説明

直交リシルtRNAとアミノアシルtRNAシンテターゼの対の組成物及びその使用

4塩基コドンに応答してホモグルタミンを蛋白質に組込む蛋白質生合成機構の成分として、直交リシルtRNA、直交リシル−アミノアシルtRNAシンテターゼ、及びリシルtRNA/シンテターゼ直交対の組成物とその作製方法を提供する。これらの直交対の同定方法と、これらの直交対を使用してホモグルタミンを組込んだ蛋白質を生産する方法も提供する。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
直交リシルtRNA(リシルO−tRNA)もしくはその修飾変異体;
直交リシルtRNAもしくはその修飾変異体に1種以上のアミノ酸を優先的に負荷する直交アミノアシルtRNAシンテターゼ(O−RS);又は
直交リシルtRNA(リシルO−tRNA)もしくはその修飾変異体とリシルO−tRNAもしくはその修飾変異体に1種以上のアミノ酸を優先的に負荷する直交アミノアシルtRNAシンテターゼ(O−RS)を含む翻訳系。
【請求項2】
翻訳系が細胞を含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項3】
細胞が大腸菌細胞である請求項2に記載の翻訳系。
【請求項4】
アミノ酸が非天然アミノ酸である請求項1に記載の翻訳系。
【請求項5】
非天然アミノ酸がホモグルタミンである請求項4に記載の翻訳系。
【請求項6】
リシルO−tRNAもしくはその修飾変異体、O−RS又はその両者がPyrococcus horikoshii(PhKRS)に由来する請求項1に記載の翻訳系。
【請求項7】
O−RSがPhKRS、E444G、PhΔAD、又はPhΔADのI41及び/又はS268突然変異体である請求項6に記載の翻訳系。
【請求項8】
O−RSが大腸菌細胞で発現されると、PhΔADのI41及び/又はS268突然変異体の毒性以下の毒性を示す請求項6に記載の翻訳系。
【請求項9】
リシルO−tRNA又はその修飾変異体が4塩基コドン又はアンバーコドンの認識配列を含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項10】
リシルO−tRNA又はその修飾変異体がAGGAの認識配列を含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項11】
リシルO−tRNA又はその修飾変異体がCU(X)XXXAA配列を含むアンチコドンループを含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項12】
CU(X)XXXAA配列がCUCUAAA又はCUUCCUAAを含む請求項11に記載の翻訳系。
【請求項13】
リシルO−tRNA又はその修飾変異体が配列番号24又は配列番号26を含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項14】
O−RSとリシルO−tRNA又はその修飾変異体がE444G、PhΔAD、又はPhΔADのI41及び/又はS268突然変異体を配列番号24又は配列番号26のO−tRNAと併用する場合の少なくとも50%の効率で終止又はフレームシフトセレクターコドンを抑圧する請求項1に記載の翻訳系。
【請求項15】
付加O−RSと付加O−tRNAを含み、付加O−RSと付加O−tRNAがリシルO−tRNA又はその変異体とリシルO−tRNA又はその修飾変異体に優先的に負荷するO−RSにより抑圧されるフレームシフトセレクターコドンとは異なるフレームシフトセレクターコドンを抑圧する請求項1に記載の翻訳系。
【請求項16】
翻訳系がターゲットポリペプチドをコードするターゲット核酸において4塩基セレクターコドンと終止セレクターコドンの両者を抑圧する請求項1に記載の翻訳系。
【請求項17】
4塩基セレクターコドンがAGGA配列を含み、終止セレクターコドンがTAG又はUAG配列を含む請求項16に記載の翻訳系。
【請求項18】
4塩基セレクターコドンを含むターゲット核酸を含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項19】
ターゲット核酸によりコードされる蛋白質を含む請求項18に記載の翻訳系。
【請求項20】
蛋白質がホモグルタミンを含む請求項19に記載の翻訳系。
【請求項21】
4塩基セレクターコドンと終止セレクターコドンを含むターゲット核酸を含む請求項1に記載の翻訳系。
