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JPH02501533A - ポリペプチド製造 - Google Patents

ポリペプチド製造

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Publication number
JPH02501533A
JPH02501533A JP63507248A JP50724888A JPH02501533A JP H02501533 A JPH02501533 A JP H02501533A JP 63507248 A JP63507248 A JP 63507248A JP 50724888 A JP50724888 A JP 50724888A JP H02501533 A JPH02501533 A JP H02501533A
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JP
Japan
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polypeptide
protease
polypeptides
expression
bacterial host
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Pending
Application number
JP63507248A
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English (en)
Inventor
フィールド,ヘレン
リーズ,アンソニー ロバート
ヤラントン,ジョフレイ トーマス
Original Assignee
セルテック リミテッド
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from GB878727431A external-priority patent/GB8727431D0/en
Application filed by セルテック リミテッド filed Critical セルテック リミテッド
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/18Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material from animals or humans
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリペプチド製造 発明の分野 本発明は、組替えDNA技術に関し、ポリペプチド、特に免疫グロブリンFv断 片及びその誘導体の如き、免疫機能的免疫グロブリン断片(fragment) の製造方法に関する。
発明の背景 最近何年か、組替えDNA技術は、広い範囲の有用な蛋白質及びポリペプチド生 成物の製造に適用されてきた。
例えば、組替えDNA遺伝子操作の技術によって、異種遺伝子で宿主細胞有機体 の形質転換を行うことができる。
次に、形質転換された宿主有機体細胞は、異種遺伝子暗号(コード)による蛋白 質又はポリペプチドを生ずることができる。そのような変性即ち形質転換された 宿主細胞は、工業的発酵技術を用いたポリペプチド又は蛋白質の大規模生産のた めの再現可能な培養源を与える。
組替えDNA技術が適用される生成物の多くは、ヒト又は動物ホルモンの如きポ リペプチドである。ポリペプチドは、比較的小さな大きさで、例えば、アミノ酸 の数が約150より少ない長さのものであり、例えば、メチオニンポリペプチド 生成物の如く直接発現生成物として生成物が製造される場合、わずかな濃度のポ リペプチド生成物しか宿主細胞中に蓄積しないことが判明している。
そのようなわずかな生成物の蓄積は、時間がかかり費用特表平?−501533 C2) のかかる必要な精製工程と一緒になって、商業的操作を非経済的にしている。こ の生成物の蓄積が少ないことは、少なくとも一つには、宿主細胞による異種生成 物の蛋白質分解回転によると思われる。
異種生成物の収率を増大させるために、そのような生成物は、ポリペプチド生成 物が融合して宿主有機体中に蓄積することが知られている一層大きな蛋白質へ融 合された融合蛋白質として製造されてきた。これは、正しい読取りフレーム中に 希望の生成物のための遺伝子暗号を持ち、停止コドンを介在させることなく、選 択された宿主有機体に豊富に生成することが知られている蛋白質のための遺伝子 暗号を連結することにより達成することができる。そのような豊富に生成する蛋 白質の例には、アントラニレート シンテターゼ(Trp遺伝子生成物)、β− ガラクトシダーゼ(IacZ31!伝子生成物)、及びクロラムフェニコール  アセチルトランスフェラーゼ(CAT)である、そのような融合蛋白質は希望の ポリペプチドを回復するためには分裂しなければならない、一般に、そのような 融合蛋白質の回収及び精製、及び融合蛋白質からの希望の生成物の回収に用いら れる手段は複雑であり、コストがかかる。更に、希望のポリペプチドを有する融 合蛋白質を形成するのに用いられる上述の蛋白質は、典型的なポリペプチド生成 物と比較して大きい、従って、希望のポリペプチドは、形質転換された宿主細胞 によって生成した融合蛋白質のほんのわずがな割合しがならず、従って、製造工 程の効率は低い、比較的小さな大きさのポリペプチドを製造するのに関し、組替 えDNA技術を使用することの限界は、特に組替えDNA技術を免疫機能的免疫 グロブリン断片、特に免疫グロブリンFv断片の製造に適用する場合に感じられ てきた。
本記載の目的から、用語「免疫機能的免疫グロブリン断片」とは、対応する抗原 決定基に対する特定の結合親和性を有する免疫グロブリンを意味する。
最近、組替えDNA技術は、免疫グロブリン(Ig)生成物、即ち抗体及びその 部分の製造に適用されてきた。
例えば、完全なH及びLIg鎖のためのDNA配列暗号は細菌中に発現(exp rssion)され、完全なH及びLMはインビトロで再構成され、免疫機能的 分子を与えている〔ボス及びその他、Nucleie Ac1ds Re5er ch (1984)、 Vol。
12、 No、9. pp、3791−3806及びキャビンーその他、Pro c 。
Natl、^ead、 Sci、 USA(1984)、 Vo、81. pp 、3273−3277 )。
組替えDNA技術を1g製造に適用することは工学的(engineered)  I g又はIg断片を生成させる可能性を開いてきた0例えば、マウス可変部 及びヒト定常部アミノ酸配列からなる[キメラ抗体(chimeric ant ibody)」は製造されている〔欧州特許出願公開E P −A−01714 96、研究開発会社(日本)、欧州特許出願公開E P −A −017349 4、スタッフォード大学、及び国際特許出願公開WO86101533、セルチ ク(Celltech)) 、また、定常部ドメインが酵素の如き異なった機能 のポリペプチドで置き換えられた「交代(altered)抗体」も製造されて いる(tEl際特許出願公開W086101533、セルチク)、更に、マウス 単クローン抗体の超可変/補足性決定部がヒト抗体の可変骨格(f ramew ork)部中にグラフトされている「ヒト化(humanised)」抗体が製 造されている(欧州特許出願公開E P −A−0239400、ウィンター) 。
