【発明の詳細な説明】
新規化合物
関連出願
本願は、1996年5月1日出願の英国出願第9609018.8の利益を主
張する。
発明の分野
本発明は、新たに同定されたポリヌクレオチドおよびポリペプチド、ならびに
それらの製造および使用、ならびにそれらの変種、アゴニストおよびアンタゴニ
スト、そしてそれらの使用に関する。詳細には、これらの点および他の点に関し
て、本発明は、応答レギュレーターファミリーの新規ポリヌクレオチドおよびポ
リペプチド(以下、「応答レギュレーター」という)に関する。
発明の背景
ストレプトコッカス属(Streptococci)は医学的に重要な微生物属を形成して
おり、ヒトにおいて、例えば中耳炎、結膜炎、肺炎、菌血症、髄膜炎、静脈洞炎
、膿胸および心内膜炎、最も詳細には例えば脳脊髄液の感染のごとき髄膜炎を包
含する、いくつかの型の疾患を引き起こすことが知られている。ストレプトコッ
カス属の単離から100年以上も経過しているため、ストレプトコッカス・ニュ
ーモニアエ(Streptococcus pneumoniae)は、より詳細な研究がなされた微生物
の一つである。例えば、事実、DNAが遺伝物質であるという初期の見解の大部
分は、この微生物を用いたGriffithならびに、Avery、MacleodおよびMcCartyの
研究において述べられた。ストレプトコッカス・ニューモニアエに関する研究は
膨大であるにも関わらず、この微生物の毒性に関しては多くの疑問が残されてい
る。抗生物質の開発のための標的としてストレプトコッカス属の遺伝子および遺
伝子産物を用いるのはとりわけ好ましいことである。
ストレプトコッカス・ニューモニアエ感染の頻度は過去20年間に劇的に上昇
している。これは多重抗生物質耐性株の出現、および免疫系が低下した人の集団
の増加に起因している。いくつかのまたは全ての標準的な抗生物質に対して耐性
を有するストレプトコッカス・ニューモニアエ株を単離することはもはやめずら
しいことではない。この現象がこの生物に対する新しい抗菌剤、ワクチンおよび
診断試験についての必要性を形成した。
病原性に関連したある種のストレプトコッカスの因子、例えば、きよう膜多糖
、ペプチドグリカン、ニューモリシン、PspA補体因子H結合成分、オートリ
シン、ノイラミニダーゼ、ペプチドパーメアーゼ、過酸化水素、IgA1プロテ
アーゼが同定されているが、それらがすべてではない。さらに、哺乳動物宿主に
おける感染および疾病の進行中におけるかかる遺伝子の一時的発現に関してはほ
とんどわかっていない。細菌は感染の異なる段階、詳細には感染が確立された時
に発現される可能性がある細菌の遺伝子のセットを発見することは、発症を妨害
しうる新規抗微生物剤のスクリーニングおよび特徴づけに関する重要な情報を提
供する。かかるアプローチは、既知蛋白についてのより十分な理解を提供するこ
とのほかに、従来認識されていなかった標的を同定するであろう。
多くの2成分シグナルトランスダクション系(TCSTS)が細菌において同
定されている(Stock,J.B.,Ninfa,A.J.& Stock,A.M.(1989)Microbiol.Rev.53,45
0-490)。これらは周囲の環境をモニターし、その環境の変化に対応する細菌の
能力に関与している。これらの細菌のTCSTSのいくつかは宿主内の毒性およ
び細菌性の発病に関与している。
応答レギュレーターはTCSTSの成分である。これらの蛋白はヒスチジンキ
ナーゼによりリン酸化され、次いで、一旦リン酸化されると、しばしばDNA結
合ドメインを介する応答が活性化される。応答レギュレーターは約100個のア
ミノ酸の保存されたN末端ドメインにより特徴づけられる。応答レギュレーター
のN末端ドメインならびにCheY(Matsumura,P.,Rydel,J.J.,Linzmeier,R.&
Vacante,D.(1984)J.Bacteriol.160,36-41)におけるD12、D13、D57、
T87およびK109に対応する5個の重要な残基を保持していることが、構造
的特徴を形成
している(Volz,K.(1993)Biochemistry 32,11741-11753)。Salmonella typh
imurium(Stock,A.M.,Mottonen,J.M.,Stock,J.B.& Schutt,C.E.(1989)Nature,33
7,745-749)およびEscherichia coli(Volz,K & Matsumura,P.(1991)J.Biol.C
hem.266,15511-15519)由来のCheYの3次元構造、およびS.typhimurium由
来の窒素調節蛋白CのN末端ドメイン(Volkman,B.F.,Nohaile,.J.,Amy,N.K.,Kut
su,S.& Wemmer,D.E.(1995)Biochemistry,34 1413-1424)が、Bacillus subtilis
由来のSpoOFの2次構造(Feher,V.A.,Zapf,J.W.,Hoch,J.A.,Dahlquist,F.W
.,Whiteley,J.M.& Cavanagh,J.(1995)Protein Science,4,1801-1814)と同様に利
用可能である。これらの構造は(a/b)5折り畳みを有する。異なる応答レギ
ュレーター配列間で、詳細にはβ−シート疎水性コアおよびα−ヘリックス由来
の部位においていくつかの構造残基が保存されている。この応答レギュレーター
のファミリーは、ストレプトコッカス・ミュータンス由来のSapR蛋白を包含
する。SapRはサカシンA生成に関与するTCSTSの応答レギュレーターで
ある。
ヒスチジンキナーゼは、ヒスチジンを自己リン酸化するTCSTSの成分であ
る。次いで、リン酸基は同種の応答レギュレーターに転移される。ヒスチジンキ
ナーゼは5つの短い保存されたアミノ酸配列を有している(Stock,J.B.,Ninfa,A
.J.& Stock,A.M.(1989)Microbiol.Rev.53,450-490、Swanson,R.V.,Alex,L.A.& S
imon,M.I.(1994)TIBS 19 485-491)。これらはリン酸化されたヒスチジン残基で
あり、約100残基後に保存されたアスパラギン残基が続いている。さらに15
ないし45残基後にDXGXGモチーフが見られ、さらに10〜20残基後にF
XXFモチーフがある。さらに10〜20残基行ったところにもう1つのグリシ
ンモチーフGXGが見られる。2つのグリシンモチーフはヌクレオチド結合に関
与していると考えられる。
毒性因子の生成、運動性、抗生物質耐性および細胞複製はTCSTSにより調
節されるプロセスである。TCSTS蛋白の阻害剤は、発症に必要な因子を生成
を妨害することにより細菌が宿主感染を確立し維持することを妨害し、それゆえ
、抗細菌療法において有用である。
明らかに、抗生物質活性に関して化合物をスクリーニングするのに有用である
という目下の利益を有する、本発明新規化合物のごとき因子に対する必要性があ
る。かかる因子は、感染、機能不全および疾病の発生におけるそれらの役割を調
べるのにも有用である。感染、機能不全または疾病の予防、改善または修正にお
いて役割を果たしうる、かかる因子ならびにそれらのアンタゴニストおよびアゴ
ニストに対する必要性もある。
本発明ポリペプチドは、既知のバチルス・ズブチリス(Bacillus subtilis)
のYYCF蛋白に対するするアミノ酸配列相同性を有する。
発明の概要
表1(配列番号:2)に示すアミノ酸配列および既知アミノ酸配列またはバチ
ルス・ズブチリスのYYCF蛋白のごとき他の蛋白の配列の間の相同性により、
新規応答レギュレーターポリペプチドであると同定されたポリペプチド提供する
ことが本発明の目的である。
応答レギュレーターポリペプチドをコードしているポリヌクレオチド、詳細に
は本明細書で応答レギュレーターと命名されたポリペプチドをコードしているポ
リヌクレオチドを提供することが本発明のさらなる目的である。
本発明の特に好ましい具体例において、ポリヌクレオチドは、表1(配列番号
:1)に示す配列を含む応答レギュレーターポリペプチドをコードする領域を含
み、全長遺伝子またはその変種が包含される。
本発明のもう1つの特に好ましい具体例において、表1(配列番号:2)のア
ミノ酸配列を含むストレプトコッカス・ニューモニアエ由来の新規応答レギュレ
ーター蛋白、またはその変種がある。
本発明のもう1つの態様によれば、寄託株に含まれるストレプトコッカス・ニ
ューモニアエ0100993株により発現可能な成熟ポリペプチドをコードしている単
離核酸分子が提供される。
本発明のさらなる態様は、応答レギュレーター、詳細にはストレプトコッカス
・ニューモニアエの応答レギュレーターをコードしている単離核酸分子が提供さ
れ、
それにはmRNA、cDNA、ゲノムDNAが包含される。本発明のさらなる具
体例は、生物学的、診断学的、予防的、臨床的もしくは治療的に有用なその変種
、およびそれらを含む組成物を包含する。
本発明のもう1つの態様によれば、治療または予防を目的とした、特に遺伝学
的免疫を目的とした、本発明ポリヌクレオチドの使用が提供される。本発明の特
に好ましい具体例には、応答レギュレーターの天然に存在する対立遺伝子変種お
よびそれによりコードされるポリペプチドがある。
本発明のもう1つの態様において、本明細書において応答レギュレーターと称
されるストレプトコッカス・ニューモニアエの新規ポリペプチド、ならびに生物
学的、診断学的、予防的、臨床的もしくは治療的に有用なそのフラグメント、変
種および誘導体、および前記したフラグメントおよびアナログの変種および誘導
体、およびそれらを含む組成物が提供される。
本発明の特に好ましい具体例には、応答レギュレーター遺伝子の天然に存在す
る対立遺伝子によりコードされる応答レギュレーターポリペプチドの変種がある
。
本発明の好ましい具体例において、上記応答レギュレーターポリペプチドの製
造方法がある。
本発明のさらに別の態様によれば、例えば、抗体を含め、抗細菌剤として有用
なかかるポリペプチドの阻害剤が提供される。
本発明の特定の好ましい具体例によれば、応答レギュレーター発現の評価、疾
病の治療、例えば中耳炎、結膜炎、肺炎、菌血症、髄膜炎、静脈洞炎、膿胸およ
び心内膜炎、最も詳細には例えば脳脊髄液の感染のごとき髄膜炎の治療、遺伝学
的変異のアッセイ、ならびに細菌、特にストレプトコッカス・ニューモニアエ細
菌に対する免疫学的応答を生起するための生物への応答レギュレーターポリペプ
チドまたはポリヌクレオチドの投与のための、製品、組成物および方法が提供さ
れる。
本発明のこのおよび他の態様の特定の好ましい具体例によれば、特に、厳密な
条件下で応答レギュレーターポリヌクレオチド配列にハイブリダイゼーションす
るポリヌクレオチドが提供される。
本発明の特定の好ましい具体例において、応答レギュレーターポリペプチドに
対
する抗体が提供される。
本発明の他の具体例において、本発明ポリペプチドまたはポリヌクレオチドの
結合、あるいは相互作用して、それらの活性を阻害または活性化する化合物の同
定方法が提供され、該方法は、化合物とポリペプチドまたはポリヌクレオチドと
の間の結合あるいは他の相互作用を可能にする条件下で、本発明ポリペプチドま
たはポリヌクレオチドをスクリーニングすべき化合物と接触させて、化合物との
結合あるいは他の相互作用を評価し(かかる結合または相互作用は、ポリペプチ
ドまたはポリヌクレオチドと化合物との結合あるいは相互作用に応答して検出可
能なシグナルを提供することのできる第2の化合物に関連している)、次いで、
化合物とポリペプチドまたはポリヌクレオチドとの結合または相互作用から生じ
るシグナルの存在または不存在を検出することにより、化合物がポリペプチドま
たはポリヌクレオチドに結合あるいは相互作用して、それらの活性を活性化また
は阻害するかどうかを決定することを含む。
本発明のさらにもう1つの態様によれば、応答レギュレーターのアゴニストお
よびアンタゴニスト、好ましくは静細菌性または殺細菌性アゴニストおよびアン
タゴニストが提供される。
本発明のさらなる態様において、単細胞または多細胞生物に投与するための、
応答レギュレーターポリヌクレオチドまたは応答レギュレーターポリペプチドを
含む組成物が提供される。
開示した本発明の精神および範囲内での種々の変更および修飾は、以下の記載
を読むこと、および本明細書のその他の部分を読むことにより、当業者に容易に
明らかとなろう。
用語
以下の説明は、本明細書、とりわけ実施例において汎用される特定の用語の理
解を容易にするために示すものである。
「宿主細胞」は外来性ポリヌクレオチド配列により形質転換もしくはトランス
フェクションされた、または形質転換またはトランスフェクションすることので
きる細胞である。
当該分野にて周知であるように「同一性」は、配列を比較して測定されるよう
な、二つまたはそれ以上のポリペプチド配列間または二つまたはそれ以上のポリ
ヌクレオチド配列間の関係である。当該分野において、「同一性」とはまた、時
には、かかる配列の2つの鎖の間の合致により決定されるような2つのポリペプ
チドまたはポリヌクレオチド配列間の関連性の程度をも意味する。「同一性」お
よび「類似性」はともに下記既知方法(これらに限らない)により容易に算出でき
る(Computational Molecular Biology,Lesk,A.M.編、オックスフォード・ユニ
バーシティー・プレス、ニューヨーク、1988年;Biocomputing:Informatics and
Genome Projects,Smith,D.W.編、アカデミック・プレス、ニューヨーク、1993年
;Computer Analysis of Sequence Data,パートI,Griffin,A.M.およびGriffin,H
.G.編、ヒューマナ・プレス、ニュージャージー、1994年;Sequence Analysis in
Molecular Biology,von Heinje,G.、アカデミック・プレス、1987年;およびSe
quence Analysis Primer,Gribskov,M.およびDevereux,J.編、Mストックトン・
プレス、ニューヨーク、1991年;およびCarillo,H.,およびLipman,D.,SIAM J.,Ap
plied Math.,48:1073(1988))。同一性を決定するための好ましい方法は、試験す
る2つの配列間で最も良く適合するように設計される。同一性および類似性を測
定する方法は、公に利用できるコンピュータープログラムに集成されている。二
つの配列間の同一性および類似性を測定する好ましいコンピュータープログラム
法は、GCGプログラムパッケージ(Devereux,J.ら、Nucleic Acids Research 1
2(1):387(1984)、BLASTP、BLASTNおよびFASTA (Atschul,S.F.ら、J.Molec.Bi
ol.215:403(1990)))を包含するが、これらに限定されるものではない。BLA
ST XプログラムはNCBIおよび他のソースから公に利用できる(BLAST Manual,Alt
schul,S.,et al.,NCBI NLM NIH Bethesda,MD 20894;Altschul,S.,et al.,J.
