JP2002523091A - Method for altering the function of a heterologous G protein-coupled receptor - Google Patents
Method for altering the function of a heterologous G protein-coupled receptorInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、Gタンパク質の結合および受容体の応答が改変された変異型Gタンパク質共役受容体、かかる受容体を発現する酵母細胞、かかる細胞を作出するのに有用なベクター、ならびにそれを作出および使用する方法に関する。 (57) [Summary] The present invention provides a mutant G protein-coupled receptor with altered G protein binding and receptor response, a yeast cell expressing such receptor, a vector useful for producing such a cell, and Regarding how to use.
Description
【0001】[0001]
発明の分野 本発明は、Gタンパク質の結合および受容体の応答が改変された変異型Gタン
パク質共役受容体、かかる受容体を発現する宿主細胞、かかる細胞を作出するの
に有用なベクター、ならびにそれを作出および使用する方法に関する。 The present invention relates to mutant G protein-coupled receptors with altered G protein binding and receptor response, host cells expressing such receptors, vectors useful for producing such cells, and And methods for producing and using them.
【0002】 背景技術 神経伝達物質、ホルモン、臭気物質、および光などの多くの細胞外シグナルの
作用は三つ組のタンパク質によって媒介されており、これは酵母から哺乳類にい
たる生物において同定されている。この三つ組は三量体グアニンヌクレオチド結
合性調節タンパク質(Gタンパク質)に結合した受容体からなり、これが次に細
胞のエフェクターと結合する。これらの受容体は7つのトランスメンブラン・ド
メインを有し、それらのGタンパク質との会合のために「Gタンパク質共役受容
体」(「GPCR」)と名づけられている。 [0002] neurotransmitters, hormones, effects of many extracellular signals, such as odor substances, and the light is mediated by the protein triad, which have been identified in organisms ranging in mammals from yeast. This triad consists of a receptor linked to a trimeric guanine nucleotide binding regulatory protein (G protein), which in turn binds to the effectors of the cell. These receptors have seven transmembrane domains and have been termed "G protein-coupled receptors"("GPCRs") for their association with G proteins.
【0003】 調節Gタンパク質は3つのサブユニット:グアニルヌクレオチド結合性αサブ
ユニット;βサブユニット;およびγサブユニットからなる(B.R. Conklin and
H.R.Bourne(1993))。Gタンパク質はGDPまたはGTPがαサブユニットに結
合しているかどうかによって2つの形態の間を循環する。GDPが結合している
場合には、Gタンパク質はへテロ三量体であるGαβγ複合体として存在する。
GTPが結合している場合には、αサブユニットは解離し、Gβγ複合体が残る
。重要なことに、Gαβγ複合体は細胞膜において活性化されたGタンパク質共
役受容体と機能し得る形で会合し、GTPと結合型GDPの交換率が高まるので
、Gβγ複合体からの結合したGαサブユニットの解離率も高まる。遊離Gαサ
ブユニットおよびGβγ複合体はシグナルを種々のシグナル変換経路の下流エレ
メントに伝達することができる。これら下流の細胞エフェクタータンパク質の例
としては、中でも、アデニレートシクラーゼ、イオンチャンネルおよびホスホリ
パーゼが挙げられる。現象のこの基本的なスキームが種々の細胞シグナル伝達現
象の多様性の基礎をなしている(H.G. Dohlman et al. (1991))。The regulatory G protein consists of three subunits: a guanyl nucleotide binding α subunit; a β subunit; and a γ subunit (BR Conklin and
HRBourne (1993)). G proteins circulate between the two forms depending on whether GDP or GTP is bound to the α subunit. When GDP is bound, the G protein exists as a heterotrimeric Gαβγ complex.
If GTP is bound, the α subunit dissociates, leaving the Gβγ complex. Importantly, the Gαβγ complex is operatively associated with the activated G protein-coupled receptor at the cell membrane and increases the rate of exchange of GTP for bound GDP, thereby increasing the bound Gα subunit from the Gβγ complex. The dissociation rate of the unit also increases. Free Gα subunits and Gβγ complexes can transmit signals to downstream elements of various signal transduction pathways. Examples of these downstream cell effector proteins include adenylate cyclase, ion channels and phospholipase, among others. This basic scheme of phenomena underlies the diversity of various cell signaling phenomena (HG Dohlman et al. (1991)).
【0004】 重要な生化学経路におけるそれらの遍在性により、Gタンパク質共役受容体は
新規治療薬の重要な標的に相当する。次に、かかる薬剤の発見には高い特異性の
スクリーニングアッセイおよび処理用語で高処理量スクリーニング(HTS)ア
ッセイが必ず必要となろう。Gタンパク質共役受容体の機能的発現がなされるよ
う遺伝的に改変された酵母系統などの微生物を利用するスクリーニングアッセイ
は種々の病状に関係する多数の受容体へのリガンド結合に関する研究に著しい利
点を与える。[0004] Due to their ubiquity in key biochemical pathways, G protein-coupled receptors represent important targets for novel therapeutic agents. Second, the discovery of such agents will necessarily require high specificity screening assays and high throughput screening (HTS) assays in processing terms. Screening assays that utilize microorganisms such as yeast strains that have been genetically modified to provide functional expression of G protein-coupled receptors offer significant advantages for studies of ligand binding to a number of receptors involved in various disease states. give.
【0005】 しかしながら、野生型受容体で形質転換された微生物は増殖アッセイにおいて
、例えば、ヘテロ三量体Gタンパク質と相互作用できないこと、不適当な局在化
および/または脱感作を示して、あまりうまく働かない場合もある。多くのGP
CRは慢性および持続性のアゴニスト刺激に応答してリン酸化されるが、これが
脱感作とそれに続く受容体の隔離またはインターナリゼーションをもたらすこと
も多い。GPCRの脱感作はヘテロ三量体Gタンパク質との相互作用からの解放
を引き起こす。このプロセスはGタンパク質共役受容体キナーゼ(GPK)、タ
ンパク質キナーゼA(PHA)、タンパク質キナーゼC(PKC)およびカゼイ
ンキナーゼ(CK)をはじめとする種々の調節受容体タンパク質キナーゼによっ
て媒介されている。インターナリゼーションは受容体により媒介されるエンドサ
イトーシスによる原形質膜からのGPCRの除去を必要とする。インターナリゼ
ーションを受けた受容体は再循環して細胞表面に戻るか、または分解のためにリ
ソソーム/液胞コンパートメントに送達され得る。ユビキチンによって媒介され
る分解経路もこのプロセスに関与している。受容体リン酸化および隔離/インタ
ーナリゼーションの最終的な結果はしばしば細胞増殖の抑止であり、これにより
スクリーニングアッセイにおける遺伝的に改変された微生物の有用性は著しく低
いものとなる。[0005] However, microorganisms transformed with the wild-type receptor show, for example, inability to interact with heterotrimeric G proteins, inappropriate localization and / or desensitization in growth assays, Sometimes it doesn't work very well. Many GPs
CR is phosphorylated in response to chronic and sustained agonist stimuli, which often results in desensitization followed by receptor sequestration or internalization. Desensitization of the GPCR causes release from interaction with the heterotrimeric G protein. This process is mediated by a variety of regulatory receptor protein kinases, including G protein-coupled receptor kinase (GPK), protein kinase A (PHA), protein kinase C (PKC) and casein kinase (CK). Internalization requires removal of the GPCR from the plasma membrane by receptor-mediated endocytosis. The internalized receptor can recirculate back to the cell surface or be delivered to the lysosome / vacuum compartment for degradation. Degradation pathways mediated by ubiquitin are also involved in this process. The end result of receptor phosphorylation and sequestration / internalization is often the inhibition of cell growth, which makes genetically modified microorganisms significantly less useful in screening assays.
【0006】[0006]
本発明の目的はいずれかの真核細胞、好ましくは酵母細胞において実施される
、高処理量スクリーニングアッセイにおいて十分に機能する改変型Gタンパク質
共役受容体を提供することである。従って、本発明の第1の態様は受容体をヘテ
ロ三量体Gタンパク質とより有効に結合させ、かつ/または細胞脱感作および/
もしくは隔離/インターナリゼーション機構と相互作用できなくする、かつ/ま
たは原形質膜に適当に局在化させることによって、GPCRの機能を向上させる
よう改変されている、Gタンパク質共役受容体をコードするヌクレオチド配列に
向けられる。好ましい態様によれば、かかる改変は改変型アゴニスト刺激性増殖
促進能をもたらす。本発明に包含される、Gタンパク質共役受容体をコードする
ヌクレオチド配列の1つの特定の改変は、いずれかの細胞内ドメインまたは内部
ドメインに隣接する膜領域における変異である。この変異は例えば、点突然変異
をはじめとする欠失であり得る。It is an object of the present invention to provide modified G protein-coupled receptors that function well in high-throughput screening assays performed on any eukaryotic cell, preferably a yeast cell. Thus, the first aspect of the present invention provides for more effective binding of the receptor to heterotrimeric G protein and / or cell desensitization and / or
Or encodes a G protein-coupled receptor that has been modified to enhance GPCR function by rendering it incapable of interacting with the sequestration / internalization mechanism and / or by appropriately localizing to the plasma membrane Directed to the nucleotide sequence. According to a preferred embodiment, such modification results in a modified agonist-stimulated growth promoting ability. One particular modification of the nucleotide sequence encoding a G protein-coupled receptor encompassed by the present invention is a mutation in the membrane region adjacent to any intracellular or internal domain. The mutation can be, for example, a deletion including a point mutation.
【0007】 本発明はまた、有利なGタンパク質結合特性または酵母細胞脱感作および/も
しくは隔離/インターナリゼーション機構を受けないドメインを提供する異種G
PCRの細胞内ドメインを用いて、注目されるGPCR中の匹敵するドメインが
置換されているキメラGPCRに向けられる。本発明はまた、キメラGPCRを
コードする改変型ヌクレオチド配列、改変型ヌクレオチド配列を含んでなる発現
ベクター、およびそれらで形質転換された宿主細胞に関する。The present invention also provides heterologous G proteins that provide advantageous G protein binding properties or domains that are not subject to yeast cell desensitization and / or sequestration / internalization mechanisms.
The intracellular domain of the PCR is used to direct a chimeric GPCR in which a comparable domain in the GPCR of interest has been replaced. The present invention also relates to a modified nucleotide sequence encoding a chimeric GPCR, an expression vector comprising the modified nucleotide sequence, and host cells transformed therewith.
【0008】 本発明のさらなる態様は、試験化合物の細胞増殖に対する作用を測定すること
によって本発明の変異体またはキメラGPCRへ結合するリガンドの作用を求め
るために化合物をアッセイする改良法である。変異型GPCRは慢性および持続
性アゴニスト刺激による細胞増殖抑止率を抑えるかまたは減少させ、それによっ
て先行技術のスクリーニング法で起こる偽陰性数が少なくなり、かつ/またはバ
イオアッセイの感度が高まる。A further aspect of the invention is an improved method of assaying a compound for determining the effect of a ligand that binds to a mutant or chimeric GPCR of the invention by measuring the effect of a test compound on cell proliferation. Mutant GPCRs reduce or reduce the rate of cell proliferation arrest by chronic and persistent agonist stimulation, thereby reducing the number of false negatives that occur in prior art screening methods and / or increasing the sensitivity of bioassays.
【0009】[0009]
【発明の具体的な説明】改変型Gタンパク質共役受容体 Gタンパク質共役受容体をコードするヌクレオチド配列は、受容体をヘテロ三
量体Gタンパク質とより有効に結合させる、かつ/または細胞脱感作および/も
しくは隔離/インターナリゼーション機構と相互作用できなくすることによって
GPCRの機能を向上させるよう改変することができる。かかる改変は改変型ア
ゴニスト刺激性酵母細胞増殖促進能をもたらす。宿主細胞におけるGPCR−G
タンパク質結合の改変および/または受容体リン酸化および/もしくは隔離/イ
ンターナリゼーションの排除は有用な酵母細胞増殖応答を刺激できない野生型異
種GPCRの機能を改変する手段を提供する。従って、その野生型形態では機能
できないGPCRが本発明の方法によって働くようになり得る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Nucleotide sequences encoding modified G protein-coupled receptor G protein-coupled receptors can more efficiently bind the receptor to heterotrimeric G proteins and / or cell desensitization And / or can be modified to enhance GPCR function by rendering it incapable of interacting with the sequestration / internalization mechanism. Such modification results in a modified agonist-stimulated yeast cell growth promoting ability. GPCR-G in host cells
Modification of protein binding and / or elimination of receptor phosphorylation and / or sequestration / internalization provide a means to alter the function of a wild-type heterologous GPCR that cannot stimulate a useful yeast cell growth response. Thus, GPCRs that cannot function in their wild-type form may become operative by the methods of the present invention.
