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JP2002095486A - ヒトカリウムチャンネル1および2タンパク質 - Google Patents

ヒトカリウムチャンネル1および2タンパク質

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JP2002095486A
JP2002095486A JP2001226832A JP2001226832A JP2002095486A JP 2002095486 A JP2002095486 A JP 2002095486A JP 2001226832 A JP2001226832 A JP 2001226832A JP 2001226832 A JP2001226832 A JP 2001226832A JP 2002095486 A JP2002095486 A JP 2002095486A
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JP
Japan
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polypeptide
channel
polynucleotide
amino acid
acid sequence
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001226832A
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English (en)
Inventor
Lee I
リー イ
Mark D Adams
ディー. アダムス マーク
Owen R White
アール. ホワイト オーウェン
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Human Genome Sciences Inc
Original Assignee
Human Genome Sciences Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ヒトK+チャンネルポリペプチド、
およびK+チャンネルポリペプチドをコードするDNA
(RNA)、組換え技術によるポリペプチドを産生する
手順、K+チャンネルポリペプチドのアゴニスト、なら
びにAIDSなどの処置に用いられ得るポリペプチドに
対するアンタゴニストを提供することを目的とする。 【解決手段】(a)図1の推定アミノ酸配列を有するK
+チャンネル1ポリペプチド; (b)図2の推定アミノ酸配列を有するK+チャンネル
2ポリペプチド; (c)ATCC寄託番号第75700号に含まれるcD
NAによりコードされるアミノ酸配列を有するK+チャ
ンネル1ポリペプチド;および (d)ATCC寄託番号第75830号に含まれるcD
NAによりコードされるアミノ酸配列を有するK+チャ
ンネル2ポリペプチド、からなる群から選択される、単
離されたポリペプチドを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新たに同定したポ
リヌクレオチド、このようなポリヌクレオチドによりコ
ードされるポリペプチド、このようなポリヌクレオチド
およびポリペプチドの使用、ならびにこのようなポリヌ
クレオチドおよびポリペプチドの生成に関する。より特
定すると、本発明のポリペプチドは、ヒトカリウムチャ
ンネルタンパク質であり、本明細書中下記でしばしば
「K+チャンネル1および2ポリペプチド」と称され
る。本発明はまた、このようなポリペプチドの作用を阻
害することに関する。
【0002】
【従来の技術】カリウムチャンネルは、おそらくイオン
チャンネルのうちで最も多様な群を形成し、そして神経
および筋肉の興奮性の制御に不可欠である。いくつかの
カリウムチャンネルは膜の脱分極化に応答して開き、他
のカルシウムチャンネルは過分極または細胞内のカルシ
ウムの増加に応答して開く。いくつかのカルシウムチャ
ンネルはまた、伝達物質の結合により、および細胞内キ
ナーゼ、GTP結合タンパク質または他の第二のメッセ
ンジャーにより調節され得る。
【0003】カリウムチャンネルは、他のイオンからカ
リウムを選択するその能力においては類似であるが、活
性化、不活性化および動力学の詳細においては異なる異
種のイオンチャンネルの群である(Latorre,
R.およびMiller,C.、J. Memb. B
iol., 7:11−30, (1983))。それ
らは、例えば、活動電位の再分極、心臓の心拍調節、神
経の破裂、および潜在的な学習ならびに記憶のような多
数の生理機能に有意に寄与するであろう(Hodgki
n, A.L.およびHuxley, A.F.、J.
Physiol. 117:500−544 (19
52))。
【0004】カリウムチャンネルの機能についての分子
理論が、Drosophila科のカリウムチャンネル
のメンバーの分子クローニングにより大いに明らかにさ
れており、Shaker、Shaw、Shal、および
Shadが示されている(Tempel, B.L.
ら、Science, 237:770−775 (1
987))。これらのカリウムチャンネルの4つすべて
に対する哺乳動物ホモログが、クローニングされている
(Tempel, B.L.ら、Nature,33
2:837−839 (1988))。Drosoph
ilaカリウムチャンネルの特殊型が同定されている。
Drosophilaにおける特殊型は、選択的スプラ
イシングにより広範に由来する(Schwartz,
T.L.ら、Nature, 331:137−142
(1988))。それに対して、哺乳動物カリウムチ
ャンネルの特殊型は、同様のスプライシングが生じるが
一般に異なる遺伝子を表す。これらのチャンネルの生物
物理学的特性は、アミノ酸配列のごく小さな交替で変化
し得る。緩慢な不活性化である、「遅延式整流器」チャ
ンネルと迅速な不活性化である、A型チャンネルとの間
には重要な差異が存在する(Wei, Aら、Scie
nce, 248:599−603 (1990))。
Drosophilaカリウムチャンネルの哺乳動物ホ
モログは、同様のあるいは異なる生物物理学的特性のい
ずれかを示し得る。
【0005】カリウムチャンネルは、正常細胞ホメオス
タシスに関与し、そして種々の疾患状態および免疫応答
に関連する。ナトリウム、カルシウム、およびカリウム
チャンネルと特定の関連性を有すると考えられる疾患
は、自己免疫疾患およびガンのような他の増殖性異常を
包含する。自己免疫疾患は、特に、リュウマチ性関節
炎、1型糖尿病、多発性硬化症、重症筋無力症、全身性
エリテマトーデス、シェーグレン症候群、混合結合性組
織病を含有する。
【0006】いくつかのクラスのカリウムチャンネル
は、膜電位の維持および多様な細胞型の細胞容積の調
節、ならびに神経系における電気的興奮性の調節に関与
する(Lewis, R.S.およびCahalan,
M.D.、Science,239:771−775
(1988))。カリウムチャンネルは、活動電位の
再分極相、ならびにニューロンおよび他の細胞の興奮パ
ターンを制御することが示されている。カリウムの流動
はナトリウムまたはカルシウムの流動よりも多様である
こと、および細胞の外部の刺激に対する応答様式を決定
する中心的な役割も果たすことが示されている。例え
ば、ニューロンがシナプスインプットに応答する調節速
度または遅延速度は、異なるクラスのカリウムチャンネ
ルの存在により強く決定される。カリウムチャンネルの
多様性を生じる分子メカニズムは、130kbにわたる
21個のエキソンを含有し、そして単一の一次転写産物
の選択的スプライシングにより4つの異なるカリウムチ
ャンネルを生じるDrosophilaのShaker
座において最も理解されている(DeCoursey,
T.E.ら、J. Gen. Physiol. 8
9:379−404 (1987))。Xenopus
卵母細胞におけるこれらのcDNAの発現は、異なる生
理的特性とともに電位依存性カリウム流動を生じさせ
る。関連するDrosophilaカリウムチャンネル
遺伝子Shabはまた、2つの異なるタンパク質を生じ
る一次転写産物の選択的スプライシングを示す(McK
innon,D.およびCeredig, R.、J.
Exp. Med., 164:1846−1861
(1986))。
【0007】PCT出願番号WO 92/02634号
は、MK3遺伝子のカリウムチャンネル発現産物または
機能的に生物活性なその等価物、およびその使用(特
に、免疫応答および免疫応答を調節またはブロックする
物質の同定と組み合わせて)を開示している。
【0008】哺乳動物の脳に単独に局在する新規なカリ
ウムチャンネルが同定され、クローニングされ、そして
配列が決定されている。ならびに、ラットの舌の有郭乳
頭から調整されたcDNAライブラリーを利用して、c
drkが示されている。このcdrkチャンネルは、S
habのサブファミリーのメンバーであるようであり、
cdrk1に最も酷似する。このcdrkチャンネル
は、多様な被刺激性組織において重要であり得る(Hw
ang, P.M.ら、Neuron, 8:473−
481 (1992))。
【0009】多様なカリウムチャンネル構成要素が、D
rosophilaのShaker座での選択的スプラ
イシングにより産生されている(Schwarz,
T.L.ら、Nature, 331−137−142
(1988))。
【0010】RCKカリウムチャンネルファミリーのメ
ンバーは、ラット神経系において特異的に発現されてい
る。RCKカリウムチャンネルファミリーの4つのメン
バーをコードするmRNA(RCK1、RCK3、RC
K4およびRCK5と名付けられた)は、特異的なRN
Aプローブを用いたRNAブロットハイブリダイゼーシ
ョン実験により分析されている(Beckh, S.お
よびPongs, O.、The EMBO Jour
nal, 9:777−782(1990))。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ヒトK+
ャンネルポリペプチド、およびこのようなK+チャンネ
ルポリペプチドをコードするDNA(RNA)、組換え
技術によるこのようなポリペプチドを産生する手順、て
んかん、発作、高血圧症、ぜん息、パーキンソン病、精
神分裂症、不安、鬱病、および神経変性の処置に用いら
れ得るこのようなK +チャンネルポリペプチドのアゴニ
スト、ならびにAIDS、全身性エリテマトーデス、糖
尿病、多発性硬化症、およびガンの処置に用いられ得る
このようなポリペプチドに対するアンタゴニストを提供
することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】1つの局面において、本
発明は、 (a)図1の推定アミノ酸配列を有するK+チャンネル
1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、あるい
は該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、または誘
導体; (b)図2の推定アミノ酸配列を有するK+チャンネル
2ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、あるい
は該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、または誘
導体; (c)ATCC寄託番号第75700号に含まれるcD
NAによりコードされるアミノ酸配列を有するK+チャ
ンネル1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
あるいは該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、ま
たは誘導体;および (d)ATCC寄託番号第75830号に含まれるcD
NAによりコードされるアミノ酸配列を有するK+チャ
ンネル2ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