Mol.Biol.215:403-410(1990))。一例として、配列番号:1の対照ヌクレオチ
ド配列に対して、例えば少なくとも95%の同一性を有するヌクレオチド配列を
有するポリヌクレオチドを挙げると、そのポリヌクレオチド配列が配列番号:1
の対照ヌクレオチド酸配列のヌクレオチド100個ごとに5個までのヌクレオチ
ドの変化を含みうることを除き、そのポリヌクレオチドのヌクレオチド配列は対
照配列と同一である。言い換えると、対照酸配列に対して少な
くとも95%同一であるヌクレオチド配列を有するポリペプチドを得るためには
、対照配列中の5%までのヌクレオチドが欠失または別のヌクレオチドと置換さ
れていてもよく、あるいは対照配列中の全ヌクレオチドのうち5%までの数のヌ
クレオチドが対照配列に挿入されたものであってもよい。対照配列のこれらの変
異は、対照ヌクレオチド配列の5’または3’末端位置に存在していてもよく、
あるいはそれらの末端位置の間のいずれかの位置に存在していてもく、対照配列
のヌクレオチドに散在していてもよく、あるいは対照配列内の1個またはそれ以
上の一連の群となっていてもよい。同様に、配列番号:2の対照アミノ酸配列に
対して少なくとも例えば95%の同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプ
チドを例に挙げると、そのポリペプチド配列が配列番号:2の対照アミノ酸配列
のアミノ酸100個ごとに5個までのアミノ酸の変化を含みうることを除き、そ
のポリペプチドのアミノ酸配列は対照配列と同一である。言い換えると、対照ア
ミノ酸配列に対して少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプ
チドを得るためには、対照配列中のアミノ酸の5%までが欠失または他のアミノ
酸と置換していてもよく、あるいは対照配列中の全アミノ酸のうち5%までの数
のアミノ酸が対照配列中に挿入されたものであってもよい。対照配列におけるこ
れらの変化は、対照アミノ酸配列のアミノまたはカルボキシ末端位置に存在して
もよく、あるいはそれらの末端間のいずれかの位置に存在してもよく、対照配列
中に散在していてもよく、あるいは対照配列内で1個またはそれ以上の一連の群
をなしていてもよい。
「単離」とは、「人の手によって」天然の状態から変化させられた、すなわち
、天然物の場合、その本来の環境から変化または除去あるいはその両方が行われ
たことを意味する。例えば、天然において生体に存在するポリヌクレオチドまた
はポリペプチドは、「単離」されていないが、その天然状態で共存する物質から
分離された同じポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、本明細書に用いる用語
としての「単離」がなされている。
「ポリヌクレオチド(複数でも可)」は、一般に、修飾されていないRNAも
しくはDNA、または修飾されたRNAもしくはDNAであってよい、ポリリボ
ヌクレオチドまたはポリデオキシリボヌクレオチドをも意味する。従って、「ポ
リヌク
レオチド」は、とりわけ一本鎖および二本鎖DNA、一本鎖および二本鎖領域の
混合物または一本鎖、二本鎖および三本鎖領域の混合物であるDNA、一本鎖お
よび二本鎖RNA、ならびに一本鎖および二本鎖領域の混合物であるRNA、一
本鎖もしくはより典型的には二本鎖もしくは三本鎖、または一本鎖および二本鎖
領域の混合物であってもよいDNAおよびRNAを含むハイブリッド分子を包含
するがこれらに限らない。加えて、本明細書で用いる「ポリヌクレオチド」は、
RNAもしくはDNAまたはRNAとDNAの両方を含む三本鎖領域を意味する
。かかる領域における鎖は同一の分子または異なる分子由来のものでよい。この
領域はこれらの分子の一つまたはそれ以上の全てを含んでいてもよいが、より典
型的にはいくつかの分子の一領域のみを含む。三重らせん領域の分子の一つは、
オリゴヌクレオチドであることがしばしばである。本明細書で用いる場合、「ポ
リヌクレオチド」なる用語は、一つまたはそれ以上の修飾した塩基を含有する、
前記したDNAまたはRNAを包含する。このように、安定性または他の理由で
修飾された骨格を有するDNAまたはRNAも、本明細書が意図するろところの
「ポリヌクレオチド」である。さらに、イノシン等の普通でない塩基、またはト
リチル化塩基等の修飾塩基を含むDNAまたはRNA(二つの例だけを示す)も
、本明細書での用語ポリペプチドである。当業者に既知の多くの有用な目的を提
供するDNAおよびRNAに、非常に多くの修飾がなされていることは、明らか
であろう。「ポリヌクレオチド」なる用語は、本明細書で用いる場合、ポリヌク
レオチドのこのような化学的、酵素的または代謝的に修飾した形態、ならびにウ
イルス、とりわけ単純型細胞および複雑型細胞を含む、細胞に特徴的なDNAお
よびRNAの化学的形態を包含する。「ポリヌクレオチド」は、しばしば、オリ
ゴヌクレオチド(複数でも可)と称される短鎖ポリヌクレオチドを包含する。
本明細書で用いる「ポリペプチド」は、ペプチド結合により直鎖で互いに結合
している2個またはそれ以上のアミノ酸を含むペプチドまたは蛋白をいうのに用
いる。「ポリペプチド」は、当該分野で通常例えばペプチド、オリゴペプチドお
よびオリゴマーとも称される短鎖、および多くの型があり、当該分野で一般的に
蛋白と称する長鎖の両方を意味する。ポリペプチドは、遺伝子によりコードされ
る20種のア
ミノ酸以外のアミノ酸を含んでいてもよい。「ポリペプチド」は、プロセッシン
グおよび他の翻訳後修飾のような自然の工程により、ならびに化学修飾によるも
のを包含する。かかる修飾は基礎的なテキストおよびさらに詳細な論文ならびに
多数の研究文献にも詳しく記載されており、これらは当業者に周知である。同じ
タイプの修飾がポリペプチド中にいくつかの部位に同程度または種々の程度で存
在してもよいことが理解されるであろう。修飾は、ペプチド骨格、アミノ酸側鎖
、およびアミノもしくはカルボキシ末端を包含するポリペプチドのいずれの場所
にあってもよい。修飾としては、例えば、アセチル化、アシル化、ADP−リボ
シル化、アミド化、フラビンの共有結合、ヘム部分の共有結合、ヌクレオチドま
たはヌクレオチド誘導体の共有結合、脂質または脂質誘導体の共有結合、ホスホ
チジルイノシトールの共有結合、架橋結合、環化、ジスルフィド結合形成、脱メ
チル化、共有結合架橋形成、シスチン形成、ピログルタミン酸塩形成、ホルミル
化、ガンマー−カルボキシル化、糖鎖形成、GPIアンカー形成、ヒドロキシル
化、ヨード化、メチル化、ミリストイル化、酸化、蛋白加水分解プロセッシング
、リン酸化、プレニル化、ラセミ化、セレノイル化、硫酸化、アルギニル化など
の転移RNA媒介の蛋白へのアミノ酸付加、およびユビキチネーションがある。
例えば、Proteins-Structure and Molecular Properties、第2版、T.E.Creight
on、W.H.Freem ana ndCompany、ニューヨーク(1993)に記載されている。例え
ば、Posttranslational Covalent Modification of Proteins、B.C.Johnson編、
アカデミック・プレス、ニューヨーク(1983)のWold,F.,Posttranslational Pr
otein Modifications:Perspective and Prospects、1〜12頁;Seifterら、Meth
.Enzymol.182:626-646(1990)およびRattanら、Protein Synthesis:Posttran
slational Modifications and Aging,Ann.N.Y.Acad.Sci.663:48-62(1992
)参照。ポリペプチドは分枝状あるいは分枝ありまたはなしの環状であってもよ
い。環状、分枝状、および分枝状かつ環状のポリペプチドは、翻訳後の天然プロ
セスから生じるものであってもよく、同様に全く合成的な方法により製造される
ものであってもよい。
本明細書で用いる「変種」なる用語は、対照ポリヌクレオチドまたはポリペプ
チドとは各々異なるポリヌクレオチドまたはポリペプチドであるが、本質的な特
性は
保持している。典型的なポリヌクレオチドの変種は、別の対照ポリヌクレオチド
とはヌクレオチド配列が異なる。変種のヌクレオチド配列の変化は、対照ポリヌ
クレオチドによりコードされるポリペプチドのアミノ酸配列を変化させるもので
あってもよく、変化させないものであってもよい。以下に論じるように、ヌクレ
オチドの変化は結果的に、対照配列によりコードされるポリペプチドにおけるア
ミノ酸置換、付加、欠失、融合および末端切断を招く。典型的なポリペプチドの
変種は、別の対照ポリペプチドとはアミノ酸配列が異なる。一般的には、差異は
、対照ポリペプチドおよび変種の配列が、全体的に非常に類似しており、多くの
領域で同一なものに限られる。変種および対照ポリペプチドは、1またはそれ以
上の置換、付加、欠失が任意の組み合わせで起こることにより、アミノ酸配列が
変化し得る。置換または挿入されたアミノ酸残基は、遺伝学的コードによりコー
ドされたものであってもなくてもよい。ポリヌクレオチドまたはポリペプチドの
変種は、例えば対立遺伝子変種のような自然発生的なものでもよく、または自然
発生することが知られていない変種でもよい。ポリヌクレオチドおよびポリペプ
チドの非自然発生変種は、突然変異技術または直接的合成、および当業者に知ら
れた他の組み換え法により製造できる。
発明の説明
本発明は、以下に非常に詳細に説明する、新規応答レギュレーターポリペプチ
ドおよびポリヌクレオチドに関する。詳細には、本発明は、バチルス・ズブチリ
スのYYCFポリペプチドに対するアミノ酸配列相同性により関連付けられる、
ストレプトコッカス・ニューモニアエの新規応答レギュレーターのポリペプチド
およびポリヌクレオチドに関する。特に本発明は、それぞれ表1(配列番号:1
)および表1(配列番号:2)に示すヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を有
する応答レギュレーターに関し、さらに寄託株中のDNAの応答レギュレーター
ヌクレオチド配列およびそれによりコードされるアミノ酸配列に関する。
表1
応答レギュレーターポリヌクレオチドおよびポリペプチド配列
(A)ストレプトコッカス・ニューモニアエの応答レギュレーターポリヌクレオ
チド配列由来の配列[配列番号:1]. (B)この表中のポリヌクレオチド配列から推定される応答レギュレーターポリ
ペプチド配列[配列列番号:2].
(C)ポリヌクレオチド配列の具体例[配列番号:1].
(D)ポリペプチド配列の具体例[配列番号:2].
(E)ストレプトコッカス・ニューモニアエの応答レギュレーターポリヌクレオ
チドORF配列由来の配列[配列番号:3]
(F)この表中のポリヌクレオチドORF配列から推定される応答レギュレータ
ーポリペプチド配列[配列番号:4]
寄託物質
ストレプトコッカス・ニューモニアエ0100993株を含有する寄託物は、ナショ
ナル・コレクション・オブ・インダストリアル・アンド・マリン・バクテリア・
リミテッド(NCIMBという)、23ストリート、マッカードライブ、アベル
ディーンAB21RY、スコットランドに1996年4月11日寄託し、NCI
MB受託番号40794が付与された。寄託したことにより、寄託株をストレプ
トコッカス・ニューモニアエ0100993株という。1996年4月17日に、イー・
コリ(E.coli)中のストレプトコッカス・ニューモニアエ0100993DNAライブラ
リーをNCIMBに同様に寄託し、受託番号40800を付与された。ストレプ
トコッカス・ニューモニアエ株寄託物を、本明細書では「寄託株」または「寄託
株のDNA」という。
寄託株は全長の応答レギュレーター遺伝子を含んでいる。寄託株中に含まれる
ポリヌクレオチド配列ならびにそれによりコードされるポリペプチドのアミノ酸
配列は、本明細書の配列に関する任意の記載に矛盾する事象において支配的であ
る。
寄託株の寄託は、特許手続き上の微生物寄託の国際承認に関するブダペスト条
約の条件下でなされている。特許が発行されると何らの制限または条件もなく、
最終的に株は分譲される。寄託は当業者の便宜のためにのみ提供され、35U.
S.C.112条のもとに要求されるような、寄託が実施可能要件であることを承
認するものではない。
寄託物を製造、使用または販売するためにはライセンスが必要であるが、その
ようなライセンスはここでは賦与されていない。
ポリペプチド
本発明ポリペプチドは表1[配列番号:2]のポリペプチド(詳細には、成熟
ポリペプチド)ならびにポリペプチドおよびフラグメント、詳細には応答レギュ
レーターの生物学的活性を有するものを包含し、さらに表1[配列番号:2およ
び4]のポリペプチドまたはその重要部分に対して少なくとも70%、好ましく
は表1[配列番号:2および4]のポリペプチドに対して少なくとも80%の同一
性を有するポリペプチドおよびフラグメント、より好ましくは表1[配列番号:
2および4]のポリペプチドに対して少なくとも90%の類似性を有し(より好
ましくは、少なくとも90%の同一性を有し)、さらにより好ましくは表1[配
列番号:2および4]のポリペプチドに対して少なくとも95%の類似性を有す
る(さらにより好ましくは少なくとも95%の同一性を有する)ポリペプチドお
よびフラグメント、さらに通常には少なくとも30個、より好ましくは少なくと
も50個のアミノ酸を含むかかるポリペプチドの部分を包含する。
また本発明は表1(D)[配列番号:2]に示す式のポリペプチドを包含し、
式中のアミノ末端においてXは水素であり、カルボキシル末端においてYは水素
または金属であり、R1およびR2はアミノ酸残基、nは1ないし1000の整数
である。いずれかのR基(Rは1個よりも多い)により示されるアミノ酸残基の
伸長部分はヘテロポリマーであってもホモポリマーであってもよく、好ましくは
ヘテロポリマーである。
フラグメントは、前述のポリペプチドのアミノ酸配列のすべてではなく一部に
対して全く同一であるアミノ酸配列を有する変種ポリペプチドである。応答レギ
ュレーターポリペプチドについては、フラグメントは「独立して存在(free sta
nding)」しているか、または一部分もしくは領域を形成することにより、大型
のポリペプチド内に含まれていてもよく、最も好ましくは単一の連続した領域、
すなわち大型の単一ポリペプチドとして含まれる。
好ましいフラグメントは、表1[配列番号:2および4]のアミノ酸配列の一
部分を有する末端切断されたポリペプチド、またはそれらの変種を包含するが、
その例としてはアミノ末端を含む一連の残基を切断、またはカルボキシル末端を
含む一
連の残基を切断したものがある。宿主、とりわけストレプトコッカス・ニューモ
ニアエにおける、本発明のポリペプチドの分解形態もまた好ましい。また、構造
的または機能的属性により特徴づけられたフラグメント、例えばアルファーヘリ
ックスおよびアルファーヘリックス形成領域、ベータシートおよびベータシート
形成領域、ターンおよびターン形成領域、コイルおよびコイル形成領域、親水性
領域、疎水性領域、アルファー両親媒性領域、ベータ両親媒性領域、可変領域、
表面形成領域、基質結合領域、および高抗原性指標領域を含むフラグメントなど
も好ましい。
応答レギュレーター活性を媒介し、あるいは活性を改善し、望ましくない活性
を減じられたフラグメントである生物学的に活性のあるフラグメントも好ましい
。動物、とりわけヒトにおいて抗原的または免疫原的なフラグメントもまた含ま
れる。個体、特にヒトにおけるストレプトコッカス・ニューモニアエの生存に必
須の機能、あるいは疾病を開始または維持する能力を付与する酵素の受容体また
はドメインを含むフラグメントが特に好ましい。
本発明ポリペプチドのフラグメントである変種を、ペプチド合成による対応全
長ポリペプチドの製造に使用してもよく、それゆえ、これらの変種を全長のポリ
ペプチド製造のための中間体として用いてもよい。本発明ポリヌクレオチドのフ
ラグメントである変種を用いて本発明の全長のポリヌクレオチドを合成してもよ
い。
ポリヌクレオチド
本発明の別の態様は単離ポリヌクレオチドに関するものであり、それには表1
[配列番号:2および4]の推定アミノ酸配列を有する応答レギュレーターポリ
ペプチドをコードする全長遺伝子およびそれに密接に関連するポリヌクレオチド
およびそれらの変種が包含される。
本明細書に提供される情報を用いて、例えば表1[配列番号:1および3]に
示すポリヌクレオチド配列を用い、出発物質ストレプトコッカス・ニューモニア
エ0100993細胞からの染色体DNAフラグメントをクローニングおよび配列決定
するために用いるような標準的なクローニングおよびスクリーニングを用いて、
応答レギュレーターポリペプチドをコードしている本発明ポリヌクレオチドを得
て、次い
で、全長のクローンを得てもよい。例えば、本発明ポリヌクレオチド配列、例え
ば表1[配列番号:1および3]に示す配列を得るために、イー・コリ(E.coli
)またはいくつかの他の適切な宿主におけるストレプトコッカス・ニューモニア
エ0100993の染色体DNAのクローンの典型的なライブラリーを、部分的配列に
由来する、好ましくは17量体またはそれ以上の長さの放射性標識化オリゴヌク
レオチドにてプローブする。プローブのDNAに同一であるDNAを担持するク
ローンは厳密な条件を用いて区別できる。元の配列から設計した配列決定プライ
マーを用いてこのように同定した個々のクローンを配列決定することにより、両
方向で配列が伸長できるようになり、全遺伝子配列を決定できる。このような配
列決定は便宜的にプラスミドクローンから調製した変性二本鎖DNAを用いて実
施する。適切な技法については、Maniatis,T.、Fitsch,F.F.およびSambrookら、
Molecular Cloning,A Laboratory Manual、第2版;コールド・スプリング・ハ
ーバー・ラボラトリー・プレス、コールド・スプリング・ハーバー、ニューヨー
ク(1989)に記載されている(Screening By Hybridization 1.90およびSequenc
ing Denatured Double-Stranded DNA Templates 13.70参照)。本発明の典型例
において、表1[配列番号:1]に示すポリヌクレオチドが、ストレプトコッカス・
ニューモニアエ0100993由来のDNAライブラリー中に見いだされた。
表1[配列番号:1]に示すDNA配列は、表1[配列番号:2]に示すアミ
ノ酸残基数とほぼ同数のアミノ酸からなる蛋白をコードしている読み枠を含んで
おり、蛋白の推定分子量は、当該分野でよく知られたアミノ酸の分子量を用いて
算出できる。表1のDNAのスタートコドンはヌクレオチド番号71であり、ア
ミノ酸をコードする最終コドンは784番であり、ストップコドンは、アミノ酸
をコードするこの最終コドンの次のコドン(785)である。
本発明応答レギュレーター蛋白は、寄託株の応答レギュレーターをコードして
いるDNAの配列決定結果により示されるように、応答レギュレーターファミリ
ーの他の蛋白に構造的に関連している。本発明蛋白は、知られた蛋白の中でもバ
チルス・ズブチリスのYYCF蛋白に対して最大の相同性を示す。表1[配列番
号:2]の応答レギュレーター蛋白は、バチルス・ズブチリスのYYCFポリペ
プチドのアミ
ノ酸配に対して、その全長にわたり約33%の同一性を示す。
本発明は、表1[配列番号:1]のコーディング配列に対して全長にわたり同
一であるポリヌクレオチド配列を提供する。成熟ポリペプチドのコーディング配
列またはそれらのフラグメント、ならびにその他のコーディング配列を有する読
み枠中の成熟ポリペプチドのコーディング配列またはそのフラグメント、例えば
リーダーまたは分泌配列、プレ、プロ、プレプロ蛋白配列をコードする配列も本
発明により提供される。ポリヌクレオチドは、例えば、転写された非翻訳配列、
終止シグナル、リボソーム結合部位、mRNAを安定化する配列、イントロン、
ポリアデニル化シグナル等の転写非翻訳配列、および付加アミノ酸をコードする
付加コーディング配列等の非コーディング5’および3’配列等の非コーディン
グ配列をも含有しうるが、これらに限定するのではない。例えば、融合ポリペプ
チドの精製を促すマーカー配列をコードすることもできる。本発明のある好まし
い態様において、マーカー配列は、pQEベクター(Qiagen,Inc.)に提供され
るようなヘキサ−ヒスチジンペプチド(Gentzら、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,86
:821-824(1989)に記載される)またはHAタグ(Wilsonら、Cell,37:767(19
84))である。本発明のポリヌクレオチドはまた、構造遺伝子および遺伝子発現
を調節する天然の配列をも含むが、これらに限定するものではない。
本発明の好ましい具体例は、応答レギュレーターポリペプチドをコードしてい
る、表1の配列番号:1に示すヌクレオチド71から784までを含むポリヌク
レオチドである。
また本発明は、表1(C)[配列番号:1]に示す式のポリヌクレオチドを包
含し、式中の5’末端においてXは水素であり、3’末端においてYは水素また
は金属であり、R1およびR2は核酸残基、nは1ないし1000の整数である。
いずれかのR基(Rは1個よりも多い)により示される核酸残基の伸長部分はヘ
テロポリマーであってもホモポリマーであってもよく、好ましくはヘテロポリマ
ーである。
上記した本明細書の用語「ポリペプチドをコードしているポリヌクレオチド」
は、本発明ポリペプチド配列をコードする配列を含むポリヌクレオチドを包含し
、詳細には、細菌のポリペプチド、より詳細には表1[配列番号:2]に示すア
ミノ酸配
列を有するストレプトコッカス・ニューモニアエの応答レギュレーターのポリペ
プチドを包含する。該用語は、コーディング配列および/または非コーディング
配列を含んでいてもよいさらなる領域を伴った、ポリペプチドをコードしている
単一の連続領域または不連続領域(例えば、組み込まれたファージまたは配列の
挿入または配列の編集により分断されたもの)を含むポリヌクレオチドを包含す
る。
さらに本発明は、表1[配列番号:2]の推定アミノ酸配列を有するポリペプ
チドの変種をコードする上記ポリヌクレオチドの変種にも関する。本発明ポリヌ
クレオチドのフラグメントである変種を用いて本発明の全長ポリヌクレオチドを
合成してもよい。
さらに特に好ましい具体例は、表1[配列番号:2]の応答レギュレーターポ
リペプチドのアミノ酸配列を有する応答レギュレーター変種をコードするポリヌ
クレオチドであり、その中には、いくつか、少しの、5ないし10、1ないし5
、1ないし3、2、1または0個のアミノ酸残基を置換、欠失または付加を任意
の組み合わせで施したアミノ酸配列を有する。中でもとりわけ好ましいものは、
応答レギュレーターの特性および活性を変化させないサイレント置換、付加およ
び欠失である。
本発明のさらに好ましい具体例は、表1[配列番号:2および4]に示すアミ
ノ酸配列を有する応答レギュレーターポリペプチドをコードしているポリヌクレ
オチドに対して、その全長にわたり少なくとも70%の同一性があるポリヌクレ
オチド、およびかかるポリヌクレオチドに対して相補的なポリヌクレオチドであ
る。あるいはまた、寄託株の応答レギュレーターポリペプチドをコードしている
ポリヌクレオチドに対してその全長にわたり少なくとも80%同一である領域を
含むポリヌクレオチド、およびそれに対して相補的なポリヌクレオチドが最も非
常に好ましい。この点に関して、全長で少なくとも90%同一であるポリヌクレ
オチドがとりわけ好ましく、中でも少なくとも95%の同一性を有するものが特
に好ましく、さらに少なくとも95%の同一性を有するものの中でも少なくとも
97%であるのがより好ましく、中でも少なくとも98%および少なくとも99
%であるのが特に好ましく、さらに少なくとも99%であるのがより好ましい。
特に好ましい具体例は、表1[配列番号:1]のDNAによりコードされる成
熟
ポリペプチドと実質的に同じ生物学的機能または活性を保持するポリペプチドを
コードしているポリヌクレオチドである。
本発明はさらに本明細書上述の配列にハイブリダイズするポリヌクレオチドに
関する。この点に関して、本発明は特に厳密な条件で本明細書上述のポリヌクレ
オチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドに関する。本明細書で用いる「厳
密な条件」および「厳密なハイブリダイゼーション条件」なる用語は、配列間の
同一性が少なくとも95%、好ましくは少なくとも97%である場合のみに起こ
るハイブリダイゼーションを意味する。厳密なハイブリダイゼーション条件の例
としては、50%ホルムアミド。5xSSC(150mM NaCl、15mM
クエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5xデン
ハーツ溶液、10%硫酸デキストラン、および20マイクログラム/mlの変性
し、剪断されたサケ精子DNAを含有する溶液中、42℃で一晩インキュベーシ
ョンし、続いて約65℃で0.1xSSC中でフィルターを洗浄するものである
。ハイブリダイゼーションおよび洗浄条件は周知であり、Sambrookら、Molecula
r Cloning,A Laboratory Manual、第2版;コールド・スプリング・ハーバー、
ニューヨーク(1989)、とりわけその第11章に実例が示されている。
本発明はまた、厳密なハイブリダイゼーション条件で、配列番号:1または配
列番号:3に示すポリヌクレオチド配列に関する完全遺伝子を含む適当なライブ
ラリーを、配列番号:1に示す上記ポリヌクレオチド配列またはそのフラグメン
トの配列を有するプローブでスクリーニングし、DNA配列を単離することによ
り得ることのできるポリヌクレオチド配列を本質的に含むポリヌクレオチドをも
提供する。かかるポリヌクレオチドを得るために有用なフラグメントには、例え
ば本明細書の別の箇所において説明するプローブおよびプライマー等がある。
本発明のポリヌクレオチドアッセイに関してここでさらに論じるが、例えば上
述の本発明のポリヌクレオチドを、応答レギュレーターをコードするcDNA全
長およびゲノムクローンを単離するための、および応答レギュレーター遺伝子に
高度な配列類似性を有するその他の遺伝子のcDNAおよびゲノムクローンを単
離するための、RNA、cDNAおよびゲノムDNA用のハイブリダイゼーショ
ンプローブ
として使用することができる。このようなプローブは通常少なくとも15塩基を
含む。好ましくはこのようなプローブは少なくとも30塩基を有し、少なくとも
50塩基を有していてもよい。とりわけ好ましいプローブは少なくとも30塩基
を有し、50塩基またはそれ以下である。
例えば、応答レギュレーター遺伝子のコーディング領域は、配列番号:1に示
すDNA配列を用いてオリゴヌクレオチドプローブを合成してスクリーニングす
ることにより単離できる。次いで、本発明の遺伝子の配列に相補的な配列を有す
る標識オリゴヌクレオチドを、cDNA、ゲノムDNAまたはmRNAのライブ
ラリーのスクリーニングに用い、プローブがライブラリーのいずれのメンバーに
ハイブリダイゼーションするのかを決定する。
本発明のポリヌクレオチドおよびポリペプチドは、例えば、疾病とりわけヒト
の疾病の治療法および診断法の発見のための研究試薬および材料として使用でき
、とりわけポリヌクレオチドアッセイに関連して本明細書でさらに論じる。
配列番号:1および/または2の配列由来のオリゴヌクレオチドである本発明
ポリヌクレオチドを本明細書記載の方法に使用してもよいが、好ましくはPCR
に使用して、本明細書で同定したポリヌクレオチドの全体または一部が感染した
組織に転写されるかどうかを決定する。かかる配列が、病原体が達成した感染段
階および感染型の診断にも有用であることが理解される。
また本発明は、さらなるアミノもしくはカルボキシル末端アミノ酸、または成
熟ポリペプチドに内在するアミノ酸を加えた成熟蛋白であるポリペプチドをコー
ドできるポリヌクレオチドも提供する(例えば成熟形態が一つ以上のポリペプチ
ド鎖を有する場合)。このような配列は、前駆体から成熟形態への蛋白のプロセ
ッシングに役割を担い、蛋白の輸送を可能にし、蛋白の半減期を延長もしくは短
縮し、またはとりわけアッセイもしくは製造のための蛋白の操作を容易にするこ
とができる。一般的にインビボの場合、付加アミノ酸は、細胞性酵素によりプロ
セッシングされ、成熟蛋白から取り除かれる。
1またはそれ以上のプロ配列と融合した成熟形態のポリペプチドを有する前駆
蛋白は、ポリペプチドの不活性形態でありうる。プロ配列が除去されると、通常
には
このような不活性前駆体が活性化される。プロ配列のいくつかまたはすべてを活
性化の前に除去できる。通常、このような前駆体はプロ蛋白と称される。
要するに、本発明のポリヌクレオチドは成熟蛋白、リーダー配列を加えた成熟
蛋白(プレ蛋白と称することができる)、プレ蛋白のリーダー配列ではない1ま
たはそれ以上のプロ配列を有する成熟蛋白の前駆体、またはリーダー配列および
1またはそれ以上のプロ配列を有するプロ蛋白の前駆体であるプレプロ蛋白をコ
ードしていてもよく、プロ配列は通常ポリペプチドの活性および成熟形態を生成
するプロセッシング段階で除去される。
ベクター、宿主細胞、発現
本発明はまた、ポリヌクレオチドまたは本発明のポリヌクレオチドを含むベク
ター、本発明ベクターで遺伝子操作される宿主細胞および組換え技法による本発
明のポリペプチドの製造にも関する。本発明DNA構築物に由来するRNAを用
い、無細胞翻訳系を用いてこのような蛋白を製造できる。
組換え体を製造するために、宿主細胞を遺伝子操作して、発現系もしくはそれ
らの一部、または本発明のポリヌクレオチドを組み込むことができる。ポリヌク
レオチドの宿主細胞への導入は、例えば、Davisら、Basic Mthods in Molecular
Biology(1986);Sambrookら、Molecular Cloning;A Laboratory Manual、第
2版;コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス、コールド・ス
プリング・ハーバー、ニューヨーク(1989)のように、多くの標準的な実験マニ
ュアルに記載される方法により行うことができ、例えばリン酸カルシウムトラン
スフェクション、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、トランス
ベクション、マイクロインジェクション、陽イオン脂質媒介トランスフェクショ
ン、エレクトロポレーション、トランスダクション、スクレープ負荷、バリステ
ィック導入および感染等がある。
適当な宿主の代表的なものには、細菌細胞、例えばストレプトコッカス属(St
reptococci)、スタフィロコッカス属(Staphylococci)、エンテロコッカス属
(Enterococci)、イー・コリ(E.coli)、ストレプトミセス(Streptomyces)
およ
びバチルス・ズブチリス(Bacillus subtiis)細胞;真菌細胞、例えば酵母細胞
およびアスペルギルス属(Aspergillus)細胞;昆虫細胞、例えばドロソフィラS
2(Drosophila S2)およびスポドプテラSf9(Spodoptera Sf9)細胞;動物
細胞、例えばCHO、COS、HeLa、C127、3T3、BHK、293お
よびボウズ(Bows)黒色腫細胞;ならびに植物細胞等がある。
本発明のポリペプチドを製造するために非常に多くの発現系を使用できる。こ
のようなベクターには、染色体、エピソームおよびウイルス由来のベクター、例
えば細菌プラスミド由来、バクテリオファージ由来、トランスポゾン由来、酵母
エピソーム由来、挿入エレメント由来、酵母染色体エレメント由来、例えばバキ
ュロウイルス、パポバウイルス、例えばSV40、ワクシニアウイルス、アデノ
ウイルス、鶏痘ウイルス、仮性狂犬病ウイルスおよびレトロウイルス等のウイル
ス由来のベクター、ならびにそれらを組み合わせたものに由来するベクター、例
えばプラスミドおよびバクテリオファージの遺伝学的エレメント由来のベクター
、例えばコスミドおよびファージミド等がある。発現系の構築物は発現を制御お
よび引き起こす調節領域を含有していてもよい。この点に関して、一般的には、
宿主中にポリヌクレオチドを保持、伸長または発現するのに、および/またはポ
リペプチドを発現するのに適した任意の系またはベクターを発現に使用できる。
周知のおよび通常的な種々の任意の技術により、適当なDNA配列を発現系に挿
入してもよく、例えばSambrookら、Molecular Cloning,A Laboratory Manual(
上述)に記載されている。
翻訳蛋白を、小胞体内腔、ペリプラスミックスペースまたは細胞外環境へ分泌
させるために、適当な分泌シグナルを発現するポリペプチドに組み込むことがで
きる。これらのシグナルはポリペプチドに本来的なものであってもく、あるいは
異種性のシグナルでもよい。
本発明のポリペプチドは周知の方法により、組換え細胞培養物から回収および
精製でき、その方法には、例えば硫酸アンモニウムまたはエタノール沈殿、酸抽
出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマ
トグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、親和性クロマトグラフィー
、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーおよびレクチンクロマトグラフィ
ー等がある。