【請求項22】
ターゲット核酸によりコードされる蛋白質を含み、前記蛋白質が少なくとも2種の異なる非天然アミノ酸を含む請求項21に記載の翻訳系。
【請求項23】
4塩基セレクターコドンを認識する第1の直交tRNA(O−tRNA)と;
前記O−tRNAに第1の非天然アミノ酸を優先的に負荷する第1の直交アミノアシルtRNAシンテターゼ(O−RS)と;
終止セレクターコドンを認識する第2のO−tRNAと;
第2のO−tRNAに第2の非天然アミノ酸を優先的に負荷する第2のO−RSを含む翻訳系。
【請求項24】
4塩基セレクターコドンがAGGAである請求項23に記載の翻訳系。
【請求項25】
終止コドンがUAGである請求項23に記載の翻訳系。
【請求項26】
翻訳系が細胞を含む請求項23に記載の翻訳系。
【請求項27】
第1又は第2のO−tRNAが直交リシルtRNA(リシルO−tRNA)又はその修飾変異体である請求項23に記載の翻訳系。
【請求項28】
第1のO−tRNAが直交リシルtRNA(リシルO−tRNA)又はその修飾変異体であり、第2のO−tRNAが直交チロシルtRNA(チロシルO−tRNA)又はその修飾変異体である請求項23に記載の翻訳系。
【請求項29】
少なくとも4塩基セレクターコドンと終止セレクターコドンを含む核酸を更に含む請求項23に記載の翻訳系。
【請求項30】
4塩基セレクターコドンがAGGAであり、終止セレクターコドンがTAG又はUAGである請求項29に記載の翻訳系。
【請求項31】
核酸が発現されたRNAである請求項29に記載の翻訳系。
【請求項32】
翻訳系が核酸によりコードされる蛋白質を含み、前記蛋白質が少なくとも2種の異なる非天然アミノ酸を含む請求項29に記載の翻訳系。
【請求項33】
蛋白質がホモグルタミンを含む請求項32に記載の翻訳系。
【請求項34】
蛋白質がミオグロビンに相同である請求項32に記載の翻訳系。
【請求項35】
ホモグルタミンを含む請求項23に記載の翻訳系。
【請求項36】
PhKRS、E444G、PhΔAD、PhΔADのI41及び/又はS268突然変異体、又はその保存変異体を含む組成物。
【請求項37】
PhKRS、E444G、PhΔAD、PhΔADのI41及び/又はS268突然変異体、又はその保存変異体をコードする核酸。
【請求項38】
配列番号24もしくは配列番号26又はその保存変異体に対応するtRNAを含むか又はコードする核酸。
【請求項39】
直交アミノアシルtRNAシンテターゼ(O−RS)を含み、前記O−RSがO−tRNAをホモグルタミンで優先的にアミノアシル化する組成物。
【請求項40】
O−RSがPhΔADのI41及び/又はS268突然変異体、又はその保存変異体を含む請求項39に記載の組成物。
【請求項41】
O−RSがPhΔADのI41及び/又はS268突然変異体の効率の少なくとも50%の効率でO−tRNAを優先的にアミノアシル化する請求項39に記載の組成物。
【請求項42】
O−RSがPyrococcus horikoshiiに由来する請求項39に記載の組成物。
【請求項43】
O−tRNAを含み、前記O−tRNAが4塩基セレクターコドンを認識する請求項39に記載の組成物。
【請求項44】
4塩基セレクターコドンがAGGA配列を含む請求項43に記載の組成物。
【請求項45】
細胞を含み、O−RSが前記細胞において1種以上の核酸によりコードされる請求項39に記載の組成物。
【請求項46】
細胞が大腸菌細胞である請求項45に記載の組成物。
【請求項47】
翻訳系を含む請求項39に記載の組成物。
【請求項48】
細胞を含み、O−RSが前記細胞において1種以上の核酸によりコードされ、前記細胞が更に、
直交tRNA(O−tRNA)と;
ホモグルタミンを含み;
O−tRNAが第1のセレクターコドンを認識し、O−RSがO−tRNAを第1のホモグルタミンで優先的にアミノアシル化する請求項39に記載の組成物。
【請求項49】
細胞が該当ポリペプチドをコードするターゲット核酸を含み、ターゲット核酸がO−tRNAにより認識されるセレクターコドンを含む請求項48に記載の組成物。
【請求項50】
O−tRNAが配列番号24もしくは配列番号26に記載のポリヌクレオチド配列又はその相補的ポリヌクレオチド配列を含むか又は前記配列によりコードされ、O−RSがE444G、PhΔAD、PhΔADのI41及び/又はS268突然変異体、又はその保存変異体に対応するアミノ酸配列を含む請求項48に記載の組成物。
