説明

ファージミドを使用するヘテロ二量体受容体ライブラリー

【課題】組換え遺伝子を含む繊維状ファージの表面上でヘテロ二量体組換え遺伝子産物を発現させる新しい表面組込み技術を提供すること。
【解決手段】リガンド結合ヘテロ二量体受容体をコードするゲノムを含む繊維状ファージであって、該リガンド結合ヘテロ二量体受容体は、第1および第2のポリペプチドを含み、前記第1のポリペプチドは、カルボキシ末端繊維状ファージ膜cpIIIアンカードメイン又はcpVIIIアンカードメインに融合しており、前記第1および第2のポリペプチドは、別のポリペプチドとして独立して発現され、次いで前記リガンド結合ヘテロ二量体受容体として前記繊維状ファージ表面で再構築される、前記繊維状ファージ。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
リガンド結合へテロ二量体受容体をコードするゲノムをカプセル化する繊維状ファージ。
【請求項2】
前記受容体がエピトープ結合複合体である請求項1記載の繊維状ファージ。
【請求項3】
前記ファージが検出可能に標識された請求項1記載の繊維状ファージ。
【請求項4】
第1および第2のポリペプチドからなるリガンド結合へテロ二量体受容体であって、前記第1のポリペプチドにはアミノ末端原核分泌シグナルドメインおよびカルポキシ末端繊維状ファージ膜アンカードメインが隣接し、前記第2のポリペプチドがアミノ末端原核分泌シグナルドメインに融合したリガンド結合へテロ二量体受容体。
【請求項5】
前記受容体がエピトープ結合複合体である請求項4記載の受容体。
【請求項6】
前記第1のポリペプチドが抗体重鎖ポリペプチドであり、前記第2のポリペプチドが抗体軽鎖ポリペプチドである請求項5記載の受容体。
【請求項7】
前記第1のポリペプチドが抗体軽鎖ポリペプチドであり、前記第2のポリペプチドが抗体重鎖ポリペプチドである請求項5記載の受容体。
【請求項8】
前記原核分泌シグナルがpelB分泌シグナルである請求項4記載の受容体。
【請求項9】
前記pelB分泌シグナルが、
(a)配列番号:5,
(b)配列番号:6および
(c)配列番号:7
よりなる群から選択される式によって表されるアミノ酸残基配列を有する請求項8記載の受容体。
【請求項10】
前記繊維状ファージ膜アンカーがcpVIII膜アンカーである請求項4記載の受容体。
【請求項11】
前記繊維状ファージ膜アンカーが、配列番号:17の残基26〜残基40の式により表されるアミノ酸残基配列を有する請求項10記載の受容体。
【請求項12】
前記繊維状ファージ膜アンカーがcpIII膜アンカーである請求項4記載の受容体。
【請求項13】
前記繊維状ファージ膜アンカーが、配列番号:16の残基l〜211の式により表されるアミノ酸残基配列を有する請求項11記載の受容体。
【請求項14】
融合ポリペプチドを発現するベクターであって、前記ベクターは挿入物DNAの方向性をもった連結に適合したヌクレオチドの配列を介して機能的に結合した上流および下流の翻訳可能なDNA配列からなり、前記上流の配列は原核分泌シグナルをコードし、前記下流の配列は繊維状ファージ膜アンカーをコードし、前記翻訳可能なDNA配列は前記融合ポリペプチドの部分としての前記翻訳可能なDNA配列の発現のための一組のDNA発現シグナルに機能的に結合したベクター。
【請求項15】
前記原核分泌シグナルがpelB分泌シグナルである請求項14記載のベクター。
【請求項16】
前記pelB分泌シグナルが、
(a)配列番号:5,
(b)配列番号:6および
(c)配列番号:7
よりなる群から選択される式によって表されるアミノ酸残基配列を有する請求項15記載のベクター。
【請求項17】
前記繊維状ファージ膜アンカーがcpVIII膜アンカーである請求項14記載のベクター。
【請求項18】
前記繊維状ファージ膜アンカーが、配列番号:17の残基26〜残基40の式により表されるアミノ酸残基配列を有する請求項17記載のベクター。
【請求項19】