高速液体クロマトグラフィーを精製に用いるのが最も好ましい。ポリペプチドが
単離および/または精製中に変性した場合、再び活性なコンホーメーションにす
るために、蛋白再生のための周知の技法を用いることができる。
診断アッセイ
本発明はまた診断試薬として使用するための本発明の応答レギュレーターポリ
ヌクレオチドの使用にも関する。真核生物とりわけ哺乳動物、特にヒトにおける
応答レギュレーターの検出は、疾患の診断のための診断法を提供する。応答レギ
ュレーター遺伝子を含む生物に感染した真核生物(本明細書において「個体」と
も称する)とりわけ哺乳動物、特にヒトを種々の方法によりDNAレベルで検出
できる。
診断用の核酸は、感染した個体の細胞および組織、例えば骨、血液、筋肉、軟
骨および皮膚より得ることができる。ゲノムDNAを直接検出に使用してもよく
、あるいは分析の前にPCRもしくはその他の増幅法を用いることにより酵素的
に増幅できる。RNAまたはcDNAもまた同じ方法で用いることができる。増
幅法を用いると、真核生物とりわけ哺乳動物、特にヒトに存在する原核生物株を
、原核生物遺伝子の遺伝子型の分析により特徴づけすることができる。対照配列
の遺伝子型と比較した場合の増幅産物の大きさの変化により、欠失および挿入を
検出できる。点突然変異は、増幅DNAを標識化応答レギュレーターポリヌクレ
オチド配列にハイブリダイズさせることにより同定できる。完全に対合した配列
はRNアーゼ消化により、または融解温度の差により、誤対合二重らせんから区
別できる。変性剤含有または不含ゲル中のDNAフラグメントの電気泳動の移動
度の変化を検出することにより、または直接的なDNAの配列決定により、DN
A配列の差を検出してもよい。例えばMeyersら、Science,230:1242(1985)参
照。また、特異的な位置での配列の変化を、ヌクレアーゼ保護アッセイ、例えば
RNアーゼおよびS1保護または化学的切断法によって明らかにしてもよい。例
えばCottonら、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,85:4397-4401(1985)参照。
本発明の遺伝子の突然変異または多型性を担持する細胞を、種々の技術により
、DNAレベルで、例えばセロタイピングすることにより検出してもよい。例え
ば、
RT−PCRを用いて突然変異を検出することができる。RT−PCRは自動検
出系、例えばGeneScan等と組み合わせて用いるのがとりわけ好ましい。RNAま
たはcDNAを同じ目的でPCRまたはRT−PCRに用いてもよい。例を挙げ
ると、応答レギュレーターをコードする核酸に相補的なPCRプライマーは、突
然変異を同定および分析するのに用いることができる。本発明はまた、5'およ
び/または3'末端から1、2、3または4個のヌクレオチド除去したプライマ
ーをも提供する。該プライマーを用いて、感染個体から単離された遺伝子を増幅
してもよく、次いで、該遺伝子をDNA配列を調べるための種々の技法に供して
もよい。このように、DNA配列における突然変異を検出し、感染の診断および
感染性物質のセロタイピングおよび/または分類に使用することができる。
本発明はまた、疾患、好ましくは細菌感染、より好ましくはストレプトコッカ
ス・ニューモニアエによる感染、および最も好ましくは、中耳炎、結膜炎、肺炎
、菌血症、髄膜炎、静脈洞炎、膿胸および心内膜炎、最も詳細には例えば脳脊髄
液の感染のごとき髄膜炎のような疾病の診断方法を提供し、該方法は、表1[配
列番号:1]の配列を有するポリヌクレオチドのの発現レベルの上昇を個体由来
の試料から検出することを特徴とする。応答レギュレーターポリヌクレオチドの
発現の増加または低下は、ポリヌクレオチドの定量法として当該分野でよく知ら
れたいずれかの方法、例えば増幅、PCR、RT−PCR、RNアーゼ保護、ノ
ーザンブロッティングおよびその他のハイブリダイゼーション法を用いて測定で
きる。
さらに、正常対照組織サンプルと比較して、応答レギュレーター蛋白の過剰発
現を検出するための本発明診断アッセイを用いて、例えば感染の存在を検出して
もよい。宿主由来のサンプル中の応答レギュレーター蛋白のレベルを決定するた
めに用いることができるアッセイ技法は、当業者に周知である。かかるアッセイ
法には、ラジオイムノアッセイ、競争結合アッセイ、ウェスタンブロット分析お
よびELISAアッセイ等がある。
抗体
本発明のポリペプチドもしくはそれらの変種、またはそれらを発現する細胞を
免疫源として用いて、かかるポリペプチドに免疫特異的な抗体を得ることができ
る。
本明細書で用いる「抗体」には、モノクローナルおよびポリクローナル抗体、キ
メラ、一本鎖、サル化抗体およびヒト化抗体、ならびにFabフラグメントが包
含され、さらに免疫グロブリン発現ライブラリーの産物等のFabフラグメント
も包含される。
本発明のポリペプチドに対して生じる抗体は、ポリペプチドまたはエピトープ
が付いたフラグメント、アナログまたは細胞を、好ましくはヒトはでない動物に
通常の実験法を用いて投与することにより得ることができる。連続的細胞系培養
により産生される抗体を提供する、当業者周知の技術を用いて、モノクローナル
抗体を調製することができる。例としては、Kohler,G.およびMilstein,C.,Natu
re,256:495-497(1975);Kozborら、Immunology Today,4:72(1983);Coleら、M
onoclonal Antibodies and Cancer Therapy,Alan R Liss,Inc.、77-96頁(1985
)に記載されるような種々の技法がある。
一本鎖抗体の産生のために記載された技術(米国特許第4946778号)を
適用して、本発明ポリペプチドに対する一本鎖抗体を得ることができる。また、
トランスジェニックマウスまたはその他の生物、例えばその他の哺乳動物を用い
てヒト化抗体等の抗体を発現させてもよい。
別法として、ファージディスプレイ技法を用いて、抗−ポリペプチドを有する
ことにつきスクリーニングされたヒト・リンパ球のPCR増幅されたv遺伝子の
レパートリーから、抗−応答レギュレーターを有することについてスクリーニン
グされたヒトから、あるいは無処理のライブラリーから、ポリペプチドに対する
結合活性を有する抗体遺伝子を選別することもできる(McCafferty,J.ら、Nature
348:552-554(1990);Marks,J.ら、Biotechnology 10:779-783(1992))。こ
れらの抗体の親和性はチェインシャフリング(chain shuffling)により改善す
ることもできる(Clackson,T.ら、Nature 352:624-628(1991))。
二つの抗原結合ドメインが存在する場合、各ドメインは「二特異性」抗体と称
する異なるエピトープに対して指向される。
上記抗体を用いてポリペプチドを発現するクローンを単離または同定してもよ
く、上記抗体を親和性クロマトグラフィーにより精製することができる。
従って、とりわけ応答レギュレーターに対する抗体を、感染、とりわけ細菌感
染、特に中耳炎、結膜炎、肺炎、菌血症、髄膜炎、静脈洞炎、膿胸および心内膜
炎、最も詳細には例えば脳脊髄液の感染のごとき髄膜炎のような疾病の治療に用
いてもよい。
ポリペプチド変種には抗原的、エピトープ的または免疫学的に等価な変種等が
あり、本発明の特定の態様である。本明細書で用いる「抗原的に等価な誘導体」
なる用語は、本発明により蛋白またはポリペプチドに対して生成した場合、病原
および哺乳動物宿主間での即時的な物理的相互作用を妨害する特定の抗体により
特異的に認識されるポリペプチドまたはその同等物を包含する。本明細書で用い
る「免疫学的に等価な誘導体」なる用語は、脊椎動物において抗体を産生させる
のに適した処方を用いた場合、抗体が病原および哺乳動物宿主間での即時的な物
理的相互作用を妨害するように作用するペプチドまたはその等価物を包含する。
ポリペプチド、例えば抗原的、免疫学的に等価な誘導体、またはそれらの融合
蛋白は、マウスまたはその他の動物例えばラットもしくはニワトリを免疫するた
めの抗原として使用できる。融合蛋白はポリペプチドに安定性を付与できる。抗
原は、例えば抱合することにより、免疫原性キャリヤ蛋白、例えばウシ血清アル
ブミン(BSA)またはキーホール・リンペット・ヘモシアニン(keyhole limpet
haemocyanin:KLH)に結合することができる。あるいはまた、蛋白もしくは
ポリペプチド、またはそれらに抗原的もしくは免疫学的に等価なポリペプチドの
多重コピーを含む多重抗原ペプチドは、免疫原性を改良するための十分な抗原性
を有しているので、キャリヤーを使用しなくてすむ。
好ましくは、抗体またはそれらの変種を、個体における免疫原性を減じるため
に修飾する。例えば、個体がヒトである場合、最も好ましくは、抗体は「ヒト化
」されており;この場合、ハイブリドーマ由来の抗体の相補性決定領域がヒト・
モノクローナル抗体に移植されており、例えばJones,P.ら、Nature 321:522-525
(1986)またはTempestら、Biotechnology 9:266-273(1991)に記載されている
。
本発明のポリヌクレオチドを遺伝学的免疫において使用する場合、例えばプラ
スミドDNAの筋肉への直接注射(Woffら、Hum.Mol.Genet.1:363(1992);
Manthorpeら、Hum.Gene Ther.4:419(1963))、特異的蛋白キャリヤーとDNA
との複合体の送達(Wuら、J.Biol.Chem.264:16985(1989))、リン酸カルシウ
ムとのDNA共沈(Benvenisty & Reshef、PNAS 83:9551(1986))、種々の形
態のリポソーム中へのDNA封入(Kanedaら、Science 243:375(1989))、微
粒子爆撃(Tangら、Nature 356:152(1992);Eisenbraunら、DNA Cell Biol.12
:791(1993))およびクローン化レトロウイルスベクターを用いたインビボ感染
(Seegerら、PNAS 81:5849(1984))等の適切な送達方法を用いるのが好ましい
。
アンタゴニストおよびアゴニスト−アッセイおよび分子
本発明ポリペプチドを用いて、例えば、細胞、無細胞標品、化学ライブラリー
、および天然産物混合物中における小型分子基質およびリガンドの結合を評価し
てもよい。これらの基質およびリガンドは天然基質およびリガンドであってもよ
く、構造上または機能上の模倣物であってもよい。例えば、Coligan et al.,Cur
rent Protocols in Immunology 1(2):Chapter 5(1991)参照。
また本発明は、応答レギュレーターポリペプチドまたはポリヌクレオチドの作
用を増強(アゴニスト)または阻害(アンタゴニスト)する化合物、詳細には、
静菌性および/または殺菌性化合物を同定するための、化合物のスクリーニング
方法をも提供する。該スクリーニング方法は高処理量の方法である。例えば、ア
ゴニストまたはアンタゴニストをスクリーニングするために、合成反応混合物、
膜、細胞エンベロープもしくは細胞壁のごとき細胞コンパートメント、または応
答レギュレーターポリペプチドおよび標識基質もしくはかかるポリペプチドのリ
ガンドを含むそれらの調合物を、応答レギュレーターゴニストまたはアンタゴニ
ストである可能性のある候補化合物の不存在下または存在下でインキュベーショ
ンする。候補分子が応答レギュレーターポリペプチドにアゴナイズまたはアンタ
ゴナイズする能力は、標識化リガンドの結合の低下またはこのような基質からの
生成物の産生の低下に反映される。結合しても影響を及ぼさない分子、すなわち
応答レギュレーターの効果を誘導しない分子は、最も良好なアンタゴニストであ
る可能性がある。結合性が良
好で、基質からの生成物の生成速度を高める分子はアゴニストである。基質から
の生成物の生成速度またはレベルはリポーターシステムを用いることにより強調
できる。この点に関して有用なリポーターシステムには、生成物に転換される比
色測定用標識化基質、応答レギュレーターポリヌクレオチドまたはポリペプチド
活性の変化に応答するリポーター遺伝子、および当該分野で周知の結合アッセイ
等があるが、これらに限定するものではない。
応答レギュレーターアンタゴニストのアッセイのもう1つの例は競争アッセイ
であり、競争阻害アッセイに適した条件下で、応答レギュレーターおよび潜在的
アンタゴニストを、応答レギュレーター結合分子、組換え応答レギュレーター結
合分子、天然基質もしくはリガンド、または基質もしくはリガンド模倣物と混合
する。例えば放射活性または比色測定用化合物により応答レギュレーターを標識
し、結合分子に結合した、または生成物に変換された応答レギュレーター分子の
数を正確に決本して、潜在的なアンタゴニストの効果を評価できる。
潜在的アンタゴニストには、本発明ポリペプチドに結合し、そのことによりそ
の活性を阻害し消失させる小型有機分子、ペプチド、ポリペプチドおよび抗体な
どがある。また、潜在的アンタゴニストは、密接に関連した蛋白または抗体のご
とき小型有機分子、ペプチド、ポリペプチドであってもよく、それらは結合分子
の同じ部位に結合するが、応答レギュレーターにより誘導される活性を誘導せず
、それゆえ応答レギュレーターを結合から排除することにより応答レギュレータ
ーの作用を妨害する。
潜在的アンタゴニストには、ポリペプチドの結合部位に結合し、およびそれを
占領し、それにより細胞性結合分子への結合を妨害して、正常の生物学的活性を
妨害する小型分子等がある。小型分子の例としては、小型有機分子、ペプチド、
ペプチド様分子等があるが、これらに限定するものではない。その他の潜在的ア
ンタゴニストにはアンチセンス分子等がある(これらの分子についての記載に関
してはOkano,J.,Neurochem.56:560(1991);Oligodeoxy-nucleotides as Anti
sense Inhibitors of Gene Expression,CRCプレス、ボッカラートン、フロリ
ダ州(1988)参照)。好ましい潜在的アンタゴニストには、応答レギュレーター関
連化合物およ
び応答レギュレーター変種等がある。
本明細書に示す各DNA配列を、抗細菌化合物の発見および開発に使用しても
よい。コードされている蛋白は、発現した場合、抗細菌剤のスクリーニングのた
めの標的として使用されうる。さらに、コードされている蛋白のアミノ末端領域
または各mRNAのシャイン−ダルガノ配列または他の翻訳容易化配列をコード
しているDNA配列を用いてアンチセンス配列を構築し、目的コーディング配列
の発現を制御することもできる。
本発明は、感染の続発症に関与する病因および哺乳動物宿主間の最初の物理的
相互作用を妨害するための本発明ポリペプチド、ポリヌクレオチドまたは阻害物
質の使用を提供する。とりわけ本発明分子を、内在デバイス上の哺乳動物細胞外
マトリックス蛋白または傷における細胞外マトリックス蛋白への細菌の付着、詳
細にはグラム陽性細菌の付着の防止;例えば、哺乳動物チロシンキナーゼのホス
ホリレーションを開始することによる、応答レギュレーター蛋白により媒介され
る哺乳動物細胞への侵入のブロック(Rosenshine et al.,Infect.Immunol.60:22
11(1992));哺乳動物細胞外マトリックス蛋白と細菌応答レギュレーター蛋白と
の間の、組織ダメージを媒介する細菌付着のブロック;内在デバイスの移植また
は他の外科的方法以外により開始される、感染における通常の病状の進行のブロ
ックに使用することができる。
本発明は、(i)応答レギュレーターとヒスチジンキナーゼとの相互作用を妨
害する薬剤、(ii)ヒスチジンキナーゼから自分自身へとリン酸基を転移する
ことを触媒する応答レギュレーターの能力を妨害する薬剤、および/または(i
ii)リン酸基が転移された場合に、自己リン酸化する分子の能力を妨害する薬
剤を同定するための薬剤スクリーニング方法を提供する。(i)の場合、該方法
は、薬剤の存在下で応答レギュレーターをヒスチジンキナーゼとともにインキュ
ベーションし、次いで、この相互作用を妨害する薬剤の能力を測定することを含
む。(ii)の場合、該方法は、応答レギュレーターを薬剤とともにインキュベ
ーションし、次いで、リン酸化されたヒスチジンキナーゼからリン酸基を除去す
ることを触媒する応答レギュレーターの能力を測定することを含む。(iii)
の場合、該方法は、リン酸
化された応答レギュレーターを薬剤とともにインキュベーションし、次いで、自
己リン酸化を触媒する応答レギュレーターの能力を測定することを含む。
好ましくは、ヒスチジンキナーゼは該応答レギュレーターについての同種のヒ
スチジンキナーゼ、または応答レギュレーターの基質として作用しうる別のヒス
チジンキナーゼであり、ストレプトコッカス・ニューモニアエまたは別の微生物
、例えば、バチルス由来のものであってもよい。一般的には、ヒスチジンキナー
ゼおよびその同種の応答レギュレーターに関する遺伝子は染色体上で近接して一
緒に見いだされるので、便利には、染色体をさらに配列決定することにより適当
なヒスチジンキナーゼを同定してもよい。
本発明アンタゴニストおよびアゴニストを、例えば、感染、とりわけ細菌感染
、特に中耳炎、結膜炎、肺炎、菌血症、髄膜炎、静脈洞炎、膿胸および心内膜炎
、最も詳細には例えば脳脊髄液の感染のごとき髄膜炎のような疾病の抑制および
治療に用いてもよい。
ワクチン
本発明の別の態様は、個体とりわけ哺乳動物における免疫学的反応を誘導する
方法に関し、該方法は、感染、詳細には細菌感染、最も詳細にはストレプトコッ
カス・ニューモニアエ感染から個体を防御するための抗体および/またはT細胞
免疫応答を生じさせるに十分な応答レギュレーターまたはそのフラグメントもし
くは変種を個体に接種することを特徴とする。かかる免疫学的応答が細菌の複製
を遅らせる方法も提供される。本発明のさらにもう1つの態様は、個体における
免疫学的応答の誘導方法に関し、該方法は、疾病が個体においてすでに確立され
ているか否かにかかわらず、インビボで応答レギュレーター、またはそのフラグ
メントもしくは変種を発現させるために応答レギュレーターまたはそのフラグメ
ントもしくは変種の発現を指令する核酸ベクターをかかる個体に送達して、例え
ば、抗体および/またはT細胞免疫応答(例えば、サイトカイン産生T細胞また
は細胞毒性T細胞)を生じさせる免疫学的応答を誘導して、該個体を疾病から防
御する抗体を産生させることを特徴とする。迅速に遺伝子を所望細胞中に投与す
る方法としては、粒子上にコー
ディングすること等がある。
かかる核酸ベクターはDNA、RNA、修飾核酸、またはDNA/RNAハイ
ブリッドを含んでいてもよい。
本発明のさらなる態様は、免疫学的反応を宿主内に誘導できる、または誘導さ
れたた宿主に導入した場合、応答レギュレーターまたはそれによりコードされて
いる蛋白に対する免疫学的反応を該宿主に誘導する免疫学的組成物に関し、その
組成物は組換え応答レギュレーターまたはそれによりコードされている蛋白を含
み、応答レギュレーターまたはそれによりコードされている蛋白に対する抗原を
コードし発現するDNAを含む。免疫学的応答を治療的または予防的に用いても
よく、また免疫学的応答はCTLまたはCD4+T細胞から生じるような抗体免
疫または細胞性免疫の形態であってもよい。
応答レギュレーターポリペプチドまたはそれらのフラグメントを、それ自身は
抗体を産生しないが、第1の蛋白を安定化し、免疫原的および保護特性を有する
融合蛋白を産生する能力のある共存蛋白(co-protein)と融合させてもよい。好
ましくは、かかる融合組換え蛋白は、抗原補蛋白、例えばヘモフィルス・インフ
ルエンザエ(Hemophilus influenzae)由来のリポ蛋白D、グルタチオン−S−ト
ランスフェラーゼ(GST)またはベーターガラクトシダーゼのごとき共存蛋白
、蛋白を可溶化してそれらの産生および精製を促進する比較的大きな共存蛋白等
を含む。さらに、共存蛋白は免疫系において普遍的な刺激を提供するという意味
で、アジュバントとして作用することができる。共存蛋白は第1の蛋白のアミノ
またはカルボキシいずれの末端に結合していてもよい。
本発明は、本発明のポリペプチドまたはポリヌクレオチドおよびSato Y.ら、S
cience 273:352(1966)に記載されているような免疫刺激DNA配列を含む組成物
、とりわけワクチン組成物、および方法を提供する。
また、本発明は、ストレプトコッカス・ニューモニアエに感染した動物モデル
において、かかる遺伝的免疫化実験に用られるDNA構築物中の細菌細胞表面蛋
白の不変領域をコードすることが示されている、説明したポリヌクレオチドまた
はとりわけそれらのフラグメントを用いる方法を提供し、これらはとりわけ予防
的または
治療的免疫反応を刺激することができる蛋白エピトープを同定するのに有用であ
る。この研究は、哺乳動物、とりわけヒトにおける細菌感染とりわけストレプト
コッカス・ニューモニアエ感染の予防薬または治療的処置の開発のために、感染
に抵抗しこれを一掃するのに成功した動物の必須器官から特に価値あるモノクロ
ーナル抗体をうまく調製することを可能にすると思われる。
ポリペプチドを宿主接種用抗原として用いて、例えば損傷組織への細菌の付着
を阻害することにより細菌の侵入に対して防御する特異的抗体を得てもよい。組
織損傷の例としては、例えば機械的、化学的もしくは熱的ダメージにより、また
は内在デバイスの埋め込みにより引き起こされた皮膚または結合組織の創傷、ま
たは粘膜、例えば口、乳腺、尿道または膣の創傷等がある。
また本発明は、適切な担体と一緒になった免疫原性組換え蛋白を含有するワク
チン処方を包含する。蛋白は胃で分解されうるので、非経口的に、例えば皮下、
筋肉内、静脈内または皮膚内等に投与するのが好ましい。非経口投与に適した処
方には、抗酸化剤、緩衝液、静細菌剤、および処方を個体の体液(好ましくは血
液)と等張にする溶質を含有していてもよい水性または非水性滅菌注射液、およ
び懸濁化剤または増粘剤を含有していてもよい水性または非水性滅菌懸濁液等が
ある。処方は1回投与または多回投与用容器、例えばシールしたアンプルおよび
バイアルに入れてよく、使用直前に滅菌液体担体の添加のみを必要とする凍結乾
燥状態として保存してもよい。ワクチン処方は処方の免疫原性を高めるアジュバ
ント系を含有していてもよく、例えば水中油系または当該分野で周知のその他の
系等がある。投与量はワクチンの特異的活性に依存し、通常の実験法により容易
に決定できる。
本発明を特定の応答レギュレーター蛋白に関して説明したが、本発明は天然に
存在する蛋白および、実質的に組換え蛋白の免疫原特性に影響しない付加、欠失
または置換を施した類似の蛋白のフラグメントを包含することが理解されよう。
組成物、キットおよび投与
本発明はまた上述のポリヌクレオチドもしくはポリペプチド、またはそれらの
アゴニストもしくはアンタゴニストを含む組成物にも関する。本発明ポリペプチ
ドを、
細胞、組織もしくは生物に用いられる未滅菌もしくは滅菌済み担体と混合して、
例えば対象への投与に適した医薬的担体と混合して用いることができる。このよ
うな組成物は、例えば溶媒添加物または治療上有効量の本発明ポリペプチド、お
よび医薬的に許容できる担体または賦形剤を含む。このような担体には生理食塩
水、緩衝化生理食塩水、デキストロース、水、グリセロール、エタノールおよび
それらの組み合わせ等があるが、これらに限定するものではない。
処方は投与法に適したものにすべきである。さらに本発明は、1またはそれ以上
の上記本発明組成物成分を充填した1またはそれ以上の容器を含む診断用および
医薬用パックおよびキットにも関する。
本発明ポリペプチドおよびその他の化合物を、単独で、あるいは治療用化合物
等のその他の化合物と組み合わせて用いてもよい。
いずれかの有効かつ利便的な方法、例えば、とりわけ局所、経口、経膣、静脈
内、腹膜腔内、筋肉内、皮下、鼻腔内、または皮膚内の経路で医薬組成物を投与
してもよい。
治療において、または予防薬として、活性物質を注射用組成物として、例えば
好ましくは等張の滅菌水性分散物として個体に投与できる。
別法として、組成物を局所適用用、例えば軟膏、クリーム、ローション、眼軟
膏、点眼液、点耳液、洗口剤、含浸包帯および縫合用の糸、ならびにエアロゾー
ル等の形態に処方してもよく、適当な慣用的な添加物、例えば保存剤、薬物の浸
透を補助する溶媒、ならびに軟膏およびクリームには軟化剤を含有していてもよ
い。かかる局所用処方は、適合した慣用的な担体、例えばクリームまたは軟膏基
剤、およびローションにはエタノールまたはオレイルアルコールを含有していて
もよい。このような担体は重量で処方の約1%から約98%であってよく、より
通常には重量で処方の約80%までとする。
哺乳動物とりわけヒトに投与するために、活性物質の1日あたりの投与量は、
0.01mg/kgから10mg/kgであり、典型的には約1mg/kgであ
る。医者はあらゆる場合、個体に最も適した実際の投与量を決定し、年齢、体重
および特に個体の反応性に応じて変化させる。上述の投与量は、平均的なケース
の典型例で
ある。もちろん、高用量および低用量の範囲が適合する個々の例もあり、かかる
例は本発明の範囲内である。
内在デバイスには外科的インプラント、補てつデバイスおよびカテーテル等が
あり、即ち個体の体に導入し、長時間その位置に存在するものである。このよう
なデバイスには、例えば人工関節、心臓弁、ペースメーカー、血管移植片、血管
カテーテル、脳脊髄液シャント、尿カテーテル、継続的歩行可能腹膜透析(cont
inuous ambulatory peritoneal dialysis:CAPD)カテーテル等がある。
本発明の組成物を注射により投与し、内在デバイスの挿入の直前に、関連細菌
に対する全身的な効果を得てもよい。手術後、デバイスが体内に存在する期間中
、処置を続けてもよい。さらに、外科的手技中に広げるカバーに用いて、細菌性
創傷感染、とりわけストレプトコッカス・ニューモニアエの創傷感染を防御する
こともできる。
多くの整形外科医は、補てつ関節を有するヒトについては、菌血症を生じうる
歯科的処置の前に抗生物質予防法を考慮すべきであると考えている。遅延性の重
篤な感染は、時々補てつ関節を失うに至る深刻な合併症であり、有意性のある罹
病率および死亡率を伴う。それゆえ、この状況において、予防的な抗生物質に代
わるものとして、活性物質の使用を拡張することが可能である。
上述の治療に加え、一般的には本発明組成物を創傷の治療薬として使用して、
創傷組織において曝露されたマトリックス蛋白に細菌が付着するのを防いでもよ
く、歯科治療においては抗生物質による予防法に代えて、またはそれと組み合わ
せて予防的に使用してもよい。
別法として、本発明の組成物を用いて挿入直前の内在デバイスを浸してもよい
。創傷または内在デバイスを浸すためには、活性物質は1μg/mlから10m
g/mlの濃度であるのが好ましい。
ワクチン組成物を便宜的に注射可能な形態にする。慣用的なアジュバントを用
いて免疫反応を高めてもよい。ワクチン化に適した単位投与量は、抗原0.5〜
5μg/kgであり、このような投与量は1〜3週間隔で1〜3回投与するのが
好ましい。本発明化合物については、指示した投与量範囲では、適切な個体への
投与を妨
げるような不利な毒性効果は観察されない。
本明細書に開示した各文献を、参照によりその全体が本明細書に記載されてい
るものとみなす。本願が優先権を主張しているいずれの特許出願も、参照により
その全体が本明細書に記載されているものとみなす。
実施例
以下の実施例は、詳細に説明したこと以外は、当業者に周知で通常的な標準的
な技法を用いて実施する。実施例は説明のためにのみ示すもので、本発明を限定
するものではない。
実施例1:菌株の選択、ライブラリーの製造および配列決定
配列番号:1に示すDNA配列を有するポリヌクレオチドを、イー・コリ(E.co
li)中のストレプトコッカス・ニューモニアエの染色体DNAのクローンのライブ
ラリーから得た。重複するストレプトコッカス・ニューモニアエのDNAを含有
する2個またはそれ以上のクローンからの配列決定データを用いて配列番号:1
の隣接DNA配列を構築した場合もある。通常の方法、例えば以下の方法1およ
び2によりライブラリーを製造できる。
全細胞DNAは、ストレプトコッカス・ニューモニアエ0100993から、標準法
に準じて単離し、二つの方法のどちらかによりサイズ分画する。
方法1
標準法に準じてサイズ分画化するために、全細胞DNAを注射針に通して機械
的に剪断する。11kbpまでの大きさのフラグメントを、エクソヌクレアーゼ
およびDNAポリメラーゼで処理することにより、平滑末端化し、EcoRIリ
ンカーを加える。フラグメントを、EcoRIで切断されているベクターラムダ
ZapIIに連結し、標準法によりライブラリーをパッケージングし、次いでパ
ッケージングしたライブラリーでE.coliを感染させる。ライブラリーは標準法に
より増幅する。
方法2
全細胞DNAは、ライブラリーベクター(例えば、RsaI、PalI、Al
uI、Bshl235I)にクローニングするための一連のフラグメントを適切
に生じる1の制限酵素または制限酵素の組み合わせで部分的加水分解し、かかる
フラグメントを標準法に準じてサイズ分画化する。EcoRIリンカーをDNA
およびフラグメントに連結し、次いでEcoRIで切断されているベクターラム
ダZaplIに連結し、標準法によりライブラリーをパッケージングし、次いで
パッケージングしたライブラリーでE.coliを感染させる。ライブラリーを標準法