あるいは該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、ま
たは誘導体、からなる群から選択される、単離されたポ
リペプチドを提供する。
【0013】好適な実施形態において、本発明の上記ポ
リヌクレオチドがDNAであり得る。
【0014】好適な実施形態において、本発明の上記ポ
リヌクレオチドがRNAであり得る。
【0015】好適な実施形態において、本発明の上記ポ
リヌクレオチドがゲノムDNAであり得る。
【0016】さらに好適な実施形態において、本発明の
上記ポリヌクレオチドが図1および図2の推定アミノ酸
配列を有するK+チャンネル1ポリペプチドをコードし
得る。
【0017】さらに好適な実施形態において、本発明の
上記ポリヌクレオチドがATCC寄託番号第75700
号のcDNAでコードされるK+チャンネル1ポリペプ
チドをコードし得る。
【0018】さらに好適な実施形態において、本発明の
上記ポリヌクレオチドが図2の推定アミノ酸配列を有す
るK+チャンネル2ポリペプチドをコードし得る。
【0019】さらに好適な実施形態において、本発明の
上記ポリヌクレオチドがATCC寄託番号第75830
号として寄託されるK+チャンネル2ポリペプチドをコ
ードする配列を有し得る。
【0020】さらに好適な実施形態において、本発明
は、上記のDNAを含むベクターを提供し得る。
【0021】さらに好適な実施形態において、本発明
は、上記のベクターを用いて遺伝的に操作された宿主細
胞を提供し得る。
【0022】別の局面において、本発明は、上記の宿主
細胞から上記DNAによりコードされるポリペプチドを
発現させる工程を包含する、ポリペプチドを生成するた
めのプロセスを提供し得る。
【0023】別の局面において、本発明は、上記のベク
ターを用いて細胞を遺伝的に操作する工程を包含する、
ポリペプチドを発現し得る細胞を生成するためのプロセ
スを提供し得る。
【0024】別の局面において、本発明は、上記のDN
Aにハイブリダイズ可能であり、かつK+チャンネル1
ポリペプチド活性を有するポリペプチドをコードする、
単離されたDNAを提供し得る。
【0025】別の局面において、本発明は、上記のDN
Aにハイブリダイズ可能であり、かつK+チャンネル2
ポリペプチド活性を有するポリペプチドをコードする、
単離されたDNAを提供し得る。
【0026】別の局面において、本発明は、(i)図1
の推定アミノ酸配列を有するK+チャンネル1ポリペプ
チド、ならびにそのフラグメント、そのアナログ、およ
びその誘導体;(ii)図2の推定アミノ酸配列を有す
るK+チャンネル2ポリペプチド、ならびにそのフラグ
メント、そのアナログ、およびその誘導体;(iii)
ATCC寄託番号第75700号のcDNAによりコー
ドされるK+チャンネル1ポリペプチド、ならびに該ポ
リペプチドのフラグメント、アナログ、および誘導体;
および(iv)ATCC寄託番号第75830号のcD
NAによりコードされるK+チャンネル2ポリペプチ
ド、ならびに該ポリペプチドのフラグメント、アナロ
グ、および誘導体、からなる群から選択される、ポリペ
プチドを提供し得る。
【0027】好適な実施形態において、本発明の上記ポ
リペプチドが図1の推定アミノ酸配列を有するK+チャ
ンネル1ポリペプチドであり得る。
【0028】好適な実施形態において、本発明の上記ポ
リペプチドが図2の推定アミノ酸配列を有するK+チャ
ンネル2ポリペプチドであり得る。
【0029】別の局面において、本発明は、上記のポリ
ペプチドに対する抗体を提供し得る。
【0030】別の局面において、本発明は、上記のポリ
ペプチドに対するアゴニストを提供し得る。
【0031】別の局面において、本発明は、上記のポリ
ペプチドに対するアンタゴニストを提供し得る。
【0032】別の局面において、本発明は、K+チャン
ネル1ポリペプチドに対するアゴニストの必要を有する
患者の処置のための方法であって、患者に治療有効量の
上記のアゴニストを投与する工程を包含する、方法を提
供し得る。
【0033】別の局面において、本発明は、K+チャン
ネル2ポリペプチドに対するアゴニストの必要を有する
患者の処置のための方法であって、患者に治療有効量の
上記のアゴニストを投与する工程を包含する、方法を提
供し得る。
【0034】別の局面において、本発明は、K+チャン
ネル1ポリペプチドを阻害する必要を有する患者の処置
のための方法であって、該患者に治療有効量の上記のア
ンタゴニスト/インヒビターを投与する工程、を包含す
る、方法を提供し得る。
【0035】別の局面において、本発明は、K+チャン
ネル2ポリペプチドを阻害する必要を有する患者の処置
のための方法であって、患者に治療有効量の上記のアン
タゴニストを投与する工程、を包含する、方法を提供し
得る。
【0036】別の局面において、本発明は、K+チャン
ネル発現に調節効果を有する分子を同定するための方法
であって、K+チャンネル遺伝子の機能性K+チャンネル
発現産物を産生する発現系を提供する工程;産物と、産
物の生物活性におけるその調節効果を決定するための1
つ以上の分子とを接触させる工程;およびK+チャンネ
ル発現を調節し得る候補物を該分子より選択する工程、
を包含する、方法を提供し得る。
【0037】
【発明の実施の形態】本発明の1つの局面によれば、K
+チャンネルタンパク質、ならびにそのフラグメント、
アナログ、および誘導体である新規の成熟ポリペプチド
が提供される。本発明のポリペプチドはヒト起源であ
る。
【0038】本発明の別の局面によれば、このようなポ
リペプチドをコードするポリヌクレオチド(DNAまた
はRNA)が提供される。
【0039】本発明のなおさらなる局面によれば、組換
え技術によってこのようなポリペプチドを産生するプロ
セスが提供される。
【0040】本発明のなおさらなる局面によれば、K+
チャンネルポリペプチドのアゴニストが提供され、この
アゴニストは例えば、高血圧症、てんかん、発作、ぜん
息、パーキンソン病、精神分裂症、不安、鬱病および神
経変性(neurodegeneration)を処置
するための治療目的のために用いられ得る。
【0041】本発明のなおさらなる局面によれば、この
ようなポリペプチドに対する抗体が提供され、この抗体
は自己免疫疾患およびガンの検出のための診断アッセイ
の一部として用いられ得る。
【0042】本発明のなおさらなる局面によれば、この
ようなポリペプチドに対するアンタゴニスト/インヒビ
ターが提供され、このアンタゴニスト/インヒビターは
例えば、偏頭痛、自己免疫疾患、ガン、および移植片拒
絶の処置において、このようなポリペプチドの作用を阻
害するために用いられ得る。
【0043】本発明のこれらおよび他の局面は、本明細
書中の教示より、当業者に明確であるべきである。
【0044】本発明の局面によれば、図1の推定アミノ
酸配列を有する成熟K+チャンネル1ポリペプチドをコ
ードする単離された核酸(ポリヌクレオチド)、または
1994年3月4日にATCC寄託番号第75700号
として寄託されるクローンのcDNAによりコードされ
る成熟ポリペプチドをコードする単離された核酸(ポリ
ヌクレオチド)が提供される。
【0045】本発明の別の局面によれば、図2の推定ア
ミノ酸配列を有する成熟K+チャンネル2ポリペプチド
をコードする単離された核酸、または1994年7月1
5日にATCC寄託番号第75830号として寄託され
るクローンのcDNAによりコードされる成熟ポリペプ
チドをコードする単離された核酸が提供される。
【0046】本発明のポリペプチドをコードするポリヌ
クレオチドは、脳、骨格筋、および胎盤組織より得られ
得る。本発明のポリヌクレオチドは、ヒトの脳由来のc
DNAライブラリーにおいて発見された。それらは構造
的に、K+チャンネル遺伝子ファミリーと関連する。
+チャンネル1ポリペプチドは、約513アミノ酸残
基のポリペプチドをコードするオープンリーディングフ
レームを含有する。このポリペプチドは、drk1タン
パク質に対して、400アミノ酸の範囲にわたり、約4
0%の同一性および65%の類似性を有し、高度な相同
性を示す。
【0047】本発明のK+チャンネル2ポリペプチドを
コードするポリヌクレオチドは、ヒトの脳由来のcDN
Aライブラリーにおいて発見された。それらは構造的
に、K +チャンネル遺伝子ファミリーに関連する。K+
ャンネル2ポリペプチドは、約494アミノ酸残基のポ
リペプチドをコードするオープンリーディングフレーム
を含有する。このポリペプチドは、ヒトDRK1タンパ
ク質に対して、488アミノ酸の範囲にわたり、約40
%の同一性および66%の類似性を有し、高度な相同性
を示す。
【0048】本発明のポリヌクレオチドは、RNAの形
態またはDNA(このDNAはcDNA、ゲノムDN
A、および合成DNAを包含する)の形態であり得る。
DNAは二本鎖または一本鎖であり得、そして一本鎖は
コード鎖または非コード(アンチセンス)鎖であり得
る。成熟ポリペプチドをコードするコード配列は、図1
および図2に示すコード配列または寄託したクローンの
コード配列と同一であり得、あるいはそのコード配列
が、遺伝コードの重複または縮重の結果として、図1お
よび図2のDNAまたは寄託したcDNAと同じ成熟ポ
リペプチドをコードする異なるコード配列であり得る。
【0049】図1および図2の成熟ポリペプチドまたは
寄託したcDNAによりコードされる成熟ポリペプチド
をコードするポリヌクレオチドは、以下を包含し得る:
成熟ポリペプチドのコード配列のみ;成熟ポリペプチド
のコード配列およびリーダー配列または分泌配列のよう
なさらなるコード配列;成熟ポリペプチド(および必要
に応じて、さらなるコード配列)のコード配列および非
コード配列(例えば、イントロンまたは成熟ポリペプチ
ドのコード配列の5’および/または3’非コード配
列)。
【0050】したがって、用語「ポリペプチドをコード
するポリヌクレオチド」は、ポリペプチドのコード配列
のみを含むポリヌクレオチド、ならびにさらなるコード
配列および/または非コード配列を含むポリヌクレオチ
ドを包含する。
【0051】本発明はさらに、図1および図2の推定ア
ミノ酸配列を有するポリペプチドまたは寄託したクロー
ンのcDNAによりコードされるポリペプチドのフラグ
メント、アナログ、および誘導体をコードする本明細書
中上記のポリヌクレオチドの変異体に関する。ポリヌク
レオチドの変異体は、ポリヌクレオチドの天然の対立遺
伝子変異体またはポリヌクレオチドの非天然の変異体で
あり得る。
【0052】したがって、本発明は、図1および図2に
示すものと同じ成熟ポリペプチドまたは寄託したクロー
ンのcDNAによりコードされる同じ成熟ポリペプチド
をコードするポリヌクレオチド、ならびにこのようなポ
リヌクレオチドの変異体を包含する。この変異体は、図
1および図2のポリペプチドまたは寄託したクローンの
cDNAによりコードされるポリペプチドのフラグメン
ト、誘導体、またはアナログをコードする。このような
ヌクレオチド変異体は、欠失変異体、置換変異体、およ
び付加または挿入変異体を包含する。
【0053】本明細書中上記で示したように、ポリヌク
レオチドは、図1および図2に示すコード配列または寄
託したクローンのコード配列の天然の対立遺伝子変異体
であるコード配列を有し得る。当該分野で公知であるよ
うに、対立遺伝子変異体は、1つ以上のヌクレオチドの
置換、欠失、または付加を有し得るポリヌクレオチド配
列の別の形態であり、これはコードされるポリペプチド
の機能を実質的には変化させない。
【0054】本発明のポリヌクレオチドはまた、本発明
のポリペプチドの精製を可能にするマーカー配列にイン
フレームで融合されたコード配列を有し得る。マーカー
配列は、細菌宿主の場合ではマーカーに融合された成熟
ポリペプチドの精製を提供するpQE−9ベクターによ
り供給されるヘキサヒスチジンタグであり得る。また
は、例えば、マーカー配列は、哺乳動物宿主(例えば、
COS−7細胞)が使用される場合は、ヘマグルチニン
(HA)タグであり得る。HAタグは、インフルエンザ
ヘマグルチニンタンパク質由来のエピトープに対応する
(Wilson,I.ら、Cell、37:767
(1984))。
【0055】本発明はさらに、配列間に少なくとも50
%および好ましくは70%の同一性が存在する場合、本
明細書中上記の配列にハイブリダイズするポリヌクレオ