前記繊維状ファージ膜アンカーがcpIII膜アンカーである請求項14記載のベクター。
【請求項20】
前記繊維状ファージ膜アンカーが配列番号:112のヌクレオチド塩基配列を有する請求項19記載のベクター。
【請求項21】
繊維状ファージ複製開始点をさらに含む請求項14記載のベクター。
【請求項22】
前記一組の発現シグナルが、前記下流の翻訳可能なDNA配列とフレームの合ったプロモーター、リボソーム結合部位、および少なくとも1つの停止コドンを含む請求項14記載のベクター。
【請求項23】
前記ベクターが配列番号:116の塩基1〜塩基208に示すヌクレオチドに示す配列を有する請求項14記載のベクター。
【請求項24】
第2の挿入物DNAの方向性をもった連結に適合したヌクレオチドの配列を介して機能的に結合した原核分泌シグナルをコードする第2の上流の翻訳可能なDNA配列をさらに含み、前記第2の翻訳可能なDNA配列が第2の融合ポリペプチドの部分としての前記第2の翻訳可能なDNA配列の発現のための一組のDNA発現シグナルに機能的に結合した請求項14記載のベクター。
【請求項25】
前記原核分泌シグナルが、
(a)配列番号:5,
(b)配列番号:6および
(c)配列番号:7
よりなる群から選択される式によって表されるアミノ酸残基配列を有する請求項24記載のベクター。
【請求項26】
前記ベクターが配列番号:3の塩基36〜塩基118に示すヌクレオチド配列を有する請求項24記載のベクター。
【請求項27】
前記DNA発現ベクターがベクターpCOMB8、pCOMB2−8またはpCKAB8である請求項24記載のベクター。
【請求項28】
前記DNA発現ベクターがベクターpCOMB3、pCOMB2−3、pCOMB2−3′または pCKAB3である請求項24記載のベクター。
【請求項29】
アミノ末端で原核分泌シグナルドメインに機能的に結合し、カルポキシ末端で繊維状ファージ膜アンカードメインに機能的に結合したリガンド結合受容体ポリペプチドからなるポリペプチド。
【請求項30】
ポリペプチドが抗体可変鎖ポリペプチドである請求項29記載のポリペプチド。
【請求項31】
可変鎖が抗体重鎖ポリペプチドである請求項30記載のポリペプチド。
【請求項32】
それぞれのファージ粒子が請求項14または請求項24記載のDNA発現ベクターを含む繊維状ファージ粒子のライブラリー。
【請求項33】
前記ライブラリーが少なくとも107の異なる種の前記DNA発現ベクターを含有する請求項32記載のライブラリー。
【請求項34】
それぞれのファージ粒子が少なくとも 1つの請求項4記載のリガンド結合へテロ二量体受容体を含有する繊維状ファージ粒子のライブラリー。
【請求項35】
免疫グロブリン遺伝子の相補性決定領域(CDR)で変異誘発を誘導するプライマーとして有用なオリゴヌクレオチドであって、前記オリゴヌクレオチドは3′および5′末端を有し、
a)免疫グロブリン遺伝子の第1のフレーム構造領域に前記3′末端でハイブリダイズ
し得るヌクレオチド配列、
b)免疫グロブリン遺伝子の第2のフレーム構造領域に前記5′末端でハイブリダイズ
し得るヌクレオチド配列、および
c)次の式:
[NNR]n
による前記3′および5′末端の間のヌクレオチド配列(式中、Nは独立に全ゆるヌクレオチドであり、RはS、Kまたはそのアナログであり、nは3〜約24であり、またSはGまたはCであり、KはGまたはTであり、前記3′および5′末端ヌクレオチド配列は約6〜50ヌクレオチドの長さを有する)およびこれに相補的な配列からなるオリゴヌクレオチド。
【請求項36】
前記3′末端がヌクレオチド配列5'−TGGGGCCAAGGGACCACG−3′(配列番号:122)およびこれに相補的な配列を有する請求項35記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項37】
前記5′末端がヌクレオチド配列5’−GTGTATTATTGTGCGAGA−3’(配列番号:123)およびこれに相補的な配列を有する請求項35記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項38】