更に、Fab”及びF(ab’ )2 (欧州特許出願公開EP−A−0125 023、ゲネンテク)及びFv(欧州特許出願公開E P −A−000899 4、シェリング)断片を含む免疫機能的Ig断片を、組替えDNA技術により製 造することが提案されている。そのような抗体断片は潜在的治療的用途をもって いる。それらはエフェクター機能を欠いており、免疫性が低く、一層可溶性であ り、全抗体分子よりも潜在的に細胞膜を通って移動し易い、また、それらは、断 片が調製され、他の機能的ポリペプチド、例えば酵素、毒素等に、例えば遺伝子 のレベルで融合DNA配列の発現によって融合された交代抗体分子を製造するの に用いることができる。
更に、抗体断片を製造し易いことは、種々の科学的研究を可能にする0例えば、 成る範囲の突然変異抗体断片を調製して、−次構造と結合部位特異性との間の関 係を研究及び分析することができる。また、抗体断片は抗体の構造研究のために 用いることができる。Fvは全抗体分子よりも結晶し易く、従って、X線結晶学 によって構造を決定することができる。また、NMR分析も小さな抗体断片では 一層簡呈になる。
欧州特許出願公開E P −A−0008994(シエリング社)は、免疫機能 的Fvを製造するのに組替えDNA技術を用いることを提案している。この特許 出願には、予め定められたリガンドに特異的なIgのL又はHgの可変部即ち1 、のための遺伝情報を与えるが、その可変部に余分なアミノM残基のためのヌク レオチド暗号を欠いている二重ストランドDNA配列を製造することが記載され ている。 E、 coli宿主細胞中のそのようなりNA配列の発現が記載され ており、FvH及びL錯生成物が溶解した宿主細胞の遠心分離後に得られた上澄 み液から分離されることが示唆されている9しかし、生成物収率の結果或は免疫 機能的Fvの再構成については記載されていない。
これまで細菌でのし及びHgi可変ポリペプチドの発現を含めた組替えD N  A技術を用いた免疫機能的Fvの製造に成功したことを記載した文献は報告され ていない。
従って、細菌で免疫機能的Fvsを製造する問題に対する満足すべき解決法はま だ得られていないと思われる。
今度、全く思いがけず、免疫機能的Fvsの如き比較的小さなポリペプチド生成 物を、細菌宿主細胞中にそのポリペプチド生成物の遺伝子暗号を直接発現させる ことにより、満足すべき水準まで蓄積させることができることが見出された。
杢」1匹ぷり」カー 従って、第一の態様として、本発明は、細菌宿主細胞中にポリペプチドを直接発 現させることからなるポリペプチドの製造方法において、誘導発現系をプロテア ーゼ欠失細菌宿主株と組合わせて用いることを特徴とするポリペプチド製造方法 が与えられる。
本発明の方法は、一般にポリペプチドの製造に適用出来るが、特に比較的小さな ポリペプチドの製造に有利である。そのような比較的小さなポリペプチドは、通 常アミノ酸の数が約140より少ない長さをもち、特にアミノ酸の数が約20〜 約60の長さをもつことを特徴とする。
本発明の方法によって製造することができる比較的小さなポリペプチドの例には 、カルシトニン(例えば、ヒトカルシトニン、33のアミノ酸)、カルシトニン 遺伝子関連ペプチド(例えば、hCG RP、37のアミノ酸)及び表皮成長因 子(例えば、hE G F、35のアミノ酸)が含まれる。他の比較的小さなポ リペプチドは、細胞表面レセプターのポリペプチド断片を含めた、比較的大きな ポリペプチド及び蛋白質のポリペプチド断片からなっていてもよい、特に、本発 明は、抗体断片、特に免疫機能的抗体断片の製造に適用することができる。
従って、第二のB様として、本発明は、補足可変ドメインを有するH及びL鎖ポ リペプチドの発現、好ましくは再構成からなる免疫機能的抗体断片の製造方法に おいて、誘導発現系をプロテアーゼ欠失細菌宿主株と組合わせて用いることを特 徴とする抗体断片の製造方法を与える。
本発明の方法は、一般に抗体断片の製造に適用することができるが、但しその断 片は対応する抗原決定基のための結合特異性を有するものとする。また、H及び L鎖ポリペプチドはへテロニ量体分子の会合を可能にするのに充分な異好性をも つのが好ましいことが認められるであろう、従って、本方法は(Fab’ )2 及びFab’抗体断片の製造に用いてもよい、抗体断片はFv断片であるのが好 ましい。
抗体断片は、天然抗体断片、キメラ抗体断片(即ち抗体の一つの種及び綱から誘 導された可変ドメイン及び1、の別の種又は綱から誘導された残りの1.配列) 、交代抗体断片(即ち可変1gドメイン+異なった非Ig機能例えば、酵素又は 毒素を有する付加的ポリペプチド配列)、「ヒト化」抗体断片(即ち■8配列が 、一つの種、例えば、マウスからの超可変/補足性決定部で他の種、例えばヒト の骨格部内にグラフトされたものからなる場合)、及び「工学的(engine ered)抗体断片〔即ち、1.アミノ酸配列が、例えば、分子の特性例えば抗 原結合親和性又は特異性を、ロバートその他によりN ature(1987> に記載されている線に沿って変える観点から、例えば、特定部位法により自然配 列から変化されている場合〕からなっていてもよい、抗体断片は上述の種類の抗 体断片の適当な組合わせからなっていてもよい、典型的には、抗体断片は、一つ 又は二つ以上の種から誘導された実質的に完全なH及びLM可変ドメインからな る。
抗体断片はどんな希望の抗原特異性をもっていてもよい0例えば、抗体断片は例 えば、腫瘍標識、T細胞標識等細胞特異抗原のための特異性をもっていてもよい 、或はまた断片は、治療的又は分析的関係の化合物、例えば、フィブリン又はホ ルモン等のための特異性をもっていてもよい、特に好ましいB様として、抗体断 片は、Fv/酵素断片、例えば、抗フィブリンFv/wiI維素溶解性酵素断片 、或は抗腫瘍Fv/酵素断片からなる。酵素断片の特異性は、自然抗体、ヒト化 抗体又は工学的抗体の特異性であってもよい。
本発明の方法で用いられる誘導発現系は、ベクターコピー数、好ましくは希望の ポリペプチド又はポリペプチドのためのDNA暗号°の発現も、温度又は代謝物 の如き外部からの影響によって誘導される系である0例えば、その発現系は英国 特許G B −R−1557774明細書くアルフレッド ベンゾン A/S) に記載されている一般的種類のランナウェイ複製ベクターを含んでいてもよい、 しかし、発現系は、英国特許出願G B −A−2136814明細書に記載さ れている種類のデユアルオリジン(dual origin)ベクターからなる のが好ましい、デユアルオリジンベクターは二つの複製系からなるベクターであ る;複製の第一オリジンは低コピー数及びベクターの安定な遺伝をもたらし、第 ニオリジンは高コピー数で、その第ニオリジンでの複製を制御する自然ベクター 順序(一種又は多種)のDNA操作による複製又は交代の結果として複製が直接 制御できる複製のオリジンである。