チドに関する。本発明は特に、本明細書中上記のポリヌ
クレオチドにストリンジェントな条件下でハイブリダイ
ズするポリヌクレオチドに関する。本明細書中で用いら
れる用語「ストリンジェントな条件」は、ハイブリダイ
ゼーションが配列間に少なくとも95%および好ましく
は少なくとも97%の同一性が存在する場合のみに生じ
ることをいう。好ましい実施態様において本明細書中上
記のポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレ
オチドは、図1および図2のcDNAまたは寄託したc
DNAによりコードされる成熟ポリペプチドと実質的に
同じ生物学的機能または生物学的活性を保持するポリペ
プチドをコードする。
【0056】本明細書中でいう寄託物(1つまたは複
数)は、特許手続きの目的のための微生物の寄託の国際
的承認に関するブダペスト条約の下に維持される。これ
らの寄託物は、当業者への便宜上のみ提供され、そして
米国特許法第112条の下で寄託が必要とされることを
容認するものではない。寄託物に含まれるポリヌクレオ
チドの配列、ならびにそれによりコードされるポリペプ
チドのアミノ酸配列は、本明細書中に参考として援用さ
れており、そして本明細書中の配列の記載とのいかなる
矛盾の場合も制御されている。寄託物を製造し、使用
し、または販売するためには実施許諾が必要とされ得、
そしてこのような実施許諾はこれによって与えられるわ
けではない。
【0057】本発明はさらに、図1および図2の推定ア
ミノ酸配列を有するまたは寄託したcDNAによりコー
ドされるアミノ酸配列を有するK+チャンネルポリペプ
チド、ならびにこのようなポリペプチドのフラグメン
ト、アナログ、および誘導体に関する。
【0058】用語「フラグメント」、「誘導体」、およ
び「アナログ」は、図1および図2のポリペプチドまた
は寄託したcDNAによりコードされるポリペプチドを
いう場合は、このようなポリペプチドと本質的に同じ生
物学的機能または生物学的活性を保持するか、あるいは
+チャンネルポリペプチドのリガンドに結合する能力
を保持するがこのようなポリペプチドの可溶性形態であ
り、そして、それゆえ、何の機能も引き出さないかのい
ずれかのポリペプチドであることを意味する。
【0059】本発明のポリペプチドは、組換えポリペプ
チド、天然のポリペプチド、または合成ポリペプチドで
あり得、好ましくは組換えポリペプチドであり得る。
【0060】図1および図2のポリペプチドまたは寄託
したcDNAによりコードされるポリペプチドのフラグ
メント、誘導体、またはアナログは、(i)その中で1
つ以上のアミノ酸残基が保存または非保存アミノ酸残基
(好ましくは保存アミノ酸残基)で置換され、そしてこ
のような置換されるアミノ酸残基が、この遺伝コードに
よりコードされるアミノ酸残基であり得るかまたはあり
得ないフラグメント、誘導体、またはアナログ、または
(ii)その中で1つ以上のアミノ酸残基が置換基を含
有するフラグメント、誘導体、またはアナログ、または
(iii)その中で成熟ポリペプチドがポリペプチドの
半減期を増加させる化合物(例えば、ポリエチレングリ
コール)のような別の化合物に融合されているフラグメ
ント、誘導体、またはアナログ、または(iv)その中
で成熟ポリペプチドにさらなるアミノ酸(例えば、リー
ダー配列または分泌配列あるいは成熟ポリペプチドの精
製に用いられる配列)が融合されるフラグメント、誘導
体、またはアナログであり得る。このようなフラグメン
ト、誘導体、およびアナログは、本明細書中の教示か
ら、当業者の範囲内にあると考えられる。
【0061】本発明のポリペプチドおよびポリヌクレオ
チドは、好ましくは単離された形態で提供され、そして
好ましくは均質に精製される。
【0062】用語「単離された」は、物質がその本来の
環境(例えば、天然に存在する場合は、天然の環境)か
ら取り出されていることを意味する。例えば、生きてい
る動物に存在する天然のポリヌクレオチドまたはポリペ
プチドは、単離されないが、天然系において共存する物
質の幾らかまたは全部から分離された同一のポリヌクレ
オチドまたはポリペプチドが、単離される。このような
ポリヌクレオチドは、ベクターの一部であり得、および
/またはこのようなポリヌクレオチドまたはポリペプチ
ドは、組成物の一部であり得、そしてさらにこのような
ベクターまたは組成物がその天然の環境の一部ではない
ため単離され得る。
【0063】本発明はまた、本発明のポリヌクレオチド
を含むベクター、本発明のベクターを用いて遺伝子操作
される宿主細胞、および組換え技術によって本発明のポ
リペプチドを生成することに関する。
【0064】宿主細胞は、本発明のベクター(これは例
えば、クローニングベクターまたは発現ベクターであり
得る)を用いて遺伝子操作(形質導入または形質転換ま
たはトランスフェクト)される。ベクターは、例えば、
プラスミド、ウイルス粒子、ファージなどの形態であり
得る。操作された宿主細胞は、プロモーターの活性化、
形質転換体の選択、またはK+チャンネルタンパク質遺
伝子の増幅のために適切に改変した従来の栄養培地中で
培養され得る。培養条件(例えば、温度、pHなど)
は、発現のために選択される宿主細胞で以前に使用され
た条件であり、そして当業者には明らかである。
【0065】本発明のポリヌクレオチドは、組換え技術
によりポリペプチドを生成するために用いられ得る。し
たがって、例えば、ポリヌクレオチドは、ポリペプチド
を発現するための種々の発現ベクターのいずれかに含ま
れ得る。このようなベクターは、染色体、非染色体、お
よび合成DNA配列を包含し、例えば、SV40の誘導
体;細菌性プラスミド;ファージDNA;バキュロウィ
ルス;酵母プラスミド;プラスミドおよびファージDN
Aの組み合わせから得られるベクター、ワクシニア、ア
デノウイルス、鶏痘ウイルス、および仮性狂犬病のよう
なウイルスDNAである。しかし、宿主において複製可
能で、そして存続可能である限り、任意の他のプラスミ
ドまたはベクターも使用され得る。
【0066】適切なDNA配列は、種々の手順によりベ
クターに挿入され得る。一般に、DNA配列は当該分野
で公知の手順により適切な制限エンドヌクレアーゼ部位
(単数または複数)に挿入される。このような手順およ
び他の手順は、当業者に公知の範囲内であると考えられ
る。
【0067】発現ベクター中のDNA配列は、適切な発
現制御配列(1つまたは複数)(プロモーター)に作動
可能に連結され、mRNAの合成を指示する。このよう
なプロモーターの代表的な例としては、以下が挙げられ
得る:LTRまたはSV40プロモーター、E.col
i lacまたはtrp、λファージPLプロモータ
ー、および原核生物細胞または真核生物細胞あるいはそ
のウイルス内で遺伝子の発現を制御することが公知であ
る他のプロモーター。発現ベクターはまた、翻訳開始の
ためのリボソーム結合部位および転写ターミネーターを
含む。ベクターはまた、発現を増幅するための適切な配
列を含み得る。
【0068】さらに、発現ベクターは、好ましくは、形
質転換された宿主細胞の選択のための表現型特性(例え
ば、真核生物細胞培養物についてはジヒドロ葉酸レダク
ターゼまたはネオマイシン耐性、またはE. coli
におけるテトラサイクリン耐性またはアンピシリン耐
性)を提供する1つ以上の選択マーカー遺伝子を含む。
【0069】本明細書中上記のような適切なDNA配列
ならびに適切なプロモーター配列または制御配列を含む
ベクターは、適切な宿主を形質転換して宿主にタンパク
質を発現させるために用いられ得る。
【0070】適切な宿主の代表的な例としては、以下が
挙げられ得る:細菌細胞(例えば、E. coli
StreptomycesSalmonella
yphimurium);真菌細胞(例えば酵母);昆
虫細胞(例えば、DrosophilaおよびSf
);動物細胞(例えば、CHO、COS、HEK29
3、またはBowes黒色腫);植物細胞など。適切な
宿主の選択は、本明細書中の教示により当業者の範囲内
であると考えられる。
【0071】さらに詳細には、本発明はまた、上で広範
に記載した1以上の配列を含む組換え構築物を包含す
る。構築物は、ベクター(例えば、プラスミドベクター
またはウイルスベクター)を包含し、このベクターの中
には本発明の配列が正方向または逆方向に挿入されてい
る。この実施態様の好ましい局面によれば、構築物はさ
らに、配列に作動可能に連結された調節配列(例えば、
プロモーターを包含する)を含む。多数の適切なベクタ
ーおよびプロモーターが当業者には公知であり、そして
購入可能である。以下のベクターが例として提供され
る。細菌性:pQE70、pQE60、pQE−9
(Qiagen)、pbs、pD10、phagesc
ript、psiX174、pbluescript
SK、pbsks、pNH8A、pNH16a、pNH
18A、pNH46A (Stratagene);p
trc99a、pKK223−3、pKK233−3、
pDR540、pRIT5 (Pharmacia)。
真核生物性:pWLNEO、pSV2CAT、pOG4
4、pXT1、pSG (Stratagene);p
SVK3、pBPV、pMSG、pSVL (Phar
macia)。しかし、宿主において複製可能で、そし
て存続可能である限り、任意の他のプラスミドまたはベ
クターも使用され得る。
【0072】プロモーター領域は、CAT(クロラムフ
ェニコールトランスフェラーゼ)ベクターまたは選択マ
ーカーを有する他のベクターを使用して、任意の所望の
遺伝子から選択され得る。2つの適切なベクターは、p
KK232−8およびPCM7である。特によく知られ
た細菌プロモーターは、lacI、lacZ、T3、T
7、gpt、λPR、PL、およびtrpを包含する。真
核プロモーターは、CMV即時型、HSVチミジンキナ
ーゼ、初期SV40および後期SV40、レトロウイル
ス由来のLTR、およびマウスメタロチオネインIを包
含する。適切なベクターおよびプロモーターの選択は、
十分に当業者のレベルの範囲内にある。
【0073】さらなる実施態様では、本発明は上記の構
築物を含有する宿主細胞に関する。宿主細胞は、高等真
核生物細胞(例えば、哺乳動物細胞)または下等真核生
物細胞(例えば、酵母細胞)であり得るか、または原核
生物細胞(例えば、細菌細胞)であり得る。構築物の宿
主細胞への導入は、リン酸カルシウムトランスフェクシ
ョン、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクショ
ン、またはエレクトロポレーションにより達成され得る
(Davis, L.、Dibner, M.、Bat
tey, I.、Basic Methods in
Molecular Biology、1986)。
【0074】宿主細胞中の構築物は、組換え配列により
コードされる遺伝子産物を産生するために、従来の方法
で使用され得る。あるいは、本発明のポリペプチドは、
従来のペプチド合成機により合成的に生成され得る。
【0075】成熟タンパク質は、哺乳動物細胞、酵母、
細菌、または他の細胞中で適切なプロモーターの制御下
で発現され得る。無細胞翻訳系もまた、このようなタン
パク質を生成するために、本発明のDNA構築物に由来
するRNAを使用して用いられ得る。原核生物宿主およ
び真核生物宿主で使用される適切なクローニングベクタ
ーおよび発現ベクターは、Sambrookら、Mol
ecular Cloning: A Laborat
ory Manual, 第2版(ColdSprin
g Harbor、N.Y.、1989)(この開示
は、本明細書中に参考として援用されている)に記載さ
れている。
【0076】本発明のポリペプチドをコードするDNA
の高等真核生物による転写は、ベクターにエンハンサー
配列を挿入することにより増大される。エンハンサーは
DNAのシス作用因子であり、通常は約10〜約300
bpであり、これはプロモーターに作用してその転写を
増大させる。例としては、複製起点の後期側のSV40
エンハンサー(bp100〜270)、サイトメガロウ
イルスの早期プロモーターエンハンサー、複製起点の後
期側のポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルス
エンハンサーを包含する。
【0077】一般に、組換え発現ベクターは、複製起点