により増幅する。 This application claims the benefit of UK Application No. 9609018.8, filed May 1, 1996. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to newly identified polynucleotides and polypeptides, and their manufacture and use, as well as their variants, agonists and antagonists, and their uses. In particular, in these and other respects, the present invention relates to novel polynucleotides and polypeptides of the response regulator family (hereinafter "response regulators"). BACKGROUND OF THE INVENTION Streptococci form a medically important microbial genus, and in humans, for example, otitis media, conjunctivitis, pneumonia, bacteremia, meningitis, sinusitis, empyema and endocarditis. It is known to cause several types of disease, most particularly meningitis, such as, for example, cerebrospinal fluid infection. Since more than 100 years have passed since the isolation of the genus Streptococcus, Streptococcus pneumoniae is one of the microorganisms that has been studied in more detail. For example, in fact, much of the early view that DNA is the genetic material was stated in Griffith's and Avery, Macleod and McCarty studies using this microorganism. Despite the vast amount of research on Streptococcus pneumoniae, many questions remain regarding the toxicity of this microorganism. It is particularly preferred to use Streptococcus genes and gene products as targets for the development of antibiotics. The frequency of Streptococcus pneumoniae infections has increased dramatically over the past two decades. This has been attributed to the emergence of multiple antibiotic resistant strains and an increasing population of people with a compromised immune system. It is no longer rare to isolate Streptococcus pneumoniae strains that are resistant to some or all of the standard antibiotics. This phenomenon has created a need for new antimicrobial agents, vaccines and diagnostic tests for this organism. Identify certain streptococcal factors associated with virulence, such as plasma membrane saccharide, peptidoglycan, pneumolysin, PspA complement factor H binding component, autolysin, neuraminidase, peptide permease, hydrogen peroxide, and IgA1 protease. But they are not all. In addition, little is known about the transient expression of such genes during the course of infection and disease in mammalian hosts. Finding a set of bacterial genes that can be expressed at different stages of infection, particularly when the infection is established, is important for screening and characterizing novel antimicrobial agents that can interfere with the pathogenesis Provide important information. Such an approach, in addition to providing a better understanding of known proteins, will identify previously unrecognized targets. Many binary signal transduction systems (TCSTS) have been identified in bacteria (Stock, JB, Ninfa, AJ & Stock, AM (1989) Microbiol. Rev. 53, 450-490). They monitor the surrounding environment and are involved in the ability of bacteria to respond to changes in that environment. Some of these bacterial TCSTSs are involved in host toxicity and bacterial pathogenesis. The response regulator is a component of TCSTS. These proteins are phosphorylated by histidine kinase and, once phosphorylated, often activate responses through the DNA binding domain. Response regulators are characterized by a conserved N-terminal domain of about 100 amino acids. N-terminal domain of response regulator and D12, D13, D57, T87 and K109 in CheY (Matsumura, P., Rydel, JJ, Linzmeier, R. & Vacante, D. (1984) J. Bacteriol. 160, 36-41) The retention of five important residues corresponding to S. p. Forms a structural feature (Volz, K. (1993) Biochemistry 32, 11741-11753). Salmonella typh imurium (Stock, AM, Mottonen, JM, Stock, JB & Schutt, CE (1989) Nature, 337, 745-749) and Escherichia coli (Volz, K & Matsumura, P. (1991) J. Biol. Chem. 266, 15511-15519) and the N-terminal domain of nitrogen regulatory protein C from S. typhimurium (Volkman, BF, Nohaile, .J., Amy, NK, Kut su, S. & Wemmer). , DE (1995) Biochemistry, 34 1413-1424), the secondary structure of SpoOF from Bacillus subtilis (Feher, VA, Zapf, J.W., Hoch, JA, Dahlquist, FW., Whiteley, JM & Cavanagh, J (1995) Protein Science, 4,1801-1814). These structures have (a / b) 5 folds. Several structural residues are conserved among the different response regulator sequences, particularly at sites derived from the β-sheet hydrophobic core and α-helix. This family of response regulators includes the SapR protein from Streptococcus mutans. SapR is a responsive regulator of TCSTS involved in saccharin A production. Histidine kinase is a component of TCSTS that autophosphorylates histidine. The phosphate group is then transferred to a homogeneous response regulator. Histidine kinase has five short conserved amino acid sequences (Stock, JB, Ninfa, A. J. & Stock, AM (1989) Microbiol. Rev. 53, 450-490, Swanson, RV, Alex, LA & S imon, MI (1994) TIBS 19 485-491). These are phosphorylated histidine residues, followed by a conserved asparagine residue about 100 residues. The DXGXG motif is found after an additional 15 to 45 residues, and the FXXF motif is an additional 10 to 20 residues. Another glycine motif GXG is found after another 10-20 residues. Two glycine motifs are thought to be involved in nucleotide binding. Virulence factor production, motility, antibiotic resistance and cell replication are processes regulated by TCSTS. Inhibitors of the TCSTS protein prevent bacteria from establishing and maintaining a host infection by interfering with the production of factors necessary for development, and are therefore useful in antibacterial therapy. Clearly, there is a need for factors, such as the novel compounds of the present invention, which have the immediate benefit of being useful for screening compounds for antibiotic activity. Such factors are also useful for examining their role in the development of infection, dysfunction and disease. There is also a need for such factors and their antagonists and agonists that can play a role in preventing, ameliorating or correcting infection, dysfunction or disease. The polypeptides of the present invention have amino acid sequence homology to the known Bacillus subtilis YYCF protein. SUMMARY OF THE INVENTION Homology between the amino acid sequence shown in Table 1 (SEQ ID NO: 2) and known amino acid sequences or sequences of other proteins, such as the Bacillus subtilis YYCF protein, has led to the identification of a novel response regulator polypeptide. It is an object of the present invention to provide such polypeptides. It is a further object of the present invention to provide a polynucleotide encoding a response regulator polypeptide, and in particular, a polynucleotide encoding a polypeptide designated herein as a response regulator. In a particularly preferred embodiment of the present invention, the polynucleotide comprises a region encoding a response regulator polypeptide comprising the sequence shown in Table 1 (SEQ ID NO: 1) and includes the full length gene or a variant thereof. In another particularly preferred embodiment of the invention, there is a novel response regulator protein from Streptococcus pneumoniae comprising the amino acid sequence of Table 1 (SEQ ID NO: 2), or a variant thereof. According to another aspect of the present invention there is provided an isolated nucleic acid molecule encoding a mature polypeptide expressible by S. pneumoniae strain 0100993 contained in the deposited strain. A further aspect of the invention provides an isolated nucleic acid molecule encoding a response regulator, particularly a Streptococcus pneumoniae response regulator, including mRNA, cDNA, genomic DNA. Further embodiments of the present invention include biologically, diagnostically, prophylactically, clinically or therapeutically useful variants thereof, and compositions comprising them. According to another aspect of the present invention there is provided the use of a polynucleotide of the present invention for therapeutic or prophylactic purposes, particularly for genetic immunity. Particularly preferred embodiments of the present invention include naturally occurring allelic variants of the response regulator and the polypeptides encoded thereby. In another embodiment of the present invention, a novel polypeptide of Streptococcus pneumoniae, referred to herein as a response regulator, and biologically, diagnostically, prophylactically, clinically or therapeutically useful fragments thereof, Variants and derivatives, and variants and derivatives of the foregoing fragments and analogs, and compositions comprising them, are provided. Particularly preferred embodiments of the invention include variants of the response regulator polypeptide encoded by naturally occurring alleles of the response regulator gene. In a preferred embodiment of the present invention, there is a method for producing the above-mentioned response regulator polypeptide. According to yet another aspect of the present invention, there are provided inhibitors of such polypeptides, including, for example, antibodies, which are useful as antibacterial agents. According to certain preferred embodiments of the present invention, assessing response regulator expression, treating diseases such as otitis media, conjunctivitis, pneumonia, bacteremia, meningitis, sinusitis, pyothorax and endocarditis, most particularly Examples include the treatment of meningitis, such as infection of the cerebrospinal fluid, assays for genetic variation, and response regulator polypeptides or polypeptides to organisms to elicit an immunological response against bacteria, especially Streptococcus pneumoniae bacteria. Products, compositions and methods are provided for the administration of nucleotides. According to certain preferred embodiments of this and other aspects of the present invention, there are provided, in particular, polynucleotides that hybridize under stringent conditions to a response regulator polynucleotide sequence. In certain preferred embodiments of the present invention, antibodies to response regulator polypeptides are provided. In another embodiment of the present invention, there is provided a method of identifying a compound that binds or interacts with a polypeptide or polynucleotide of the invention to inhibit or activate their activity, the method comprising: Alternatively, a polypeptide or polynucleotide of the present invention is contacted with the compound to be screened under conditions that allow binding or other interaction with the polynucleotide to evaluate binding or other interaction with the compound. (The binding or interaction is associated with a second compound capable of providing a detectable signal in response to the binding or interaction of the compound with the polypeptide or polynucleotide) and then The presence or absence of a signal resulting from binding or interaction with a polypeptide or polynucleotide; Involves determining whether a compound binds or interacts with a polypeptide or polynucleotide to activate or inhibit their activity by detecting the absence. According to yet another aspect of the invention, there are provided response regulator agonists and antagonists, preferably bacteriostatic or bactericidal agonists and antagonists. In a further aspect of the present invention there is provided a composition comprising a response regulator polynucleotide or a response regulator polypeptide for administration to a single or multicellular organism. Various changes and modifications within the spirit and scope of the disclosed invention will become readily apparent to those skilled in the art from reading the following description and from reading the remainder of the specification. Terminology The following description is provided to facilitate understanding of certain terms that are commonly used herein, particularly in the examples. A “host cell” is a cell that has been transformed or transfected, or is capable of being transformed or transfected by an exogenous polynucleotide sequence. As is well known in the art, "identity" is a relationship between two or more polypeptide sequences or between two or more polynucleotide sequences, as determined by comparing the sequences. is there. In the art, "identity" also sometimes means the degree of relatedness between two polypeptide or polynucleotide sequences, as determined by the match between the two strands of such sequences. Both "identity" and "similarity" can be easily calculated by the following known methods (not limited thereto) (Computational Molecular Biology, edited by Les, AM, Oxford University Press, New York, 1988; Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Smith, DW, Ed., Academic Press, New York, 1993; Computer Analysis of Sequence Data, Part I, Griffin, AM and Griffin, H.G., Ed., Humana Press, New Jersey, 1994; Sequence Analysis. in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987; and Sequence Analysis Primer, edited by Gribskov, M. and Devereux, J., M Stockton Press, New York, 1991; and Carillo, H. And Lipman, D., SIAM J., Applied Math., 48: 1073 (1988)). Preferred methods for determining identity are designed to give the best match between the two sequences tested. Methods for determining identity and similarity are codified in publicly available computer programs. A preferred computer program method to determine identity and similarity between two sequences is the GCG program package (Devereux, J. et al., Nucleic Acids Research 12 (1): 387 (1984), BLASTP, BLASTN and FASTA (Atschul , SF et al., J. Molec. Biol. 215: 403 (1990))). The BLA ST X program is publicly available from NCBI and other sources (BLAST Manual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, MD 20894; Altschul, S., et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990)). By way of example, a polynucleotide having a nucleotide sequence having at least 95% identity to the control nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, for example, is a polynucleotide having the nucleotide sequence of the control nucleotide acid sequence of SEQ ID NO: 1. The nucleotide sequence of the polynucleotide is identical to the control sequence except that it can include up to 5 nucleotide changes for every 100. In other words, to obtain a polypeptide having a nucleotide sequence that is at least 95% identical to the control acid sequence, up to 5% of the nucleotides in the control sequence may be deleted or replaced with another nucleotide. Alternatively, up to 5% of all nucleotides in the control sequence may be inserted into the control sequence. These mutations in the control sequence may be present at the 5 'or 3' terminal position of the control nucleotide sequence, or may be present at any position between those terminal positions, It may be interspersed with nucleotides, or may be one or more contiguous groups within a control sequence. Similarly, for a polypeptide having an amino acid sequence having at least 95% identity to the control amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, for example, the polypeptide sequence may be an amino acid of the control amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The amino acid sequence of the polypeptide is identical to the control sequence, except that it can contain up to 5 amino acid changes for every 100 amino acids. In other words, to obtain a polypeptide having an amino acid sequence that is at least 95% identical to the control amino acid sequence, up to 5% of the amino acids in the control sequence may be deleted or substituted with other amino acids. Alternatively, up to 5% of all amino acids in the control sequence may be inserted into the control sequence. These changes in the control sequence may be at the amino or carboxy terminal position of the control amino acid sequence, or may be at any position between their ends, and may be interspersed in the control sequence. Or one or more contiguous groups within a control sequence. “Isolated” means altered “by the hand of man” from its natural state, ie, in the case of natural products, altered or removed from its original environment, or both. For example, a polynucleotide or polypeptide that is naturally occurring in a living organism is not `` isolated '', but the same polynucleotide or polypeptide separated from its coexisting material in its natural state is a term used herein. Has been "isolated". "Polynucleotide (s)" also generally means a polyribonucleotide or polydeoxyribonucleotide, which may be unmodified RNA or DNA, or modified RNA or DNA. Thus, a "polynucleotide" is a DNA, single-stranded or double-stranded DNA, a mixture of single- and double-stranded regions or a mixture of single-, double- and triple-stranded regions, among others. And