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JPH09504164A - Novel family of pollen proteinases, methods of use and compositions derived therefrom - Google Patents

Novel family of pollen proteinases, methods of use and compositions derived therefrom

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JPH09504164A
JPH09504164A JP7502984A JP50298494A JPH09504164A JP H09504164 A JPH09504164 A JP H09504164A JP 7502984 A JP7502984 A JP 7502984A JP 50298494 A JP50298494 A JP 50298494A JP H09504164 A JPH09504164 A JP H09504164A
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pollen
polynucleotide
arg
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JP7502984A
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トラビス,ジェームズ
バール,フィリップ,ジェイ.
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エルエックスアール バイオテクノロジィ インコーポレイテッド
ザ ユニバーシティ オブ ジョージア リサーチ ファウンデイション,インコーポレイテッド
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 新規なタンパク質のファミリーが同定された。このタンパク質は、アレルギー性の花粉由来であり、そしてセリンプロテイナーゼ様活性を示す。このタンパク質は、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動で測定される約85〜95kDの分子量、および高速タンパク質液体クロマトグラフィーで測定される約67kDの分子量を有する。このタンパク質は、α-2-マクログロブリン、α-1-プロテイナーゼインヒビター、トリプシンインヒビターによる阻害に対して耐性であり、そしてフェニルメタンスルホニルフルオライド、ジフルオロフェノール、ベンズアミジン、アンチパイン、ロイペプチン、およびトシル-L-リジンクロロメチルケトンによる阻害に対して感受性である。   (57) [Summary] A new family of proteins has been identified. This protein is derived from allergic pollen and exhibits serine proteinase-like activity. This protein has a molecular weight of about 85-95 kD as measured by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis and a molecular weight of about 67 kD as measured by high performance protein liquid chromatography. This protein is resistant to inhibition by α-2-macroglobulin, α-1-proteinase inhibitor, trypsin inhibitor, and phenylmethanesulfonyl fluoride, difluorophenol, benzamidine, antipain, leupeptin, and tosyl-L. -Sensitive to inhibition by lysine chloromethyl ketone.

Description

【発明の詳細な説明】 花粉プロテイナーゼの新規ファミリー、その使用方法およびそれ由来の組成物 本発明は、一部米国国立衛生研究所認可番号第HL26148号により援助された。 政府は、本発明において特定の権利を有する。発明の分野 本発明は、花粉アレルギーの分野、花粉プロテイナーゼ、プロテイナーゼを含 む組成物、およびその使用方法に関する。 発明の背景 花粉がアレルギー性であることが長く知られている。一旦免疫系が、花粉に関 連するタンパク質に曝されると花粉に対する免疫応答が起こる。皮膚または粘膜 の花粉との接触に大きく関連する「プレ免疫(pre-immune)」応答もまた存在する 。これらは、かゆみ、涙目およびその他の周知の生理学的反応を含む。アレルゲ ンに対する生理学的応答は良く規定されているが、これらの応答がなされる正確 な機構は未知である。 ライグラス(rye grass)花粉から得られたアレルギー性タンパク質のファミリ ー、LolpI、LolpIIおよびLolpIIIが特徴付けられている。Perezら(1990) J.Bio 1.Chem .,265:16210-16215;およびGriffithら、(1991) FEBS279:210-215 。このタンパク質は、Lolium perenne(ライグラス)から得られ、そしてLolpIが ライグラスアレルギーに対する主要なアレルゲンであるようである。成熟した、 グリコシル化されたLolpIは、約35,000ダルトンの分子量(MW)を有し、そして主 要なIgE結合タンパク質であることが示されている。これらのタンパク質は、花 粉の細胞質ゾル中に見い出される。それらの機能は未知である。 その他の一般的なアレルゲン由来のタンパク質もまた単離されている。塵ダニ (dust mite)においては、Der pIと呼ばれるタンパク質が、抗ダニIgE抗体と、ア レルギー性血清の80%まで反応するとして同定されている。Der pIはクローン化 されそして配列決定されている。Chiraら(1988)、J.Exp.Med.167:175-182 。配列分析は、Der pIがシステインプロテイナーゼに相同であることを示し、そ して事実システインプロテイナーゼ活性を有する。 アレルギー性気管支肺アスペルギルス症の原因となるAspergillus fumigatus は、ヒト上皮分離を誘導し得るプロテイナーゼであることが提案されているアレ ルゲンを含む。Robinsonら、(1990) J.Allergy Clin.Immunol.86:726-731 。A.fumigatusは、長期間、気道壁に隣接する痰栓(sputum plug)内に生育する。 プロテイナーゼは、真菌の菌糸先端によってのみ放出されるので、プロテイナー ゼが、気道の集落化に際し起こる生じた慢性の肺損傷の原因であり得ることが理 論付けられている。Robinsonら、(1990)。セリンプロテアーゼ活性の原因となる タンパク質またはタンパク質類は、20-35 kDの分子量である。 花粉に対するアレルギー性応答にプロテイナーゼが含まれるかどうかはまだ決 定されていない。例えば、上記で論議されるLolpタンパク質は、高度にアレルギ ー性であるが、タンパク質分解活性を有していない。免疫応答に含まれるプロテ イナーゼの同定は、個体が花粉に対してアレルギー性であるかどうかを試験する ことにおいて、アレルギー性応答を軽減し得る薬剤を同定することにおいて、そ のような薬剤を含む治療を開発することにおいて、およびそのような処置または 治療に対する患者の応答をモニターすることにおいて特に有用である。 本発明は、これらのおよびその他の必要性を満たす。 発明の要旨 タンパク質の新規ファミリーが同定された。このタンパク質は、アレルギー性 花粉に由来し、そしてセリンプロテイナーゼ様活性を示す。このタンパク質は、 ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動により測定したときに 約85-95 kDの分子量;そして高速タンパク質液体クロマトグラフィー(Fast Prot ein Liquid Chromatography)により測定されたときに約67 kDの分子量を有する 。見かけの分子量は、分子のグリコシル化状態に依存する。このタンパク質は、 α-2-マクログロブリン(α-2-M)、α-1-プロテイナーゼインヒビター(α-1-PI) 、およびトリプシンインヒビターによる阻害に耐性であり、そしてフェニルメタ ン スルホニルフルオライド(PMSF)、ジフルオロフェノール(DFP)、ベンズアミジン 、アンチペイン、ロイペプチンおよびトシル-L-リジンクロロメチルケトン(TLCK )による阻害に感受性である。 図面の簡単な説明 図1は、種々のセリンプロテイナーゼの比較である。 図2は、メスキート(mesquite)花粉プロテイナーゼをコードする完全長遺伝子 を得るために組み合わされたサブクローンを示す。 図3は、メスキート花粉プロテイナーゼをコードする完全長遺伝子を含むpBlu escript構築物を示す。 図4は、メスキート花粉プロテイナーゼをコードする完全長遺伝子を含むpYT 構築物を示す。 図5は、酵母で発現された組み換え花粉プロテイナーゼのプロテイナーゼ活性 を示す。 発明の態様 プロテイナーゼの新規ファミリーが、メスキート、アメンドウ(almond)、ガマ (typha)、ルスランチア(Rhuslancia)、ブタクサ(ragweed)、ニホンスギ(Japanes e cedar)、ライグラス(ryegrass)およびマツ(pine)を含む(これらに限定されな い)広範な種々の花粉中に存在することが示されている。これらの花粉プロテイ ナーゼ(以後「プロテイナーゼ」と呼ぶ)は、Arg-ArgおよびArg-Ileに基質特異的 を示す、セリンプロテイナーゼ様活性を示す。このプロテイナーゼ活性は、これ ら花粉のアレルゲン性と相関する。 花粉から単離されたとき、このプロテイナーゼの分子量(MW)は約70-90 kDであ る。ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)により 測定されたとき分子量は約85-95 kDであり、そして高速タンパク質液体クロマト グラフィー(FPLC)により測定されるときMWは約67 kDである。このプロテイナー ゼは、α-2-M、α-1-PI、およびトリプシンインヒビターによる阻害に耐性であ り、そしてPMSF、DFP、ベンズアミジン、アンチペイン、ロイペプチンおよびTLC Kによる阻害に感受性である。 花粉プロテイナーゼをコードするメスキートDNAが今やクローン化され、そし て配列決定されている。従って、本発明は、組換え遺伝子およびそれによってコ ードされるタンパク質を包含する。このプロテイナーゼは、種々のセリンプロテ イナーゼに相同性を有する。いくつかのセリンプロテイナーゼファミリーを図1 に示す。 以下の実施例に示すデータは、アレルギー性花粉が非アレルギー性花粉より有 意により高いプロテイナーゼ活性を有することを示す。従って、プロテイナーゼ 活性がアレルゲン性およびその他の非アレルギー性応答に影響する唯一のメカニ ズムであり得ない可能性があるが、プロテイナーゼ活性の程度はアレルゲン性と 関連する。トリプシン様活性(アルギニン基質後の開裂)の、DFPまたはPMSFによ る不活性化は、粗製の花粉抽出物中のプロテイナーゼ活性の全損失を引き起こし 、これが花粉試料中における主なプロテイナーゼであることを示す。 精製された形態のプロテイナーゼは、例えば、アレルギー被害者に対する診断 および治療療法の両方を処方することにおいて、アレルギー性応答について個体 を試験するための診断薬を製剤することにおいて、アレルギー処置および治療の 有効性をモニターすることにおいて、アレルギーを処置し得るワクチンにおいて 、およびアレルギー応答に含まれる細胞に関してプロテイナーゼの影響を調節す る薬剤を同定する方法において有用である。精製プロテイナーゼに対して惹起さ れた抗体は、免疫診断法を含む多くの目的に有用である。本発明はまた、プロテ イナーゼ、および精製されたポリペプチドの新たに決定されたアミノ酸配列によ り可能とされる関連遺伝子をコードするポリヌクレオチドのクローニングおよび 組換え発現を包含する。 これらのプロテイナーゼは、アレルギー性であることが知られている大部分の 種の花粉で検出されているため、本発明の組成物および方法は、同様に他のアレ ルギー性花粉に広く適用可能である。例えば、ニホンスギのような他の高度にア レルギー性の花粉は、今や相同なペプチドを生成すると考えられており、それ故 、本明細書で論議される実施態様に包含される。 プロテイナーゼは、タンパク質分解活性を有するけれども、それらの生物学的 影響は、この活性に直接関係し得ない可能性がある。上記の初期の非免疫学的応 答は、例えば、細胞結合、またはこれらの新たに消化されたタンパク質がかゆみ を与える他のタンパク質に対するタンパク質分解活性に起因し得る。同様に、非 免疫学的応答は、タンパク質分解活性により直接引き起こされ得、その一方免疫 応答は非タンパク質分解的な活性なエピトープに起因し得る。事実、広範な基質 の不在は、生理学的応答を生成することにおいてこれらプロテイナーゼの役割が 、非タンパク質分解事象に起因し得ることを示す。そのような事象は、限定され ないが、レセプターシグナル形成を調節するように細胞表面事象を調節すること を包含する。 しかし、花粉に対するアレルギー応答におけるプロテイナーゼの重要な役割は 、アレルギー性の個体がプロテイナーゼに応答する可能なメカニズムにより影響 されない。正確なメカニズムが規定されていない事実によって、本明細書で提供 される診断、処置および治療の広範な適用可能性が狭まることはない。 本明細書に引用されるすべての参考文献(前述および後述)は、本明細書に参考 として援用される。 プロテイナーゼは、花粉から単離されるかまたは化学合成または組換え手段に より生成される完全長プロテイナーゼの改変体またはフラグメントを含む。通常 は、そのようなタンパク質は、天然(野生型)プロテイナーゼに対して少なくとも 約50%、好適には、約90%を超えて相同であり、そしてより好適には、少なくと も約95%相同である。また、緊縮条件(stringent condition)下で、プロテイナ ーゼコードをコードする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 ドによりコードされるタンパク質、およびプロテイナーゼに対して惹起された抗 血清により回収される緊密に関連したポリペプチドも含まれる。 相同性を比較したポリペプチド配列の長さは、一般には少なくとも約16アミノ 酸残基、通常は少なくとも約20〜24残基、代表的には少なくとも約28残基、およ び好ましくは約35残基より多い。 ポリペプチドをいう場合、用語「実質的に相同」または「実質的に同一」とは 、問題のポリペプチドまたはタンパク質が天然に存在するタンパク質またはその 一部と少なくとも約30%の相同性、通常は少なくとも約70%の相同性、および好 ま しくは少なくとも約95%の相同性を示すことをいう。 ポリペプチドについての相同性は、代表的には配列分析ソフトウェアを用いて 測定される。例えば、Genetics Computer GroupのSequence Analysis Software Package、University of Wisconsin Biotechnology Center、1710 University A venue、Madison、Wisconsin 53705を参照のこと。タンパク質分析ソフトウェア は、種々の置換、欠失、および他の改変に割り当てられた相同性の尺度を用いて 類似の配列を適合させる。保存的置換は、代表的には、以下の群内での置換を含 む:グリシン、アラニン;バリン、イソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、 グルタミン酸;アスパラギン、グルタミン;セリン、スレオニン;リジン、アル ギニン;およびフェニルアラニン、チロシン。 ポリペプチド「フラグメント」、「部分」、または「セグメント」は、少なく とも約5アミノ酸、通常は少なくとも約7アミノ酸、代表的には少なくとも約9 〜13アミノ酸、および種々の実施態様においては少なくとも約17またはそれより 多いアミノ酸のアミノ酸残基の範囲である。 用語「単離した」、「実質的に純粋な」、および「実質的に相同な」は、天然 に伴う成分から分離されたタンパク質またはポリペプチドを記述するために交換 可能に用いられる。実質的に純粋なタンパク質は、代表的には、タンパク質試料 の約60〜90%W/W、より通常には約95%、および好ましくは約99%以上を含む。 タンパク質の純度または均質性は、例えば、タンパク質試料のポリアクリルア ミドゲル電気泳動、それに続くゲルの染色による実質的に単一のポリペプチドバ ンドの可視化などの、当該分野で公知の多くの手段により示され得る。ある目的 では、より高い解像度がHPLCまたは当該分野で公知の他の手段を用いることによ り提供され得る。 プロテイナーゼは、その天然の状態で伴っている天然の夾雑物から分離される と、天然に会合する成分を実質的に含まない。したがって、化学的に合成される あるいは天然に由来する細胞とは異なる細胞系で合成されるプロテイナーゼは、 天然に会合する成分を実質的に含まない。ポリペプチドの合成技法は、例えば、 Merrifield(1963)J.Amer.Chem.Soc.85:2149-2156に記載されている。 組換えプロテイナーゼは、プロテイナーゼをコードする配列を発現させる適切 な条件下で、以下に記載の発現系で形質転換した宿主細胞を培養することにより 、得られ得る。 化学的に合成したプロテイナーゼは、たとえ同族の細胞タイプで発現されたと しても、発現ベクターの一部である単離したプロテイナーゼをコードするポリヌ クレオチドの発現産物として生産されるプロテイナーゼ(すなわち、「組換えプ ロテイナーゼ」)であるので、「単離した」ポリペプチドと考えられる。 以下の実施例1は、天然の供給源であるメスキート(mesquite)からのトリプシ ン様プロテイナーゼの精製を記載する。このようなタンパク質をコードする組換 えポリヌクレオチドで形質転換した細胞のような、他の生物学的材料からのプロ テイナーゼの単離の種々の方法は、当該分野で公知の方法により達成され得る。 タンパク質精製の種々の方法は当該分野で公知であり、例えば、Guide to Prote in Purification 、Deutscher編、182巻、Methods in Enzymology(Academic Pre ss,Inc.:San Diego,1990)、およびScopes、Protein Purification: Principle s and Practice (Springer-Verlag: New York,1982)に記載されている方法が挙 げられる。 メスキートプロテイナーゼの部分アミノ酸配列は、実施例1に記載のように得 られたが、これは、トリプシン、クロストリパイン(clostripain)、またはStaph ylococcusプロテイナーゼのような酵素、あるいは臭化シアン(CnBr)、O-ヨード ソベンゾエート、ヒドロキシルアミン、または2-ニトロ-5-チオシアノベンゾエ ートのような化学試薬を用いて行われた。このようにして得たペプチドフラグメ ントは、例えば、逆相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分離され、そし て気相配列決定により分析された。ペプチドフラグメントの生成のための手段、 およびこのようなフラグメントまたはフラグメント化されていないタンパク質の アミノ酸配列を得るための他の手段が、当該分野では公知である。本明細書中で 使用される方法は、Methods of Enzymology XIおよびその続巻に記載されている 。 次いで、メスキートプロテイナーゼのフラグメントについての部分内部アミノ 酸残基配列を用いて、実施例1に記載のようにプロテイナーゼをコードするDNA 配列を得た。 本明細書中で用いるアミノ酸残基の略号は以下のとおりである:Ala (A)、ア ラニン;Val (V)、バリン;Leu (L)、ロイシン;Ile (I)、イソロイシン;Pro ( P)、プロリン;Phe (F)、フェニルアラニン;Trp (W)、トリプトファン;Met (M )、メチオニン;Gly (G)、グリシン;Ser (S)、セリン;Thr (T)、スレオニン; Cys (C)、システイン;Tyr (Y)、チロシン;Asn (N)、アスパラギン;Gln (Q)、 グルタミン;Asp (D)、アスパラギン酸;Glu (E)、グルタミン酸;Lys (K)、リ ジン;Arg (R)、アルギニン;およびHis (H)、ヒスチジン。 プロテイナーゼには、その基本的なポリペプチド配列の改変体が含まれるが、 その一次配列に実質的に相同であり、プロテイナーゼの特徴的な生物学的活性( 例えば、セリンプロテイナーゼ様活性、アレルゲン性、または免疫学的活性、す なわち、プロテイナーゼに特異的な抗体により認識される1つ以上の抗原決定気 の保持)を有する。このようなインビボまたはインビトロの化学的および生化学 的改変には、例えば、あまり用いられないアミノ酸、アセチル化、カルボキシル 化、リン酸化、グリコシル化、ユビキチン化、例えば放射性核種および他の改変 による標識化が挙げられる。 ポリペプチドを標識するための種々の方法、およびこのような目的に有用な置 換または標識は当該分野で公知であり、32Pのような放射活性同位体、標識化抗 リガンドに結合するリガンド(例えば、抗体)、発蛍光団、化学発光試薬、酵素 、および標識化リガンドへの特異的結合対メンバーとして作用し得る抗リガンド が挙げられる。標識の選択は、必要とされる感度、プロテイナーゼとの結合(con jugation)の容易さ、安定性の要求、および入手可能な機器に依存する。ポリペ プチドの標識方法は、例えば、Molecular Cloning: A Laboratory Manual、第 版、1〜3巻、Sambrookら編(1989)Cold Spring Harbor Laboratory Pressま たはCurrent Protocols in Molecular Biology、Ausubelら編、Greene Publishi ng and Wiley-Interscience: New York (1987および周期的な最新版)に記載され ている。 実質的に全長のポリペプチドの他に、本発明はポリペプチドのフラグメントま たはセグメントを提供する。このようなフラグメントまたはセグメントは、通常 は少なくとも約5〜7の連続するアミノ酸残基であり、代表的には少なくとも約 9〜13の連続するアミノ酸であり、そして最も好ましくは少なくとも約20〜30ま たはそれ以上の連続するアミノ酸残基である。このフラグメントは、プロテイナ ーゼ活性またはプロテイナーゼ特異的エピトープを保持し得る。 タンデムに繰り返されたプロテイナーゼフラグメントはまた、例えば、免疫原 としてまたは特異的結合への非常に有効な競合物として有用であり得る。プロテ イナーゼまたはそのフラグメントに特異的な抗体の産生は以下に記載されている 。タンデムに繰り返されたセグメントを組換えでまたは合成的に産生する方法は 、当業者の技術範囲内である。ポリクローナルおよびモノクローナルの両方の抗 体の産生方法は、当業者の技術範囲内である。 本発明はまた、プロテイナーゼまたはそのフラグメントを含む融合ポリペプチ ドを提供する。相同なポリペプチドは、2またはそれ以上のプロテイナーゼ配列 間またはプロテイナーゼと関連のタンパク質の配列間で融合し得る。同様に、異 種融合として、由来するタンパク質の特性または活性の組み合わせを示すものが 構築され得る。融合パートナーには、免疫グロブリン、ユビキチン細菌性β-ガ ラクトシダーゼ、trpE、プロテインA、β-ラクタマーゼ、αアミラーゼ、アル コールデヒドロゲナーゼ、および酵母α-接合因子(mating factor)が挙げられる が、これらに限定されない。Godowskiら(1988)Science241:812-816。融合タ ンパク質は、代表的には組換え法により作製されるが、化学的に合成され得る。 他の実施態様では、プロテイナーゼフラグメント、その相同体、または変異体 (例えば、タンパク質融合体または欠失体を含む)をコードするポリヌクレオチ ド、ならびに発現系が提供される。発現系は、適切な宿主細胞中に形質転換され るとき、プロテイナーゼを発現し得るポリヌクレオチドとして定義される。ポリ ヌクレオチドは、天然のプロテイナーゼをコードするポリヌクレオチドまたはそ のフラグメントに実質的に類似のヌクレオチド配列を有する。 ポリヌクレオチドには、RNA、cDNA、ゲノムDNA、合成形態、ならびにセンス鎖 およびアンチセンス鎖の両方の混合ポリマーが含まれ、そして化学的または生化 学的に改変され得、あるいは非天然または誘導体化したヌクレオチド塩基を含み 得る。天然に生じる以外の配列を含む組換えポリヌクレオチドもまた、野生型プ ロテイナーゼ配列の改変体であるとして、本発明により提供される。改変体は、 1以上のヌクレオチドの欠失、挿入、置換を含み、または他のポリヌクレオチド 配列への融合によるがこれらに限定されない。 プロテイナーゼをコードするポリヌクレオチドを得るために、適切なcDNA(特 に花粉cDNAライブラリー)またはゲノムライブラリーが、本発明のポリヌクレオ チドの天然の供給源としてスクリーニングされ得るか、またはこのようなヌクレ オチドは、mRNA、cDNA、またはゲノムDNA中に存在する配列の増幅を含むがこれ に限定されない方法により、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)のような増幅 方法により提供される。 