従って、第三の態様として、本発明は、比較的小さなポリペプチド、又はDNA R序が直接発現生成物として発現されるようなベクター内に位置する比較的小さ なポリペプチド、のためのDNA順序暗号を含む誘導細菌発現ベクターを与える 。
ベクターは、夫々実質的な完全な可変ドメインからなるH及びL鎖ポリペプチド のいずれか又は両方のためのDNA順序暗号からなるのが好ましい、最も好まし くは、H及びLMポリペプチドは、可変ドメインポリペプチド、即ちVH及びv Lポリペプチドであり、それらは同じベクターから発現しても、しなくてもよい 、H及びL鎖ポリペプチドのためのDNA暗号は別々の発現系になっていてもよ い、H及びLMポリペプチドの両方のためのDNA暗号は、同じ発現系に含まれ 、同時に発現されるのが好ましい、特徴として、ポリペプチドは直接、即ちメチ オニン ポリペプチドとして発現される。
ポリペプチドの発現は、適当なベクター調節により最適にすることができる。出 発コドンについてのリポソーム結合部位の長さ及び順序はポリペプチド発現のた めに最適にすることができる。また、シャインーダルガルノ配列−ATG(SD −ATG)距離も、発現水準を最適にするように調節することができる0例えば 、我々は、比較的長いリポソーム結合部位配列(9ヌクレオチド)はHfa可変 ポリペプチドの発現の増大した水準を与えることを見出だしている。また我々は 、5より大きな、好ましくは10〜14のヌクレオチドの長さの5D−ATG距 離が望ましいことを見出だしている。
本発明の方法で用いられるプロテアーゼ欠失細菌宿主株は、典型的には、構造的 にプロテアーゼ欠失であり、特に構造的にE、coliのプロテアーゼ欠失様で ある。
我々は、E、 coli B宿主細胞が本発明の方法で用いるには不満足なもの であることを見出している。 E、 eoliBでは、不満足な水準のポリペプ チド生成物しが宿主細胞中に蓄積しない、他のプロテアーゼ欠失様が満足すべき 水準のポリペプチド生成物を蓄積することができることは、驚くべき発見である 。
E、eoliB株は、「自然には」1on−であり、そのようなものとしてそれ らはポリペプチド生成のための宿主株として適切であるようには見えないことは 認められるであろう、最近の研究では、Ion遺伝子はE、 eoli B株の 中に存在し、熱ストレスの如き成る条件の下で発現できることが示されている。
このように、E、 coli B株は、必ずしもプロテアーゼ欠失ではなく、幾 らかのプロテアーゼ活性を維持しているのであろう。
本発明で用いられるプロテアーゼ欠失様は、Ion−株、又は好ましくはhtp R−株、例えば、E 、 coli CA G456からなっていてもよい、特 に、多重プロテアーゼ欠失様、例えば、特にE 、 coli CA G629 スは同様な株の如きhtpR−及びIon−の両方である株を含めた、二重欠失 法が用いられる。
従って、第四の態様として、本発明は、本発明の第三の態様によるベクターで形 質転換されたプロテアーゼ欠失細菌宿主細胞を与える。
発現に続きポリペプチド生成物は回収され、更に希望に従って処理してもよい0 発現に続き、H及びL鎖断片を回収し、当分野で知られた方法(例えば、ボスそ の他による上記引用文献;キャビンーその他による上記引用文献)と同じか又は それに似た方法を用いてインビトロで再構成してもよい、ポリペプチド生成物は 不溶性封入体の形で宿主細胞の中に典型的に蓄積されることが見出されている。
ポリペプチド生成物は、細胞溶解後手溶性部分の一部として回収することができ る。グアニジンHC1又はリソチーム処理又はフレンチプレスを含めた適当な方 法を用いて細胞を溶解してもよい0回収後、不溶性ポリペプチド生成物は、例え ば英国特許GB−B−2138004明細書に記載の如く、カオトロピック剤に よる処理及び続く透析、及び(又は)アルカリによる処理及び続く中和を含めた 当分野でよく知られた方法を用いて可溶化、変性及び復元してもよい。
好ましい態様として、同時発現されたH及びLM断片、即ちベクターから発現さ れた断片は、インビボで再構成されることも意図されている。
本発明によれば、発現系とプロテアーゼ欠失細菌宿主細胞との組合わせが、比較 的小さなポリペプチド生成物の満足すべき水準の蓄積をもたらすことが見比され ている。
好ましくはプロテアーゼ欠失宿主細胞は、夫々実質的に完全な可変ドメインから なるH及びL鎖ポリペプチドのいずれか又は両方のためのDNA配列暗号を有す るベクターで形質転換される。一層好ましくは、H及びL鎖ポリペプチドは可変 ドメインポリペプチド、即ちVH4及びvLポリペプチド(それらが同じベクタ ーから発現されようとしまいと)である。
本発明によれば、誘導発現系とプロテアーゼ欠失細菌宿主細胞との組合わせが、 免疫機能的1g断片の再構成を可能にするのに充分な水準のし及びH鎖ポリペプ チドの蓄積をもたらすことが見出されている。
本発明を、付図に言及した次の実施例で、単に例示として更に記述する。実施例 には、組替えH及びLM免疫グロブリン可変部ポリペプチド断片の製造が記載さ れている。しかし、本発明は、一般に比較的小さなポリペプチドの製造に広く適 用できることは認められるであろう。
図面の簡単な説明 本発明を更に、例示のため、付図に言及した次の実施例で更に記述する0図中、 第1図は全長G100G+2クローンからのrFv遺伝子の構成を例示している ;突然変異は二重ストランドDNA中のブラックボックスで示されている。陰を つけた領域はシグナル配列、vhg 2を表している。H鎖は、オリゴヌクレオ チド31塩基長さを用い、TGA停止コドン及び3”EcoR1部位を創り出す ことによって2+2塩基変化を生ずる可変部(1)の3′端で突然変異された。
vhg2を含むEcoR1断片は切り比され、pA T 153中へサブクロー ンされた。存在する8g12−Pvu2断片は、暗号配列及び制限部位を復元し 、E 、 coli v1g2のホルミル−Metに暗号を与えるATG出発コ ドンを含むリンカ−(2)で置換されている: 可変暗号配列の5′及び3′端 で35I体及び33I体を用いた二重SDMは、夫々8及び3+4塩基変化を与 えている。成長ホルモンGHはその5’Bg12及び3’EcoR1部位によっ てpMG939から切り出され、vhg2又はv1g2 B gl 2−E c oR1断片によって置換され、夫々pMG、HF2又はpMG、LF9を与えた 。 pPW、HF 2は9bpSDを含んでいるが、その他の点ではpMG、H F2と同じである;第2図は、E、coli中のrFv遺伝子の発現を例示して いる。