double-stranded RNA, and RNA that is a mixture of single- and double-stranded regions, single-stranded or more typically double- or triple-stranded, or a mixture of single- and double-stranded regions. Includes, but is not limited to, hybrid molecules including DNA and RNA which may be present. In addition, "polynucleotide" as used herein refers to triple-stranded regions comprising RNA or DNA or both RNA and DNA. The chains in such regions may be from the same molecule or from different molecules. This region may include all one or more of these molecules, but more typically includes only one region of some of the molecules. One of the molecules of the triple helix region is often an oligonucleotide. As used herein, the term "polynucleotide" includes DNAs or RNAs as described above containing one or more modified bases. Thus, DNA or RNA having a backbone that has been modified for stability or for other reasons is also a "polynucleotide" as contemplated herein. In addition, DNA or RNA containing only unusual bases such as inosine or modified bases such as tritylated bases (only two examples are shown) is also the term polypeptide herein. It will be apparent that numerous modifications have been made to DNA and RNA that serve many useful purposes known to those of skill in the art. The term "polynucleotide", as used herein, refers to such chemically, enzymatically or metabolically modified forms of polynucleotides and viruses, especially cells, including simple and complex cells. Includes characteristic DNA and RNA chemical forms. "Polynucleotide" embraces short polynucleotides, often referred to as oligonucleotide (s). As used herein, "polypeptide" is used to refer to a peptide or protein containing two or more amino acids linked together linearly by peptide bonds. "Polypeptide" means both short chains, commonly referred to in the art, for example, peptides, oligopeptides and oligomers, and long chains, which come in many forms and are commonly referred to in the art as proteins. Polypeptides may contain amino acids other than the 20 gene-encoded amino acids. "Polypeptide" encompasses those resulting from natural processes, such as processing and other post-translational modifications, as well as by chemical modifications. Such modifications are well described in basic texts and in more detailed articles as well as in numerous research literatures, which are well known to those skilled in the art. It will be appreciated that the same type of modification may be present at the same or varying degrees at several sites in the polypeptide. Modifications can be anywhere in the polypeptide, including the peptide backbone, amino acid side chains, and the amino or carboxy terminus. Modifications include, for example, acetylation, acylation, ADP-ribosylation, amidation, covalent attachment of flavin, covalent attachment of a heme moiety, covalent attachment of nucleotides or nucleotide derivatives, covalent attachment of lipids or lipid derivatives, phosphotidyl Inositol covalent, cross-link, cyclization, disulfide bond formation, demethylation, covalent cross-link formation, cystine formation, pyroglutamate formation, formylation, gamma-carboxylation, sugar chain formation, GPI anchor formation, hydroxylation Transfer RNA-mediated addition of amino acids to proteins, such as, iodination, methylation, myristoylation, oxidation, proteolytic processing, phosphorylation, prenylation, racemization, selenoylation, sulfation, arginylation, and ubiquitination There is. For example, it is described in Proteins-Structure and Molecular Properties, 2nd edition, TECreight on, WH Freemand Company, New York (1993). See, for example, Posttranslational Covalent Modification of Proteins, edited by BC Johnson, Academic Press, New York (1983), Wold, F., Posttranslational Protocol Modifications: Perspective and Prospects, pp. 1-12; Seifter et al., Meth. Enzymol. 182: 626-646 (1990) and Rattan et al., Protein Synthesis: Posttran slational Modifications and Aging, Ann. N. Y. Acad. Sci. 663: 48-62 (1992). The polypeptide may be branched or cyclic, with or without branching. Cyclic, branched, and branched and cyclic polypeptides may result from post-translation natural processes, as well as may be produced by entirely synthetic methods. The term "variant" as used herein is a polynucleotide or polypeptide that differs from a reference polynucleotide or polypeptide, respectively, but retains essential properties. A typical variant of a polynucleotide differs in nucleotide sequence from another, reference polynucleotide. Changes in the nucleotide sequence of the variant may or may not change the amino acid sequence of the polypeptide encoded by the control polynucleotide. As discussed below, nucleotide changes result in amino acid substitutions, additions, deletions, fusions and truncations in the polypeptide encoded by the reference sequence. A typical variant of a polypeptide differs in amino acid sequence from another, reference polypeptide. Generally, differences are limited so that the sequences of the control polypeptide and the variant are closely similar overall and, in many regions, identical. Variant and control polypeptides can have an altered amino acid sequence by one or more substitutions, additions, deletions occurring in any combination. The substituted or inserted amino acid residue may or may not be one encoded by the genetic code. A variant of a polynucleotide or polypeptide may be naturally occurring, for example, an allelic variant, or may be a variant that is not known to occur naturally. Non-naturally occurring variants of polynucleotides and polypeptides can be made by mutagenesis techniques or direct synthesis, and other recombinant methods known to those of skill in the art. DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to novel response regulator polypeptides and polynucleotides, described in greater detail below. In particular, the present invention relates to novel Streptococcus pneumoniae response regulator polypeptides and polynucleotides, which are related by amino acid sequence homology to the Bacillus subtilis YYCF polypeptide. In particular, the present invention relates to response regulators having the nucleotide and amino acid sequences shown in Table 1 (SEQ ID NO: 1) and Table 1 (SEQ ID NO: 2), respectively, and furthermore, the response regulator nucleotide sequence of DNA in the deposited strain and thereby. Related to the encoded amino acid sequence. Table 1 Response regulator polynucleotide and polypeptide sequences (A) Sequence derived from the response regulator polynucleotide sequence of Streptococcus pneumoniae [SEQ ID NO: 1]. (B) Response regulator polypeptide sequence deduced from the polynucleotide sequences in this table [SEQ ID NO: 2]. (C) Specific example of polynucleotide sequence [SEQ ID NO: 1]. (D) Specific example of polypeptide sequence [SEQ ID NO: 2]. (E) Sequence derived from ORF sequence of response regulator polynucleotide of Streptococcus pneumoniae [SEQ ID NO: 3] (F) Response regulator polypeptide sequence deduced from the polynucleotide ORF sequences in this table [SEQ ID NO: 4] Deposited Materials Deposit containing Streptococcus pneumoniae strain 0100993 was deposited at the National Collection of Industrial and Marine Bacteria Limited (NCIMB), 23 Street, McDrough Drive, Aberdeen AB21RY, Scotland, April 1996. Deposited 11 days and awarded NCI MB accession number 40794. Due to the deposit, the deposited strain is referred to as Streptococcus pneumoniae 0100993 strain. On April 17, 1996, the Streptococcus pneumoniae 0100993 DNA library in E. coli was also deposited with the NCIMB and was assigned accession number 40800. The S. pneumoniae strain deposit is referred to herein as the "deposited strain" or "DNA of the deposited strain." The deposited strain contains a full-length response regulator gene. The polynucleotide sequence contained in the deposited strain, as well as the amino acid sequence of the polypeptide encoded thereby, will dominate in events that conflict with any description of the sequences herein. Deposits of the deposited strains have been made under the terms of the Budapest Treaty on the International Recognition of Microbial Deposits for Patent Procedure. When the patent is issued, the shares are eventually sold without any restrictions or conditions. The deposit is provided solely for the convenience of those skilled in the art and does not acknowledge that the deposit is a feasible requirement, as required under 35 USC 112. A license is required to make, use, or sell the deposit, but no such license has been granted here. Polypeptides The polypeptides of the present invention include the polypeptides of Table 1 [SEQ ID NO: 2] (specifically, mature polypeptides) and polypeptides and fragments, particularly those having the biological activity of a response regulator, Furthermore, at least 70% identity to the polypeptide of Table 1 [SEQ ID NO: 2 and 4] or a significant portion thereof, preferably at least 80% to the polypeptide of Table 1 [SEQ ID NO: 2 and 4] Having at least 90% similarity (more preferably at least 90% identity) to the polypeptides and fragments having the polypeptides of Table 1 [SEQ ID NOs: 2 and 4]; Even more preferably, it has at least 95% similarity to the polypeptides of Table 1 [SEQ ID NOs: 2 and 4] (further Polypeptides and fragments which more preferably have at least 95% identity, and more usually also comprise portions of such polypeptides comprising at least 30, more preferably at least 50 amino acids. The invention also includes a polypeptide of the formula shown in Table 1 (D) [SEQ ID NO: 2], wherein X is hydrogen at the amino terminus, Y is hydrogen or metal at the carboxyl terminus, and R 1 And R 2 are amino acid residues, and n is an integer of 1 to 1000. The stretch of amino acid residues represented by any of the R groups (where R is greater than one) may be a heteropolymer or a homopolymer, and is preferably a heteropolymer. Fragments are variant polypeptides that have an amino acid sequence that is entirely identical to some, but not all, of the amino acid sequences of the aforementioned polypeptides. For a response regulator polypeptide, the fragment may be “free standing” or may be included within a larger polypeptide by forming a portion or region, most preferably Included as a single contiguous region, a large single polypeptide. Preferred fragments include truncated polypeptides having a portion of the amino acid sequence of Table 1 [SEQ ID NOs: 2 and 4], or variants thereof, but include, for example, a series of residues including the amino terminus. There are truncations, or truncations of a series of residues including the carboxyl terminus. Also preferred are degradation forms of the polypeptides of the present invention in a host, especially Streptococcus pneumoniae. Also, fragments characterized by structural or functional attributes, such as alpha helices and alpha helix forming regions, beta sheets and beta sheet forming regions, turns and turn forming regions, coils and coil forming regions, hydrophilic regions, hydrophobic Also preferred are regions, alpha-amphiphilic regions, beta-amphiphilic regions, variable regions, surface-forming regions, substrate-binding regions, and fragments containing high antigenic index regions. Also preferred are biologically active fragments which are those that mediate or improve response regulator activity and have reduced undesirable activity. Also included are fragments that are antigenic or immunogenic in animals, especially humans. Fragments containing a receptor or domain of an enzyme that confers a function essential for the survival of Streptococcus pneumoniae in an individual, particularly a human, or the ability to initiate or maintain a disease, are particularly preferred. Variants that are fragments of the polypeptides of the present invention may be used for the production of corresponding full-length polypeptides by peptide synthesis, and thus these variants may be used as intermediates for producing full-length polypeptides. A variant that is a fragment of a polynucleotide of the invention may be used to synthesize a full-length polynucleotide of the invention. Polynucleotides Another aspect of the present invention relates to isolated polynucleotides, including the full length gene encoding a response regulator polypeptide having the deduced amino acid sequence of Table 1 [SEQ ID NOs: 2 and 4] and closely related thereto. And variants thereof. Using the information provided herein to clone and sequence a chromosomal DNA fragment from the starting material Streptococcus pneumoniae 0100993 cells, for example using the polynucleotide sequences shown in Table 1 [SEQ ID NOs: 1 and 3] Using standard cloning and screening techniques such as those used in, a polynucleotide of the invention encoding a response regulator polypeptide may be obtained, followed by obtaining a full-length clone. For example, to obtain a polynucleotide sequence of the present invention, such as the sequences shown in Table 1 [SEQ ID NOs: 1 and 3], the sequence of Streptococcus pneumoniae 0100993 in E. coli or some other suitable host A typical library of clones of chromosomal DNA is probed with a radiolabeled oligonucleotide, preferably 17-mer or longer, derived from the partial sequence. Clones carrying DNA identical to the probe DNA can be distinguished using stringent conditions. By sequencing the individual clones thus identified using sequencing primers designed from the original sequence, the sequence can be extended in both directions and the entire gene sequence can be determined. Such sequencing is conveniently performed using denatured double-stranded DNA prepared from a plasmid clone. Suitable techniques are described in Maniatis, T., Fitsch, FF and Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition; Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York (1989). (See Screening By Hybridization 1.90 and Sequencing Denatured Double-Stranded DNA Templates 13.70). In a typical example of the present invention, the polynucleotide shown in Table 1 [SEQ ID NO: 1] was found in a DNA library derived from Streptococcus pneumoniae 0100993. The DNA sequence shown in Table 1 [SEQ ID NO: 1] includes an open reading frame encoding a protein consisting of almost the same number of amino acid residues as the number of amino acid residues shown in Table 1 [SEQ ID NO: 2]. The estimated molecular weight can be calculated using the molecular weight of amino acids well known in the art. The start codon of the DNA in Table 1 is nucleotide number 71, the last codon encoding the amino acid is 784, and the stop codon is the codon (785) following this last codon encoding the amino acid. The response regulator proteins of the present invention are structurally related to other proteins of the response regulator family, as indicated by the