メスキートプロテイナーゼの種々のペプチドフラグメントのアミノ酸残基配列 は、実施例の項に記載されるようにして得られる。このプロテイナーゼまたはあ らゆる相同なプロテイナーゼをコードする遺伝子をクローニングするために、オ リゴヌクレオチドを化学的に合成して、このようなペプチドフラグメントをコー ドし得るほとんどまたはすべての可能なDNA配列、あるいはこのようなペプチド フラグメントをコードする天然のプロテイナーゼコーディング配列にハイブリダ イズする高い可能性を有する少数の配列の1つを示した。次いで、オリゴヌクレ オチドまたはオリゴヌクレオチドのプールをプローブに用いて、プロテイナーゼ コーディングDNA配列を含むcDNAまたはゲノムライブラリーをプローブし、単離 されそして精製される配列を同定した。次いで、ライブラリーをプローブするか またはこのような縮重オリゴヌクレオチドを用いる増幅方法のいずれかにより得 られるポリヌクレオチド配列それ自体を、プロテイナーゼの全長cDNAまたはゲノ ム配列を得るためのプローブまたはプライマーとして用いた。 これらのオリゴヌクレオチドはまた、種々の植物中の相同なプロテイナーゼを コードする遺伝子または複数の遺伝子のすべてまたは一部を直接クローニングす るためのプライマーとして有用であるが、それは当該分野で公知のポリヌクレオ チド増幅方法(例えば、ポリメラーゼ連鎖反応、すなわちPCR)によりゲノムDNA またはmRNAに、あるいはcDNAライブラリーまたはゲノムライブラリーに存在する プロテイナーゼ遺伝子を選択的に増幅することによって行われる。PCRによるク ローニングまたはこのような縮重オリゴヌクレオチドを用いてライブラリーをス クリーニングすることは、2またはそれ以上のペプチド配列に対応するオリゴヌ クレオチドが合成されて、それが利用可能である場合に促進され、本発明の場合 にそうである。いくつかのプロテイナーゼ遺伝子がクローニングされ、そしてそ れらのヌクレオチド配列が比較されると、相同な領域が同定され、そしてプロー ブまたはプライマーが、これらの相同領域を含むように設計される。このような プローブおよびプライマーは、他の関連の遺伝子を得るために、種々の植物由来 のライブラリーを直接クローニングまたはスクリーニングするのに有用である。 ポリヌクレオチドは、通常、少なくとも約12〜15ヌクレオチド(または塩基対 )、さらに通常には少なくとも約21ヌクレオチド、そして最も好ましくは少なく とも約35ヌクレオチドに対応する配列を含み、その長さは所望の用途に依存する 。1またはそれ以上のイントロンも存在し得る。 適切なcDNAおよびゲノムライブラリーを構築する方法、目的の配列についてラ イブラリーをスクリーニングする方法、適切なプローブ、プライマー(例えばPC Rプライマー)を調製する方法、ポリヌクレオチドの精製、増幅、およびサブク ローニング、宿主細胞の形質転換、および本発明の実施に適切な組換えDNA技術 の他の技法は、特に、Sambrookら (1989);Ausubelら (1987および周期的な最新 版);およびPCR Protocols: A Guide to Methods and Applications、Innisら編 、Academic Press: San Diego (1990)に記載されている。このような技法を適用 するに用いられる試薬、例えば、制限酵素、発現ベクター、標識などは、当該分 野で公知であり、New England BioLabs、Boehringer Mannheim、Amersham、Prom ega Biotec、U.S.Biochemicals、New England Nuclear、および多くの他の商 業的供給源のような、販売者から入手可能である。 ポリヌクレオチドまたはそのフラグメントは、他のポリヌクレオチドと最適に 、適切なヌクレオチドの挿入または欠失とともに配列させたときに、約60%ヌク レオチド塩基、通常は約70%、さらに通常には約80%、好ましくは約90%、そし てさらに好ましくは約95〜98%のヌクレオチド塩基と、ヌクレオチド配列の同一 性がある場合に、他のポリヌクレオチドと「実質的に相同」(あるいは「実質的 に類似」)である。 あるいは、実質的な相同性(または類似性)は、ポリヌクレオチドまたはその フラグメントが、選択的なハイブリダイゼーション条件下で他のポリヌクレオチ ドにハイブリダイズするときに存在する。ハイブリダイゼーションの選択性は、 目的の標的ポリヌクレオチドを他のポリヌクレオチドと区別し得るハイブリダイ ゼーション条件下で存在する。代表的には、選択的ハイブリダイゼーションは、 約14ヌクレオチドの範囲にわたる約55%の類似性、好ましくは約65%、さらに好 ましくは約75%、そして最も好ましくは約90%の類似性があるときに生じる。Ka nehisa(1984)Nucl.Acids Res.12:203-213を参照のこと。記載されているよ うに、相同性比較のための長さは、より長い長さであり得、そしてある実施態様 では、通常約17〜20ヌクレオチドの範囲にわたり、そして好ましくは約36または それより長いヌクレオチドである。 ポリヌクレオチドのハイブリダイゼーションは、塩濃度、温度、または有機溶 媒、さらに塩基組成、相補鎖の長さ、およびハイブリダイズするポリヌクレオチ ド間のヌクレオチド塩基のミスマッチ数のような条件により影響を受け、これは 当業者に容易に理解される。ストリンジェント温度条件は、一般に30℃を超える 温度、代表的には37℃を超える温度、そして好ましくは45℃を超える温度を含む 。ストリンジェント塩濃度は、通常は1Mより低く、代表的には500mMより低く 、そして好ましくは200mMより低い。しかし、パラメータの組み合わせは、いか なる単一のパラメータの測定よりも非常に重要である。WetmurおよびDavidson( 1968)J.Mol.Biol.31:349-370。 「単離した」または「実質的に純粋な」ポリヌクレオチドは、天然のプロテイ ナーゼ配列に天然に伴う他のポリヌクレオチド配列から実質的に分離されたポリ ヌクレオチドである。この用語は、天然に存在する環境から取り出されたポリヌ クレオチド配列を包含し、そして組換えまたはクローン化DNA単離物および化学 的に合成されたアナログまたは異種系により生化学的に合成されたアナログを含 む。 ポリヌクレオチドは、天然の状態においてまたは当業者に公知の方法で操作さ れる場合、ポリペプチドまたはそのフラグメントを生産するように転写および/ または翻訳され得るときに、ポリペプチドを「コードする」という。このような ポリヌクレオチドのアンチセンス鎖もまた、この配列をコードするという。 ポリヌクレオチド配列は、他のポリヌクレオチド配列と機能的に関連するよう に配置される場合に、作動可能に連結される。例えば、プロモーターは、その転 写または発現に影響を与える場合に、コーディング配列に作動可能に連結される 。一般に、作動可能に連結されるとは、連結される配列が連続していること、そ して2つのタンパク質コーディング領域を連結する必要がある場合には、連続し てそして読み取り枠内で連結することを意味する。しかし、エンハンサーのよう なある遺伝子要素が、遠位でも、すなわち連続でない場合でさえも、作動可能に 連結され得ることは、周知である。 用語「組換え」ポリヌクレオチドとは、2つの別々に分離されたセグメントの 結合により作製されるポリヌクレオチドをいうが、それは遺伝子工学的技法によ ってまたは化学的合成によって単離したポリヌクレオチドのセグメントの人工的 操作により達成された配列をいう。そのようにすることにおいて、所望の機能を 有するポリヌクレオチドセグメントを互いに連結して、所望の機能の組み合わせ を創出し得る。 ポリヌクレオチドプローブは、標識またはリポーター分子に結合した単離した ポリヌクレオチドを含み、そして他のプロテイナーゼ配列を同定に単離するため に用いられ得る。合成オリゴヌクレオチドまたは他のポリヌクレオチドを含むプ ローブは、天然に存在するまたは組換えの一本鎖または二本鎖核酸に由来し得る かあるいは化学的に合成され得る。ポリヌクレオチドプローブは、当該分野で公 知の任意の方法(例えば、ランダムヘキサマー標識、ニックトランスレーション 、またはKlenow充填(fill-in)反応)により標識され得る。 大量のポリヌクレオチドが、適切な宿主細胞中で複製により産生され得る。プ ロテイナーゼまたはそのフラグメントをコードする天然または合成DNAフラグメ ントは、組換えポリヌクレオチド構築物、代表的には、原核細胞または真核細胞 中への導入およびそこでの複製が可能なDNA構築物中に、導入される。通常、構 築物は、酵母または細菌のような単細胞宿主中での複製に適切であるか、多細胞 真核宿主もまた、宿主細胞のゲノム内での組み込みがある場合もない場合も、適 切であり得る。通常用いられる原核宿主には、Escherichia coli株が挙げられる が、Bacillus subtilisまたはPseudomonasのような他の原核宿主も用いられ得る 。哺乳類または他の真核宿主細胞には、酵母、糸状菌、植物、昆虫、両生類、ま たは鳥類が含まれる。操作の容易さ、発現したタンパク質を適切にグリコシル化 す る能力、タンパク質発現の程度および制御、発現したタンパク質の細胞夾雑物か らの精製の容易さのような因子、または他の因子によって、宿主細胞が選択され 得る。 ポリヌクレオチドはまた、例えば、BeaucageおよびCarruthers(1981)Tetra. Letts.22:1859-1862に記載のホスホールアミダイト法またはMatteucciら(19 81)J.Am.Chem.Soc.103:3185によるトリエステル法により、化学合成によ って生成され得、そして市販の自動化オリゴヌクレオチド合成機で行われ得る。 二本鎖フラグメントは、相補鎖を合成して適切な条件下で鎖を互いにアニールす ることによるか、あるいは適切なプライマー配列と共にDNAポリメラーゼを用い て相補鎖を付加することにより、化学合成の一本鎖産物から得られ得る。 原核または真核宿主への導入用に調製されたDNA構築物は、代表的には宿主に より認識される複製系を含み、これは所望のポリペプチドをコードする意図した DNAフラグメントを含み、そして好ましくはセグメントをコードするポリペプチ ドに作動可能に連結した転写および翻訳開始調節配列も含む。発現系(発現ベク ター)は、例えば、複製起点または自律複製配列(ARS)、および発現制御配列で あるプロモーター、エンハンサー、および必要なプロセシング情報部位、例えば 、リボソーム結合部位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位、転写終止配 列、およびmRNA安定化配列を含み得る。シグナルペプチドもまた、同一またはそ の関連種由来の適切な分泌されるポリペプチドに含まれ得、タンパク質を細胞膜 を通過させおよび/またはそこに留らせ、あるいは細胞から分泌させる。 適切なプロモーターおよび他の必要なベクター配列の選択は、宿主中で機能的 であるように選択される。細胞株および発現ベクターの作動し得る組み合わせの 例は、Sambrookら (1989);Ausubelら (1987);Metzgerら (1988) Nature334: 31-36に記載されている。細菌、酵母、哺乳類、昆虫、植物、または他の細胞で の発現に有用な多くのベクターが当該分野で周知であり、そしてStratagene、Ne w England Biolabs、Promega Biotech、およびその他の販売者から入手可能であ り得る。さらに、この構築物は、増幅可能な遺伝子(例えば、DHFR)に連結され 得、遺伝子の多コピーを作製し得る。適切なエンハンサーおよび他の発現制御配 列については、Enhancers and Eukaryotic Gene Expression、Cold Spring Harb or Press、N.Y. (1983)も参照のこと。このような発現ベクターは自律的に複製 し得るが、それらは宿主細胞のゲノム中に挿入されることによりあまり好ましく 複製され得ない。 発現およびクローニングベクターは、選択マーカー、すなわち、ベクターで形 質転換された宿主細胞の生存または増殖に必要なタンパク質をコードする遺伝子 を含むようである。このようなマーカー遺伝子は、宿主細胞中に同時に導入され た他のポリヌクレオチド配列に含まれ得るが、ほとんど場合クローニングベクタ ーに含まれる。マーカー遺伝子が導入された宿主細胞のみが、選択条件下で生存 および/または増殖する。代表的な選択遺伝子は、 (a)抗生物質または他の毒性 物質、例えば、アンピシリン、ネオマイシン、メトトレキセートなど、に耐性を 与え;(b)栄養要求性を補い;または(c)複合培地から得られない必須栄養を供給 するタンパク質をコードする。適切な選択マーカーの選択は、宿主細胞に依存し 、異なる宿主に対する適切なマーカーが当該分野で公知である。 目的のポリヌクレオチドを含むベクターは、任意の多くの適切な手段によって 宿主細胞中に導入(形質転換、トランスフェクト)され得、これらの手段には、 エレクトロポレーション;塩化カルシウム、塩化ルビジウム、リン酸カルシウム 、DEAE-デキストラン、または他の物質を用いるトランスフェクション;マイク ロプロジェクタイルボンバートメント;リポフェクション;および感染(レトロ ウイルスゲノムのように、ベクターが感染性試薬である場合)が含まれる。この ような手段の選択は、通常は宿主細胞に依存する。本発明の大量のポリヌクレオ チドおよびポリペプチドは、和合性のベクターまたは他の発現ベヒクル中の本発 明のプロテイナーゼをコードするポリヌクレオチドで、適切な原核または真核宿 主細胞を形質転換し、そしてプロテイナーゼコーディング遺伝子の発現を達成す るに適切な条件下でこのように形質転換した宿主細胞を培養することにより、調 製され得る。次いで、プロテイナーゼは宿主細胞から回収されて精製され得る。 別の実施態様においては、プロテイナーゼまたはそのフラグメントに特異的に 結合し得るポリクローナルおよび/またはモノクローナル抗体が提供される。用 語抗体は、同種分子実体、または複数の異なる分子実体からなる血清産物のよう な混合物のいずれもを意味するのに用いられる。プロテイナーゼと特異的に反応 するモノクローナルまたはポリクローナル抗体は、当該分野で公知の方法により 作成され得る。例えば、HarlowおよびLane(1988)Antibodies: A Laboratory M anual ,CSH Laborartories;Goding(1986)Monoclonal Antibodies: Principle s and Practice ; 第2版、Academic Press,New York;およびAusubelら,(1987 )。また、組換え免疫グロブリンが、当該分野で公知の方法により生成され得る 。この方法は、米国特許第4,816,567号に記載の方法を包含するが、これに限定 されない。108-1、好ましくは109〜1010またはそれ以上の親和性を有するモノ クローナル抗体が好ましい。 プロテイナーゼに対して特異的な抗体が、例えば、cDNA発現ライブラリーのス クリーニングまたは試験試料におけるプロテイナーゼの存在の検出のためのプロ ーブとして有用であり得る。頻繁には、ポリペプチドおよび抗体は、共有結合ま たは非共有結合によって、検出可能なシグナルを提供する基質を結合することに より標識される。適切な標識は、酵素、基質、補因子、インヒビター、蛍光因子 、化学発光因子、磁気粒子などを包含するが、これらに限定されない。このよう な標識の使用を記載する米国特許は、以下を含むがこれらに限定されない:第3, 817,837号;第3,850,752号;第3,939,350号;第3,996,345号;第4,277,437号; 第4,275,149号;および第4,366,241号。 プロテイナーゼに特異的でありそしてプロテイナーゼ活性を阻害し得る抗体は 、花粉プロテイナーゼの影響を被っている動物(ヒトを含む)の処置において有 用であり得る。このような抗体は、上記の方法、続いて花粉プロテイナーゼ特異 的抗体をそれがプロテイナーゼ活性を阻害する能力についてスクリーニングする ことにより得られ得る。 別の実施態様においては、花粉由来の実質的に精製されたプロテイナーゼおよ びそれらの適切なキャリアを含む組成物およびワクチン調製物が提供される。こ のようなワクチンは、例えば、花粉に対するアレルギー性応答に対して動物(ヒ トを含む)を免疫することに有用である。 ワクチン調製物は、免疫原量の少なくとも1つのプロテイナーゼまたはその免 疫原性フラグメントまたはそのサブユニットを含む。このようなワクチンは、1 つまたはそれ以上のプロテイナーゼ、あるいは別のタンパク質または他の免疫原 と組み合わせたプロテイナーゼを含み得る。「免疫原量」とは、そのワクチンが 投与される個体におけるプロテイナーゼに対する抗体の産生を惹起し得る量を意 味する。 免疫原性キャリアは、プロテイナーゼの免疫原性を増強するために用いられ得 る。このようなキャリアは、タンパク質および多糖、リポソーム、ならびに細菌 細胞および膜を包含するが、これらに限定されない。タンパク質キャリアは、組 換えまたは合成手段または化学的カップリングによって、プロテイナーゼに結合 されて融合タンパク質を形成し得る。有用なキャリア、およびこのようなキャリ アをポリペプチド抗原にカップリングさせる手段は、当該分野において公知であ る。 ワクチンは、当該分野における任意の手段によって処方され得る。このような ワクチンは、典型的には、液体溶液または懸濁液のいずれかとして、注射可能な ように調製される。注射する前に液体中に入れて溶液または懸濁液とするのに適 切な固体形態もまた調製され得る。調製物はまた、例えば、乳化され得、または リポソーム中に被包されたタンパク質であり得る。 活性免疫原成分は、薬学的に受容可能でかつ活性成分と適合性の賦形剤または キャリアとしばしば混合される。適切な賦形剤は、水、生理食塩水、デキストロ ース、グリセロース、エタノールなど、およびそれらの組合せを包含するが、こ れらに限定されない。注射可能処方物中における免疫原性ポリペプチドの濃度は 、通常、0.2〜5mg/mlの範囲である。 さらに、所望であれば、ワクチンは、微量の補助剤(例えば、湿潤剤または乳 化剤、pH緩衝剤、および/またはワクチンの有効性を増強するアジュバント)を 含有し得る。有効であり得るアジュバントの例は、以下を包含するがこれらに限 定されない:水酸化アルミニウム;N-アセチル-ムラムル-L-トレオニル-D-イソ グルタミン(thr-MDP);N-アセチル-ノル-ムラミル-L-アラニル-D-イソグルタ ミン(CGP 11637、nor-MDPと称される);N-アセチルムラミル-L-アラニル-D-イ ソグルタミニル-L-アラニン-2-(1'-2'-ジパルミトイル-sn-グリセロ-3-ヒドロキ シホスホリルオキシ)-エチルアミン(CGP 19835A、MTP-PEと称される);および RIBI、これは2%スクアレン/Tween 80エマルジョン中に細菌から抽出された3 成分であるモノホスホリルリピドA、トレハロースジミコレート、および細胞壁 骨格(MPL+TDM+CWS)を含有する。アジュバントの有効性は、ワクチン(これ もまた種々のアジュバントから構成される)中の免疫原の投与から生じるその免 疫原に対する抗体の量を測定することにより決定され得る。当該分野で知られる ようなさらなる処方物および投与形態もまた用いられ得る。 プロテイナーゼおよびそれらのフラグメントは、中性または塩の形態で、ワク チン中に処方され得る。薬学的に受容可能な塩は、酸付加塩(ペプチドの遊離ア ミン基と形成される)を包含するがこれらに限定されない。この塩は、無機酸、 例えば、塩酸またはリン酸と形成され、そして有機酸、例えば、酢酸、シュウ酸 、酒石酸、またはマレイン酸と形成される。遊離カルボキシル基と形成される塩 はまた、無機塩基、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム 、または水酸化第2鉄、および有機塩基、例えば、イソプロピルアミン、トリメ チルアミン、2-エチルアミノエタノール、ヒスチジン、およびプロカインから誘 導され得る。 ワクチンは、投与処方に適合した様式で、そして予防的におよび/または治療 的に有効であるような量で投与される。投与されるべき量は、一般には、用量当 たりタンパク質約100〜1000μgの範囲であり、そしてより一般には用量当たりタ ンパク質約5〜500μgの範囲であり、これは、処置されるべき被験体、抗体を合 成する個体の免疫系の能力、および所望の保護の程度に依存する。投与に必要と される活性成分の正確な量は医師の判断に依存し得、そして各個体に固有である が、そのような決定はこのような医師の技量内にある。 ワクチンは、単回用量スケジュールまたは複数回用量スケジュールで与えられ 得る。複数回用量スケジュールでは、ワクチン接種の初回段階は1〜10またはそ れ以上の個別の投与を含み得、次いで、第2の用量のために他の用量が、免疫応 答を維持および/または強化するために必要とされるような続く時間間隔(例え ば、1〜4カ月)で投与され、必要であれば、数カ月後に次の1または複数回の 用量が投与される。 別の実施態様においては、動物のプロテイナーゼへの暴露をモニターする方法 が提供される。このようなモニター方法は、例えば、本発明のプロテイナーゼが 由来する花粉胞子がアレルギー状態の原因となるかどうかを決定することにおい て、またはこのようなアレルギー状態の症状を弱めるように設計された治療の進 行をモニターするために有用である。 一般に、動物から得られる生物学的試料(例えば、血液、唾液、組織)は、抗 体抗原相互作用に適切な条件下でプロテイナーゼまたはそれらの一部とインキュ ベートされる。このような相互作用の形成の検出は、動物の前暴露および続くプ ロテイナーゼに対する免疫応答の次の進行を示す。このような試験の例は、放射 アレルゲン吸着試験(RAST)および酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)を 包含するが、これらに限定されない。 あるいは、被験体がプロテイナーゼに曝され得、次の反応がモニターされ得る 。このような暴露は、当該分野で周知の方法を用いて、皮膚上であるか(例えば 、刺すまたは引っかくことにより皮膚に適用する)、皮膚内であるか(例えば、 皮内注射)、またはエアロゾルの形態で(一般に水性エアロゾル)鼻内または気 管支経路(それぞれ鼻内誘発(nasoprovocatrion)または気管支誘発(bronchoprov ocation))に導入され得る。典型的な反応、例えば、皮膚試験における丘疹およ び紅斑、または鼻内誘発または気管支誘発における喘息または鼻炎は、プロテイ ナーゼに対する免疫学的応答を示す。例えば、一般的記載については、Basic an d Clinical Immunology 、第6版、Stitesら,編、(Appleton & Lange,1987 )、436〜438頁を参照のこと。 プロテイナーゼはまた、プロテイナーゼ活性を調整する因子を同定する方法に おいて用いられ得る。この方法は、プロテイナーゼ自身において作用するか、ま たはプロテイナーゼとアレルギー性個体の細胞との相互作用を妨害することのい ずれかによる。このような方法は、以下の工程を包含する:プロテイナーゼを推 定治療因子とインキュベートさせる工程;上記因子とインキュベートしたプロテ イナーゼの活性を測定する工程;および得られた活性と因子とインキュベートし なかったコントロール試料の活性とを比較する工程。 別の実施態様においては、花粉アレルギーの患者におけるアレルギー性鼻炎の 症状を低減するために、長期間にわたって用量を増加させてプロテイナーゼが繰 り返し注入される免疫療法が提供される。例えば、一般的な記載についてはstit esら (1987),442頁を参照のこと。 別の実施態様においては、動物(ヒトを含む)における花粉プロテイナーゼの 影響を処置または軽減する方法が提供される。このような方法は、動物に有効量 の生理学的に受容可能な花粉プロテイナーゼインヒビターを投与することを包含 する。公知のプロテイナーゼインヒビターは、一般に生理学的に受容可能ではな く、受容可能なインヒビターは、花粉プロテイナーゼを阻害するが、内因性プロ テイナーゼの活性に影響しないかまたは最低限にのみ影響する因子を包含する。 このようなインヒビターは、阻害抗体および小分子を包含するがこれらに限定さ れない種々の供給源から得られ得る。インヒビターは、種々の方法によって投与 され得る。この方法は、局所投与、エアロゾルによる鼻内経路または肺への投与 、胃腸投与、皮下投与、静脈内投与、および腹腔内投与を包含するが、これらに 限定されない。インヒビターは必要に応じて、特に、局所的にまたはエアロゾル により適用される場合に、投与され得る。これらの投与方法は、当該分野で公知 でありるので、本明細書中に詳細に記載していない。 上述の議論および以下の実施例は、本発明を説明するものであって限定するも のでない。当業者は、本発明は他の方法においても実施され得、請求の範囲によ ってのみ定義されることを理解する。 実施例1 メスキート由来トリプシン様プロテイナーゼ単離のための精製スキーム プロテイナーゼが花粉中に存在するかどうかを調べるため、メスキートプロテ イナーゼについて、次のタンパク質精製操作を実施した。同じ精製技術を用いて 、この新規ファミリー由来のプロテイナーゼはまたブタクサ、アメンドウおよび ガマからも精製した。 50gのメスキート花粉を、5mM CaCl2を含む0.02M Bis-トリス緩衝液200ml、pH 6.5と混合した。この混合物を低温室(4℃)で42-48時間撹拌した。次に抽出物を 30分間48,200×gで遠心分離した。 