JPH06510206A - 新規ヘテロダイマー核レセプタータンパク質、それをコードする遺伝子、およびその使用 - Google Patents
新規ヘテロダイマー核レセプタータンパク質、それをコードする遺伝子、およびその使用Info
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- JPH06510206A JPH06510206A JP5513364A JP51336493A JPH06510206A JP H06510206 A JPH06510206 A JP H06510206A JP 5513364 A JP5513364 A JP 5513364A JP 51336493 A JP51336493 A JP 51336493A JP H06510206 A JPH06510206 A JP H06510206A
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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】
新規へテロダイマー核レセプタータンパク質、それをコードする遺伝子、および
その使用
この出願は、1992年1月24日に出願された継続中の米国特許出願第07/
825.667号の一部継続出願である。
発明の技術分野
本発明は、核レセプターの分野に関する。詳しくは、本発明は、RXレセプター
をコードするDNAの単離に一部基づいており、2つの異なるタイプの核レセプ
ターであるレチノイン酸レセプター(RAR)および甲状腺レセプター(TR)
がRXレセプター(RXR)とダイマーを形成してヘテロダイマーを生成すると
いう新規観察に基づいている。このヘテロダイマーは、生理学的条件下でレチノ
イン酸応答要素(retinoic acid response eleme
nts) (RARE) 、甲状腺レセプター応答要素(thyroid re
ceptor response elements) (THE) 、または
RX応答要素(RX response elements) (RXRE)と
結合することができる。
この観察に基づき、本発明は、開示されたヘテロダイマーと結合することのでき
る因子を同定する方法、並びに該ヘテロダイマーによって結合可能なりNA配列
を同定する方法を提供する。加えて、本発明は、RA代謝に関与する哺乳動物特
異的酵素を同定する方法、RXRの新規へテロパートナ−およびレチノイン酸レ
セプターの活性化機能に関与する補助因子を記載する。
発明の背景
レチノイド(retinoids)は、を推動物の発達期間中における重要なシ
グナル分子(signaling molecules)であって幾つかの成人
組織の分化状態を制御するためのものと考えられるビタミンA(レチノール)の
代謝産物である(概観するため、ブロックス(Brockes) 、Neuro
n 2 +1285〜1294 (1989)およびブロックス、Nature
345 : 766〜768 (1990);ンヤーマン(Sherman、
M、 1.) 、レチノイドおよび細胞分化、ジャーマン(編)、CRCプレス
(1986):サマーペル(5ummerbell)ら、Trends in
Neurosci。
13 :142〜147 (1990)参照)。核レチノイドレセプターの2つ
のファミリーは、特徴付けられたレチノイン酸レセプターであり、これにはRA
R−α、R,AR−βおよびRAR−γが含まれ(概観のため、ルバー) (R
uberte)ら、Development 111 : 45〜60 (19
91b)およびシャンボン((: 11ambon)ら、Sem1nars i
n Dev、Biol、2 +153〜159 (1991a)参照)、全トラ
ンスレチノイン酸(RA)に対して高い親和性を有し、甲状腺ホルモン(TR8
)、ビタミンD3 (VDR)およびエクジソン(EcR)レセプターなどの核
レセプターと同じクラスに属する(ケレ(Koelle)ら、Ce1l 67
: 59〜77(1,991)参照)。RXRファミリーの成員であるRXR−
α(マンゲルスドルフ(Mangelsdorf)ら、Ce1l 66:555
〜561 (1990)、参照のため本明細書中に引用する)、RXR−β(ハ
マダ()l amada)ら、P roc、 Natl。
Acad、Sci、USA 86 : 8289−8293 (1989) 、
参照のため本明細書中に引用する)およびRXR−γは、はるかに高濃度のRA
に応答し、RXRの天然のりガントはRAの新規な立体異性体であると思われる
。RXRは、ドロソフィリア・ウルトラスビラクレ(Drosophilia
ultraspiracle) (usp)遺伝子産物を含む核レセプターの異
なるクラスに属する(オロ(Oro)ら、Nature347・298〜301
(1990) )。
合成および天然のDNA応答要素(REs)は、TRsについて(グラス(G]
、ass)ら、Nature 329 : 738〜741 (1987):ウ
メソノ(Umesono)ら、Ce1l 65 : 1255〜] 266 (
1991)およびその参照文献)、RARsについて(バシオス(Vasios
)ら、Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA8619099
〜9103 (1989)およびバシオスら、EMBOJ、10 :1149〜
1158 (1991);ド・テ(de The)ら、Nature 343
: 177−180 (1990);レロイ(Leroy)ら、Proc、 N
atl^cad、 Sci、 LIS^88 :10138〜10142 (1
991a)およびその参照文献)、およびRXRsについて(マンゲルスドルフ
ら、Nature 345 :224〜229 (1990)およびマンゲルス
ドルフら、Ce1l 66:555〜561 (1991))特徴付けされてい
る。これらREsはすべて、コアモチーフ、PuG*TCA (Pu=プリン)
(または関連配列)の繰り返しが方向(直行繰り返しまたは逆行繰り返し)およ
び2つのモチーフのスペースの両方において異なる立体配置をとったものからな
る。所定のレセプターによるREsの認識は、実際の配列、方向および繰り返し
モチーフのスペースに依存すると思われる。直行繰り返しモチーフ間のスペース
の影響に関する系統的な研究によると、RARsは5bpのスペースを有するモ
チーフと関係があり(ウメソノら、Ce1l 65 :1255〜1266(1
991))、一方、TRsおよびRXRsは、それぞれ4bp (ウメ’//ら
、Ce1l 65 : 1255〜1266 (1991))および1bp(マ
ンゲルスドルフら、Ce1l 66 :555〜561 (1991))のスペ
ースを有するモチーフを優先的に認識することが示された。これらREsに繰り
返しモチーフが存在すること、およびグルココルチコイドおよびエストローゲン
レセブターが、同様のモチーフからなるパリンドローム状REsにダイマーとし
て結合するという証拠(シュバーベ(S chwabe)ら、Trends B
iochem、 Sci、 116 : 291−296 (1991):ルイ
’、i (Luisi)ら、Nature 352 : 497〜505 (1
991);およびその参照文献)は、RARs、TRsおよびRXRsもまたR
Esにダイマーとして結合することを示唆している。この可能性は、TRsおよ
びRARsの場合におけるインビトロでの結合の証拠(グラスら、Ce1l 5
9 :697〜708 (1989);グラスら、Ce1l 63 : 729
〜738 (1990)、ラザー(Lazar:iら、Mo1ec、Ce11.
Biol、 11 + 5005〜5015 (199])+7t−?ン(F
orman)ら、Gene 105 : 9〜15 (1991))により直接
支持されている。しかしながら、RAR(グラスら、Ce1l 63 : 72
9〜738 (1990))およびTR(vレイ(Murray)ら、Mol。
Endocrinol、3 : 1434〜1442 (1989);バーンサ
イド(B urnside)ら、J、Biol、Chem、265 : 250
0−2504 (1990))のRESへのインビトロ結合が、種々の細胞の核
抽出物中に存在する現在のところまだ特徴付けられていない因子の添加によって
大きく刺激されることも報告されている(他の文献については検討の項目を参照
)。さらに、これら因子がRAR(グラスら、Ce1l 63 ニア29〜73
8 (1990))およびTR(ラザーら、Mo1ec。
Ce11.Biol、11 :5005〜5015 (1991);ナール(N
aar)ら、Ce1l 65 : 1267〜1279 (1991))とヘテ
ロダイマーを生成することを示す証拠も提出されており、これら(RARおよび
TR)は単離されたレセプターよりも高い親和性にてREsに結合する。
種々の宿主−ベクター系において過剰発現されたRARsの精製過程において、
これらレセプターはRAR−β2プロモーター(β−RARE)のRA応答要素
(RARE)へ結合する能力を失い(ド・テら、Nature 343 :17
7〜180 (1990)ニスコブ(S ucov)ら、Proc、 Natl
、^cad、sci、UsA87 : 5392〜5398 (1990);メ
ンデルゾーン(Mendelsohn)ら、Development 113
: 723〜734 (1991)) 、この能力は、過剰発現されたRARs
の採取源のいかんに拘わらずヒーラ細胞の核抽出物を添加することにより回復す
ることができた。
レチノイドは、口部の老化皮膚(エリス(Ellis)ら、Pharmacol
、 5kin、 3:249〜253 (1989) )、種々のタイプの皮膚
病(ゴルニック(Gollnick) 、Derffiatological
175 (1) : 182〜195 (1987) )、角質化の疾患(ハラ
プル(Happle)ら、Dermatological 175 (1) +
107〜124 (1987)’) 、慢性関節リュウマチ(プリンケルホフ
(B rinckerhoff)ら、1985 レチノイド、分化および疾患、
ピットマン、ロンドン(チバファウンデーションシンポジウム113)191〜
211頁)、基底細胞癌腫(ベック(Peck) 、DerIIlatolog
ical 175 (1) :138〜144(1987))、および全身性硬
化症(モーリス(Maurice)ら、Pharmacol。
5kin、3 : 235〜239 (1989))の治療に用いられている。
加えて、レチノイドは、免疫刺激作用を有しくデナート(Dennert) 、
1985 レチノイド、分化および疾患、ピットマン、ロンドン(チバファウン
デーションシンポジウム113)117〜131頁)、表皮末端分化を抑制しく
リヒティ(Lichti)ら、1985 レチノイド、分化および疾患、ピット
マン、ロンドン(チバファウンデーションシンポジウム113)77〜89頁)
、膀胱における発癌を調節しくヒックス(H1cks)ら、1985 レチノイ
ド、分化および疾患、ピットマン、ロンドン(チバファウンデーションシンポジ
ウム113)168〜190頁)、肝癌腫細胞の分化を制御しくジャーマンら、
1985 レチノイド、分化および疾患、ピットマン、ロンドン(チバファウン
デーションシンポジウム113)42〜60頁)、気管上皮細胞の分化を制御し
くジェッテン(J etten)ら、1985 レチノイド、分化および疾患、
ピットマン、ロンドン(チバファウンデーションシンポジウム113)61〜7
6頁)、新生物トランスフォーメーションを抑制しくバートラム(B ertr
am)ら、1985 レチノイド、分化および疾患、ピットマン、ロンドン(チ
バファウンデーションシンポジウム113)29〜41頁)、抗炎症作用を有し
くネイ(Neいら、Der+aatological 175 (1): 93
〜99 (1987)) 、黒色腫増殖を調節する(アモス(A was)ら、
Pharmacol、5kin、3 : 29〜36 (1989) )ことが
示されており、コレステロール代謝において重要な役割を有するかもしれない(
ロットマン(Rottman)ら、Mo1ec、Ce11.Biol、11 :
3814〜3820 (1991))。
レチノイドが制御することのできる種々の作用がどのような分子的基盤に基づい
ているのかはわかっていない。ひとつの可能性としては、レチノイドによって制
御される種々の作用は組織特異的RARレセプターとのレチノイドリガンドの相
互作用によって引き起こされるということが挙げられる。別の考え方として、こ
れら種々のレセプターは異なるREモチーフに異なる親和性で結合するのかもし
れない。
本発明において開示される観察を用い、特定のRAR/RXR,およびTR/R
XRヘテロダイマーの組み合わせとのレチノイド、またはその誘導体の相互作用
を調べることがいまや可能である。加えて、これらへテロダイマーの組み合わせ
のそれぞれについて、異なるRARE、TREまたはRXRE配列との親和性を
調べることができる。そのような系により、レチノイドによって刺激される生物
学的作用の一層の理解が得られ、次世代のレチノイドの同定が可能となるであろ
う。
発明の要約
本発明は、3つのタイプの核レセプターであるRAR,RXRおよびTR(DN
A応答要素にホモダイマーとして結合すると思われていた)が生理学的条件にお
いてへテロダイマーを実際に生成し、これがそれぞれの各ホモダイマーに比べて
高い親和性を種々のREモチーフに対して有するという新規な観察に一部は基づ
いている。
この観察に基づき、本発明は、2つのサブユニット(これらサブユニットの一方
はRARまたはTRであり、他方のサブユニットはRXRである)からなるヘテ
ロダイマータンパク質を提供する。
本発明はさらに、RXRの高度精製サブタイプおよびイソ形を提供する。このR
XRの高度精製形は、約1461〜7,750,000cpm/μgの比活性を
有する。本発明の種々のRXRのアミノ酸配列の例は、配列番号2(mRXR−
β)、配列番号4 (hRXR−β1)、配列番号6 (hRXR−β2) 、
配列番号9 (mRXR−α)、および配列番号11(mRXR−γ)に示しで
ある。
本発明はさらに、RXRのサブタイプおよびイソ形を精製する方法を提供する。
詳しくは、RXRは、
(a)約50mMからのKCIを含有する緩衝液の存在下、RXRタンパク質を
含有する試料をDEAEクロマトグラフィーカラムと接触させ;(b)カラムか
らのフラクションによる流れ中のRXRを回収し;(C)フラクション(b)に
よる該流れをHEP−UGカラムと接触させ:(d)約290mMからのKCI
を用い、カラムからRXRを溶出し。
(e)該KCI溶出したRXR(d)をフェニル−5PWカラムと接触させ。
(f)約250mMからの硫酸アンモニウムを用い、カラムからRXRを溶出し
くg)該硫酸アンモニウム溶出RXR(f)をHEP−TSKカラムと接触させ
(h)約250mMからのKCIを用い、カラムからRXRを溶出し;(i)該
KCI溶出RXR(h)をHAP−TSKカラムと接触させ二ついで(j)約1
50mMからのリン酸カリウムを用い、カラムがらRXRを溶出することにより
精製することができる。
本発明はさらに、上記へテロダイマーのいずれかと結合することのできるDNA
配列を提供する。
本発明はさらに、上記へテロダイマーのいずれがと結合することのできる抗体を
提供する。
本発明はさらに、本発明のヘテロダイマーと結合することのできる因子の同定方
法であって、
(1)因子を本発明のへテロダイマーの一つとともにインキュベートし;つぃで
(2)該因子が該ヘテロダイマーに結合したか否かを決定する工程からなること
を特徴とする方法を提供する。
本発明はさらに、RARESTRE、またはRXREに機能的に連結した配列の
転写を誘発することのできる因子の同定方法を提供する。これら方法は、(1)
細胞、生物、またはその抽出物(本明細書に記載する1または2以上のへテロダ
イマーを発現するよう変えである)を因子とともにインキュベートし、その際、
該細胞または生物はRAREに機能的に連結したレポーター配列を含有する:つ
いで
(2)該レポーター配列の発現についてアッセイする工程からなる。
本発明はまた、まず上記アッセイにおいて転写を誘発することのできるヘテロダ
イマー/RE/因子の組み合わせを同定し、ついでヘテロダイマーを発現しDN
A配列(REに機能的に連結)を含有するように細胞または生物を変えることに
より、特異的因子に応答したDNA配列の発現を指令する方法をも提供する。
本発明はさらに、レセプターのRXRファミリーの成員をコードするDNA配列
を提供する。詳しくは、mRXR−βの1つのイソ形をコードする配列(配列番
号l) 、hRXR−βの3つのイソ形をコードする配列(配列番号3.5およ
び7) 、mRXR−αの1つのイソ形をコードする配列(配列番号8)、およ
びmRXR−γの1つのイソ形をコードする配列(配列番号10)を記載しであ
る。
依存性:ヒーラ細胞RBFの精製
AおよびB、粗製の(レーン1〜4)または精製した(レーン5〜8)rVV−
発現hRAR−γ、粗製の(レーン9〜12)または精製した(レーン13〜1
6)rBV−発現h R,A R−γインビトロ翻訳レセプター(レーン20〜
23)および細菌発現hRAR−γ(レーン24〜27)を含有するインキュベ
ーションに増加量のヒーラNE (0,1,5,3および6mgのタンパク質)
を加えたゲル遅滞(retardation)アッセイ。矢印はヒーラおよび5
f9−細胞特異的複合体の位置を示す。hRAR−γ不在下でのヒーラ核抽出物
の2つの独立した調製物の結合をレーン17〜19および28〜30に示す。
C表示のように、ヒーラ(3μgのタンパク質)、5f9(5μg)およびドロ
ソフィリア52(5μg)細胞から調製した抽出物とともに細菌発現hRAR−
γ(10フィコモル)をインキュベートしたゲル遅滞アッセイ。レーン5〜7は
hRAR−γの不在下でのこれら抽出物の結合を示す。
D、 ヒーラ細胞RBF精製の各工程を表す銀染色ケル。各レーンに負荷したタ
ンパク質の量(l1gにて)は WCE、1.5 ; DEAE FT、1.1
;HEP−UG、2 :フェニル−5ルw、5 :HEP−TSK、1.3お
よびHAP−TSK、0.05 (推定)。分子量櫟準(バイオラド)の移動を
示す。
E ヒーラ細胞RBF精製の各工程を表すゲル遅滞アッセイ。ヒーラNE(4μ
gのタンパク質)を陽性コントロールとして含めた(レーン2)。各レーンに用
いたヒーラ細胞タンパク質の量(μgにて)は+WCE、10:DEAEFT、
0.5 ; HEP−UG、 0.18 ;フェニル−5PW、0.12;14
EP−TSK、、0.03およびHAP−TSK O,001(推定)。レーン
には、各精製工程からの記載した量のタンパク質、および図示しである場合には
10フィコモルの細菌−発現hRAR−γが含まれる。
茎2 mRXR−α、−βおよび−γとのhRXR−βのアミノ酸整列アミノ酸
の同一性を星印(すべてのRXRsの間の同一性について)および/または点(
ヒトおよびマウスのRXR−βの同一性について)で示す。他の核レセプターと
の相同性に基づき、DNA (領域C)およびリガンド結合(領域E)ドメイン
を示す。精製ヒーラ細胞RBFのトリプシン消化により得られた7つのアミノ酸
配列を斜線を入れた囲みにより示す。p24およびp27上の白三角の矢印は、
PCRプライマーを導き出したアミノ酸を示す(本文参照)。p25およびp2
8は、得られたペプチドの中でRXRファミリーの成員間を識別し得る唯一のペ
プチドであることに注意すべきである。mRXR−α、−βおよび−γおよびh
RXR−βのヌクレオチド配列についてのEMBLデータバンクのアクセス番号
は、それぞれ・・・
聾1 クローニングRXRsはβ−RAREへのhRARsの結合を刺激するA
、約10フイコモルの細菌−発現hRAR−γを、図示しであるように、等モル
量のインヒドロ翻訳したm RX RSの不在下(レーン1)または存在下でβ
−RAREとともにインキュベートした。コントロールとしてmRXRs (2
μl)を含有するものに対応するウサギ網状赤血球(RRL)の所定容量もhR
AR−γと混合した(レーン5)。hRAR−γの不在下でのRXRsおよびR
PLのβ−RAREへの結合をレーン6〜9に示ス。
B、 RARs (〜10フィコモルの各レセプター)をインビトロ翻訳により
調製し、ヒーラ核抽出物(3μgのタンパク質)かまたはmRXR−α(〜10
フィコモル、インビトロ翻訳)の不在下または存在下でβ−RAREとともにイ
ンキュベートした。コントロールレーン10〜12は、RARsの不在下での、
それぞれヒーラNESmRXR−αおよびRRLをβ−RAREとともにインキ
ュベートしたものに対応する。
ニワトリTRα1の結合
A、 β−RAREおよびTREpalプローブへの単離RARおよびRXRの
結合。レーン1〜9および10〜18(β−RARE結合)は同じゲルに由来す
る。しかしながら、後者のレーンは弱い複合体を可視化するために一層長L1期
間暴露しである。同様に、レーン19〜26および27〜34(TREpal結
合)は、後者のレーンを同様の目的で一層長(暴露した他は同一である。図示し
であるように、部分精製した(DEAE FT、2μg)または精製した(HA
P−TSK、lng)ヒーラ細胞RBFSmRXR−a (〜10フィコモルイ
ンビトロ翻訳) 、mRXRaER(F)(〜10フィコモルインビトロ翻訳)
および細菌−発現hRAR−γ(〜10フィコモル)をβ−RARE (このプ
ローブの上部鎮の配列を示す)とともにインキュベートした。特異的抗体の存在
下ではmRXRaER(F)(レーン6および15)およびhR,AR−7(レ
ーン9および18)のスーパーシフトした(supershifted)複合体
が観察されたが、一方、非特異的な抗体(AB4γ、レーン5および14)を用
いた場合はmRXRaER(F)複合体はスーパーソフトしなかった。レーン1
9〜34は試料の内容物に関してレーン1〜]8と正確に対応するが、前者のレ
ーンはTREpal (このプローブの上部鎖の配列を示す)への結合に対応す
る。矢印は特異的複合体を示す。
B、 RXRとRARかまたはC−erbAとのβ−RAREおよびTREpa
lプローブへの協力的結合。これらゲルの暴露時間は上記Aにおけるレーン1〜
9および19〜26のものと同一であることに注意すべきである。レーン1〜9
は、図示するように、β−RARE単独(レーン1)またはヒーラ細胞ROFの
DEAE FTまたはHAP−TSK調製物、(−erbA(インビトロ翻訳し
た〜10フィコモル)、mRXR−a、mRXRaER(F)またはRRLの存
在下での細菌−発現hRAR−γ(〜10フィコモル)結合を示す。hRAR−
γ/mRXRαER(F)/β−RARE複合体(レーン6)は、Ab47(レ
ーン7)およびAbF3 (レーン8)の両方によりスーツく一ンフトした。レ
ーン10〜17は、図示するように、β−RARE単独(レーン10)またはヒ
ーラ細胞RBFのDEAE FT*た1tHAP−TSKtll製物、hRAR
−r、!nRXR−a、mRXRaER(F)またはRRLの存在下でのc−e
rbA(〜10フィコモル、インビトロ翻訳)結合を示す。c−erbA/mR
XRαER(F)/β−RAREスーパーシフト複合体は、AbF3の添加で観
察された(レーン16)。レーン18〜34はレーン1〜17に正確に対応する
が、前者のレーンはTREpalへの協力的結合相互作用を表す。量またはレセ
プターは上記Aに示したものと同じであった。
95 RARおよびRXRの化学的架橋および同時免疫沈降A、 図示するよう
に、[”S] hRAR−γ(〜50フィコモル)を等モル量の非標識hRAR
−γまたはmRXRaER(F)とともにインキュベートした。インキュベーシ
ョンは、図示するように、500フィコモルのβ−RAREwtおよびDSS
(最終濃度1mM)の不在下または存在下で行った。上の矢印はレーン3.5.
7および9で観察された架橋生成物を示し、下の矢印は[35S] hRAR−
γモノマーに対応する。レーン1は[”S] hRAR−γの移動についての参
照レーンである。
B 工程Bは、標識レセプターが[”S] mRXRaER(F)である他は工
程Aと同じである。架橋複合体および[”S] mRXRaER(F)モノマー
をそれぞれ上および下の矢印で示す。非標識レセプター、β−RARE、DSS
および沈降抗体は示すとおりである。レーン1は[”S] mRXRaER(F
)の移動についての参照レーンである。
図6 各タンパク質の欠失および変異分析によるRAR/RXR相互作用の特徴
付け
A β−RAREへのhRAR−γ変異体のDNA結合。hRAR−γ変異体を
インビトロで翻訳しくRRLを使用)、翻訳されたタンパク質の量を記載するよ
うにして(実験手順を参照)標準化した(〜10フィコモル/アッセイ)。
図示するように、等モル量のmRXR−αの存在下または不在下でゲル遅滞アッ
セイを行った。オートラジオグラフィーの後、特異的複合体を切り出し、シンチ
レーションカウンターでカウントして各変異体による複合体生成の程度を定量し
た。図示しであるのは、これら変異体の模式図およびhRAR−7wtとの比較
における対応活性である。
B、 β−RAREへのmRXR−α変異体の結合を同様にしてアッセイした。
mRXR−α変異体をインビトロ翻訳し、等モル量(〜10フィコモル)の細菌
−発現hRAR−7の存在下または不在下でゲル遅滞アッセイを行った。この実
験を工程Aの記載と同様にして定量化した。一つの変異体であるmRXR−αΔ
449−466のDNA結合特性はゲル中に示していないが、この変異体および
hRAR−γの存在下で生成した複合体はmRXR−αまたはmRXRαΔ45
5−466のものと識別できなかったことに注意すべきである。
図7 異なる繰り返し間スペースの直行繰り返し上でのRAR/RXR複合体生
成の比較
10フィコモルの細菌−発現hRAR−γ、インビトロ翻訳hRARγ−ΔC4
、mRXR−αwtまたはmRXR−aΔC4を、図示するように、β−RAR
E(レーン1〜8)またはβ−RAREI (レーン9〜16)プローブととも
に種々の組み合わせでインキュベートした(それぞれの繰り返しモチーフを示す
)。
右側のパネルは、暴露を少なくしたレーン1〜3を示す。他の存在するバンドは
、非特異的な大腸菌またはRRLタンパク質によるものである(データは示して
いmRXR−(x (レーン5〜12)または親発現ベクター(pSG5、レー
ン1〜4)でトランスフェクションした細胞から調製したCOS細胞WCHのア
リコート(10μgのタンパク質)を、図示するように、抗〜RARモノクロー
ナル抗体Ab9α、Ab7βおよびAb4γの存在下または不在下でβ−RAR
Eとともにインキュベートしたゲル遅滞アッセイ。上および下の矢印は、それぞ
れスーパーシフトしたおよびスーパーシフトしていない複合体の位置を示す。
阻 選択された核レセプターのダイマー生成能で示されるサブドメインのアミノ
酸配列整列
(ホモ)ダイマー生成に不可欠のマウスニストロジエンレセプター(MER)の
領域(ファウエル(F awell)ら、Ce1l 60 : 953〜962
、星印は変異したときにレセプターのホモダイマー生成能を破壊する残基を示す
)。斜線の囲みに囲まれた残基は、フォーマン(F orman)ら、Mo1.