前記免疫グロブリンがヒトのものである請求項35記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項39】
前記CDRがCDR3である請求項35記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項40】
式:5′−GTGTATTATTGTGCGAGA[NNR]nTGGGGCCAAGGGACCACG−3′(配列番号:124)による請求項35記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項41】
nが16であり、RがS(配列番号:120)である請求項40記載のオリゴヌクレオチド。
【請求項42】
免疫グロブリン遺伝子の相補性決定領域(CDR)で変異誘発を誘導するに際し、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により免疫グロブリン遺伝子のCDR部分を増幅することからなり、PCRプライマーオリゴヌクレオチドおよびこれに相補的な配列を使用し、前記オリゴヌクレオチドは3′および5′末端を有し、
a)免疫グロブリン遺伝子の第1のフレーム構造領域に前記3′末端でハイブリダイズ
し得るヌクレオチド配列、
b)免疫グロブリン遺伝子の第2のフレーム構造領域に前記5′末端でハイブリダイズ
し得るヌクレオチド配列、および
c)次の式:
[NNR]n
による前記3′および5′末端の間のヌクレオチド配列(式中、Nは独立に全ゆるヌクレオチドであり、RはS、Kまたはそのアナログであり、nは3〜約24であり、またSはGまたはCであり、KはGまたはTであり、前記3′および5′末端ヌクレオチド配列は約6〜50ヌクレオチドの長さを有する)からなる方法。
【請求項43】
前記3′末端がヌクレオチド配列5′−TGGGGCCAAGGGACCACG−3′(配列番号:122)およびこれに相補的な配列を有する請求項42記載の方法。
【請求項44】
前記5′末端がヌクレオチド配列5′−GTGTATTATTGTGCGAGA−3′(配列番号:123)およびこれに相補的な配列を有する請求項42記載の方法。
【請求項45】
前記免疫グロブリンがヒトのものである請求項42記載の方法。
【請求項46】
前記CDRがCDR3である請求項42記載の方法。
【請求項47】
式:5′−GTGTATTATTGTGCGAGA[NNR]nTGGGGCCAAGGGACCACG−3′(配列番号:124)による請求項42記載の方法。
【請求項48】
nが16であり、RがS(配列番号:120)である請求項47記載の方法。
【請求項49】
DNA分子のライブラリーを製造する方法であって、それぞれDNA分子は繊維状ファージ粒子の表面上でポリペプチドを発現させるシストロンからなり、
(a)連結緩衝液中で
(i)dsDNAの形態のポリペプチド遺伝子のレパートリー(それぞれのベクターは方向性をもった連結に適合した付着末端を有する)、および
(ii)線状形態の複数のDNA発現ベクター(それぞれのベクターは(a)共通のリーディングフレームで前記ポリペプチドを方向性をもって受容するよう適合し、(b)それぞれの上流および下流の翻訳可能なDNA配列に機能的に結合した上流および下流の付着末端を有し、前記上流の翻訳可能なDNA配列は原核分泌シグナルをコードし、前記下流の翻訳可能なDNA配列は繊維状ファージ膜アンカーをコードし、前記翻訳可能なDNA配列はそれぞれ上流および下流のDNA発現調節配列に機能的に結合する)
を組合せることにより連結混合物を形成し、
(b)前記ポリペプチド遺伝子を前記ベクターに機能的に結合するのに十分な時間期間の間前記混合物を連結条件に供し、これにより前記ライブラリーを形成することからなる方法。
【請求項50】