【0010】 宿主細胞におけるGPCR−Gタンパク質結合の改変およびまたは受容体リン
酸化および/もしくは隔離/インターナリゼーションの排除は、以下に示される
実施例に記載されたもの、または当業者に公知のものなどの通常の技術を用いる
ことによって評価すればよい。例えば、野生型に対する変異型GPCRの機能の
改変はノイズに対するシグナル率の増加、および/または液体バイオアッセイの
感度の増加として定量できる。ノイズに対するシグナル率はアゴニスト誘導性増
殖率とアゴニストの不在下で認められる増殖率とを比較することによって求めら
れる。変異型GPCRのアゴニスト刺激に起因するノイズに対するシグナル率の
、野生型受容体を含む細胞から得られる同様の値に対する統計的に有意な増加は
変異型GPCRの機能が改変されているということを示す。[0010] Modification of GPCR-G protein binding and / or elimination of receptor phosphorylation and / or sequestration / internalization in host cells may be as described in the Examples set forth below, or known to those of skill in the art. What is necessary is just to evaluate by using usual techniques, such as. For example, an alteration in the function of the mutant GPCR relative to the wild type can be quantified as an increase in signal rate to noise and / or an increase in sensitivity of the liquid bioassay. The signal rate to noise is determined by comparing the agonist-induced growth rate with the growth rate observed in the absence of agonist. A statistically significant increase in the signal rate to noise due to agonist stimulation of the mutant GPCR over similar values obtained from cells containing the wild-type receptor indicates that the function of the mutant GPCR has been altered. .
【0011】 液体バイオアッセイの感度は半最大増殖率(ED50またはEC50)をもた
らすのに必要なアゴニスト濃度として定義される。野生型GPCRによって必要
とされるよりも低いアゴニスト濃度で変異型GPCRが半最大増殖率を示すなら
ばバイオアッセイの感度は、高まっている。[0011] The sensitivity of a liquid bioassay is defined as the agonist concentration required to produce a half-maximal growth rate (ED50 or EC50). The sensitivity of the bioassay is increasing if the mutant GPCR exhibits a half-maximal growth rate at lower agonist concentrations than required by the wild-type GPCR.
【0012】 同様に、より定量的な寒天ベースのバイオアッセイは、変異型GPCRのアゴ
ニスト刺激によるノイズに対するシグナル率および/または感度の増加を反映す
る。寒天ベースのバイオアッセイでは、ノイズに対するシグナル率の増加は変異
型および野生型受容体の刺激に起因するアゴニスト誘導性増殖領域内の増殖度を
比較することによって求められる。バイオアッセイの感度は増殖領域の半径に比
例する。塗布される化合物は寒天の塗布部位から放射状に拡散するので、アゴニ
スト濃度は増殖領域の半径の二乗で変化する。従って、変異型GPCRのアゴニ
スト活性化に応答した増殖領域が大きくなることは感度の上昇を反映している。Similarly, more quantitative agar-based bioassays reflect an increased signal rate and / or sensitivity to noise upon agonist stimulation of mutant GPCRs. In agar-based bioassays, the increase in signal to noise is determined by comparing the degree of proliferation in the area of agonist-induced growth due to stimulation of mutant and wild-type receptors. The sensitivity of the bioassay is proportional to the radius of the growth area. As the compound applied spreads radially from the application site of the agar, the agonist concentration varies with the square of the radius of the growth area. Therefore, the increase in the growth area in response to the agonist activation of the mutant GPCR reflects an increase in sensitivity.
【0013】 本発明の実施には、いずれのGタンパク質共役受容体を用いてもよい。かかる
受容体の例としては、限定されるものではないが、アデノシン受容体、ソマトス
タチン受容体、ドーパミン受容体、コレシストキニン受容体、ムスカリン様コリ
ン作動性受容体、αアドレナリン作動性受容体、βアドレナリン作動性受容体、
アヘン受容体、カンナビノイド受容体、増殖ホルモン放出因子、グルカゴン、セ
ロトニン受容体、バソプレシン受容体、メラノコルチン受容体、およびニューロ
テンシン受容体が挙げられる。ある好ましい態様によれば、受容体はムスカリン
様アセチルコリン受容体であり、より好ましくは、このムスカリン様アセチルコ
リン受容体はM3サブタイプのものである。In practicing the present invention, any G protein-coupled receptor may be used. Examples of such receptors include, but are not limited to, adenosine receptor, somatostatin receptor, dopamine receptor, cholecystokinin receptor, muscarinic cholinergic receptor, α-adrenergic receptor, β Adrenergic receptor,
These include opiate receptors, cannabinoid receptors, growth hormone releasing factors, glucagon, serotonin receptors, vasopressin receptors, melanocortin receptors, and neurotensin receptors. According to certain preferred embodiments, the receptor is a muscarinic acetylcholine receptor, more preferably the muscarinic acetylcholine receptor is of the M3 subtype.
【0014】 同様に、いずれの好適な宿主細胞を本発明の改変型Gタンパク質共役受容体を
コードするヌクレオチド配列で形質転換してもよい。好適な宿主細胞の例として
は酵母細胞、哺乳類細胞、昆虫細胞、および細菌細胞がある。好ましくは、宿主
細胞は酵母細胞である。[0014] Similarly, any suitable host cell may be transformed with a nucleotide sequence encoding a modified G protein-coupled receptor of the invention. Examples of suitable host cells include yeast cells, mammalian cells, insect cells, and bacterial cells. Preferably, the host cell is a yeast cell.
【0015】 宿主細胞において発現されるGPCRの機能を改変する1つの一般化できる方
法として、Gタンパク質共役受容体の第3の細胞内ドメイン(IC3)配列など
のGPCRの細胞内ドメインの改変または排除によるものがある。脱感作および
インターナリゼーション機構はGPCRの細胞内ドメインに作用するので、GP
CRの細胞内ドメインの排除によって、より安定な受容体発現がもたらされる。
このことは哺乳類細胞で行われた実験において証明されている。受容体インター
ナリゼーションに関与すると考えられているそれらの第3の細胞内ループのドメ
インを欠くM3サブタイプをはじめとするムスカリン様アセチルコリン受容体は
野生型の対応物よりも高い程度まで原形質膜に維持されている(Moro et al. (19
93))。[0015] One generalizable method of altering the function of a GPCR expressed in a host cell is to modify or eliminate the intracellular domain of the GPCR, such as the third intracellular domain (IC3) sequence of a G protein-coupled receptor. There is something. Since the desensitization and internalization mechanisms act on the intracellular domain of the GPCR,
Elimination of the intracellular domain of the CR results in more stable receptor expression.
This has been demonstrated in experiments performed on mammalian cells. Muscarinic acetylcholine receptors, including the M3 subtype, lacking the domain of their third intracellular loop, which are thought to be involved in receptor internalization, are to a greater extent than their wild-type counterparts. (Moro et al. (19
93)).
【0016】[0016]
以下、実施例において、本発明の代表的な態様をより詳しく説明する。例1 酵母における変異型ラットM3のムスカリン様アセチルコリン受容体(M
AR)の機能的発現 GPCRの第3の細胞内ループはGタンパク質と相互作用してアゴニスト結合
の際にGタンパク質の活性化に関与すると考えられている(J. Wess(1997))。酵
母接合フェロモン受容体Ste2およびSte3のIC3における突然変異はG
タンパク質の結合に対して著しい影響を及ぼす(C. Boone et al. (1993) and C
. Clark et al. (1994))。重要なことは、哺乳類のMAR、特にラットM3
MARのIC3部分の欠失が、ヘテロ三量体Gタンパク質Gq(Gαβγ)と結
合するための十分な能力を保持する哺乳類細胞における改変された機能的発現と
相関していることである。変異型M3 MARはすべての外部ループを保持して
いる。トランスメンブランドメイン(TMD)およびIC3以外の内部ドメイン
は変化しない。5番目と6番目の膜にまたがるらせんの間に見られるこのIC3
は、改変された唯一のドメインであった。このドメインの大部分、IC3の中心
の96個のアミノ酸(Ala273−Lys469)が欠失しており、5番目お
よび6番目のトランスメンブランらせん双方に隣接したわずか22個のアミノ酸
が残っていた。このように、野生型M3 MARのIC3のアミノ酸が240個
であるのに対し、IC3欠失(IC3Δ)を含むMARの第3の細胞内ループは
44個のアミノ酸長である。機能的発現の改変は、細胞の脱感作機構と相互作用
して、より機能的なMARを細胞表面に持たせることが知られているドメインの
排除によるものかもしれない。Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Example 1 Mutant rat M3 muscarinic acetylcholine receptor in yeast (M
AR) Functional expression The third intracellular loop of the GPCR is thought to interact with the G protein and participate in G protein activation upon agonist binding (J. Wess (1997)). Mutations in IC3 of the yeast mating pheromone receptors Ste2 and Ste3 are G
Significant effects on protein binding (C. Boone et al. (1993) and C
Clark et al. (1994)). Importantly, mammalian MARs, especially rat M3
Deletion of the IC3 portion of the MAR correlates with altered functional expression in mammalian cells that retains sufficient capacity to bind the heterotrimeric G protein Gq (Gαβγ). Mutant M3 MAR retains all outer loops. Internal domains other than the transmembrane domain (TMD) and IC3 remain unchanged. This IC3 seen between the spirals that span the fifth and sixth membranes
Was the only domain modified. Most of this domain lacked the central 96 amino acids of IC3 (Ala273-Lys469), leaving only 22 amino acids adjacent to both the fifth and sixth transmembrane helices. Thus, while the wild-type M3 MAR has 240 IC3 amino acids, the third intracellular loop of the MAR containing the IC3 deletion (IC3Δ) is 44 amino acids long. Modification of functional expression may be due to the elimination of domains known to interact with the desensitization mechanism of the cell and to have a more functional MAR on the cell surface.
【0017】 このIC3Δ変異も酵母における機能的発現を改変することができるかどうか
を検討するために、標準的な方法により、野生型およびIC3ΔラットM3 M
ARをコードするDNA配列を、酵母発現プラスミドp426GPD中のグリセ
ロール−リン酸デヒドロゲナーゼプロモーターの近位にクローン化した。ラット
M3 MAR配列を、5’BgIII(AAAAGATCT AAA ATG T
AC CCC TAC GAC GTC CCC)(配列番号1)および3’X
hoI(AAA CTCGAG CTA CAA GGC CTG CTC C
GG CAC TCG C)(配列番号2)部位を含むオリゴヌクレオチドを用
いてPCR法により増幅した。得られたPCR産物を適当な制限エンドヌクレア
ーゼで消化し、精製してp426GPDの適当な部位に連結した。ラットM3
IC3Δを形成するために、3つのM3 MAR断片をPCR法により増幅した
。アミノ末端をコードする断片を5’BgIII(AAAAGATCT AAA
ATG TAC CCC TAC GAC GTC CCC)(配列番号1)お
よび3’AgeI(ATAGTCATGATGGTG ACCGGT ATGT
AAAAGGCAGCGATC)(配列番号3)部位を含むオリゴヌクレオチド
を用いて増幅した。カルボキシ末端をコードする断片は5’PmII(GCCT
TCATCAT CACGTG GACCCCCTACACC)(配列番号4)
および3’XhoI(AAA CTCGAG CTA CAA GGC CTG
CTC CGG CAC TCG C)(配列番号2)部位を含むオリゴヌク
レオチドを用いて増幅した。IC3をコードする断片は、M3 IC3Δ配列を
用い、5’AgeI(CGATCGCTGCCTTTTACTT ACCGGT
CACCATCATGACTAT)(配列番号5)および3’PmII(GT
TGTAGGGGGTC CACGTG ATGATGAAGGC)(配列番号
6)部位を含むオリゴヌクレオチドを用いて増幅した(J. Wess (1997))。得ら
れたPCR産物を適当な制限エンドヌクレアーゼを用いて消化し、精製してp4
26GPD中の適当な部位に連結した。プラスミドは、制限エンドヌクレアーゼ
マッピングおよびDNA配列決定法により確認した。得られたプラスミドを、従
来の酢酸リチウム形質転換法を用い、参照することにより本明細書の一部とされ
る米国特許第5,691,188号に記載のものなど、具体的にはPaush et al.