Endocrinol、 4 : 1293〜1301 (1990)により
提唱されるヘブタド繰り返し9 (heptadrepeat 9)に対応する
。mRXR−a、uspおよびE75Aの場合には、他のヘブタド(下線を引い
である)繰り返しが可能である。プロリン残基(この領域に柔軟性を付与すると
思われる)も示しである。図示しである配列は、下記文献からのものである:m
ER(ホワイト(White)ら、Mo1. Endocrinol、 1 +
735〜744 (1987))(ファウエルら、Ce1l 60 : 953
−962 (1990)も参!Q);RAR−7、クルスト(Krust)ら、
Proc、 Natl、^cad、 Sci。
US^86 : 5310〜5314 (1989); cTR−al、サップ
(Sap)ら、Nature 34 : 635〜640 (1988); h
VDR,ベーク−(B aker)ら、Proc、 Natl^cad、sci
、USA85 : 3294〜3298 (1988); EcR,ケレ(Ko
elle)ら、Ce1l 67:59〜77 (1991);mRXR−α、時
車レポート:usp、オO(Oro)ら、Nature 347:298〜30
1 (1990);E75A、セグレープ(S egrave)ら、Genes
and Dev、 4 : 204〜219(1990):svp、ムロドジ
ク(Mlodzik)ら、Ce1l 60 : 211〜224 (1990)
; rNGFl−B、ミルプラント(Milbrandt) 、Neuron
1 +183〜188 (1988):hear−1、ミャジv (Miyaj
ima)ら、Ce1157:31〜39 (1989)。
る
a、キメラRARa1−ER,CASおよびRXRa−ER(C)レセプターお
よびその末端欠失誘導体の模式図。数字はアミノ酸の位置を示す。これらキメラ
レセプターはヒトERのDBD (斜線の囲み)を含み、2μ−由来酵母マルチ
コピープラスミドYEplOおよびYEp90 (ビニラット(Pierrat
、 B、)ら、Gene 119 : 237〜245 (1992))中、構
成酵母PGK (ホスホグリセレートキナーゼ)遺伝子プロモーターから発現さ
せた。b、全トランスレチノイン酸(T−RA)および9−シスレチノイン酸(
9C−RA)に対するRARα1−ER,CASおよびRXRa−ER(C)の
用量応答。キメラレセプターRARα1−ER,CASおよびRXRa−ER(
C)をレポーター株(PL3)(染色体中に組み込まれた3ERE−URA3レ
ポーター遺伝子を含有(ビニラットら、Gene 119:237〜245 (
1992)))中、図示した濃度のT−RAまたは9C−RAの存在下で発現さ
せた。レポーター遺伝子の転写はURA3遺伝子遺伝子産物0カPデカーゼチジ
ン−5°−モノホスフエートデカルボキシラーゼ)の比活性を測定することによ
り決定し、リガンド不在下で観察されるOMPデカーゼ活性レベルに対する倍誘
発(fold 1nduction)として示す。C1レチノイン酸誘導体は、
RARα1−ER,CASおよびRXRa−ER(C)によるトランス活性化(
transactivation)を差別的に誘発する。下記リガンドの存在下
でのRARα1−ER,CASまたはRXRa−ER(C)を発現する酵母株P
L3中でのレポーター活性の誘発、TRA、9C−RA、T−ddRA (全ト
ランス3,4−ジデヒドロレチノイン酸)、9C−ddRA (9−シス3.4
−ジデヒドロレチノイン酸)。リガンドの最終濃度は10”’Mであった。レポ
ーター遺伝子のトランス活性化レベルは、OMPデカーゼ活性の単位(トランス
フオームした基質のナノモル/分/mgタン/(り質)として示しである。
里11 RARαおよびRXRaは協力して酵母中のRAREレポーター遺伝子
を活性化する
a、 トランス活性化実験に用いたDR5−URA3レポーターのプロモーター
領域の模式図。基本転写および活性化転写の両方に必要なURA3プロモーター
配列を欠失させ、RARE配列で置換した。この要素は、5つの塩基対で分離さ
れたモチーフ5°−AGGTCA−3°の直行繰り返しくDR5;その配列を示
しである)よりなる。ATG開始コドン(+1)との関係におけるDR5および
TATAボックスの位置も示してあり、曲がった矢印はURA3mRNAの転写
の開始のおよその部位を示す。レポーター遺伝子は、酵母株YPH250中、動
原体(centromeric)プラスミド上で維持された。b、 RXRaは
DR5要素上、酵母中でRARα活性を促進する。DR5−URA3レポーター
プラスミドおよびRARα、RARαdnΔABSRXRa、RXRαdnΔA
Bを図示した組み合わせで発現するマルチコピープラスミド(図10参照)、ま
たは親ベクター(コントロール)、を含有するトランスフォーマントの抽出物中
、リガンド(T−RAまたは9C−RA+最終濃度5X10−’M)の存在下ま
たは不在下で測定したOMPデカーゼ活性。RARαdnΔABおよびRXRα
dnΔABにおいて、A/B領域およびRARαおよびRXRaのC−末端の一
部をそれぞれ欠失させたところ、転写的に不活性な変異誘導体が得られた(デー
タは示していない)。示した平均値および標準偏差は、各クローンについて3つ
の別々のトランスフォーマントを用いた少なくとも2つの実験によるものである
。C99C−RAはDR5−レポーター遺伝子上、酵母中でRXRα活性を誘発
する。
DR5−URA3レポータープラスミドを含有し、図示するようにRARαとR
XRaまたはRXRadnを共発現するトランスフォーマントにおけるT−RA
および9C−RAへの用量応答。RXRadnは哺乳動物細胞において優性な陰
性レセプターであり、C−末端欠失を含む(デュランド(D urand、 B
、 )ら、Ce1l 71 : 73〜85 (1992))。トランス活性
化は、リガンドの不在下で得られる値に対するレポーター活性の倍誘発で示す。
図12 酵母中で産生されるRARαおよびRXRαはインビトロでのRARE
へのDNA結合について協力する
標識DR5プローブ(その配列を図の下に示す)およびレセプターなしくレーン
1)、mRXRa (7ウスRXRaレセプター)(レーン3) 、hRARa
(ヒトRARαルセブター)(レーン5) 、hRARaおよびmRXRa(レ
ーン7) 、hRARaおよびmRXRadn (vウスRXRαdnレセプタ
ー)(レーン9)を発現する酵母トランスフォーマントから調製した細胞遊離抽
出物を用いてゲル遅滞アッセイを行った。結合の特異性は、RARα−特異的モ
ツクローナル抗体Ab9α(レイド(Leid、M、)ら、Ce1l 68 :
377〜395 (1992))を用いてスーパーシフトした遅滞複合体によ
り確認された。レーン2.4.6.8および10にはそれぞれレーン1.3.5
.7および8と同一の試料が含まれるが、電気泳動をする直前に抗体とともに試
料をインキュベートした。
矢印は特異的なスーパーシフトした複合体を示す。
発明の詳細な記載
本発明は、RXRレセプターファミリーの成員をコードするDNA配列の単離に
一部基づいている。
本発明は、さらに、3つのタイプの核レセプターであるRAR,RXRおよびT
R(DNA応答要素にホモダイマーとして結合すると思われていた)が生理学的
条件において実際にヘテロダイマーを生成するという新規観察に基づいている。
かくして生成されたヘテロダイマーは、それぞれのホモダイマーに比べてはるか
に高い効率てREに結合することができる。
これら観察に基づき、本発明は、これまで未知であったDNA配列並びにヘテロ
ダイマータンパク質を提供する。
本発明は、mRXR−βの1つのイソ形(配列番号1) 、hRXR−βの3つ
のイソ形(配列番号3.5および7) 、mRXR−αの1つのイソ形(配列番
号8)、およびmRXR−γの1つのイソ形(配列番号10)をコードするDN
A配列を開示する。当該技術分野で公知の手順、たとえばアンカー(ancho
red) PCRやサザーンブロッティングなどとともにこれら配列またはその
断片をプローブとして用い、相同なRXRレセプターをコードするDNA配列を
他の生物から単離すること、並びに他のサブタイプのRXR,およびRXRの種
々のサブタイプの他のイソタイプを単離することがいまや可能である。
本明細書においてRXRの「サブタイプ」は、該レセプターのA、Bおよび/ま
たはD領域内に存在するサブタイプ特異的配列により同定する。特定のRXRフ
ァミリーの所定の生物からのすべてのイソタイプ、たとえばヒトRXR−βのす
べてのイソタイプは、これら領域内のサブタイプを定める保存された配列を有す
る。
本明細書においてRXRレセプターの特定のサブタイプの「イソ形」は、RXR
レセプターのA領域中に存在する配列不均一により同定する。所定の生物からの
RXRレセプターの種々のイソ形は異なるA領域配列を有するであろう。
たとえば、当業者であれば、配列番号10(RXRのマウスRXR−γ特異的領
域をコードする)のA、Bおよび/またはD領域を用いてサルRXR−γ配列を
単離し、またはこの配列のBおよび/またはD領域を用いてマウス(または他の
いかなる生物)RXR−γの他のイソ形を単離することができる。
本発明はさらに、上記配列でトランスフオームした細胞または生物を包含する。
当業者であれば、上記配列で原核生物(大腸菌およびバシラス・サチリスなど)
並びに真核生物(ヒト細胞、昆虫細胞および酵母など)を容易にトランスフオー
ムすることができる。
本発明はさらに、2つの同一でないサブユニットからなるヘテロダイマータンパ
ク質を開示する。これらサブユニットの一つはRARまたはTRであり、他方の
サブユニットはRXRである。
本発明のへテロダイマータンパク質の例示としては、第一のサブユニットがRA
R−α、RAR−β、RAR−γ、TR−αまたはTR−βレセプターファミリ
ーのイソタイプよりなる群から選ばれたRARであり、第二のサブユニットがR
XR−α、RXR−β、またはRXR−7レセブターフアミリーのイソタイプよ
りなる群から選ばれたRXRであるタンパク質が挙げられるが、これらに限られ
るものではない。
本発明のへテロダイマーの例示としては、RAR−α1、RAR−α2、RAR
−α3、RAR−α4、RAR−α5、RAR−α6、RAR−α7、RAR−
β1、RAR−β2、R,AR−β3、RAR−β4、RAR−γ1、RAR−
γ2、RAR−γ3、RAR−γ4、RAR−γ5、RAR−γ6、RAR−γ
7、TR−α1、TR−α2、TR−β1、TR−β2よりなる群から選ばれた
一つのサブユニット、およびmRXR−α(配列番号9) 、hRXR−β1(
配列番号4) 、hRXR−β2(配列番号6) 、hRXR−β3、mRXR
−β(配列番号2)、またはmRXR−γ(配列番号11)よりなる群から選ば
れた他のサブユニットからなるタンパク質が挙げられるが、これらに限られるも
のではない。
本発明はさらに、RXRの高度精製サブタイプおよびイソ形を提供する。本明細
書において、あるタンパク質が該タンパク質を含む全細胞抽出物(WCE)中で
認められる比活性に比べて大きな比活性を有する場合に該タンパク質は高度精製
されているという。たとえば、ヒーラ細胞のWCEで一般に観察される比活性は
1.56cpm/μgである(たとえば、アッセイ条件のための実施例を参照)
。
RXRの高度精製形は、約1461〜7,750.OOOcpm/μgの比活性
を有する。本発明の種々の高度精IRXRのアミノ酸配列の例を配列番号2(m
RXR−β)、配列番号4 (hRXR−β1)、配列番号6 (hRXR−β
2)、配列番号9 (mRXR−α)、および配列番号11(mRXR−γ)に
示す。
いかなる真核生物も、該採取源生物が天然にそのようなサブユニットを含有して
いる限り、ヘテロダイマーサブユニット、またはそれをコードする遺伝子の採取
源として用いることができる。本明細書において、「採取源生物」とは、該生物
中で該サブユニットが発現されているかどうかまたは最終的に該生物から該サブ
ユニ、トが単離されるかどうかとは無関係に、該サブユニットのアミノ酸または
DNA配列が由来する元の生物をいう。たとえば、そのアミノ酸配列がヒトRX
R−α1のアミノ酸である限り、酵母中で発現したRXR−α1の「採取源生物
」はヒトであるということができる。最も好ましい採取源生物は、ヒト、マウス
、およびニワトリである。
本発明のヘテロダイマータンパク質のサブユニットを得るために、当該技術分野
で公知の種々の方法を利用することができる。一つの態様において、所定のサブ
ユニットを産生ずる組織または細胞からサブユニットを精製する。当業者であれ
ば、所望のサブユニットを得るためにタンパク質を単離するための公知の方法に
容易に従うことができる。これらの例としては、イムノクロマトグラフィー、H
PLC,サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、およ
びアフィニティークロマトグラフィーが挙げられるが、これらに限られるもので
はない。
本発明はさらに、RXRのサブタイプおよびイソ形を精製する方法を提供する。
詳しくは、RXRは、
(a)約50mMからのKCIを含有する緩衝液の存在下、RXRタンパク賃を
含有する試料をDEAEクロマトグラフィーカラムと接触させ;(b)カラムか
らのフラクションによる流れ中のRXRを回収し:(C)フラクション(b)に
よる該流れをHEP−UGカラムと接触させ:(d)約290mMからのKCI
を用い、カラムからRXRを溶出し;(e)該KCI溶出したRXR(d)をフ
ェニル−5PWカラムと接触させ。
(f)約250mMからの硫酸アンモニウムを用い、カラムからRXRを溶出し
くg)該硫酸アンモニウム溶出RXR(f)をHEP−TSKカラムと接触させ
(h)約250mMからのKCIを用い、カラムからRXRを溶出し。
(1)該KCI溶出RXR(h)をHAP−TSKカラムと接触させ:ついで(
D約150mMからのリン酸カリウムを用い、カラムからRXRを溶出すること
により精製する。
当業者であれば、上記精製手順を採用して、容易に幾つかの精製工程を省きまた
は他の精製工程を組み込むことができる。
他の態様において、所望のサブユニットを発現するように変えた細胞からサブユ
ニットを精製する。
本明細書において、遺伝子工学により、ある細胞が通常は産生じないかまたは通
常は低レベルでしか産生しないタンパク質を産生ずるようにした場合に、該細胞
は「所望のサブユニットを発現するように変えた」といわれる。当業者であれば
、所望のサブユニットを産生ずる細胞を生成するために、真核または原核のいず
れかの細胞中にゲノムまたはcDNA配列のいずれかを導入または発現させるた
めの手順を容易に採用することができる。
ルバート(Ruberte)ら、Development 111 : 45〜
60 (1991)、ンヤンボン(Chambon)ら、5esinars i
n Dev、Biol、 2 :153〜159 (1991)、ケレら、Ce
1l 67 : 59〜77 (1991) 、マンゲルスドルフら、Ce1l
66:555〜561 (1990)、ハマダら、Proc、 Natl、^
cad、 Sci、 US^86 : 8289〜8293 (1989) 、
オロら、Nature 347 : 298〜301 (1990)に記載され
ている配列などのようなりNA配列が同定されているサブユニットを含む、所望
のサブユニットをコードするDNAのための種々の採取源生物が存在する。
別法として、RAR,RXRlおよびTRの種々の識別されるサブタイプおよび
イソ形にハイブリダイズすることのできるプローブを入手できるので、日常的な
ハイブリダイゼーションおよびこれらレセプターを有する宿主からの選択により
、所望のサブユニットをコードするDNA配列を得ることができる。
DNAなどの核酸分子は、それが転写および翻訳制御情報を含むヌクレオチド配
列を含み、そのような配列がポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に「機
能的に連結されているj場合に該ポリペプチドを「発現することができる」とい
われる。機能的連結とは、これら制御DNA配列および発現しようとするDNA
配列とが遺伝子配列発現を可能とするような仕方で結合された連結をいう。遺伝
子配列発現に必要とされる制御領域の正確な特性は生物によって異なるが、一般
に、プロモーター領域を含み、該領域には原核生物においてプロモーター(RN
A転写の開始を指令する)並びにRNAに転写される場合にRXR合成の開始を
シグナルするであろうDNA配列が含まれる。そのような領域には、通常、TA
TAボックス、キャップ配列、CAAT配列などのような、転写および翻訳の開
始に関与する5゛−非コード配列が含まれるであろう。
所望なら、RXRをコードする遺伝子配列の3′非コード領域を上記方法により
得ることができる。この領域は、終止およびポリアデニル化などのような、その
転写終止制御配列のために保持してよい。それゆえ、RXRをコードするDNA
配列に天然に隣接する3°−領域を保持することにより、転写終止シグナルを得
ることができる。転写終止シグナルが発現宿生細胞において充分に機能的でない
場合には、該宿主細胞において機能的な3゛領域を置換することができる。
2つのDNA配列(プロモーター領域配列とRXRコード配列など)は、これら
2つのDNA配列の間の連結の性質が(1)フレームシフト変異を誘発しない、
(2)プロモーター領域がRXR遺伝子配列の転写を指令する能力を妨害しない
、または(3)RXR遺伝子配列がプロモーター領域配列により転写される能力
を妨害しない場合に、機能的に連結されているといわれる。それゆえ、あるプロ
モーターがあるDNA配列の転写を起こすことができる場合に、該プロモーター
領域は該DNA配列に機能的に連結されているであろう。
それゆえ、RXRを発現するには、適当な宿主によって認識される転写および翻
訳シグナルが必要である。
本発明は、原核または真核細胞のいずれかにおけるRXRタンパク質(またはそ
の機能的誘導体)の発現を包含する。好ましい原核宿主としては、大腸菌、バシ
ラス、ストレプトマイセス、ンユードモナス、サルモネラ、セラチアなどの細
”菌が挙げられる。最も好ましい原核宿主は大腸菌である。特定の興味における
細菌宿主としては、大腸菌に12株294 (ATCC31446) 、大腸菌
X1776 (ATCC31537) 、大腸菌W3110(F−、ラムグー、
原栄養性(ATCC27325) )、およびサルモネラ・ティフィムリウム(
Salmonella typhimurium)やサルモネラ−?ルセツセン
ス(Sa1monella■arcescens) 、および種々のシュニドモ
ナス種などの他の腸内細菌力く挙ζfられる。
そのような条件下ではRXRは糖付加されないであろう。原核宿主は、発現プラ
スミド中のレプリコンおよびコントロール配列と両立するものでなけれ:fなら
ない。
原核細胞(たとえば、大腸菌、バシラス・サチリス、シュードモナス、ストレプ
トマイセスなど)中でRXR(またはその機能的誘導体)を発現す引こ(よ、R
XRコード配列を機能的な原核プロモーターに機能的に連結する必要がある。そ
のようなプロモーターは、構成的であるか、または一層好ましくは制御的である
(すなわち、誘発し得るまたは抑制し得る)かいずれであってもよLl。構成的
プロモーターの例としては、バクテリオファージλのintプロモーター、pB
R322のβ−ラクタマーゼ遺伝子配列のblaプロモーター、およびpPR3
25のクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子配列のCAT7
’ロモーターなどが挙げられる。誘発し得る原核プロモーターの例として1ま、
lくクテリオファージλの主要右および左プロモーター(PLおよびPR)、大
腸菌のt「p、recAS 1acZ、IacLおよびgalプロモーター、お
よび/くシラス・サチリスのα−アミラーゼ(ウルマネン(U 1manen、
I 、 )ら、JBacteriol、162 : 176〜182 (19
85))およびC−28−特異臼タプロモーター(ギル7 ン(Gilman、
M、 Z、 )ら、Gene 5equence 32:11〜20(198
4))、バシラスのバクテリオファージのプロモーター(グIJクザン(Gly
czan、 T、 J 、 )、「バシラスの分子生物学」、アカデミ・ツクブ
レス、二ニーヨーク(1982))、ストレプトマイセスプロモーター(ウオー
ド(Ward、 J 、 M、 ) ら、Mol、Gen、Genet、203
: 468〜478 (1986))が挙げられる。
原核プロモーターについては、グリツク(C1ick、 B、 R,) (J
、 I nd。
Microbiol、1 : 277〜282 (1987) ) ;セナチェ
ンポ(Cenatienpo。
Y、) (Biochimie 68 : 505〜516 (1986) )
;およびゴッテスマン(Gottesman、 S、) (Ann、Rev、
Genet、 18 : 415〜442 (1984) )に概観されている
。
原核細胞中での適切な発現にはまた、遺伝子配列−コード配列の上流にリポソー
ム結合部位の存在が必要である。そのようなリポソーム結合部位は、たとえば、
ゴールド(Gold、 L、 )ら(Ann、Rev、Microbiol、3
5 : 365〜404 (1881))により開示されている。
好ましい真核宿主としては、インビボかまたは組織培養のいずれかにおける酵母
、昆虫細胞、哺乳動物細胞が挙げられる。宿主として有用な哺乳動物細胞として
は、ヒーラ細胞、線維芽由来の細胞(VEROまたはCHO−Klなど)、また
はリンパ球由来の細胞(ハイブリドーマ5P210−AG14*たハミエローマ
P3x63Sg8など)、およびその誘導体が挙げられる。好ましい哺乳動物宿
主細胞としては、S P 210およびJ558L、並びに神経芽腫細胞株(1
MR332など)(正しい翻訳後プロセシングのための一層良好な能力を与える
)が挙げられる。
哺乳動物宿主については、RXRの発現のために幾つかの可能なベクター系を利
用することができる。宿主の性質に応じて、広範囲の転写および翻訳制御配列を
用いることができる。転写および翻訳制御シグナルは、アデノウィルス、ウシパ
ピローマウィルス、シミアンウィルスなどのウィルス源に由来するものであって
よく、その場合、これら制御シグナルは高レベルの発現を有する特定の遺伝子配
列と関連している。別法として、アクチン、コラーゲン、ミオシンなどの哺乳動
物発現産物からのプロモーターを用いることができる。転写開始制御シグナルは
、遺伝子配列の発現を調節することができるように、抑制または活性化できるも
のを選択することができる。温度を変化させることにより発現を抑制または開始
できるように温度感受性の制御シグナル、または化学(代謝産物など)制御に付
される制御シグナルが興味がもたれる。
酵母は、翻訳後のペプチド修飾をも行うことができるという点で実質的に有利で
ある。酵母中での所望のタンパク質の産生に利用することのできる強プロモータ
ー配列および高コピー数のプラスミドを利用した多くの組換えDNA法が存在す
る。酵母は、クローニングした哺乳動物遺伝子配列産物上のリーダー配列を認識
し、リーダー配列を有するペプチド(すなわち、プレーペプチド)を分泌する。
グルコースに富む培地中で酵母を増殖させた場合に大量に産生される解糖酵素を
コードする活性に発現された遺伝子配列からプロモーターおよび終止要素を組み
込んだ一連の酵母遺伝子配列発現系を利用することができる。公知の解糖遺伝子
配列はまた、非常に効率的な転写制御シグナルをも提供することができる。たと
えば、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子配列のプロモーターおよびターミネー
タ−シグナルを利用することができる。酵母細胞はRAレセプターを含有しない
ので、酵母がとりわけ好ましい宿主である。
他の好ましい宿主は昆虫細胞、たとえば、ドロソフィラ・ラーベ(Drosop
hilalarvae)である。昆虫細胞を宿主として用い、ドロソフィラアル
コールデヒドロゲナーゼプロモーターを用いることができる。ルピン(Rubi
n、 G、 M、 )、5cience 240 : 1453〜1459 (
1988)、別の態様として、昆虫細胞中で大量のRXRを発現するようにバク
ロウィルスベクターを変えることができる(ンヤスニ−(J asny、 B、
R,)ら、5cience 238 :1653 (1987):ミラー(M
iller、 D、W、 )ら、遺伝子工学(1986)、セットロウ(S e
tl、ov。
J、に、)ら編、Plent+m、 VOl、 8.277〜297頁)。
上記のように、真核生物宿主中でのRXRの発現には真核制御領域が必要である
。そのような領域には、一般に、RNA合成の開始を指令するに充分なプロモー
ター領域が含まれるであろう。好ましい真核プロモーターとしては、マウスメタ
ロチオネインI遺伝子配列のプロモーター(ハフ −()lamer、 D、
)ら、J 、 Mo1.。
Appl、Gen、1 : 273〜288 (1982)):ヘルペスウイル
スのTKブコモーター(マツフナイト(McKnight、S、) 、Ce1l
31 : 355〜365 C1982)):SV40初期プロモーター(ベ
ノイスト(Benoist、 C,)ら、Nature (ロンドン)290+
304〜310 (1981));酵母ga14遺伝子配列プロモーター(ジョ
ンストン(J ohnston、 S 、 A、 )ら、Proc、 Natl
、^cad。
Sci、 (USA)79:6971〜6975 (1985);シルバー(S
ilver、 P、 −4゜)ら、Proc、 Natl、^cad、sci、
(USA)81 : 5951〜5955 (1984))が挙げられる。
広く知られているように、真核mRNAの翻訳は最初のメチオニンをコードする
コドンで開始される。この理由のため、真核プロモーターとRXR(またはその
機能的誘導体)をコードするDNA配列との間の連結は、メチオニンをコードし
得るいかなる介在コドン(すなわち、AUG)も含まないことを確認するのが好
ましい。そのようなコドンの存在により、融合タンパク質の生成(もし該AUG
コドンがRXRコード配列と同じ読み取り枠にあるなら)またはフレームシフト
変異(もし該AUGコドンがRXRコード配列と同じ読み取り枠にないなら)の
いずれかとなる。
RXRコード配列および機能的に連結したプロモーターは、受容される原核また
は真核細胞中に、非複製DNA (またはRNA)分子として(直線分子か、ま
たは一層好ましくは閉じた共有結合環状分子のいずれかであってよい)導入され
る。そのような分子は自律的に複製することができないので、RXRの発現は導
入配列の一時的発現により起こる。別法として、導入配列を宿主染色体中に組み
込むことにより、永久的な発現を起こすことができる。
一つの態様において、所望の遺伝子配列を宿主細胞の染色体中に組み込むことの
できるベクターを用いる。導入DNAを自分の染色体中に安定に組み込んだ細胞
は、発現ベクターを含有する宿主細胞の選択を可能とする1または2以上のマー
カーをも導入していることにより選択することができる。マーカーは、独立栄養
宿主に対する原栄養、殺生物剤耐性、たとえば抗生物質または重金属(銅など)
などを付与する。選択マーカー遺伝子配列は、発現しようとするDNA遺伝子配
列に直接連結させるか、またはコトランスフエクションにより同細胞中に導入す
ることかできる。−末鎖結合タンパク質mRNAの最適合成のためには別の要素
も必要である。これら要素としては、スプライスシグナル、並びに転写プロモー
ター、エンハンサ−1および終止シグナルが挙げられる。そのような要素を組み
込んだcDNA発現ベクターとしては、オカヤ7 (Okayama、 H,)
、Mo1ec、 Ce1l。
Biol、3 : 280 (1983)に記載されているものが挙げられる。
好ましい態様において、上記導入配列は、受容した細胞で自律的複製のできるプ
ラスミドまたはウィルスベクター中に導入されるであろう。この目的のために、
広範囲のベクターのいずれをも用いることができる。特定のプラスミドまたはウ
ィルスベクターを選択するに際して重要な因子としては 該ベクターを含有する
受容細胞を認識することができ、該ベクターを含有しない受容細胞から選択でき
る容易さ:特定宿主で望まれるベクターのコピー数、および異なる種の宿主細胞