上清を固体硫酸アンモニウムで30%飽和として10分間静置し、次に48,200×g で20分間遠心分離した。次に上清を固体硫酸アンモニウムで60%飽和として10分 間 静置し、上記と同様に遠心分離した。 沈殿物を、100mlの5mM CaCl2を含む0.02M Bis-トリス緩衝液(pH6.5)に溶解し 、同じ緩衝液を2回交換して4時間透析した。透析したタンパク質溶液を0.4M酢 酸ナトリウム緩衝液(pH3.8)でpH4.5とし、そして48,200×gで15分間遠心分離し た。上清を1.0Mトリス-HCl(pH8.0)でpH6.5とし、そして5mM CaCl2を含む0.02M Bis-トリス緩衝液、pH6.5に対して24時間、緩衝液を2回交換して透析した。 透析物を、5mM CaCl2を含む0.02M Bis-トリス緩衝液、pH6.5で平衡化したCib acron Blue セファロースカラム(3.0×27.0cm(190ml容積))に添加し、そしてカ ラムを同じ緩衝液で洗浄した。排除容積内にプロテイナーゼが溶出するため、直 ちに回収を開始した。各フラクションについて実施例5に記載の通り、プロテイ ナーゼおよびアミダーゼ活性のアッセイを実施し、そして活性のピークを保持し た。 活性フラクションをプールし、DEAE-sephacelカラム(3.0×18.0cm(127ml容積) )に供し、A280nmが0.050より小さくなるまで洗浄した。次に0.02M Bis-トリス緩 衝液、pH6.5、5mM CaCl2中0〜0.5M NaClの直線勾配で溶出を実施した。 活性フラクションを回収、プールし、そして固体NaClを添加して最終濃度2.0M NaClとした。この溶液を次に、0.02M Bis-トリス緩衝液、pH6.5、5mM CaCl2、 2.0M NaClで平衡化したフェニルセファロースカラム(2.0×17.2cm、(54.0mlカラ ム容積))に供した。カラムをこの緩衝液でA280nmが0.05より小さくなるまで洗浄 した。次にすべて0.02M Bis-トリス緩衝液、pH6.5、-5mM CaCl2中の2.0 M〜0M NaClの直線勾配で酵素の溶出物を得た。 フェニルセファロースカラムから溶出した活性フラクションをプール、Amicon フィルター上で約7.0mlに濃縮し、そして0.02M Bis-トリス緩衝液、pH6.5、5mM CaCl2、0.2M NaClで平衡化したSephadex G-150カラム(2.2×90.0cm (342mlカラ ム容積))に供した。タンパク質を同じ緩衝液で溶出させた。 活性フラクションをプールし、5〜10mlまで濃縮し、0.02M Bis-トリス緩衝液 、pH7.0、5mM CaCl2に対して透析し、そして高速タンパク質液体クロマトグラ フィー(FPLC)システムに連結したMono-Q-イオン交換カラムに供した。開始緩衝 液中0.1M NaClでカラムを展開し、続いて同じ緩衝液中0.1M NaCl〜0.25M NaClの 直 線勾配で展開した。酵素は0.15M NaClおよび0.165M NaClの間で溶出された。 実施例2 プロテイナーゼの分子量 実施例1に記載の通りに精製されたプロテイナーゼは、種々の見かけMWを有し 、これは測定に用いたメカニズムに依存する。 Schaggenおよびvon Jagow(1987)Anal.Biochem.166:368-379に記載の方法 に従って、トリシン-SDS-PAGEプロトコールを用いて、ドデシル硫酸ナトリウム ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)を実施した。SDS-PAGEにより85kDと 95kDの間のMWが得られた。 FPLCシステムを用いたゲル濾過によってもMWを測定した。ウシ血清アルブミン と同じ位置にメスキートプロテイナーゼのピークが溶出したことから、MWは67kD 付近と思われた。従って、本タンパク質の流体力学は、この測定に用いた方法に 依存して多様なMW値を与える。 実施例3 タンパク質アミノ酸残基の配列 タンパク質シークエンサーを用いて10サイクル後もアミノ酸残基が検出されな かったことから、本プロテイナーゼはブロックされたアミノ末端を有している。 そこでまず本プロテイナーゼを小フラグメントに切断し、そしてそのフラグメン トの配列決定をすることにより、タンパク質の配列決定を実施した。 トリプシン消化のため、400μg(4.4nmol)のメスキート花粉プロテイナーゼを 6Mグアニジン-HClとともに37℃で30分間インキュベートした。次に3.2nmolのジ チオトレイトール(DTT)を添加し、窒素でフラッシュし、そして混合物を2時間 インキュベートした後、48nmolのヨードアセトアミドを添加し、さらに暗所で2 時間インキュベートした。次に混合物を一夜、2リットルの50mM重炭酸アンモニ ウム(pH7.0)に対して透析した。TPCK-処理ウシトリプシン(トリプシン対プロテ イナーゼ、1:50の割合で)を5mM CaCl2とともに透析プロテイナーゼに添加し、 そして混合物を6時間インキュベートし、次に凍結乾燥した。凍結乾燥した試料 をHPLC用水で1.0mlとし、そしてMicro Pak SPカラムを用いてWaters Associates HPLC上で展開した。ペプチドのピークを回収し、そして配列決定のために凍結 乾燥した。 臭化シアン(CNBr)消化のため、200μg (2.2nmol)のメスキート花粉プロテイナ ーゼを300μgのCNBr(CNBrに対するプロテイナーゼ中メチオニン残基数のモル比1 :100)および70%ギ酸を含む700μl中で、20℃で20時間、暗所で窒素をフラッシュ しながらインキュベートした。試料をHPLC用水で10倍に希釈し、そして凍結乾燥 した。凍結乾燥試料を試料用緩衝液に溶解し、SDS-PAGE上で展開後、タンパク質 染色したPVDP膜より電気溶出し、そして配列決定のためバンドを切り出した。 高速液体クロマトグラフィーとオンラインで結ばれたApplied Biosystems,In c.、モデル#4a77Aまたは470Aを用いて、配列決定を実施した。製造者の指示に従 って本操作が実施され、そしてこれはすべてエドマン分解操作に基づいていた。 下記のアミノ酸残基配列が得られた: (1)TLAGKEYAQYXR(トリプシン消化) (2)KGPYXYXYYX(トリプシン消化) (3)TLAGKEYAQYXR(トリプシン消化) (4)FNFYLDVSKPEEGLKVLTPXR(トリプシン消化) (5)ENGLPNIIVYHLPPIGGPL(トリプシン消化) (6)MEGIDTTVSHR(トリプシン消化) (7)IKEDDTTAPLR(トリプシン消化) (8)DEILRPDXAXLXRLGTEQX(臭化シアン消化) (9)XXFYFYMXSYXP(V-8プロテイナーゼ消化) すべての場合において、Xは同定されなかったアミノ酸残基を示す。 実施例4 メスキート花粉プロテイナーゼをコードするcDNA 本明細書に記載のようにメスキート花粉プロテイナーゼをコードするcDNAを得 、サブクローニングし、そして酵母中で発現させた。特に言及しない限り、分子 生物学の技術はSambrookら、Molecular Cloning 第2版、Cold Spring Harbor L ab oratory Press (1989)によって記載された方法に従った。ポリA+ RNAを、Jerome , AZで収穫した新鮮発芽メスキート葯から単離し、PCR分析用に第一鎖cDNAを作 成するために使用した。簡単に説明すると、ChomczynskiおよびSacchi(1987)A nal.Biochem.162:156に記載のAGPC法に従って、非脱脂メスキート花粉からRNA を単離し、そしてオリゴd(T)クロマトグラフィーに供した。Zapfら(1990)J.B iol.Chem.265:14892に記載の方法に従って、10μgの作成ポリA+ RNAを用いて 複合性2×106のλZAPII(Stratagene,La Jolla,CA)cDNAライブラリーを作成 した。 cDNAライブラリーを用い、メスキート花粉プロテイナーゼのトリプシン処理ペ プチド配列の既知のアミノ酸配列に基づく縮重プライマーを用いて、PCRで配列 を増幅することによって、プローブを作成した。プライマーは、ABIモデルNo.39 4 DNA/RNAシンセサイザー上で、ホスホルアミダイト化学により製造者の指示に 従って作成した。下記のヌクレオチド、MK-39-50、256倍縮重プライマーは、コ ーディング鎖に対応する。 下記のヌクレオチド、MK-42-44、32倍縮重プライマーは、非コーディング鎖に対 応する。 両プライマーは、4つのヌクレオチドによってコードされるゆらぎ位置にイノシ ン、およびPCRフラグメントのクローニングを促進するためのEcoR1制限エンドヌ クレアーゼ部位を含む。 ホットスタートPCRを用いて、下記の通り、非特異性のアニーリングを抑制し た。100pmolの各プライマーに、最終濃度200μMのdNTP、2.5mM MgCl2および1× PCR緩衝液を添加し、1個のAmpliwaxビーズと共に80℃に加熱した。反応物を25 ℃に冷却し、そして残りの5μl第一鎖cDNAテンプレート、2単位Taq1ポリメラ ーゼおよび水を添加して100μlとした。反応は、94℃で1分間、次いで32℃で10 分間で10サイクル行い、続いて、94℃で1分間;55℃で1分間;72℃で1分間で2 5サイクル行い、7分間72℃で終了した。 300bpのPCR産物を、トリプシン処理ペプチドに基づく下記のプローブ、HG-3-2 3、12倍縮重非コード化鎖オリゴマーで、サザンブロット分析により同定した。 この300bp PCRフラグメントを、製造者の指示に従って、PCRプライマーによっ て生産されたEcoRI部位を用いてpCR-script (Stratagene)のEcoRI部位にクロー ニングした。A6と呼ばれるこのクローンは、プローブHG-3-23でドットおよびサ ザンブロットにより同定された。配列分析により、このクローンはプライマーお よびプローブとして用いられる3'領域を含むことが明らかにされた。 メスキート花粉ライブラリーをクローンA6由来の300bp EcoRIフラグメントで スクリーニングし、部分cDNAクローンを同定した。2.1Kb cDNAが同定された。図 2は、 MPP1-1 (1-1)と呼ばれるこのクローンの制限エンドヌクレアーゼ地図を 示す。MPP1-1は完全長ではないため、300bp BglII/HindIII 5'フラグメントを、 さらにcDNAライブラリをスクリーニングするためにプローブとして使用し、そし て1.6Kbクローンを単離し、そしてMPP8-3(8-3)と呼んだ。図2は、MAPP8-3の制 限エンドヌクレアーゼ地図を示す。このクローンは、Aリッチ領域の内側でプラ イマーが開始したと思われ、そして図2に示すとおり、5'末端の推定イニシエー ターのメチオニンまで伸張し、そして3'末端近くの単一のEcoRI部位でMPP1-1と 重複する。 MPP8-3由来の5'BglII/EcoRIフラグメントおよびMPP1-1由来の3'EcoR1/Xho1フ ラグメントを、BamHI/XhoI消化pBluescript (Stratagene)ベクターに連結した。 この再クローン化フラグメントは、メスキート花粉プロテイナーゼの全オープン リーディングフレームと80bpの5'非翻訳配列を含む;3'末端で停止コドンのすぐ 後のXhoI部位を含む。この複合全長コドンをMPPと呼ぶ。 全長cDNAの両鎖を、最初のM13へのサブクローニング後、サンガージデオキシ 法で配列決定した。 次のヌクレオチド配列が得られた。コードされるアミノ酸残基を、配列のすぐ 下に示す。 図2に示されるように、MPP cDNAは、772アミノ酸残基の1つのオープンリー ディングフレームをコードする。完全長のタンパク質の推定される分子量は、88 kDで、推定pI 5.3である。3つの可能なN-連結グリコシル化部位、アミノ末端で の29アミノ酸残基の可能なシグナル配列、およびカルボキシ末端での200アミノ 酸残基伸長部(stretch)が存在し、この伸長部は、E.coliプロテアーゼIIに対し て63%の同一性、およびセリンプロテアーゼのプロリルエンドペプチダーゼファ ミリーに対する減少した相同性、ならびに同一の触媒作用の三つ組のアミノ酸残 基順序Ser、Asp、Hisを有する。この特定のアミノ酸残基の配置は、この酵素を ズブチリシンおよびキモトリプシンファミリーとは別のクラスの酵素に配置する 。 組換え遺伝子によりコードされるタンパク質を発現するために、完全長のMPP 配列を、酵母発現ベクターpYT中に以下のような2段階プロセスでクローン化し た。pYTは、自律複製のための酵母2μm配列、酵母における選択のためのURA3お よびLEU2d遺伝子、およびE.coliの複製起点とアンピシリン耐性遺伝子の両方を 含むpBR322配列を含む15.2 Kbのベクターである。pYTはまた、BamHIおよびSalI のユニークなクローニング部位から下流に、翻訳終結のために必要なαファクタ ーターミネーターを含む。そのような大きなベクター中にユニークなクローニン グ部位を欠くので、初期のサブクローニングでは、目的の遺伝子と、プロモータ ーおよび/または他のシグナル配列のフレームの合った(in-frame)挿入を必要と した。MPP発現には、グルコースで調節可能なアルコールデヒドロゲナーゼII(AD H2)遺伝子(Shuster (1989)) Yeast Genetic Engineering,Butterworths,Massa chusetts,83-107頁)が使用された。このADH2プロモーターは、PCRによりクロー ン化され、そしてpBluescript NotI/XhoI制限エンドヌクレアーゼ部位中に連結 した。また、PCRフラグメント中に、発現されるべき遺伝子のin-frame挿入のた めに、プロモーターの3'末端にクローニング部位XbaIが含まれる。完全なカセッ トが、ADH2プロモーターの5' BamHI部位およびMPPの3'末端のXhoI部位で切除さ れ得、そしてpYTのBamHI/SalI部位中にクローン化し、プラスミドMPPpYTを得た 。pBluescript構築物を図3に示し、そしてPYT構築物を図4に示す。 MPPpYTプラスミドを、LXR1 ([cir0]、MATa、leu2、trp1、ura3-52、prb1-1122 、pep4-3、prc1-407)と呼ばれる酵母株を形質転換するために使用した。この株 は、BJ2168(Berkeley Type Culture Collectionに寄託)の内因性プラスミドを、 Barrら(1987) Biotech.5:486に記載されるようにウラシル選択を用いるスフェ ロプラスト法により、取り除いた(cured)株である。形質転換体を、ロイシンを 含まないプレートで維持した。形質転換体を、グルコースが枯渇し、そしてADH2 プロモーターが脱抑制されて組換えMPPを発現する時点の48〜72時間YEPD培地中 で生育させた。 実施例5 プロテイナーゼインヒビタープロファイル プロテイナーゼを特徴付けるために、実施例1で記載されたように精製された タンパク質のインヒピタープロファイルを、以下のように測定した。 トリプシン様活性の阻害には、全容量1.0 ml中に、花粉抽出物、バッファー(0 .1 Mリン酸ナトリウム、pH 7.4、0.15 M NaCl)、およびBz-L-Arg-pNA(基質) の インキュベーション混合物からなるコントロールを使用した。この混合物を、10 分間室温でインキュベートした。50μlの氷酢酸を添加し反応を停止した。その 後、405nmで読み取りを行い、タンパク質分解性開裂を示す黄色の着色の出現を 測定した。p-ニトロアニリンの遊離を定量化し得、加水分解の進行を示す。 各インヒビター試料によるプロテイナーゼの阻害を試験するために、種々の量 の各インヒビターを、Bz-L-Arg-pNAを含まない、基礎インキュベーション混合物 に添加し、5〜10分間プレインキュベートし、次いで基質を添加し、そして混合 物を上記のように処理した。各試料に対するプロテイナーゼの阻害を、コントロ ールに対する値とインヒビターを含む各試料に対する値との間の差異として測定 した。 EDTA(Baker)、ロイペプチン(Calbiochem)、アプロトニン(Bayer)およびオボム コイド(Worthington)以外の全てのインヒビターはSigma Chemical社から購入し た。トマトおよびポテトインヒビターはC.Ryan博士の贈物であった。使用したイ ンヒビターの濃度は以下であった:PMSF(4 mM)、B(EDTA);(4 mM);システイン( 4 mM);ベンズアミジン(10 mM);アンチペイン(0.1μg/ml);ロイペプチン(0.2 μg/ml);TLCK(0.5 mM)(メスキート(mesquite)/12%;ルスランシア(rhuslanci a)/3%);およびブタクサ(ragweed)/6%);TPCK(1.0 mM);E-64(0.2 mM);P -アミノベンズアミジン(10 mM);アプロトニン(0.5 mg/ml);オボムコイド(0.5m g/ml);SBTI(0.5 mg/ml);LBTI(0.5 mg/ml)および2-1-PI(1.2 nmol)。 カゼイン分解活性の阻害を測定するために、アッセイは、0.4 mlの花粉抽出物 、0.1 mlのバッファー(0.1 Mリン酸ナトリウム、pH 7.4、0.15 M NaCl)および 0.25 mlの3%のアゾカゼインのインキュベーション混合物から構成された。こ の混合物を37℃で24時間または48時間をインキュベートし、その時点で、0.75 m lの10%のトリクロロ酢酸(TCA)を添加した。アゾカゼイン溶液の添加の前に、基 礎インキュベーション混合物にインヒビター(5 mM、0.4 ml)を5〜10分間にわ たって添加した。アゾカゼイン単独および抽出物単独でのコントロールも行った 。タンパク質分解開裂が起こる場合は、酵素活性、可溶性の黄色カラーが上清に 残り、そしてカゼインおよび開裂されていないアゾカゼインが沈澱物に残ること を示す。 得られたデータは表1および2に示す。表1は、-選択された花粉中におけるト リプシン様活性の阻害スペクトルを示し、そして表2は、花粉におけるカゼイン 分解活性の阻害スペクトルを示す。 プロテイナーゼはいずれの通常のプロテイナーゼインヒビターによっても影響 されない。これらは、α-1-PI、大豆トリプシンインヒビター、リママメトリプ シンインヒビター、トマトトリプシンインヒビターI、IIおよびPC1、ポテトト リプシンインヒビターPCT1およびタバコインヒビターTlI、トシル-L-フェニルア ラニンクロロメチルケトン(TPCK)、E-64(トランス-エポキシスクシニル-ロイシ ルアミド-(4-グアニド)ブテイン)PMSF、エチレンジアミンテトラ酢酸EDTA、ベ ンズアミジン、p-アミノベンズアミジンならびにクニッツ塩基性の膵臓のトリプ シンインヒビターを包含する。その後、トマト、ポテトおよびタバコインヒビタ ーを精製したプロテイナーゼについて試験して、不活性であることが見出された 。 阻害は、PMSF、DFP、ベンズアミジン、アンチペイン、ロイペプチンおよびTLC Kについて見出された。従って、プロテイナーゼは、酵素のメタロプロテイナー ゼクラスまたはシステインプロテイナーゼクラスのいずれかのメンバーではない ようである。これは、この酵素がプロテイナーゼのセリンクラスのメンバーであ ることを示す。 実施例6 種々の粗製花粉抽出物のプロテイナーゼ活性のアッセイ 本明細書に記載のファミリー中のその他の花粉がプロテイナーゼを含有するか どうかを測定するために、表3に示した花粉について、粗精製を行い、そしてそ れらの活性をアッセイした。表3では、星印を付けた植物は、アレルギー性が弱 いまたはないことが見出された。 粗精製を以下のように行った:3.0gの0.5mmのガラスビーズの存在下で、1.0g の花粉を12.0mlの0.1Mのトリス-HCl、pH8.0;および0.15M NaClと混合した。試 料を10分間ボルテックスし、続いて、48,000×gで20分間遠心分離した。 続いて、以下の系における活性について、粗分画を試験した:アゾカゼイン分 解、生皮粉末(hide powder)、エラスチンエステラーゼ、カテプシンGエステラー ゼおよびトリプシン様活性。 アゾカゼイン分解アッセイを実施例5に記載されるように行い、カゼイン分解 活性の阻害を記載されたように測定した。得られた結果は、表4に示す。表4で は、星印を付けた植物は、アレルギー性が弱いまたはない。 生皮粉末アッセイを以下のように行った:10mgのブルーの生皮粉末を0.8mlの バッファー(1.0Mトリス-HCl、pH8.0、0.15M NaCl、1%Brij)および0.4mlの花 粉抽出物と混合した。生皮粉末または花粉抽出物単独のコントロールも使用した 。連続的に振動しながら、試料を37℃で2.5、5.0、および24時間インキュベート した。所定の時間の終わりに、試料を沈澱させ、そして上清中のカラー発色を59 5nmで読みとった。得られた結果は表5に示す。表5では、星印でマークした植 物は、アレルゲン性が弱くもしくはない。ブルーの生皮粉末は不可溶性であるが 、この酵素が活性を有する場合は、染料に結合したペプチドのタンパク質分解性 の遊離が存在し、すなわち、染料を含有する可溶性のペプチドフラグメントが、 試験されるプロテイナーゼの効果的な指標として、定量的に測定される。 エラスチンエステラーゼアッセイを以下のように行った: 0.1Mリン酸ナトリ ウムバッファー、pH7.4、0.15M NaClおよび0.04mlのSuc-Ala-Ala-Ala-pNA(5mM)( Sigma)中で、0〜0.5mlの花粉抽出物または精製した酵素を20分間インキュベー トした。次いで、上記のように、405nmでの吸光度を、基質切断の尺度として読 みとった。得られた結果を表6に示す。表6では、星印でマークした植物は、ア レルギー性が弱いまたはない。 カテプシンGエステラーゼ活性アッセイを以下のように行った:0.1Mリン酸ナ トリウムバッファー、pH7.4、0.15M NaClおよび0.01mlのSuc-Ala-Ala-Pro-Phe-p NA(50mM)中で、0〜0.5mlの花粉抽出物または精製した酵素を10分間インキュベ ートした。次いで、上記のように、405nmでの吸光度を、基質切断の尺度として 読みとった。得られた結果を表7に示す。表7では、星印でマークした植物は、 アレルギー性が弱いまたはない。 トリプシン様活性および血漿カリクレイン活性アッセイを以下のように行った :0.1Mリン酸ナトリウムバッファー、pH7.4、0.15M NaClおよび40μlのPro-Phe- Arg-pNA(5mM)(Sigma)中で、0〜0.5mlの花粉抽出物または精製した酵素を10分間 インキュベートした。次いで、上記のように、405nmでの吸光度を、基質切断の 尺度として読みとった。得られた結果を表8に示す。表8では、星印でマークし た植物は、アレルギー性が弱いまたはない。 実施例7 精製したタンパク質の活性アッセイ 花粉から精製したメスキート花粉プロテイナーゼを試験し、その活性をより充 分に特徴つけるために、そのアミノ酸残基特異性を測定した。アミノ酸残基の特 異性を測定するプロトコールは周知の配列のペプチドを用い、そして以下のよう であった。1.0mlの25mM重炭酸アンモニウムバッファー、pH7.8;5mM塩化カルシ ウム;および0.125%アジ化ナトリウム;をインスリン;メリチン;またはダイ ノルフィンフラグメント1-13のいずれかの250μgに加え、そして良く混合した。 時間0の時点で80μlを取り出し、一方80μlをまた37℃で一晩インキュベートし た。続いて、実施例1に記載されているように精製した14μlの精製メスキート プロテイナーゼ (10.08μg)(ペプチド基質に対するプロテイナーゼのモル比1: 25)を添加し、良く混合し、そして37℃でインキュベートした。各時点(0、0.2 5、1.0、5.0および24時間)で、166μlの試料を取り出し、ドライアイスで素早 く凍結し、そして分析まで凍結貯蔵した。試料を解凍し、ペプチドフラグメント をHPLCにより分離し、ペプチドピークを収集し、そしてアミノ酸組成について分 析した。 プロトロンビンの活性化ためのプロトコールは以下であった:実施例1に記載 されているように精製した0.74、1.48または2.22μgのメスキートプロテイナー ゼを、0.1Mトリス-HCl、pH 8.0;0.15 M NaCl;および5mM塩化カルシウム中、0. 2mlの最終容量ので10または20μgのプロトロンビン(Calbiochem)と共に90分間 までの間インキュベートした。続いて、0.8 mlの同じバッファーおよびトロンビ ンの基質であるH-D-Phe-Plp-Arg-pNA(Kabi Pharmaceuticals)を加えた。10分間 のインキュベーション後、酢酸を添加して反応を停止し、そして405nmでの吸光 度を測定した。メスキートプロテイナーゼがこの基質をも開裂させるため、かな り遅いにもかかわらず、プロトロンビンを有しないコントロール、およびプロテ イナーゼを有しないコントロールを測定し、そしてそれらの加水分解速度をプロ テイナーゼおよびプロトロンビンの混合物に見出された加水分解速度から引いた 。 活性プロテイナーゼ画分は、アルギニン残基の後、およびずっと少ない程度で リジン残基後で合成基質およびタンパク質の両方を特異的に加水分解すると分か った。メリチンおよび酸化インスリンB鎖を含む試験されたタンパク質は、この 酵素によって加水分解されなかった。Lys-Ile結合において開裂を必要とするト リプシノゲンのいかなる活性化も存在しなかった。しかし、ダイノルフィン(1-1 3)の小さなペプチドフラグメントは、Arg-Arg残基とArg-Ile残基との間で開裂さ れた。さらに、Arg-Ileペプチド結合の間で開裂を必要とするプロトロンビンの 活性化、および同じタイプのペプチド結合において開裂をまた必要とするプレカ リクレイン(PK)転換は存在した。