プロテアーゼ欠失の無い細胞(I8373)中の生合成ラベリングによる vH及びVLの検出、2分間ラベルした非誘導(U)又は誘導(I)細胞の5D S−PAGE(15%)オートラジオグラフ処理、vLの分解は2分後でも明ら かである; 第3図は、9−bpシャインーダルガルノ配列9SDでvHの収率を増大するこ とを例示している: (A) 4bpSDによるpMG939 9GHQ、pM G、HF’2から(4)、及び9bpsdによるpPW、HF2からのインビト ロ翻訳生成物の15%5DS−PAGEのオートラジオグラム:インビトロpP W、HF2(B)から30分間でvH生成物は生じなかった、15%5DS−P Aゲルで電気泳動した全細胞のウェスターンプロット法による分析: 誘導後4 .5時間でCA G 529で生じたpMG、HF2(4)及びpPW、HF  2(9)、(C)CAG629中にpMG、HF2(4)及び9PW、HF2( 9)を誘導した後、6時開後のI A Ioonl11試料のクーマシーブルー 染色15%5DS−PAGE、(D)pMG、LF9で形質転換したIAso@ n−細胞のクーマシープルー染色15%5DS−PAGE: U=誘導後時間O ; 誘導後6時間: 629=宿主株CAG629;456=宿主株CA G4 56; P =htpR’親株、S C122゜vLは、CA G 829で見 られた水準の半分までCA 0456中に蓄積した; 第4図は、ヘテロ二量体rFv複合体のデモンストレーションを例示している; rFv含有再構成(上)及び宿主細胞再構成(下)のスペロース(S uper ose)12からA2.。nII+溶出プロファイル(下)を、rFv及び対照 について各フラクションについて得られたP ep−1結合活性(一番上)と比 較されている:■H及びvLは別々に成長ホルモン(GH)及び宿主細胞(GH )を再構成した。蛋白質濃度はvH及びvLに関し、2のファクター内である。
マーカーの溶出位置と比較されたい; bovin serum albuin  (B 5A)66kDa、成長ホルモン(G H)22.5kD a、大豆ト リプシン阻害物質(S B T I )20.1kDa、及びチトクロムc(C YTC)12.4kDa、モノマー活性度の殆どは再構成されたvHに存在した ; 第5図は、rF v(G Ioop2 )の精製の最終段階を例示している;  (A ) pH6,34(20−Mトリス)でDEAEから溶出するフラクショ ン、空腔(VOID)中へ高純度で溶出するrFvに続くフラクション、及び後 の洗浄(WSH)中一層ゆっくりと溶出するフラクションの銀染色15%5DS −PAGE、V、は銀染色上期るい黄色に見えたのに対し、VLは暗かった。フ ラクションは、0〜0.2M塩化ナトリウム勾配で溶出し、プールしたくレーン 1.2及び3で表されている)、(B)精製したrFvフラクションのクーマシ ーブルー染色15%5DS−PAGE(レーン1.2.2は洗浄からのrFvと 15+++M)リスpH7,5でy70mMNaCIでDEAEから溶出したフ ラクションとの混合物である)、レーン3及び4は成分H及びL鎖中へ分離され た2μg及び5μgの全Gloop2を示している。rFvは同様にその成分v H及びVLへ分離され、夫々11.5及び9kDaの見掛けのMrで移動した。
第6図は、精製されたrFv及びその活性度をGloop2及びF ab’ ( G Ioop2 )と比較して例示している; 各々の点で2度の四分割決定を 含む8つの点の平均値である。
棒は得られた最高及び最低値を示している。 Kdはパラメトリック及び非パラ メトリック分析を用いたコンピュータープログラムによって得られている。示さ れたKd値はこれらの数値の平均値である。ムリンIgG(シグマ−)対照はP  ep 1結合を示さなかっな: 値は全ての濃度でシ100%であった(図示 されていない);第7図は、分別したF v(G 1oop2 )再構成を例示 している。 S uperose12分別F v(G Ioop2 )再構成か らのフラクション14及び15(それらのフラクションはPapl結合活性を示 している)は、ファスト(Phast)ゲル系(P har+*acia)で電 気泳動された。リソチームを用いて(Vx)、又リソチームを用いずに(V、) 調製したFvからのフラクション14及び15を、生及び還元(reducin g)の両方を用いて成長ホルモン(GH)又は細胞を含む細胞の分別再構成から の対照フラクション14及び15と比較した。
G100I)2を表すバンドが明らかに生のPAGEに存在する。それは高分子 量で移動し、それが、成長ホルモンの大きさに近いがそれより小さな大きさをも つ二量体であることと一致していた<22.5kD aで)、還元5DS−PA GEは、約14kDaの分子量に一致した位置で移動する特性ダブレットとして 、これらPepl結合フラクション中にvH及びvLが存在することを示してい た;第8図は、H及びLポリペプチド鎖の両方の製造を例示している; 全細胞 のクーマシーブルー染色15%5DS−PAGEを、誘導(時間=0)後、種々 の時間でサンプリングした。B72.3VH及びvL(pMG、ROH4、pM G、ROH9、pMG、ROL5及びpMG、ROLlo)について二つの同じ 構造体を宿主株E、 coli CAG629中へ形質転換し、蛋白質合成の誘 導をしな、サンプリングの時間は、0.2.4.6及び15時間の順序であった (i&後の過程については4時間の試料を省略した)、 VH及びVLは両方共 6時間後に最大の水準へ蓄積した。
G 1oop 2 V H及びVLがら得られた水準の間の中間で、はぼ等モル 量が合成された; 第9図は、宿主細胞の不溶性フラクション中にvH及びvLポリペプチドが現れ ることを例示している; 細胞の不溶性フラクションを2%トリトンx100( 緩衝液)でよく洗い、7.6Mグアニジン緩衝液で可溶化したくキャビンーその 他、1984参照)、これらは、順次B 72.3V、、VL及びG 1oop 2 V H及びvLを種々の量で含むクーマシーブルー染色15%5DS−PA GEによって評価されたように、ポリペプチドvH及びVLを含んでいる。リソ チーム872.3の例で、B 72.3CHよりもわずかに高い位置に移動した ; 及び 第10図は、Escherichia coli中の不溶性物貰として発現した 組替えGIoop2VH及びVLを示すクーマシーブルー染色5DS−PAGE (15%)を示している;c =A @。。細胞、i=不溶性物質、S=可溶性 フラクション、智=ペレット(i)洗浄物からの上澄み液、H=VH及びL=V L 。
、 についての詳細f口述 実施例1 鶏卵リソチーム(HEL)の特性化エピトープのための特異性を有する抗体のF v断片を、E、coli中のH可変(VH)及びL可変(Vt、)ポリペプチド の発現により製造し、インビトロ再構成した。
5つのムリンモノクロナール、Gloopl〜5のパネルを、充分特性化したエ ピトープ、鶏卵リソチーム(HEL)のループへ上げた(M、J、ダースリー及 びA、R,リース(1985a)) 、 G Ioop2 (I gG 2 b 、 k)のH及びLiについての遺伝子暗号をクローンし、この抗体のHELと の相互作用の性質を特定部位突然変異生成(Sl!1M)と、既知の結晶構造の 補足性決定部(CDR)ホモロジーがら誘導されたコンピューターモデルと組合 わせた方法により分析したCP、デラパズ、B、J、サトン、M、J、ダースレ イ及びA、R,リース、(1986): Sロパーツ及びA。