間でベクターを「シャトル」できることが望まれるか否かが挙げられる。好まし
い原核ベクターとしては、大腸菌中で複製できるものなどのプラスミド(たとえ
ば、pBR322、Co ] El、pS C1,01、pAcYc184、π
vXなど)が挙げられる。そのようなプラスミドは、たとえば、マニアチスら(
モレキュラー・クローニングニア・ラボラトリ−・マニュアル、コールドスプリ
ングハーバ−プレス、コールドスプリングハーバ−、ニューヨーク(1982)
)により開示されている。バシラスブラスミドとしては、pc194、pc22
1、pT127などが挙げられる。そのようなプラスミドは、グリクザン(バシ
ラスの分子生物学、アカデミツクプレス、ニューヨーク(1982) 、pp3
07〜329)により開示されている。適当なストレプトマイセスプラスミドと
しては、pIJlol (ケンダル(Kenctall、 K、 J 、 )ら
、J 、 Bacteriol、 169 : 41.77〜4183 (1,
987)) 、およびφC31(チャタ−(Chater、 K、 F 、 )
ら、アクチノミセタリスの生物学に関する第6回国際シンポンウム、アカデミア
イカイト(Akademiai Kaido) 、ブダペスト、ハンガリー(1
986) 、pp45〜54)などのストレプトマイセスバクテリオファージが
挙げられる。シュードモナスプラスミドは、ジョン(John、 J、 F、)
ら(Rev、 I nfect、 I]s、 8 : 693〜704(198
6))、およびイザキ(Izaki、に、) (Jpn、J、Bacterio
l。
33・729〜742 (1978))により概観されている。
好ましい真核プラスミドとしては、BPV、ワクシニア、SV40,2−ミクロ
ンサークル(2−micron circle)など、またはその誘導体が挙げ
られる。そのようなプラスミドは当該技術分野でよく知られている(ホトスタイ
ン(Botstejn、 D、 ) ら、MiamiWntr、Symp、19
:265〜274 (1982);ブローチ(Broach、 J 、 R,
) 、酵母サツカロミセスの分子生物学:生活環および遺伝、コールドスプリン
グハーバ−ラボラトリ−、コールドスプリングハーバ−、ニューヨーク、p44
5〜470 (1981);ブローチ、Ce1l 28 + 203〜204
(1982):ボロン(Bollon、 D、 P、)ら、J 、 C11n、
Hematol、 0nto1゜10:39〜48 (1980);7ニアチ
ス、細胞生物学:包括的論文、Vo13、遺伝子配列発現、アカデミツクプレス
、ニューヨーク、pp563〜608(1980))。
構築物を含有するベクターまたはDNA配列が発現のために調製されたら、種々
の適当な手段 トランスフォーメーション、トランスフェクション、接合、プロ
トプラスト融合、エレクトロポレーション、リン酸カルシウム沈降法、直接マイ
クロインジェクションなどのいずれによっても該DNA構築物を適当な宿主細胞
中に導入することができる。ベクターの導入後、受容細胞を選択培地(ベクター
含有細胞を増殖させる)中で増殖させる。クローニング遺伝子配列が発現される
と、RXRまたはその断片が産生される。このことはトランスフオームした細胞
でそのまま行うことができるし、またはこれら細胞を誘発させて分化させた後に
行うこともできる(たとえば、神経芽腫細胞にブロモデオキシウラシルを投与す
るなどにより)。
ヘテロダイマーの単一のサブユニットを発現するようにまたは該ヘテロダイマー
の両サブユニットを発現するように細胞を変えることができる。単一のサブユニ
ットを発現するように細胞を変える場合には、本発明のへテロダイマーは2つの
異なるトランスフオームした宿主がら単離した個々のサブユニットを混合するこ
とにより生成する。
本発明のヘテロダイマーを生成するため、種々のインキュベーション条件を用い
ることができる。最も好ましい条件は、生理的条件を模したものである。下記に
示す実施例においては、ヘテロダイマーを150mMKCl中で生成させた。
両サブユニットを発現するように細胞を変える場合には、ヘテロダイマーは単一
の宿主から精製することができる。
本発明のへテロダイマータンパク質は、抗体の産生のため、医薬組成物の同定に
おける使用のため、およびDNA/タンパク質相互作用の研究のためなどの種々
の手順および方法に用いることができる。
一つの態様において、該ヘテロダイマーに結合することのできる抗体を産生ずる
ための免疫原として該ヘテロダイマーを用いることができる。この態様の他の側
面において、該抗体はさらに該ヘテロダイマーに結合するが個々のサブユニット
には結合することができない。
本発明のへテロダイマーのいずれも、抗体またはハイブリドーマを産生ずるため
に用いることができる。当業者であれば、抗体がhRAR−α/hRXR−αに
結合することが望まれる場合には、そのようなヘテロダイマーを上記のようにし
て生成し免疫原として用いることができることを認識することができるであろう
。ついで、得られた抗体を該ヘテロダイマーへ結合する能力についてスクリーニ
ングする。加えで、該抗体を個々のサブユニットへ結合する能力についてスクリ
ーニングすることができる。
本発明の抗体には、モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体、並びにこれ
ら抗体の断片、およびヒト化した形態が含まれる。本発明の抗体のヒト化した形
態は、キメラ化やCDR移植などの当該技術分野で公知の方法の一つを用いて生
成させることができる。
本発明はまた、上記抗体を生成することのできる/%イブリドーマをも提供する
。
ハイブリドーマは、特定のモノクローナル抗体を分泌することのできる不死化し
た細胞株である。
一般に、抗体およびハイブリドーマを産生させる技術は当該技術分野でよく知ら
れている(キャンプベル(CaIlpbell、 A、M、)、「モノクローナ
ル抗体法:生化学および分子生物学における実験室技術」、エルセビエ・サイエ
ンス・パブリッシャーズ、アムステルダム、オランダ(1984);セント・グ
ロス(S t、 G roth)ら、J、 Immunol、Methods
35 :1〜21 (1980) )。
抗体を産生ずることが知られているいかなる動物(マウス、ウサギなど)をも選
択したポリペプチドで免疫することができる。免疫法は当該技術分野でよく知ら
れている。そのような方法としては、ポリペプチドの皮下または腹腔内注射が挙
げられる。当業者であれば、免疫に使用するポリペプチドの量を免疫する動物、
該ポリペプチドの抗原性および注射の部位に基づいて変わるであろうことを理解
するであろう。
ポリペプチドは、ペプチドの抗原性を増大させるために修飾しまたはアジュバン
ト中で投与することができる。ポリペプチドの抗原性を増大させる方法は当該技
術分野でよく知られている。そのような方法としては、該抗原に異種タンパク質
(グロブリンやβ−ガラクトシダーゼなど)をカップリングすることまたは一免
疫を行う間にアジュバントを含有させることが挙げられる。
モノクローナル抗体のためには、免疫した動物から膵臓細胞を取り出し、SP2
10−Ag14ミエローマ細胞などのミエローマ細胞と融合させ、モノクローナ
ル抗体産生ハイブリドーマ細胞とする。
所望の特性を有する抗体を産生ずるハイブリドーマ細胞を同定するため、当該技
術分野でよく知られた多くの方法のいずれをも用いることができる。これらには
ELISAアッセイ、ウェスタンプロット分析、またはラジオイムノアッセイを
用いてハイブリドーマをスクリーニングすることが挙げられる(ルック(L u
tz)ら、Exp、Ce1l Res、175 : 109〜124 (198
8))。
所望の抗体を分泌するハイブリドーマをクローニングし、当該技術分野で公知の
方法を用いてクラスおよびサブクラスを決定する(キャンプベル、モノクローナ
ル抗体法・生化学および分子生物学における実験室技術、エルセビエ・サイエン
ス・パブリッシャーズ、アムステルダム、オランダ(1984))。
ポリクローナル抗体のためには、抗体含有抗血清を免疫した動物から単離し、上
記方法の一つを用いて所望の特異性を有する抗体の存在についてスクリーニング
する。
本発明の他の態様において、上記抗体を検出可能なように上記抗体を標識する。
抗体は、放射性同位元素、アフィニティー標識(ビオチン、アビジンなど)、酵
素標識(西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼなど)、蛍光標
識(FITCやローダミンなど)、常磁性原子などを用いて検出可能なように標
識することができる。そのような標識を行う手順は当該技術分野でよく知られて
おり、たとえば、スターンバーガー(S ternberger、 L、 A、
)ら、J 、 H1stoche+a。
Cytochem、18:315 (1970);ベイヤー(Bayer、 E
、 A、) ら、Meth。
Enzym、62:308 (1979);エングバル(Engval、 E、
)ら、I mmunol。
109 :129 (1972):ゴーデイング(Goding、 J 、W、
) 、J 、 I ++++5unol。
Meth、13 :215 (1976)を参照。本発明の標識抗体は、特定の
ヘテロダイマーを発現する細胞または組織を同定するため、インビトロ、インビ
ボ、およびインソチュアッセイに用いることができる。
本発明の他の態様においては、上記抗体を固相支持体上に固定化する。そのよう
な固相支持体の例としては、ポリカーボネートなどのプラスチック、アガロース
およびセファロースなどの複合カーボネート、アクリル酸樹脂およびポリアクリ
ルアミドおよびラテックスビーズなどが挙げられる。そのような固相支持体に抗
体をカップリングする技術は当該技術分野でよく知られている(ウェア(Wei
r。
D、M、)ら、「実験免疫学ハンドブック」、第4版、ブラックウエルサイエン
ティフィックパブリッンヤーズ、オックスフォード、イングランド、10章(1
986);ジ+:lビー(J acoby、 W、 D、 )ら、Meth、
Enzym、 34アカデミ、ツクブレス、ニューヨーク(1974))。本発
明の固定化抗体は、インビトロ、インビボ、およびインンチュアッセイ並びにイ
ムノクロマトグラフィーに用いることができる。
本発明の他の態様において、試験試料中の特定へテロダイマーの発現を決定する
方法が提供される。
詳しくは、該方法は、試験試料を本発明の抗体の1種または2種以上とインキュ
ベートし、該抗体が試験試料と結合するかどうかを決定することからなる。
抗体を試験試料とともにインキュベートする条件は変わる。インキュベーション
条件は、アッセイに使用したフォーマット、使用した検出法、およびアッセイに
使用した抗体のタイプおよび性質に依存する。当業者であれば、本発明の抗体を
用いるために、一般に利用できる免疫アッセイフォーマット(ラジオイムノアッ
セイ、酵素結合免疫吸着アッセイ、オフタロニー拡散法、またはロケット免疫蛍
光アッセイなど)のいずれをも容易に採用することができることが理解されるで
あろう。そのようなアッセイの例は、チャード(Chard、 T、) 、rラ
ジオイムノアッセイおよび関連技術入門」、エルセビエサイエンスパブリッシャ
ーズ、アムステルダム、オランダ(1986)ニブロック(Bullock、G
、R,)ら、「免疫組織化学における技術」、アカデミツクプレス、オーランド
、F L Vol、 1 (1982) 、Vol、2 (1983) 、Vo
l、3 (1985);ティシュセン(Tijssen。
P、)、[エンザイムイムノアッセイの実際および理論・生化学および分子生物
学における実験室技術」、エルセビエサイエンスバブリッンヤーズ、アムステル
ダム、オランダ(1985)に認めることができる。
本発明の試験試料には、細胞、細胞のタンパク質または膜抽出物、または血液、
血清、血漿、もしくは尿などの生物学的流体が含まれる。上記方法に使用する試
験試料は、アッセイフォーマット、検出方法の特性、およびアッセイしようとす
る試料として用いる組織、細胞または抽出物により変わるであろう。細胞のタン
パク質抽出物または膜抽出物を調製する方法は当該技術分野でよく知られており
、使用したシステムに適合する試料を得ることができるよう容易に採用すること
ができる。
本発明の他の態様において、本発明のへテロダイマータンパク質の一つに結合す
ることができる因子を同定する方法が提供される。
詳しくは、該方法は、
(a)本発明のへテロダイマータンパク質の1種または2種以上に因子を接触さ
せ、ついで
(b)該因子が該ヘテロダイマーに結合するかどうかを決定することからなる。
そのようなアッセイを行うに際して、当業者であれば、特定の核レセプターのい
かなるイソタイプまたはサブタイプに因子が結合するのか、それゆえ該化合物に
よりいかなる特定のレセプターが利用されるのかを決定することができるであろ
う。
上記アッセイにおいてスクリーニングされる因子としては、ペプチド、炭水化物
、およびビタミン誘導体が挙げられるが、これらに限られるものではない。該因
子は、ランダムに選択およびスクリーニングし、合理的に選択し、またはタンパ
ク質モデル技術を用いて合理的に設計することができる。
ランダムスクリーニングのためには、ペプチド、炭水化物、またはRAの誘導体
などの因子をランダムに選択し、直接または間接法を用いて本発明のヘテロダイ
マーの一つに結合する能力についてアッセイする。
別法として、因子を合理的に選択することもできる。本明細書において、因子が
ヘテロダイマーの公知のりガントの物理構造に基づいて選択される場合に該因子
は「合理的に選択される」という。たとえば、レチノール様構造を有する化合物
をアッセイすることは、レチノール様化合物が種々のヘテロダイマーに結合する
てあろうから合理的選択と考えられる。
いまや高度に精製されたヘテロダイマーを利用することができるので、ヘテロダ
イマー上に存在するリガント結合部位の構造を同定するためにX線結晶解析法お
よびNMR造影技術を用いることができる。そのような情報を利用してコンピュ
ーターモデルシステムをいまや利用することができ、それにより所望の構造に結
合することのできる因子を「合理的に設計する」ことができる(ホジソン(Ho
dgson) 、Biotechnology 8 :1245−1247 (
1990) 、ホジソン、Biotechnology 9 : 609〜61
3 (1991) )。
本明細書において、因子がヘテロダイマーのリガンド結合部位のコンピューター
モデルに基づいて選択される場合に該因子は「合理的に設計される」といわれる
。
上記結合アッセイの一つの態様において、REとして同定されたDNAのセグメ
ントの存在下で該アッセイを行う。この様式において、ヘテロダイマーのREへ
の結合を刺激または抑制することのできる因子を同定することができる。そのよ
うなアッセイにおいては、該DNAが少なくとも一つのREを含有している限り
、いかなる長さのDNAをも用いることができる。
池の態様においては、上記アッセイをREの不在下で行う。この様式において、
DNA結合とは独立にヘテロダイマーに結合する因子を同定することができる。
さらに、上記アッセイは、REによって制御されるDNA配列の転写を活性化す
る因子を同定することができるように修飾することができる。
詳しくは、本発明のRAR/RXRヘテロダイマーの1種または2種以上を発現
するように細胞または生物(酵母細胞など)を日常的方法を用いて変える。
一つの応用において、ルシフェラーゼ、βガラクトシダーゼ、クロラムフェニコ
ールアシルトランスフェラーゼまたは選択マーカー(URA3など)などのレポ
ーター配列に機能的に連結したRE(DRIなど)を含むように細胞をさらに変
える。ついで因子を該細胞または生物とともにインキュベートし、ついでレポー
ター配列または選択マーカー活性をアッセイする。上記手順を用いることにより
、RAR/RXR/RE依存転写を刺激することのできるまたはリガンド誘発転
写を抑制することのできる因子を同定することができる。
本発明はさらに、RA R/RX Rヘテロダイマーが、酵母細胞中で発現され
た場合に、RAREに機能的に連結された配列の転写をトランス活性化すること
ができることを開示する。実施例2に記載するように、酵母細胞は天然において
はRARおよびRXRレセプターを含有していない。さらに、はとんどの他の真
核細胞生物と異なり、酵母は一般に、異なるクラスのレチノイドを相互変換する
酵素を含有していない。たとえば、哺乳動物細胞は全トランスレチノイン酸を9
−シスレチノイン酸に変換する酵素(RAイソメラーゼ活性)を含有するが、酵
素は含有しない。とりわけ、キメラRXR(RXR−ER,CA)を含有する酵
母は9ンスーRAの存在下では転写を活性化するが全トランスRAの存在下では
活性化せず(ヒアリー(Heery)ら)、哺乳動物細胞由来のRNAから作製
したCDNA発現ライブラリーとの相補性(complerDentation
)により哺乳動物の全トランス9ンスイソメラーゼをクローニングするのに用い
ることができる。RA代謝に関与する他の酵素についても同様に、ポジティブお
よびネガティブ選択法を用い、相補性によりクローニングすることができる。そ
れゆえ、RARおよびRXRレセプタータンパク質を発現するため、およびRA
R/RXR/RAR,E依存転写を調節する因子をさらに研究および同定するた
めにそのような発現系を用いるために、サツカロミセス・セレヒノエなどの酵母
細胞は特に好ましいものである。
一般に、酵母細胞がRARおよびRXRレセプターのサブタイプまたはイソ形の
1種または2種以上を含有または発現し得るように日常的な遺伝子操作を用いて
酵母細胞を修飾することにより、トランス活性化の研究に用いる修飾酵母細胞を
調製する。たとえば、RARα1およびRXRα1を発現するように細胞を修飾
する(実施例2参照)。ついで、選択マーカー活性をコードする遺伝子(たとえ
ば原酵母宿主がURA3−であるならURA3) 、またはアッセイ可能なマー
カー活性をコードする遺伝子(たとえば、β−カラクトシダーゼ)をRARE
(たとえば、DR5配列)の制御下に置く。
ついて、そのような修飾酵母細胞を用い、特定のRAR/RXR/RAREの組
み合わせをトランス活性化することのできる因子を同定する。詳しくは、上記修
飾酵母細胞をRAR/RXRヘテロダイマーと結合することのできる因子ととも
にインキュベートし、該ダイマーが結合してRAREに連結した配列の転写を活
性化する能力を刺激した場合に(トランス活性化)、該細胞はウラシルを含有し
ない培地中で増殖することができるであろうし、またはマーカー活性を発現とし
て同定することができる。それぞれ異なるRAR/RXRヘテロダイマーを発現
しそれぞれ種々のRAREに連結した1または2以上の選択マーカーを含有する
種々の修飾酵母細胞を生成することにより、ヘテロダイマーイソ形およびサブタ
イプ特異的並びにRARE特異的な活性化因子を同定することができる。
他の応用において、本明細書に記載する酵母系を、さらに(1)RARE配列を
同定するため、(2)RAR/RXRヘテロダイマーにより制御される転写のア
シタゴニストおよびアゴニストを同定するため、(3)レチノイドを相互変換す
ることのできる酵素(すなわち、RAイソメラーゼ活性を有する酵素)をコード
する遺伝子を同定およびクローニングするため、および(4)哺乳動物RNA由
来酵母発現ベクターを用いた相補性によりRXRsの新規なヘテロダイマーパー
トナ−をコードする遺伝子を同定およびクローニングするために利用することが
できる。
詳細には、RAREとして機能するDNA配列、たとえばDRI、DR2および
DR5などの配列を同定するため、1または2以上のRAR/R,XRヘテロダ
イマーを発現するように酵母細胞を修飾する。この細胞を、試験すべきDNA配
列を含有するようにさらに修飾する。RARE活性のために試験すべき配列を、
選択マーカー活性をコードする遺伝子(たとえば、UR,A−宿主細胞における
URA3)またはアッセイ可能なマーカー活性をコードする遺伝子の5゛側に置
く。
ついて、この細胞を、RAR/RXR依存トランス活性化を活性化することがわ
かっている因子の存在下でインキュベートする。選択マーカーの上流に置いたD
NA配列がRARE活性を有する細胞は、ウラノルを欠失した選択培地中で増殖
することができるであろうし、または該マーカー遺伝子によってコードされたア
ツセイ可能な活性を発現するであろう。そのような手順は、ランダムにクローニ
ングしたDNA配列のスクリーニング、ショットガンタイプの方法に利用するこ
とができ、または知られたRAREの配列に基づいて合理的に設計したDNA配
列を試験するのに用いることができる。
特定のRA R/RX Rヘテロダイマーのアンタゴニストを同定するため、1
または2以上のRAR/RXRヘテロダイマーを発現するように酵母細胞を修飾
する。この細胞を、致死マーカー(そのようなマーカーの発現は細胞を死に至ら
しめる)の5゛側にRAREを含有するようにさらに修飾する。ついで、この修
飾酵母細胞を2つの因子(第一の因子は、酵母細胞中に含まれる特定のRAR/
RX R/RA REの組み合わせをトランス活性化することが知られている化
合物、第二の因子は、アンタゴニスト活性について試験されている化合物)の存
在下でインキュベートする。アンタゴニストとして機能する因子は、致死遺伝子
を発現させないであろう。
種々のレチノイドを相互変換することのできる酵素(たとえば、哺乳動物におい
て全トランスレチノイン酸を9ンスーレチノイン酸に変換する酵素)をコードす
るDNA配列を同定するため、1または2以上のRA R/RX Rヘテロダイ
マーを発現するように酵母細胞を修飾する。この細胞を、選択マーカー活性をコ
ードする遺伝子(たとえば、URA−宿主細胞におけるURA3) 、またはア
ッセイ可能なマーカー活性をコードする遺伝子の5゛側にRAREを含有するよ
うにさらに修飾する。ついで、この細胞を、特定のクラスのレチノイドを相互変
換することができることが知られているまたは相互変換すると思われる哺乳動物
から単離したcDNA’s、たとえばヒト皮膚cDNAライブラリーを発現する
ための宿主として用いる。
該cDNAライブラリーでトランスフォーメションした後、ついで酵母細胞を、
最初に活性形に変換されない限り細胞内に含まれる特定のRAR/RXR/RA
REの組み合わせをトランス活性化しない因子とともにインキュベートする。選
択培地中で増殖することのできる細胞、またはアッセイ可能なマーカーを発現す
る細胞は、レチノイドを活性形に相互変換する酵素をコードする遺伝子配列を含
有している。別法として、細胞内に含まれるRAR/RXR/RAREの組み合
わせををトランス活性化することができるが、いったん該因子力坏活化形態に変
換されたらトランス活性化することのできないレチノイドとともに細胞をインキ
ュベートすることができる。
上記手順を修飾して、完全な細胞を用いる代わりに、ヘテロダイマーを含有する
変化した細胞からの核および/またはサイトツル抽出物を用いることができる。
そのような応用においては、RAR/RXRヘテロダイマーを発現する細胞の抽
出物を、レポーター配列に機能的に連結したRAREを含有する発現モデュール
と混合する。ついで、この抽出物/発現モデュールを因子とともにインキュベー
トし、レポーター配列の発現をアッセイする。
本発明の他の態様において、上記アッセイを行うのに必要な試薬を含有するキッ
トが提供される。
詳しくは、1または2以上のコンテナーを密接した領域内に収容する区画化キッ
トを提供し、該コンテナーは(a)本発明の抗体の一つ、1または2以上の本発
明のヘテロダイマー、または1または2以上の本発明の修飾細胞を含む第一のコ
ンテナー、および(b)1または2以上の他のコンテナーであって下記の1また
は2以上を含むもの:洗浄試薬、結合した抗体または第一のコンテナーからのへ
子ロダイマーの存在を検出することのできる試薬、RE配列、またはアゴニスト
RAR/RXR/RAREl−ランス活性化に対するアンタゴニスト;からなる
。
詳細には、区画化キットには試薬が別々のコンテナーに含まれているあらゆるキ
ットが包含される。そのようなコンテナーとしては、小さなガラスコンテナー、
プラスチックコンテナーまたはプラスチックまたは紙のストリップが挙げられる
。
そのようなコンテナーにより、試料および試薬が互いに汚染し合わないように、
試薬を一つの区画から他の区画へ有効に移動させることができ、また各コンテナ
ーの因子または溶液を一つの区画から他の区画へ定量的に加えることができる。
そのようなコンテナーには、試験試料を受容するコンテナー、アッセイに使用す
る抗体を入れたコンテナー、洗浄試薬(リン酸緩衝食塩水、トリス緩衝液など)
を入れたコンテナー、結合した抗体を検出するのに用いる試薬を入れたコンテナ
ーが含まれるであろう。
検出試薬のタイプとしては、標識した第二の抗体、または第一の抗体を標識しで
ある場合には、該標識抗体と反応し得る難染性試薬、酵素試薬または抗体結合試
薬が挙げられる。当業者であれば、本発明により開示される抗体を当該技術分野
でよく知られている確立されたキットフォーマットの一つに容易に組み込むこと
ができることが容易に理解されるであろう。
本発明はさらに、本発明のへテロダイマーに結合するDNA配列を同定および単
離する方法を提供する。詳しくは、本発明のへテロダイマーを用い、該ヘテロダ
イマーにより結合される能力またはRAREとして働くことについて所定の配列
を単離またはスクリーニングすることができる。
タンパク質により結合される配列を単離するために当該技術分野において知られ
た種々の方法が存在する。そのような一つの方法において、ヘテロダイマーを固
相支持体に固定化し、アフィニティーマトリックスとして用いてそれに結合した
配列を単離する(アーカンジオリ(Arcangioli)ら、Eur、 J
、 Biochem、 179:3459〜364 (1989) )。
たとえば、hRAR−α1/hRXR−β1ヘテロダイマーをセファロース上に
固定化し、剪断したヒトDNA (最も好ましくは長さが20bp〜2kb)を
該カラム上で洗浄する。該ヘテロダイマーに結合した配列はカラムに付着するで
あろうに対して、結合しなかった配列は洗浄液中に除かれるであろう。加えて、
結合した配列はクローニングする前にPCRを用いて増幅することができる。
別法として、ニトロセルロースなどの固相支持体上にDNAを固定化したゲノム
ライブラリーをスクリーニングするのにヘテロダイマータンパク質を用いること
ができる(シャープ(S harp)ら、Biochem、 Biophys
Acta 1048 : 306〜309 (1990):ウォーカー(Wal
ker)ら、Nuc、 Ac1d、 Res、 18 :1159〜1166
(1990))。
本発明はさらに、細胞中の遺伝子の発現を制御する方法を提供する。
詳細には、REに機能的に連結したDNA配列を含有するように細胞を変えるこ
とができる。加えて、該細胞を、本発明のヘテロダイマータンパク質を生成する
種々のサブユニットを発現するように変えることができる。適当なサブユニット
/REの組み合わせを選択することにより、当業者であれば特定の因子に応答し
て所定の配列を発現する細胞を生成することができる。
いまや本発明を一般的に記載したので、因子およびそれを得るための方法は下記
実施例を参照することにより一層容易に理解されるであろう。これら実施例は説
明のために提供されるものであって、特に断らない限り本発明を制限することを
意図するものではない。
実施例1
インビトロでRAR/RARE複合体の有効な生成のために必要な因子のヒーラ
細胞および昆虫細胞における存在
有効なRAR/RARE生成のための細胞結合因子(RAR結合因子またはRB
Fs)の必要性を、幾つかの過剰発現系を用いて得られたhRAR−γを用いて
最初に調べた(同様の結果は、hRAR−αおよびβを用いても得られた、デー
タは示しておらず下記参照)。まず、該レセプターのcDNAコード配列を有す
る組換えワクシニアウィルス(rVV)でヒーラ細胞を感染させることによりh
RAR−7を過剰発現させたにコルソン(N 1cholson)ら、EMBO
J、94443〜4454 (1990))。これら細胞の核抽出物(NE)中
に存在するhRAR−7のRAR−βRARE (β−RARE、ド・テら、N
ature343 :177〜180 (1990) 、図4参照)への結合を
ゲルシフトにより評価しく図IA、レーン1、矢印)、その特異性をスーパーシ