(1998)に記載のMPY578fc細胞をはじめとするGPCRアゴニスト刺激
性増殖アッセイを行うのに有用な酵母細胞に導入した。To determine whether this IC3Δ mutation can also alter functional expression in yeast, wild-type and IC3Δ rat M3 M
The DNA sequence encoding the AR was cloned proximal to the glycerol-phosphate dehydrogenase promoter in the yeast expression plasmid p426GPD. The rat M3 MAR sequence was replaced with 5'BglII (AAAAGATCT AAA ATG T
AC CCC TAC GAC GTC CCC) (SEQ ID NO: 1) and 3'X
hoI (AAA CTCAGAG CTA CAA GGC CTG CTC C
Amplification was performed by PCR using an oligonucleotide containing a GG CAC TCG C) (SEQ ID NO: 2) site. The resulting PCR product was digested with the appropriate restriction endonuclease, purified and ligated into the appropriate site of p426GPD. Rat M3
To form IC3Δ, three M3 MAR fragments were amplified by PCR. The fragment encoding the amino terminus was ligated to 5'BgII (AAAAGATCT AAA
ATG TAC CCC TAC GAC GTC CCC) (SEQ ID NO: 1) and 3 'AgeI (ATAGTCATGATGGGTG ACCGGGT ATGT
(AAAAGGCAGCGATC) (SEQ ID NO: 3). The fragment encoding the carboxy terminus is 5'PmII (GCCT
TCATCAT CACGTG GACCCCCTACACC) (SEQ ID NO: 4)
And 3 'XhoI (AAA CTCAGAG CTA CAA GGC CTG
Amplification was performed using an oligonucleotide containing a CTC CGG CAC TCG C) (SEQ ID NO: 2) site. The fragment coding for IC3 was prepared using the M3 IC3Δ sequence and using 5 ′ AgeI (CGATCGCTGCCTTTTACTT
CATCATCATGACTAT) (SEQ ID NO: 5) and 3'PmII (GT
Amplification was performed using an oligonucleotide containing a TGTAGGGGGTC CACGTG ATGATGAAGGC (SEQ ID NO: 6) site (J. Wess (1997)). The resulting PCR product is digested with appropriate restriction endonucleases, purified and
Ligation was performed at an appropriate site in 26GPD. Plasmids were confirmed by restriction endonuclease mapping and DNA sequencing. The resulting plasmids can be transformed using conventional lithium acetate transformation methods, such as those described in US Pat. No. 5,691,188, which is incorporated herein by reference, specifically Paush et al. al.
(1998) introduced into yeast cells useful for performing GPCR agonist-stimulated proliferation assays, including the MPY578fc cells.
【0018】 MARを含む酵母細胞を、MARアゴニストカルバコール(CCh)を用いて
液体培養液中でアッセイした。この細胞を2mlのSC−グルコース−ura培
地中で一晩培養した。基礎増殖速度を低下させるための5mMの3−アミノトリ
アゾールを含有するSC−グルコース−ura−his培地pH6.8で細胞を
500倍に希釈した。ムスカリン様受容体アゴニストの連続希釈サンプル(10 −1 〜10−8M)20μlを含有する、滅菌96ウェルマイクロタイターディ
ッシュのウェルに細胞懸濁液サンプル(180μl)を分注した。このプレート
を30℃にて18時間、振盪しつつ(600rpm)インキュベートした。増殖
はマイクロプレートリーダーを用いて、OD620における記録値の増加により
モニターした。アッセイは2回行い、酵母細胞の対数増殖期に増殖速度を測定し
た。GraphPad Prismを用いて光学的密度の測定値を分析し、平均値±標準誤差と
して表し、アゴニスト濃度に対してプロットした。図1に示されるように、M3
MAR IC3Δを含む酵母細胞はアゴニスト依存性の増殖応答をし、M3
MAR IC3Δが機能していることが示されたが、酵母細胞のアゴニスト依存
性増殖が認められなかったので野生型MARは機能していない。M3 MAR
IC3Δを含む細胞の増殖応答は用量依存的であり、カルバコール(CCh)に
対するEC50は3μMに相当した。この値は、HEK細胞において得られたC
Chに対するKD値(7.9μM)および、CCh誘導IP3(イノシトール3
リン酸)蓄積に関するEC50(4.0μM)に匹敵したが、このことはM3
MAR IC3Δが酵母細胞膜で発現した場合、期待される薬理学的特性を保持
することを示唆するものである。さらに、増殖応答はMAR特異的アンタゴニス
トであるアトロピン(At)により阻害される。[0018] Yeast cells containing MAR are prepared using the MAR agonist carbachol (CCh).
Assayed in liquid culture. The cells were cultured in 2 ml of SC-glucose-ura medium.
Cultured overnight in the ground. 5 mM 3-aminotri to reduce basal growth rate
Cells are grown in SC-glucose-ura-his medium containing azole pH 6.8.
Diluted 500-fold. Serially diluted samples of muscarinic receptor agonists (10 -1 -10-8M) A sterile 96-well microtiter tube containing 20 μl
A cell suspension sample (180 μl) was dispensed into the wells of the tissue. This plate
Was incubated at 30 ° C. for 18 hours with shaking (600 rpm). Proliferation
OD using a microplate reader620Due to the increase in recorded values in
Monitored. The assay was performed twice and the growth rate was measured during the logarithmic growth phase of the yeast cells.
Was. Analyze the measured optical density using GraphPad Prism and calculate the mean ± standard error.
And plotted against agonist concentration. As shown in FIG.
Yeast cells containing MAR IC3Δ have an agonist-dependent proliferative response and M3
MAR IC3Δ was shown to function, but was dependent on yeast cell agonists.
Wild-type MAR is not functioning because no sexual growth was observed. M3 MAR
The proliferative response of cells containing IC3Δ is dose-dependent and depends on carbachol (CCh).
EC against50Corresponded to 3 μM. This value corresponds to the C obtained in HEK cells.
K for ChDValue (7.9 μM) and CCh-induced IP3(Inositol 3
EC for phosphoric acid) accumulation50(4.0 μM), but this was
MAR IC3Δ retains expected pharmacological properties when expressed in yeast cell membrane
It suggests that In addition, the proliferative response is a MAR-specific antagonis
Inhibited by atropine (At).
【0019】 あるいは、M3 MAR IC3Δを含む酵母細胞によるCChに対する応答
は、その発現がMARアゴニストにより刺激される緑色蛍光タンパク質レポータ
ー遺伝子の、アゴニストにより誘導される蛍光発光の増加量の測定により観察さ
れ得る。緑色蛍光タンパク質(GFP)はクラゲ(Aequorea)由来のタンパク質で
あり、酵母細胞内で発現した場合、内因的蛍光を有する。GFP由来の蛍光は生
存酵母菌において検出可能で、その発現レベルは酵母細胞を損傷することなく測
定できる。この特徴は、その検出のために付加的な工程を必要としないのでレポ
ーター遺伝子アッセイにおいて特に有利である。酵母中で発現した異種GPCR
のアゴニスト活性化検出に有用な誘導性レポーター遺伝子は、シグナル変換経路
と交わることにより活性化される転写プロモーターを利用する。かかるプロモー
ターの1つがFUS2プロモーターである。アゴニスト刺激がない状態では、F
us2タンパク質またはその発現がFUS2プロモーターによって命令される他
のいずれかのタンパク質の発現もほとんど、または全く検出されない。アゴニス
ト処理後、FUS2プロモーターからの転写が700倍にまで誘導され、Fus
2の発現、またはその発現がFUS2プロモーターの制御下にある遺伝子産物の
いずれかの発現の実質的な増加が起こる。このように、FUS2−GFPレポー
ター遺伝子由来のFUS2プロモーター制御下でのGFP発現の結果得られる酵
母細胞の蛍光は異種GPCRのアゴニスト活性化後のみに認められる。Alternatively, the response to CCh by yeast cells containing M3 MAR IC3Δ can be observed by measuring the increase in agonist-induced increase in fluorescent emission of a green fluorescent protein reporter gene whose expression is stimulated by a MAR agonist. . Green fluorescent protein (GFP) is a protein derived from jellyfish (Aequorea) and has endogenous fluorescence when expressed in yeast cells. GFP-derived fluorescence is detectable in live yeast and its expression level can be measured without damaging the yeast cells. This feature is particularly advantageous in reporter gene assays because no additional steps are required for its detection. Heterologous GPCR expressed in yeast
An inducible reporter gene useful for detecting the activation of an agonist utilizes a transcription promoter activated by crossing the signal transduction pathway. One such promoter is the FUS2 promoter. In the absence of agonist stimulation, F
Little or no expression of the us2 protein or any other protein whose expression is driven by the FUS2 promoter is detected. After agonist treatment, transcription from the FUS2 promoter was induced up to 700-fold,
2 or a substantial increase in the expression of any of the gene products whose expression is under the control of the FUS2 promoter. Thus, the fluorescence of yeast cells resulting from GFP expression under the control of the FUS2 promoter derived from the FUS2-GFP reporter gene is only observed after agonist activation of the heterologous GPCR.
【0020】 GFPレポーター遺伝子を産生するために、増強されたGFP(EGFP、Cl
onetech)、FUS2プロモーター、およびFUS2転写ターミネーター配列を
コードするDNA配列をPCR法により増幅した。これらの断片をプラスミドp
RS414を含む動原体に組み込んで、EGFP発現をプラスミドpRS414
を含む動原体のフェロモン応答性FUS2プロモーターの制御下に置いてpMP
241を作出した。得られたプラスミドを、従来の酢酸リチウム形質転換法を用
い、M3 MAR IC3Δを含む細胞のGPCRアゴニスト刺激による増殖ア
ッセイを行うのに有用な、米国特許第5,691,188号に記載の種類の酵母
細胞中に導入した。具体的には、このプラスミドをPausch et al (1998)に記載
のMPY578fc細胞に導入した。In order to produce a GFP reporter gene, enhanced GFP (EGFP, Cl
DNA sequence encoding the FUS2 promoter and FUS2 transcription terminator sequence was amplified by PCR. These fragments are converted into plasmid p
EGFP expression was integrated into the centromere containing RS414 to transform plasmid pRS414.
PMP under the control of a centromeric pheromone-responsive FUS2 promoter containing
241 was created. The resulting plasmid is of the type described in US Pat. It was introduced into yeast cells. Specifically, this plasmid was introduced into MPY578fc cells described in Pausch et al (1998).
【0021】 M3 MAR IC3Δを含む酵母細胞およびFUS2−EGFP受容体プラ
スミドを、液体培養液中でMARアゴニストカルバコール(CCb)を用いてア
ッセイした。この細胞を2mlのSC−グルコース−ura培地中で一晩培養し
た。細胞を洗浄し、基礎増殖速度を低下させるために5mMの3−アミノトリア
ゾールを含有するSC−グルコース−ura−his培地pH6.8で5倍希釈
した。細胞懸濁液サンプル(180μl)を、CChの連続希釈サンプル(10 −1 〜10−8M)20μlを含有する滅菌96ウェルマイクロタイターディッ
シュのウェルに分注した。このプレートを30℃で6時間、振盪しつつ(600
rpm)インキュベートした。FUS2−EGFPレポーター遺伝子発現の刺激
は、蛍光マイクロプレートリーダーを用いて、480nm光で励起した後の53
0nmにおける発光の増大を記録することによりモニターした。アッセイは2回
行い、測定値は酵母細胞の対数増殖期に得た。蛍光発光の測定値は、GraphPad P
rismを用いて解析し、平均±標準誤差として表し、アゴニスト濃度に対してプロ
ットした。図1Bに示されるように、M3 MAR IC3Δを含む酵母細胞は
蛍光発光における用量依存的な増大を示し、それはアゴニスト誘導性FUS2−
GFPレポーター遺伝子構築体由来のEFGP発現の増大と一致していた。CC
h刺激の蛍光発光に対するEC50は4μMであり、これは増殖アッセイにおい
て得られた値と同じであった。Yeast Cells Containing M3 MAR IC3Δ and FUS2-EGFP Receptor Plas
Sumids were prepared in liquid culture using the MAR agonist carbachol (CCb).
I did it. The cells were cultured overnight in 2 ml of SC-glucose-ura medium.
Was. Cells were washed and 5 mM 3-aminotria to reduce basal growth rate.
5-fold dilution in SC-glucose-ura-his medium containing sol, pH 6.8
did. The cell suspension sample (180 μl) was mixed with a serially diluted sample of CCh (10 -1 ~ 10-8M) A sterile 96-well microtiter dish containing 20 μl
Was dispensed into the wells. The plate is shaken for 6 hours at 30 ° C. (600
rpm) and incubated. Stimulation of FUS2-EGFP reporter gene expression
Is 53% after excitation with 480 nm light using a fluorescence microplate reader.
The increase in emission at 0 nm was monitored by recording. Two assays
Measurements were taken during the exponential growth phase of the yeast cells. The measured fluorescence was measured using GraphPad P
Analyzed using rism, expressed as mean ± standard error,
I did it. As shown in FIG. 1B, yeast cells containing M3 MAR IC3Δ
It shows a dose-dependent increase in fluorescence emission, which indicates agonist-induced FUS2-
Consistent with increased EFGP expression from the GFP reporter gene construct. CC
EC for h-stimulated fluorescence50Is 4 μM, which is
Was the same as the value obtained.