多くの合成基質(D-pro-phe-arg-p-ニトロアニ リド(Sigma);およびBz-L-Arg-pNA(Kabi Pharmaceuticals))もまた、この酵素 によって速やかに加水分解した。 実施例8 花粉プロテイナーゼのプレカリクレイン活性化 プロテイナーゼがヒトの免疫系に生理学的影響を及ぼすかどうか決定するため に、粗抽出物を試験して、PKを活性化する能力について測定した。PKはカリクレ インへと活性化され、これは次にキニノーゲンを血管拡張薬であるブラジキニン へと活性化する。ブラジキニンは、いくつかのアレルギー性反応症状の原因とな る。 表9に示すように、プロテイナーゼは、Hageman因子欠損血漿中でPKを活性化 する。従って、この酵素は、血管作用剤(vasoagent)であるブラジキニンの生成 の間接的な原因であり得る。 このアッセイは、実施例5に記載したようにして調製された粗花粉抽出物の1 :25希釈物の60μlを、0.1MのNaPO4バッファー、pH 7.4;0.15MのNaClを含むバ ッファー中において、37℃で30分間インキュベートした60μlのPK(Dr.Bruce Zo ran、Scripps Research Institute、LaJolla、Californiaから寄贈)に添加する ことによって行った。次いで、この試料を2つの等量のアリコートに分割し、そ して半分を0.3μgのSBTI(Sigma)で処理し、そして他の半分をバッファーで処理 した。 次いで、D-Pro-Phe-Arg-pNA(S-2302、Kabi Pharmaceuticals)を用いて、各試 料をカリクレイン活性についてアッセイした。得られた結果を表9に示す。 実施例9 メスキート花粉プロテイナーゼによるプロトロンビンの活性化 実施例1に記載のように精製されたメスキートプロテイナーゼを、プロトロン ビンを活性化する能力について試験した。この活性アッセイは実施例8に記載さ れたようにして行った。データを表10に示した。ここで実施例1に記載のよう に、プロテイナーゼを精製し、そして濃度を測定した。 表10に示されるデータは、プロトロンビンがメスキートプロテイナーゼによ ってトロンビンに転換されることを示す。従って、この酵素による凝集系の活性 化は、インビボで生じ得た。 1つまたは複数の酵素が血漿中で直接キニノーゲンからブラジキニンを遊離す るのか、あるいは間接的な機構が唯一の経路であるのかを決定する実験が、現在 進行中である。 実施例10 モルモットにおける血管透過性増強反応を試験するためのプロトコル プロテイナーゼが生理学的影響を及ぼすかどうかを決定するために、血管透過 性を増大させる能力を測定した。80mg/kgのケタミンを用いてモルモットを麻酔 し、その後、中足静脈にEvans Blue Dye(30mg/kg)を注入した。最初に、プロテ イナーゼ溶液を、ヒト血漿との30分間のインキュベーションに供した。次いで、 このプレインキュベートしたプロテイナーゼ溶液を、モルモットの剃毛した背中 に皮内注射した。15分後、Metofane(メトキシフルラン)で麻酔されたままで、 頚動脈切断法を用いて放血することによって、モルモットを安楽死させた。背中 の皮膚を剥離し、そして15mmのパンチバイオプシー装置を用いて、注入部位を得 た。ホルムアミドを用いて皮膚からの染料を抽出し、そして620nmで分光学的に 測定した。得られた結果を表11に示す。 時間経過の研究によって、血管透過性増強因子の産生のピークは30分であるこ とが示された。モルモットの皮膚への直接的なプロテイナーゼの注射は、血管透 過性反応をほんのわずかのしか与えないか/全く与えなかった。対照的に、100n gのブラジキニンは、46μgの染料の遊離を引き起こした。 実施例11 酵母中で産生される組換えメスキートプロテイナーゼの分析 1.活性アッセイ 酵母コントロールおよびMPP発現培養物(rMPP)を遠心分離し、そして細胞ペレ ットをTE + 0.1% Triton X-100中で、0.5mMのガラスビーズと共にボルテックス をかけて、溶解した。澄明になった溶解物を、実施例6に記載の方法に従って、 5mMのK2HPO4、15mMのNaCl(pH8) 中の5mMのpyro-GluGlyArgpNA(pNA)に対する タンパク質分解活性についてアッセイした。試料を、pNA転換速度を測定するた めの速度論的アッセイにおいて405nmで分光計で測定し、あるいは、単に37℃で インキュベートし、そして単一の測定値(single reading) を得た。種々のpHレ ベルで培養したrMPP培養物は、酵母コントロールよりも5〜8.5倍高い活性を示 した。得られた結果を図5に示す。 2.インヒビター結合。溶解物を、クロロメチルケトンインヒビターに不可逆 的に結合する能力についてアッセイした。インヒビターTyrAlaLysArgC-Kを125I で標識し、そして上記のようにして得られた、形質転換されたMPPpYT、および形 質転換されていないLXR1酵母の両方からの4〜10μgの溶解物に添加した。実施 例1に記載のように得られた、5μgの粗製のメスキート花粉抽出物もまた、コ ントロールとして、このインヒビターで標識した。タンパク質を15%SDS-PAGEで 分離し、クーマシー染色し、そして乾燥したゲルをX線フィルムに感光させた。 得られた結果は、メスキート花粉粗抽出物が、rMPPと同じ分子量のプロテイナー ゼを含むことを示す。メスキート花粉抽出物およびMPPpYTで形質転換された酵母 からの抽出物の両方は、インヒビターに結合する、見かけの分子量が同じタンパ ク質を含むが、 MPPpYTで形質転換されていない酵母の抽出物は、このタンパク 質を含まない。 上記発明を、理解を明確にするために、例示および実施例によってある程度詳 細に記載したが、特定の変更および改変が実施され得ることは、当業者には明ら かである。従って、この説明および実施例は、添付の請求の範囲に叙述された本 発明の範囲を限定することを意味しない。Detailed Description of the Invention   Novel family of pollen proteinases, methods of use and compositions derived therefrom   This invention was supported in part by National Institutes of Health Grant No. HL26148. The government has certain rights in this invention.Field of the invention   The present invention includes the field of pollen allergy, pollen proteinases and proteinases. And a method of using the same.                                Background of the Invention   It has long been known that pollen is allergic. Once the immune system is involved in pollen An immune response to pollen occurs when exposed to a series of proteins. Skin or mucous membrane There is also a "pre-immune" response that is largely associated with contact with pollen . These include itching, watery eyes and other well known physiological reactions. Allergue The physiological responses to The mechanism is unknown.   A family of allergenic proteins from rye grass pollen , LolpI, LolpII and LolpIII have been characterized. Perez et al. (1990)J. Bio 1. Chem .,265: 16210-16215; and Griffith et al., (1991).FEBS,279: 210-215 . This protein was obtained from Lolium perenne (Ryegrass) and LolpI It appears to be the major allergen for ryegrass allergy. matured, Glycosylated LolpI has a molecular weight (MW) of approximately 35,000 daltons and is It has been shown to be a key IgE binding protein. These proteins are flowers Found in the cytosol of flour. Their function is unknown.   Proteins from other common allergens have also been isolated. Dust mite In the (dust mite), a protein called Der pI, and anti-tick IgE antibody, It has been identified as reacting up to 80% of allergic sera. Der pI cloned And has been sequenced. Chira et al. (1988),J. Exp. Med.,167: 175-182 . Sequence analysis showed that Der p I was homologous to cysteine proteinase, And in fact it has cysteine proteinase activity.   Aspergillus fumigatus causing allergic bronchopulmonary aspergillosis Is a proteinase that has been proposed to be a proteinase capable of inducing human epithelial segregation. Including Rugen. Robinson et al. (1990)J. Allergy Clin. Immunol.,86: 726-731 . A. fumigatus grows in the sputum plug adjacent to the airway wall for a long period of time. Since proteinases are released only by the hyphae of fungi, proteinases Can cause chronic lung damage that occurs during airway colonization. Argued. Robinson et al. (1990). Causes serine protease activity The protein or proteins have a molecular weight of 20-35 kD.   Whether proteinases are involved in the allergic response to pollen is yet to be determined Not determined. For example, the Lolp protein discussed above is highly allergic. However, it has no proteolytic activity. Protease involved in immune response Inase identification tests whether an individual is allergic to pollen In identifying drugs that can reduce the allergic response. In developing a therapy involving an agent such as, and such treatment or It is particularly useful in monitoring patient response to treatment.   The present invention meets these and other needs.                               Summary of the Invention   A new family of proteins has been identified. This protein is allergenic It is derived from pollen and exhibits serine proteinase-like activity. This protein is When measured by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Approximately 85-95 kD molecular weight; and fast protein liquid chromatography (Fast Prot has a molecular weight of about 67 kD as measured by ein Liquid Chromatography) . The apparent molecular weight depends on the glycosylation state of the molecule. This protein is α-2-macroglobulin (α-2-M), α-1-proteinase inhibitor (α-1-PI) , And resistant to inhibition by trypsin inhibitors, and phenylmeta N Sulfonyl fluoride (PMSF), difluorophenol (DFP), benzamidine , Antipain, leupeptin and tosyl-L-lysine chloromethyl ketone (TLCK ) Is susceptible to inhibition.                             Brief description of the drawings   FIG. 1 is a comparison of various serine proteinases.   Figure 2 is a full-length gene encoding a mesquite pollen proteinase. The subclones combined to obtain   Figure 3 shows pBlu containing the full-length gene encoding the mesquite pollen proteinase. The escript construct is shown.   Figure 4 shows pYT containing the full-length gene encoding mesquite pollen proteinase. The construct is shown.   Figure 5: Proteinase activity of recombinant pollen proteinase expressed in yeast Is shown.                               Aspects of the invention   A new family of proteinases includes mesquite, almond, and gama (typha), Ruslancia (Rhuslancia), Ragweed (ragweed), Japanese cedar (Japanes) e cedar), ryegrass and pine (including but not limited to It has been shown to be present in a wide variety of pollens. These pollen proteins Nase (hereinafter referred to as “proteinase”) is substrate-specific for Arg-Arg and Arg-Ile. Shows serine proteinase-like activity. This proteinase activity is Correlates with the allergenicity of pollen.   When isolated from pollen, this proteinase has a molecular weight (MW) of approximately 70-90 kD. You. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) The measured molecular weight is approximately 85-95 kD, and high performance protein liquid chromatography The MW is about 67 kD as measured by chromatography (FPLC). This proteiner Is resistant to inhibition by α-2-M, α-1-PI, and trypsin inhibitors. And PMSF, DFP, benzamidine, antipain, leupeptin and TLC Sensitive to inhibition by K.   Mesquite DNA encoding a pollen proteinase has now been cloned and Have been sequenced. Therefore, the present invention provides a recombinant gene and Included proteins. This proteinase has various serine protein It has homology to inase. Figure 1 shows several serine proteinase families. Shown in   The data presented in the examples below show that allergic pollen is more prevalent than non-allergenic pollen. It is shown that it has a higher proteinase activity. Therefore, proteinase The only mechanism whose activity affects allergenic and other non-allergic responses However, the degree of proteinase activity is not allergenic. Related. Trypsin-like activity (cleavage after arginine substrate) is detected by DFP or PMSF. Inactivation causes a total loss of proteinase activity in the crude pollen extract. , Show that it is the major proteinase in pollen samples.   The purified form of proteinase is used, for example, for diagnosis of allergy victims. Individuals for allergic response in prescribing both In formulating a diagnostic agent for testing In a vaccine that can treat allergies in monitoring efficacy , And regulate the effects of proteinases on cells involved in allergic responses Are useful in a method of identifying a drug. Induced against purified proteinase The resulting antibodies are useful for many purposes, including immunodiagnostics. The present invention also provides a Inase and the newly determined amino acid sequence of the purified polypeptide Cloning of a polynucleotide encoding a possible related gene and Includes recombinant expression.   These proteinases are found in most of the known allergic Since it has been detected in pollen of seeds, the compositions and methods of the present invention can be used in other Widely applicable to rugie pollen. For example, other highly advanced sources such as Japanese cedar. Allergic pollen is now thought to produce homologous peptides, hence , Included in the embodiments discussed herein.   Although proteinases have proteolytic activity, their biological The effect may not be directly related to this activity. Early non-immunological response above The answer is, for example, cell binding, or these newly digested proteins are itchy. May be due to proteolytic activity on other proteins that give Similarly, non- The immunological response can be directly triggered by proteolytic activity, while the immune response The response may be due to a non-proteolytically active epitope. In fact, a wide range of substrates Is the role of these proteinases in generating physiological responses. , May be due to non-proteolytic events. Such events are limited But not cell surface events to regulate receptor signaling Includes.   However, the important role of proteinases in the allergic response to pollen is , Allergic individuals affected by possible mechanisms of response to proteinases Not done. Provided by the fact that the exact mechanism is not specified The widespread applicability of the diagnoses, treatments and therapies undertaken does not diminish.   All references cited above (below and below) are hereby incorporated by reference. Is used as.   