フト実験において抗RAR−γ抗体を用いることによりにコルソンら、EMBO
J、9:4443〜4454 (1990);スミス(S百1th) ら、EM
BOJ、10:2223〜2230 (1991))、並びに野生型および変異
β−RAREsを用いた競合実験により(スミスら、EMBOJ、10:222
3〜2230 (1991))確認した(データは示していない)。さらに、野
生型VV感染細胞の抽出物を用いると複合体は生成しなかった(データは示して
いない)。増大量の非感染ヒーラ細胞NEを添加すると複合体の生成が刺激され
(図IA、レーン2〜4)、RAR結合を促進する限定因子の存在が示唆された
。
興味深いことに、同一の結合条件下において、使用したレセプタータンパク質の
量(ウェスタンブロッティングにより決定、データは示していない)は粗製の抽
出物を用いたアッセイにおけるもの(レーン1)と同じであっても、精製rV■
発現レセプターを用いると複合体は観察されなかった(図IA、レーン5)。
しかしながら、ヒーラ細胞NEの添加によりhRAR−γ結合は完全に回復しく
図IA、レーン6〜8;レーン2〜4と比較せよ)、レセプターの精製の間にh
RAR−γの内生DNA結合能は失われなかったことを示していた。特定複合体
の生成は精製hRAR−γの存在に完全に依存することに注意すべきである(図
IAル−ン17〜19および10、レーン28〜30)。大腸菌中に発現される
hRAR−γの粗製の調製物(図1Bル−ン24〜27)は、酵母中のユビキチ
ン融合タンパク質(データは示していない)、またはインビ)・口でウサギ網状
赤血球溶解液中て翻訳されるhR,AR−γ(レーン20〜23)のように、特
定複合体の生成がヒーラ細胞NEの添加に依存するという点で同様の挙動を示す
。
いずれの場合も、複合体タンパク質(たとえば、血清アルブミン)の生成、ニス
トロツエンレセプターDNA結合刺激因子(マツケルジー(Mukherjee
)ら、Nucl、Ac1ds Res、18 : 57] 3−5716 (1
990)) 、または50mMまでのDTT濃度(アベイl−(Abate)ら
、5cience 249 : 1157〜1161(]、990))はhRA
R−γ結合を促進しなかった(データは示していない)。
同様の結果はレセプター源がバクロウィルス(rBV)発現系である場合にも得
られたく図IA、レーン9〜12)。しかしながら、電気泳動移動度の大きい(
rVV感染ヒーラ細胞から調製した核抽出物で認められるものと比較して)複合
体は、rBV感染したスポドブテラ・フルシベルダ(S podoptera
frugiperda)Sf9細胞の粗製抽出物を用いた場合に観察された(図
IA、レーン1および9を比較せよ)。この複合体には抗体のスーパーソフトに
より示されるようにhRAR−γが含まれていた(データは示していない)。こ
れら細胞の抽出物から精製したhRAR−γを用いた場合にはSf9細胞特異的
複合体は観察されなかった(図IA、レーン13)。しかしながら、電気泳動移
動度の小さいレセプター/DNA複合体は、ヒーラ細胞NEを添加することによ
り生成することができた(図IA、レーン14〜16)。同様に、rVVまたは
rBV抽出物から精製したhRAR−γにSf9細胞抽出物を添加すると、電気
泳動移動度の大きいSf9特異的複合体が再構成された(データは示していない
)。対照的に、ドロソフィラ・ンユナイダー(Drosophila 5chn
eider) 52細胞には、Sr1かまたはヒーラ細胞RBFsのいずれかで
生成したものよりも再生可能なほどに遅く移動するRAR/β−RARE複合体
の生成を刺激するRBFが含まれていた(図IC。
レーン2〜4を比較せよ)。hRAR−γの不在下では、SF9またはS2細胞
タンパク質は(いやしくも結合するとして)β−RAREに弱く結合することに
注意すべきである(図IC,レーン6および7、データは示していない)。
本発明者らは、上記データから、hRAR−γは過剰発現したレセプターの採取
源のいかんにかかわらずぞれ自身てはβ−RAREに有効に結合しないと結論す
る。β−RAREへのhRAR−γの有効な結合のためには、ヒーラ細胞かまた
は昆虫細胞のいずれかには存在するが酵母または大腸菌には存在しない因子(R
BFs)の存在が必要であるように思われる。さらに、本発明者らのデータは、
ヒーラ細胞および昆虫細胞RBFsが互いに区別され、hRAR−γとともにβ
−RAREに結合することを示唆している。というのは、ヒーラ、SF9および
S2細胞抽出物の存在下で生成する複合体は異なる電気泳動移動度を有するから
である(図IAおよびIC参照)。最後に、これらRBFs活性は、加熱(65
℃にて10分間)により、またはトリプシン処理により不活化され(データは示
していない)、それゆえRBFsはタンパク質からできていることが示された。
有効なRAR/RARE複合体生成に必要なヒトRBFを精製およびクローニン
グする試みにおいて、ヘム(Hem)全細胞抽出物(WCE)の分画を行った。
DEAE−BioGelA、 ヘパリンーウルトロゲル、フェニル−8PW1ヘ
パリン−TSKおよびヒドロキシルアパタイト−TSKSシカラム上連続クロマ
トグラフィーにより、〜64kDaのみかけ上均−なポリペプチドが得られ(図
ID)、このものはR,A R−γによるβ−RARE結合を強く刺激した(図
IE)。ヒドロキシルアパタイト力ラム精製RBF (図ID、レーン6)の比
活性は、ヒーラWCEのものに比べて約49.000倍大きかった(表1)。6
4kDaのポリペプチドと該RBF活性とは最後の3つのクロマトグラフィ一工
程において正確に一緒に溶出しくデータは示していない)、このポリペプチドが
ヒーラ細胞RBF活性に対応していることを示していた。さらに、この精製RB
Fはグリセリン勾配において〜60 k、 D a種として沈降した(データは
示していない)。
上記ヒーラ細11iJ64kDaタンパク質のトリプノン消化から得られる7つ
のペプチドの配列を決定し、データベースと比較した。7つのペプチドはすベテ
(図2において斜線を施しである)、ヒトレチノイドXレセプター−−α(hR
AR−α、マンケルストルフら、Nature 345 : 224−229
(1990))のCD !’、l Aから誘導される配列に非苓に類似していた
。本発明者らはマウスRXRファミリーの3つの成員、すなわちm RX R−
α、m RX R−βおよびmRXR−γヲコートするcI)NAをクローニン
グしであるので(図2、および本発明者らの未刊(テの結果)、本発明者らは、
とのRXRサブタイプがヒーラ細胞RBFに対応するかを同定するためにRXR
sファミリーの間の配列の類似性を調べた。ただ一つのベブチt”(p28、図
2参照)のみが、これらRXRファミリーの成員の間で完全に区別することがで
き、このペプチドの配列はヒーラ細胞RBFがヒトRXR−β(以下、hRXR
−βと称する)または該ファミリーの密接に関連した成員であることを示唆して
いた(加えて、p25により部分的な区別をすることができた、図2参照)。こ
の示唆は、ペプチドp24とp27との間に位置する推定hRXR−β cDN
Aの部分をPCRの助けを借りてクローニングおよびシークエンソングすること
によりさらに支持された(図2)。4つのクローンの誘導されたアミノ酸配列は
、mRXR−βのものとほとんど同一であることが確かめられ(図2参照)、h
RXR−βが主要なヒーラ細胞RXRサブタイプであるかもしれないことを示し
ていた。それゆえ、このレセプターのヒト類似体をクローニングするため、mR
XR−βを用いてヒーラcDNAライブラリーをスクリーニングした。スクリー
ニングした〜105のコロニーのうち、7つの重複するクローンが得られ、つい
でこれらをサブクローニングしシークエンソングした(図2はhRXR−βの誘
導したアミノ酸配列を示す)。最も長い読み取り枠は526アミノ酸長のポリペ
プチドに対応しており、このものはmRXR−βに非常に類似しており、55.
821ダルトンの予想MWを有している(図2および下記参照)。
hRXR−aの配列(マンゲルスドルフら、Nature 345 : 224
〜229(1,990))は、その全体において、466アミノ酸長のmRXR
−αに対して本明細書において与えられるもの(図2、データは示していない)
と驚くほど類似している(98%同一)。本発明のmRXR−7463アミノ酸
長配列は、ロウ” (Rowe)ら、DevelopIIlentl 11 :
771−778 (1991)により報告されているニワトリのRXRと非常
に類似している(83.5%)。これら3つのRXRsは、とりわけA/Bおよ
びD領域において互いに明らかに異なっている。しかしながら、DNA結合ドメ
イン(領域C)および推定リガンド結合ドメイン(領域E)ij、3つのRXR
サブタイプのすべてにおいて非常に保存されている(それぞれについて〜90%
)。mRXR−βのアミノ酸配列は以前に報告されており、H−2RIIBPと
して言及されている(ハマダら、Proc、 Natl^cad、sci、tl
sA86 : 8289〜8293 (1989)) 。本発明の配列は38ア
ミノ酸残基だけ長い(図2)。というのは、本発明者らの一層長いcDNA配列
にはインフレームのCTGロイノン開始コドン(有利なコザクモチーフ内に位置
する)が含まれており、そこから翻訳をインビトロで容易に開始することができ
るからである(本発明者の未刊行の結果)。興味深いことに、hRXR−βおよ
びmRXR−βのアミノ酸配列はmRXR−βのC末端からN末端まで非常に保
存されているが、hRXR−βは余分の68アミノ酸長のN末端領域を有してい
るように思われる(図2)。このことは、すてにRXR−α(レロイら、EMB
OJ、10:59〜69 (1991b))、RXR−β(ゼレント(Zele
nt)ら、EMBOJ、10ニア1〜81 (1991))およびRXR−γ(
カスドナー (Kastner)ら、Proc、 NatL、 Acad、 S
et、 [IS^87 : 2700〜2704 (1990))イソ形につい
て報告されているように、別のスプライシングおよび/または異なるプロモータ
ーの使用によって生じる末端配列において異なるRXRイソ形の存在を反映して
いる(本発明者らの未刊行の結果)。同様に、mRXR−βと比較した場合に(
図2) 、hRXR−βのアミノ末端領域中に存在する10アミノ酸長のインフ
レームの挿入がhRXR−β中の付加ミニエクソンにおそらく対応する。
上記3つのRXRタイプについて観察されるように(ゼレントら、Nature
339 : 714〜717 (,1989)) 、所定の棟内におけるこれ
ら3つのタイプについて認められるもの(たとえば、ヒトおよびマウスにおける
RXR−αまたはRXR−β、およびマウスおよびニワトリにおけるRXR−γ
)に比べて種間での所定のRXRタイプについて認められるアミノ酸配列保存の
度合が大きく、これら3つのRXRsが特定の機能を行うことを示唆している。
RARsの場合のように、所定の棟内で3つのRXRs間でそれほど保存されて
いない中央のD領域が、種間ての所定のRXRタイプ(α、βまたはγ)につい
て高度に保存されていることは特に驚くべきことである(図2、データは示して
いない)。
3つのすべてのクローニングしたRXRsは、3つのすべてのRARsのDNA
結合の促進において精製ヒーラ細胞RBFと置換するマウスRXRsをウサギ網
状赤血球溶解液(RRL)を用いてインビトロで翻訳し、RAR/RARE結合
アッセイにおいてクローニングRXRsが精製ヒーラ細胞RBFと置換するかど
うかを調べるのに用いた。細菌により発現したhRAR−γのβ−RAREへの
特異的結合がmRXR−α、βまたはγのいずれかの添加により観察されたのに
対して(図3A、レーン2〜4) 、RXRsの不在下では結合は観察されなか
った(図3Aにおけるレーン1および5)。しかしながら、RXRsはhRAR
−γの不在下ではβ−RAREプローブと特異的な複合体を生成しなかった(図
3A、レーン6〜8)。インビトロで翻訳された3つのすべてのmRXRs並び
にhRXR−βは、β−RAREへの3つのインビトロ翻訳されたRARsのい
ずれの結合を促進するうえにおいてもヒーラ細胞RBFと有効に置換することが
できた(図3B;レーン2および3.5および6.8および9を比較せよ、デー
タは示していない)。同様の結果は、大腸菌で発現させたmRXR−aを用いて
も得られた(本発明者らの未刊行の結果)。mRXR5の不在下でhRAR−a
、βまたはγを用いても結合はほとんど認められなかった(図3Bにおけるレー
ン1.4および7)。mRXR−αを下記に記載するほとんどの実験において用
いたが、mRXR−βおよび一γ、またはhRXR−βと同様の結果は得られな
かった(データは示していない)。
図1および図3に示された結果は、RARおよびRXRがインビトロでβ−RA
REに協力的に結合することを示唆している。この可能性を調べるため、β−R
AREを用いて生成した複合体中にRARおよびRXRの両方が存在するかどう
かを決定するように実験を設計した。ついで、本発明者らは、かかる協力的な結
合が溶液中でのRARおよびRXRのヘテロダイマー会合を反映しているのかど
うかを調べた。本発明者らはまた、単離したRARまたはRXRがRAREsに
結合することができるかどうかをさらに調べた。
図4において用いたhRAR−γの濃度においては(アッセイ当たり〜10フィ
コモルのレセプター)、ヒーラ細胞RBFまたはmRXR−αの不在下ではβ−
RAREプローブを用いて検出可能な複合体は生成しなかった(図4B、レーン
1;図4A、レーン8および17をも参照のこと)。しかしながら、部分的に精
製した(図4B、レーン2)または精製した(レーン3)ヒーラ細胞RBFおよ
びインビトロで翻訳したmRXR−α(レーン5)は複合体生成を強く促進した
。
hRAR−γの不在下では、ヒーラ細胞RBF (図4A、レーン1および2)
もmRXR−α(図4A、レーン3および12)もβ−RAREプローブに有効
に結合することはできなかった。RXRが遅滞(retarded)複合体の成
員であることを示すため、本発明者らは、mRXR−αのカルボキシル末端アミ
ノ酸に融合したヒトニストロジエンレセプター(ER)のF領域(クルストら、
E¥BOJ、5:891〜897 (1986) )を含有する、抗原を付着し
た融合タンノ々り質、mRXRaER(F)を構築した。この融合タンパク質は
、抗ER(F)抗体(A b F 3、メツツガ−(Metzger)ら、準備
中の原稿)のエピトープを含有しており、該抗体を用いたスーパーシフトアッセ
イに用いることができる。mRXRaER(F)はmRXR−aと同じくらいβ
−RAREへのRXR−7の結合の促進において有効であるが(図4Bのレーン
5および6を比較)、それ自身ではこの要素に有効に結合しなかった(図4A、
レーン4および13)。RAR−7およびmRXRaER(F)の存在下で生成
した複合体は、抗RAR−γ(Ab4γ、図4B、レーン7)または抗ER(F
)(AbF3、レーン8)抗体のいずれかでスーパーシフトすることができた。
このことは、両方のタン、(り質がヘテロマー複合体中に存在することを示して
いる。対照的に、単離したmRXRaER(F)(図4A、Li :z6t−i
よび15)tたはhRAR−7(図4A、レーン9および18)および共役抗体
とともにβ−RAREをインキュベートした場合には、スーパーシフトした複合
体ははるかにかすかにしか認められなかった。これらすべてのデータは、RAR
およびRXRがβ−RAREに協力的に、おそらくヘテロダイマーとして結合す
ることを明らかに示している。加えて、β−RAREとRARまたはRXRのい
ずれかとの間にホモマー複合体を低い有効性で生成することができると思われる
。しかしながら、現在のアッセイ条件下では、これら「低い親和性」の視覚化に
はレセプター抗体の「安定化」効果(最もおそらく、これら抗体の2価特性によ
る)が必要である。
上記結果は、RARおよびRXRが溶液中で相互作用してヘテロダイマーを生成
するのかどうか、あるいはDNA結合において観察される協力性はこれらタンパ
ク質がDNAに一旦結合してから起こる相互反応を反映しているのかどうかに関
して疑問を起こさせる。これら可能性を調べるため、両タンパク質の一方に対す
る抗体を使用した両タンパク質の交差および同時免疫沈降を用いた。抗RAR−
γまたは抗mRXRαER(F)抗体のいずれかを用いた化学的交差または免疫
沈降を行う前にβ−RAREの不在下(図5A、レーン3および7)または存在
下(レーン5および9)で[3sS] hRAR−7および非標識mRXRaE
R(F)をインキュベートした場合に、〜130kDaの交差生成物が観察され
た。
この交差生成物(上の矢印)はAb4γ(図5A、レーン3および5)またはA
bF3 (レーン7および9)のいずれかにより免疫沈降し、複合体中に両方の
レセプタータンパク質が存在することを示唆していた。β−RAREを含有させ
るとこの複合体の生成はわずかに増加したが(図5A、レーン3をレーン5と、
レーン7をレーン9と比較)、一方、図5Aの非交差[3sS] hRAR−γ
および非標識の同時免疫沈降; [3SSl hRAR−γモノマーは下の矢印
で示す)。交差または免疫沈降の前にβ−RAREの不在下(図5A、レーン1
1)または存在下(レーン13)で[”S] Me t−標識および非標識hR
AR−γをインキュベートした場合には交差生成物は観察されなかった。この所
見は、ゲルシフトアッセイを用い(図48)または通常の同時免疫沈降によって
(データは示していない)hRAR−γホモダイマーを示すことができなかった
ことと一致している。
[3551mRXRaER(F)および非標識hRAR−7をインビトロで交差
させた場合にも、β−RAREの不在下で交差複合体が明らかであり(図58、
し−ン3および7)A、b4yまたはAbF3のいずれによっても免疫沈降しな
かった(それぞれ1ノーン3,5および7,9;交差複合体の移動は上の矢印に
より示す)点で定量的にも同様の結果が得られた。さらに、[”Sl mRXR
aER(F)は前以て交差を行うことなくAb4YによってhRAR−γで有効
に同時免疫沈降したが、β−RAREの存在下においてのみであった(図50の
レーン6および8を比較)。交差および免疫沈降を行う前に[”Sl Met−
標識および非標識mRXRaER(F)をβ−RAREの存在下でインキュベー
トした場合にかすかな交差複合体が観察された(図58、レーン13、上の矢印
のわずかに上部の弱い複合体を参照)。この所見は、インビトロ翻訳したRXR
がおそらくホモダイマーとしてβ−RAREに弱く結合することを示すゲルシフ
ト実験(図4A、レーン]2および13)と一致する。まとめると、これら結果
は、RXRまたはRARのいずれも本発明の条件下ては溶液中またはβ−RAR
Eプローブ上で有効にホモダイマーを生成しないことを示している。対照的に、
RARおよびRXRは溶液中でヘテロダイマーを生成し、この相互反応はβ−R
AREの存在によって安定化される。
協力的RAR/RXR結合はRAR−β応答要素に限られないRAR/RXR結
合の協力性が合成TREpal(グラス(G 1ass)ら、Ce1159 :
697〜708 (1989))(β−RAREの直行繰り返しモチーフの代
わりに2つの逆行モチーフを含有する(図4A参照))などの他のRAR応答要
素に一般化することができるかどうかという問題と取り組むため、細菌により発
現したhRAR−γおよびインヒドロ闘訳したmRXR−αを用いた。hRAR
−γは、ヒーラ細胞RBFまたはmRXR−αのいずれかの不在下でTREpa
lに結合しなかった(図4B、レーン18、図4A、レーン25および33をも
参照)。しかしながら、RAR−γは、部分精製(図4B、レーン19)または
精製(レーン20)ヒーラ細胞RBF、、mRXR−a (レーン22)または
mRXRaER(F)(レーン23)の存在下でこの要素と強く結合した。期待
されるように、後者の複合体は抗hRAR−γ(レーン24)および抗ER(F
)(レーン25)抗体の両方によってシフトし、遅滞複合体中に両レセプタータ
ンパク質が存在することが確認された。興味深いことに、mRXR−αおよびm
RXRaER(F)は両方とも、RAR−γの不在下においてβ−RAREプロ
ーブよりもパリンドロームTREに一層強く結合した(図4A、レーン12およ
び13をレーン29および30と比較せよ)。対照的に、単離hRAR−γはA
b4γ抗体の存在下においてさえもTREpalとかすかな複合体しか生成しな
かった(レーン26および34)。これらの結果は、不安定なRXRホモダイマ
ー(その可能なRAR対応物ではなく)は、直行繰り返しモチーフへの結合より
もパリンドロームへの結合によって一層良好に安定化されることを示唆している
。
マンゲルスドルフら、Ce1l 66 :555〜561 (1991)の最近
の結果および本発明者らの未刊行のデータ(S、M、ら、準備中)は、単離RX
Rが、1bpHll!れた直行繰り返しモチーフに結合し、トランス活性化され
ることを示している。それゆえ、本発明者らは、5bpではなくlbp離れた直
行繰り返しモチーフからなる要素上でRX R/RA Rホモおよびヘテロ複合
体が一層有効に生成されるかどうかを調べた(β−RAREの場合がそうである
ように)。lbp離れた要素(β−RAREI、図7参照)を用い、本発明のア
ッセイ条件下ではmRXR−αまたはhRAR−γのいずれかでは非常にわずか
しか複合体は生成されず、有効な複合体の生成には両方のレセプターの存在が必
要であった(図7、レーン9〜10)。しかしながら、ヘテロダイマー複合体生
成の効率はβ−RAREの場合よりもβ−RAREIの方が低かった(図7にお
けるレーン2および10を比較せよ)。
各タンパク質の欠失変異を用い、RXR/RAR協力的結合にはリガンド結合ド
メイン(LBD、領域E)の完全さが必要であるかどうかを調べた。ダイマー生
成界面は以前にはニストロジエンおよびプロジエヌテロンレセブターのこの領域
内に位置するとされていたが(参照のため検討を参照)、同様の界面の可能な存
在がRARsの場合にも提唱されている(フォーマン(F orman)ら、M
ol。
Endocrinol、4 : 129:3−1301 (1990)) 。h
RAR−7領域Fの欠失は、β−RAREプローブへのRAR/RXR結合に同
等影響を及ぼさなかったが、一方、領域Eの断片(hRAR−γΔ270−45
4、レーン5および6)または領域Eの全部(hRAR−γΔEFおよびhRA
R−γΔ188−454、レーン7〜10)の欠失はβ−RA、 RE結合の劇
的な減少となった。mRXRsの配列を核レセプタースーパーファミリーの他の
成員の配列と比較した場合に(図2、データは示していない) 、mRXRsに
ついて明らかなC末端F領域を定めることができなかった。mRXR−α領域E
の12 (mRXR−αΔ455−466、図6B、レーン1〜4)または18
(mRXRαΔ449−466、データは示していない)の最もカルボキシル
末端のアミノ酸の欠失は、β−RA R,EへのRAR/′RXR結合に影響を
及ぼさなかった。しかしながら、さらに推定RXRLBDの方へ32アミノ酸を
欠失すると(mRX、R−aΔ421466)、β−R,A R,E結合は完全
になくなった(図6B、レーン5および6)。それゆえ、RARおよびRXRの
両方のL B I)内に位置するアミノ酸配列がβ−RAREへの協力的結合に
明らかに必要である。
このようなRA RおよびRXRDNA結合ドメインの可能な必要性を、各レセ
プターの第一の「認、識」シンクフィンガー(概観のためソユワーベ(S ch
wabe)ら、Trends Biochem、Sci、116 : 291〜
296 (1991)を参照)の第四番目のノステインをアラニンに変えた変異
体を用いて調べた。hRAR−γの場合は(h RA R−γへC4、図6A、
レーン13および141図7、レーン5をも参昭)、この変異の結果、有意のβ
−RARE結合は認められなかったが、一方、mRXR−aの場合は(mRXR
−aΔC4、図60、レーン7および8゜図7、レーア3をも参照)、対応変異
はRARE結合を減少させたがなくなることはなかった。このことは、Cys−
4A I a変異がmRXR−αのDNA結合よりもhRAR−γのDNA結合
において一層有害であることを示唆している。対照的に、2つの結合モチーフが
Ibp離れて存在するβ−RΔREIへの結合、およびパリンドローム要素TR
Epalへの結合(データは示していない)は、mR,XR−aΔC4(図7の
レーン10および11を比較)およびhRAR−7ΔC4(レーン10および1
3を比較)の両方の場合に完全に失われた。それゆえ、スペーサーの長さの異な
る直行繰り返しモチーフまたは逆行繰り返しモチーフからなる応答要素へ結合す
る場合に、RARおよびRXRは異なる相互反応の仕方をする。最後に、hRA
R−γN末端A/B領域の欠失はβ−RARE結合を有意に変えなかった(hR
AR−γΔAB、図6A、1ノーン11および12)。
RXR−βはまたヒーラ細胞TRAPである甲状腺ホルモンレセプターαおよび
β(TR−αおよびβ)のTREsへの結合は、種々の細胞および組織抽出物中
に存在するTR結合タンパク質(TR補助タンパク質、TRAPとも称される)
により刺激されることが報告されている(マ(ノイ(Murray)ら、Mo1
.Endocrinol、3 : 1434〜1442 (1989) ;バー
ンサイド(B urnside)ら、J、Biol、Chem、265 : 2
500〜2504 (1990):レイザー(L azar)ら、Mo1. E
ndocrinol、 4 :1627〜1635(1990);スバンヤール
(S pan jaard) ら、Proc、 Natl、^cad、 Sci
、 LIS^88:8587〜8591 (1991):およびその中に引用さ
れた文献)。これらTR,APsのみかけのMWは、サイズ排除クロマトグラフ
ィー(バーンサイドら、J、Biol、Chem、265 : 2500−25
04 (1990))およびTRへの化学架橋(オドネル(0’ Donnel
l)ら、Mo1.Endocrinol、 5 : 94〜99 (1991)
、レイザーら、Mo1ec、Ce11.Biol、 11 : 5005〜50
15 (1991)、ナール(Naar)ら、Ce1l 65 :1267〜1
279 (1991))による決定によると42〜66kDaの範囲である。精
製ヒーラ細胞RBFは5DS−PAGE上で〜54kDaポリペプチドとして移
動したので、本発明者らは、このタンパク質がゲル遅滞アッセイにおいてTRA
Pとして挙動するかどうかを決定するための実験を行った。インビトロ翻訳c−
erbAにワトリTR−α1またはcTR−α1)は、部分精製(図4B、レー
ン11)または精製(レーン12)ヒーラ細胞RBFと、並びにインビトロ翻訳
mRXR−α(レーン14)またはmRXRαER(F)(レーン15)とβ−
RARE上で強い複合体を生成した。後者の複合体はAbF3 (レーン16)
によってスーパーソフトし、複合体中にRXRaER(F)が存在することを示
していた。β−RAREプローブ上よりもTREpal上で一層強いc−erb
A/RXR複合体が生成したが(図4B、レーン11〜16およびレーン28〜
33) 、RAR/RXR複合体の場合は逆であった(図48、レーン2〜8お
よび19〜25を比較せよ)。RARsおよびRXRsとは対照的に、c−er
bAはモノマーとしてTREpalに結合するように思われたが(図48、レー
ン27)、β−RAREには結合しなかった(レーン10)。さらに、この推定
c−erbAモノマー複合体は、部分精製(図4B、レーン28)または精製(
レーン29)ヒーラ細胞RBF、インビトロ翻訳mRXR−a(レーン31)ま
たはRXRaER(F)(レーン32)の添加により、おそらくヘテロダイマー
複合体に完全にシフトした。後者の複合体はAbF3 (レーン33)によりス
ーパーシフトし、複合体中にmRXRαER(F)が存在することが確認された
。まとめると、これら結果は、hRXR−βがヒーラ細胞TRAPであることを
強く示唆している。hRXR−βが確かにヒーラ細胞中に存在する主要なTRA
Pであるかどうかを決定するため、本発明者らはヒーラ細胞抽出物の精製を行い
、同時にゲルシフトアッセイを用いてRBFおよびTRAP活性をモニターした
。これら2つの活性は各クロマトグラフィ一工程の間に一緒に溶出され、本発明