ジシストロン性DNA分子のライブラリーを製造する方法であって、それぞれのジシストロン性DNA分子は、繊維状ファージの表面上でヘテロ二量体受容体の第1および第2のポリペプチドを発現させる第1および第2のシストロンからなり、
(a)連結緩衝液中で
(i)線状dsDNAの形態の第1のポリペプチド遺伝子のレパートリー(それぞれは
方向性をもった連結に適合した付着末端を有する)、および
(ii)線状形態の複数のDNA発現ベクター(それぞれのベクターは(a)共通のリ
ーディングフレームで前記第1のポリペプチド遺伝子を方向性をもって受容するよ
う適合し、(b)それぞれの上流および下流の翻訳可能なDNA配列に機能的に結
合した上流および下流の第1の付着末端を有し、前記上流の翻訳可能なDNA配列
は原核分泌シグナルをコードし、前記下流の翻訳可能なDNA配列は繊維状ファー
ジ膜アンカーをコードし、前記翻訳可能なDNA配列はそれぞれ上流および下流の
DNA発現調節配列に機能的に結合する)
を組合せることにより第1の連結混合物を形成し、
(b)前記第1のポリペプチド遺伝子を前記ベクターに機能的に結合し、複数の環状D
NA分子(それぞれは前記第1のポリペプチドを発現する前記第1のシストロンを
有する)を製造するのに十分な時間期間の問前記混合物を連結条件に供し、
(c)前記環状DNA分子を開裂させて前記第2の付着末端を形成するのに十分な制限
エンドヌクレアーゼ処理条件に前記複数の環状DNA分子を処理することにより、
線状形態で複数のDNA発現ベクターを製造し(それぞれの線状ベクターは、(i
)共通のリーディングフレームで第2のポリペプチド遺伝子のレパートリーの1つ
を方向性をもって受容するよう適合し、(ii)それぞれの上流および下流のDN
A配列に機能的に結合した第2の上流および下流の付着末端を有し、前記上流のD
NA配列は原核分泌シグナルをコードする翻訳可能な配列であり、前記下流のDN
A配列は前記リーディングフレームに少なくとも1つの停止コドンを有し、前記翻
訳可能なDNA配列はDNA発現調節配列に機能的に結合する)、
(d)連結緩衝液中で
(i)工程(c)で形成した前記複数のDNA発現ベクター、および
(ii)dsDNAの形態の第2のポリペプチド遺伝子の前記レパートリー(それぞれ
は前記複数の線状DNAベクターへの方向性をもった連結に適合した付着末端を有
する)を組合せることにより第2の連結混合物を形成し、
(e)前記第2のポリペプチド遺伝子を前記ベクターに機能的に結合し、複数の環状D
NA分子(それぞれは前記第2のポリペプチドを発現するための前記第2のシスト
ロンを有する)を製造するのに十分な時間期間の間前記第2の混合物を連結条件に
供し、これにより前記ライブラリーを形成することからなる方法。
【請求項51】
前記へテロ二量体受容体がエピトープ結合複合体である請求項50記載の方法。
【請求項52】
ジシストロン性DNA分子のライブラリーであって、それぞれが繊維状ファージの表面でヘテロ二量体受容体の第1および第2のポリペプチドを発現する第1および第2のシストロンからなり、請求項50記載の方法によって製造される前記ライブラリー。
【請求項53】
繊維状ファージ粒子のライブラリーの多様性を変化させるに際し、
(a)請求項32記載の繊維状ファージ粒子のライブラリーを調製し、
(b)ライブラリーの構成員がリガンドに結合してリガンド−ファージ粒子複合体を形
成するのに十分な条件下で調製したライブラリーと予備選択したリガンドとを接触
させ、
(c)前記複合体中のファージ粒子を非結合ライブラリー構成員から単離し、前記予備
選択したリガンドに対する結合特異性を有するファージ粒子からなるリガンド集積
ライブラリーを形成する工程からなる方法。
【請求項54】
前記予備選択したリガンドを固体支持体に固定し、前記複合体を固相にあるものとし、前記単離が
(i)固体支持体を洗浄して固体支持体から非結合ライブラリー構成員を濯ぎ、
(ii)固相結合ファージ粒子を溶出させて前記単離したファージ粒子を形成する
工程からなる請求項53記載の方法。
【請求項55】