R,リース(1986) 、及びSロパーツその他(1987) )クローンG Ioop2H及びLM遺伝子の操作で、γ2bの5′末端からの二つのアミノ酸 コドンをH鎖可変部遺伝子(vhg2)中に含ませた; v1g2は、LM可変 部配列単独からなっていた。転写信号は、発現のために選択された親二重オリジ ンベクター(pM G 939)中に存在していた。親ベクターはママリアン成 長ホルモンのための遺伝子を含み、温度誘導発現及びP ep−1結合活性の再 構成のための対照として用いられた。そのベクターは9MG411から誘導され た(ライトその他、1986)。
Gloop2遺伝子の特定部位突然変異生成はカーターその他(1985)の方 法により行なわれた。但し二重突然変異生成(v1g2)のために、2つの突然 変異性質及び選択オリゴヌクレオチドを、記載の濃度に等しい全濃度まで等モル 量で含有させた。
オリゴヌクレオチドは、^pplied Biosystems Inter− national plc型381ADNA合成器で作られ、ロバーツ及びリー ス(1986)によって記載されているように精製された。
全v1g 2配列は、サンガーその他(1977)の方法を用いて確認され、v hg2の配列はダイトキシ及びマクシアム及びギルバート配列により確認された 。
vhg2の5′末端でのリンカ−挿入<pA T 153中)は、17量体及び 13量体オリゴヌクレオチドを用い、プラント(blunt)部位の所だけで燐 酸塩化した。オリゴヌクレオチド対ベクター断片の100倍のモル比が用いられ た。連結反応は、マニアティスその他(1982)により記載された如くであっ た。リンカ−の存在は、カーターその他(1984)によって記載されているよ うにラジオラベルされた17量体を用いてスクリーンされ、周囲の温度で一晩密 封袋中でプレヒブリド化を行った。非常に強い信号を示す頃には、マクシアム及 びギルバート<1977)の方法により配列された。
両方のrFv遺伝子は、B g12及びEcoRlで切り出され、マニアティス その他(1982)の方法により、低溶融アガロースから精製された後、pM  G 939からの同様に精製されたB g12−E coR1ベクタ一断片連結 され、連結は制限分析により評価された。
Gloop2VH及びVLポリペプチドは、E、eoliのひどくプロテアーゼ 欠失した株、即ちhtpR−1lon−中に直接発現された。これらのホルミル メチオニン誘導体は、vH及びVLの各々に対し、116及び109アミノ酸が らなっていた。Gloop2ポリペプチドの発現は、インビボ生合成ラベリング により分析された。
E、eoli株1B373の激しい成長で、両方のポリペプチドが精製したが、 2分後、vLだけが高水準で存在していた。クーマシー染色5DS−PAGEに よって評価して、この株または自然9,1on−株B及びB / r中にはポリ ペプチドは蓄積してぃながった(図示されていない)。
蓄積は熱シヨツク応答を欠いたE、coliの宿主株、即ちhtpR−株中にだ け検出された(ベーカーその他、1984)(第3C,D図)、この背景でIo n−突然変異(CA G 629)は、一層蓄積を大きくシ(第3D図)、従っ て、このような宿主は製造株として用いられた。
それらの小さな大きさ及び疎水性によりvH及びvLホルミルメチオニン誘導体 は、熱シヨツクプロテアーゼに対し、傷を受け易くする。恐らく熱シヨツク系を 活性化するストレスにより発生した細胞間信号に似ているがらである。Ion− により暗号を受けたLaは、特に小さな又は異常なポリペプチドの存在でそのス カベンジャー性のためによく知られている(ワックスマン及びゴールドバーブ、 1982) ; それはhtpRiPJ節の下で、熱シヨツク蛋白質である(ボ ッその他、1984)、 htpR−宿主株は、8.5kDa補足ファクターC 3a(マンデキその他、1986)及び70アミノ酸スマトメジンーC(ブエル その他、1985)の如き他の小さな蛋白質のための生成物蓄積を可能にしてい る。MpR遺伝子は、熱シヨツク応答の正の調節体にコアーRNAのための32 −kDaσファクターをコード伝達し、熱シヨツクプロモーターのための特異性 を与える。
これ及び他のファクター(ジマリノ及びWu、1987)の連続的存在は、温度 又は異常なポリペプチドであろうと(ブルドン、1986)、vH及びVLが熱 シヨツク誘導に続いて生じた時に観察される刺激に体する迅速な応答を確実にす る。プロテアーゼTiの補足活性(フウアングその他、1987)はIon−株 中の■蓄積の欠如を説明できる。
vH発現は、一層長いシャインーダルガルノ配列によって改善される。VHの製 造は、9塩基対(bp)シャインーダルガルノ配列(5’ −AAGGAGGT A)をtrpリポソーム結合部位(ベクターppw、HF2)中へ挿入すること により2倍に増大する。インビトロ合成ラベリングによる分析は、CA G 6 29中のvHの蓄積の増大をもたらした(第3B、及び0図)回収された発現を 示した(第3A図)、VLについては製造水準に大きな変化は認められなかった が、もしあったとしても発現は減少した(フィールド、1988) 。
長いシャインーダルガルノ配列は、一層安定な成長ホルモンの生成に効果をもた ないが、成る小さなポリペプチド(例えば、≦14.5kD a)の生成には有 用であることが判明している。別のSD及びリーダー配列は、前に発現を強める ため用いられている(グリーンフィールドその他、1986. サングその他、 1986)、 16SリポソームRNAオモツ塩基対ヘメツセージを与える能力 のコンピューター分析は、長いシャインーダルガルノが、元のtrpプロモータ ーよりも適切なリポソームRNA配列へ一層安定な結合を確立することを示して いた。これは、メツセンジャーRNAのためのリポソームの親和性が効果的な翻 訳にとって重要であることを示す他の研究と一致している(コールマンその他、 1985. ヤコブその他、1987)。
リポソーム結合部位の二次構造の影響は遺伝子配列それ自体に依存する。従って 、vL発現(インビトロ発現は減少した)のために認められる改良の欠如は、好 ましくない二次構造がこの部分に入ることにより説明できるであろう。
遺伝子発現に与える開始後AUG配列の影響はよく報告されるようになってきて いる(ルーマンその他、1987゜キルツノ−その他、1987)、 A U  Gスタートコドン距離に対するシャインーダルガルノの操作も合成に影響を与え ることが知られている(フジサワその他、1985)、 Lかし、14〜12. 11又は10の塩基対の数の減少は、pMG。
HF2からのvH生成にま著な影響はもたないが、この距離が一度5bpへ減少 すると、発現は著しく低下する(フィールド、1988) 、コンピューターに よる研究も、VLが、大きくなったメツセンジャー安定性により高水準で発現し たことを示していた: メツセンジャーRNAの3′末端での内部ホモロジーの 部分は、安定な二次構造の偏向3′→5′作用エクソリボヌクリアーゼを形成す ると仮定されている(グラス、1982) 、この内部ホモロジーはvhg 2 にはない(フィールド、1988)。