者らはヒーラ細胞中に別の有意のTRAP活性の存在を示唆する証拠を認めるこ
とができなかった(データは示していない)。それゆえ、ヒーラ細胞のTRAP
およびRBF活性は同じもの、すなわち生としてhRXR−βに対応すると思わ
れる。
クラスら、Ce1l 59 : 697〜708 (1989)は、hRAR−
aおよびhTR−βがインビトロおよびインビボでヘテロダイマーを生成するこ
とを報告しこ。それゆえ、本発明者らは、βRAREへのhRAR−γとの協力
的結合においてc−erbAがRXRに置換し得るかもしれないと推定した。驚
くべきことに、c−erbAは、β−RARE (図4B、レーン4および13
)またはTREpal(レーン21および30)プローブのいずれにもhRAR
−γと協力的に結合しなかった。それゆえ、c−erbAとRAR−γとがヘテ
ロダイマーを生成するならば、この相互反応はあまりにも弱いので本発明のゲル
シフトアッセイ条件を用いては認めることができないものである。対照的に、同
一の条件下において、RXRはβ−RAREおよびTREpalの両プローブ上
でc−erbAまたはRARのいずれかと強くヘテロダイマーを生成した(図4
B)。
培養中の細胞中で過剰発現されたmRXRは内生RARsの結合を促進するイン
ビボ発現したRXRが内生RARsと協力的に結合することを示すため、本発明
者らは、β−RAREプローブ、およびmRXR−α発現ベクターでトランスフ
ェクションしたCos細胞から調製した抽出物を用いてスーパーシフトゲル遅滞
実験を行った。コントロールとして、親発現ベクターpSG5 (グリーン(G
reen)ら、Nucl、Ac1d、Res、 16 : 369 (1988
) )でトランスフェクションした細胞から調製した抽出物も用いた。pSG5
トランスフェクション細胞から調製した抽出物を用いた場合は、hRAR−αに
特異的な抗体(Ab9α、レーン2)またはhRAR−βに特異的な抗体(Ab
7β、レーン3)またはhRAR−γに特異的な抗体(Ab4γ、レーン4)の
不在下(図8、レーン1)または存在下のいずれにおいてもβ−RARE特異的
な複合体を観察することはできなかった。しかしながら、mRXR−αトランス
フェクション細胞から調製した抽出物を同じアッセイに用いた場合には、特異的
な遅滞複合体が観察された(図8、レーン5、下の矢印)。興味深いことに、こ
の複合体はAb9α(レーン6)およびAb4γ(レーン8)抗体(上の矢印)
により部分的にスーパーソフトしたが、抗体Ab7β(レーン7)によってはス
ーパーソフトしなかった。
Ab9αおよびAb4γを同時に添加(レーン10)、または3つの抗体すべて
を同時に添加すると(レーン12)、複合体の完全なスーパーシフトが得られた
。
同様の結果は、mRXR−βまたはmRXR−γ発現ベクターをCos細胞中に
トランスフェクションすることによっても得られた(データは示していない)。
これら所見は、RAR−αおよび−γ(RAR−βはそうではない)、レチノイ
ン酸の不在下で増殖させたCos細胞中のmRNA5の存在を示すノーザンプロ
ットデータと一致する。それゆえ、過剰発現したRXRsはインビトロでβ−R
AREへの内生Cos細胞RAR−αおよび−γの協力的結合を促進する。さら
に、これら結果は、トランスフェクションしたRXR17)DNA結合活性にお
ける内生RAR−αおよび−7を直接意味しており、本発明の条件下において、
RAR−αおよびRAR−γがRXRと安定なヘテロダイマーを生成し得る唯一
のCos細胞タンパク質であったことを示している。同様の観察は、mRXR−
α発現ベクターでトランスフェクションしたヒーラおよびCVI細胞の抽出物を
用いても認められた。
本発明の精製およびcDNAクローニングは、RARsおよびTRsの応答要素
(REs)への結合を促進するヒーラ細胞タンパク質が主としてhRXR−βで
あることを示している。hRXR−αおよびγもヒーラ細胞中に存在するかもし
れない。というのは、低レベルの対応転写物を検出することができ(データは示
していない)、事実、3つのすべてのRXRsはRARまたはTR結合を促進す
ることができる。さらに、本発明者らの結果は、3つのRXRタイプの促進活性
が種々の発現系で過剰産生されたまたはインビトロで翻訳されたRARsに限ら
れないことを明らかに示している。というのは、Cos、ヒーラおよびCVI細
胞で産生されたRXRsはこれら細胞中に存在するRARs (αおよびγ)の
結合を有効に刺激するからである。本発明者らのデータはまた、これら内生RA
Rsが、過剰発現されたRXRとともにβ−RARE上で安定なヘテロダイマー
複合体を生成し得る唯一のタンパク質であることを示している(図8、データは
示していない)。このことは、RXRsが、ビタミンD3レセプター(VDR)
のその標的配列への有効な結合に必要な因子にも対応するというありそうな可能
性を規定するものではない(リアオ(L 1ao)ら、Proc、 Natl、
Acad、 Sci、 US^87:9751〜9755 (1990);ダ
ーリング(Darling)ら、Mol。
Endocrinol、 5 : 73−84 (1991) )。
交差実験は、別の少数の55kDa RBF種がヒーラ細胞中に存在する可能性
(これはRXR−αまたは一層などの他のRXRに対応するかもしれない、上記
参照)および45kDaのみかけのMWを有する多数のRBF種力用L60核抽
出物中に存在する可能性(グラスら、Ce1l 63 : 729〜738 (
1990))を示した。レイザーら、Mo1ec、 Ce11. Biol、
11 : 5005〜5015 (1991)はまた、TRDNA結合を促進す
る42kDa肝臓タンパク質を記載している。このタンパク質および上[1e4
5kDa HL60細胞タンパク質がRXRsに対応することはありそうもない
ように思われる。というのは、記載されたすべてのRXRsは〜48〜56kD
aの範囲であり、すべてタンパク質ゲル上ではさらに大きなみかけのMWで移動
するからである(本発明者らの未刊行の結果)。これら小さなタンパク質がRA
R/TR結合タンパク質の別のクラスに属するのか、あるいはRARsに起こる
もの(カスドナーら、Proc、 Natl、 Acad、 Sci。
1]5A87:2700〜2704 (1990);レロイら、EMBOJ、1
0 : 59〜69 (1991b):ゼレントら、EMBOJ、10ニア1〜
81(1991))と類似した別のスプライシング事象または人工的なタンパク
質分解から得られる末端欠失RXR形に対応するのかどうかを決定するため、R
XRsに対する抗体を用いることが必要であろう。
警(べきことに、本発明者らは、スボドブテラ・フルジペルダSf9およびドロ
ソフィラ・ンユナイダ−82の両細胞の抽出物中に強いRBF活性を認めた(図
IC)。これら抽出物は、昆虫からヒトにいたるまで保存され同様に促進した。
ヤング(Yang)ら、Proc、 Natl、 Acad、 Set、 US
^88 : 3559〜3563 (1991)もまたS2細胞抽出物のRBF
活性を言及している。ドロソフィラのウルトラスビラクレ(ultraspir
acle) (u s p )タンパク質(オロら、Nature 347 :
298〜301 (1990))はRXRと関係している(DNAおよびリガ
ンド結合ドメインにおいて、それぞれ86%および49%の配列類似性)。S2
およびSf9細胞RBFおよびTR結合活性がuspタンパク質およびそのSf
9類似体に対応するのかどうかについては、いまだ確立されていない。しかしな
がら、本発明者らの結果は、核レセプタースーパーファミリー(たとえば、エク
ジソンレセプター、EcR,文献としてはケレ(Koelle)ら、Ce116
759〜77 (1991);セグラベス(Segraves) 、Ce1l
67 : 225〜228(1,991)参照)のドロソフィラ成員が52−細
胞RBFのパートナ−であり得る可能性を提示している。それゆえ、核レセプタ
ーファミリーの成員間の相互反応が昆虫およびを推動物の分岐に先立つ可能性が
ある。RAR/RXRおよびTR/RXRヘテロダイマーは、対応するホモダイ
マーよりもRAREおよびTREに一層強く結合する。本発明のゲルシフトアッ
セイ条件(150mMKCl、室温、レセプターの制御8a度)下では、本発明
者らは、「安定化」抗体の存在下においてさえも単1tfRARまたはRXRの
DNA結合は極めてわずかしか観察されず、すべての場合において、RAR/R
XRおよびTR/RXRの組み合わせは個々のレセプターよりもRAREおよび
TREpalにはるかに有効に結合した。交差および同時免疫沈降実験は、RA
RおよびRXRがへテロダイマーとして結合することを示した(図5)。RAR
/RXR−RE複合体およびTR/RXR−RE複合体はゲルシフトアッセイに
おいて同様に移動するので、本発明者らはTRおよびRXRもまたへテロダイマ
ーとして結合したと推論する。
本発明者らの結果は、インビトロにおけるRAR−RARE複合体の生成を報告
した幾つかのグループの結果と明らかに矛盾する(グラスら、Ce1l 59
: 697〜708 (1989);グラスら、Ce1l 63ニア29〜73
8(1990);ダーリングら、Mo1.Endocrinol、5 : 73
〜84 (1991) )。ニー0)不一致は、少な(とも一部は、これらグル
ープがアビジン−ビオチン複合体DNA結合(ABCD)アッセイを採用してい
ることに帰することができる。このアッセイは、ゲルシフトアッセイに比べて、
弱いタンパク質DNA相互反応を確かに検出することができる。というのは、前
者のアッセイにおいては遊離および複合体のDNAの分離条件がはるかに劇的で
ないがらである。加えて、ABCDアッセイは、通常、本発明の研究に用いた1
50mMKClのような一層生理学的な条件でなく50mMNaClで行われる
。実際、一層高い濃度のレセプターを用い、結合反応中のイオン強度を低くすれ
ばゲルシフトアッセイによってもβ−RAREまたはTREpalプローブ上の
RARおよびRXRポモダイマー複合体の生成を検出することができる(S、M
、ら、準備中の原稿、RAR結合に関してはマンゲルスドルフら、Ce1l 6
6 : 555〜561 (1991)およびヤングら、Proc、 Natl
、 Acad、 Sci、 LIS^88 : 3559〜3563 (199
1) 、およびTR結合に関してはビーブ(B eebe)ら、Mo1. En
docrinol、 5 ; 85〜93 (1991)をも参照)。にもかか
わらず、ゲルシフトおよびABCDアッセイは定性的には同様の結果が得られる
。というのは、50mMNaClでABCDアッセイを用いると、単離RARの
アフィニティーはTREpalに対するよりもβ−RAREに対する方がはるか
に高いことが認められたが、このことは図4Aに示す本発明者らのゲルシフトア
ッセイと一致するからである(レーン18および34を比較せよ)。さらに、こ
れら著者らは、ヒーラ細胞核抽出物の添加はβ−RAREへのRARの相対的ア
フィニティーを〜15倍増加させるが、一方、本発明者らはRXRの存在下でゲ
ルソフトアッセイを用いてアフィニティーの〜40〜50倍の増加を認めた(デ
ータは示していない)。
溶液中でダイマーとして存在する(リンスチット(L 1nstedt)ら、J
、 S ieroidBiochem、24 :677〜686(1986)
;スヵフ7 (Skafar) 、Biochem30:6148〜6154
(1991))ステロイドホルモンレセプター(とりわけニストロジエンレセプ
ター(ER))とは対照的に、RAR,TRおよびRXRは、サイズ排除クロマ
トグラフィーまたは速度遠心分離のいずれかを用い、溶液中でモノマーとして存
在することが示された(バールマン(Perlman)ら、J、Biol、Ch
em、257+930−938 (1982):ネルビ(Nervi)ら、Pr
ocNatl、Acad、Sci、USA86 : 5854〜5858 (1
989) ;および本発明者らの現在のおよび未刊行の結果)。それゆえ、観察
されるRARまたはTRのいずJlかとのRXRの協力的結合は2つの区別され
る機構により起こる。モノマーはR,Eの各モチーフに独立に結合しくTRが明
らかに結合するように、レイザーら、Mo1ec、Ce11.Biol、11
: 5005〜5015 (1991);フォーマンら、Gene 105 :
9〜] 5 (1991);および図4B参照)、この結合は、ホモダイマー
相互反応よりも一層安定なヘテロダイマー相互反応により安定化される。
または、不安定なヘテロダイマー(ホモダイマーではなく)が溶液中に生成し、
この相互反応がDNA結合によりさらに安定化されるかもしれない。後者の可能
性は、有意の交差ホモダイマーが検出されない条件下でRAR/RXRヘテロダ
イマーが溶液中で交差され得るという本発明者らの観察により支持される(図5
)。
さらに、REが存在すると交差へテロダイマーはわずかに増加したが、交差ホモ
ダイマーはそれてもほとんど生成されなかった。それゆえ、不安定なRXR/R
ARダ・イマ−(おそら<RXR/TRダイマーも)が溶液中に存在し、REに
結合することによりヘテロダイマー相互反応がさらに安定化される。この観点に
おいて、レイザーら、Mo1ec、Ce11.Bjol、 11 : 5005
〜5015 (1991)は、TRホモダイマーを観察することのできない条件
下でTRが42kDa肝臓タンパク質とへテロダイマーを生成するかもしれない
ことを報告している。同様に、グラスら、Ce1l 63 : 729−738
(1990)は、RARホモダイマーを検出することができない条件下でRA
Rが55kDaヒーラ細胞タンノ<り質とヘテロダイマーを生成するかもしれな
いことを示している。
ダイマー生成界面および異なる応答要素へのホモダイマーおよびヘテロダイマー
の結合効率
ダイマー生成ドメインはニストロジエン(クマール(K umar)ら、Ce1
l 55 :145〜156 (1988) )およびプロジェステロン(ギオ
チョンーマンテル(Guiochon−Mantel)ら、Nature 33
6 : 695〜698 (1988))レセプターのりガント結合ドメイン(
LBD、領域E)と関係していることがわかっている。ダイマー生成に重要なア
ミノ酸は、ERLBDのC末端領域中に同定されている(ファウエルら、Ce1
l 60 : 953〜962 (1990);図9参照)。7オー?ンら、M
o1.Endocrinol、4 : 1293〜1301 (1990)は、
TR5RARおよびVDRのLBDが9つの7アミノ酸繰り返しからなるダイマ
ー生成ドメインを含有しており、その際、疎水性アミノ酸が該繰り返しの1位お
よび8位に存在し、疎水性アミノ酸または疎水性側鎖を有する荷電アミノ酸(A
rgSGlu)が第5位に存在し、それゆえα−へリックスの一方の側でダイマ
ー生成界面を生成していることを提唱している。RXRヘブタド9の欠失(フォ
ーマンら、Mo1.Endocrinol、4 : 1293〜1301 (1
990) )により、RAR/RXRヘテロダイマーは生成されなくなった(図
6BのmRXR−αΔ423−466 ;配列については図2および図9参照)
。ヘブタド9をも欠失させる大きな末端欠失(図6AのhRAR−γΔ270−
454) 、並びにこのヘプタドにおける点変異(M、 S、、未刊行の結果)
によっても、RAR/RXRヘテロダイマーが同様に生成されなくなった。対応
ERヘブタド中の点変異によってもまた、ERダイマー生成がなくなった(ファ
ウエルら、Ce1l 60 : 953〜962 (1990)’ :図9参照
)。ヘブタド1〜8もまたRAR/RXRダイマー生成に貢献するのかどうかは
今後に残された課題である。
明らかに、RAR,TRおよびRXRのへプタド繰り返しが関係しているとして
も、これらレセプターのダイマー生成界面に相違があるに違いなく、その結果、
RAR,TRおよびRXRホモダイマーまたはRAR/TRヘテロダイマーに比
べて一層強いRAR/RXRおよびTR/RXRヘテロダイマーとなる。RAR
lTRおよびEcRにおけるスレオニンの代わりに、RXRsの推定ヘブタド繰
り返し9にはプロリン残基が存在することに注意すべきである(図9)。それゆ
え、RXRヘブタド繰り返し9はRXR−αの420〜427位および/または
435〜442位に位置する残基に対応するのが一層ありそうなことである(図
9)。
この観点において、RXRsは多(の哺乳動物およびドロソフィラ・オーファン
レセプターと類似している(図9)。興味深いことに、cTR−α1ヘブタド9
に先行するPro残基に影響を及ぼす変異により、このレセプターがインビトロ
でダイマー生成する能力は失われる(セルミ(S elmi)ら、J、 Bio
l、 Chet 266・11589〜11593 (1991) )。上記類
似性は、一つのクラスの成員は同じクラス間に比べて他のクラスの成員と一層有
効にヘテロダイマーを生成するような、核レセプターの別々のクラスが存在する
可能性を提示している。
ステロイドホルモンレセプターのDNA結合ドメイン(DBD)には別の弱いダ
イマー生成ドメインが含まれ(クマールら、Ce1l 55 :145〜156
(1988)LこれはNMRおよびX線結晶解析研究により第二のDNA結合
ジンクフィンガー中に位置付けられている(シュワーべら、Trends Bi
ochem、 Sci。
116 : 291〜296 (1991);ルイジ(Luisi)ら、Nat
ure 352 :497〜505 (1991);およびその中に引用されて
いる文献)。類似のドメインはRARの場合にも存在するかもしれない。という
のは、大腸菌で発現されたRARDBDは低イオン強度において野生型のβ−R
AREにダイマーとして結合し、また;、はるかに低い親和性ではあるが、直行
繰り返しモチーフの一つ変異を起こしたβ−RAREにもモノマーとして結合す
るからである(S、 Mら、準備中)。しかしながら、得られたDBDダイマー
複合体の安定性は、完全長のRAR/RXRヘテロダイマーの安定性に比べると
はるかに低い。RXRDBD中にも弱いダイマー生成ドメインが存在するかどう
か、およびRAR/RXRヘテロダイマーの生成にRARおよびRXRの第二の
ジンクフィンガー間の相互反応が関与しているかどうかは、まだわかっていない
。
本発明者らの観察のいくつかは、RAR,TRおよびRXRホモおよびヘテロダ
イマー結合の効率が、REを構成している繰り返しモチーフの正確な配置(方向
およびスペースノに依存することを示している。このことは、第一のジンクフィ
ンガーに変異を起こしたRARおよびRXRの場合において劇的に説明される(
図6および7)。このRXRフィンガーの完全さは、TREpalへのRAR/
RXR協力的結合およびモチーフがlbp離れている要素(β−RAREI)へ
の結合には必要であったが、5bp離れているβ−RAREへの結合には必要で
はなかった。極めて対照的に、第一のRARフィンガーにおける変異によって3
つのすべての要素への結合はなくなった。それゆえ、第一のフィンガー中の同じ
変異により、RAR(RXRでない)がDNAへ結合する能力は完全に失われた
。
残るRXRDNA結合は、RAR/RXRダイマー相互反応と一緒になって、β
−RAREとのRAR/RXR複合体の視覚化を可能とするのに充分であるが、
2つのモチーフがlbp離れているかまたは逆行している(TREpa I)R
ESとではそうではなかった。その理由は、おそらく、これら後者のモチーフの
配置はRARおよびRXRのダイマー生成界面間の相互反応を減少させるからで
ある。この解釈と一致して、本発明者らは、野性型のRAR/RXRダイマーが
β−RAREに比べてβ−RAREI (図7)およびTREpal (図4B
)の両方に対して低い有効性で協力的に結合することに注目する。異なる仕方で
配置されたモチーフ上でのRXR/RARダイマー生成においてもLBDの同じ
ヘブタド繰り返しくおよび、それゆえ同じダイマー生成界面)が関与しているが
どうかを調べること、および各場合において、おそら<DBD相互反応の結果と
して生じるダイマー生成界面の可能な貢献度を決定することは興味あることであ
ろう。
同様の研究はまた、RAR/RXRヘテロダイマーとは対照的に、TR/RXR
ヘテロダイマーが何故β−RAREよりもTREpalに一層良好に結合するの
かをも明らかにするかもしれない(図4B)。
RARSRXRおよびTRホモダイマーの一層弱い特異的DNA結合はまた、R
Esの性質により調節される(図4および7参照)。これら特異なホモダイマー
結合にDBDおよびLBDダイマー生成ドメインが関与するのかどうか、および
いかに関与するのか、また、いまだ特徴付けられていない幾つかの標的配列にお
いて、RARおよびRXRホモダイマーの結合有効性がRAR/RXRヘテロダ
イマーで現在達成されているレベルに達することができるのかどうかは、将来の
研究により確立されるであろう。核レセプターシグナル経路の収束(conve
rgence)による高度に多面的な効果の生成についての含意。
RAR(ルバート(Ruberte)ら、Sem1nars in Dev、
Biol、 2 : 153〜159 (1991a)およびその中に引用され
ている文献)およびTR(ヤオイタ(Yaoita)ら、Proc、 Natl
、^cad、Sci、USA87 : 7090〜7094 (1990))の
両方のファミリーが複数の成員(タイプ)からなり、それぞれが別々の遺伝子(
その主要な転写物が特異にスプライシングして複数の進化的に保存されたイソ形
を生成する)によってコードされるという所見は、対応リガンド(とりわけRA
)の高度の多面的効果が、少なくとも一部、複数のレセプタータイプおよびその
イソ形の機能的特異性により説明することができるという推測に導いた。さらに
、転写因子間でのへテロダイマーの生成が、限られた数の制御タンノ々り質との
転写制御の増大する多様性の生成にとって重要であることがますます明らかにな
っている(概観のため、ラム(Lamb)ら、Trends in Bioch
en、 Set、 16 :417〜422 (1991)参照)。たとえば、
トランス−レギュレーターのロイシンジッパ−クラスにおいて、Jun/Fos
およびATF/CREBファミリーの複数の成員がホモダイマーおよびヘテロダ
イマーを生成することができ、生成したホモダイマーおよびヘテロダイマーは異
なる転写活性を示すかもしれない(アバテ(A bate)ら、5eIIlin
ars in Cancer Biol、 1 :19〜26 (1990)、
ナカベップ(N akabeppu)ら、Ce1l 64 : 751〜759
(1991);ハイ(Hai)ら、Proc、Natl、Acad、Sci、
USA88 : 3720〜3724 (1991)、およびその中に引用され
ている文献)。トランス−レギュレーターの多様性の生成にヘテロダイマー生成
が重要であることは塩基性へ1ルックス−ルーブーへり。
クス(bHLH)タンパク質の場合(最も著しくは筋原HLH因子の場合口こも
顕著に説明される(ワイントララブ(Weintraub)ら、5cience
251 : 761〜766 (1991):ラサー(Lassar)ら、C
e1l 66 : 305〜315(1991);サン(S un)ら、Ce1
l 64 : 459〜470(1991);ベネズラ(B enezra)ら
、Ce1l 61 : 49〜59 (1990);サンら、Mo1ec。
Ce11.Biol、11 : 5603〜5611 (1991)およびその
中に引用されている文献)。RAR/RXRおよびTR/RXRヘテロダイマー
の生成も同様に、RAおよび甲状腺ホルモンへの転写応答における増大する多様
性の生成の原因であるのであろうか?。簡単のため、またTRはRARまたはR
XRのいずれよりもモノマーとしてはるかに効率的に結合することができるよう
に思われるので、以下の論議は主としてRAR/RXRの組に限ることにする。
RAR−α、βおよびγの各イソ形とRXRイソ形のいずれかとの可能な組み合
わせは、明らかに多数のへテロダイマーを生成し、これらヘテロダイマーは種々
のレベルの転写活性化プロセスにおいて特定の機能を発揮している可能性がある
。DNA結合のレベルにおいては、本発明のアッセイ条件下において本発明者ら
は種々のセットのRAR/RXRヘテロダイマーの種々の標的配列への結合につ
いていかなる優勢な結合も観察しなかったが、特定のプロモーターに結合した他
のタンパク質に関しては特定のRAR/RXRヘテロダイマーが特定の標的配列
に対して高い親和性を有しているかもしれない。この観点において、RA応答要
素が繰り返しモチーフの実際の配列、方向およびスペースにおいて多様性を増大
していると思われること(バノオス(Vasios)ら、EMBOJ、10:1
149〜1158 (1991)およびレロイら、Proc、 Natl、^c
ad、sci、UsA88 :10138〜10142 (1991a)) 、
および複数のRARおよびRXRタイプおよびイソ形が種間において高度に保存
されていることは注目すべきである。
転写活性化プロセスのレベルにおいては、ヘテロダイマーにおけるRARおよび
RXR転写活性化機能(trans−activation−function
) (TAFs)の組み合わせは、特定のプロモーターからRNA合成の開始を
引き起こす複数のタンパク質の相互反応における一層の多様性を生じさせるかも
しれない。リガンド依存TAFsは、RARsおよびRXRsの両方のLBDs
(E領域)中に位置することが示されている(M、S、およびPCl、未刊行
の結果)。加えて、RARsのN末端A/B領域(イソ形特異的である)は、幾
つかのRA応答性プロモーターからの有効な転写活性化に必要な調節機能を有し
ていると思われる(ナグバル(Nagpal)ら、Ce1l 70 :1007
〜1019 (1992):RXRA/B領域の可能な役割に関してはいまだデ
ータが得られていない)。それゆえ、複数のRARおよびRXRタイプおよびイ
ソ形が概念的には多数の特定のへテロダイマーの生成を可能にし、これら特定の
ヘテロダイマーのそれぞれが特定の転写特性を有しているかもしれない。興味深
いことに、RXRTAFsを活性化する天然のりガント(RX)は、RAの新規
な立体異性体であると思われる(グリツボ(JF 、 G rippo)および
レビン(A、 A、 Levin) 、個人的な情報)。それゆえ、所定の細胞
内での特定の応答プロモーターからの転写の活性化へのRAR/RXRヘテロダ
イマーの貢献は、転写機構へのRARおよびRXRTAFsのカップリングの原
因である、RAR,RXR,RAおよびRX、および細胞特異的な転写仲介因子
の実際の濃度に依存するかもしれない(タセット(Tasset)ら、Ce11
62:1177〜1187 (1990) 、およびその中に引用されている文
献)。
これら分子の幾つかの濃度の小さな変化の組み合わせにより、転写活性の有意な
差異が生じ、この差異が発達過程におけるパターン生成に特に重要であるかもし
れない。Fos/Junホモおよびヘテロダイマーの場合について最近観察され
たこと(ケルポラ(Kerppola)ら、Ce1l 66 : 317−32
6(1991a);ケルポラら、Ce1l 66 : 317−326 (19
91b))の類推により、特定の標的配列に結合した所定のRAR/RX、Rヘ
テロダイマーはDNAを特定に方向に曲げ、DNAループ形成により起こる(概
観のため、ブタシュン(P tashne)ら、Nature346 : 32
9〜331 (1990)を参照)RAR/RXRヘテロダイマーと対応プロモ
ーターに結合した因子との間での相互反応を命すると考えたくなる。そのような
可能性は、種々の応答要素において観察されている反対の転写効果(活性化およ
び抑制)を説明するかもしれない(ナールら、Ce1l 65 :1267〜1
279(1,991)およびその中に引用されている文献)。リガンド結合ドメ
イン、トランス活性化ドメインおよびダイマー生成ドメインが同じ領域中に重複
していることはまた、何故、応答要素に依存して、同じレセプターで転写のりガ
ント依存的活性化またはりガント独立的抑制を逆説的に観察することができるの
かを説明するかもしれない(ナールら、Ce1l 65 :1267〜1279
(1991))。実際、ヘブタド繰り返しダイマー生成界面、それゆえDNA
の曲がりおよびトランス活性化ドメインのフンホメーション両方は、異なる標的
配列で異なるかもしれない。
発達の種々の段階におけるマウス胚および成体組織中におけるRXRsの低レベ
