
ist sehr nützlich
als ein Antikörper,
der verwendet wird für
den Nachweis von Mikroorganismen bei dem sogenannten Sandwich-Assay
durch optischen Immuno-Assay und ELISA-Verfahren, in Kombination
mit einem antiribosomalen Protein L7/L12-Antikörper, welcher für jeden
Mikroorganismus spezifisch ist.
-
Industrielle
Anwendbarkeit
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
nicht nur Mikroorganismen gemäß ihrer
Spezies spezifisch nachgewiesen werden, sondern auch Mikroorganismen
von allen Serotypen in derselben Spezies können mit hoher Genauigkeit
nachgewiesen werden unter Verwendung von Antikörpern gegen intrazelluläre Moleküle derselben
Funktion.
-
Durch
Verwendung von Antikörpern
gegen ribosomale Proteine L7/L12 von verschiedenen Mikroorganismen
als solche Antikörper,
können
Haemophilus influenzae und Neisseria gonorrhoeae genau nachgewiesen
werden.
-
Des
Weiteren können
spezifische Antikörper,
die für
den Nachweis von verschiedenen Arten von Mikroorganismen verwendet
werden, durch Verwendung von intrazellulären Molekülen, die dieselben Funktionen in
verschiedenen Mikroorganismen zeigen, als ein Antigen, hergestellt
werden.
-
BEMERKUNGEN
ZU HINTERLEGTEN MIKROORGANISMEN
-
Die
Organisation, bei welcher die Mikroorganismen hinterlegt wurden:
National
Institute of Bioscience and Human Technology, the Agency of Industrial
Science and Technology
Adresse: 1-1-3, Higashi, Yatabe-cho,
Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, Japan (Postleitzahl: 305).
Datum
der Hinterlegung: 28. Juli 1999
Hinterlegungsnummer, die durch
die Hinterlegungsstelle vergeben wurde: FERM BP-6807 SEQUENZLISTE