【請求項51】
O−RSとO−tRNAがE444G、PhΔAD、又はPhΔADのI41及び/又はS268突然変異体を配列番号24又は配列番号26のO−tRNAと併用する場合の少なくとも50%の効率で終止又はフレームシフトセレクターコドンを抑圧する請求項48に記載の組成物。
【請求項52】
細胞が大腸菌細胞である請求項48に記載の組成物。
【請求項53】
細胞が異なる付加O−tRNA/O−RS対と異なる付加非天然アミノ酸を更に含み、O−tRNAが第2のセレクターコドンを認識し、O−RSがO−tRNAを第2の非天然アミノ酸で優先的にアミノアシル化する請求項48に記載の組成物。
【請求項54】
細胞が第1及び第2のセレクターコドンを含むターゲット核酸を含む請求項53に記載の組成物。
【請求項55】
細胞がターゲット核酸によりコードされる蛋白質を含み、前記蛋白質が少なくとも2種の異なる非天然アミノ酸を含む請求項54に記載の組成物。
【請求項56】
蛋白質を含有する組成物であって、前記蛋白質がホモグルタミンを含む前記組成物。
【請求項57】
蛋白質が野生型治療用蛋白質、診断用蛋白質、産業用酵素、又はその部分のアミノ酸配列に少なくとも75%一致するアミノ酸配列を含む請求項56に記載の組成物。
【請求項58】
組成物が医薬的に許容可能なキャリヤーを含有する請求項56に記載の組成物。
【請求項59】
ホモグルタミンを直交tRNA(O−tRNA)に負荷する活性直交アミノアシルtRNAシンテターゼ(O−RS)の選択方法であって、
1)O−tRNA(O−tRNAはO−tRNAを含む細胞集団のメンバーに直交性である)と;
2)集団の1個以上の細胞においてO−tRNAにホモグルタミンを負荷する1個以上の活性O−RSメンバーを含む複数のO−RSと;
3)選択マーカーをコードし、O−tRNAにより認識される少なくとも1個のセレクターコドンを含むポリヌクレオチドと;
4)ホモグルタミン
を併有する細胞集団に選択を実施し、複数のRSを含まず且つO−tRNAを含む対照細胞の抑圧効率に比較して選択マーカーの抑圧効率の増加により活性O−RSを含むターゲット細胞を集団から同定する段階と;
ターゲット細胞を選択することにより、活性O−RSを選択する段階を含む前記方法。
【請求項60】
O−tRNAにホモグルタミン以外のアミノ酸を負荷する非ターゲットO−RSを含む細胞を排除するように細胞を更に選択する請求項59に記載の方法。
【請求項61】
選択がポジティブ選択を含み、選択マーカーがポジティブ選択マーカーを含む請求項59に記載の方法。
【請求項62】
複数のRSが突然変異体RS、第1の種以外の1種以上の種に由来するRS、又は突然変異体RSと第1の種以外の種に由来するRSの両者を含む請求項59に記載の方法。
【請求項63】
請求項59に記載の方法により同定された直交アミノアシルtRNAシンテターゼ。
【請求項64】
特定位置にホモグルタミンを組込んだ蛋白質を細胞で生産する方法であって、
少なくとも1個のセレクターコドンを含み、蛋白質をコードする核酸を含む細胞を適当な培地で増殖させる段階と;
ホモグルタミンを提供する段階を含み;
前記細胞が更に、
セレクターコドンを認識する直交tRNA(O−tRNA)と;
O−tRNAをホモグルタミンで優先的にアミノアシル化する直交アミノアシルtRNAシンテターゼ(O−RS)を含み;
更に、セレクターコドンに応答してホモグルタミンを特定位置に組込むことにより、蛋白質を生産する段階を含む前記方法。
【請求項65】
O−RSがE444G、PhΔAD、PhΔADのI41及び/又はS268突然変異体、又はその保存変異体に対応するアミノ酸配列を含む請求項64に記載の方法。

【図1】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2007−529998(P2007−529998A)
【公表日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−518952(P2006−518952)
【出願日】平成16年7月7日(2004.7.7)
【国際出願番号】PCT/US2004/022187
【国際公開番号】WO2005/019415
【国際公開日】平成17年3月3日(2005.3.3)
【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)】