ルでの広い分布(マンゲルスドルフら、Nature 345 : 224〜2
29 (1990)および本発明者らの未刊行の結果)、および3つのRARs
の発現の一層制限されたパターン(ルベルトら、Developmentlll
:45〜60 (1991b))は、RXRsがbHLH因子の場合における
E47およびE12タンパク質の役割と類似の役割を担っているという興味深い
可能性を提示する。ワイントラウプおよび彼の共同研究者であるラサーら(ラサ
ーら、Ce1166・305〜315 (1991))により提唱されているよ
うに、そのようなヘテロダイマーの協力、および限られた共通に必要なr3NA
結合パートナ−に対する競合は、発達過程における相互排他的「決定」をなすた
めの機構および胚発生の初期段階において特に重要な限界転写応答を生成するた
めの機能の両方を提供する。この観点において、限られたRXRに対するRAR
s、TRsおよびおそらく核レセプターの同じサブクラスの他の成員(VDRま
たはベルオキシソームブロリファレーター活性化レセプター(peroxiso
me proliferator activated receptor)
(イッセマン(I ssemann)ら、Nature347:645〜650
(1990))など)間の競合は、最も広(分布していないレセプターの機能
を妨害し、特定のリガンドに対する細胞応答性を調節するかもしれない。実際、
高レベルのTR発現がRAR活性を抑制し得ること(グラウブナー(G rau
pner)ら、Nature340 : 653〜656 (1989):ハド
ソン(Hudson)ら、Ce1162 :1165〜11.75 (1990
))はRXRに対する競合に対応するかもしれない。同様に、本発明者らは、R
XRsがTREpalへのv−erbAの結合を促進し得ることを観察したが(
未刊行の結果)、このことは、少なくとも部分的に、転写活性に対するv−er
bAの陰性のトランスドミナント効果(ダム(Damn)ら、Nature33
9 :593〜597 (1989);サブ(S ap)ら、Nature40
:242−244 (1989);ディゼラ(pisela) ら、Gene
s Dev、 5 : 2Q33〜2047 (1991))を説明しており、
また、RXRsを封鎖することにより、v−erbAがRAR機能に対して同様
の陰性効果を奏する可能性を示唆している(ジャリフら、Ce1166 : 8
85+−893(1991)およびドウボア(Desbois)ら、Oncog
ene6 : 2129〜2135 (1991,)) 。同様に、t(15;
17)転座の結果起こるキメラ融合MylRARタンパク質の蓄積を特徴とする
急性前骨髄球性白血病(A P L)において起こる前骨髄球分化における抑制
(カキズカ(Kakizuka)ら、Ce1l 66 : 668〜674 (
1991)、カスドナーら、EMBOJ、(1992、出版中):バンドルフイ
(Pandoifi) ら、Oncogene6 :1285〜1292 (1
,991); ド・テら、Ce1l 66:675〜684 (1991))が
、MylRARl:よるRXR(7)封鎖と関係があるかもしれない。また、E
cRと同じレセプターサブクラスに属する初期エクジソン応答遺伝子E75(ケ
ルら、Ce1l 67:59−77 (1991)1セグレープ、Ce1l 6
7:225〜228 (1991))は、EcRと同じパートナ−とダイマーを
生成し、それによって同時に後期応答を引き起こしながら最初のエクジソン応答
を不活化すると考えたくなる。
本発明者らが本発明のインビトロ研究で観察したヘテロダイマー相互反応が、イ
ンビボにおける標的遺伝子のプロモーター上での2つのレチノイドシグナル経路
の組み合わせ収束(combinatorial convergence)に
どの程度対応するかを調べるため、培養細胞およびマウスにおける複数のRAR
およびRXR遺伝子の発現をさせなくする(たとえば、ES細胞における相同組
換えにより)遺伝子研究が必要であろう。同様の研究はまた、レチノイドおよび
甲状腺ホルモンシグナル経路がインビボにおいてどの程度収束しているのか、も
っと一般的には、各レセプターサブファミリーの他の成員(多くのみなしごレセ
プターを含む)間の同様のへテロダイマー相互反応が、核レセプターシグナル経
路による遺伝子発現の制御に関与しているのかどうかも明らかにするであろう。
組換えワクシニアウィルス発現ベクターの構築、これらベクターによるヒーラ細
胞の感染、これら細胞からの核抽出物の調製は、すでに記載されているにコルソ
ンら、EMBOJ、9 : 4443〜4454 (1990))。
rBV発現ベクターの構築およびrBV感染SF9細胞からのWCEの調製はど
こかに記載されつつある(チェノ(Chen)ら、準備中の原稿)。
hRAR−7のBamHI断片にコルソンら、EMBOJ、9 : 4443−
4454 (1990) )をpEt3a (スタブイア(S tudier)
より贈与(スタブイアら、Methods in Enzymol、 185
: 60〜89 (1991) ) )のBamH1部位に挿入してp E t
RARγを調製した。このIPTG誘発性原核発現ベクターは、完全長のhR
AR−γのアミノ末端アミノ酸に融合した親ベクターからの14アミノ酸からな
る融合タンパク質をコードしている。細菌発現hRAR−7を製造するため、1
0μgのpEtRAR7を用いて大腸菌のBL21(DE3)plyss株をト
ランスフオームし、トランスフォーマントを0.1μg/m+アンピシリンおよ
び33μg/mlクロラムフェニコールを含有する培地中、37℃にて一夜増殖
させた。ついで、培養液を10倍に希釈し、0.6〜1゜0のOD s e o
まで増殖させ、この時点でIPTGを0.4mMの最終濃度で加え、細胞をさら
に2時間増殖させた。ついで、細胞を遠心分離により回収し、溶解緩衝液(50
mMトリフ、−HCl pH7,8,1mM EDTA、1mM DTT。
10μMZnc1z、400mMKClおよび10%グリセリン)中の最初の培
養容量の1%中に再懸濁し、2回の凍結−解凍サイクルにより溶解し、ついで超
音波の短いパルスによりDNAを切断した。細菌ホモジネートをベックマンウル
トラ遠心分離(SW600−ター、55.000pm 2℃で1時間)で遠心分
離し、上澄み液を回収し、アリコートし、液体窒素中で凍結し、−80℃で貯蔵
した。
インビトロで翻訳されたタンパク質を産生ずるため、完全長のRAR(ブランド
(B rand)ら、Nature332 : 850〜853 (1988)
:クルストら、Proc。
Natl、Acad、Sci、USA86 : 5310〜5314 (198
9) ) 、RXR(下記参照)およびc−erbA(ペンストレーム(Ven
nstrQa+) (サブら、Nature34・635〜640 (1986
))より贈与)発現ベクターを適当な制限酵素で終止コドンの3′側で直線状に
した。ついで、製造業者(プロメガ)の指示に従い、ウサギ網状赤血球溶解液を
用い、直線状にしたcDNAsを転写および翻訳した。
RARおよびRXR変異体の構築
RARおよびRXRのすべての3°欠失変異体を未成熟終止コドンのPCR導入
により構築した。しかしながら、2つのRAR欠失変異体であるhRAR−γΔ
270−454およびhRAR−γΔ188−454は、それぞれEcoRVお
よび5ac1部位で直線状にしたhRAR−γ発現ベクターのインビトロ転写お
よび翻訳により産生じた。hRAR−γΔABの構築は、hRAR−γドメイン
C−Fに対応する断片であって、BamH1部位、好ましい翻訳開始配列および
該断片の5″末端にATG (GGATCCACCΔ工旦TGC・・・)を含有
する断片のPCR増幅により行った。ついで、この断片をpSG5 (グリーン
(Green)ら、Nucl、Ac1ds Res、 16 : 369 (1
988) )のBamH1部位にサブクローニングした。
一本lDNAの生成および標準手順によりhRAR−γおよびmRXR−α中に
システィン点変異を生成させた。hRAR−γΔC4およびmRXR−αΔC4
において、第一のジンクフィンガーの第四番目のシスティンをコードするTGC
コドンをアラニンのGCCに変えた。すべての場合において、RARおよびRX
R変異の真正さが配列分析、ウェスタンブロッティング(RAR変異) 、[”
SFメチオニンの存在下でのインビトロ翻訳により、および幾つかのPCR変異
体の場合は複数のクローンの単離および試験により確認された。
ゲル遅滞実験
ゲル遅滞実験(抗体スーパーシフトアッセイを含む)は、すでに記載されたのと
同様であったにコルソンら、EMBOJ、9 : 4443〜4454 (19
90):およびスミスら、EMBOJ、10 : 2223〜2230 (19
91))。
抗hRAR−γ抗体(Ab4γ)は、すでに記載されている(ロシエットーエグ
リー(Rochette −Egly) ら、J、Ce1l Biol、 11
5 : 535〜545 (1991))、抗hRAR−a (Ab9a)およ
び抗hRAR−β(Ab7β)抗体は、どこかに記載されるであろう(ガウブ(
G aub)ら、準備中の原稿)。抗hER(F)抗体(AbF3)の記載もま
た、どこかに刊行されるであろう(メツガー(Metzger)ら、準備中の原
稿)。異なる採取源から得たRARγを用いた(すなわち、インビトロ翻訳にお
ける、r V V Sr B V s大腸菌)実験のためには、ウェスタンプロ
ットによりレセプターレベルをrVVのものに標準化したつこのRARγの量は
、これら実験およびこのレポートに記載する他のすべての実験において、アッセ
イ当たり約10フイコモルのレセプターに対応する( [3H]レチノイン酸結
合により決定)。RARおよびRXRサブタイプおよび欠失変異体を比較するゲ
ル遅滞実験のためには、[3! S]メチオニンの存在下でインビトロ翻訳する
ことによりすべてのタンパク質を産生させた。放射標識タンノ々り質は5DS−
PAGEにより分析し、これらデータを用い、ゲル遅滞アッセイに用いた各非標
識レセプター(平行して翻訳した)の量を標準化した。同様の方法を用い、ゲル
遅滞実験に使用したc−erbAの量は約5〜10フイコモルであった。
タンパク質精製
rVV発現hRAR−γおよびrBV発現hRAR−γの精製は、どこかに記載
されつつある(チェノら、準備中の原稿)。ヒーラ細胞RBFの精製のため、ヒ
ーラWCEをすでに記載されたようにして調製した(モンコリン(Moncol
lin)ら、EMBOJ、5 : 2577〜2584 (1986))。すべ
ての工程を4℃で行い、RBF活性を上記のように細菌発現hRAR−γを用い
た相補的ゲル遅滞アッセイによりすべての精製工程においてモニターした。ヒー
ラWCE(懸濁液中に増殖させた細胞90リツトルから、9X10’細胞に対応
)を50mMKClを含有する緩衝液A(50mM)リス−HCl pH7,8
,0,1mMEDTA、0.5mM DTTおよび10%グリセリン)に対して
一夜透析し、同緩衝液中に平衡化した350m1のDEAE−バイオゲルAカラ
ム(バイオラド)上に負荷した(100ml/時)。溶出液のAZa。がベース
ラインに戻るまで、カラムを平衡緩衝液で洗浄した。フロースルーフラクション
(DEAEFT、1350ml、タンパク質112mg)をKCI中に150m
Mとし、150mMKClを含有する緩衝液A中に平衡化した80m1のヘパリ
ンーウルトロゲル力ラム(IBF)上に負荷した(80ml/時)。カラムを平
衡緩衝液で洗浄して未結合のタンパク質を除き、緩衝液A中の150〜450m
MKClの一次勾配液(320ml)で溶出した。RBFは、290mMKCl
において集中する鋭いピークとしてこのカラムから溶出した。RBF活性を含有
するフラクションをプールしく65m1、タンパク質1.95mg)、硫酸アン
モニウム中の0゜9Mとし、0.9M硫酸アンモニウムおよび50mMKClを
含有する緩衝液A中で平衡化したフェニル−5PWカラム(ベックマン、0.7
5X7.5cm。
0.4ml/分)上に負荷した。溶出液のA、。がベースラインに戻るまでカラ
ムを平衡緩衝液、ついで0.45M硫酸アンモニウムおよび5QmMKC1を含
有する緩衝液Aの4カラム容量で洗浄した。ついで、50mMKClを含有する
緩衝液A中の硫酸アンモニウムの0.45〜OMの一次勾配液18m1でカラム
を溶出した。RBF活性を含有するフラクション(250mMの硫酸アンモニウ
ムにてこのカラムから溶出した)をプールしく5mL 120μgタンパク質)
、5QmMKC1を含有する緩衝液Aに対して透析し、同緩衝液中で平衡化した
T S K−ヘパリンSPWカラム(トソーハース(Toso −Haas)、
0.75X7.5cm、0.3ml/分)に負荷した。このカラムを平衡緩衝液
で、ついで150mMKc]を含有する緩衝液Aの6カラム容量で洗浄し、つい
で緩衝液A中の150〜400mM KCIの一次勾配液(20ml)で洗浄し
た。RBF含有フラクションをプールしく7.5ml、 19μgのタンパク質
、〜250mMKClにおいてピーク)、緩衝液B(10mMリン酸カリウムp
H7,5,0,01mMcac]、、0.5mM DTTおよび10%グリセリ
ン)に対して透析し、緩衝液Bで平衡化したTSK−HA100Oヒドロキシル
アパタイトカラム(トソーハース、領75X7.5cm、0.3m l /分)
上に負荷した。カラムを緩衝液Bおよび3カラム容量の緩衝液B(75mMリン
酸カリウムを含有)で洗浄した後、カラムを緩衝液B中の75〜250mMリン
酸カリウムの一次勾配液(18ml)で溶出した。RBF活性のピークは約15
0mMリン酸カリウムにおいてこのカラムから溶出し、みかけ上物質に精製され
たRBF (約0.2μg)を含有していると推定された。
RBFのペプチドシークエンシング
精製RBFの複数の調製物をプールしく5〜6μgのRBFを含有すると推定さ
れた)、緩衝液C(0,5mMトリス−HCl pH7,8,1μMEDTA。
5μM DTT、0.5mM NaC+、0.05%5DS)に対して透析し、
スピード真空(speed−vac、 )中で凍結乾燥した。凍結乾燥した材料
を水中に再懸濁し、7.5%5DS−PAGEゲル上に電気泳動し、PVDF膜
(ミリポア)にプロットした。RBFバンドを切り出し、標準手順を用いてンー
クエンシンググレードのトリプシン(ベーリンガー・マンハイム)で消化した。
トリプシン処理したペプチドを逆相HPLCにより分離し、アブライドバイオシ
ステムズシークエンサー上の自動エドマン分解によりンークエンシングした。
mRXRsおよびh R,X R−βのクローニングマウスRXR−αをクロー
ニングするため、本発明者らは、まずhRXR−α配列(マンゲルスドルフら、
Nature345 : 224〜229 (1990))から導いた縮重PC
Rプライマーを用い、アミノ酸14〜360をコードする領域に対応する断片を
マウス肝臓cDNAから増幅した。完全に適合するプライマーが該断片の配列か
ら導かれ、肝臓cDNA上でのアンカーPCR(5°末端)およびマウス11.
5d胚λgtlOcDNAライブラリーからの全DNA上でのPCR(3’末端
)を行うことにより、mRXR−αの5゛および3゛配列をクローニングした。
1883ヌクレオチド長の配列をEMBLデータバンクにおいてアクセス番号
にてアクセスすることができる。98位に存在する最初のATGは、翻訳開始に
有利な配列で取り囲まれており、インフレームの終止コドン(ヌクレオチド6〜
9)により先行されている。
マウスRXR−βは、以前にH−2RIIBPと称されていた配列である(ハマ
ダら、Proc、 Natl^cad、 Sci、 US^86 : 8289
〜8293 (1,989))。本発明者らは、アンカーPCR(14,5d胚
cDNAにおいて行った)によりさらに5゛配列を得た(EMBLアクセス番号
)。最初のAUGは190位にあり[ハマダら、Proc、 Natl、 A
cad、 Sci、 US^86 : 8289〜8293 (1989)にお
いては109)、インフレームの終止コドン(ヌクレオチド64)により先行さ
れている。このAtJGを取り囲む配列は、翻訳の有効な開始に必要な共通配列
と適合しない。mRXR−βの全クローニング5°配列を含有するインビi・口
合成mRXR−βRNAをウサギ網状赤血球溶解液とともに翻訳する場合(産生
されたRXR−βタンパク質の〜10%二本発明者らの未刊行の結果)には、上
流CUGコドン(ヌクレオチド76〜78)を翻訳開始のために部分的に用い、
また、インビボで用いてもよい。というのは、導かれたアミノ酸配列はマウスと
ヒトとの間で第一のメチオニンの上流で保存されているからである。
mRXR−γの部分配列は、RXR−αとRXR−βとの間で保存されているC
領域中のアミノ酸配列に対応する縮重オリゴヌクレオチドブライマー(5′およ
び3゛プライマーとしては、それぞれCAICGDおよびYQKCL)を用いた
マウス心臓cDNA(7)PCR増幅により得た。ついで、このcDNA断片を
用い、ランダムブライミングしたマウス心臓cDNAライブラリー(λZAP−
IIにおいて確立)をスクリーニングし、2つの重複クローンを得た。得られた
クローニングmRXR−γcDNAは、1517ヌクレオチドの長さである(E
MBLアクセス番号□番号量初のAUG (ヌクレオチド35)は、翻訳開始に
有利な配列によって取り囲まれており、インフレームの終止コドン(ヌクレオチ
ド18)により先行されている。
hRXR−βをクローニングするため、完全長の[”P] CTP標識mRXR
−βプローブを用いてλZAP−IIヒーラcDNAライブラリー(キシアオ(
Xiao)ら、Ce1165 : 551〜568 (1991))をスクリー
ニングした。
この1738ヌクレオチド長の配列は、EMBLデータバンクにおいてアクセス
番号□にてアクセスできる。最初のATGは118〜120位に位置し、インフ
レームの終止コドン(ヌクレオチド52〜54)により先行されている。
マウスRXR発現ベクターの構築
マウスRXR−α発現ベクターを2つの断片:EcoRI−NarI (ヌクレ
オチド79〜1137間の配列を含有し、マウス肝臓cDNAからPCRにより
得た)およびNa r I−BamHI (コード配列の末端(ヌクレオチド1
138から)および3゛非非翻訳列の〜600bpを含有する115dλgtl
Oライブラリークローンに由来する)の融合からpSG5ベクター中において構
築した。
このベクター中にはB 1uescript S Kポリリンカーに由来するE
coRr、PstrおよびSma 1部位がBam81部位の上流に存在するこ
とに注意。mRXRαER,(F)はpSG5のEcoRI部位とBam81部
位間でクローニングされ、ヒトニストロジエンレセプターのF領域をコードする
配列(ヌクレオチド1869〜2020)に融合したmRXR−αコード配列(
ヌクレオチド79〜1496)を含有しくグリーンら、Nature 320
: 134〜139 (1986))、連結部にXba1部位が生成している。
R,X R−E R連結部におけるヌクレオチド配列は、人工PSR工旦をコー
ドするGCCACCCCTTCTAGAACTAGCである。プロリン残基が導
入されてRXR−α配列とER配列との間で柔軟性が得られることに注意。
mRXR−β発現ベクターは、pTLl (ルフキン(T、 Lufkin)か
ら贈与、pTLlはクローニング部位としてEcoRI/BamHI/Hind
I[[/Xho I/No t I/Sma I/Ps t I/Sac I/
Kpn I/Bgmポリリンカーを有する他はpSG5と同じである)のEco
R1部位とHind111部位との間に挿入されたmRXR−βコード配列を含
有する。開始CTGはATGにトランスフオームされており、「完全」コザク開
始配列の下流に位置している。それゆえ、mRXR−β発現ベクター中の5゛配
列は、GAATTCCA、CCΔ工pGGACCGGAT・・・である。
mRXR−7発現ベクターは、pSG5のEcoR1部位に挿入されたmRXR
−γヌクレオチド35〜1517を含有する。「完全」コザク配列は、開始AT
Gの上流に生成されている(配列GAATTCCACCΔTG)。
交差および同時免疫沈降実験
インビトロ翻訳RARおよびRXRを化学的に交差するため、ジスクシンイミジ
ルスベレート(DSS、ピアス)を用いた。交差および同時免疫沈降実験は、大
スケールで行う池はケル遅滞アッセイと同様にして行った。たとえば、〜50フ
ィコモルの非標識レセプター(細菌発現またはインビトロ翻訳レニもの)を等モ
ル量の[35S] メチオニン樟識レセプター(インビトロ翻訳したもの)とと
もにインキュベートした。インキュベーションは、トリス−MCIの代わりに1
5QmMKC]およびへペスーNaOH(10mMSpH7,5)を含有するゲ
ル遅滞緩衝液にコルソンら、EMBOJ、9・4443〜4454 (1990
))(50μl)中で行った。指示されている場合には、500フィコモルの非
標識β−RAREをもインキュベーション中に含有させた(ゲル遅滞アツセイは
一般に〜10フィコモルの熱プローブを用いて行ったことに注意)。20分間の
室温でのインキュベーションの後、DSS (DMSO中に溶解)を1mMおよ
び2%DMSOの最終濃度で加えた。コントロールの管にはDMSOのみを入れ
た。交差反応は22℃で15分間行い、ついでリジン(最終濃度25mM)を加
えて反応停止させた。各反応液の容量をゲル遅滞緩衝液で500μlに増加させ
た後、すでに記載されているようにして試料を免疫沈降させた(ロシエットーエ
グリーら、J、Ce1l Biol、115 : 535〜545 (1991
))、免疫沈降したタンパク質をSDSゲル上で処理し、PPOをゲル中に導入
してpiS] シグナルを高めた後にオートラジオグラフィーにより[35S]
標識タンパク質を視覚化した。
CO8O8細胞トランスフェクションび抽出物の調製CO5−1細胞(60%コ
ンフルエント、75mmプレート上で増殖)をプレート当たり10μgのmRX
R−α発現ベクターおよび10μgの担体DNA (BSM)でトランスフェク
ションし、5%脱脂ウつ飴仔血清を含有するダルベツコ培地中でさらに48時間
増殖させた。細胞を洗浄し、冷PBS中で回収し、遠心分離後、プレート当たり
100μmの溶解緩衝液中に再懸濁した(ZnCI!を含有しない上記大腸菌溶
解緩衝液と同一)。細胞を3回の凍結−解凍(氷上で解凍)サイクルにより溶解
し、不溶性物質を遠心分離により除いた。上澄み液(CosWCE)をアリコー
トし、液体窒素中で凍結し、−80℃で貯蔵した。
酵母におけるRARによる有効なトランス活性化にはRXRが必要である全トラ
ンスレチノイン酸および9−シスレチノイン酸は、核レチノイン酸(RAR)お
よびレチノイドX (RXR)レセプターへの結合の結果として遺伝子発現を調
節するビタミンAの天然誘導体である(シャンボンら、Retinoids:
10Years On、ツーラット(J 、 H,5aurat)編、バーゼル
:カーガー(Karger)(1991)ニレイド(Leid、 M、 )ら、
Trends Biochem、 17 : 427〜433 (1992);
ヘイマン(Heyman、 R,A、 )ら、Ce1168 : 397〜40
6(1992);レビン(Levin、 A、 A、 )ら、Nature35
5 : 359〜361 (1992):およびその中に引用された他の文献)
。RXRsはインビトロでRARsとへテロダイマーを生成し、そのような複合
体は、同族のDNA応答要素に対して高められた結合親和性を示す(ユ(Yu、
V、 C,)ら、Ce1167 : 1251〜1266 (1991);レ
イドら、Ce1168:377〜395 (1992):ザング(Zhang、
X、 K、 )ら、Nature355:441〜446 (1992):ク
リーツー(Kliewer、 S、 A、 )ら、Nature355:446
〜449 (1992))。
核レセプターは内生RARsおよびRXRsを欠いた酵母細胞中で機能するので
(メツガーら、Nature334 : 31〜36 (1988):シエナ(
S chena)およびヤマモト(Yamamoto) 、5cience24
1 : 965〜967 (1988) ;マッグ(Mak、P、)ら、J、B
iol、Ce1168 : 21613〜21618 (1989):バービ7
. (Purvis、 1. J、)ら、Gene106 : 35〜42 (
1991):ビニラット(P 1errat、 B、 )ら、Genel19
:23’7”245 (1992))、本発明者らはこの生物を用いてインビボ
におけるトランス活性化にRAR/RXRヘテロダイマーが必要かどうかを調べ
た。ドメイン交換法(グリーンおよびシャンボン、Nature324 + 6
15〜617 (1986))を用い、本発明者らは、ニストロジエンレセプタ
ーのDNA結合ドメインを含有するキメラRARα1およびRXRαレセプター
が酵母中の同族レポーター遺伝子を互いに独立に活性化することを示す。これら
活性は、RARa1およびRXRaのリガンド結合ドメインにおける誘発し得る
転写活性化機能(AF−2) 、およびRARa1のA/B領域中の構成的活性
化機能(AF−1)によるものである、RXRaのAF−2は、レチノイン酸(
RA)の9−シス誘導体によって専ら誘発された。レチノイン酸応答要素(RA
RE)を含有するレポーター遺伝子の天然RARαによるトランス活性化は、リ
ガンドの不在下においてさえも、RXRaの同時発現により著しく増大した。最
適の誘発は、両方のレセプターの活性を刺激する9−シスレチノイン酸により達
成された。この研究は、内生RARsSRXRsおよび観察し得るリカンド異性
化の不在下でのレチノイドによるシグナル形質導入を調べるうえでの酵母の有用
性を示す。
ヒトRARα1およびマウスRXRαレセプター(以下、RARaおよびRXR
aと称する)が転写を活性化する内生能を有しているかどうかを調べるため、天
然のDNA結合ドメイン(DBDs)をヒトニストロジエンレセプター(ER)
のDBDで置換したキメラレセプターを構築した。
キメラレセプターは以下のようにして構築した。PCRおよび部位特異的突然変
異誘発を用い、ヒトRARα1(レロイら、EMBOJ、10 : 59〜69
(1991):ペトコビッチ(P etkovich、 M、 )ら、Natu
re330 : 444〜450 (1987):ギゲレ(Giguere、
V、 )ら、Nature330 : 624〜629(1987))(RAR
(Z)およびマウスRXRa (レイドら、Ce1168 : 377−395
(1992))(RXRa)cDNAs (すべての非コードフランキング配
列を除いである)を含有するEcoRI断片を生成した。各構築物の5°プライ
ムフランク(prime flank)は、EcoRIと1訳開始コドン(5’
−GAATTCCACCATG−3’)との間に挟まれた哺乳動物コザック配列
を含んでいる。これら断片をプラスミドpSG5 (グリーンら、Nucl、
Ac1ds Res。
16 : 369 (1988) )のEcoR1部位にクローニングし、オリ
ゴヌクレオチド5°−GGGCACCTCAATGGATACC−CGGTGC
CTCCC−3′を用いた部位特異的突然変異誘発によりサイレント変異を導入
することによって、RARa cDNA中の内部Kpn1部位を破壊した。RA
Ra(アミノ酸88〜153)およびRXR(2(7ミ/酸140〜204)(
7)DBDsをコードする配列を欠失させ、HE28について記載されているの
と同じ仕方にて(グリーンおよびシャンボン、Nature324:615〜6
17 (1986))唯一のKpnlおよびXho1部位で置換し、それゆえE
R,CASまたはER(C)断片を同じ位相で挿入した。これらは、ヒトニスト
ロジエンレセプター(ER)遺伝子のDNA結合ドメインをコードするKpnI
−Xhol断片であり、HE28 (アミノ酸185〜250 ; rER−C
ASJと称する;文献14)かまたはHE81 (アミノ酸176〜282 ;
rER,(C)Jと称する:メーダー(S、 Mader)およびP、C未刊
行)のいずれかに由来していた。PCRおよび部位特異的突然変異誘発を用い、
aに示すように、RARa (DEF) −ER。
CAS、RARal (AB) −ER(C) 、RXRa (DE)−ER,
CASおよびRXRa(AB)−ER(C)を生成した。PCRまたは部位特異
的突然変異誘発により生成した配列はすべて、シーフェンシングにより確認した