Proteinases have been isolated from pollen or used for chemical synthesis or recombinant means. Included are variants or fragments of the full-length proteinases produced thereby. Normal Is such a protein at least relative to the native (wild type) proteinase. More than about 50%, preferably more than about 90%, and more preferably at least 90% homologous. Is also about 95% homologous. Also, under stringent conditions, A polynucleotide that hybridizes to a polynucleotide encoding the enzyme code The protein encoded by the protein Also included are closely related polypeptides recovered by serum.   The length of polypeptide sequences compared for homology will generally be at least about 16 amino acids. Acid residues, usually at least about 20-24 residues, typically at least about 28 residues, and And preferably more than about 35 residues.   The term “substantially homologous” or “substantially identical” when referring to a polypeptide , The polypeptide or protein in question is a naturally occurring protein or its At least about 30% homology to the portion, usually at least about 70% homology, and Ma More specifically, it means having at least about 95% homology.   Homology for polypeptides is typically determined using sequence analysis software. To be measured. For example, Sequence Analysis Software from Genetics Computer Group Package, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University A See venue, Madison, Wisconsin 53705. Protein analysis software Using a measure of homology assigned to various substitutions, deletions, and other alterations. Match similar sequences. Conservative substitutions typically include substitutions within the following groups: Mu: Glycine, alanine; valine, isoleucine, leucine; aspartic acid, Glutamic acid; Asparagine, Glutamine; Serine, Threonine; Lysine, Al Ginine; and phenylalanine, tyrosine.   Polypeptide “fragments,” “portions,” or “segments” are rare Both about 5 amino acids, usually at least about 7 amino acids, typically at least about 9 ~ 13 amino acids, and in various embodiments at least about 17 or more It is a range of amino acid residues of many amino acids.   The terms “isolated,” “substantially pure,” and “substantially homologous” refer to naturally occurring Exchange to describe a protein or polypeptide separated from its components Used as possible. A substantially pure protein is typically a protein sample. About 60-90% W / W, more usually about 95%, and preferably about 99% or more.   Protein purity or homogeneity can be measured, for example, by the polyacrylic acid of a protein sample. Mid-gel electrophoresis followed by gel staining to yield a substantially single polypeptide It can be shown by many means known in the art, such as visualization of the band. Some purpose For higher resolution, use HPLC or other means known in the art. Can be provided.   Proteinases are separated from their natural contaminants in their natural state Substantially free of naturally associated ingredients. Therefore, it is chemically synthesized Alternatively, a proteinase synthesized in a cell line different from the cell of natural origin is Substantially free of naturally associated ingredients. Techniques for synthesizing polypeptides include, for example, Merrifield (1963)J. Amer. Chem. Soc.,85: 2149-2156.   Recombinant proteinases are suitable for expressing proteinase-encoding sequences. By culturing host cells transformed with the expression system described below under various conditions Can be obtained.   Chemically synthesized proteinases are said to be expressed in cognate cell types. However, the polynucleotide encoding the isolated proteinase that is part of the expression vector Proteinases produced as cleotide expression products (ie, "recombinant protein"). Rotinase ") and is therefore considered an" isolated "polypeptide.   Example 1 below is a trypsin from a natural source, mesquite. The purification of protein-like proteinase is described. Recombinant encoding such a protein Protease from other biological materials, such as cells transformed with a polynucleotide. Various methods of isolating the proteinase can be accomplished by methods known in the art. Various methods of protein purification are known in the art, for example:Guide to Prote in Purification , Deutscher Edition,182roll,Methods in Enzymology(Academic Pre ss, Inc .: San Diego, 1990), and Scopes,Protein Purification: Principle s and Practice  (Springer-Verlag: New York, 1982). You can   The partial amino acid sequence of mesquite proteinase was obtained as described in Example 1. , But trypsin, clostripain, or Staph Enzymes such as ylococcus proteinase, or cyanogen bromide (CnBr), O-iodo Sobenzoate, hydroxylamine, or 2-nitro-5-thiocyanobenzoe It was performed using a chemical reagent such as a sheet. The peptide fragment thus obtained The components were separated by, for example, reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC), and And analyzed by gas phase sequencing. Means for the production of peptide fragments, And of such fragments or unfragmented proteins Other means for obtaining amino acid sequences are known in the art. In this specification The method used is described in Methods of Enzymology XI and its continuations. .   Then a partial internal amino acid for the fragment of mesquite proteinase A DNA encoding a proteinase as described in Example 1 using the acid residue sequence. Got the sequence.   Abbreviations for amino acid residues used herein are as follows: Ala (A), a Lanine; Val (V), Valine; Leu (L), Leucine; Ile (I), Isoleucine; Pro ( P), proline; Phe (F), phenylalanine; Trp (W), tryptophan; Met (M ), Methionine; Gly (G), glycine; Ser (S), serine; Thr (T), threonine; Cys (C), cysteine; Tyr (Y), tyrosine; Asn (N), asparagine; Gln (Q), Glutamine; Asp (D), Aspartic acid; Glu (E), Glutamic acid; Lys (K), Li Gin; Arg (R), arginine; and His (H), histidine.   Proteinases include variants of their basic polypeptide sequence, It is substantially homologous to its primary sequence and has a characteristic biological activity of the proteinase ( For example, serine proteinase-like activity, allergenicity, or immunological activity, That is, one or more antigenic determinants recognized by antibodies specific to proteinases. Hold). Such in vivo or in vitro chemical and biochemistry Modifications include, for example, rarely used amino acids, acetylations, and carboxyls. , Phosphorylation, glycosylation, ubiquitination, eg radionuclides and other modifications Labeling can be mentioned.   Various methods for labeling polypeptides, and useful devices for such purposes. Substitutions or labels are known in the art,32Radioactive isotope such as P, labeled anti-body Ligands that bind to ligands (eg, antibodies), fluorophores, chemiluminescent reagents, enzymes , And an anti-ligand capable of acting as a specific binding pair member to a labeled ligand Is mentioned. The choice of label depends on the sensitivity required, the binding to the proteinase (con jugation), stability requirements, and available equipment. Polype The labeling method of peptide is, for example,Molecular Cloning: A Laboratory Manual,2 Edition, Volumes 1-3, edited by Sambrook et al. (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press. Or Current Protocols in Molecular Biology, Ausubel et al., Greene Publishi ng and Wiley-Interscience: New York (1987 and periodic updates) ing.   In addition to the substantially full-length polypeptide, the invention also includes fragments of the polypeptide. Or segment. Such fragments or segments are usually Is at least about 5 to 7 consecutive amino acid residues, typically at least about 9 to 13 consecutive amino acids, and most preferably at least about 20 to 30 amino acids. Or more consecutive amino acid residues. This fragment is a protein It may retain a proteinase-specific or proteinase-specific epitope.   Tandemly repeated proteinase fragments can also be used, for example, in immunogens. Can be useful as or as a very effective competitor for specific binding. Prote Production of antibodies specific for inase or fragments thereof is described below . Methods for recombinantly or synthetically producing tandemly repeated segments , Within the skill of the artisan. Both polyclonal and monoclonal Methods of body production are within the skill of those in the art.   The invention also provides a fusion polypeptide comprising a proteinase or fragment thereof. Provide the code. Homologous polypeptides are two or more proteinase sequences. Can be fused between or between the sequences of proteinases and related proteins. Similarly, different A species fusion is one that exhibits a combination of properties or activities of the proteins from which it is derived. Can be built. Fusion partners include immunoglobulins and ubiquitin bacterial β- Lactosidase, trpE, protein A, β-lactamase, α-amylase, al Includes cold dehydrogenase, and yeast α-mating factor However, it is not limited to these. Godowski et al. (1988)Science,241: 812-816. Fusion The protein is typically produced recombinantly, but can be chemically synthesized.   In other embodiments, proteinase fragments, homologues or variants thereof Polynucleotides encoding (including, for example, protein fusions or deletions) And expression systems are provided. The expression system is transformed into a suitable host cell. When defined as a polynucleotide capable of expressing a proteinase. Poly A nucleotide is a polynucleotide that encodes a natural proteinase or its Having a nucleotide sequence substantially similar to the fragment of   Polynucleotides include RNA, cDNA, genomic DNA, synthetic forms, and sense strands. Contains mixed polymers of both antisense and antisense strands, and chemically or biochemical Containing nucleotide bases that can be modified biologically or that are unnatural or derivatized obtain. Recombinant polynucleotides containing non-naturally occurring sequences may also be used in wild-type Provided by the present invention as a variant of the proteinase sequence. The variant is Other polynucleotides containing deletions, insertions, substitutions of one or more nucleotides, or By, but not limited to, fusion to a sequence.   To obtain the polynucleotide encoding the proteinase, the appropriate cDNA (specific The pollen cDNA library) or the genomic library is the polynucleotide of the present invention. Can be screened as a natural source of tide or Otido involves amplification of sequences present in mRNA, cDNA, or genomic DNA, which Amplification by methods such as, for example, polymerase chain reaction (PCR). Provided by the method.   Amino acid residue sequences of various peptide fragments of mesquite proteinase. Are obtained as described in the Examples section. This proteinase In order to clone the gene encoding all the homologous proteinases, Rigonucleotides are chemically synthesized to generate such peptide fragments. Most or all possible DNA sequences that can be encoded, or such peptides Hybridizes to the native proteinase coding sequence encoding the fragment. One of the few sequences with a high likelihood of being sized was shown. Then oligo A pool of octides or oligonucleotides was used as a probe to Probing and isolation of cDNA or genomic libraries containing coding DNA sequences The sequences that were processed and purified were identified. Then probe the library Or by any of the amplification methods using such degenerate oligonucleotides The resulting polynucleotide sequence itself is a full-length cDNA or Used as a probe or a primer for obtaining the sequence of the sequence.   