および宿主細胞の形質転換を可能とする選択マーカー
(例えば、E. coliのアンピシリン耐性遺伝子お
よびS. cerevisiaeのTRP1遺伝子)お
よび下流の構造配列の転写を指示する、高発現遺伝子に
由来するプロモーターを含有する。このようなプロモー
ターは、特に解糖酵素(例えば、3−ホスホグリセリン
酸キナーゼ(PGK)、α因子、酸性ホスファターゼ、
または熱ショックタンパク質)をコードするオペロンに
由来し得る。異種構造配列は、翻訳開始配列および翻訳
終止配列、および好ましくは翻訳されたタンパク質を細
胞周辺腔または細胞外培地へ分泌することを指示し得る
リーダー配列と適切な相内で組立てられる。必要に応じ
て、異種配列は、所望の特徴(例えば、発現された組換
え産物の安定化または簡略化された精製)を与えるN末
端同定ペプチドを含む融合タンパク質をコードし得る。
【0078】細菌での使用に有用な発現ベクターは、機
能的なプロモーターと作動可能な読みとり相で、所望の
タンパク質をコードする構造DNA配列を適切な翻訳開
始シグナルおよび翻訳終止シグナルと共に挿入すること
により構築される。ベクターは、1以上の表現型選択マ
ーカー、ならびに、ベクターの維持を確実にするため、
および所望の場合に宿主内での増幅を提供するために複
製起点を含有する。形質転換のために適切な原核生物宿
主は、E. coliBacillus subti
lisSalmonella typhimuriu
、ならびにPseudomonas属、Strept
omyces属、およびStaphylococcus
属内の種々の種を包含するが、他の種もまた選択対象と
して用いられ得る。
【0079】代表的な、しかし限定されない例として、
細菌での使用に有用な発現ベクターは、周知のクローニ
ングベクターpBR322(ATCC 37017)の
遺伝エレメントを含む市販のプラスミドに由来する選択
マーカーおよび細菌の複製起点を含み得る。このような
市販のベクターは、例えば、pKK223−3(Pha
rmacia Fine Chemicals、Upp
sala、Sweden)およびGEM1(Prome
ga Biotec、Madison、WI、USA)
を包含する。これらのpBR322「骨格」部分は、適
切なプロモーターおよび発現されるべき構造配列と組み
合わされる。
【0080】適切な宿主株の形質転換および適切な細胞
密度への宿主株の増殖に続いて、選択されたプロモータ
ーは、適切な手段(例えば、温度シフトまたは化学的誘
導)により脱抑制され、そして細胞はさらなる期間培養
される。
【0081】細胞は、代表的には遠心分離により回収さ
れ、物理的手段または化学的手段により破砕され、そし
て得られた粗抽出物はさらなる精製のために保持され
る。タンパク質の発現において用いられる微生物細胞
は、凍結融解サイクル、超音波処理、機械的破砕、また
は細胞溶解剤の使用を包含する任意の便利な方法により
破砕され得る。このような方法は、当該分野において周
知である。
【0082】種々の哺乳動物細胞の培養系もまた、組換
えタンパク質を発現するために用いられ得る。哺乳動物
発現系の例は、Gluzman、Cell、23: 1
75(1981)に記載されているサル腎臓繊維芽細胞
のCOS−7株、および適合性のベクターを発現し得る
他の細胞株(例えば、C127、3T3、CHO、He
La、およびBHK細胞株)を包含する。哺乳動物発現
ベクターは、複製起点、適切なプロモーターおよびエン
ハンサー、ならびにまた、任意の必要なリボソーム結合
部位、ポリアデニル化部位、スプライスドナー部位およ
びスプライスアクセプター部位、転写終止配列、および
5’フランキング非転写配列を含む。SV40のスプラ
イス部位、およびポリアデニル化部位に由来するDNA
配列は、必要な非転写遺伝エレメントを提供するために
使用され得る。
【0083】K+チャンネルポリペプチドは、以下の方
法により組換え細胞培養物から回収され、そして精製さ
れる。これらの方法には、硫安沈殿またはエタノール沈
殿、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラ
フィー、リン酸セルロースクロマトグラフィー、疎水性
相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマト
グラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィ
ー、およびレクチンクロマトグラフィーが包含される。
必要に応じて、タンパク質の再折りたたみ(refol
ding)工程が、成熟タンパク質の立体配置を完全に
するために使用され得る。最終的に、高速液体クロマト
グラフィー(HPLC)が、最終的な精製工程に用いら
れ得る。
【0084】本発明のポリペプチドは、天然の精製され
た産物、または化学合成手順の産物であり得るか、ある
いは原核生物宿主または真核生物宿主(例えば、培養物
中の細菌、酵母、高等植物、昆虫、および哺乳動物細
胞)から組換え技術により生成され得る。組換え産生手
順に用いられる宿主に応じて、本発明のポリペプチド
は、哺乳動物または他の真核生物性の糖質でグリコシル
化してもよく、あるいはグリコシル化しなくてもよい。
本発明のポリペプチドはまた、開始メチオニンアミノ酸
残基を含み得る。
【0085】本発明は、本発明のK+チャンネルポリペ
プチドにおける調節効果(例えば、薬剤、アゴニストま
たはアンタゴニスト)を有する分子の同定のアッセイに
関する。このようなアッセイは、本発明のDNAにコー
ドされる機能的K+チャンネル発現産物を産生する発現
系を提供する工程、1つ以上の分子をこの発現系または
この発現系の産物に接触させ、産物の生物活性における
その調節効果を決定する工程、およびK+チャンネル発
現を調節可能な候補物をこれらの分子より選択する工程
を包含する。
【0086】K+チャンネルオープナーのアンタゴニス
ト(上記方法により同定されるアンタゴニストを含む)
は、K+チャンネルオープナーであり、K+イオンの流動
を増加し、それゆえ、てんかん、発作、高血圧症、ぜん
息、パーキンソン病、精神分裂症、不安、鬱病および神
経衰弱の処置に有効である。本出願人は、これら治療的
利用を裏付ける科学的理論を限定することを望まない
が、脳、神経系および心筋におけるK+チャンネルタン
パク質の高レベルの局在化、本発明のK+チャンネルを
介するK+イオンの流動は、イオン平衡およびそれと同
時に生じる治療結果を提供する。
【0087】本発明のK+チャンネルポリペプチドに対
する潜在的アンタゴニストは、K+チャンネルポリペプ
チドに対する抗体、またはいくつかの場合、K+チャン
ネルポリペプチドに結合し、そしてK+イオンがチャン
ネルを通過しないようにポリペプチドのコンフォメーシ
ョンを変えるオリゴヌクレオチドを包含する。可溶性K
+チャンネル1ポリペプチドはまた、血流に投与し、遊
離K+イオンに結合させ、そしてその結果、インビボに
おいて遊離K+イオン濃度を減少させることにより、ア
ンタゴニストとして用いられ得る。
【0088】潜在的アンタゴニストはまた、アンチセン
ス技術により産生されるアンチセンス構築体を含む。ア
ンチセンス技術は、三重らせん形成などを介した遺伝子
発現の制御をする。K+チャンネルの数は、三重らせん
形成あるいはアンチセンスDNAまたはRNAを介し遺
伝子発現を制御するアンチセンス技術(ともに、ポリヌ
クレオチドがDNAまたはRNAに結合することに基づ
く方法)を介して減少し得る。例えば、本発明の成熟ポ
リペプチドをコードするポリヌクレオチド配列の5'コ
ード部分は、長さ約10〜40塩基対のアンチセンスR
NAオリゴヌクレオチドを設計するために用いられる。
DNAオリゴヌクレオチドは、転写に関与する遺伝子領
域に相補的に設計され(三重らせん−Leeら、Nuc
l. Acids Res., 6:3073 (19
79); Cooneyら、Science, 24
1:456 (1988);およびDervanら、S
cience, 251: 1360 (1991)参
照)、それにより、転写およびK+チャンネルポリペプ
チドの産生を阻害する。アンチセンスRNAオリゴヌク
レオチドはインビボでmRNAとハイブリダイズし、そ
してmRNA分子のK +チャンネルポリペプチドへの翻
訳をブロックする(アンチセンス−Okano、J.
Neurochem., 56:560 (199
1); Oligodeoxynucleotides
as Antisense Inhibitors
of Gene Expression, CRC P
ress,Boca Raton, FL (198
8))。アンチセンス構築物は、当該分野において公知
の手順により、アンチセンスRNAまたはDNAがイン
ビボで発現し得るように細胞へ送達され得る。
【0089】潜在的アンタゴニストの他の例は、K+
ャンネルポリペプチドに結合し、そしてK+チャンネル
ポリペプチドの開口部を塞ぎ、それにより、K+イオン
のチャンネル通過を不可能にし、その結果、正常な生物
学的活性を妨害する小分子(small molecu
le)を包含する。小分子の例は、小ペプチドまたはペ
プチド様分子を包含するが、これらに制限されない。
【0090】K+チャンネルポリペプチドにおいて効果
を発揮するアンタゴニストは、直接殺傷するかまたは自
己抗体を産生するかのいずれかにより標的組織を破壊す
る免疫系の異常細胞から生ずる自己免疫疾患を処置する
ために用いられ得る。正常な免疫応答において、K+
ャンネルタンパク質のチャンネル型は、正常T細胞に
おいて10倍以上増加される。それゆえ、アンタゴニス
ト/インヒビターは、AIDS、全身性エリテマトーデ
ス、糖尿病、多発性硬化症、および移植抗原に対するリ
ンパ球媒介免疫応答を処置するために用いられ得る。ア
ンタゴニスト/インヒビターはまた、ガンおよび腫瘍
(これらは免疫学的因子と類似の関連を有する)のよう
な細胞増殖性病態の処置にも用いられ得る。アンタゴニ
スト/インヒビターは、例えば、本明細書中において以
下に記載される、薬学的に受容可能なキャリアと共に組
成物中に用いられ得る。
【0091】本発明のK+チャンネルポリペプチドのア
ゴニストまたはアンタゴニストは、適切な薬学的キャリ
アと組み合わせて用いられ、薬学的組成物を構成し得
る。このような組成物は、状況に応じて治療有効量のア
ゴニストまたはアンタゴニスト、および薬学的に受容可
能なキャリアまたは賦形剤を含む。このようなキャリア
としては、生理食塩液、緩衝化生理食塩液、デキストロ
ース、水、グリセロール、エタノール、およびそれらの
組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。処
方は、投与の態様に合わせるべきである。
【0092】本発明はまた、本発明の薬学的組成物の1
以上の成分で満たされた1以上の容器を含む薬学的パッ
クまたはキットを提供する。このような容器に関して、
薬剤または生物学的製品の製造、使用、または販売を統
制する政府機関により規定された形式の製品表示をし
得、この製品表示はヒトへの投与についての製造、使
用、または販売における機関による認可を表す。さら
に、本発明のポリペプチドは、他の治療化合物と併用し
て用いられ得る。
【0093】薬剤組成物は、静脈内、腹膜内、筋肉内、
皮下、鼻腔内および皮内経路のような簡便な様式で投与
され得る。組成物は、特異症状の処置および/または予
防に効果的な量で投与される。一般に、組成物は少なく
とも約10μg/kg体重の量で投与され、そして多く
の場合、それらは1日に約8mg/kg体重を超えない
量で投与される。多くの場合、日用量は、1日に約10
μg/kg体重から約1mg/kg体重量であり、投与
経路、症状などが考慮される。
【0094】ポリペプチドであるアゴニストまたはアン
タゴニストは、本発明により、インビボにおけるこのよ
うなポリペプチドの発現により用いられ得、これはしば
しば、「遺伝子治療」と称される。
【0095】従って、例えば、患者由来の細胞は、ポリ
ペプチドをコードするポリヌクレオチド(DNAまたは
RNA)を用いてエクソビボで操作され得、次いで、操
作された細胞はこのポリペプチドで処置されるべき患者
に提供される。このような方法は当該分野で周知であ
る。例えば、細胞は、本発明のポリペプチドをコードす