。これらキメラレセプターを、それぞれTRPIおよびHIS3選択マーカーを
含有する2μ−由来酵母マルチコピープラスミドYEplOおよびYEp90
(ビニラットら、Genel19 : 237〜245 (1992))中のP
GKプロモーター/ターミネータ−カセットのEcoRI部位にサブクローニン
グし、方向をシーフェンシングにより確認した。プラスミドをエレクトロポレー
ションにより酵母レポーター株PL3 (MAT(Z、ura3−Δ1、his
3−Δ200、l Cu2−Δ1、t rpl::3ERE−URA3) (ビ
ニラットら、Genel19:237〜245 (1992))中にトランスフ
オームし、レセプターの発現をウェスタン分析により確認した(本発明者らの未
刊行の結果)。トランス活性化実験のため、散乱光の条件にて、リガンドの存在
下または不在下、ウラシルを含有する選択培地中てトランスフォーマントを約5
世代、指数関数的に増殖させた。酵母細胞遊離抽出物の調製(ロイマン(Loi
son、 G、 )ら、Curr、 Genet、 2 : 39〜44 (1
980) )、およびOMPデカーゼアッセイはすてに記載されたものと同じで
あった(ウオルコット(Wolcott)およびロス(Ross) 、Bioc
hemBiophys、Acta、 122 : 532〜534 (1966
) )。
これらキメラレポーター(RARa1−ER,CASおよびRXRa−ER(C
)と称する)を、3つのニストロジエン応答要素(EREs)により制御される
染色体に組み込まれたURA3レポーター遺伝子を含有するレポーター株中で発
現させた(ビニラットら、Gene119:237〜245 (1992))。
レポーターの誘発は、URA3遺伝子遺伝子産物0カPデカ上記参照)の比活性
を測定することにより決定した。リガンド用量応答実験(図10b)は、RAR
a1−ER,’CASおよびRXRa−ER(C)の両方とも酵母においてリガ
ンド誘発性および容量依存的な仕方で転写を活性化することを示した。RARα
1−ER,CASによるトランス活性化は、全トランスレチノイン酸(T−RA
)、9−シスレチノイン酸(9C−RA)(図10b)またはRAの幾つかの他
の誘導体(図10c)により同等に刺激されたが、RXRa−ER(C)による
活性化は使用した濃度における9C−RAまたは9−シス−3,4−ジデヒドロ
レチノイン酸(9C−ddRA)によってのみ誘発された(図10bおよびC)
。
このことは、RA誘導体に対するRARsおよびRXRsの結合親和性に関する
最近のデータ(ヘイマンら、Ce1168 :397〜406 (1992):
アレンビー(Allenby)ら、Proc、 Natl、、^cad、 Sc
i、 USA (出版中))と一致し、RAの9−シス誘導体に対するRXRa
の特異性を示している。加えて、本発明者らの結果は、T−RAまたはT−dd
RAが酵母中で9−シス立体異性体に有意に変換されないことを示している。対
照的に、高濃度のT−RAによるRXR活性の刺激を示した哺乳動物およびドロ
ソフィラ細胞における研究(ヘイマン、Ce1l 68 :397〜406 (
1992);レビンら、Nature355 : 359〜361(1992)
;マンゲルスドルフら、Ce1166 : 555〜561 (1991);マ
ンゲルスドルフら、Gene Dev、6 :329〜344 (1992))
は、酵母には明らかに存在しないRAイソメラーゼ活性が高等真核生物において
存在することを示唆している。
RARaおよびRXRaにおける転写活性化機能(AFs)を同定するため、本
発明者らはDBDまたはERに連結したA/Bまたはホルモン結合ドメインを発
現するキメラレセプターを構築した。RARa(DEF)−ER,CAS (図
10a)は、9 C−RAまたはT−RAの存在下でOMPデカーゼ活性を10
倍増大させ(表2)、核レセプターについて認められているように(ビニラット
ら、Genel19 : 237〜245 (1992)ニライト(Wrigh
t、 A、 P、 H,)ら、J、Biol、Chem、265 :14763
〜14769 (1,990):メイヤーら、J、Bjol、Chem、267
:10882〜10887 (1992)) 、RARaが酵e中て機能的なり
カント結合ドメイン中に誘発性AF (AF−2)を有することを示している。
RAR(21(AB)−ER(C)(図108)は、リガンド独立的な仕方でレ
ポーターの活性を(バックグラウンドに比べて約150倍)増大させた(表2)
。それゆえ、本発明者らは、哺乳動物細胞におけるRARsおよびRXRsのト
ランス活性化特性がプロモーター環境に依存してA/Bドメインにより調節され
ているという本発明者らの研究室における最近の結果と符号して、ヒトRXRα
1のA/B領域が自律的AF (AF−1と称する)を含有すると結論する(ナ
グパル(Nagpal、 S、 )ら、Ce1l 70 :1007〜1019
(1992))。興味深いことに、同じレポーター株で発現されたERレポー
ターと対照的に(ビニラントら、Gene 1コ9 : 237〜245 (1
992))、RARa1.−ER,CASが幾つがのりガント独立的な活性化を
示しく表2)、このことはキメラRARαがEREsに結合するのにリガンドを
必要としないことを示唆している。RXRa(DE)−ER,CASは9C−R
Aの存在下でレポーター活性を5倍刺激するので(表2) 、RXRaもまたそ
のリガンド結合ドメイン中に誘発性AF−2を含有することがゎがった。対応R
ARαレポーターとは対ffl的1.−1R,XRa、ER(C) およびRX
Ra(DE) −ER,CASは9C−RAへの応答において同程度の誘発(5
倍)を示したが、このことは、RXRaのA/Bドメインがこのレポーターの転
写活性化に有意の貢献をしないことを示唆している。実際、本発明者らは、酵母
中のRXRa(AB)−ER(C)によるいかなるURA3−レポーター活性化
をも観察しなかった(表2)。しかしながら、この構築物が他のプロモーターか
らの転写を活性化するがもしれないという可能性を排除するこはできない。これ
らの実験において、何故、RXRa−ER(DE) −ER,CASの構成およ
び誘発活性がRXRa−ER(C)について観察されるものよりも10倍も高い
のかは明らかではない。しがしながら、R,XRa−ER(C) はRXRa
(DE)−ER,CASに比ヘテハルかニ低しヘルで発現されたが(イムノプロ
ットにより決定されるように)、RA、Ra1−ERCASおよびRARa(D
EF)−ER8cAsは同レベルで発現された(データは示していない)。上記
結果は、酵母細胞で自律的に転写を活性化することのできる、RARa (AF
−1およびAF−2)およびRXRa(AF−2)I:おける活性化機能の存在
を示している。
これら機能がインビボでの天然レポーターを用いたRAにより高められた転写を
達成するのに充分かどうかを調べるため、本発明者らは合成RARE要素を含有
するURA3レポーター遺伝子を構築した1図11a)。
このレポーター遺伝子を構築するため、単一のニストロジエン応答要素(ERE
)およびURA3プロモーターの一部を含有するプラスミドpFL39−IER
E−URA3 (ビニラットら、Gene 119:237〜245 (199
2))からのHindlU−Pstl断片をpBLUEscRIPT SK−(
ストラタンーン)中にクローニングした。部位特異的突然変異誘発により、ER
E配列(翻訳開始部位に関して位置−139)を除き、BglI[およびNhe
lの制限部位を生成した。これら部位を用い、aに示すようにDR5配列を含有
するオリゴヌクレオチドを挿入した。Hindm−Pstl DR5−URA3
プロモーター断片を親ベクター中に再クローニングしてpFL39−DR5−U
RA3を生成した。完全なURA3コード配列をそのDR5−URA3プロモー
ターとともにXmal消化により切り出し、動源体(centromeric)
プラスミドpR8315を含有するL E U2のXma1部位に再クローニン
グした(ンコルスキー(S 1korski)およびヒーター(Hieter)
、Genetics 122 :19〜27 (1989))。ヒトRARα
1 (レロイら、EMBOJ、10:59〜69(]−991)、ペトコビソチ
ら、Nature 330:444〜450 (1987):ギゲールら、Na
ture 330 : 624〜629 (1,987)) (アミノ酸1〜4
62)、マウスRXRa (レイドら、Ce1l 68:377〜395 (1
992)) (アミノ酸1〜467)、マウスRXRαdn (デュランドら、
Ce1l 71 : 73〜85 (1992)) (アミノlIl!!1〜4
48)、ヒトRARαdnΔAB(アミノ酸88〜396.ナグパルから贈与)
およびマウスRXRαdnΔAB(アミノ酸140〜448.ナグバルから贈与
)cDNAを標準手順に従って酵母発現ベクター’1’ET)10および)’
E p 90のEcoR1部位に挿入した。トランス活性化アッセイは上記と同
じてあった。連続したトランスフォーメーションによりプラスミドを酵母株YP
H250(MATa、ura3−52、Iys2−801、ade2−101、
trpl−Δ1、his3−Δ200.]eu2−Δ1)(シコルスキーおよび
ヒーター、Genetics122 : 19〜27 (1987))中に導入
した。ウェスタン分析によると(データは示していない)、2つの異なるレポー
ターの同時発現は、酵母細胞遊離抽出物中で検出し得るタンパク質レベルにおい
ていかなる観察し得る効果もなかった。レポーター活性を上記のようにして測定
し、表示のように、比活性(b)または基本活性に対する倍誘発(C)として示
しである。
この応答要素は5塩基対のスペーサー(DR5)によって離されたモチーフ5°
−AGGTCA−3°の直行繰り返しであり、哺乳動物においてRA誘発性エン
ハンサ−として機能することが以前に示されたRARβ2遺伝子のRAREに由
来する(マンケルスドルフら、Ce1l 66 : 555〜561 (199
1);ド・テら、Nature343 :177〜180 (1990);メイ
グー(Mad6r、 S 、 )ら、J 、 Biol、 Chem、(出版中
))。レポーターを、単一コピーベクター上にDR5−URA3レポーター遺伝
子を有する適当な酵母株中で発現させた。いずれかのレポーターを単独で発現す
るトランスフォーマントにおいては、リガンドの不在下でレポーター基本活性(
すなわち、レポーターなしのコントロール)において増加が観察されなかった(
OMPデカーゼ活性として測定、図11b)cRARaのみを発現するクローン
においては、T−RAまたは9C−RA (5X10−’M)はともにOMPデ
カーゼ活性を約5倍誘発し、RARaがRXRの不在下においてリカンド独立の
仕方で、弱くではあるがインビボでDR5の転写を活性化し得ることが示された
。RXRaのみを発現するクローンは、9C−RA (T−RAではなく)に応
答してレポーター活性の一層弱い(2倍)増加を示した。
しかしながら、顕著なことに、RARaとRXRaとの同時発現はレポーター遺
伝子活性の構成および誘発レベルの両方を強(増加させた。構成活性はコントロ
ールの18倍であったが、T−RAおよび9C−RAにより誘発された活性はそ
れぞれコントロールの約30倍および60倍に増加した(図11b)。それゆえ
、両レポーターを発現するトランスフォーマントにおけるT−RAおよび9C−
RAにより誘発された活性は、RARaのみを発現するトランスフォーマントに
おける場合に比べてそれぞれ6倍および12倍高かった。これらの結果は、RA
RaおよびRXRaが、リガンドの不在下においてさえも酵母中でDR5要素を
協力してトランス活性化させることを示している。RARaおよびRXRaの両
方を発現するトランスフォーマントにおけるT−RAおよび9C−RAに対する
用量一応答により、この系において9C−RAが一層強力なインデューサーであ
ることが確認された(図11c)。
従前の結果は、溶液中でのへテロダイマーの生成がインビトロでのRARsおよ
びRXRsによる協力的なりNA結合をもたらすことを示している(ユら、Ce
1l 67 : 1251〜1266 (1991);レイドら、Ce1168
:377〜395 (1992);ザングら、Nature355:441〜4
46 (1992);クリーワ−(Kliewer、 S、 A、 )ら、Na
ture355 :446〜449 (1992))。ゲル遅滞実験により、両
方のレポーターを発現する酵母からの抽出物のみが合成りR5プローブの移動度
を有効に遅らせ得ることが確認された(図12、レーン7)。
レポーターを上記のようにして酵母株YPH250中で発現させた。選択培地中
で増殖させたトランスフォーマントの後期対数期の培養液から以下のようにして
細胞遊離抽出物を調製した:細胞を選択培地(20m l )中で一夜増殖させ
、1回洗浄し、ガラスピーズ破砕法を用いて0.15m1の高塩緩衝液(20m
Mトリス−HCl5pH7,5,0,4M KCI、2mM DTT、20%グ
リセリン:プロテアーゼインヒビターを含有)中で溶解した。io、oooxg
で15分間清澄化した後、20μg(約25μm)の上澄み液を7μlの低塩緩
衝液(0,05MKClを含有する他は上記と同じ)、1μl ポリ(di−d
C)で希釈した。ポリ(dl−dC)を10mg/mlにて加え、混合物を4℃
にて15分間インキュベートした。ゲル遅滞(50,000cpmの標識プロー
ブを使用)および抗体スーパーシフトをすでに記載したようにして行ったにコル
ソンら、EMBOJ、9 : 4443〜4454 (1990))。
遅滞複合体中の両レセプターの存在を、抗RARα(図12、レーン8)または
抗RXRα(データは示していない)モノクローナル抗体で該複合体をスーパー
シフトすることにより確認した。それゆえ、酵母中で産生したRARsおよびR
XRsは、他の系で産生じたレセプターについて観察されたように、インビトロ
でヘテロダイマーを生成する。
この結果は、協力的なりNA結合がインビボにおいてRAREにより制御された
レポーターの活性化のための重要な要件であるという考えを支持しているが、ト
ランス活性化実験において観察された9C−RAおよびT−RAへの差異的応答
を説明していない(図11c)。それゆえ、ヘテロダイマーを介した転写に対す
るRARaおよびRXRaの個々の貢献を調べるため、本発明者らは優性な陰性
レセプター変異体(RXRadn)(デュランドら、Ce1l 71 : 73
〜85(1992))を用いた。この変異体はリガンド誘発性の活性を失ってい
たが、インビトロでRARaのDNA結合を促進する活性は保持していた(図1
2、レーン9および10)。トランス活性化実験は、RARaおよびRXRad
nの同時発現によりT−RAおよび9C−RAに対する差異応答が失われること
を示した(図110)。このことは、RXRaは、DR5へのRARaの結合を
促進するのみならず、少なくとも部分的に、DR5レポーターの9C−RA刺激
をも媒介することを示している。ヘテロダイマーのリガンド独立な活性の起源を
調べるため、本発明者らは、C末端の末端欠失に加えて全A/B領域を欠失した
RARa CRARadnΔAB)およびRXRa CRXRadnΔAB)の
転写的折衷変異体を構築した。A/B領域の欠失は、これらレセプターがインビ
トロでDNAに協力的に結合する能力に影響を及ぼさないことに注意(本発明者
らの研究室からの未刊行の結果)。RARadnΔABおよびRXRaの同時発
現は、構成的活性を強く減少させ、完全長のレセプターを用いて観察されるT−
RAへの応答を失わせたが、幾つかの誘発は9C−RAの存在下で起こった(図
11b)。
対照的に、RARaとRXRαdnΔABとを同時発現させた場合には構成的活
性における減少は観察されず、RARaがリガンド独立活性化に大きく関与して
いることを示していた。このことは、上記で示したように、RARaに強い構成
的活性化機能(AF−1)が存在するがRXRaには存在しないことと一致して
いる。さらに、RARα/RXRαdnについて観察されたように(図110)
、RARaおよびRXRαdnΔABを同時発現させた場合にはT−RAおよび
9C−RAへの差異応答は失われた。要約すると、本発明者らの結果は、RXR
/RARヘテロダイマーがインビボで構成的活性を有することを示している。し
かしながら、標的遺伝子発現はT−R,A (RARaにより)および9C−R
A (RARaおよびRXRaにより)によってさらに誘発される。
結論として、この研究は、インビボでDR5により制御されるレポーターの有効
な活性化にはRARaおよびRXRaのへテロダイマーが必要であるという必然
的な証拠を提供する。さらに、この研究は、RARsおよびRXRsのへテロダ
イマーがRAREに結合し、リガンドの不在下で遺伝子転写を刺激することを示
している。このことは、活性がリガンドに全面的に依存している核レセプターか
らRAR,sおよびRXRsを区別する。哺乳動物系に対する実験的利点、すな
わち内生RARsSRXRsおよびRAイソメラーゼ活性の不在は、酵母を、レ
チノイドングナル形質導入の背景をなしている分子機構を調べるための優れたモ
デルとしている。
RARaおよびRXRaにおける自律的活性化機能(AFs)の特徴付1九図1
0aに示すキメラレセプターを、表示するようにT−RAおよび9C−RAの存
在下または不在下、酵母株PL3において3ERE−URA3レポーター遺伝子
を活性化する能力について試験した。挿入物なしのベクターはコントロール(「
なし」)として用いた。トランス活性化のデータはOMPデカ、−ゼ活性として
表しである1表に示す平均値は、各クローンについて3つの個々のトランスフォ
ーマントを用いて2回アッセイを行って決定した。括弧内の数字は、リガンドの
不在下で各レセプターについて観察した活性に対する倍誘発を示す。
配列表
配列番号(SEQ ID No): 1y列の長さ: 2285塩基対
配列の型:核酸
鎖の数二両形態
トポロジー:直鎖状
配列の種類:DNA
特徴を表す記号・CDS
存在位置+75.、.1420
配列:
CCT GOOGCCACCGGG GOT GGT GGCAGCAGCCC
A AAT GAcCCA (FTOAσ g3XPro Gly 入1a T
hr Gly Gly cly Gly Bar S@r Pro Asn A
sp Pro ’Val 丁h■
配列番号(SEQ ID No):2
y列の長さ:448アミノ酸
配列の型;アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:タンパク質
配列:
L@u Guy Pro Amp 8er Arg Sar Pro Asp
Ser 8er S@r Pro入−n Pro L@uI S 10 15
5er Gin Gly 11s )Lrg Pro Ser S@r Pro
I)ro Gly Pro Pro L@u Thr P秩B
Pro Pro Gly Phe S@r C1y Pro Val Ser
S@r Pro Gin 21@ Asn g@r ThrVal S@r L
eu Pro Gly Gly Gly Ser Gly Pro Pro G
lu Asp Val Lys Pr。
as jo 9+
Pro Val L@u Gly Val Arg Gly L@IJ )It
s Cys Pro Pro Pro Pro Gly G撃■
loo 105 110
Pro Gly Ala Gly Lys Arg Lau Cya 八la
ll@ Cys Gly Asp Arg Ser Serヱ15 120 ユ
25
Gly Lys )lie 丁yr Gly Val Tyr Set Cys
(ilu Gly Cym Lys Gly Pha P■■
130 135 、 140
Lys Arg Thr Ile Arg Lym Asp Leu Thr
Tyr Ser Cy*^rg^sp Jnn Lya145 150 155
1gO
^mp Cys Thr Val 八6P Lys Arg Gln Arg
Asn Arg Cys Gin Tyr Cy廖 ^r9ユ6!> 170
175
Tyr Gin Lys Cys Leu Ala Thr Gly Met
Lys Arg Glu Ala Val Gin C1υGlu Arg (
iln Arg Gly Lys Asp I、ys Asp Gly Amp
Gly^−p Gly^la Glyi9s ’ 200 205
Gly Ala Pro Glu Glu Met Pro Val 八sp
Arg Ile Lau Glu Ala Glu L@uAla Val G
lu Gin Lys 5er Asp Gin Gly Val Glu G
ly Pro Gly ^I11 丁h■
225 230 235 、 240
Gly Gly Gly Gly S@r fi@r Preλsn h@p
Pro Valτhr Asn Ilm C’ys G1nλ1m Aha A
sp Lye Gin Lau Ph・ 丁hr uu Van Glu 丁r
p Aha Lye Arg 11*コロ0 2g5 270
1’ro )Iis Phs Bar 8*r L@u Pro tau Am
p 入−p Gin Val IIs Lau Lau ^狽X
275 2@0 2@5
Ale Guy Trp Asn Glu L@u Leu Ilm Ale
Sir Phs !lor )lie Arg 1inr P1@
290 29F+ 300
Mp Val Arg Amp Gly 11@ L4u Leu 入1碓τh
r Gly Lau )+1m Valnis AQ305 コio 31%
320
^sn Bar Aha Hls garλla Gly Van G1y^1
m Xi・ph−λspλrg VaITau丁hr Glu lau Val
S@r Ly@ M@t Arg jvp Hot Arg Met Amp
Lye Thr GluLsuGlyCysLau^rgAla11@11@
MetPh*λ@nProAspλ1aLyeGly355 3g。
L@uS@rAmnProGuyGluVslGlu11@L+auλrgGl
uLysValTyr^l−3701753IO
5ir L@u Glu 丁hr Tyr Cys Lys Gln Lye
丁yr Pro Glu Gin Gin Guy 入rgPh@Ala Ly
s Leu L@u L@u 入rg Lau Pro Aha Lau Ar
g Sir 11@ Gly L*uLys eye L@u Glu Hls
Ltu Ph@Phe Phs Lys Leu lie Gly Asp
Thr Pr。
工111λsp Thr the Leu )let GLu M@t L@u
Glu Ala Pro )lie Gin Lau A撃■
435 440 44%
配列番号(SEQ ID No): 3配列の長さ:1757塩基対
配列の型二核酸
鎖の数二両形態
トポロジー:直鎖状
配列の種類:DNA
特徴を表す記号:CDS
存在位置:117.、.1718
配列:
crrc^COTG CACCGCAACTCA GCCCAT TCA GC
A GGA G丁^ GCA Gee ATC1364L@u )lis Va
l Hls Arg Asn 1ler Ala )lis Bar Aha
Gly Val Gly Aha 撃撃T
m GAT CGG GTG CTG ACA CAG C’TA GTG T
CCAAA ATOCGT GACATOAGG 1412i1h* Asp
Arg Val Ltu Thr Glu Leu VaIBar Lym H
at Arg Asp Mt^r9人TG GACAA(i ACA GAG
crT GGCTGCCTG AGG GCA ATCATT CTC丁TTA
^T 1460MetAspLymThrGluL@uGlyCysLeuAr
g^1aXl*l1eI−・uPh・A虐1415 440 44%
CCA GAT GCCAAG GGCCTCTCCAACCCT AGT G
AG GTOCAG GTCCTG CGG 150apro Aspλla
LyII(ily Lau S@r Asn Pro Her Glu Val
Glu Val Lau Arg(JLG 入入^ GTG TAT GCA
丁CAC丁G GAG ^CC丁ACTCCAAA CAG 八AG 丁AC
CCT 155U
GluLygValTyrAlaS@rL@uGluThrTyrCY@Lys
GinLym丁yrPr。
4GS 470 475 410
GXG CAG CAG GGA CGG 丁TT GCCAAG CTG C
TCCTA CGT CTT CCT GCCCTC150S
clu Gln Gin Gly Arg Ph@Ala Lye Lieu
Lsu 論u Arg Lau Pro Ala L@u485 4り0 49
5
CGG 丁CCATr GGCCTT uG TGT CTh GAG CAT
era m 丁Tc TTCAACCTC062Arg 5er ズis に
Gly Lau L、ys Cym L@u Glu Hls Lau Phs
Ph@ Phs l+7@ kau
SOOSO5sx。
ac 17s]
配列番号(SEQ ID No):4
配列の長さ=533アミノ酸
配列の型二アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種*:タンパク質
配列:
Hat Ser Trp ^111 Ala Arg Pro Pro Ph@
Leu Pro Gin Arg Hls λ1a^1龜S 10 15
Gly Gln Cy@Gly Pro Val Gly Val^rg Ly
s Glu Hat Hlm CY@ GIY Vll120 2S 30
人1畠SerArgTrp^r9^rgArgArgProTrpL@uAgp
ProAla^11λユ暑人1a λ1龜 入1a Ala Val Ala
Gly Gly Glu Gin Gln Thr Pro Glu Pro
(il■
so ss g。
Pro Guy Glu Ala Gly Arg AIIP Gly Met
Gly^sp S@t Gly^rg^sp 5er65 70 7S 1l
1
0Ar Ser Pro^sp Ser Ser Ser Pro Asn P
ro L七u Pro Gin Gly Val Pr。
85 90 9S
pro Pro Ser Pro Pro Gly Pro Pro L@u
Pro Pro S@r Thr Ala Pro Thrloo 105 1
10
L@u Guy Gly S@r Gly Ala Pro Pro Pro
Pro Pro Hat Pro Pro Pro Pr。
115 コ20 125
Leu Gly Ser Pro Phe Pro Val lie Ser
Sar S@r Met Gly Ser Pro Gly13Q 1.3s
140
Leu Pro Pro Pro Ala Pro Pro Gly Ph@e
ar Gly Pro Val S@r Q@r Pr。
145 )So iss 160
Gin ズRe Asr+ Ser Thr Val Ser Leu Pro
Gly Gly (ily S@r Gly Pro P秩B
Glu Asp Val Lys Pro Pro Val Lau Gly
Val Arg Gly Leu lI4.* Cya P秩B
Pro Pro Pro Gly Gly Pro Gly Ala Gly
Lyg Arg Leu Cym Ala Ila CysGly Asp A
rg Ser Ser Gly Lys )lie 丁yr Guy Val
Tyr Ser Cys Glu Gl■
210 コ15 220
Cys Lys Gly Phe Phe Lys Arg Thr lle
Arg Lye Asp Leu 丁hr Tyr 5er225 210 2
]S 24θ
Cys xrv λ―p Asn Lye Asp cys Thr Val
Asp LylI Arg Gin 入r9^−n入r9配列番号(SEQ 1
0 No): 5配列の長さ:1642塩基対
配列の型:核酸
鎖の数二両形態
トポロジー:直鎖状
配列の種類:DNA
特徴を表す記号:CDS
存在位置 71.、.1642
配列:
配列番号(SEQ ID NO): 6配列の長さ:510アミノ酸
配列の型二アミノ酸
トポロジー二直鎖状
配列の種類:タンパク質
配列:
Met Gly Glu Arg Arg j@r Glu Gly 丁hr
Gly Asp Gly L@u Arg C1番 Prel S 10 1!