【0022】 このように、ラットM3 MARにおけるIC3部分の欠失は、酵母において
発現した場合に機能的GPCRが産生されたが、このことは内部ドメインの改変
が酵母において発現した異種GPCRの機能改変のために一般化できる方法であ
り得ることを示唆するものである。Thus, the deletion of the IC3 part in rat M3 MAR resulted in the production of a functional GPCR when expressed in yeast, which means that the modification of the internal domain has a functional modification of the heterologous GPCR expressed in yeast. Suggest that this may be a generalizable method for
【0023】例2 酵母における変異型D.メラノガスター(D. melanogaster)・ムスカリ
ン様アセチルコリン受容体の機能的発現 Gタンパク質共役昆虫ムスカリン様アセチルコリン受容体(MAR)のアゴニ
ストは、実質的な殺虫力および殺ダニ力を有している(M.R. Dick et al. (1997
))。これらの知見から、昆虫MARに対して有効なアゴニストに関する酵母に
基づく高処理量スクリーニング法(HTS)の開発は、新規の作用様式の殺虫剤
に発展する可能性のあるリード化合物の同定に有用であることが示唆される。予
備実験から、昆虫のGタンパク質共役受容体(GPCR)である野生型D.メラ
ノガスターMAR(DMAR)は、酵母中では機能しないことが示されている。
このように、DMAR IC3をM3 MAR IC3Δ由来の機能的IC3と
置換することで、酵母におけるDMARの機能を向上させる方法を開発する努力
が始められた。 Example 2 Mutant D. in Yeast Melanogaster (D. melanogaster) Muscari
Agonists down-like acetylcholine receptor functionally expressed G protein coupled insect muscarinic acetylcholine receptors (MAR) has a substantial insecticidal activity and acaricidal force (MR Dick et al. (1997
)). Based on these findings, the development of a yeast-based high-throughput screening method (HTS) for agonists effective against insect MARs would be useful in identifying lead compounds that could evolve into novel modes of action insecticides. It is suggested that there is. Preliminary experiments show that wild-type D. elegans, an insect G protein-coupled receptor (GPCR). Melanogaster MAR (DMAR) has been shown not to function in yeast.
Thus, efforts were undertaken to develop a method to improve the function of DMAR in yeast by replacing DMAR IC3 with a functional IC3 from M3 MAR IC3Δ.
【0024】 昆虫細胞において、DMARはヘテロ三量体Gqタンパク質と相互作用し、ム
スカリン様アゴニストに応答して細胞内カルシウムを増加させる。酵母中でDM
ARが不活性であることに対する、可能性のある説明の1つに、酵母のヘテロ三
量体Gタンパク質と効率的に結合できないことが挙げられる。従って、酵母にお
いてDMAR機能を改変する方法を考案するために、機能的発現の改変およびヘ
テロ三量体Gタンパク質との結合に働きを持つGPCRにおける選択的突然変異
を検討した。In insect cells, DMAR interacts with heterotrimeric Gq proteins and increases intracellular calcium in response to muscarinic agonists. DM in yeast
One possible explanation for the inactivity of AR is that it cannot bind efficiently to the heterotrimeric G protein of yeast. Therefore, in order to devise a method for altering the DMAR function in yeast, selective mutations in GPCRs that function in altering functional expression and binding to heterotrimeric G proteins were examined.
【0025】 IC3置換体を構築するために、標準的な方法により3つのドメインをコード
するPCR断片を調製した。断片1は5番目のTMD内のショウジョウバエMA
Rのアミノ末端コード部分からAgeI部位までからなり、オリゴヌクレオチド
(AAA AGATCT AAA ATG TACGGAAACCAGACGA
AC)(配列番号7)および(CCA GTA GAG GAA GCACAT
GATGGTC AGGCCT AAG TAG AAG GCG GCC A
GT GC)(配列番号8)を用いてPCR法により増幅した。DMARの第2
の断片は、6番目のTMD中のPmII部位から始まるカルボキシ末端コード配列
からなり、オリゴヌクレオチド(TTCATCATCACGTGGACTCCG
TACAACATC)(配列番号9)および(AAA CTCGAGTTATC
TAATTGTAGACGCGGC)(配列番号10)を用いてPCR法により
増幅した。このM3 MAR IC3Δドメインを、例1に記載された断片1お
よび2とともにフレーム内にコード配列を有するAgeI−PmII断片として増
幅した。これらの断片をプラスミドp426GPDに組み込んで、変異型DMA
RをGPDプロモーターの制御下に置いた。この野生型DMARを、米国特許第
5,691,188号に記載された発現ベクターpMP3中にクローン化した。
得られたプラスミドを、従来の酢酸リチウム形質転換法を用い、米国特許第5,
691,188号に記載の、特にPausch et al. (1998)に記載のMPY578f
c細胞をはじめとする、GPCRアゴニスト刺激性増殖のアッセイを行うのに有
用な酵母細胞に導入した。To construct IC3 substitutions, PCR fragments encoding three domains were prepared by standard methods. Fragment 1 is Drosophila MA in the fifth TMD
An oligonucleotide (AAA AGATCT AAA ATG TACGGAAACCAGACGA) consisting of the amino terminal coding portion of R to the AgeI site
AC) (SEQ ID NO: 7) and (CCA GTA GAG GAA GCACAT
GATGGCTC AGCCT AAG TAG AAG GCG GCC A
(GT GC) (SEQ ID NO: 8). The second of DMAR
Fragment consists of the carboxy-terminal coding sequence starting at the PmII site in the 6th TMD and has an oligonucleotide (TTCATCATCACGTGGACTCCCG
TACAACATC) (SEQ ID NO: 9) and (AAA CTCGAGTTATC
Amplification was performed by PCR using TAATTGTAGACCGCGGC) (SEQ ID NO: 10). This M3 MAR IC3Δ domain was amplified as an AgeI-PmII fragment having the coding sequence in frame with fragments 1 and 2 described in Example 1. These fragments were incorporated into plasmid p426GPD to obtain the mutant DMA
R was under the control of the GPD promoter. This wild type DMAR was cloned into the expression vector pMP3 described in US Pat. No. 5,691,188.
The resulting plasmid was purified using conventional lithium acetate transformation methods in US Pat.
No. 691,188, especially MPY578f described in Pausch et al. (1998).
Introduced into yeast cells useful for performing GPCR agonist stimulated proliferation assays, including c cells.
【0026】 DMARを含む酵母細胞および野生型DMARを含むプラスミドを、液体培養
液中でMARアゴニストカルバコール(CCh)を用いてアッセイした。この細
胞を2mlのSC−グルコース−ura培地中で一晩培養した。この細胞を、基
礎増殖速度を低下させるための5mMの3−アミノトリアゾールを含有するSC
−グルコース−ura−his培地(pH6.8)に500倍希釈した。細胞懸
濁液サンプル(180μl)を、ムスカリン様受容体アゴニストの連続希釈サン
プル(10−1〜10−8M)20μlを含有する滅菌96ウェルマイクロタイ
ターディッシュのウェルに分注した。このプレートを30℃で18時間、振盪し
つつ(600rpm)インキュベートした。アッセイは2回行い、増殖速度測定
は酵母細胞の対数増殖期に行った。光学的密度の測定値をGraphPad Prismを用い
て解析し、平均±標準誤差として表し、アゴニスト濃度に対してプロットした。
図2に示されたように、変異型DMAR、すなわちM3 MAR IC3Δを含
む酵母細胞はアゴニスト依存性の増殖応答を示し、DMAR−M3 MAR I
C3Δは機能していることが示された。野生型のDMARはアゴニスト依存性酵
母細胞増殖が起こらなかったことにより示されるように機能しなかった。Yeast cells containing DMAR and plasmids containing wild-type DMAR were assayed in liquid cultures using the MAR agonist carbachol (CCh). The cells were cultured overnight in 2 ml of SC-glucose-ura medium. The cells were transformed with SC containing 5 mM 3-aminotriazole to reduce basal growth rate.
-Diluted 500-fold in glucose-ura-his medium (pH 6.8). Cell suspension samples (180 μl) were dispensed into wells of a sterile 96-well microtiter dish containing 20 μl of serially diluted samples of muscarinic receptor agonists (10 -1 to 10 -8 M). The plate was incubated at 30 ° C. for 18 hours with shaking (600 rpm). Assays were performed twice and growth rate measurements were made during the logarithmic growth phase of the yeast cells. Optical density measurements were analyzed using GraphPad Prism and expressed as mean ± sem and plotted against agonist concentration.
As shown in FIG. 2, yeast cells containing the mutated DMAR, ie, M3 MAR IC3Δ, exhibited an agonist-dependent proliferative response, indicating that DMAR-M3 MAR I
C3Δ was shown to be functioning. Wild-type DMAR did not function as indicated by the lack of agonist-dependent yeast cell growth.
【0027】 このようにDMARのIC3を、ラットM3 MAR産物由来の機能的欠失し
たIC3で置換すると、酵母において発現した際に機能的キメラGPCRが産生
され、この内部ドメインを置換する方法は酵母アッセイのような細胞に基づくア
ッセイにおいて、異種GPCRの機能的発現の改変のために一般化できる方法で
あり得ることが示された。[0027] Thus, when the IC3 of DMAR is replaced with a functionally deleted IC3 derived from the rat M3 MAR product, a functional chimeric GPCR is produced when expressed in yeast. In cell-based assays such as assays, it has been shown that this may be a generalizable method for altering the functional expression of a heterologous GPCR.
【0028】例3 酵母における変異型ラット・コレシストキニンCCKB受容体の機能的発
現 例1および2で示したように、哺乳類MAR、特にラットM3 MARのIC
3部分の欠失は、ヘテロ三量体Gタンパク質と結合するための完全な能力を保持
した哺乳類および酵母細胞の機能的発現の改変と相関する。このIC3Δ突然変
異がまた酵母において他のGPCRの機能的発現を改変することができるかどう
かを検討するために、ラット野生型およびIC3ΔコレシストキニンCCKB受
容体をコードするDNA配列をPCR法により増幅して、標準的な方法により、
酵母発現プラスミドp426GPD中のグリセロールリン酸デヒドロゲナーゼプ
ロモーターの近位へクローン化した。野生型CCKBRは、オリゴヌクレオチド
(ACTTAGATCAAAAAATGGAGCGCTCAAGCTGAACC
G)(配列番号11)および(TCCCGTCGACTCAGCCAGGCCC
CAGTGTGCTG)(配列番号12)を用いてPCR法により増幅した。I
C3ΔコレシストキニンCCKB受容体は、2つの重複する断片を融合すること
により調製した。断片1は5番目のTMDに隣接した22個のアミノ酸を含むア
ミノ末端コード配列を含んでおり、これはオリゴヌクレオチド(ACTTAGA
TCAAAAAATGGAGCGCTCAAGCTGAACCG)(配列番号1
1)および(CGAGGGCCAGGGACTGGCCCCGGCCGGGCC
CGGCTTTGGGTCTCG)(配列番号13)を用いてPCR法により増
幅した。断片2は6番目のTMDに隣接した22個のアミノ酸を含むカルボキシ
末端コード配列を含んでおり、これはオリゴヌクレオチド(TCCCGTCGA
CTCAGCCAGGCCCCAGTGTGCTG)(配列番号12)および(
CGAGACCCAAAGCCGGGCCCGGCCGGGGCCAGTCCC
TGGCCCTCG)(配列番号14)を用いてPCR法により増幅した。この2
つの断片を、全長CCKB受容体の5’および3’末端でオリゴヌクレオチドを
用いてPCR法により増幅させて融合させた。得られたプラスミドを、従来の酢
酸リチウム形質転換法を用い、米国特許第5,691,188号に記載のものな
ど、特にはPausch et al. (1998)に記載のMPY578fc細胞をはじめとする
GPCRアゴニスト刺激性増殖のアッセイを行うのに有用な酵母細胞中に導入し
た。 EXAMPLE 3 Functional Expression of Mutant Rat Cholecystokinin CCKB Receptor in Yeast
As shown in present Examples 1 and 2, the IC of mammalian MAR, especially rat M3 MAR
The three-part deletion correlates with an alteration in the functional expression of mammalian and yeast cells that retains its full ability to bind heterotrimeric G proteins. To determine whether this IC3Δ mutation could also alter the functional expression of other GPCRs in yeast, the DNA sequence encoding rat wild-type and IC3Δ cholecystokinin CCKB receptor was amplified by PCR. And in a standard way
It was cloned proximal to the glycerol phosphate dehydrogenase promoter in the yeast expression plasmid p426GPD. The wild-type CCKBR is an oligonucleotide (ACTTAGATCAAAAAATGGAGCGCTCAAGCTGAACC).
G) (SEQ ID NO: 11) and (TCCCGTCGACTCAGCCAGGCCC
(CAGTGTGCTG) (SEQ ID NO: 12) and amplified by PCR. I
The C3Δ cholecystokinin CCKB receptor was prepared by fusing two overlapping fragments. Fragment 1 contains an amino-terminal coding sequence containing 22 amino acids adjacent to the fifth TMD, which is an oligonucleotide (ACTTAGA).
TCAAAAAATGGAGGCCTCAAGCTGAACCG) (SEQ ID NO: 1
1) and (CGAGGGCCAGGGACTGGCCCCGGCCGGGCCC
Amplification was carried out by PCR using CGGCTTTGGGTCTCG) (SEQ ID NO: 13). Fragment 2 contains a carboxy-terminal coding sequence that includes the 22 amino acids adjacent to the 6th TMD, which contains the oligonucleotide (TCCCGTCCGA).
CTCAGCCAGGCCCCAGTGTGCTG) (SEQ ID NO: 12) and (
CGAGACCCAAAGCCGGGCCCGGCCGGGGCCAGTCCC
TGGCCCTCG) (SEQ ID NO: 14) and amplified by the PCR method. This 2
The two fragments were amplified and fused by PCR using oligonucleotides at the 5 'and 3' ends of the full length CCKB receptor. The resulting plasmid was purified using conventional lithium acetate transformation techniques, including those described in US Pat. No. 5,691,188, and in particular, GPCRs including MPY578fc cells described in Pausch et al. (1998). Introduced into yeast cells useful for performing agonist-stimulated proliferation assays.