These oligonucleotides also display homologous proteinases in various plants. Direct cloning of all or part of the encoding gene or genes , Which is useful as a primer for Genomic DNA by a tide amplification method (eg, polymerase chain reaction, or PCR) Present in mRNA or in a cDNA or genomic library This is done by selectively amplifying the proteinase gene. PCR The library can be cloned using either rolling or such degenerate oligonucleotides. Cleaning is an oligonucleotide that corresponds to two or more peptide sequences. In the case of the present invention, when cleotide is synthesized, it is promoted when it is available. It is so. Several proteinase genes have been cloned and When these nucleotide sequences are compared, regions of homology are identified and probed. The probes or primers are designed to include these homologous regions. like this Probes and primers are derived from various plants to obtain other related genes Is useful for direct cloning or screening of libraries.   A polynucleotide typically will be at least about 12-15 nucleotides (or base pairs). ), More usually at least about 21 nucleotides, and most preferably less. Both contain a sequence corresponding to about 35 nucleotides, the length of which depends on the desired use . There may also be one or more introns.   How to construct an appropriate cDNA and genomic library, Methods for screening ibaries, suitable probes, primers (eg PC R primer), polynucleotide purification, amplification, and Recombinant DNA technology suitable for rowing, transformation of host cells, and practice of the invention Other techniques in Sambrook et al. (1989); Ausubel et al. Edition); andPCR Protocols: A Guide to Methods and ApplicationsEdited by Innis et al. , Academic Press: San Diego (1990). Apply such a technique Reagents, such as restriction enzymes, expression vectors, labels, etc. Known in the field, New England BioLabs, Boehringer Mannheim, Amersham, Prom ega Biotec, U. S. Biochemicals, New England Nuclear, and many other vendors Available from sellers, such as commercial sources.   Polynucleotides or fragments thereof are best suited for comparison with other polynucleotides. , About 60% nuclei when sequenced with appropriate nucleotide insertions or deletions. Leotide base, usually about 70%, more usually about 80%, preferably about 90%, More preferably about 95-98% nucleotide base identity with the nucleotide sequence "Substantially homologous" (or "substantially homologous" with another polynucleotide, if Is similar to ").   Alternatively, the substantial homology (or similarity) is the polynucleotide or its Fragments can bind to other polynucleotides under selective hybridization conditions. Present when it hybridizes to The selectivity of hybridization is A hybridid capable of distinguishing a target polynucleotide of interest from other polynucleotides Exists under zation conditions. Typically, selective hybridization is About 55% similarity over a range of about 14 nucleotides, preferably about 65%, and more preferably It occurs when there is a similarity of preferably about 75%, and most preferably about 90%. Ka nehisa (1984)Nucl. Acids Res.,12See: 203-213. It is listed As such, the lengths for homology comparison may be longer and in certain embodiments Usually ranges from about 17 to 20 nucleotides, and preferably about 36 or It is a longer nucleotide.   Hybridization of polynucleotides depends on salt concentration, temperature, or organic Medium, as well as base composition, complementary strand length, and hybridizing polynucleotides. Affected by conditions such as the number of nucleotide base mismatches between It will be easily understood by those skilled in the art. Stringent temperature conditions generally exceed 30 ° C Including temperatures, typically above 37 ° C, and preferably above 45 ° C . Stringent salt concentrations are usually below 1M, typically below 500 mM , And preferably less than 200 mM. But how about the combination of parameters? Is much more important than the measurement of a single parameter. Wetmur and Davidson ( 1968)J. Mol. Biol.,31: 349-370.   An "isolated" or "substantially pure" polynucleotide is a natural protein. A polynucleotide that is substantially separated from other polynucleotide sequences naturally associated with the Nucleotides. This term refers to a poline derived from a naturally-occurring environment. Recombinant or cloned DNA isolates and chemistries including cleotide sequences Include chemically synthesized analogs or biochemically synthesized analogs from heterologous systems. No.   The polynucleotide is engineered in its native state or by methods known to those of skill in the art. Transcription and / or to produce a polypeptide or fragment thereof, if Alternatively, a polypeptide is "encoded" when it can be translated. like this The antisense strand of the polynucleotide is also said to encode this sequence.   Polynucleotide sequences may be functionally related to other polynucleotide sequences. Operably coupled when disposed in. For example, a promoter Operably linked to a coding sequence if it affects transcription or expression. . Generally, operably linked means that the sequences being linked are contiguous, And two protein coding regions need to be linked in And in the open reading frame. But like an enhancer Certain genetic elements are operative even distally, i.e. not continuous It is well known that they can be linked.   The term "recombinant" polynucleotide refers to two separately separated segments. A polynucleotide produced by ligation, which is produced by genetic engineering techniques. Artificial of a segment of a polynucleotide isolated by or by chemical synthesis The sequence achieved by the operation. In doing so, the desired function By combining the polynucleotide segments with each other, a desired combination of functions Can be created.   Isolated polynucleotide probe attached to a label or reporter molecule For isolating and identifying other proteinase sequences, including polynucleotides Can be used. A probe containing synthetic oligonucleotides or other polynucleotides. The lobes may be derived from naturally occurring or recombinant single or double stranded nucleic acid. Alternatively, it may be chemically synthesized. Polynucleotide probes are well known in the art. Any known method (eg random hexamer labeling, nick translation , Or Klenow fill-in reaction).   Large quantities of polynucleotides can be produced by replication in suitable host cells. Step A natural or synthetic DNA fragment encoding a proteinase or fragment thereof. Is a recombinant polynucleotide construct, typically a prokaryotic or eukaryotic cell. Introduced into a DNA construct capable of introduction and replication therein. Usually The construct is suitable for replication in a unicellular host such as yeast or bacteria, or is multicellular. Eukaryotic hosts are also suitable with or without integration within the host cell's genome. It can be painful. Commonly used prokaryotic hosts include Escherichia coli strains However, other prokaryotic hosts such as Bacillus subtilis or Pseudomonas may also be used . Mammalian or other eukaryotic host cells include yeast, filamentous fungi, plants, insects, amphibians, or Or birds are included. Ease of operation, proper glycosylation of expressed protein You Ability, degree and control of protein expression, and whether the expressed protein is a cell contaminant. Factors such as ease of purification, or other factors, may affect the selection of host cells. obtain.   Polynucleotides are also described, for example, by Beaucage and Carruthers (1981).Tetra. Letts. ,twenty two1859-1862, or the phosphoramidite method or Matteucci et al. 81)J. Am. Chem. Soc.,103: 3185 by the triester method, by chemical synthesis And can be performed on a commercially available automated oligonucleotide synthesizer. Double-stranded fragments synthesize complementary strands and anneal the strands together under appropriate conditions By using a DNA polymerase with or without the appropriate primer sequences. Can be obtained from a chemically synthesized single-stranded product by adding complementary strands.   A DNA construct prepared for introduction into a prokaryotic or eukaryotic host will typically be recombinant for the host. Includes a more recognized replication system, which is intended to encode the desired polypeptide A polypeptide containing a DNA fragment and preferably encoding a segment Also included are transcriptional and translational initiation regulatory sequences operably linked to the sequence. Expression system (expression vector Is an origin of replication or autonomously replicating sequence (ARS), and expression control sequences. Certain promoters, enhancers, and necessary processing information sites, such as , Ribosome binding site, RNA splice site, polyadenylation site, transcription termination sequence Lanes, and mRNA stabilizing sequences. The signal peptide can also be the same or Can be included in a suitable secreted polypeptide from a related species of Are allowed to pass and / or remain there, or secreted from cells.   Selection of the appropriate promoter and other necessary vector sequences is functional in the host. Is chosen to be Of operable combinations of cell lines and expression vectors Examples are Sambrook et al. (1989); Ausubel et al. (1987); Metzger et al. (1988).Nature,334: 31-36. In bacteria, yeast, mammals, insects, plants, or other cells Many vectors useful for the expression of E. coli are well known in the art, and Stratagene, Ne Available from England Biolabs, Promega Biotech, and other vendors Can be In addition, this construct is linked to an amplifiable gene (eg, DHFR). One can then obtain multiple copies of the gene. Appropriate enhancers and other expression control elements For columns,Enhancers and Eukaryotic Gene Expression, Cold Spring Harb See also or Press, N.Y. (1983). Such expression vectors replicate autonomously But they are less preferred because they are inserted into the genome of the host cell. Cannot be duplicated.   Expression and cloning vectors are designed with a selectable marker, that is, a vector. Genes encoding proteins required for survival or growth of transformed host cells It seems to include. Such a marker gene is introduced into the host cell at the same time. Cloning vectors can be included in other polynucleotide sequences, but in most cases Included in Only the host cells into which the marker gene has been introduced survive under the selection conditions And / or grow. Typical selection genes are (a) antibiotics or other toxic substances. Resistant to substances such as ampicillin, neomycin, methotrexate Feeding; (b) supplementing auxotrophy; or (c) supplying essential nutrients not available from complex media Code for a protein that does. The selection of the appropriate selectable marker will depend on the host cell. Suitable markers for different hosts are known in the art.   