前記溶出が、前記固相結合ファージ粒子とpH2〜pH6のpHを有する溶出緩衝液とを接触させることからなる請求項54記載の方法。
【請求項56】
前記溶出が、前記固相結合ファージ粒子と前記予備選択したリガンドを含有する溶出緩衝液とを接触させることからなる請求項54記載の方法。
【請求項57】
前記繊維状ファージ膜アンカーがcpVIII膜アンカーである請求項54記載の方法。
【請求項58】
前記繊維状ファージ膜アンカーがcpIII膜アンカーである請求項54記載の方法。
【請求項59】
繊維状ファージ粒子のライブラリーの多様性を増加させるに際し、
(a)請求項32記載の繊維状ファージ粒子のライブラリーを調製し、
(b)それぞれのDNA発現ベクターに存在する免疫グロブリン可変ドメインコード
ヌクレオチド配列を変異させ、それぞれ変異した免疫グロブリン可変ドメインヌク
レオチド配列を含有するファージ粒子のライブラリーを形成する
工程からなる方法。
【請求項60】
請求項2記載の繊維状ファーゾによりコードされるエピトープ結合複合体の親和力を成熟させるに際し、
(a)前記繊維状ファージのゲノムを調製し、
(b)調製したゲノムに存在する免疫グロブリン可変ドメインコードヌクレオチド配列
を変異させ、変異した免疫グロブリン可変ドメインヌクレオチド配列を含有するフ
ァージ粒子のライブラリーを形成し、
(c)ライブラリーの構成員がリガンドと結合してリガンド−ファージ粒子複合体を形
成するのに十分な条件下で工程(b)で形成したライブラリーと予備選択したリガ
ンドとを接触させ、
(d)前記複合体中のファージ粒子を非結合ライブラリー構成員から単離し、前記予備
選択したリガンドに対する結合特異性を有するファージ粒子からなるリガンド集積
ライブラリーを形成する工程からなる方法。
【請求項61】
前記変異が、エラープローン(誤りがちな)ポリメラーゼ連鎖反応に前記免疫グロブリン可変ドメインコードヌクレオチド配列を供することからなる請求項60記載の方法。
【請求項62】
前記変異が、免疫グロブリン可変ドメインコードヌクレオチド配列のCDRを変異させる請求項35記載の方法に前記免疫グロブリン可変ドメインコードヌクレオチド配列を供することからなる請求項60記載の方法。
【請求項63】
前記免疫グロブリン可変ドメインがVHである請求項60記載の方法。
【請求項64】
サンプル中の予備選択したリガンドの存在を検出するに際し、
(a)予備選択した抗原を含有すると考えられるサンプルと前記予備選択したリガンド
に結合する請求項4記載のリガンド結合へテロ二量体受容体とを、前記リガンド結
合へテロ二量体受容体が前記リガンドに結合してリガンド−受容体複合体を形成す
るのに十分な結合条件下で混合し、
(b)前記リガンド受容体複合体または前記リガンド結合へテロ二量体受容体の存在を
検出する工程からなる方法。
【請求項65】
前記リガンド結合へテロ二量体受容体が繊維状ファージ粒子の表面上にある請求項64記載の方法。
【請求項66】
前記リガンド結合へテロ二量体受容体が、cpIIIおよびcpVIIIよりなる群から選択される繊維状ファージ膜アンカーに融合した請求項65記載の方法。
【請求項67】
前記検出が、前記繊維状ファージ粒子の存在、およびこれにより前記生成物の存在を検出することからなる請求項65記載の方法。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2007−222179(P2007−222179A)
【公開日】平成19年9月6日(2007.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−130665(P2007−130665)
【出願日】平成19年5月16日(2007.5.16)
【分割の表示】特願2005−54302(P2005−54302)の分割
【原出願日】平成4年4月10日(1992.4.10)
【出願人】(593052785)ザ スクリップス リサーチ インスティテュート (91)
【Fターム(参考)】