【0029】 野生型およびIC3ΔコレシストキニンCCKB受容体を含む酵母株を、2m
lのグルコース(2%)を含む合成完全液体培地およびウラシル欠損(SCD−
ura)培地で一晩増殖させた。この寒天ベースのプレートアッセイでは、0.
5mM AT(3−アミノトリアゾール)を含有する、融解させた(50℃)S
CD−ura−his寒天培地(35ml、オートクレーブにかける前に濃KO
HまたはNH4OHを加えてpH6.8に調整)に、一晩培養したもの(2×1
04細胞/ml)を播種し、正方形(9×9cm)のペトリプレートに注いだ。
DMSO(1mM、10μl)中のCCKアゴニスト溶液を固化した寒天の表面
に塗布した(上部左、CCK8S;上部右、CCK8US;下部左、CCK5;
下部右、CCK4)。プレート表面に塗布した化合物は、塗布した部位から放射
状に拡散し、寒天中に包埋されている細胞表面で発現したCCKB受容体と結合
し、その結果FUS1−HIS3発現が誘導される。応答している細胞は高密度
の増殖領域を形成し、基礎的なFUS1−HIS3発現に応答して見られる限ら
れた細胞増殖とは容易に区別できる。プレートを30℃で3日間インキュベート
した(図3)。図3AはIC3ΔコレシストキニンCCKB受容体を含む酵母細
胞の強い増殖応答を示しているが、図3Bは野生型CCKB受容体を含む酵母細
胞の限られた増殖を示しているに過ぎず、このことより、CCKB受容体の第3
の細胞内ループ部分の欠失が酵母においてその機能を改変したことが示される。A yeast strain containing wild-type and IC3Δ cholecystokinin CCKB receptor was
l complete glucose medium (2%) and uracil-deficient (SCD-
ura) The medium was grown overnight. In this agar-based plate assay, 0.
Melted (50 ° C.) S containing 5 mM AT (3-aminotriazole)
CD-ura-his agar medium (35 ml, concentrated KO before autoclaving)
H or NH 4 OH to adjust to pH 6.8) and cultured overnight (2 × 1
0 4 cells / ml) were seeded and poured into Petri plates square (9 × 9cm).
CCK agonist solution in DMSO (1 mM, 10 μl) was applied to the surface of the solidified agar (top left, CCK8S; top right, CCK8US; bottom left, CCK5;
Lower right, CCK4). The compound applied to the plate surface diffuses radially from the applied site and binds to the CCKB receptor expressed on the cell surface embedded in the agar, resulting in the induction of FUS1-HIS3 expression. Responding cells form areas of high density growth and are easily distinguishable from the limited cell proliferation seen in response to basal FUS1-HIS3 expression. Plates were incubated at 30 ° C. for 3 days (FIG. 3). FIG. 3A shows the strong proliferative response of yeast cells containing the IC3Δ cholecystokinin CCKB receptor, while FIG. 3B shows only limited growth of yeast cells containing the wild-type CCKB receptor. Thus, the third of the CCKB receptor
It is shown that deletion of the intracellular loop portion of E. coli modified its function in yeast.
【0030】例4 酵母における変異型ラット・ソマトスタチン受容体(SSTR)の機能的
発現 第3の細胞内ループは、Gタンパク質共役、脱感作および様々な改変タンパク
質との相互作用を含む、多くのGPCR機能に関与する。ソマトスタチン受容体
はSSTR1−5と表示される5つのサブタイプにコードされている。SSTR
3サブタイプの第3の細胞内ループ内にはいくつかのアミノ酸が認められるが、
SSTR2サブタイプの同領域には認められない。SSTR2は酵母中で有効に
機能するため、IC3からのこれらのアミノ酸の欠失がSSTR3にこの機能的
有効性を付与するものと考えられる。このように、8個のアミノ酸Gln−Tr
p−Val−Gln−Ala−Pro−Cys(配列番号15)がrSSTR3
cDNAの第3の細胞内ループから欠失しており、酵母内でより有効な受容体
シグナル伝達を可能にしている。 EXAMPLE 4 Functionality of Mutant Rat Somatostatin Receptor (SSTR) in Yeast
The third intracellular loop of expression is involved in many GPCR functions, including G protein coupling, desensitization and interaction with various modified proteins. The somatostatin receptor is encoded by five subtypes designated SSTR1-5. SSTR
Some amino acids are found in the third subcellular loop of the three subtypes,
It is not found in the same region of the SSTR2 subtype. Since SSTR2 functions effectively in yeast, deletion of these amino acids from IC3 is believed to confer SSTR3 with this functional effectiveness. Thus, the eight amino acids Gln-Tr
p-Val-Gln-Ala-Pro-Cys (SEQ ID NO: 15) is rSSTR3
It has been deleted from the third intracellular loop of the cDNA, allowing more efficient receptor signaling in yeast.
【0031】 ラットSSTR3配列は、5’BgIIIおよび3’XhoI部位を含むオリゴ
ヌクレオチドを用いてPCR法により増幅した。得られた約1.3kbのPCR
産物をBgIIIおよびXhoIで消化して精製し、p426GPDのBamHI
とXhoI部位の間に挿入してプラスミドp426GPD−rSSTR3を作出
した。組換えプラスミドは制限エンドヌクレアーゼ消化およびDNA配列決定法
により確認した。The rat SSTR3 sequence was amplified by a PCR method using an oligonucleotide containing a 5 ′ BglII and 3 ′ XhoI site. The obtained PCR of about 1.3 kb
The product was purified by digestion with BglII and XhoI and the BamHI of p426GPD.
And the plasmid p426GPD-rSSTR3 was inserted between the and XhoI sites. Recombinant plasmids were confirmed by restriction endonuclease digestion and DNA sequencing.
【0032】 rSSTR3 cDNAの増幅には標準的なPCR反応を用い、以下のような
36bpの重複を有する2つのPCR断片を得た。5’BgIオリゴヌクレオチ
ド(AAAAAGATCT AAAATGGCCA CTGTTACCTA T
)(配列番号16)および3’オリゴヌクレオチド(CTCAGAGCGG C
GTCGCCGCT GACACGAGGG CGCCCG(配列番号17))
を用いて、おおよそのサイズが750bpのPCRインサートAを作出した。5
’オリゴヌクレオチドGCGCCCTCGT GTCAGCGGCG ACGC
CGCTCT GAG(配列番号18)および3’XhoIオリゴヌクレオチド
(AAAACTCGAG TTACAGATGGCTCAGTGTGC T)(
配列番号19)を用いて、おおよそのサイズが530bpのPCRインサートB
を作出した。PCR断片AおよびBをゲル精製し、アニーリングして、フランキ
ング5’BgIIIおよび3’XhoIオリゴヌクレオチドを用いてPCR法によ
り増幅し、−1.3kbのrSSTR3ΔIC3のPCR産物を得た。精し、B
gIII−XhoIで消化した後、rSST3ΔIC3インサートをp426GP
DのBamHI−XhoI部位に連結してプラスミドp426GPD−rSST
R3ΔIC3を作出した。制限マッピングおよびDNA配列決定により、適切な
読み取り枠と配列を確認した。The standard PCR reaction was used to amplify the rSSTR3 cDNA, and two PCR fragments having the following 36 bp overlap were obtained. 5 ′ BgI oligonucleotide (AAAAAAGATCT AAAATGGCCA CTGTTACCT T
) (SEQ ID NO: 16) and 3 ′ oligonucleotide (CTCAGAGCGG C
GTCGCCGCT GACCGAGGG CGCCG (SEQ ID NO: 17))
Was used to create a PCR insert A with an approximate size of 750 bp. 5
'Oligonucleotides GCGCCCTCGT GTCAGCGGCG ACGC
CGCTCT GAG (SEQ ID NO: 18) and 3 ′ XhoI oligonucleotide (AAAACTCGAG TTACAGATGGCTCAGTGTGTCT) (
Using SEQ ID NO: 19), a PCR insert B with an approximate size of 530 bp
Was created. The PCR fragments A and B were gel-purified, annealed, and amplified by PCR using flanking 5'BgIII and 3'XhoI oligonucleotides to obtain -1.3 kb rSSTR3ΔIC3 PCR product. Elaborate, B
After digestion with gIII-XhoI, the rSST3ΔIC3 insert was inserted into p426GP.
D, ligated into the BamHI-XhoI site and plasmid p426GPD-rSST
R3ΔIC3 was created. The appropriate reading frame and sequence were confirmed by restriction mapping and DNA sequencing.
【0033】 米国特許第5,691,188号に記載の、GPCRの発現のために有用なタ
イプの酵母細胞を、標準的な方法を用いてp426GPD−rSSTR3および
p426GPD−rSSTR3ΔIC3で形質転換した。この細胞(すなわち、
Price et al. (1995)に記載のLY296細胞)を、例3に記載の寒天に基づく
バイオアッセイ法を用いてアッセイした。ソマトスタチン(S−14、1mM)
のサンプル(10μl)をSSTR3を発現する酵母細胞を含有する選択寒天培
地の表面に塗布した。このプレートを30℃で3日間インキュベートした。p4
26GPD−rSSTR3とともにpLP82で形質転換された酵母細胞(Gp
al/Gai2キメラGタンパク質発現プラスミドを含有)は、S−14に対し
て弱い増殖応答を示したが(図4A)、p426GPD−rSSTR3ΔIC3
を同条件下でアッセイした場合にはより強い応答が認められた(図4B)。これ
らの結果は、IC3部分の欠失により、酵母におけるSSTR3の機能が改変さ
れることを示す。[0033] Yeast cells of the type useful for expression of GPCRs described in US Pat. No. 5,691,188 were transformed with p426GPD-rSSTR3 and p426GPD-rSSTR3ΔIC3 using standard methods. This cell (ie,
LY296 cells described in Price et al. (1995)) were assayed using the agar-based bioassay described in Example 3. Somatostatin (S-14, 1 mM)
Samples (10 μl) were spread on the surface of a selective agar medium containing yeast cells expressing SSTR3. The plate was incubated at 30 ° C. for 3 days. p4
Yeast cells transformed with pLP82 together with 26GPD-rSSTR3 (Gp
al / Gai2 chimeric G protein expression plasmid) showed a weak proliferative response to S-14 (FIG. 4A), but p426GPD-rSSTR3ΔIC3
Showed a stronger response when assayed under the same conditions (FIG. 4B). These results indicate that deletion of the IC3 portion alters the function of SSTR3 in yeast.
【0034】例5 IC3欠失ヒトα2Aアドレナリン作動性受容体 例1〜4で示したように、哺乳類GPCRのIC3部分の欠失は、ヘテロ三量
体Gタンパク質との結合に関して十分な能力を保持した哺乳類および酵母細胞に
おける改変型の機能的発現と相関している。変異型MAR、CCKBR、および
SSTR3は全外部ループを保持している。IC3以外のトランスメンブランド
メインおよび内部ドメインは変化していない。膜にまたがるらせんの5番目と6
番目の間に見出されるIC3が、改変された唯一のドメインである。5番目と6
番目のトランスメンブランらせんの双方に隣接する22個のアミノ酸だけを残し
て、このドメインの大部分が欠失していた。このように、IC3欠失(IC3Δ
)を含むGPCRのIC3は44個のアミノ酸長である。機能的発現の改変は、
細胞脱感作機構と相互作用することが知られているドメインが除去されて、より
機能的なMARが細胞表面に保持されることによるものであろう。 他のIC3Δ変異も酵母における他のGPCRの機能的発現を改変するかどう
かを検討するために、IC3Δヒトα2Aアドレナリン作動性受容体をコードす
るDNA配列をPCR法により増幅して、標準的な方法により、酵母発現プラス
ミドp426GPDのグリセロール−リン酸ジヒドロゲナーゼプロモーターの近
位にクローン化した。このIC3Δヒトα2Aアドレナリン作動性受容体は、2
つの重複する断片を融合させることにより作出した。断片1は5番目のTMDに
隣接する39個のアミノ酸を含むアミノ末端コード配列を含んでおり、これはオ
リゴヌクレオチド(GGCCAGGATCCAAAAATGGGCTCCCTG
CAGCCGGACGC)(配列番号20)および(CGGGCCCCGCGG
GCGCTCGGGGCCCAGACCGTTGGGC)(配列番号21)を用
いてPCR法により増幅した。第2の断片は6番目のTMDに隣接した41個の
アミノ酸を含むカルボキシ末端コード配列を含んでおり、これはオリゴヌクレオ
チド(CGGGCGACAGCCTGCCGCGGC)(配列番号22)および
(AGCGGTCGACTCACACGATCCGCTTCCTGTCCCC)
(配列番号23)を用いてPCR法により増幅した。この2つの断片を、全長α
2Aアドレナリン作動性受容体の5’および3’末端でオリゴヌクレオチドを用
いてPCR法により増幅させて融合させた。得られたプラスミドを、従来の酢酸
リチウム形質転換法を用い、米国特許第5,691,188号に記載のものなど
、特にはPausch et al. (1998)に記載のMPY578fc細胞をはじめとするG
PCRアゴニスト−刺激性増殖のアッセイを行うのに有用な酵母細胞に導入した
。 Example 5 IC3 Deletion Human α2A Adrenergic Receptor As shown in Examples 1-4, deletion of the IC3 portion of a mammalian GPCR retains sufficient capacity for binding to heterotrimeric G proteins. Correlated with the functional expression of the modified form in selected mammalian and yeast cells. Mutant MAR, CCKBR, and SSTR3 retain the entire outer loop. The transmembrane main and internal domains other than IC3 have not changed. Fifth and sixth spirals across the membrane
The IC3 found in the middle is the only domain modified. Fifth and sixth
Most of this domain was deleted, leaving only the 22 amino acids adjacent to both of the second transmembrane helices. Thus, the IC3 deletion (IC3Δ
) Is 44 amino acids long. Modification of functional expression
This may be due to the removal of domains known to interact with the cell desensitization mechanism and the retention of more functional MARs on the cell surface. To examine whether other IC3Δ mutations also alter the functional expression of other GPCRs in yeast, the DNA sequence encoding the IC3Δ human α2A adrenergic receptor was amplified by PCR and subjected to standard methods. Was cloned into the yeast expression plasmid p426GPD, proximal to the glycerol-phosphate dihydrogenase promoter. This IC3Δ human α2A adrenergic receptor comprises 2
Created by fusing two overlapping fragments. Fragment 1 contains an amino-terminal coding sequence containing the 39 amino acids adjacent to the fifth TMD, which contains the oligonucleotide (GGCCAGGATCCAAAAATGGGCTCCCTG).