The vector containing the polynucleotide of interest is prepared by any of a number of suitable means. It can be introduced (transformed, transfected) into a host cell, and these means include Electroporation; calcium chloride, rubidium chloride, calcium phosphate , DEAE-dextran, or other transfections; Mike LOS PROJECT BOMBMENTMENT; Lipofection; and Infection (Retro If the vector is an infectious agent, such as a viral genome). this The choice of such means usually depends on the host cell. Large amounts of polynucleosides of the invention Tide and polypeptides are expressed in compatible vectors or other expression vehicles. A polynucleotide encoding a light proteinase, suitable for prokaryotic or eukaryotic host Transforms primary cells and achieves expression of proteinase coding genes By culturing the host cells thus transformed under conditions suitable for Can be made. The proteinase can then be recovered from the host cell and purified.   In another embodiment, the proteinase or fragment thereof is specifically Polyclonal and / or monoclonal antibodies capable of binding are provided. for The term antibody refers to a serum product composed of homologous molecular entities or multiple different molecular entities. Used to mean any of the mixtures. Reacts specifically with proteinases The monoclonal or polyclonal antibody can be prepared by a method known in the art. Can be created. For example, Harlow and Lane (1988)Antibodies: A Laboratory M anual , CSH Laborartories; Goding (1986)Monoclonal Antibodies: Principle s and Practice Second Edition, Academic Press, New York; and Ausubel et al., (1987 ). Also, recombinant immunoglobulins can be produced by methods known in the art. . This method includes, but is not limited to, the method described in U.S. Patent No. 4,816,567. Not done. Ten8M-1, Preferably 109~TenTenOr objects with higher affinity Clonal antibodies are preferred.   Antibodies specific for proteinases are, for example, clones of cDNA expression libraries. For the detection of the presence of proteinases in cleaning or test samples Can be useful as a probe. Frequently, polypeptides and antibodies will be covalently linked. Or by non-covalent attachment to a substrate that provides a detectable signal More labeled. Suitable labels include enzymes, substrates, cofactors, inhibitors, fluorescent agents , Chemiluminescent factors, magnetic particles and the like, but are not limited thereto. like this US patents that describe the use of various labels include, but are not limited to, the following: No. 817,837; No. 3,850,752; No. 3,939,350; No. 3,996,345; No. 4,277,437; 4,275,149; and 4,366,241.   Antibodies specific for proteinases and capable of inhibiting proteinase activity are , In the treatment of animals (including humans) affected by pollen proteinases Can be for. Such antibodies can be prepared by the method described above, followed by pollen proteinase specific. A selective antibody for its ability to inhibit proteinase activity Can be obtained.   In another embodiment, a substantially purified proteinase from pollen and Compositions and vaccine preparations are provided that include the same and suitable carriers thereof. This Vaccines such as It is useful to immunize   The vaccine preparation comprises an immunogenic amount of at least one proteinase or its immunity. Contains epidemiological fragments or subunits thereof. One such vaccine is One or more proteinases, or another protein or other immunogen Can be combined with a proteinase. "Immunogenic dose" is the vaccine The amount that can induce the production of antibodies against proteinase in the individual to be administered To taste.   Immunogenic carriers can be used to enhance the immunogenicity of proteinases. You. Such carriers include proteins and polysaccharides, liposomes, and bacteria. Includes, but is not limited to, cells and membranes. Protein carriers Linked to proteinases by alternative or synthetic means or chemical coupling Can be formed into a fusion protein. A useful carrier, and a carrier like this Means for coupling A to a polypeptide antigen are known in the art. You.   The vaccine may be formulated by any means in the art. like this Vaccines are injectable, typically as either a liquid solution or suspension As prepared. Suitable for solution or suspension in liquid prior to injection Crude solid forms can also be prepared. The preparation can also be emulsified, for example, or It can be a protein encapsulated in liposomes.   The active immunogenic ingredient is an excipient that is pharmaceutically acceptable and compatible with the active ingredient or Often mixed with carrier. Suitable excipients are water, saline, dextro Glucose, glycerose, ethanol, etc., and combinations thereof. It is not limited to these. The concentration of immunogenic polypeptide in an injectable formulation is , Usually in the range of 0.2-5 mg / ml.   In addition, if desired, the vaccine should contain minor amounts of adjuvants (eg, humectants or milk). Agents, pH buffers, and / or adjuvants that enhance the effectiveness of the vaccine) May be included. Examples of adjuvants that may be effective include, but are not limited to: Not determined: aluminum hydroxide; N-acetyl-muramul-L-threonyl-D-iso Glutamine (thr-MDP); N-acetyl-nor-muramyl-L-alanyl-D-isogluta Min (CGP 11637, also called nor-MDP); N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-I Soglutaminyl-L-alanine-2- (1'-2'-dipalmitoyl-sn-glycero-3-hydroxy Ciphosphoryloxy) -ethylamine (CGP 19835A, termed MTP-PE); and RIBI, which was extracted from bacteria in a 2% squalene / Tween 80 emulsion 3 Components monophosphoryl lipid A, trehalose dimycolate, and cell wall Contains the skeleton (MPL + TDM + CWS). The effectiveness of the adjuvant depends on the vaccine (this (Also composed of various adjuvants) resulting from the administration of immunogens in It can be determined by measuring the amount of antibody to the epidemics. Known in the art Additional formulations and dosage forms such as can also be used.   Proteinases and their fragments, in neutral or salt form, are It may be prescribed in Chin. Pharmaceutically acceptable salts include acid addition salts (peptide free salts). Formed with a min group). This salt is an inorganic acid, For example formed with hydrochloric acid or phosphoric acid and with organic acids such as acetic acid, oxalic acid , Formed with tartaric acid, or maleic acid. Salt formed with free carboxyl groups Are also inorganic bases such as sodium, potassium, ammonium, calcium , Or ferric hydroxide, and organic bases such as isopropylamine, trime Derived from tilamine, 2-ethylaminoethanol, histidine, and procaine Can be guided.   Vaccines are administered in a manner compatible with the dosage regimen, and prophylactically and / or therapeutically. Is administered in an amount that is therapeutically effective. The amount to be administered is generally dose-specific. Protein is in the range of about 100-1000 μg, and more commonly The range of protein is about 5 to 500 μg, which depends on the subject to be treated, the antibody. It depends on the capacity of the individual's immune system to grow and the degree of protection desired. Required for administration Precise amounts of active ingredient administered may depend on the judgment of the practitioner and are peculiar to each individual. However, such decisions are within the skill of such physicians.   Vaccines may be given in a single dose schedule or a multiple dose schedule obtain. In a multiple dose schedule, the first stage of vaccination is 1-10 or It may include more than one individual administration, and then another dose for the second dose Subsequent time intervals as required to maintain and / or enhance the answer (eg, For 1 to 4 months) and, if necessary, the next one or more doses several months later. The dose is administered.   In another embodiment, a method of monitoring animal exposure to proteinases. Is provided. Such a monitoring method can be performed, for example, by using the proteinase of the present invention. Odor to determine whether the pollen spores from which it originates causes an allergic condition Or treatment advances designed to mitigate the symptoms of such allergic conditions. Useful for monitoring lines.   In general, biological samples obtained from animals (eg blood, saliva, tissues) are Incubation with proteinases or parts thereof under conditions suitable for somatic-antigen interactions. Be baited. The detection of the formation of such interactions can be detected by pre-exposure and subsequent treatment of the animal. The following progression of the immune response to Rotainase is shown. An example of such a test is Allergen adsorption test (RAST) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) Including but not limited to.   Alternatively, the subject can be exposed to a proteinase and the next reaction can be monitored. . Such exposure may be on the skin using methods well known in the art (eg Applied to the skin by stinging or scratching), intradermally (eg, Intradermal injection) or in the form of an aerosol (typically an aqueous aerosol) intranasally or in the air Bronchial pathways (nasoprovocatrion or bronchoprovon respectively) ocation)). Typical reactions such as papules in skin tests and Erythema, or asthma or rhinitis in intranasal or bronchial induction Shows immunological response to Nase. For example, for a general description,Basic an d Clinical Immunology , 6th Edition, Stites et al., Ed. (Appleton & Lange, 1987 ), Pp. 436-438.   Proteinases also provide a way to identify factors that regulate proteinase activity. Can be used in This method works on the proteinase itself, or Or does not interfere with the interaction of proteinases with cells of allergic individuals. It depends on the gap. Such a method involves the following steps: Incubating with a constant therapeutic factor; Measuring the activity of the inase; and incubating with the obtained activity and factors Comparing the activity of the control sample that was not present.   In another embodiment, of allergic rhinitis in a patient with pollen allergy In order to reduce the symptoms, the dose is increased and the proteinase is repeated over a long period of time. Immunotherapy provided by recurrent injection. For example, stit for general description See es et al. (1987), page 442.   In another embodiment, the pollen proteinase of an animal (including human) Methods are provided to treat or mitigate the effects. Such a method is effective for animals Comprising administering a physiologically acceptable pollen proteinase inhibitor I do. Known proteinase inhibitors are generally not physiologically acceptable. However, acceptable inhibitors inhibit pollen proteinases, but It includes factors that do not or only minimally affect the activity of the proteinase. Such inhibitors include, but are not limited to, inhibitory antibodies and small molecules. Available from various sources. Inhibitors are administered by a variety of methods Can be done. This method can be applied topically, by aerosol by the nasal route or by pulmonary administration. , Gastrointestinal administration, subcutaneous administration, intravenous administration, and intraperitoneal administration, Not limited. Inhibitors can be administered as needed, especially topically or in an aerosol. Can be administered when applied by. These administration methods are known in the art. As such, it is not described in detail herein.   The above discussion and the following examples illustrate, but do not limit the invention. Not. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced in other ways and that the claims Understand that it is only defined.                                 