ミクロパックス プログラムBESTFIT及びCOMPAREを、ホモロジー の分析に用いた。FOLDはメツセンジャーRNAの二次構造を調べるのに用い た。
E、 coli 16SリポソームrENAのための配列は、UICデーターベ ースのファイルecotgix、 seq+から取った(ライスコンシン大学) 。
形質転換された細胞ラインは、100μg、ml−’のアンピシリンを、またC  A G 629に対しては10μg、ml−’のテトラサイクリンを含むし一 ブイ、ヨンの中で一晩30℃で成長させた。適当な薬品を含む50+s IのL −ブイヨンに0.08Asoonl@で接種し、30℃で成長させ、ca、 2 00rpmで振り、0.4又はhtpR−株に対しては1.0のA6゜。にし、 45〜50℃の水浴へ移し、42℃フラッシュ誘導し、屡々振った0次に培養基 を37℃で6時間まで成長させ、生成物を蓄積させた。他の体積、例えば11又 は10m1の培養基を、同じ吸収度で接種及び誘導し、成長させた。
vH及びvLの両方共、宿主細胞の不溶性フラクション、封入体(IBs)中に 見出されたくフィールド、その他、198B)、 v、、及びVLのMr’は同 様で、1度14kDaより少なかった。過剰の疎水性は、ホフマンその他(19 73)により生成されたFvポリペプチドについて認められているように、この 明らかに減少したMrの原因であろう。
細胞抽出物の可溶性及び不溶性物質(封入体、IB)への分別は、シューメイカ ーその他(1985)の方法を次のように変えて用いで行なった: 細胞を10 0輸MトリスHClpH7,5,5mM EDTA及び270μg、aml−’ リソチームを含む緩衝液中に溶解し、氷上5分間1.2+sM P M S F をインキュベートした。ナトリウム デオキシクロレートを記載の如く添加し、 氷上で5分間インキュベートした: 氷上5分間の最終インキュベーションは、 0.004μg、ml°’ D N ase I及び10+sM M gCl  2用をいた。
rFv及び対照の再構成及び部分的精製は、細胞溶解物からの再構成によるキャ ビンーその他(1984)のプロトコルに従って行うか、又はIBを上述の如き リソチームで細胞溶解により抽出するか、又はその他のIBをフレンチプレス細 胞溶解して抽出した(成長ホルモン及び宿主細胞対照の場合のソニケーション) 、操作の各段階で(グアニジン中に可溶化する前)、50μl 1100a フ ェニルメチルスルホニル フルオリド(P M S F )及び35μmのプロ テアーゼ阻害物質混合物(1aM EDTA710μg。
難1−ロイブチン/−10μg、+++1−’ペプスタチン/200μg。
−1−1バシトラシン71−Mベンザマシン−HCl10.1aMPMSF/2 0μg、+al−’大豆トリプシン阻害物質)を添加した。ベレットを2%トリ トンX100で2度、水で1度洗浄し、7.6Mグアニジン−HCl、50+s M)リスMCIpH8,1輪M E D T A −0,1M β)ルカブトエ タノールに溶解し、37℃で1時間インキュベートした。
抽出物を希釈して、8Mグアニジン−HC−HCl75OリスHe l p H 8/ 1 se M E D T A中4:l:50μg、+++I−’(7) ポテンシャルrFv含有量を与えた。成長ホルモン及び宿主細胞対照抽出物をほ ぼ同じ宿主細胞蛋白質含有量まで添加しながら、vH及びvLも別々に再構成し 、50μg。
ml−で混合した。これらは夫々側々にキャビンーその他(1984)の方法に 従って再構成した。但し1mlのプロテアーゼ阻害物質を最終燐酸塩緩衝塩水透 析媒体へ添加した。
全ての再構成体は、セントリコン10(アミコン)を用いて濃縮し、スペローズ 12(P harmacia)によるファーストプロティン液体クロマトグラフ ィー(FPLC)を用いてゲルろ過により分裂した。
その方法は、規模を大きくし、均質への精製を行った。
21のvH培養及び0.6!のvL培養を、プロテアーゼ阻害物質(上記)を含 む3011及び1011Ilのリソチーム溶解緩衝液中に溶解した。溶解した細 胞を1200gで1o分間30+++ 1コルテツクス管で遠心分離し、次に1 00mM)リスHClpH7,5/SmM EDTA中の2%ト!J)ンX10 0で3回洗浄し、各回にプロテアーゼ阻害物質を添加した。ペレットを20鎮1 及び10翰1の6Mグアニジン緩衝液(上述の如きもの)の中に再懸濁させた。
抽出物を、6MグアニジンHCI / 50a+ M トリXHClpH8,0 / 5 mM E D T A / 1 mM β−メルカプトエタノール中に 平衡させた300餉1(1,5n)セファクリルS−200(P harmac ia)カラムで分別した。VH−及びvL−含有フラクションを別々にプールし た。200μg、ml−’のポテンシャルrFv濃度を、625m l尿素緩衝 液出たり1透析袋当たり30s Iを用いて、上述の如く再構成した。YM5M (アミコン)を用いて限外ろ過により濃縮した後、再構成物をPBS中に平衡さ せた同じセファシルS−200カラムで更に分別した。rFvフラクションをプ ールし、2(1++Mトリスp86.34中へ透析し、同じ緩衝液で平衡させた 13ml(20cm) D E A E (D E −52、ウオットマンΣカ ラム上へ導入した。rFvをボイド中に溶出した。希釈による再生のため、グア ニジン溶解物をPBS pH7,5で5Mから2Mグアニジンへ希釈し、混合し 、次に更に0.6Mグアニジンへ希釈した。上述の如く透析により調製した対照 のP ep−1結合を比較した。
部分的に精製した材料中のrFvへテロ二重鎖の再構成を例示するため、洗浄I B又は凍結宿主細胞ベレットを可溶化し、再構成した。Pep−1への結合ルー プアンチゲン(及びそれへGloopが上昇されていた)を含むHEL蛋白質分 解性断片を、下に記載の競争評価により試験し、推定rFvを含む再構成でのみ 見出され、同様に調製した宿主細胞、親ベクターを有する宿主細胞(組替え成長 ホルモンを発現)、又はvH及びvL単独(図示されていない)からなる対照に は見出されなかった。
これらの再構成体をスペロース−12によりゲルろ過により部分的に精製した( 第4図)、VH及びVL再構成体中のP ep−1結合複合体を、二量体の見掛 けのMr(−21,000)s一致した保持時間で溶出した。この位置で、A2 、。nm溶出プロファイル上のピークは、rFv含有断片を推定するのに独特の ものであり、成長ホルモン(Mr’22.500)の位置に近く溶出した。 M r’ =−12,000モノマーと一致した保持時間で溶出するvH又は■L単 独の再構成からPepl結合が得られた(フラクション17中)、従って、vH 及びVLは単独二量体を形成せず、rFvはへテロニ量体でなければならない。