るRNAを含有するレトロウイルス粒子の使用により、
当該分野で公知の手順によって操作され得る。
【0096】同様に、細胞は、インビボでのポリペプチ
ドの発現のために、例えば、当該分野で公知の手順によ
りインビボで操作され得る。当該分野で公知のように、
本発明のポリペプチドをコードするRNAを含有するレ
トロウイルス粒子を産生するための産生細胞は、インビ
ボで細胞を操作し、そしてインビボでポリペプチドを発
現するために患者に投与され得る。このような方法によ
り本発明のポリペプチドを投与するためのこれらの方法
または他の方法は、本発明の教示により当業者には明ら
かである。例えば、細胞を操作するための発現ビヒクル
は、レトロウイルス粒子以外のもの(例えば、アデノウ
イルス)であり得る。これは、適切な送達ビヒクルと組
み合わせた後、インビボで細胞を操作するために使用さ
れ得る。
【0097】本発明の配列はまた、染色体の同定に有益
であり得る。この配列は、個々のヒト染色体上の特定の
位置を特異的に標的化し、そしてその位置でハイブリダ
イズし得る。さらに、現在は染色体上の特定の部位を同
定する必要がある。現在、染色体位置の標識に利用可能
な、実際の配列データ(反復多型)に基づいた染色体標
識試薬はほとんどない。本発明に記載の染色体へのDN
Aのマッピングは、これらの配列と疾患に関する遺伝子
とを相関させることにおいて重要な、第1の工程であ
る。
【0098】簡略に述べれば、配列は、cDNAからP
CRプライマー(好ましくは15〜25bp)を調製す
ることにより染色体にマップされ得る。cDNAのコン
ピューター解析が、ゲノムDNA内で1より多いエキソ
ンにまたがらず、したがって増幅プロセスを複雑化しな
いプライマーを迅速に選択するために使用される。次い
で、これらのプライマーは、個々のヒト染色体を含有す
る体細胞ハイブリッドのPCRスクリーニングに使用さ
れる。プライマーに対応するヒト遺伝子を含有するこれ
らのハイブリッドのみが増幅フラグメントを生じる。
【0099】体細胞ハイブリッドのPCRマッピング
は、特定の染色体に特定のDNAを割り当てるための迅
速な手順である。本発明を同じオリゴヌクレオチドプラ
イマーと共に使用して、特定の染色体由来のフラグメン
トのパネルまたは類似の様式の大きなゲノムクローンの
プールを用いて部分的位置決め(sublocaliz
ation)が達成され得る。染色体にマップするため
に同様に使用され得る他のマッピング戦略は、インサイ
チュハイブリダイゼーション、標識したフローサイトメ
トリーで選別した(flow−sorted)染色体で
のプレスクリーニング、および染色体特異的cDNAラ
イブラリーを構築するためのハイブリダイゼーションに
よるプレ選択を包含する。
【0100】cDNAクローンの中期染色体展開物への
蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)
は、1工程で正確な染色体位置を提供するために使用さ
れ得る。この技術は、500または600塩基ほどの短
いcDNAで使用され得る;しかし、2,000bpよ
りも大きいクローンの方が、簡便な検出に十分なシグナ
ル強度で特有の染色体位置に結合しやすい。FISH
は、ESTが由来するクローンの使用を必要とし、そし
てこのクローンは長いほど好ましい。例えば、2,00
0bpが良好であり、4,000bpはより良好であ
り、そして4,000bpを超える長さは、適度な時間
で(a resonable percentage
of the time)良好な結果を得るためには、
おそらく必ずしも必要でない。この技術の総説として
は、Vermaら、Human Chromosome
s: a Manual of Basic Tech
niques. Pergamon Press、Ne
w York (1988)を参照のこと。
【0101】一旦配列が正確な染色体位置にマップされ
ると、配列の染色体上での物理的な位置を遺伝子地図の
データと相関させ得る。このようなデータは、例えば、
V.McKusick、Mendelian Inhe
ritance in Man に見出される(Joh
ns Hopkins University Wel
ch Medical Libraryからオンライン
で入手可能である)。
【0102】物理的マッピングおよび遺伝的マッピング
技術の現在の解析を用いると、疾患に関する染色体領域
に正確に局在するcDNAは、50と500との間の潜
在的原因遺伝子の1つであり得る。(これは、1メガ塩
基のマッピング解析、および20kbあたり1遺伝子と
仮定する。) このポリペプチド、そのフラグメント、または他の誘導
体、またはそれらのアナログ、あるいはそれらを発現す
る細胞は、それらに対する抗体を生成させるための免疫
原として使用され得る。これらの抗体は、例えば、ポリ
クローナル抗体またはモノクローナル抗体であり得る。
本発明はまた、キメラ抗体、単鎖抗体およびヒト化抗
体、ならびにFabフラグメント、またはFab発現ラ
イブラリーの産物を包含する。当該分野で公知の種々の
手順が、このような抗体およびフラグメントの生成のた
めに使用され得る。
【0103】本発明の配列に対応するポリペプチドに対
して生成される抗体は、動物へのポリペプチドの直接注
射により、または動物へのポリペプチドの投与により得
られ得る。この動物は、好ましくはヒトではない。次い
で、このようにして得られた抗体は、ポリペプチド自体
に結合する。このようにして、ポリペプチドのフラグメ
ントのみをコードする配列でさえも、天然のポリペプチ
ド全体に結合する抗体を生成するために使用され得る。
次いで、このような抗体は、ポリペプチドを発現する組
織からそのポリペプチドを単離するために使用され得
る。
【0104】モノクローナル抗体の調製のために、細胞
株の連続培養により産生される抗体を提供する任意の技
術が使用され得る。例としては、ハイブリドーマ技術
(KohlerおよびMilstein、1975、N
ature、256: 495−497)、トリオーマ
技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor
ら、1983、Immunology Today
4:72)、およびヒトモノクローナル抗体を生成する
ためのEBVハイブリドーマ技術(Coleら、198
5、Monoclonal Antibodies a
nd CancerTherapy、Alan R.
Liss, Inc.、77−96頁)が挙げられる。
【0105】単鎖抗体を生成するために記載された技術
(米国特許第4,946,778号)を、本発明の免疫
原性ポリペプチド産物に対する単鎖抗体を生成するため
に適合させ得る。
【0106】本発明の他の局面によれば、K+チャンネ
ル発現に媒介されるT細胞の活性化に関連する病状の診
断のためのアッセイが提供される。このアッセイは、試
験個体から得られるK+チャンネルを含むT細胞を提供
する工程、T細胞集団の中から活性化T細胞を同定する
工程、そして本発明の遺伝子をコードするDNAの機能
的に生物活性を有する産物に基づく標識法を用いてK+
チャンネル発現を測定することにより、総T細胞集団に
対するT細胞の活性化を測定する工程を包含する。この
アッセイは、自己免疫疾患およびガンを検出することに
用いられ得る。なぜなら、これら病態に関連するT細胞
は、増加した数のK+チャンネルを有するからである。
【0107】本発明を以下の実施例を参照にしてさらに
記載する;しかし、本発明はこのような実施例に限定さ
れないことを理解されたい。すべての部または量は、他
に明記しない限り重量基準である。
【0108】以下の実施例の理解を容易にするために、
現れる頻度の高い特定の方法および/または用語を記載
する。
【0109】「プラスミド」は、小文字のpの前および
/または後の大文字および/または数字により示され
る。本明細書中の出発プラスミドは、市販されており、
制限基準なく公的に入手可能であり、または公表された
手順に従って入手可能なプラスミドから構築され得る。
さらに、記載されるプラスミドと等価のプラスミドが当
該分野で公知であり、そして当業者には明らかである。
【0110】DNAの「消化」は、DNA中の特定の配
列でのみ作用する制限酵素でそのDNAを触媒反応的に
切断することをいう。本明細書中で使用される種々の制
限酵素は、市販されており、そしてそれらの反応条件、
補因子、および他の必要条件は当業者に公知のものが使
用された。分析目的には、代表的には1μgのプラスミ
ドまたはDNAフラグメントが約2単位の酵素とともに
約20μlの緩衝溶液中で使用される。プラスミド構築
のためのDNAフラグメントを単離する目的には、代表
的には5〜50μgのDNAが20〜250単位の酵素
を用い、より大きな容量中で消化される。特定の制限酵
素のための適切な緩衝液および基質量は、製造者により
特定される。37℃での約1時間のインキュベーション
時間が通常使用されるが、しかしこれは供給者の説明書
に従って変動し得る。消化後、反応物をポリアクリルア
ミドゲルで直接電気泳動して所望のフラグメントを単離
する。
【0111】切断されたフラグメントのサイズ分離は、
Goeddel, D.ら、Nucleic Acid
s Res.、8:4057 (1980)により記載
された8%ポリアクリルアミドゲルを使用して行われ
る。
【0112】「オリゴヌクレオチド」は、1本鎖ポリデ
オキシヌクレオチドまたは2つの相補的なポリデオキシ
ヌクレオチド鎖のいずれかをいい、これらは化学的に合
成され得る。このような合成オリゴヌクレオチドは、
5’リン酸を有さず、従ってキナーゼの存在下でリン酸
とATPとを添加しなければ別のオリゴヌクレオチドに
連結しない。合成オリゴヌクレオチドは、脱リン酸化さ
れていないフラグメントに連結する。
【0113】「連結」は、2つの2本鎖核酸フラグメン
トの間でリン酸ジエステル結合を形成するプロセスをい
う(Maniatis, T.ら、前出、146頁)。
他に提供されていなければ、連結は、ほぼ等モル量の連
結されるべきDNAフラグメント0.5μgあたり10
単位のT4 DNAリガーゼ(「リガーゼ」)ととも
に、公知の緩衝液および条件を用いて達成され得る。
【0114】他に記載しない限り、形質転換はGrah
am F.およびVan derEb, A.、Vir
ol.、52:456−457 (1973)の方法に
記載されるように行った。
【0115】
【実施例】(実施例1) (K+チャンネル1タンパク質の細菌発現および精製)
本発明のK+チャンネル1ポリペプチドをコードするD
NA配列(ATCC寄託番号第75700号)を、5’
およびプロセスされたK+チャンネル1タンパク質(シ
グナルペプチド配列を除く)およびK+チャンネルタン
パク質遺伝子の3’に対するベクター配列に対応するP
CRオリゴヌクレオチドプライマーを用いて最初に増幅
を行った。K+チャンネル1タンパク質に対応するさら
なるヌクレオチドを、5’および3’配列それぞれに添
加した。5’オリゴヌクレオチドプライマーは、配列
5’ GACTAAAGCTTAATGACCCTCT
TACCGGG 3’を有し、Hind III制限酵
素部位、続いてタンパク質コドンの推定末端アミノ酸か
ら開始する17ヌクレオチドのコード配列を含む。3’
配列、3’ GAACTTCTAGACCGCGCTC
AGTCATTGTC5’は、Xba I制限酵素部位
に相補的な配列を含み、続いて18ヌクレオチドのK+
チャンネル1タンパク質DNA挿入部の3’に位置する
非コード配列、そしてK+チャンネル1タンパク質DN
A挿入部の3’に位置するpBluescript S
K+ベクター配列を含む。制限酵素部位は、細菌発現ベ
クターpQE−9(Qiagen, Inc. 925
9 Eton Avenue,Chatsworth,
CA, 91311)の制限酵素部位に対応する。p
QE−9は、抗生物質耐性(Ampr)、細菌の複製起
点(ori)、IPTG制御可能プロモーター/オペレ
ーター(P/O)、リボソーム結合部位(RBS)、6
−Hisタグ、および制限酵素部位をコードする。次い
で、pQE−9をHind IIIおよびXba Iで
切断する。増殖配列をpQE−9に連結し、そしてヒス
チジンタグおよびRBSをコードする配列に関してフレ
ームに挿入する。次いで、連結混合物を用いて、E.