+
Arg Pro lie Glu Arg Glu 5@r Gly Bar
Asp pro Arg Il@Arg S@r GlyGly Glu Gi
n Ginτhr Pro Glu Pro Glu Pro Gly にlu
Ala Gly Arg AspGly Met Gly Asp S@r
Glyλrg Asp S@r Arg S@r Pro Asp S@r l
i@r gerso ss g。
Pro Asn Pro L壷u Pro Gin Gly Val Pro
Pro Pro ger Pro Pro Gly Pr。
is 70 7S n。
Pro Leu Pro Pro Ser Thr Ala Pro Thr
Leu Gly Gly Sir Gly A11F !1秩B
Pro Pro Pro Pro Met Pro Pro Pro Pro
Lsu Gly s@r Pro Phe Pro Vanloo 105 1
10
!le S@r Ser Sar Met Gly Ser Pro Gly
L@u Pro Pro Pro^la Pro Pr。
1)S 120 125
Gly Ph@ti@r Gly Pro VaISer Sir Pro G
in lie )lsn l@x Thr Val S@rL@uProGly
GlyGlySerGlyProProGluAspValLysProPro
Va1145 150 1551GO
Leu (ily Val Arg Gly L、@u )Iis Cym P
ro Pro Pro Pro Gly Gly Pro flソ
165 1フ0 175
!(is Tyr Gly Val’Tyr S@r Cys Glu Gly
Cya Lye Gly Ph@Ph* Ly−^rgThr 11会 Ar
g Lye Asp L、@u Thr Tyr Sar Cym Arg A
sp Aan Lyg Asp Cy■
Thr Mal λ#P Ly−Arg Gln Arg Aan Arg C
ym Gin Tyr Cys λr9 丁yr G1n225 230 23
G
配列番号(SEQ ID No)+ 7配列の長さ:1525塩基対
配列の型:核酸
鎖の数:両形態
トポロジー:直鎖状
配列の種類:DNA
配列:
G丁CGTGC丁丁C?CACACTGG^ GGAGCIS2S配列番号(S
EQ ID No)+ 8配列の長さ: 1883塩基対
配列の型:核酸
鎖の数:両形態
トポロジー:直鎖状
配列の種類−DNA
特徴を表す記号:CDS
存在位置[6,、,1883
配列:
配列1号(SEQ ID No): 9配列の長さ:467アミノ酸
配列の型;アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:タンパク質
配列:
MetAspThrLysH1@Ph*L豐uProL@uAspPheS@r
ThrGinVal入sn1 !l lo 1s
5er Her Ser L@u Asn Ser Pro Thr Gly
Arg Gly 5er Hat^1m Vml Pr。
Ser L@u )Iis Pro Ser L*u Gay Pro Gly
Il@Gly 6er Pro L@u Gly S@rJlsp Arg
Ser l1er Gly Lys Hls Tyr Gly Valηr g
er Cys Glu Gly Cys145 150 A5S >G。
li@ Cym Gln Ala Alm Asp Lys Gin Lau
Pha 丁hr L@u Val Glu 丁1’p ^1■
2752・0 2115
Lye Arg Ile Pro )Iis Phs Ser Glu L@u
Pro L億u Asp Asp Gin Val 11■
L@u L@u Arg Ale Gly 丁rp Asn GILI Lau
L@Ll lie ^1s Sir the Sir )撃奄■
Arg S@r IIs 入1m Val Lys Asp Gly li@
Leu Lau Alm 丁hr Gly I、mu H1■
’325 330 )コ5
VslH1sNrgkeng@rλ1a阻5Sir^1aGlyVanGlyA
laII峨Ph*Asp340 345 3SO
ArgVanLeu丁hrGluLauνalSarLysMetArg^sp
+4etGinMetAsp:iSS 360
Va1丁)−【^1mg@rLauGluAlaTyrCysLysl(isL
ysTyrProG1uGin405 410 GS
Pro Gly Arg Ph@ λ1畠 Lys Lau L@u L@u
Arg Lau $’ro Alm L龜u λτ96敬τ!le Guy L
au LF Cys L+au Glu Hlm Lau Pha Ph@th
e Lye Leu IIs Gly43!l 440 445
配列番号(SEQ ID NO): 10配列の長さ:1488塩基対
配列の型:核酸
鎖の数二両形態
トポロジー二直鎖状
配列の種類:DNA
特徴を表す記号:CDS
存在位置:36.、.1487
配列
C入CTTCATC入AG 丁n CCCAce GGCm GGT GGC丁
CCCCCCCiT C^CACT 101J(is Pha Met Lys
Ph@Pro Thr Gly Phe Gly Gly sar Pro
Gly His Thrlo is 20
GGCTCG ACCTCCATG AGCCCT TC^GT^GCCTTG
CCCAcG GGG MG GCA 149Gly 5@r 丁hr Se
r Met S@r Pro Ser Val Alm Leu Pro Th
r Gly Lya Pr。
25 30 3%
為丁GG^CAGCCACCCCAGCTACACAG^CACCcc^CTG
^GTGCCCC’TCGG197M!t Asp S@r )Iis Pro
B@r Tyr Thr Asp Thr Pro Val 5*r Ala
Pro Ar■
40 45 S。
ACG C’rG AGT GCT GTG GGA ACCCCCCTCAA
丁GCT CTT GGCTCT CCOTA丁 245丁hr 1411 S
er Alm Vml C1y Thr Pro Lau Asn Alm L
eu Gly Sar Pro Ty■
55 Go 65 70
AGA CTCATCACT 丁CT GCC^TG GGT GCA CCC
丁CA GCA GCA CTCGCA Cσ 293λrg Val IIs
Thr Ser Alm Met Gly Pro I’ro Bar Gl
y Ala Lau Alm 為l■
フs so as
G 141111
配列番号(SEQ ID No):11配列の長さ:484アミノ酸
配列の型二アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:タンパク質
配列:
Arg Sar S@r Gly Lys )lis Tyr Gly Val
丁yr ser Cys Glu G1.y Cys L凾■
Gly Ph@ Phe Lyg Arg 丁hr Ile Arg Lys
Asp Leu Ile Tyr Thr Cys Argl、6S ニア0
1フ5
Glu Cys Ala Ser Ser Ser Hls Glu Asp
Met Pro Val Glu Arg lie Leu配列番号(SEQ
ID No) ・12Aim Asp Lys (iln L@u Phe T
hr Leu Val Glu Trp Ala Lys Arg Ile P
rB
275 280 211%
)+1s Ph@S@r^sp L@u Thr L@u Glu A@p G
ln Vlll Ile Lau tau Arg Ala290 29s 3
00
Gly 丁rp Asn C1u Lau L@u Ile Ala S@r
Ph@ Sir Hls Arg Ser Val ger丁hr S@r S
er Aim Alm Ala ger Pro Pro Arg Val 丁
hr Lsu Gly Gly λ”14GS 470 4フ5 4aO
Glu Glu Mrc Pro Van Asp Arg 11拳LIILI
Glu^la Glu Lsuλ1m Vml Glu配列の長さ=461ア
ミノ酸
配列の型二アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列のwl妬:タンパク質
Gin Lys Ser Asp Gln Gly Val Glu (ily
Pro Gly Gly Thr Gly Guy krGly S@r S
@r Pro Asn Asp Pro Val Thr Asn X1@ C
ys Gin Ala 入1a Asp260 2GS 270
配列番号(SEQ ID No):13配列の長さ=475アミノ酸
配列の型二アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:タンパク質
M@t Gly Asp 5@r Gly Arg Asp Ser Arg
Bar 1lro 入−p Bar Set far PrB
x s xo 1s
Asn Pro Lau Pro G1+v Gly Val Pro Pro
Pro Sir Pro Pro Gly Pro PrB
20 26 3G
Pro Pro Pro MetPro Pro Pro Pro Lau G
ly kr Pro Ph@Pro ValIlsso ss g。
Sar ger Bar Met Gly 5er Pro Gly L4u
Pro Pro Pro Ala Pro Pro GlyPh@ger Gl
y $lro Val Bar Ser Pro Gin Ala Asn B
ar Thr Val Sarし昨1+ 90 95
Pro Gly Gly Gly ger Gly Pro Pro Glu^
−p Val Lyg Pro Pro Van Lsuloo 105 11
0
Tyr Gly Val 丁yr Ser Cys Glu Gly Cys
Lye Gly Ph@ Phe Lys Arg 丁hrユ45 150 1
55 160
11a Arg Lye Asp Lau Thr Tyr I;sr Cym
Arg 入sp Aan Lys Asp Cy−丁hr165 1フOニア
5
VaI Asp Lym Arg Gin Arg Aan Arg Cym
Gln Tyr Cys Arg Tyr Gin Lay■
180 1lls 190
Cys Lau Ala 丁hr’ Gly Mac Lys Arg Glu
Aha Val Gin Glu Glu Arg G1■
Arg Gly Lys Asp Lys Asp Gly Asp Gly
Glu Gly Ala Gly Gly Aim Pr。
Glu Glu Met Pro Val Asp Arg Ile Leu
Glu Aha Glu Leu^1m Vml GluGin Lye S@
r Rap Gin Gly Val Glu Gly Pro Gly Gl
y Thr Gly Gly 5srGay S@r Ser Pro Asn
Asp Pro Val Thr Agn Zle C70Gln Ala
Ala Asp2g0 26S 270
Lye Gln t、eu Phe 丁hr L句u Val Glu Trp
Ala Lye Arg lie Pro 阻−Ph5275 2a0 21
15
1’ro Bar C1u Van Glu Vat Lau Arg Glu
Lys Val Tyr Ala Ear 1ieu G撃■
3a5 390 395 40G
Thr Tyr Cys Lye Gin Lys Tyr Pro Glu
Gin Gin Gly Arg Phe jlla Ly■
41)S 410 415
Lmu Leu L會u Arg Ll)u Pro Ala Lau Arg
Bar Xis Oly Leu LY@ Cym La■
420 、 425 D。
Glu )Iis Leu Ph@Phe Phe Lye Leu lie
Gly^−p Thr Pro X’l@Asp Thr435 440 44
s
八rg Pro Ser Gln Pro 丁yr Mat PhII Pro
Arg M@e L@u Mae Lys IIs Th■
l 5)O、Is
配列番号(SEQ ID No): 20配列の長さ・36アミノ酸
配列の型・アミノ酸
トポロジー−@鎖状
配列の種類、ペプチド
配列・
配列番号(SEQ ID No)+ 21配列の長さ 36アミノ酸
配列の型・アミノ酸
トポロン−1直艙状
配列の種類 ペプチド
配列
rπ言1小W★ 、つζ72 ノ幻
配列番号(SEQ ID No):22配列の長さ:36アミノ酸
配列の型二アミノ酸
トポロジー +1[錦秋
配列の種類:ペプチド
配列
Asp S@r Met、Sar L@u Val Ph@ Tyr Ala
Lym Lsu Lau Sat lie Leu 丁hrl S 10 l5
Glu Leu Arg 丁hr Leu Gly Asn Gln Asn
八la Glu Met Cya Phe Sar LsuLyi Lsu L
ye Asn
配列番号(SEQ ID No): 23配列の長さ 36アミノ酸
配列の型 アミノ酸
トポロン−直鎖状
1列の種類・ペプチド
配列・
配列の種類;ペプチド
配列の&E:6:ayミノ顕
配列の型二アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:ペプチド
配列:
配列番号(SEQ IDNo): 25配列の長さ、36アミノ酸
配列の型・アミノ酸
トポロジー二直鎮状
配列の種類・ペプチド
配列
Arg Pro Asp Gln Pro G1.u Phe Leu Ala
Lys Leu Zla Glu Thr Met PrB
S 、 10 15
Asp Leu Arg Thr Leu Ser Thr L@u His
丁hr Glu LyB Leu Val Val Phe20 2S30
Arg Thr Glu )iis
配列番号(SEQ ID No) ・26配列の長さ 36アミノ酸
配列の型、アミノ酸
トポロジー 直鎖状
配列:
Tyr Pro Asn Gin Pro Thr Arg Ph@Gly L
ys tau Lau 11* Arg Leu Pr。
IS io 15
配列番号(SEQ ID No): 27配列の長さ:36アミノ酸
配列の型 アミノ酸
トポロジー:直鎖状
配列の種類:ペプチド
配列・
Asp Pro Gin Pro^la Ser Cy++ Lau ger^
rg Leu Leu Gly Lys Leu Pr。
S no 15
Glu Leu Arg Thr L@u Cys Thr にlr+ Gly
Leu Gin Arg rle Phe Cys La■
20 25 3G
Lyll Leu Glu 入呼
S
配列番号(SEQ ID No): 28配列の長さ=36アミノ酸
配列の型 アミノ酸
トポロジー・直鎖状
配列の種類、ペプチド
配列
入rg Pro Lau Glu Thr S@r Arg Phs Thr
Lye L@u Lau !Re Lys Lau Pr。
IS 10 1s
Asp L4u^巧τhr Thr L@u Asn Asn Met )Ii
@Sar G11l LY@ Lau L4u 5er番1
h12XR−βI M!!IAM’PPFLP[GSWIJlν[CIVfiX
ATALA準5GGiii*1iir璽I夏夏II
FIG、2A
FIG、 4A
FIG、 4B
FIG、 5A
FIG、 5B
FIG、 6A
複合体の生成
FIG、 6B
mRXR−αM −+−−今一+−−十一−十−+−−十−mRXR−QAC4
−−+−−+−+−++w++++ ++4h日A日−γΔC4−−−+++−
−−−−+++−−1234567891(N11213141516 123
Ab4γ 〜−−+ −−−+−+++−−−山
(寸0■■ ■円旧ト〜「
− 〇の口(ト)寸■ω−寸一
い 寸曽寸ψ 寸?LI”)わ0ψ
x Cf5Ln(”’I寸 會■口〜さのC) t+0Lnl”ye+ −寸り
■ロトU”z (”+ M (”) fi ? ? L/”) ? Ln l/
’)倍誘発
倍誘発
OMPアカーゼ活性 (IJ)
OMPデカーゼ活性(u)
FIG、11B
倍誘発
FIG、11CI
FIG、11C2
フロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2Q 1/68 Z
7823−48GOIN 30102 B 8310−2J30/88 E
8310−2J
//(C12P 21102
Cl 2 R1:645)
(71)出願人 ユニベルシテ・ルイ・バストウール・ストラスプール・アシ
フランス国67070ストラスプール・セデックス、リュ・ブレーズ・パスカル
4番 ボワット・ポスタル 1032/エフ
(71)出願人 イー・アール・スクイブ・アンド・サンズ・インコーホレイテ
ッド
アメリカ合衆国08543−4000ニユーシヤーシー州プリンストン、ローレ
ンスビル−プリンストンロード(番地の表示なし)
I
(72)発明者 レイド、マーク
フランス国67000ストラスプール、リュ・ドベルネ 22番
(72)発明者 カストネール、フィリップフランス国6700ストラスプール
、ケ・ムーラネム 28番
(72)発明者 シャンボン、ビニールフランス国67113ブレセン、リュ・
デュ・ドクトゥール・アルベール・シュヴエゼール4番
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.2つのサブユニットからなる実質的に純粋なヘテロダイマータンパク質であ って、該サブユニットの一方はレチノイン酸レセプター(RAR)または甲状線 レセプター(TR)であり、該サブユニットの他方はレチノイドXレセプター( RXR)であるヘテロタイマータンパク質。 2.該RARがRAR−α、RAR−β、またはRAR−γよりなる群から選ば れたものである請求項1に記載のヘテロダイマー。 3.該RXRがRXR−α、RXR−β、またはRXR−γよりなる群から選ば れたものである請求項1に記載のヘテロダイマー。 4.該RXRがmRXR−β1(配列番号2)、hRXR−β1(配列番号4) 、hRXR−β2(配列番号6)、hRXR−β3、mRXR−α(配列番号9 )、またはmRXR−γ(配列番号11)よりなる群から選ばれたものである請 求項3に記載のヘテロダイマー。 5.該TRがTR−αまたはTR−βよりなる群から選はれたものである請求項 1に記載のヘテロダイマー。 6.該RXRがmRXR−β1(配列番号2)、hRXR−β1(配列番号4) 、hRXR−β2(配列番号4)、mRXR−α(配列番号9)、またはmRX R−γ(配列番号11)よりなる群から選ばれたものである請求項1に記載のヘ テロダイマー。 7.請求項1に記載のヘテロダイマーのいずれか一つに結合することのできるD NA配列。 8.請求項1に記載のヘテロダイマーのいずれか一つに結合することのできる抗 体。 9.ヘテロダイマータンパク質に結合することのできる因子を同定する方法であ って、該ヘテロダイマーのサブユニットの一つがRARまたはTRからなり、該 ヘテロダイマーの他方のサブユニットがRXRであり、因子をRAR/RXRま たはTR/RXRヘテロダイマーとともにインキュベートし;ついで 該因子が該ヘテロダイマーに結合したかどうかを決定する工程からなることを特 徴とする方法。 10.該インキュベーションが、該ヘテロダイマーによって結合され得るDNA 配列をさらに含む請求項9に記載の方法。 11.REに機能的に連結した配列をトランス活性化することのできる因子を同 定する方法であって、 REに機能的に連結したレポーター配列を含む細胞、生物またはその抽出物を該 因子とともにインキュベートし;ついで該レポーター配列の発現についてアッセ イする工程からなり、該細胞または生物が1または2以上のRAR/RXRまた はTR/RXRヘテロダイマーを発現するように変えてあることを特徴とする方 法。 12.レチノイン酸、およびその誘導体を代謝することのできる酵素をコードす るDNA配列の同定方法であって、 (1)試験しようとするDNA配列が発現されるように該DNA配列で細胞また は生物をトランスフェクションし; (2)該細胞、該生物、またはその抽出物を該レチノイド、または該誘導体とと もにインキュベートし;ついで (3)レポーター配列の発現についてアッセイする工程からなり、該細胞または 該生物は、RAREに機能的に連結したレポーター配列を含有するように変えて あり、さらに1または2以上のRAR/RXRまたはTR/RXRヘテロダイマ ーを発現するように変えてあることを特徴とする方法。 13.RXRまたはTRとヘテロダイマーを生成するタンパク質をコードするD NA配列を同定する方法であって、 (1)試験しようとするDNA配列が発現されるように該DNA配列で細胞また は生物をトランスフェクションし; (2)該細胞、該生物、またはその抽出物をレチノイン酸またはその誘導体とと もにインキュベートし;ついで (3)レポーター配列の発現についてアッセイする工程からなり、該細胞または 該生物は、RAREに機能的に連結したレポーター配列を含有するように変えて あり、さらにRAREに機能的に連結したレポーター配列を含有するように変え てあり、さらに1または2以上のRXRまたはTRサブユニットを発現するよう に変えてあることを特徴とする方法。 14.該レセプターの活性化に必要なタンパク質をコードするDNA配列を同定 する方法であって、 (1)試験しようとするDNA配列が発現されるように該DNA配列で細胞また は生物をトランスフェクションし; (2)該細胞または該生物、またはその抽出物を因子とともにインキュベートし ;っい、で (3)レポーター配列の発現についてアッセイする工程からなり、該細胞または 該生物は、該応答要素に機能的に連結したレポーター配列を含有するように変え てあり、さらに1または2以上の該レセプターを発現するように変えてあること を特徴とする方法。 15.該該レセプターがRARまたはTRのいずれかであり、該該応答要素がR AREまたはTREのいずれかであり、該因子がレチノイン酸またはその誘導体 である請求項24に記載の方法。 16.該細胞または該生物が真該細胞である請求項11〜15のいずれかに記載 の方法。 17.該真該細胞が酵母である請求項16に記載の方法。 18.因子に応答してDNA配列の発現を指令する方法であって、該DNA配列 にREを機能的に連結させる工程からなり、該REは該因子がRAR/RXRま たはTR/RXRヘテロダイマーに結合した場合に転写的に活性化されることを 特徴とする方法。 19.該細胞が酵母細胞である請求項18に記載の方法。 20.RXR−γのイソ形をコードするDNA配列。 21.該DNA配列が配列番号10に示す配列である請求項20に記載のDNA 配列。 22.RXR−βのイソ形をコードするDNA配列。 23.該配列が配列番号3、5または7よりなる群から選ばれた配列である請求 項22に記載のDNA配列。 24.マウスRXR−αのイソ形をコードするDNA配列。 25.該配列が配列番号8に示す配列である請求項24に記載のDNA配列。 26.配列番号1、3、5、7、8または10のいずれか一つとハイブリダイズ することのできるヒトから単離したDNA配列。 27.実質的に純粋なRXR。 28.RXR−α、RXR−β、またはRXR−γよりなる群から選はれたもの である請求項27に記載のRXR。 29.配列番号2、4、6、9、11、12、または13よりなる群から選ばれ たものである請求項28に記載のRXR。 30.約1461〜7,750,000cpm/μgの比活性を有する請求項2 7のいずれか一つに記載のRXR。 31.約22,000〜7,750,000cpm/μgの比活性を有する請求 項27に記載のRXR。 32.約78,333〜7,750,000cpm/μgの比活性を有する請求 項27に記載のRXR。 33.約315,789〜7,750,000cpm/μgの比活性を有する請 求項27に記載のRXR。 34.RXRの精製方法であって、 (a)約50mMからのKClを含有する緩衝液の存在下、該RXRを含有する 試料をDEAEクロマトグラフィーカラムと接触させ;ついで(b)該カラムか らフラクションによる流れ中の該RXRを回収する工程からなることを特徴とす る方法。 35.さらに (a)該フラクションによる流れをHEP−UGカラムと接触させ;ついで;( b)約290mMからのKClを用いて該カラムから該RXRを溶出する工程を 含む請求項34に記載の方法。 36.さらに (a)該KCl溶出RXRをフェニル−5PWカラムと接触させ;ついで(b) 約250mMからの硫酸アンモニウムを用いて該カラムから該RXRを溶出する 工程を含む請求項35に記載の方法。 37.さらに (a)該硫酸アンモニウム溶出RXRをHEP−TSKカラムと接触させ;つい で (b)約250mMからのKClを用いて該カラムから該RXRを溶出する工程 を含む請求項36に記載の方法。 38.さらに (a)該KCl溶出RXRをHAP−TSKカラムと接触させ;ついで(b)約 150mMからのリン酸カリウムを用いて該カラムから該RXRを溶出する 工程を含む請求項37に記載の方法。
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