結合評価は、P B S 10.02%ナトリウム アジド又は被覆緩衝液(0 ,05M炭酸ナトリウム/重炭酸塩、pH9,610,02%ナトリウム アジ ド)中の10μg、ml−’親和性精製ヤギアンチマウスIgGの50μl/ウ エルを、4℃で一晩又は周囲温度で4時間マイクロタイター板へ結合することか らなっていた。洗浄後、0.5(−2)μg、+al−のGloop2を洗浄緩 衝液中に第二抗体層として添加し、周囲温度で4時間又は4℃で一晩インキユベ ートした。ウェルを洗浄し、試験試料を連続的に、25μmのPBS/アジドへ 三重に(部分的に精製したrFv/対照に対し)希釈し、又は純粋rFv評価( 251スベロース−12フラクシヨンは二重に試験した)に対しては四重に希釈 した。洗浄緩衝液中+ 2SIラベル下P ep lを50μIの最終体積へ添 加した。ラベル下Peplだけをウェルへ添加することにより100%の値が得 られた; 10(lμg、ml−’ G Ioop2を熱いPeplと共に添加 することにより非特異性結合(0%)が得られた。23℃で一晩平衡にした後、 板を洗浄し、個々のウェルを切り取り、LKBクリニガンマー カウンターで数 えた。結合データーのコンピューター分析は、プログラムS A N COL  (Rリャン、1988)を用いた。
蛋白質濃度をBCA評価(ピアス〉を用いて決定し、純度をBAC及び秤量によ り評価し、濃度トレースをジョイスMKI[[C8二重ビーム記録マイクロ濃度 計を用いて行った。アミノ酸分析は、ピコ タグ(T M )装置(ウォターズ ・アソシエーツ社)を用いて行った。
第5図に示した精製の最終工程に続きGloop2rFvをアミノ酸分析にかけ た(表1)、正しいアミノ酸組成及び98%より大きな純度が示された。純度は 、銀染色5DS−PAGEにより確認した。
表1 制rFvのアミン 組 アミノ酸 理論的組成 観察された組成(アミノ モル rFv1モル Ala 18 14.9 A rg 13 12.8 Asx 9 9.0 *Cyc 4 1.6 Glx 25 22.8 G ly 19 17.5 His O0,2 I le 9 9.4 Leu 22 23.0 +Lys 12 18.2 Met 4 3.2 P he 8 10.4 Pro 6 5.7 * Ser 32 27.6 * T hr 22 20.3 Trp 4 +Tyr 13 15.2 表1= 精製したrFvのアミノ酸組成は・、ピコ タグ分析により得られた。
得られた量の単位はnmoleである。
値はAsxに対し標準化した。*誤差は、酸化(決定されていない)のためにC ys、 S er、 T hrで起きることが知られている; +Tyr及びL syはトリスのピーク(過大に評価される)によって隠されることがある: 一 層信頼性ある評価としては2%の範囲の誤差である。
rFvの抗原(Pepl)結合を、F ab′(G 1oop2 )及び全MA Rのそれと比較した(第6図)、この種の実験の限界内で、Kdは、全Gloo p2については21nM、 Fab′(GIoop2)については17nM及び rF v(G Ioop2 )については9nMでよく一致していた。
消衰係数、ε、は実験的に38300M−’am−’ (A zsoミ26μM )であることが決定され、Trp及びTyr消衰係数の付加によって得られた3 5620の理論的値と比較された。
無変化の単クローン性抗体で観察される結合親和性を維持している生成されたr F v(G 1oop2 )は、抗原・抗体の研究で起きる問題の幾つかに対し 回答を与えるであろう、研究は、蛋白質抗原・抗体(Fab’)共結晶の生成速 度が低いことにより妨害される。多量の抗原結合断片を入手できることにより、 物理的研究を行うことができるようになるであろう。
老じし 工 FvVV(−% 声% 細胞v、、 (211) 35.5 100 2VL (1/3.54り 40 .0 100 7封入体 >26−30 >90 7−12S−2007グアニ ジン 25−40 75−100 13−30再構成 4.8車 631 S−200/P B S 3.8 5 42DEAE 1.6 1.9 >98 表2: 記載した精製プロトコル中得られたrFv又はその成分の収率を記載し た。再構成中、BSAはキャリヤーとして添加した。*この数字は透析中の蛋白 質の損失を表している:80%の損失はこの段階で記録された。
■H及びVLの活性Fvへの再構成はそれ自体効果的な過程である。
■HとV[の発現レベルを、それぞれ全バクテリア蛋白の2%及び7%で評価し た。再構成用のキャブリーのプロトコール及び前記した他の分画化方法を用いて 、現する0、31から純度98%の0.7嗜のrFvが得られた。これは出発物 質の1.9%に相当する(表2参照)。この低収量は主に再構成での蛋白ロスに よ、るものであり、ここでVポリペ1チドの80%以上が失なわれる。■ポリペ プチドをグアニジンからリン酸緩衝化食塩水DH7,5で簡単に希釈して行なう 再構成により、この問題は軽減された。
1(OChIanら(1973)は、変換ドメインの再構成は非常に効果的であ り元来の結合活性の87%が回収されることを証明している。これは、十分に変 性したポリペプチドからFab’活性の17%が回収されたことに匹敵する(H arber、 1964 )。第2ドメインの存在により、インタードメイン相 互作用による有効な再構成が妨害される( Tsunenagaら、1987) 。
更に、培養液をベンチレベルで得られる細胞密度の40倍まで工業的に培養しく 得られる0D600n■は−1,5であった)、vN及び■L発現細胞のそれぞ れ11から1IIIrFvloayが産生されることが予想された。
Aiershas Internationalの原核細胞翻訳キットを用いた 方法でin vitro翻訳を次いで実施し、 I−Metラベル化化成物を5 DS−PAGE及びオートラジオグラフイーにより分析した0分子m蛋白マーカ ー+、t、C(Amershas)でラベル化するか又はあらかじめ染色した( Q i bco−BRL)。
ウェスタンブロッティング実験で、蛋白を60Vで3時間又は30Vで1晩10 −15%PAゲルカ翫ら移し、Burnette (1981)の変法を用いて フィルターをプローブした。この変法は次の点が変更されたものである。
ゲルと0.1μ園ポアサイズのニトロセルロース(5chleicherと5C hVel+ )を含むホワットマン3MMの2つからプロットサンドイッチを作 成した。電極液番よ、25 mM Tris塩、192鵬Mグリシン及び20% メタノールを含んでいた。0.9%食塩水、20aMTris pH7、6,0 ,05%Triton X −100及び0.5%力ゼインハマーステイン(B DH)でブロックし、室温で1時間で4回実流した。1−のブロッキングバッフ ァー中に広げることによって抗■I+又はVL血清(下記)を適用し、加湿チャ ンバー中で空温で1時間インキュベートした。カゼインを含まないバッファーで 4回洗浄し、抗血清の場合と同様にして2−4μCi 1−ラベル化ブ0ティン Aを加えた。空温で1時間インキュベーション後、1 M N a Cj! 、  20 iM Tris p)17.6及び0.4%N−ラウロイルザルコシン を含む高温洗浄バッファーでV温で4回洗浄し、風乾し、次もXでオートラジオ グラフィーに付した。