coli M15/rep4株(M15/rep4の商
標でQiagenから入手可能)をSambrook,
J.ら、Molecular Cloning: A
LaboratoryManual, Cold Sp
ring Laboratory Press, (1
989)に記載の方法により形質転換する。M15/r
ep4は、プラスミドpREP4の多数のコピーを含
み、lacIリプレッサーを発現し、そしてカナマイシ
ン耐性(Kanr)も与える。形質転換体はLBプレー
ト上で増殖するそれらの能力により同定され、そしてア
ンピシリン/カナマイシン耐性コロニーが選択された。
プラスミドDNAを、制限アッセイにより単離確認す
る。所望の構築物を含むクローンを、Amp(100μ
g/ml)とKan(25μg/ml)との両方を補充
したLB培地における液体培養で一晩(O/N)増殖さ
せた。O/N培養物を用いて1:100〜1:250の
比で大きな培養物に接種する。細胞を、600の光学密
度(O.D.600)が0.4と0.6との間になるまで
増殖させた。次いで、IPTG(「イソプロピル−B−
D−チオガラクトピラノシド」)を加えて1mMの最終
濃度にした。IPTGはlacIリプレッサーを不活性
化することにより、遺伝子発現を増加させるためのP/
Oの解放(clear)を誘導する。細胞をさらに3〜
4時間増殖させた。次いで、細胞を遠心分離により採取
した。細胞ペレットをカオトロピック剤である6Mグア
ニジンHClで可溶化する。澄明後、可溶化されたK+
チャンネルタンパク質を、6−Hisタグを含むタンパ
ク質により堅く結合させる条件下でニッケルキレートカ
ラムでのクロマトグラフィーによりこの溶液から精製す
る(Hochuli,E.ら、J. Chromato
graphy 411:177−184 (198
4))。 K+チャンネル1タンパク質を、6Mグアニ
ジンHCl pH5.0でカラムから溶出し、そして再
生の目的のために、3MグアニジンHCl、100mM
リン酸ナトリウム、10mMグルタチオン(還元型)、
および2mMグルタチオン(酸化型)に調整する。この
溶液で12時間インキュベーションした後、タンパク質
を10mMリン酸ナトリウムに対して透析した。
【0116】(実施例2) (バキュロウィルス発現系を用いるK+チャンネル1タ
ンパク質のクローニングおよび発現)全長のK+チャン
ネル1タンパク質をコードするDNA配列(ATCC寄
託番号第75700号)を、その遺伝子の5’および
3’配列に相補的なPCRオリゴヌクレオチドプライマ
ーを用いて増幅した。
【0117】5’プライマーは、配列5’ CGGGA
TCCCTCCATGACCCTCTTACCGGGA
3’を有し、BamH1制限酵素部位、続いて真核生
物における翻訳の開始に効率的なシグナルに類似する4
ヌクレオチド(J. Mol. Biol. 198
7, 196, 947−950, Kozak,
M.)、そしてすぐ後方に先のK+チャンネル1遺伝子
の18ヌクレオチド(翻訳開始コドン「ATG」が下線
される)を含む。
【0118】3’プライマーは、配列5’ CGGGA
TCCCGCTCAGTTATTGTCTCTGGT
3’を有し、制限エンドヌクレアーゼBamH1の切断
部位およびK+チャンネル1遺伝子の3’非翻訳配列に
相補的な18ヌクレオチドを含む。増幅配列を、市販の
入手可能なキット(「Geneclean」 BIO1
01 Inc., La Jolla, Ca.)を用
いて、1%アガロースゲルより単離した。次いで、フラ
グメントをエンドヌクレアーゼBamH1で消化し、そ
して市販の入手可能なキット(「Geneclean」
BIO 101 Inc., La Jolla,
Ca.)を用いて、1%アガロースゲルより精製した。
このフラグメントを、F2と称する。
【0119】ベクターpRG1(pVL941ベクター
の改変体、下記に記述)をバキュロウィルス発現系を用
いるK+チャンネル1タンパク質の発現のために用いる
(総説については、Summers, M.D.および
Smith, G.E. 1987, A manua
l of methods for baculovi
rus vectors and insert ce
ll cultureprocedures, Tex
as Agricultural Experimen
tal Station Bulletin No.
1555を参照のこと)。この発現ベクターは、Aut
ographa californica核多角体病ウ
ィルス(AcMNPV)の強いポリヘドリンプロモータ
ー、続いて制限エンドヌクレアーゼBamH1の認識部
位を含む。シミアンウィルス(SV)40のポリアデニ
ル化部位は、効率的なポリアデニル化のために用いられ
る。組換えウィルスを容易に選択するために、E. c
oli由来のβガラクトシダーゼ遺伝子を、ポリヘドリ
ン遺伝子のポリアデニル化シグナルが続くポリヘドリン
プロモーターと同方向に挿入した。このポリヘドリン配
列は、コトランスフェクト野生型ウィルスDNAの細胞
媒介相同組換えのためのウィルス配列により両端で隣接
した。多くの他のバキュロウィルスベクターが、pRG
1の代わりに用いられ得る。例えば、pAc373、p
VL941およびpAcIM1である(Luckow,
V.A.およびSummers, M.D.、Vir
ology, 170:31−39)。
【0120】プラスミドは制限酵素BamH1で消化さ
れ、次いで当該分野で公知の方法により仔ウシ腸ホスフ
ァターゼを用いて脱リン酸化した。次いで、DNAを1
%アガロースゲルより単離し、そして再度1%アガロー
スゲルで精製した。このベクターDNAをV2と称す
る。
【0121】フラグメントF2および脱リン酸化プラス
ミドV2を、T4DNAリガーゼで連結した。次いで、
E. coli HB101株を形質転換し、そして酵
素BamH1を用いてK+チャンネル1遺伝子を有する
プラスミド(pBack+ channel 1)を含む
細菌を同定した。クローン化フラグメントの配列を、D
NA配列決定により確認した。
【0122】5μgのプラスミドpBack+ chan
nel 1を、1.0μgの市販の入手可能な線状バキ
ュロウィルス(「BaculoGoldTM bacul
ovirus DNA」, Pharmingen,
SanDiego, CA.)で、リポフェクション法
(Felgnerら Proc. Natl. Aca
d. Sci. USA, 84:7413−7417
(1987))を用いてコトランスフェクトした。
【0123】1μgのBaculoGoldTMウィルス
DNAおよび5μgのプラスミドpBack+ chan
nel 1を、50μlの血清非含有グレース培地(L
ife Technologies Inc., Ga
ithersburg, MD)を含むマイクロタイタ
ープレートの無菌ウェル中で混合した。その後、10μ
lリポフェクチンと90μlのグレース培地を添加し、
混合し、そして室温にて15分間インキュベートした。
次いで、そのトランスフェクション混合物を、血清非含
有グレース培地1mlとともに35mm組織培養プレー
ト内に接種されたSf9昆虫細胞(ATCC CRL
1711)に滴下した。プレートを、新たに加えられた
溶液を混合するために、前後に振とうした。次いでプレ
ートを、27℃で5時間インキュベートした。5時間
後、トランスフェクション溶液をプレートから除去し、
そして10%ウシ胎児血清を補充した1mlのグレース
昆虫培地を添加した。プレートをインキュベーターに戻
し、そして27℃で4日間培養を続けた。
【0124】4日後、その上清を回収し、そしてSum
mersおよびSmith(上述)の記載と同様にプラ
ークアッセイを行った。改変法として、青く染色された
プラークの容易な単離を可能にする、「BlueGa
l」(Life Technologies In
c., Gaithersburg)を有するアガロー
スゲルを用いた。(「プラークアッセイ」の詳細な記述
はまた、Life Technologies In
c.、Gaithersburg、で配布される昆虫細
胞培養およびバキュロウィルス学の使用者ガイド(9〜
10頁)でも見つけられ得る)。
【0125】4日後、ウィルスの連続希釈物を細胞に加
え、青く染色されたプラークをエッペンドルフピペット
のチップで拾った。次いで、組換えウィルスを含む寒天
を、200μlのグレース培地を含むエッペンドルフチ
ューブで再懸濁した。寒天を、簡単な遠心分離により除
去し、そして組換えバキュロウィルスを含む上清を、3
5mm皿で接種されたSf9細胞に感染するために用い
た。4日後、これらの培養皿の上清を回収し、次いで4
℃で保存した。
【0126】Sf9細胞を、10%加熱不活性化FBS
を補充したグレース培地中で培養した。細胞を、感染多
重度(MOI)2で組換えバキュロウィルスV−K+
ャンネル1で感染させた。6時間後、その培地を除去
し、そしてメチオニンおよびシステインを除いたSF9
00 II培地(Life Technologies
Inc., Gaithersburg)に置換した。
42時間後、5μCiの35S−メチオニンおよび5μC
iの35Sシステイン(Amersham)を添加した。
細胞を、さらに16時間インキュベートし、その後細胞
を遠心分離により回収し、そしてSDS−PAGEおよ
びオートラジオグラフィーにより標識されたタンパク質
を可視化した。
【0127】(実施例3) (COS細胞における組換えK+チャンネル1タンパク
質の発現)プラスミド、pK+ channel 1
HAの発現を、ベクターpcDNAI/Amp(Inv
itrogen)により誘導する。ベクターpcDNA
I/Ampは、1)SV40複製起点、2)アンピシリ
ン耐性遺伝子、3)E.coli複製起点、4)ポリリ
ンカー領域、SV40イントロンそしてポリアデニル化
部位が続くCMVプロモーター、を含有する。完全なK
+チャンネル1タンパク質、およびその3’末端にイン
フレームで融合されたHAタグをコードするDNAフラ
グメントを、ベクターのポリリンカー領域にクローン化
した。それゆえ、組換えタンパク質発現はCMVプロモ
ーター下で制御される。HAタグは、前述のインフルエ
ンザ赤血球凝集素タンパク質由来のエピトープに対応す
る(I. Wilson、H. Niman、R. H
eighten、A Cherenson、M. Co
nnolly、およびR. Lerner、1984,
Cell 37, 767)。本発明者らの標的タン
パク質に対するHAタグ融合物は、HAエピトープを認
識する抗体による組換えタンパク質の容易な検出を可能
にする。
【0128】プラスミド構築戦略を以下に記述する:K
+チャンネル1タンパク質をコードするDNA配列(A
TCC寄託番号第75700号)を、2つのプライマー
を用いてクローン化された全長の遺伝子上のPCRによ
り構築した。:5’プライマー5’ GTCCAAGC
TTGCCACCATGACCCTCTTACCCGG
A 3’は、Hind III部位、続いて開始コドン
より始まるK+チャンネル1コード配列の18ヌクレオ
チドを含む;3’配列5’ CTAGCTCGAGTC
AAGCGTAGTCTGGGACGTCGTATGG
GTAGCAGTTATTGTCTCTGGT 3’
は、Xho I部位、翻訳停止コドン、HAタグ、およ
びK+チャンネル1コード配列の最後の15ヌクレオチ
ド(停止コドンは含まない)に相補的な配列を含む。そ
れゆえ、PCR産物は、Hind III部位、K+
ャンネル1コード配列、続いてインフレーム融合HAタ
グ、HAタグに隣接する翻訳終止停止コドン、およびX
ho I部位を含む。PCR増幅DNAフラグメントお
よびベクター(pcDNAI/Amp)を、Hind
IIIおよびXho I制限酵素により消化し、そして
連結した。連結混合物を、E. coli SURE株
(Stratagene Cloning Syste
ms, 11099 North Torrey Pi
nes Road, La Jolla, CA 92
037より入手可能)に形質転換し、形質転換培養物を
アンピシリン培地プレートに播種し、そして耐性コロニ
ーを選択した。プラスミドDNAを形質転換体より単離
し、そして正しいフラグメントの存在を制限分析で試験
した。組換えK+チャンネル1組換え体の発現のため
に、COS細胞をDEAE−DEXTRAN法により発
現ベクターでトランスフェクトした(J. Sambr
ook、E. Fritsch、T. Maniati
s、Molecular Cloning:A Lab
oratory Manual, Cold Spri
ng Laboratory Press, (198
9))。K+チャンネル1 HAタンパク質の発現を、
放射能標識および免疫沈澱法により検出した。(E.