results of sequencing the DNA encoding the response regulator of the deposited strain. The protein of the present invention shows the greatest homology to the Bacillus subtilis YYCF protein among known proteins. The response regulator protein of Table 1 [SEQ ID NO: 2] shows about 33% identity over its entire length to the amino acid sequence of the Bacillus subtilis YYCF polypeptide. The present invention provides a polynucleotide sequence that is identical over its entire length to the coding sequence in Table 1 [SEQ ID NO: 1]. The coding sequence of the mature polypeptide or fragments thereof, as well as the coding sequence of the mature polypeptide in reading frame with other coding sequences or fragments thereof, e.g., sequences encoding leader or secretory sequences, pre, pro, preproprotein sequences Provided by the present invention. Polynucleotides include, for example, transcribed untranslated sequences, termination signals, ribosome binding sites, sequences that stabilize mRNA, introns, transcribed untranslated sequences such as polyadenylation signals, and additional coding sequences that encode additional amino acids. It may also contain non-coding sequences such as, but not limited to, non-coding 5 'and 3' sequences. For example, it may encode a marker sequence that facilitates purification of the fusion polypeptide. In one preferred embodiment of the invention, the marker sequence is a hexa-histidine peptide (Gentz et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 86: 821-824) as provided in the pQE vector (Qiagen, Inc.). (1989)) or the HA tag (Wilson et al., Cell, 37: 767 (1984)). The polynucleotides of the present invention also include, but are not limited to, structural genes and native sequences that regulate gene expression. A preferred embodiment of the present invention is a polynucleotide comprising nucleotides 71 to 784 set forth in SEQ ID NO: 1 of Table 1, which encodes a response regulator polypeptide. The invention also encompasses polynucleotides of the formula shown in Table 1 (C) [SEQ ID NO: 1], wherein X is hydrogen at the 5 'end and Y is hydrogen or metal at the 3' end. , R 1 and R 2 are nucleic acid residues, and n is an integer of 1 to 1000. The extended portion of the nucleic acid residue represented by any of the R groups (R is greater than one) may be a heteropolymer or a homopolymer, and is preferably a heteropolymer. The term "polynucleotide encoding a polypeptide" as described herein above includes a polynucleotide comprising a sequence encoding a polypeptide sequence of the present invention, and in particular, a bacterial polypeptide, more particularly The polypeptide of the response regulator of Streptococcus pneumoniae having the amino acid sequence shown in Table 1 [SEQ ID NO: 2] is included. The term refers to a single contiguous or discontinuous region encoding a polypeptide (eg, an integrated phage or sequence of phage or sequence), with additional regions that may include coding and / or non-coding sequences. (Interrupted by insertion or editing of the sequence). Furthermore, the present invention also relates to variants of the above polynucleotide that encode variants of the polypeptide having the deduced amino acid sequence of Table 1 [SEQ ID NO: 2]. A variant that is a fragment of a polynucleotide of the invention may be used to synthesize a full-length polynucleotide of the invention. A more particularly preferred embodiment is a polynucleotide encoding a response regulator variant having the amino acid sequence of the response regulator polypeptide of Table 1 [SEQ ID NO: 2], wherein some, a few, 5-10 It has an amino acid sequence in which 1 to 5, 1 to 3, 2, 1, or 0 amino acid residues are substituted, deleted or added in any combination. Especially preferred among these are silent substitutions, additions and deletions, that do not alter the properties and activities of the response regulator. A further preferred embodiment of the present invention provides that a polynucleotide encoding a response regulator polypeptide having the amino acid sequence shown in Table 1 [SEQ ID NOs: 2 and 4] has at least 70% identity over its entire length. A polynucleotide, and a polynucleotide complementary to such a polynucleotide. Alternatively, most highly preferred are polynucleotides comprising a region that is at least 80% identical over its entire length to the polynucleotide encoding the response regulator polypeptide of the deposited strain, and polynucleotides complementary thereto. In this regard, polynucleotides that are at least 90% identical over their length are particularly preferred, particularly those that have at least 95% identity, and even more at least 97% among those that have at least 95% identity. It is more preferred, especially at least 98% and at least 99%, more preferably at least 99%. A particularly preferred embodiment is a polynucleotide that encodes a polypeptide that retains substantially the same biological function or activity as the mature polypeptide encoded by the DNA in Table 1 [SEQ ID NO: 1]. The invention further relates to polynucleotides that hybridize to the sequences described herein above. In this regard, the present invention particularly relates to polynucleotides that hybridize under stringent conditions to the herein above-described polynucleotides. As used herein, the terms "stringent conditions" and "stringent hybridization conditions" refer to hybridizations that occur only when the identity between sequences is at least 95%, preferably at least 97%. An example of stringent hybridization conditions is 50% formamide. Contains 5 × SSC (150 mM NaCl, 15 mM trisodium citrate), 50 mM sodium phosphate (pH 7.6), 5 × Denhardt's solution, 10% dextran sulfate, and 20 μg / ml denatured, sheared salmon sperm DNA. Incubate overnight at 42 ° C in solution, followed by washing the filters in 0.1 x SSC at about 65 ° C. Hybridization and washing conditions are well known and are illustrated in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition; Cold Spring Harbor, New York (1989), especially Chapter 11 thereof. The present invention also provides, under stringent hybridization conditions, a suitable library comprising the complete gene for the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 3, comprising the polynucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or a fragment thereof. The present invention also provides a polynucleotide essentially comprising a polynucleotide sequence obtainable by screening with a probe having the following sequence and isolating a DNA sequence. Fragments useful for obtaining such polynucleotides include, for example, probes and primers described elsewhere herein. As discussed further herein with respect to the polynucleotide assays of the invention, for example, the polynucleotides of the invention described above may be used to isolate full length cDNAs and genomic clones encoding response regulators, and a high degree of sequence similarity to response regulator genes. Can be used as hybridization probes for RNA, cDNA and genomic DNA to isolate cDNA and genomic clones of other genes having Such probes usually contain at least 15 bases. Preferably such probes will have at least 30 bases and may have at least 50 bases. Particularly preferred probes have at least 30 bases and are 50 bases or less. For example, the coding region of the response regulator gene can be isolated by screening by synthesizing an oligonucleotide probe using the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 1. The labeled oligonucleotide having a sequence complementary to the sequence of the gene of the present invention is then used to screen a library of cDNA, genomic DNA or mRNA to determine to which member of the library the probe will hybridize. . The polynucleotides and polypeptides of the present invention can be used, for example, as research reagents and materials for the discovery of therapeutics and diagnostics for diseases, especially human diseases, and are discussed further herein, particularly in relation to polynucleotide assays. . The polynucleotides of the present invention, which are oligonucleotides derived from the sequences of SEQ ID NOs: 1 and / or 2, may be used in the methods described herein, but are preferably used in PCR to identify the polynucleotides identified herein. Determine whether all or part of the nucleotide is transcribed into the infected tissue. It is understood that such sequences are also useful in diagnosing the stage and type of infection achieved by the pathogen. The invention also provides polynucleotides that can encode a polypeptide that is a mature protein with additional amino or carboxyl terminal amino acids or amino acids present in the mature polypeptide (eg, a mature form of one or more polypeptide chains). If you have). Such sequences play a role in the processing of the protein from the precursor to the mature form, allowing for the transport of the protein, extending or shortening the half-life of the protein, or otherwise manipulating the protein for assay or production. Can be easier. Generally, in vivo, additional amino acids are processed by cellular enzymes and removed from the mature protein. A precursor protein having the mature form of the polypeptide fused to one or more prosequences can be an inactive form of the polypeptide. Removal of the prosequence usually activates such inactive precursors. Some or all of the prosequence can be removed prior to activation. Usually such precursors are called proproteins. In short, the polynucleotide of the present invention is a mature protein, a mature protein to which a leader sequence is added (also referred to as a preprotein), a precursor of a mature protein having one or more prosequences which are not the leader sequence of the preprotein, Alternatively, it may encode a preproprotein that is a precursor of a proprotein having a leader sequence and one or more prosequences, which are usually removed during a processing step that produces an active and mature form of the polypeptide. . Vectors, Host Cells, Expression The present invention also relates to polynucleotides or vectors containing the polynucleotides of the present invention, host cells that are genetically engineered with vectors of the present invention, and the production of polypeptides of the present invention by recombinant techniques. Using RNA derived from the DNA construct of the present invention, such a protein can be produced using a cell-free translation system. To produce a recombinant, the host cell can be genetically engineered to incorporate an expression system or a portion thereof, or a polynucleotide of the present invention. Introduction of polynucleotides into host cells is described, for example, in Davis et al., Basic Mthods in Molecular Biology (1986); Sambrook et al., Molecular Cloning; A Laboratory Manual, Second Edition; Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Press. It can be performed by methods described in many standard laboratory manuals, such as Spring Harbor, New York (1989), such as calcium phosphate transfection, DEAE-dextran mediated transfection, transvection, microinjection, cations. Examples include lipid-mediated transfection, electroporation, transduction, scrape loading, ballistic transduction and infection. Representative of suitable hosts include bacterial cells, such as Streptococci, Staphylococci, Enterococci, E. coli, Streptomyces. And Bacillus subtiis cells; fungal cells such as yeast cells and Aspergillus cells; insect cells such as Drosophila S2 and Spodoptera Sf9 cells; animal cells such as CHO; COS, HeLa, C127, 3T3, BHK, 293 and Bows melanoma cells; and plant cells. Numerous expression systems can be used to produce the polypeptides of the present invention. Such vectors include chromosomal, episomal and viral derived vectors, such as bacterial plasmid derived, bacteriophage derived, transposon derived, yeast episomal derived, insertion element derived, yeast chromosomal element derived such as baculovirus, papovavirus such as SV40, Vectors derived from viruses such as vaccinia virus, adenovirus, fowlpox virus, pseudorabies virus and retrovirus, and vectors derived from combinations thereof, such as vectors derived from genetic elements of plasmids and bacteriophages, such as cosmids And phagemids. The expression system constructs may contain regulatory regions that control and cause expression. In this regard, in general, any system or vector suitable for holding, extending or expressing a polynucleotide in a host and / or expressing a polypeptide can be used for expression. Appropriate DNA sequences may be inserted into the expression system by any of a variety of well-known and conventional techniques, and are described, for example, in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (supra). The translated protein can be incorporated into a polypeptide that expresses a suitable secretion signal for secretion into the endoplasmic reticulum lumen, periplasmic space or extracellular environment. These signals may be native to the polypeptide or they may be heterologous signals. The polypeptides of the present invention can be recovered and purified from recombinant cell culture by well-known methods, including, for example, ammonium sulfate or ethanol precipitation, acid extraction, anion or cation exchange chromatography, phosphocellulose chromatography, Examples include hydrophobic interaction chromatography, affinity chromatography, hydroxylapatite chromatography, and lectin chromatography. Most preferably, high performance liquid chromatography is used for purification. If the polypeptide is denatured during isolation and / or purification, well-known techniques for protein regeneration can be used to regain an active conformation. Diagnostic assays The present invention also relates to the use of a response regulator polynucleotide of the present invention for use as a diagnostic reagent. Detection of a response regulator in a eukaryote, particularly a mammal, and especially a human, will provide a diagnostic method for diagnosis of a disease. Eukaryotes (also referred to herein as "individuals"), particularly mammals, and especially humans, that have become infected with an organism containing the response regulator gene can be detected at the DNA level by a variety of methods. Diagnostic nucleic acids can be obtained from cells and tissues of infected individuals, such as bone, blood, muscle, cartilage and skin. Genomic DNA may be used directly for detection, or may be amplified enzymatically by using PCR or other amplification methods prior to analysis. RNA or cDNA can also be used in the same way. Using amplification methods, prokaryotic strains present in eukaryotes, particularly mammals, and especially humans, can be characterized by genotyping prokaryotic genes. Deletions and insertions can be detected