CACGCCGGACGC) (SEQ ID NO: 20) and (CGGGCCCCGCGG
Amplification was performed by PCR using GCGCTCGGGGCCCAGACCGTTGGGC) (SEQ ID NO: 21). The second fragment contains the carboxy-terminal coding sequence containing the 41 amino acids adjacent to the 6th TMD, comprising the oligonucleotides (CGGGCGACAGCCTGCCGCCGGC) (SEQ ID NO: 22) and (AGCGGTCGACTCACACGATCCCCTTCCTGTCCCC).
(SEQ ID NO: 23) and amplified by the PCR method. The two fragments are called the full length α
Oligonucleotides were used at the 5 'and 3' ends of the 2A adrenergic receptor for amplification by PCR and fusion. The resulting plasmid was transformed into a plasmid using the conventional lithium acetate transformation method, including those described in U.S. Pat. No. 5,691,188, especially the MPY578fc cells described in Pausch et al. (1998).
PCR agonists-introduced into yeast cells useful for performing stimulated proliferation assays.
【0035】 野生型IC3Δヒトα2Aアドレナリン作動性受容体を含む酵母細胞を、液体
培養液中で、αアドレナリン作動性完全アゴニストUK14304(RB1)お
よび部分アゴニストであるクロリジンを用いてアッセイした。この細胞を2ml
のSC−グルコース−ura培地中で一晩培養した。細胞をSC−グルコース−
ura−his培地pH6.8で500倍に希釈した。この細胞を、基礎増殖速
度を低下させるための5mMの3−アミノトリアゾールを含有するSC−グルコ
ース−ura−his培地pH6.8で500倍希釈した。細胞懸濁液サンプル
(180μl)を、アドレナリン作動性受容体アゴニストUK14304の連続
希釈サンプル(10−3〜10−10M)20μlを含有する滅菌96ウェルマ
イクロタイターディッシュのウェルに分注した。このプレートを30℃で18時
間、振盪しつつ(600rpm)インキュベートした。増殖はマイクロプレート
リーダーを用いて、OD620における記録値の増大によりモニターした。アッ
セイは2回行い、増殖速度測定値は酵母細胞増殖の対数増殖期に得た。光学的密
度の測定値をGraphPad Prismを用いて解析し、平均±標準誤差として表し、アゴ
ニスト濃度に対してプロットした。Yeast cells containing the wild-type IC3Δ human α2A adrenergic receptor were assayed in liquid culture using the α-adrenergic full agonist UK14304 (RB1) and the partial agonist chloridine. 2 ml of these cells
Was cultured overnight in SC-glucose-ura medium. The cells were converted to SC-glucose-
The ura-his medium was diluted 500-fold with pH 6.8. The cells were diluted 500-fold in SC-glucose-ura-his medium pH 6.8 containing 5 mM 3-aminotriazole to reduce basal growth rate. Cell suspension samples (180 μl) were dispensed into wells of a sterile 96-well microtiter dish containing 20 μl of serially diluted samples (10 −3 -10 −10 M) of the adrenergic receptor agonist UK14304. The plate was incubated at 30 ° C. for 18 hours with shaking (600 rpm). Proliferation was monitored by increasing recorded values at OD 620 using a microplate reader. The assay was performed twice and growth rate measurements were obtained during the logarithmic growth phase of yeast cell growth. Optical density measurements were analyzed using GraphPad Prism and expressed as mean ± sem and plotted against agonist concentration.
【0036】 野生型IC3Δヒトα2Aアドレナリン作動性受容体を含む酵母細胞は、用量
依存性の増殖応答を示し、このことよりこのIC3欠失が機能していることが示
された(図5)。Yeast cells containing the wild-type IC3Δ human α2A adrenergic receptor showed a dose-dependent proliferative response, indicating that this IC3 deletion is functioning (FIG. 5).
【0037】例6 ラット・ニューロテンシンNT1受容体の末端切断はアゴニスト感受性を
増強させる 例1〜4において、第3の細胞内ループの改変により、酵母において発現した
種々の異種GPCRの機能的発現が向上した。アゴニスト誘導性のGPCRの脱
感作もまた、部分的には、細胞内カルボキシ末端テールのような第3の細胞内ル
ープ以外のGPCR内部ドメインにより媒介されている。 Example 6 Truncation of the rat neurotensin NT1 receptor increases agonist sensitivity
In Examples 1-4, where the third intracellular loop was modified, the functional expression of various heterologous GPCRs expressed in yeast was improved. Agonist-induced desensitization of GPCRs is also mediated, in part, by GPCR internal domains other than a third intracellular loop, such as the intracellular carboxy-terminal tail.
【0038】 GPCRからのカルボキシ末端ドメインの除去により、酵母および哺乳類細胞
における機能的発現が向上することが示されている。α−接合型酵母細胞に発現
したGタンパク質共役α接合フェロモン受容体のカルボキシ末端テールの末端切
断は、接合フェロモンの存在に対する過敏性を引き起こす(Reneke et al. (198
8); Konopka et al.(1988))。これらの知見と一致して、そのカルボキシ末端テ
ールを欠く変異型ラット・ニューロテンシンNT1受容体(rNTR1)は、哺
乳類細胞において発現した場合に、アゴニスト誘導性のインターナリゼーション
に対し耐性を有する(Hermans et al. (1996))。[0038] Removal of the carboxy-terminal domain from GPCRs has been shown to enhance functional expression in yeast and mammalian cells. Truncation of the carboxy-terminal tail of the G protein-coupled α-conjugated pheromone receptor expressed in α-conjugated yeast cells causes hypersensitivity to the presence of the conjugated pheromone (Reneke et al. (198
8); Konopka et al. (1988)). Consistent with these findings, mutant rat neurotensin NT1 receptor (rNTR1) lacking its carboxy-terminal tail is resistant to agonist-induced internalization when expressed in mammalian cells (Hermans et al. (1996)).
【0039】 カルボキシ末端の末端切断が酵母において発現した異種GPCRの機能的応答
を改変するかどうか検討するために、カルボキシ末端テールを構成する52個の
アミノ酸を欠失させて、受容体を372アミノ酸長に縮めることによりラットN
TR1を改変した。野生型および末端切断型ニューロテンシン受容体(rNTR
1C−termΔ)のコード配列を、共通アミノ末端コード配列を指定する5’
オリゴヌクレオチドプライマー(AGTCAGATCTAAGCTT AAAA
ATG CAC CTC AAC AGC TCC)(配列番号24)および
野生型を定義する分離型オリゴヌクレオチド(AGTC AGATCT CTA
GTA CAG GGTCTCCC)(配列番号25)、および末端切断型カ
ルボキシ末端(AGAG AGATCT TTAGCGCCACCCAGGAC
AAAGGC)(配列番号26)を用いてPCR法により増幅した。標準的な方
法により、これらの断片を酵母発現ベクターpPGK中のPGKプロモーターの
近位にクローン化した(Y-S. Kang et al. (1990))。得られたプラスミドを、
従来の酢酸リチウム形質転換法を用て、特にはPausch et al. (1998)に記載のM
PY578fc細胞をはじめとする、GPCRアゴニスト刺激性増殖のアッセイ
を行うのに有用な米国特許第5,691,188号に記載の種類の酵母細胞中に
導入した。To investigate whether truncation of the carboxy terminus modifies the functional response of a heterologous GPCR expressed in yeast, the 52 amino acids that make up the carboxy terminal tail were deleted, and the receptor was reduced to 372 amino acids. Rat N by shortening to long
TR1 was modified. Wild-type and truncated neurotensin receptors (rNTR
1C-termΔ) is replaced with the 5 ′
Oligonucleotide primers (AGTCAGATCTAAGCTT AAAA
ATG CAC CTC AAC AGC TCC (SEQ ID NO: 24) and a separate oligonucleotide defining the wild type (AGTC AGATCT CTA)
GTA CAG GGTCTCCC) (SEQ ID NO: 25), and truncated carboxy terminus (AGAG AGATCT TTAGCGCCACCCAGGAGAC)
AAAGGC) (SEQ ID NO: 26). These fragments were cloned proximal to the PGK promoter in the yeast expression vector pPGK by standard methods (YS. Kang et al. (1990)). The obtained plasmid is
Using conventional lithium acetate transformation methods, in particular, the method described in Pausch et al. (1998)
Introduced into yeast cells of the type described in US Pat. No. 5,691,188 useful for performing assays of GPCR agonist-stimulated proliferation, including PY578fc cells.
【0040】 NT受容体アゴニストであるアセチルニューロテンシン8−13(AcNt8
−13)を用いて、NTR1を含む酵母細胞を液体培養液中でアッセイした。こ
の細胞を2mlのSC−グルコース−ura培地中で一晩培養した。細胞を基礎
増殖速度を低下させるための2mMの3−アミノトリアゾールを含有するSC−
グルコース−ura−his培地(pH6.8)で500倍希釈した。細胞懸濁
液サンプル(180μl)を、AcNT8−13の連続希釈サンプル(10−3 〜10−10M)20μlを含有する滅菌96ウェルマイクロタイターディッシ
ュのウェルに分注した。このプレートを30℃で18時間、振盪しつつ(600
rpm)インキュベートした。増殖はマイクロプレートリーダーを用いて、OD 620 における記録値の増大によりモニターした。増殖速度測定値は酵母細胞増
殖の対数増殖期に得た。光学的密度の測定値をGraphPad Prismを用いて解析し、
平均±標準誤差として表し、アゴニスト濃度に対してプロットした。図6に示さ
れたように、NTR1を含む酵母細胞はアゴニスト依存性の増殖応答を引き起こ
し、このことは野生型およびカルボキシ末端における末端切断型NTR1の双方
が機能していることを示している。rNTR1 C−termΔを含む細胞の増
殖応答は用量依存的であり、AcNT8−13のEC50は520nMに相当し
た。この値は野生型NTR1を発現している細胞において観察された値(2.1
μM)の5分の1であった。カルボキシ末端の欠失により、より低い濃度のNT
Rアゴニストに応答するrNTR1が産生され、酵母バイオアッセイの感受性が
向上した。Acetyl neurotensin 8-13 (AcNt8
Using -13), yeast cells containing NTR1 were assayed in liquid culture. This
Cells were cultured overnight in 2 ml of SC-glucose-ura medium. Cell-based
SC- containing 2 mM 3-aminotriazole to reduce growth rate
It was diluted 500-fold with a glucose-ura-his medium (pH 6.8). Cell suspension
The liquid sample (180 μl) was mixed with a serially diluted sample of AcNT8-13 (10-3 ~ 10-10M) Sterile 96-well microtiter dish containing 20 μl
Was dispensed into the wells of the menu. The plate is shaken at 30 ° C. for 18 hours (600
rpm) and incubated. Proliferation was performed using a microplate reader at OD 620 Was monitored by the increase in the recorded value. Growth rate measurements are increased in yeast cells
Obtained during the logarithmic growth phase of the breeding. Analyze the measured optical density using GraphPad Prism,
Expressed as mean ± standard error and plotted against agonist concentration. Shown in FIG.
As noted, yeast cells containing NTR1 elicit an agonist-dependent proliferative response.
This indicates that both wild-type and truncated NTR1 at the carboxy terminus
Is working. Increase of cells containing rNTR1 C-termΔ
The reproductive response is dose-dependent and the ECNT8-13 EC50Is equivalent to 520 nM
Was. This value is the value observed in cells expressing wild-type NTR1 (2.1
μM). Lower concentrations of NT due to deletion of the carboxy terminus
RNTR1 responsive to R agonists is produced, increasing the sensitivity of the yeast bioassay.