Harlow, D. Lane, Antibodi
es: A Laboratory Manual,
Cold Spring Harbor Labora
tory Press, (1988))。細胞を、ト
ランスフェクションの2日後、35S−システインで8時
間標識した。次いで培養培地を回収し、そして細胞を界
面活性剤(RIPA緩衝液(150mM NaCl、1
% NP−40、0.1% SDS、1% NP−4
0、0.5% DOC、50mM Tris(pH7.
5))で溶解した。(Wilson, I.ら、同上
37:767 (1984))。細胞溶解物および培養
培地の両方を、HA特異的モノクローナル抗体により沈
殿させた。沈澱したタンパク質を15% SDS−PA
GEゲルにより分析した。
【0129】(実施例4) (バキュロウィルス発現系を用いるK+チャンネル2タ
ンパク質のクローニングおよび発現)全長のK+チャン
ネル2タンパク質をコードするDNA配列(ATCC寄
託番号第75830号)を、遺伝子の5’および3’配
列に相補的なPCRオリゴヌクレオチドプライマーを用
いて増幅した。
【0130】5’プライマーは、配列5’ CGGGA
TCCCTCCATGGACGGGTCCGGGGAG
3’を有し、BamH1制限酵素部位、続いて真核生
物における翻訳の開始に効率的なシグナルに類似する4
ヌクレオチド(J. Mol. Biol. 198
7, 196, 947−950, Kozak,
M.)、そしてすぐ後方に先のK+チャンネル2遺伝子
の18ヌクレオチド(翻訳開始コドン「ATG」が下線
される)を含む。
【0131】3’プライマーは、配列5’ CGGGA
TCCCGCTCACTTGCAACTCTGGAG
3’を有し、制限エンドヌクレアーゼBamH1の切断
部位およびK+チャンネル2遺伝子の3’非翻訳配列に
相補的な18ヌクレオチドを含む。増幅遺伝子を、市販
の入手可能なキット(「Geneclean」 BIO
101 Inc., La Jolla, Ca.)
を用いて、1%アガロースゲルより単離した。次いで、
フラグメントをエンドヌクレアーゼBamH1で消化
し、そして1%アガロースゲルで再度精製した。このフ
ラグメントを、F2と称する。
【0132】ベクターpRG1(pVL941ベクター
の改変体、下記に記述)をバキュロウィルス発現系を用
いるK+チャンネル2タンパク質の発現のために用いる
(総説について、Summers, M.D.およびS
mith, G.E. 1987, A manual
of methods for baculovir
us vectors and insert cel
l cultureprocedures, Texa
s Agricultural Experiment
al Station Bulletin No. 1
555を参照のこと)。この発現ベクターは、Auto
grapha californica核多角体病ウィ
ルス(AcMNPV)の強いポリヘドリンプロモータ
ー、続いて制限エンドヌクレアーゼBamH1の認識部
位を含む。シミアンウィルス(SV)40のポリアデニ
ル化部位を、効率的なポリアデニル化のために用いる。
組換えウィルスを容易に選択するために、E. col
i由来のβガラクトシダーゼ遺伝子を、ポリヘドリン遺
伝子のポリアデニル化シグナルが続くポリヘドリンプロ
モーターと同方向に挿入した。ポリヘドリン配列を、コ
トランスフェクト野生型ウィルスDNAの細胞媒介相同
組換えのためのウィルス配列により両端で隣接した。多
くの他のバキュロウィルスベクターが、pRG1の代わ
りに用いられ得る。例えば、pAc373、pVL94
1およびpAcIM1である(Luckow, V.
A.およびSummers, M.D.、Virolo
gy,170:31−39)。
【0133】プラスミドは制限酵素BamH1で消化さ
れ、次いで当該分野で公知の方法により仔ウシ腸ホスフ
ァターゼを用いて脱リン酸化した。次いで、DNAを1
%アガロースゲルより単離し、そして再度1%アガロー
スゲルで精製した。このベクターDNAをV2と称す
る。
【0134】フラグメントF2および脱リン酸化プラス
ミドV2を、T4DNAリガーゼにより連結した。次い
で、E. coli HB101株を形質転換し、そし
て酵素BamH1を用いて、K+チャンネル2遺伝子を
有するプラスミド(pBack+ channel 2)
を含む細菌を同定した。クローン化フラグメントの配列
を、DNA配列決定により確認した。
【0135】5μgのプラスミドpBack+ chan
nel 2を、1.0μgの市販の入手可能な線状バキ
ュロウィルス(「BaculoGoldTM bacul
ovirus DNA」, Pharmingen,
SanDiego, CA.)で、リポフェクション法
(Felgnerら Proc. Natl. Aca
d. Sci. USA, 84:7413−7417
(1987))を用いてコトランスフェクトした。
【0136】1μgのBaculoGoldTMウィルス
DNAおよび5μgのプラスミドpBack+ chan
nel 2を、50μlの血清非含有グレース培地(L
ife Technologies Inc., Ga
ithersburg, MD)を含むマイクロタイタ
ープレートの無菌ウェル中で混合した。その後、10μ
lリポフェクチンと90μlのグレース培地を添加し、
混合し、そして室温にて15分間インキュベートした。
次いで、そのトランスフェクション混合物を、血清非含
有グレース培地1mlを含む35mm組織培養プレート
内に接種されたSf9昆虫細胞(ATCC CRL 1
711)に滴下した。プレートを、新たに加えられた溶
液を混合するために、前後に振とうした。次いでプレー
トを、27℃で5時間インキュベートした。5時間後、
トランスフェクション溶液をプレートから除去し、そし
て10%ウシ胎児血清を含む1mlのグレース昆虫培地
を添加した。プレートをインキュベーターに戻し、そし
て27℃で4日間培養を続けた。
【0137】4日後、上清を回収し、そしてSumme
rsおよびSmith(上述)の記載と同様にプラーク
アッセイを行った。改変法として、青く染色されたプラ
ークの容易な単離を可能にする、「BlueGal」
(Life Technologies Inc.,
Gaithersburg)を有するアガロースゲルを
用いた。(「プラークアッセイ」の詳細な記述はまた、
Life Technologies Inc.、Ga
ithersburg、で配布される昆虫細胞培養法お
よびバキュロウィルス学の使用者ガイド(9〜10頁)
でも見つけられ得る)。
【0138】4日後、ウィルスの連続希釈物を細胞に加
え、青く染色されたプラークをエッペンドルフピペット
のチップで拾った。次いで、組換えウィルスを含む寒天
を、200lのグレース培地を含むエッペンドルフチュ
ーブで再懸濁した。寒天を、簡単な遠心分離により除去
し、そして組換えバキュロウィルスを含む上清を、35
mm皿で接種されたSf9細胞に感染するために用い
た。4日後、これらの培養皿の上清を回収し、次いで4
℃で保存した。
【0139】Sf9細胞を、10%熱不活性化FBSを
補充したグレース培地中で培養した。細胞を、感染多重
度(MOI)2で組換えバキュロウィルスV−K+チャ
ンネル2で感染させた。6時間後、その培地を除去し、
そしてメチオニンおよびシステインを除いたSF900
II培地(Life TechnologiesIn
c., Gaithersburg)に置換した。42
時間後、5μCiの 35S−メチオニンおよび5μCiの
35Sシステイン(Amersham)を添加した。細胞
を、さらに16時間インキュベートし、その後細胞を遠
心分離により回収し、そしてSDS−PAGEおよびオ
ートラジオグラフィーにより標識されたタンパク質を可
視化した。
【0140】(実施例5) (COS細胞における組換えK+チャンネル2タンパク
質の発現)プラスミド、pK+ channel 2
HAの発現を、ベクターpcDNAI/Amp(Inv
itrogen)により誘導する。ベクターpcDNA
I/Ampは、1)SV40複製起点、2)アンピシリ
ン耐性遺伝子、3)E.coli複製起点、4)ポリリ
ンカー領域、SV40イントロンそしてポリアデニル化
部位が続くCMVプロモーター、を含有する。完全なK
+チャンネル2タンパク質、およびその3’末端にイン
フレームで融合されたHAタグをコードするDNAフラ
グメントを、ベクターのポリリンカー領域にクローン化
した。それゆえ、組換えタンパク質発現はCMVプロモ
ーター下で制御される。HAタグは、前述のインフルエ
ンザ赤血球凝集素タンパク質由来のエピトープに対応す
る(I. Wilson、H. Niman、R. H
eighten、A Cherenson、M. Co
nnolly、およびR. Lerner、1984,
Cell 37, 767)。本発明者らの標的タン
パク質に対するHAタグ融合物は、HAエピトープを認
識する抗体による組換えタンパク質の容易な検出を可能
にする。
【0141】プラスミド構築戦略を以下に記述する:K
+チャンネル2タンパク質をコードするDNA配列(A
TCC寄託番号第75830号)を、2つのプライマー
を用いてクローン化された全長の遺伝子上のPCRによ
り構築した。:5’プライマー5’ GTCCAAGC
TTGCCACCATGGACGGGTCCGGGGA
G 3’は、Hind III部位、続いて、開始コド
ンより始まるK+チャンネル2コード配列の18ヌクレ
オチドを含む;3’配列5’ CTAGCTCGAGT
CAAGCGTAGTCTGGGACGTCGTATG
GGTAGCACTTGCAACTCTGGAGCCG
3’は、Xho I部位、翻訳停止コドン、HAタ
グ、およびK+チャンネル2コード配列の最後の18ヌ
クレオチド(停止コドンは含まない)に相補的な配列を
含む。それゆえ、PCR産物は、Hind III部
位、K+チャンネル2コード配列、続いてインフレーム
融合HAタグ、HAタグに隣接する翻訳終結停止コド
ン、およびXho I部位を含む。PCR増幅DNAフ
ラグメントおよびベクター(pcDNAI/Amp)
を、Hind IIIおよびXho I制限酵素により
消化し、そして連結した。連結混合物を、E. col
i SURE株(Stratagene Clonin
g Systems, 11099 North To
rrey Pines Road, La Joll
a, CA 92037より入手可能)に形質転換し、
形質転換培養物をアンピシリン培地プレートに播種し、
そして耐性コロニーを選択した。プラスミドDNAを形
質転換体より単離し、そして正しいフラグメントの存在
を制限分析で試験した。組換えK+チャンネル2組換え
体の発現のために、COS細胞をDEAE−DEXTR
AN法により発現ベクターでトランスフェクトした
(J. Sambrook、E.Fritsch、T.