ラビット抗血清をy4整するために、C末端で■■又はV[と融合したクロラム フェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)をE、coli中にて産生 せしめた。ベクターpC”r202を用いて、CA T−V。及びCAT−■、 を発現するベクターを構築した。両者の組換え体について不溶性物質を調整し、 B10trap系(5chleicherと5chvel! )を用いた分離用 5DS−PAGE (クーマシー染色とともに又はなしで)に付した後、電気溶 出させた。PBSに対して透析後、蛋白濃度を評価し、以下の方法により注射し た。完全フロインドアジュバント1d中の一60μ9を背と首すじに皮肉注射し 、16日後に不完全フロインドアジュバント0、8d中の130μ9を腰部に筋 肉注射し、38時間後にPBS中の50μ9を腰部と首すじに注射し、次の日に PBS中の200μ9を耳の静脈中に注射した。1週間後に、耳の静脈から採血 した。
加熱ショックプロテアーゼ欠損宿主株及び誘導ベクターを用いてE、coli中 で直接ポリペプチドを発現させる方法が、他の関係のないrl”vの産生には有 効であった。
例 2 胸カルシノーマ抗原のカーポハイドレートエピトープ(Co1cherら、19 81)に対して特異性を示す抗体のFVフラグメントを、E、coli中にて重 鎮変換ポリペプチド(■ )及び軽鎖変換ポリペプチド(■、)を発現せしめる ことにより作成し、Gloop2Fyと同様にしてin VitrO再構成を行 なった。
このムリンモノクローナル抗体は、is治療に適用可能である。ヒトの系でのそ の抗原性を減じるために、キメラ体が作成された(iJhittleら、198 7)。遺伝子工学的方法により、ヒトの定常領域上に変換領域を設けた。結合活 性が保持されることにより、変換領域(又はF、)結合性の独立性が[された。
■ 及び■、遺伝子を、ATG (ホルミルメチオニン)!1 スター・トコトン及びストップコドンを挿入することにより、あらかじめクロー ン化した完全な(しかし再7レンジされていない−Whittleら、前述)重 鎮及び軽鎖遺伝子から構築した。3’Bg12及′Cj5′ ECoRl部位も 設けた。全FV配列がこれらの2つの遺伝子中に含まれ、発瑣ベクターに適合性 を有する制限酵素部位によってかこまれるように構築した。
G l o o l) 2 V H遺伝子構築と同様にしてリンカ−を挿入する ことにより5′末端を作成した。ベクターpMG939に挿入後、2本鎖プラス ミドをジデオキシ法により配列決定することにより、リンカ−領域の配列を確認 した。
前記の例で記載したベクターpMG939の成長ホルモン遺伝子を除き、872 .3発現用のV)l又は■、遺仏子を挿入し、プラスミドpMG、ROH4/9 及びpMG、ROL5/10を形成せしめた。
上記の二重オリジンベクターを用いて、10テア一ゼ欠損株E、coli CA G629 (htD R−及びIon −)中にて重鎮及び軽鎖ポリペプチド( それぞれ、120アミノ酸及び109アミノ酸)を産生せしめた。この両者のポ リペプチドは、宿主細胞の不溶性画分中に現われたく第9図)。
結 論 スモールサイズのrFvを用いることにより、物理的方法による抗体結合部位の 研究が簡単になる。X線結晶学については、スウィッチサイトアングル(変換ド メインと定常ドメインとの間)を測定する必要はなく、コンピータ−処理時間が 減少し、rFv間の3次元構造の類似性により、新たなrFv結晶のデータ評価 が迅速に行ない得る。更には、全てのFabが結晶化するわけではなく (Da V+eSとHetzaer、’1983 ) 、また、フレキシブルニルボウベ ンドを欠いたrFvはより容易に結晶化する可能性がある。■oと■、とび別々 に産生される可能性があるために、NMRスペクトルによる完全なアサインメン トが可能であり、またインタードメインの相互作用の評価も可能である。
E、CO1+はその生成物をグリコジル化しない。イムノグロブリンの変換ドメ インはin vivoにおいて非化学Φ論的にグリコジル化されるが、カーボハ イドレートは通常は抗原結合に関与せず(Taniguchi ら、1985) 、またカーボハイドレートが存在しない場合にはIgG2b機能を示さない(N o5eと一1ozell、1983)。
変換ドメインベアーの性質が保有されることがら(Chothiaら、1985 )、カオトロピックバッファー中でのrl”v結合の再構成法はいずれのrl” vにも適用することができる。ここに記載した方法は、抗原結合の研究に適用す ることができる。■ポリペプチド発現のための高収量でかつ細胞質的ルートは、 イムノトキシン構築物の開発又は低抗原性の治療用キメラ試薬の開発に極めて有 用である。
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Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.細菌宿主細胞中のポリペプチドの直接発現からなるポリペプチドの製造方法 において、誘導発現系をプロテアーゼ欠失細菌宿主株と組合わせて用いることを 特徴とするポリペプチドの製造方法。
  2. 2.アミノ酸の数が140より少ない長さのポリペプチドが製造される請求項1 に記載の方法。
  3. 3.免疫機能的抗体断片が製造され、補足可変ドメインを有するH及びL鎖ポリ ペプチドの発現を含む請求項1又は2に記載の方法。
  4. 4.抗体断片がFv断片である請求項3に記載の方法。
  5. 5.プロテアーゼ欠失細菌宿主株がE.coLiである請求項1〜4のいずれか 1項に記載の方法。
  6. 6.プロテアーゼ欠失細菌宿主株がlon−株である請求項5に記載の方法。
  7. 7.プロテアーゼ欠失細菌宿主株がhptR−株である請求項5に記載の方法。
  8. 8.プロテアーゼ欠失細菌宿主株が多重プロテアーゼ欠失である請求項5に記載 の方法。
  9. 9.ポリペプチドが直接発現生成物として発現される請求項1〜8のいずれか1 項に記載の方法。
  10. 10.比較的小さなポリペプチド、又はDNA配列が、それが直接発現生成物と して発現するようにベクター内に位置している比較的小さなポリペプチドのため のDNA配列コードを含む誘導細菌発現ベクター。
  11. 11.DNA配列コードがアミノ酸の数が140より少ない長さのポリペプチド のためのコードである請求項10に記載のベクター。
  12. 12.DNA配列コードが実質的に完全なドメインを有するH及びL鎖ポリペプ チドのためのコードである請求項10又は11に記載のベクター。
  13. 13.請求項10〜12のいずれか1項に記載の発現ベクターで形質転換された プロテアーゼ欠失細菌宿主細胞。
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