Improved.
【0041】 このように、ラットNTR1のカルボキシ末端の細胞内ドメイン部分の欠失が
、酵母において発現した場合にアゴニスト感受性が増強される機能的GPCRが
産生されたが、このことはこの内部ドメインの改変が、酵母において発現した異
種GPCRの機能改変のために一般化できる方法であることを示唆するものであ
る。Thus, the deletion of the portion of the intracellular domain at the carboxy terminus of rat NTR1 produced a functional GPCR whose agonist sensitivity was enhanced when expressed in yeast, indicating that this internal domain has It suggests that the modification is a generalizable method for modifying the function of a heterologous GPCR expressed in yeast.
【0042】例7 酵母における変異型C.エレガンス(C. elegans)セロトニン受容体の機
能的発現 Gタンパク質共役C.エレガンスセロトニン受容体(Ce 5HTR)のアゴ
ニストは、本質的な殺線虫力を有しているものと考えられる。これらの知見から
、Ce 5HTRにおいて有効なアゴニストに関する、酵母に基づくHTSの開
発は新規な作用様式の殺線虫剤に発展する可能性のあるリード化合物の同定に有
用であり得る。予備実験から、野生型のCe 5HTRは酵母中では機能しない
ことが示されている。従って、Ce 5HTR IC3をM3 MAR IC3
Δ由来の機能性IC3と置換することで、酵母におけるCe 5HTRの機能を
改変する方法を開発する努力が始められた。 Example 7 Mutant C. in Yeast The mechanism of C. elegans serotonin receptor
Functionally expressed G protein conjugate Agonists of the elegance serotonin receptor (Ce 5HTR) are believed to have intrinsic nematicidal activity. From these findings, the development of yeast-based HTSs for agonists that are effective at the Ce5HTR could be useful in identifying lead compounds that could evolve into a novel mode of action nematicide. Preliminary experiments have shown that wild-type Ce5HTR does not function in yeast. Therefore, Ce 5HTR IC3 is replaced by M3 MAR IC3
Efforts have begun to develop a method to modify the function of Ce5HTR in yeast by substituting functional IC3 from Δ.
【0043】 IC3置換体を構築するために、標準的な方法により3つのドメインをコード
するPCR断片を調製した。断片1は5番目のTMDの細胞内インターフェイス
に対してCe 5HTRのアミノ末端コード部分を含み、オリゴヌクレオチド(
AAAAGATCTAAAATGATCGACGAGACGCTTC)(配列番
号27)および(CCGCTTGGTGATCTGACTTCTGGTTTCT
GTCCCAGAGGCC TGTAGGCCAG CCAGCTCTTTGG
TACGCTTCTCAGTTTCCTTATAGATCTTCCAGTACA
CGCAAATTATTGC)(配列番号28)を用いてPCR法により増幅し
た。Ce 5HTRの第2番目の断片は、6番目のTMDの細胞内インターフェ
ースの近位から開始するカルボキシ末端コード配列を含み、オリゴヌクレオチド
(AAAACTCGAGTCAATAATCGTGAATAAGGCA)(配列
番号29)および(GGCCTACAGGCCTCTGGGACAGAAACC
AGAAGTCAGATCACCAAGCGGAAGAGGATGTCGCTC
ATCAAGGAGAAGAAGGCCGCCAGAACGCTAGCAATT
ATTACAGGTAC)(配列番号30)を用いてPCR法により増幅した。
M3 MAR IC3Δドメインは例1の記載に従ってPCR法により増幅した
。To construct IC3 substitutions, PCR fragments encoding three domains were prepared by standard methods. Fragment 1 contains the amino-terminal coding portion of Ce5HTR for the fifth intracellular interface of TMD, and the oligonucleotide (
AAAAGATCTAAAAATGACGACGAGACGCTTC (SEQ ID NO: 27) and (CCGCTTGGTGGATCTGACTTCTGGTTTCT
GTCCCAGAGGCC TGTAGGCCCAGCCAGCTCTTTGG
TACGCTTCTCAGTTTCCTTATAGATCTTCCCAGTACA
CGCAAATTATTGC) (SEQ ID NO: 28). The second fragment of the Ce5HTR contains the carboxy-terminal coding sequence beginning proximal to the intracellular interface of the sixth TMD, the oligonucleotides (AAAACTCGAGTCAAATAATCGTGGAATAAGGCA) (SEQ ID NO: 29) and (GGCCTACAGGCCTCTGGGACAGAAACC)
AGAAGTCAGATCACCAAGCGGAAGAGGATGTCGCTC
ATCAAGGAGAAGAAGGCCGCCAGAACGCTAGCAATT
(ATTACGGTAC) (SEQ ID NO: 30) and amplified by PCR.
The M3 MAR IC3Δ domain was amplified by the PCR method as described in Example 1.
【0044】 これらの断片を単離、混合して、5’(AAAAGATCTAAAATGAT
CGACGAGACGCTTC)(配列番号27)および3’(AAAACTC
GAGTCAATAATCGTGAATAAGGCA)(配列番号29)オリゴ
ヌクレオチドを用いてPCR法により増幅した。得られた断片を適当な制限エン
ドヌクレアーゼで消化し、p426GPDに組み込んで変異型Ce 5HTRを
GPDプロモーターの制御下に置いた。得られたプラスミドを、従来の酢酸リチ
ウム形質転換法を用いて、米国特許第5,691,188号に記載のものなど、
特にPausch et al. (1998)に記載のMPY578fc細胞をはじめとする、GP
CRアゴニスト刺激性増殖のアッセイを行うために有用な酵母細胞中に導入した
。These fragments were isolated and mixed, and 5 ′ (AAAAGATCTAAAATGAT
CGACGAGACGCTTC) (SEQ ID NO: 27) and 3 '(AAAACTTC
GAGTCAATAATCGTGAATAAGGCA) (SEQ ID NO: 29) was amplified by a PCR method using an oligonucleotide. The resulting fragment was digested with appropriate restriction endonucleases and incorporated into p426GPD to place the mutated Ce5HTR under the control of the GPD promoter. The resulting plasmid was transformed using conventional lithium acetate transformation techniques, such as those described in US Pat. No. 5,691,188.
In particular, GPYs such as MPY578fc cells described in Pausch et al. (1998)
Introduced into yeast cells useful for performing assays of CR agonist-stimulated growth.
【0045】 Ce 5HTRを含む酵母細胞を、液体培養液中でアッセイした。細胞を2m
lのSC−グルコース−ura培地中で一晩培養した。この細胞を基礎増殖速度
を低下させるための2mMの3−アミノトリアゾールを含有するSC−グルコー
ス−ura−his培地(pH6.8)で500倍希釈した。細胞懸濁液サンプ
ル(200μl)を、セロトニン(5HT)の連続希釈サンプル(10−2〜1
0−9M)2.0μlを含有する滅菌96ウェルマイクロタイターディッシュの
ウェルに分注した。同様の反応において、セロトニン作動性アンタゴニストであ
るリスリドおよびミアンセリンを各ウェルあたり10μM加えた。このプレート
を30℃で18時間、振盪しつつ(600rpm)インキュベートした。増殖は
マイクロプレートリーダーを用いて、OD620における記録値の増大によりモ
ニターした。アッセイは2回行い、増殖速度測定値は酵母細胞増殖の対数増殖期
に得た。光学的密度の測定値をGraphPad Prismを用いて解析し、平均±標準誤差
として表し、アゴニスト濃度に対してプロットした。Cheng and Pruesoff(Y. Ch
eng et al. (1973))の方程式を用いてKi値を求めた。図7に示されるように、
M3 MAR IC3Δを含む突然変異Ce 5HTRを含む酵母細胞は、アゴ
ニスト依存性の増殖応答を示したが、このことはCe 5HTRは酵母中で発現
した場合、予想された薬理学的特性を表すことを示している。[0045] Yeast cells containing the Ce 5HTR were assayed in liquid culture. 2m cells
Cultured overnight in 1 SC-glucose-ura medium. The cells were diluted 500-fold in SC-glucose-ura-his medium (pH 6.8) containing 2 mM 3-aminotriazole to reduce the basal growth rate. A cell suspension sample (200 μl) was mixed with a serially diluted sample of serotonin (5HT) (10 −2 to 1 −2 ).
0 -9 M) was dispensed 2.0μl to wells of sterile 96-well microtiter dishes containing minute. In a similar reaction, the serotonergic antagonists lisuride and mianserin were added at 10 μM per well. The plate was incubated at 30 ° C. for 18 hours with shaking (600 rpm). Proliferation was monitored by increasing recorded values at OD 620 using a microplate reader. The assay was performed twice and growth rate measurements were obtained during the logarithmic growth phase of yeast cell growth. Optical density measurements were analyzed using GraphPad Prism and expressed as mean ± sem and plotted against agonist concentration. Cheng and Pruesoff (Y. Ch
The Ki value was determined using the equation of Eng et al. (1973). As shown in FIG.
Yeast cells containing the mutant Ce5HTR containing the M3 MAR IC3Δ showed an agonist-dependent proliferative response, indicating that Ce5HTR, when expressed in yeast, exhibits the expected pharmacological properties. Is shown.
【0046】 このように、ラットM3 MAR由来の機能的に欠失したIC3を有するCe
5HTRのIC3の置換により、酵母中で発現した場合に機能的キメラGPC
Rが産生されたが、このことは内部ドメインを置換するこの方法が、酵母アッセ
イのような細胞に基づくアッセイにおいて異種GPCRの機能的発現の改変のた
めに一般化できる方法であり得ることを示唆するものである。Thus, Ce with functionally deleted IC3 from rat M3 MAR
Functional chimeric GPC when expressed in yeast by substitution of IC3 in 5HTR
R was produced, suggesting that this method of replacing internal domains may be a generalizable method for altering the functional expression of heterologous GPCRs in cell-based assays such as yeast assays. Is what you do.
【0047】 本発明の他の態様は、本明細書に開示された本発明の明細書および実施を考慮
すれば当業者には明らかとなろう。明細書および実施例は以下の請求項により示
される本発明の真の範囲および精神の範囲内で単に例示としてみなすものとする
。 本明細書で引用された参照文献は、参照することによりそのまま本明細書の一
部とする。Other embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art from consideration of the specification and practice of the invention disclosed herein. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims. The references cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.
【0048】 参考文献 References
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【図1A】 MARアゴニスト、カルバコール(CCh)を用いた、ラットM3ムスカリン
様アセチルコリン受容体(MAR)を含む酵母細胞に対する液体培養アッセイの
結果を示す。第3の細胞内ループ(IC3Δ)に欠失のあるM3MARを含む酵
母細胞はアゴニスト依存性の増殖応答を示したが、他方、野生型MARはそうで
はなく、このことはM3MARIC3Δは機能的なGPCRであるということを
示すものである。FIG. 1A shows the results of a liquid culture assay on yeast cells containing rat M3 muscarinic acetylcholine receptor (MAR) using the MAR agonist, carbachol (CCh). Yeast cells containing M3MAR with a deletion in the third intracellular loop (IC3Δ) showed an agonist-dependent proliferative response, whereas wild-type MAR did not, indicating that M3MARIC3Δ is a functional GPCR. It is shown that it is.
【図1B】 MARアゴニスト、カルバコール(CCh)を用いた、ラットM3MARIC
3ΔおよびFUS2−GFP受容体プラスミドを含む酵母細胞に対する液体培養
蛍光誘導アッセイの結果を示す。酵母において発現したM3MARIC3ΔのC
Ch活性化に応答して緑色蛍光タンパク質の発現の用量依存性増大が認められる
。FIG. 1B: Rat M3MARIC using a MAR agonist, carbachol (CCh)
Figure 3 shows the results of a liquid culture fluorescence induction assay on yeast cells containing 3Δ and FUS2-GFP receptor plasmids. C of M3MARIC3Δ expressed in yeast
There is a dose-dependent increase in green fluorescent protein expression in response to Ch activation.
【図2】 MARアゴニスト、カルバコール(CCh)を用いた、キイロショウジョウバ
エ・ムスカリン様アセチルコリン受容体を含む酵母細胞に対する液体培養アッセ
イの結果を示す。M3MARIC3Δを含む変異型キイロショウジョウバエMA
Rを含む酵母細胞はアゴニスト依存性の増殖応答を示したが、他方、野生型キイ
ロショウジョウバエMARではアゴニスト依存性の酵母細胞増殖応答はなかった
。FIG. 2 shows the results of a liquid culture assay on yeast cells containing a Drosophila muscarinic acetylcholine receptor using the MAR agonist, carbachol (CCh). Mutant Drosophila melanogaster MA containing M3MARIC3Δ
R-containing yeast cells showed an agonist-dependent proliferative response, whereas wild-type Drosophila MAR did not.