Maniatis、Molecular Cloni
ng: A Laboratory Manual,
Cold SpringLaboratory Pre
ss, (1989))。 K+チャンネル2HAタン
パク質の発現を、放射能標識および免疫沈澱法により検
出した。(E. Harlow, D. Lane,
Antibodies: A Laboratory
Manual, Cold Spring Harbo
r Laboratory Press, (198
8))。細胞を、トランスフェクションの2日後、35
−システインで8時間標識した。次いで培養培地を回収
し、そして細胞を界面活性剤(RIPA緩衝液(150
mM NaCl、1% NP−40、0.1% SD
S、1% NP−40、0.5% DOC、50mMT
ris(pH7.5))で溶解した。(Wilson,
I.ら、同上 37:767 (1984))。細胞
溶解物および培養培地の両方を、HA特異モノクローナ
ル抗体により沈澱させた。沈澱したタンパク質を15%
SDS−PAGEゲルにより分析した。
【0142】本発明の多くの改変および変形が、上記の
教示を考慮すれば可能であり、したがって、特に記載が
なければ、添付の請求の範囲の範囲内で本発明は実施さ
れ得る。
【0143】以下の図面は、本発明の実施態様の例証で
あり、そして請求の範囲に包含されるような発明の範囲
を限定することを意図しない。
【0144】
【発明の効果】本発明により、ヒトK+チャンネルポリ
ペプチド、およびこのようなK+チャンネルポリペプチ
ドをコードするDNA(RNA)、組換え技術によるこ
のようなポリペプチドを産生する手順、てんかん、発
作、高血圧症、ぜん息、パーキンソン病、精神分裂症、
不安、鬱病、および神経変性の処置に用いられ得るこの
ようなK+チャンネルポリペプチドのアゴニスト、なら
びにAIDS、全身性エリテマトーデス、糖尿病、多発
性硬化症、およびガンの処置に用いられ得るこのような
ポリペプチドに対するアンタゴニストを提供が提供され
る。
【0145】
【配列表】
【0146】
【表1】
【0147】
【表2】
【0148】
【表3】
【0149】
【表4】
【0150】
【表5】
【図面の簡単な説明】
【図1A】図1A〜Cは、推定成熟K+チャンネル1タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。アミノ酸の標準1字略字を用いる。
【図1B】図1A〜Cは、推定成熟K+チャンネル1タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。アミノ酸の標準1字略字を用いる。
【図1C】図1A〜Cは、推定成熟K+チャンネル1タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。アミノ酸の標準1字略字を用いる。
【図2A】図2A〜Eは、推定成熟K+チャンネル2タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。
【図2B】図2A〜Eは、推定成熟K+チャンネル2タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。
【図2C】図2A〜Eは、推定成熟K+チャンネル2タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。
【図2D】図2A〜Eは、推定成熟K+チャンネル2タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。
【図2E】図2A〜Eは、推定成熟K+チャンネル2タ
ンパク質のcDNA配列および推定アミノ酸配列を示
す。
【図3A】図3A〜Cは、K+チャンネル2タンパク質
(上段)とヒトDRK1タンパク質(下段)との間のア
ミノ酸の相同性を示す。
【図3B】図3A〜Cは、K+チャンネル2タンパク質
(上段)とヒトDRK1タンパク質(下段)との間のア
ミノ酸の相同性を示す。
【図3C】図3A〜Cは、K+チャンネル2タンパク質
(上段)とヒトDRK1タンパク質(下段)との間のア
ミノ酸の相同性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 25/00 A61P 25/10 4H045 25/10 25/12 25/12 25/16 25/16 25/18 25/18 25/22 25/22 25/24 25/24 31/18 31/18 35/00 35/00 43/00 111 43/00 111 C07K 14/47 C07K 14/47 16/18 16/18 C12N 1/15 C12N 1/15 1/19 1/19 1/21 1/21 C12P 21/02 C 5/10 C12Q 1/68 A C12P 21/02 C12N 15/00 ZNAA C12Q 1/68 5/00 A (71)出願人 597018381 9410 Key West Avenue, Rockville, Marylan d 20850, United State s of America (72)発明者 イ リー アメリカ合衆国 メリーランド 20878, ガイザースバーグ, ホワード ランデ ィング ドライブ 16125 (72)発明者 マーク ディー. アダムス アメリカ合衆国 メリーランド 20878, ノース ポタマック, ダフィーフ ド ライブ 15205 (72)発明者 オーウェン アール. ホワイト アメリカ合衆国 メリーランド 20878, ガイザースバーグ, クインス オーチ ャード ブールバード ナンバー202 886 Fターム(参考) 4B024 AA01 BA80 CA04 DA02 DA06 EA02 EA04 FA02 GA11 GA13 HA01 4B063 QA01 QQ43 QR32 QR55 QS34 4B064 AG01 AG26 CA02 CA10 CA19 CC24 DA01 4B065 AA90X AA93Y AB01 AC14 BA02 CA24 CA44 4C084 AA17 NA14 ZA012 ZA022 ZA062 ZA122 ZA182 ZA222 ZA422 ZA592 ZB262 ZC352 ZC552 4H045 AA10 AA11 AA20 AA30 BA10 CA40 DA01 EA20 FA74

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)図1A〜Cの推定アミノ酸配列を
    有するK+チャンネル1ポリペプチドをコードするポリ
    ヌクレオチド、あるいは該ポリペプチドのフラグメン
    ト、アナログ、または誘導体; (b)図2A〜Eの推定アミノ酸配列を有するK+チャ
    ンネル2ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
    あるいは該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、ま
    たは誘導体; (c)ATCC寄託番号第75700号に含まれるcD
    NAによりコードされるアミノ酸配列を有するK+チャ
    ンネル1ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
    あるいは該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、ま
    たは誘導体;および (d)ATCC寄託番号第75830号に含まれるcD
    NAによりコードされるアミノ酸配列を有するK+チャ
    ンネル2ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、
    あるいは該ポリペプチドのフラグメント、アナログ、ま
    たは誘導体、からなる群から選択される、単離されたポ
    リペプチド。
  2. 【請求項2】 前記ポリヌクレオチドがDNAである、
    請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  3. 【請求項3】 前記ポリヌクレオチドがRNAである、
    請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  4. 【請求項4】 前記ポリヌクレオチドがゲノムDNAで
    ある、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
  5. 【請求項5】 前記ポリヌクレオチドが図1および図2
    の推定アミノ酸配列を有するK+チャンネル1ポリペプ
    チドをコードする、請求項2に記載のポリヌクレオチ
    ド。
  6. 【請求項6】 前記ポリヌクレオチドがATCC寄託番
    号第75700号のcDNAでコードされるK+チャン
    ネル1ポリペプチドをコードする、請求項2に記載のポ
    リヌクレオチド。
  7. 【請求項7】 前記ポリヌクレオチドが図2の推定アミ
    ノ酸配列を有するK +チャンネル2ポリペプチドをコー
    ドする、請求項2に記載のポリヌクレオチド。
  8. 【請求項8】 ATCC寄託番号第75830号として
    寄託されるK+チャンネル2ポリペプチドをコードする
    配列を有する、請求項2に記載のポリヌクレオチド。
  9. 【請求項9】 請求項2に記載のDNAを含むベクタ
    ー。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のベクターを用いて遺
    伝的に操作された宿主細胞。
  11. 【請求項11】 ポリペプチドを生成するためのプロセ
    スであって、請求項10に記載の宿主細胞から前記DN
    Aによりコードされるポリペプチドを発現させる工程、
    を包含する、プロセス。
  12. 【請求項12】 ポリペプチドを発現し得る細胞を生成
    するためのプロセスであって、請求項9に記載のベクタ
    ーを用いて細胞を遺伝的に操作する工程、を包含する、
    プロセス。
  13. 【請求項13】 請求項2に記載のDNAにハイブリダ
    イズ可能であり、かつK+チャンネル1ポリペプチド活
    性を有するポリペプチドをコードする、単離されたDN
    A。
  14. 【請求項14】 請求項2に記載のDNAにハイブリダ
    イズ可能であり、かつK+チャンネル2ポリペプチド活
    性を有するポリペプチドをコードする、単離されたDN
    A。
  15. 【請求項15】 (i)図1の推定アミノ酸配列を有す
    るK+チャンネル1ポリペプチド、ならびにそのフラグ
    メント、そのアナログ、およびその誘導体; (ii)図2の推定アミノ酸配列を有するK+チャンネ
    ル2ポリペプチド、ならびにそのフラグメント、そのア
    ナログ、およびその誘導体;(iii)ATCC寄託番
    号第75700号のcDNAによりコードされるK+
    ャンネル1ポリペプチド、ならびに該ポリペプチドのフ
    ラグメント、アナログ、および誘導体;および(iv)
    ATCC寄託番号第75830号のcDNAによりコー
    ドされるK +チャンネル2ポリペプチド、ならびに該ポ
    リペプチドのフラグメント、アナログ、および誘導体、
    からなる群から選択される、ポリペプチド。
  16. 【請求項16】 前記ポリペプチドが図1の推定アミノ
    酸配列を有するK+チャンネル1ポリペプチドである、
    請求項15に記載のポリペプチド。
  17. 【請求項17】 前記ポリペプチドが図2の推定アミノ
    酸配列を有するK+チャンネル2ポリペプチドである、
    請求項15に記載のポリペプチド。
  18. 【請求項18】 請求項15に記載のポリペプチドに対
    する抗体。
  19. 【請求項19】 請求項15に記載のポリペプチドに対
    するアゴニスト。
  20. 【請求項20】 請求項15に記載のポリペプチドに対
    するアンタゴニスト。
  21. 【請求項21】 K+チャンネル1ポリペプチドに対す
    るアゴニストの必要を有する患者の処置のための方法で
    あって、該患者に治療有効量の請求項19に記載のアゴ
    ニストを投与する工程、を包含する、方法。
  22. 【請求項22】 K+チャンネル2ポリペプチドに対す
    るアゴニストの必要を有する患者の処置のための方法で
    あって、該患者に治療有効量の請求項19に記載のアゴ
    ニストを投与する工程、を包含する、方法。
  23. 【請求項23】 K+チャンネル1ポリペプチドを阻害
    する必要を有する患者の処置のための方法であって、該
    患者に治療有効量の請求項20に記載のアンタゴニスト
    /インヒビターを投与する工程、を包含する、方法。
  24. 【請求項24】 K+チャンネル2ポリペプチドを阻害
    する必要を有する患者の処置のための方法であって、該
    患者に治療有効量の請求項20に記載のアンタゴニスト
    を投与する工程、を包含する、方法。
  25. 【請求項25】 K+チャンネル発現に調節効果を有す
    る分子を同定するための方法であって、K+チャンネル
    遺伝子の機能性K+チャンネル発現産物を産生する発現
    系を提供する工程;該産物と、該産物の生物活性におけ
    るその調節効果を決定するための1つ以上の分子とを接
    触させる工程;および該K+チャンネル発現を調節し得
    る候補物を該分子より選択する工程、を包含する、方
    法。
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