by a change in size of the amplification product when compared to the genotype of the control sequence. Point mutations can be identified by hybridizing the amplified DNA to a labeled response regulator polynucleotide sequence. Perfectly matched sequences can be distinguished from mismatched duplexes by RNase digestion or by differences in melting temperatures. DNA sequence differences may be detected by detecting changes in the electrophoretic mobility of DNA fragments in gels with or without denaturing agents, or by direct DNA sequencing. See, for example, Meyers et al., Science, 230: 1242 (1985). Sequence changes at specific locations may also be revealed by nuclease protection assays, such as RNase and S1 protection or chemical cleavage methods. See, e.g., Cotton et al., Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 85: 4397-4401 (1985). Cells carrying mutations or polymorphisms in the gene of the invention may be detected at the DNA level by various techniques, for example by serotyping. For example, mutations can be detected using RT-PCR. It is particularly preferred to use RT-PCR in combination with an automatic detection system, such as GeneScan. RNA or cDNA may be used for PCR or RT-PCR for the same purpose. By way of example, PCR primers complementary to a nucleic acid encoding a response regulator can be used to identify and analyze mutations. The invention also provides primers with 1, 2, 3 or 4 nucleotides removed from the 5 'and / or 3' end. The primers may be used to amplify a gene isolated from an infected individual, and the gene may then be subjected to various techniques for examining DNA sequences. In this way, mutations in the DNA sequence can be detected and used to diagnose infection and serotype and / or classify infectious agents. The invention also relates to diseases, preferably bacterial infections, more preferably infections by Streptococcus pneumoniae, and most preferably otitis media, conjunctivitis, pneumonia, bacteremia, meningitis, sinusitis, empyema and endocarditis. And, most particularly, a method of diagnosing a disease such as meningitis, such as an infection of the cerebrospinal fluid, which comprises measuring the expression level of a polynucleotide having the sequence of Table 1 [SEQ ID NO: 1]. The increase is detected from a sample derived from an individual. Increasing or decreasing the expression of the response regulator polynucleotide may be determined by any of the methods well known in the art for quantifying polynucleotides, such as amplification, PCR, RT-PCR, RNase protection, Northern blotting and other hybridization techniques. It can be measured using the method. In addition, a diagnostic assay of the invention for detecting overexpression of a response regulator protein compared to a normal control tissue sample may be used, for example, to detect the presence of an infection. Assay techniques that can be used to determine levels of a response regulator protein, in a sample derived from a host are well-known to those of skill in the art. Such assays include radioimmunoassays, competitive binding assays, Western blot analysis and ELISA assays. Antibodies Antibodies immunospecific for such polypeptides can be obtained using the polypeptides of the present invention or variants thereof, or cells expressing them, as an immunogen. As used herein, “antibody” includes monoclonal and polyclonal antibodies, chimeras, single chains, monkey and humanized antibodies, and Fab fragments, as well as Fab fragments, such as the products of an immunoglobulin expression library. Included. Antibodies raised against the polypeptides of the invention can be obtained by administering fragments, analogs or cells bearing the polypeptides or epitopes, preferably to non-human animals, using conventional laboratory methods. Monoclonal antibodies can be prepared using techniques well known to those skilled in the art that provide antibodies produced by continuous cell line cultures. Examples include Kohler, G. and Milstein, C., Nature, 256: 495-497 (1975); Kozbor et al., Immunology Today, 4:72 (1983); Cole et al., Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan. There are various techniques as described in R Liss, Inc., pp. 77-96 (1985). Techniques described for the production of single-chain antibodies (US Pat. No. 4,946,778) can be applied to obtain single-chain antibodies to the polypeptides of the invention. In addition, antibodies such as humanized antibodies may be expressed using transgenic mice or other organisms, for example, other mammals. Alternatively, from phage display technology, from a repertoire of PCR-amplified v genes of human lymphocytes screened for having an anti-polypeptide, from humans screened for having an anti-response regulator Alternatively, an antibody gene having a polypeptide-binding activity can be selected from an untreated library (McCafferty, J. et al., Nature 348: 552-554 (1990); Marks, J. et al., Biotechnology 10: 779-783 (1992)). The affinity of these antibodies can also be improved by chain shuffling (Clackson, T. et al., Nature 352: 624-628 (1991)). If there are two antigen binding domains, each domain is directed against a different epitope, termed a "bispecific" antibody. Clones expressing the polypeptide may be isolated or identified using the above antibodies, and the antibodies may be purified by affinity chromatography. Thus, in particular, antibodies against response regulators may be used to isolate infections, especially bacterial infections, especially otitis media, conjunctivitis, pneumonia, bacteremia, meningitis, sinusitis, pyothorax and endocarditis, most particularly, e.g., cerebrospinal fluid. It may be used to treat diseases such as meningitis, such as infections. Polypeptide variants include antigenically, epitopically or immunologically equivalent variants, and are particular embodiments of the present invention. As used herein, the term "antigenically equivalent derivative" refers to a specific product that, when formed on a protein or polypeptide in accordance with the present invention, interferes with the immediate physical interaction between a pathogen and a mammalian host. Or equivalents thereof that are specifically recognized by the above antibodies. As used herein, the term "immunologically equivalent derivative" refers to an antibody that, when used in a formulation suitable for producing antibodies in vertebrates, causes immediate physical contact between the pathogen and the mammalian host. Includes peptides or equivalents that act to interfere with the interaction. Polypeptides, such as antigenically, immunologically equivalent derivatives, or fusion proteins thereof, can be used as antigens to immunize mice or other animals, such as rats or chickens. Fusion proteins can confer stability on a polypeptide. The antigen can bind to an immunogenic carrier protein, such as by conjugation, such as bovine serum albumin (BSA) or keyhole limpet haemocyanin (KLH). Alternatively, multi-antigen peptides containing multiple copies of the protein or polypeptide, or polypeptides that are antigenically or immunologically equivalent thereto, have sufficient antigenicity to improve immunogenicity. No need to use carrier. Preferably, the antibodies or variants thereof are modified to reduce immunogenicity in the individual. For example, if the individual is a human, most preferably, the antibody is "humanized"; in this case, the complementarity-determining regions of the antibody from the hybridoma have been transplanted into human monoclonal antibodies, e.g., Jones, P. Et al., Nature 321: 522-525 (1986) or Tempest et al., Biotechnology 9: 266-273 (1991). When the polynucleotide of the present invention is used in genetic immunization, for example, direct injection of plasmid DNA into muscle (Woff et al., Hum. Mol. Genet. 1: 363 (1992); Manthorpe et al., Hum. Gene Ther. 4) : 419 (1963)), delivery of a complex of a specific protein carrier and DNA (Wu et al., J. Biol. Chem. 264: 16985 (1989)), DNA co-precipitation with calcium phosphate (Benvenisty & Reshef, PNAS 83). : 9551 (1986)), DNA encapsulation in various forms of liposomes (Kaneda et al., Science 243: 375 (1989)), particle bombardment (Tang et al., Nature 356: 152 (1992); Eisenbraun et al., DNA Cell Biol. .12: 791 (1993)) and in vivo infection with cloned retroviral vectors (Seeger et al., PNAS 81: 5849 (1984)). Antagonists and Agonists-Assays and Molecules The polypeptides of the invention may be used to evaluate the binding of small molecule substrates and ligands, for example, in cells, cell-free preparations, chemical libraries, and natural product mixtures. These substrates and ligands can be natural substrates and ligands, and can be structural or functional mimetics. See, for example, Coligan et al., Current Protocols in Immunology 1 (2): Chapter 5 (1991). The present invention also provides a method of screening a compound for identifying (enhancing) or inhibiting (antagonizing) the action of a response regulator polypeptide or polynucleotide, in particular, a bacteriostatic and / or bactericidal compound. Also provide. The screening method is a high throughput method. For example, to screen for agonists or antagonists, synthetic reaction mixtures, membranes, cell compartments, such as cell envelopes or cell walls, or their preparations containing response regulator polypeptides and labeled substrates or ligands for such polypeptides, may be used as response regulators. Incubate in the absence or presence of candidate compounds that may be gonists or antagonists. The ability of a candidate molecule to agonize or antagonize a response regulator polypeptide is reflected in reduced binding of a labeled ligand or reduced production of a product from such a substrate. Molecules that bind and have no effect, ie, that do not induce the effects of a response regulator, may be the best antagonists. Molecules that bind well and increase the rate of product formation from the substrate are agonists. The production rate or level of product from the substrate can be enhanced by using a reporter system. Reporter systems useful in this regard include labeled substrates for colorimetry that are converted to products, reporter genes that respond to changes in response regulator polynucleotide or polypeptide activity, and binding assays that are well known in the art. However, the present invention is not limited to these. Another example of a response regulator antagonist assay is a competition assay, in which response regulators and potential antagonists are converted to response regulator binding molecules, recombinant response regulator binding molecules, natural substrates or ligands under conditions suitable for competition inhibition assays. Or mixed with a substrate or ligand mimetic. Evaluate the effects of potential antagonists by labeling the response regulator with, for example, a radioactive or colorimetric compound, and accurately determining the number of response regulator molecules bound to the binding molecule or converted to product it can. Potential antagonists include small organic molecules, peptides, polypeptides, and antibodies that bind to a polypeptide of the invention and thereby inhibit or eliminate its activity. Potential antagonists may also be small organic molecules, peptides, or polypeptides, such as closely related proteins or antibodies, which bind to the same site on the binding molecule, but which inhibit the activity induced by the response regulator. It does not induce and therefore interferes with the action of the response regulator by excluding it from binding. Potential antagonists include small molecules that bind to and occupy the binding site of the polypeptide, thereby preventing binding to cellular binding molecules, thereby disrupting normal biological activity. Examples of small molecules include, but are not limited to, small organic molecules, peptides, peptide-like molecules, and the like. Other potential antagonists include antisense molecules and the like (for descriptions of these molecules, see Okano, J., Neurochem. 56: 560 (1991); Oligodeoxy-nucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression, CRC Press, Bockalaton, Florida (1988)). Preferred potential antagonists include response regulator related compounds and response regulator variants. Each of the DNA sequences provided herein may be used in the discovery and development of antibacterial compounds. The encoded protein, when expressed, can be used as a target for screening for antibacterial agents. Furthermore, an antisense sequence is constructed by using a DNA sequence encoding the amino-terminal region of the encoded protein or the Shine-Dalgarno sequence of each mRNA or other translation-enhancing sequence, and controls the expression of the target coding sequence. You can also. The present invention provides the use of the polypeptides, polynucleotides or inhibitors of the present invention to disrupt the etiology involved in the sequelae of infection and the initial physical interaction between mammalian hosts. In particular, the molecules of the present invention may be used to prevent bacterial attachment to mammalian extracellular matrix proteins on internal devices or extracellular matrix proteins in wounds, in particular the prevention of Gram-positive bacterial attachment; for example, phosphorylation of mammalian tyrosine kinases. Initiation blocks entry into mammalian cells mediated by response regulator proteins (Rosenshine et al., Infect. Immunol. 