【図3A】 寒天ベースプレートバイオアッセイの結果を示す。 IC3ΔコレシストキニンCCKB受容体を含む酵母細胞の強い増殖応答を示
す。FIG. 3A shows the results of an agar baseplate bioassay. Figure 4 shows a strong proliferative response of yeast cells containing the IC3Δ cholecystokinin CCKB receptor.
【図3B】 寒天ベースプレートバイオアッセイの結果を示す。 野生型CCKB受容体を含む酵母細胞による増殖は限定されたものでしかなく
、このことは酵母においてはCCKB受容体の第3の細胞内ループの一部の欠失
がその機能を改変するということを示すものである。FIG. 3B shows the results of an agar base plate bioassay. Proliferation by yeast cells containing the wild-type CCKB receptor is only limited, indicating that in yeast, deletion of part of the third intracellular loop of the CCKB receptor alters its function. It is shown.
【図4A】 rSSTR3およびrSSTR3ΔIC3で形質転換された酵母細胞を示す。 p426GPD−rSSTR3を含む酵母細胞はソマトスタチン(S−14)
に対して弱い応答しか示さないことを証明するものである。FIG. 4A shows rSSTR3 and yeast cells transformed with rSSTR3ΔIC3. Yeast cells containing p426GPD-rSSTR3 were somatostatin (S-14)
It shows that it shows only a weak response to
【図4B】 rSSTR3およびrSSTR3ΔIC3で形質転換された酵母細胞を示す。 同様の条件下でアッセイされたp426GPD−rSSTR3ΔIC3を含む
酵母細胞によるずっと強い応答を証明するものである。FIG. 4B shows rSSTR3 and yeast cells transformed with rSSTR3ΔIC3. It demonstrates a much stronger response by yeast cells containing p426GPD-rSSTR3ΔIC3 assayed under similar conditions.
【図5】 αアドレナリン作動性受容体完全アゴニストUK14304を用いた、野生型
IC3Δヒトα2Aアドレナリン作動性受容体を含む酵母細胞に対する液体培養
アッセイの結果を示す。野生型およびIC3Δヒトα2Aアドレナリン作動性受
容体を含む酵母細胞は用量依存性の増殖応答を示し、このことはIC3の欠失が
機能的であるということを示すものである。FIG. 5 shows the results of a liquid culture assay on yeast cells containing the wild-type IC3Δ human α2A adrenergic receptor using the α-adrenergic receptor full agonist UK14304. Yeast cells containing wild-type and IC3Δ human α2A adrenergic receptors show a dose-dependent proliferative response, indicating that IC3 deletion is functional.
【図6】 ニューロテンシン受容体アゴニストであるAcNT8−13を用いた、野生型
およびカルボキシ末端切断型のラットNT1−ニューロテンシン受容体を含む酵
母細胞に対する液体培養アッセイの結果を示す。ラットNT1−ニューロテンシ
ン受容体の末端切断物は野生型受容体で認められるものよりもより感度の高いア
ゴニスト依存性の増殖応答をもたらす。FIG. 6 shows the results of a liquid culture assay using yeast neurotensin receptor agonist AcNT8-13 on yeast cells containing wild-type and carboxy-truncated rat NT1-neurotensin receptor. Truncated rat NT1-neurotensin receptor results in a more sensitive agonist-dependent proliferative response than found in the wild-type receptor.
【図7】 酵母細胞増殖を刺激するためにセロトニン(5HT)を用いた、C.エレガン
ス(C.elebans)セロトニン受容体を含む酵母細胞に対する液体培養アッセイの結
果を示す。M3MARIC3Δを含む変異型C.エレガンス・セロトニン受容体
を含む酵母細胞は5HT依存性の増殖応答を示した。この増殖応答はセロトニン
受容体アンタゴニストであるリスリドおよびミアンセリンの添加によって妨げら
れた。FIG. 7 illustrates the use of serotonin (5HT) to stimulate yeast cell growth. Figure 4 shows the results of a liquid culture assay on yeast cells containing the C. elebans serotonin receptor. Mutant C. containing M3MARIC3Δ. Yeast cells containing the elegance serotonin receptor showed a 5HT-dependent proliferative response. This proliferative response was prevented by the addition of the serotonin receptor antagonists lisuride and mianserin.
───────────────────────────────────────────────────── 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) G01N 33/50 G01N 33/566 33/566 33/68 33/68 (C12N 1/19 //(C12N 1/19 C12R 1:865) C12R 1:865) C12N 15/00 ZNAA (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CR, CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI,G B,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL ,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V N,YU,ZA,ZW (72)発明者 ユルゲン、ウェス アメリカ合衆国メリーランド州、ベセス ダ、ロックビル、パイク、9000、ルーム、 ビー1エイ‐05、ビルディング、8エイ、 エヌアイエイチ‐エヌアイディーディーケ イ、ラボラトリー、オブ、バイオオーガニ ック、ケミストリー内 Fターム(参考) 2G045 AA40 BB20 CB21 DA36 DA77 FB02 FB07 FB12 GC30 4B024 AA01 AA11 BA63 CA01 DA12 EA04 FA02 FA10 GA11 GA19 4B063 QA01 QA18 QQ61 QR33 QR60 QR76 QR80 QS05 QS36 QX02 4B065 AA80X AA86Y AA90Y AA91Y AA93Y AB01 BA02 CA24 CA44 CA46 4H045 AA10 AA30 CA20 CA40 CA51 DA50 EA50 FA74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/50 G01N 33/566 33/566 33/68 33/68 (C12N 1/19 // (C12N 1 / 19 C12R 1: 865) C12R 1: 865) C12N 15/00 ZNAA (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT) , LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM) , KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU , A , BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ , PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW Jurgen, Wes Maryland, USA Bethesda, Rockville, Pike, 9000, Room, B1A-05, Building, 8A, NIH-NDC, Laboratory, Ob, Bioorganic, Chemistry Of which F-term (reference) 2G045 AA40 BB20 CB21 DA36 DA77 FB02 FB07 FB12 GC30 4B024 AA01 AA11 BA63 CA01 DA12 EA04 FA02 FA10 GA11 GA19 4B063 QA01 QA18 QQ61 QR33 QR60 QR76 QR80 QS05 QS36 QA02ABAA AA86A48B AA10 AA30 CA20 CA40 CA51 DA50 EA50 FA74
Claims (37)
された核酸配列であって、その改変がGタンパク質共役受容体の細胞内ドメイン
に突然変異を含み、細胞に基づくアッセイにおける機能的応答の改変をもたらし
、かつ、改変型Gタンパク質共役受容体がムスカリン様アセチルコリン受容体、
コレシストキニンCCKB受容体、ソマトスタチン受容体、α2Aアドレナリン
作動性受容体、およびセロトニン受容体からなる群から選択される、核酸配列。1. An isolated nucleic acid sequence having a sequence encoding a modified G protein-coupled receptor (GPCR), wherein the modification comprises a mutation in the intracellular domain of the G protein-coupled receptor, Providing a modified functional response in a cell-based assay, and wherein the modified G protein-coupled receptor is a muscarinic acetylcholine receptor;
A nucleic acid sequence selected from the group consisting of cholecystokinin CCKB receptor, somatostatin receptor, α2A adrenergic receptor, and serotonin receptor.
容体アゴニストである、請求項1に記載の核酸配列。2. The nucleic acid sequence of claim 1, wherein the modification promotes agonist-stimulated growth, wherein the agonist is a G protein-coupled receptor agonist.
たは受容体が細胞脱感作もしくは隔離−インターナリゼーション機構と相互作用
できないようにするか、または適切な原形質膜局在化をもたらす、請求項2に記
載の核酸。3. The modification results in altered binding between the receptor and the heterotrimeric G protein or prevents the receptor from interacting with a cell desensitization or sequestration-internalization mechanism; Or the nucleic acid of claim 2, which provides for proper plasma membrane localization.
記載の核酸。6. The nucleic acid of claim 4, wherein the deletion is in a third intracellular loop of a G protein-coupled receptor.
ニンCCKB受容体、およびα2Aアドレナリン作動性受容体からなる群から選
択される、請求項6に記載の核酸。7. The nucleic acid of claim 6, wherein the G protein-coupled receptor is selected from the group consisting of a muscarinic acetylcholine receptor, a cholecystokinin CCKB receptor, and an α2A adrenergic receptor.
受容体またはD.メラノガスタームスカリン様アセチルコリン受容体である、請
求項1に記載の核酸配列。9. The muscarinic acetylcholine receptor may be rat M3 muscarinic acetylcholine receptor or D. muscarinic acetylcholine. 2. The nucleic acid sequence according to claim 1, wherein the nucleic acid sequence is a melanogastamscarin-like acetylcholine receptor.
である、請求項1に記載の核酸配列。10. The nucleic acid sequence of claim 1, wherein the cholecystokinin CCKB receptor is the rat cholecystokinin CCKB receptor.
請求項1に記載の核酸配列。11. The somatostatin receptor is rat somatostatin receptor subtype 3.
A nucleic acid sequence according to claim 1.
る、請求項1に記載の核酸配列。12. The nucleic acid sequence of claim 1, wherein the α2A adrenergic receptor is a human α2A adrenergic receptor.
受容体。13. A modified G protein-coupled receptor encoded by the nucleic acid sequence according to claim 1.
のGタンパク質共役受容体。14. The G protein-coupled receptor according to claim 13, wherein the deleted third intracellular loop is 44 amino acids long.
−Val−Gln−Ala−Pro−Ala−Cys(配列番号15)がその変
異型Gタンパク質共役受容体の第3の細胞内ループから欠失している、変異型G
タンパク質共役受容体。15. The sequence Gln-Trp encoded by the nucleic acid sequence according to claim 10
-Val-Gln-Ala-Pro-Ala-Cys (SEQ ID NO: 15) is deleted from the third intracellular loop of the mutant G protein-coupled receptor.
Protein-coupled receptor.
そのキメラGタンパク質共役受容体が細胞に基づくアッセイにおいてキメラGタ
ンパク質共役受容体に機能的応答の改変を付与するGタンパク質共役受容体の改
変型の細胞内ドメインを含んでなる、核酸。16. An isolated nucleic acid having a sequence encoding a chimeric G protein-coupled receptor,
A nucleic acid, wherein the chimeric G protein-coupled receptor comprises a modified intracellular domain of the G protein-coupled receptor that confers a functional response modification to the chimeric G protein-coupled receptor in a cell-based assay.
。17. The nucleic acid of claim 16, wherein the modified intracellular domain is a third intracellular loop.
の宿主細胞。20. The host cell according to claim 19, further comprising a plasmid containing an inducible receptor gene.
の宿主細胞。23. The host cell according to claim 22, further comprising a plasmid containing an inducible receptor gene.
、請求項24に記載の宿主細胞。25. The host cell of claim 24, wherein the green fluorescent protein is operably linked to the FUS2 promoter.
て、 (a)請求項19に記載の宿主細胞を試験化合物に曝し、さらに (b)細胞増殖に対する試験化合物の作用を測定する ことを含んでなる、方法。26. A method for screening a compound capable of binding to a G protein-coupled receptor, comprising: (a) exposing the host cell according to claim 19 to a test compound; and (b) exposing the test compound to cell proliferation. Measuring the effect.
質共役受容体が細胞に基づくアッセイにおいてGタンパク質共役受容体の機能的
応答の改変をもたらす改変を有する、宿主細胞。27. A host cell comprising a heterologous G protein-coupled receptor, wherein the G protein-coupled receptor has a modification that results in an altered functional response of the G protein-coupled receptor in a cell-based assay. Host cells.
容体アゴニストである、請求項27に記載の宿主細胞。28. The host cell of claim 27, wherein the modification promotes agonist-stimulated growth and the agonist is a G protein-coupled receptor agonist.
たは受容体が細胞脱感作もしくは隔離−インターナリゼーション機構と相互作用
できないようにするか、または適切な原形質膜局在化をもたらす、請求項28に
記載の宿主細胞。29. The modification results in altered binding between the receptor and the heterotrimeric G protein, or prevents the receptor from interacting with a cell desensitization or sequestration-internalization mechanism, 29. The host cell of claim 28, wherein said host cell provides for proper plasma membrane localization.
に記載の宿主細胞。31. The heterologous G protein-coupled receptor is modified in an intracellular domain.
The host cell according to item 1.
。32. The host cell according to claim 31, wherein the intracellular domain is a third intracellular domain.
ルで改変されている、請求項27に記載の宿主細胞。33. The host cell of claim 27, wherein the heterologous G protein-coupled receptor has been modified at the carboxy terminal tail of the G protein-coupled receptor.
に記載の宿主細胞。35. The modified G protein-coupled receptor is a neurotensin receptor.
The host cell according to item 1.
項35に記載の宿主細胞。36. The host cell of claim 35, wherein the neurotensin receptor is a rat neurotensin NT1 receptor.
て、 (a)請求項27に記載の宿主細胞を試験化合物に曝し、さらに (b)酵母の細胞増殖に対する試験化合物の作用を測定する ことを含んでなる、方法。37. A method for screening a compound capable of binding to a G protein-coupled receptor, comprising: (a) exposing the host cell according to claim 27 to a test compound; and (b) testing for cell growth of yeast. A method comprising measuring the effect of a compound.
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