60: 2211 (1992)); Mammalian extracellular matrix proteins and bacterial response regulator proteins Block bacterial adhesion that mediates tissue damage between and; can be used to block the normal progression of infection, other than by implantation of an indwelling device or other surgical method. The present invention provides: (i) an agent that interferes with the interaction of a response regulator with histidine kinase; (ii) an agent that interferes with the ability of the response regulator to catalyze the transfer of a phosphate group from histidine kinase to itself; And / or (iii) drug screening methods for identifying drugs that interfere with the ability of the molecule to autophosphorylate when the phosphate group is transferred. In case (i), the method comprises incubating the response regulator with histidine kinase in the presence of the agent, and then measuring the ability of the agent to disrupt this interaction. In case (ii), the method comprises incubating the response regulator with an agent, and then measuring the ability of the response regulator to catalyze the removal of a phosphate group from phosphorylated histidine kinase. In case (iii), the method comprises incubating the phosphorylated response regulator with an agent, and then measuring the ability of the response regulator to catalyze autophosphorylation. Preferably, the histidine kinase is a homologous histidine kinase for the response regulator, or another histidine kinase capable of acting as a substrate for the response regulator, even from a Streptococcus pneumoniae or another microorganism, such as a Bacillus. Good. In general, the genes for histidine kinase and its cognate response regulator are co-located closely on the chromosome, so that a convenient histidine kinase may be conveniently identified by further sequencing the chromosome. . The antagonists and agonists of the present invention may be used, for example, in infections, especially bacterial infections, especially otitis media, conjunctivitis, pneumonia, bacteremia, meningitis, sinusitis, empyema and endocarditis, most particularly for example in cerebrospinal fluid. It may be used to control and treat diseases such as meningitis such as infections. Vaccine Another aspect of the invention relates to a method of inducing an immunological response in an individual, especially a mammal, for protecting an individual from infection, particularly bacterial infection, most particularly Streptococcus pneumoniae infection. Characterized by inoculating the individual with an antibody and / or a response regulator or a fragment or variant thereof sufficient to generate a T cell immune response. Also provided is a method wherein such an immunological response slows bacterial replication. Yet another aspect of the invention relates to a method of inducing an immunological response in an individual, the method comprising responding to an in vivo response regulator, or a fragment or variant thereof, whether or not the disease is already established in the individual. A nucleic acid vector that directs the expression of a response regulator or a fragment or variant thereof to express a T cell immune response (eg, a cytokine-producing T cell or a cytotoxic T cell) is delivered to such an individual. Inducing an immunological response to produce antibodies that protect the individual from disease. A method for rapidly administering a gene into a desired cell includes coding on a particle. Such nucleic acid vectors may include DNA, RNA, modified nucleic acids, or DNA / RNA hybrids. A further aspect of the invention is that an immunological response can be induced in a host or, when introduced into an induced host, induces an immunological response in the host against a response regulator or a protein encoded thereby. With respect to immunological compositions, the compositions include a recombinant response regulator or a protein encoded thereby, and DNA that encodes and expresses an antigen against the response regulator or the protein encoded thereby. The immunological response may be used therapeutically or prophylactically, and the immunological response may be in the form of antibody immunity or cellular immunity, such as that generated from CTLs or CD4 + T cells. A co-protein capable of producing a response regulator polypeptide or a fragment thereof, which does not itself produce antibodies, but which stabilizes the first protein and produces a fusion protein having immunogenic and protective properties. May be fused. Preferably, such a fusion recombinant protein solubilizes antigen co-proteins, such as lipoprotein D from Hemophilus influenzae, coexisting proteins such as glutathione-S-transferase (GST) or beta-galactosidase, And relatively large coexisting proteins that promote their production and purification. In addition, co-localized proteins can act as adjuvants in the sense that they provide a universal stimulus in the immune system. The coexisting protein may be bound to either the amino or carboxy terminus of the first protein. The present invention relates to compositions, especially vaccine compositions, and methods comprising a polypeptide or polynucleotide of the invention and an immunostimulatory DNA sequence as described in Sato Y. et al., Science 273: 352 (1966). provide. The present invention has also been described, in an animal model infected with Streptococcus pneumoniae, as having been described which encodes a constant region of a bacterial cell surface protein in a DNA construct used for such genetic immunization experiments. Or, inter alia, methods of using fragments thereof are provided, which are particularly useful for identifying protein epitopes capable of stimulating a prophylactic or therapeutic immune response. This study is particularly valuable from the essential organs of animals that have succeeded in resisting and clearing bacterial infections in mammals, especially humans, for the development of preventive or therapeutic treatments for bacterial infections, especially Streptococcus pneumoniae infections. It will be possible to prepare monoclonal antibodies successfully. The polypeptide may be used as an antigen for host inoculation to obtain a specific antibody that protects against bacterial invasion, for example by inhibiting bacterial attachment to damaged tissue. Examples of tissue damage include skin or connective tissue wounds caused by, for example, mechanical, chemical or thermal damage, or by implantation of an indwelling device, or mucous membranes such as mouth, mammary gland, urethra or vaginal wounds. is there. The invention also includes a vaccine formulation that includes the immunogenic recombinant protein together with a suitable carrier. Since the protein can be degraded in the stomach, it is preferably administered parenterally, for example, subcutaneously, intramuscularly, intravenously or intradermally. Formulations suitable for parenteral administration include aqueous or non-aqueous sterilization which may contain antioxidants, buffers, bacteriostats and solutes which render the formulation isotonic with the body fluids of the individual, preferably blood. Injectable solutions and sterile aqueous or non-aqueous suspensions which may contain suspending or thickening agents, and the like. The formulations may be presented in single-dose or multi-dose containers, for example, sealed ampules and vials, and stored in a lyophilized condition requiring only the addition of a sterile liquid carrier immediately before use. Vaccine formulations may also contain adjuvant systems that increase the immunogenicity of the formulation, such as oil-in-water or other systems well known in the art. The dosage depends on the specific activity of the vaccine and can be easily determined by routine experimentation. Although the invention has been described with respect to particular response regulator proteins, the invention is directed to naturally occurring proteins and fragments of similar proteins with additions, deletions or substitutions that do not substantially affect the immunogenic properties of the recombinant protein. It will be understood to encompass Compositions, Kits and Administration The present invention also relates to compositions comprising the above-described polynucleotides or polypeptides, or agonists or antagonists thereof. The polypeptides of the present invention can be used in admixture with non-sterile or sterile carriers used for cells, tissues or organisms, for example, with a pharmaceutical carrier suitable for administration to a subject. Such compositions comprise, for example, a solvent additive or a therapeutically effective amount of a polypeptide of the present invention, and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. Such carriers include, but are not limited to, saline, buffered saline, dextrose, water, glycerol, ethanol, and combinations thereof. The formulation should suit the mode of administration. The present invention further relates to diagnostic and pharmaceutical packs and kits comprising one or more containers filled with one or more of the above-described compositions of the present invention. The polypeptides of the present invention and other compounds may be used alone or in combination with other compounds such as therapeutic compounds. The pharmaceutical composition may be administered by any effective and convenient method, for example, topically, orally, vaginally, intravenously, intraperitoneally, intramuscularly, subcutaneously, intranasally, or intradermally. . In therapy or as a prophylactic, the active substance can be administered to the individual as an injectable composition, for example, preferably as an isotonic sterile aqueous dispersion. Alternatively, the compositions may be formulated for topical application, for example, in the form of ointments, creams, lotions, eye ointments, eye drops, ear drops, mouthwashes, impregnated bandages and suture threads, and aerosols. Ointments and creams may contain suitable conventional additives such as preservatives, solvents to aid penetration of the drug, and ointments and creams. Such topical formulations may contain compatible conventional carriers, such as cream or ointment bases and, for lotions, ethanol or oleyl alcohol. Such carriers may represent from about 1% to about 98% by weight of the formulation, more usually up to about 80% by weight of the formulation. For administration to mammals, especially humans, the daily dose of active substance is between 0.01 mg / kg and 10 mg / kg, typically around 1 mg / kg. The physician will always determine the actual dosage which will be most suitable for the individual and will vary according to age, weight and especially the individual's responsiveness. The above dosages are typical of the average case. Of course, there are individual examples where the high and low dose ranges fit, and such examples are within the scope of the present invention. Indwelling devices include surgical implants, prosthetic devices, catheters, and the like, that is, those that are introduced into the body of an individual and remain in place for an extended period of time. Such devices include, for example, artificial joints, heart valves, pacemakers, vascular grafts, vascular catheters, cerebrospinal fluid shunts, urinary catheters, continuous ambulatory peritoneal dialysis (CAPD) catheters, and the like. . The compositions of the present invention may be administered by injection to achieve a systemic effect against relevant bacteria shortly before insertion of the indwelling device. After surgery, treatment may continue for as long as the device is present in the body. In addition, it can be used on covers that spread during surgical procedures to protect against bacterial wound infections, especially those of Streptococcus pneumoniae. Many orthopedic surgeons believe that humans with prosthetic joints should be considered for antibiotic prophylaxis before dental treatments that can result in bacteremia. Delayed severe infection is a serious complication that sometimes leads to loss of prosthetic joints, with significant morbidity and mortality. It is therefore possible in this context to extend the use of active substances as an alternative to prophylactic antibiotics. In addition to the treatments described above, the compositions of the present invention may generally be used as wound healing agents to prevent bacteria from adhering to exposed matrix proteins in wound tissue, and in dental treatment by antibiotics. It may be used prophylactically instead of or in combination with prophylaxis. Alternatively, the composition of the present invention may be used to bathe an indwelling device immediately prior to insertion. For soaking wounds or indwelling devices, the active substance is preferably at a concentration of 1 μg / ml to 10 mg / ml. The vaccine composition is conveniently in injectable form. Conventional immune adjuvants may be used to enhance the immune response. A unit dose suitable for vaccination is 0.5-5 μg / kg of antigen, and such dose is preferably administered once to three times at intervals of one to three weeks. For the compounds of the present invention, no adverse toxicological effects are observed that would prevent administration to appropriate individuals in the dosage ranges indicated. Each document disclosed herein is considered to be incorporated herein by reference in its entirety. Any patent application for which this application claims priority is deemed to be incorporated herein by reference in its entirety. EXAMPLES The following examples, except as described in detail, are performed using standard techniques well known to those skilled in the art. The examples are given for illustrative purposes only and do not limit the invention. Example 1 Strain Selection, Library Preparation and Sequencing A polynucleotide having the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 1 was cloned into a live clone of a chromosomal DNA of Streptococcus pneumoniae in E. coli. Obtained from Rally. In some cases, flanking DNA sequences of SEQ ID NO: 1 were constructed using sequencing data from two or more clones containing overlapping Streptococcus pneumoniae DNA. The library can be produced by a usual method, for example, the following methods 1 and 2. Total cellular DNA is isolated from Streptococcus pneumoniae 0100993 according to standard methods and size fractionated by one of two methods. Method 1 Whole cell DNA is mechanically sheared through an injection needle to size fractionate according to standard methods. Fragments up to 11 kbp in size are blunt-ended by treatment with exonuclease and DNA polymerase, and an EcoRI linker is added. The fragment is ligated into the vector Lambda ZapII that has been cut with EcoRI, the library is packaged by standard methods, and E. coli is then infected with the packaged library. The library is amplified by standard methods. Method 2 Whole cell DNA is partially hydrolyzed with one restriction enzyme or a combination of restriction enzymes that appropriately yields a series of fragments for cloning into a library vector (eg, RsaI, PalI, AluI, Bshl235I), Such fragments are size fractionated according to standard methods. An EcoRI linker is ligated to the DNA and the fragment, then ligated to the vector Lambda ZaplI that has been cut with EcoRI, the library is packaged by standard methods, and E. coli is infected with the packaged library. The library is amplified by standard methods.
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C07K 16/12 C07K 16/12
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C12Q 1/68 G01N 33/15 Z
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33/566 C12N 5/00 A
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C12R 1:46)
(72)発明者 ウォリス,ニコラ・ゲイル
アメリカ合衆国19087ペンシルベニア州ウ
ェイン、シュガータウン・ロード219番、
ラメゾン・アパートメンツ・ケイ203──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07K 16/12 C07K 16/12 C12N 1/15 C12N 1/15 1/19 1/19 1/21 1 / 21 5/10 C12P 21/02 C C12P 21/02 C12Q 1/68 A C12Q 1/68 G01N 33/15 Z G01N 33/15 33/566 33/566 C12N 5/00 A // (C12N 15/09 ZNA (C12R 1:46) (72) Inventor Wallis, Nikola Gail United States 19087 Sugartown Road, Wayne, PA 871, Lamaison Apartments Cay 203