Example 1     Purification scheme for the isolation of trypsin-like proteinase from mesquite   To determine if proteinase is present in pollen, mesquite protein The following protein purification procedure was carried out for inase. Using the same purification technique , A proteinase from this novel family also contains ragweed, amendow and It was also purified from cattail.   50 g of mesquite pollen with 5 mM CaCl20.02M Bis-Tris buffer containing 200 ml, pH Mixed with 6.5. The mixture was stirred in the cold room (4 ° C) for 42-48 hours. Then extract Centrifuged at 48,200 xg for 30 minutes.   Supernatant was brought to 30% saturation with solid ammonium sulfate and allowed to stand for 10 minutes, then 48,200 xg It was centrifuged for 20 minutes. The supernatant is then brought to 60% saturation with solid ammonium sulfate for 10 minutes. while It was left to stand and centrifuged as above.   Precipitate 100 ml of 5 mM CaCl2Dissolve in 0.02M Bis-Tris buffer (pH 6.5) containing The same buffer was exchanged twice and dialyzed for 4 hours. Dialyzed protein solution with 0.4M vinegar Adjust to pH 4.5 with sodium phosphate buffer (pH 3.8) and centrifuge for 15 minutes at 48,200 xg. Was. The supernatant was adjusted to pH 6.5 with 1.0 M Tris-HCl (pH 8.0), and 5 mM CaCl2Including 0.02M It was dialyzed against Bis-Tris buffer, pH 6.5 for 24 hours with two buffer changes.   Dialysate is 5 mM CaCl2Cib equilibrated with 0.02M Bis-Tris buffer, pH 6.5 containing Add to acron Blue Sepharose column (3.0 x 27.0 cm (190 ml volume)) and The rum was washed with the same buffer. Because proteinase elutes in the excluded volume, The collection started later. For each fraction, as described in Example 5, Perform assays for enzyme and amidase activity and retain peak activity Was.   Pool the active fractions and use the DEAE-sephacel column (3.0 x 18.0 cm (127 ml volume). ), A280nmWas washed until it was less than 0.050. Then 0.02M Bis-Tris Loose Buffer solution, pH 6.5, 5 mM CaCl2Elution was performed with a linear gradient of 0-0.5 M NaCl in the medium.   Active fractions were collected, pooled and solid NaCl was added to give a final concentration of 2.0M.  NaCl was used. This solution was then added to 0.02M Bis-Tris buffer, pH 6.5, 5 mM CaCl2, Phenyl Sepharose column (2.0 × 17.2 cm, equilibrated with 2.0 M NaCl, (54.0 ml Volume)). A column with this buffer280nmWash until is less than 0.05 did. Then all 0.02M Bis-Tris buffer, pH 6.5, -5 mM CaCl22.0 M to 0 M in An enzyme eluate was obtained with a linear gradient of NaCl.   Active fractions eluted from the phenyl sepharose column were pooled, Amicon Concentrate on the filter to approximately 7.0 ml and 0.02M Bis-Tris buffer, pH 6.5, 5 mM.  CaCl2, Sephadex G-150 column equilibrated with 0.2 M NaCl (2.2 × 90.0 cm (342 ml Volume)). The protein was eluted with the same buffer.   The active fractions were pooled, concentrated to 5-10 ml, 0.02M Bis-Tris buffer , PH 7.0, 5 mM CaCl2Dialyzed against, and fast protein liquid chromatograph It was applied to a Mono-Q-ion exchange column connected to a FPLC system. Start buffer The column was developed with 0.1 M NaCl in solution, followed by 0.1 M NaCl to 0.25 M NaCl in the same buffer. straight It was developed with a linear gradient. The enzyme was eluted between 0.15M NaCl and 0.165M NaCl.                                 Example 2                         Molecular weight of proteinase   The proteinase purified as described in Example 1 has various apparent MW. , Which depends on the mechanism used for the measurement.   Schaggen and von Jagow (1987)Anal. Biochem.,166: 368-379 Sodium dodecyl sulfate using the Tricine-SDS-PAGE protocol according to Polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was performed. 85kD by SDS-PAGE A MW of between 95kD was obtained.   The MW was also measured by gel filtration using the FPLC system. Bovine serum albumin Since the peak of mesquite proteinase eluted at the same position as MW, MW was 67 kD It seemed to be near. Therefore, the hydrodynamics of this protein depends on the method used for this measurement. Dependently gives various MW values.                                 Example 3                       Sequence of protein amino acid residues   No amino acid residue detected after 10 cycles using protein sequencer As such, this proteinase has a blocked amino terminus. Therefore, first the proteinase was cleaved into small fragments, and the fragment The protein was sequenced by sequencing the sequence.   400 μg (4.4 nmol) mesquite pollen proteinase for trypsin digestion Incubated with 6M guanidine-HCl for 30 minutes at 37 ° C. Then 3.2 nmol di Add thiothreitol (DTT), flush with nitrogen, and mix for 2 hours. After incubation, 48 nmol iodoacetamide was added and 2 more in the dark. Incubated for hours. The mixture is then treated overnight with 2 liters of 50 mM ammonium bicarbonate. It was dialyzed against Um (pH 7.0). TPCK-treated bovine trypsin (trypsin vs. protein Inase, at a ratio of 1:50) 5 mM CaCl2Together with dialysis proteinase, The mixture was then incubated for 6 hours and then freeze dried. Lyophilized sample To 1.0 ml with HPLC grade water and Waters Associates using a Micro Pak SP column.  Developed on HPLC. Collect peptide peaks and freeze for sequencing Dried.   200 μg (2.2 nmol) mesquite pollen proteiner for cyanogen bromide (CNBr) digestion The amount of methionine residue in the proteinase was 300 μg of CNBr (CNBr: 1 : 100) and 70% formic acid in 700 μl, flushed with nitrogen in the dark for 20 hours at 20 ° C. While incubating. Dilute sample 10x with HPLC grade water and lyophilize did. Lyophilized sample was dissolved in sample buffer and developed on SDS-PAGE. It was electroeluted from the stained PVDP membrane and the band was excised for sequencing.   Applied Biosystems, In Online with High Performance Liquid Chromatography c., Sequencing was performed using model # 4a77A or 470A. Follow manufacturer's instructions This operation was carried out, and it was all based on the Edman decomposition operation.   The following amino acid residue sequence was obtained:   (1) TLAGKEYAQYXR (trypsin digestion)   (2) KGPYXYXYYX (trypsin digestion)   (3) TLAGKEYAQYXR (trypsin digestion)   (4) FNFYLDVSKPEEGLKVLTPXR (trypsin digestion)   (5) ENGLPNIIVYHLPPIGGPL (trypsin digestion)   (6) MEGIDTTVSHR (trypsin digestion)   (7) IKEDDTTAPLR (trypsin digestion)   (8) DEILRPDXAXLXRLGTEQX (cyanogen bromide digestion)   (9) XXFYFYMXSYXP (V-8 proteinase digestion)   In all cases, X represents an unidentified amino acid residue.                                 Example 4               CDNA encoding mesquite pollen proteinase   A cDNA encoding a mesquite pollen proteinase was obtained as described herein. , Subcloned and expressed in yeast. Unless otherwise stated, the molecule The biology technique is Sambrook et al., Molecular Cloning 2nd Edition, Cold Spring Harbor L. ab The method described by oratory Press (1989) was followed. Poly A + RNA, Jerome , First-strand cDNA for PCR analysis, isolated from freshly germinated mesquite anthers harvested in AZ. Used to make. Briefly, Chomczynski and Sacchi (1987) A nal. Biochem. RNA from non-defatted mesquite pollen according to the AGPC method described in 162: 156. Was isolated and subjected to oligo d (T) chromatography. Zapf et al. (1990) J. B iol. Chem. 265: 14892 using 10 μg of prepared poly A + RNA. Complexity 2 × 106ΛZAPII (Stratagene, La Jolla, CA) cDNA library did.   Using a cDNA library, trypsinized mesquite pollen proteinase The sequence was determined by PCR using degenerate primers based on the known amino acid sequence of the peptide sequence. A probe was prepared by amplifying The primer is ABI model No.39 4 Follow the manufacturer's instructions by phosphoramidite chemistry on the DNA / RNA synthesizer. Therefore it was created. The following nucleotides, MK-39-50, 256x degenerate primer Corresponding to the trading chain. The following nucleotides, MK-42-44, 32-fold degenerate primer To respond. Both primers are wild boar at the wobble position encoded by the four nucleotides. And an EcoR1 restriction endon to facilitate cloning of PCR fragments. Contains a creatase site.   Using hot-start PCR to suppress non-specific annealing as follows: Was. A final concentration of 200 μM dNTP, 2.5 mM MgCl 2 was added to 100 pmol of each primer.2And 1x PCR buffer was added and heated to 80 ° C. with one Ampliwax bead. 25 reactants Chilled to ℃, and the remaining 5 μl first strand cDNA template, 2 units Taq1 polymer Enzyme and water were added to make 100 μl. The reaction is carried out at 94 ° C for 1 minute and then at 32 ° C for 10 minutes. Perform 10 cycles of minutes, followed by 94 ° C for 1 minute; 55 ° C for 1 minute; 72 ° C for 1 minute 2 Five cycles were carried out and finished at 72 ° C for 7 minutes.   A 300 bp PCR product was generated using the trypsinized peptide-based probe, HG-3-2 A 3,12-fold degenerate non-coding strand oligomer identified by Southern blot analysis.   This 300 bp PCR fragment was PCR-primed according to the manufacturer's instructions. The produced EcoRI site was used to clone into the EcoRI site of pCR-script (Stratagene). I learned. This clone, called A6, was probed with dot HG and Identified by Zanblot. Sequence analysis revealed that this clone And containing the 3'region used as a probe.   Mesquite pollen library with a 300 bp EcoRI fragment from clone A6 Screened to identify partial cDNA clones. A 2.1 Kb cDNA was identified. Figure 2 shows the restriction endonuclease map of this clone called MPP1-1 (1-1) Show. Since MPP1-1 is not full length, the 300 bp BglII / HindIII 5'fragment Used as a probe to further screen the cDNA library, and A 1.6 Kb clone was isolated and designated MPP8-3 (8-3). Figure 2 shows the control of MAPP8-3. 1 shows a restriction endonuclease map. This clone was cloned inside the A-rich region. It appears that the immers have started and, as shown in Figure 2, the putative initiator at the 5'end. Target methionine and with MPP1-1 at a single EcoRI site near the 3'end. Duplicate.   5'BglII / EcoRI fragment from MPP8-3 and 3'EcoR1 / Xho1 fragment from MPP1-1 The lagment was ligated into the BamHI / XhoI digested pBluescript (Stratagene) vector. This recloned fragment was used to open the entire mesquite pollen proteinase. Contains a reading frame and 80 bp of 5'untranslated sequence; immediately at the 3'end of the stop codon Includes a later XhoI site. This complex full length codon is called MPP.   Both strands of the full-length cDNA were first subcloned into M13, followed by Sanger dideoxy. It was sequenced by the method.   The following nucleotide sequence was obtained: The encoded amino acid residue immediately after the sequence Shown below.   As shown in Fig. 2, the MPP cDNA contains one open reading frame of 772 amino acid residues. Code the Ding frame. The estimated molecular weight of a full-length protein is 88 At kD, the estimated pI is 5.3. 3 possible N-linked glycosylation sites, at the amino terminus A possible signal sequence of 29 amino acid residues and 200 amino acids at the carboxy terminus There is an acid residue stretch, which extends against E. coli protease II. 63% identity, and the serine protease prolyl endopeptidase Reduced homology to Millie, as well as triad amino acid residues with identical catalysis It has the basic order Ser, Asp, His. The arrangement of this particular amino acid residue Placing in a class of enzymes distinct from the subtilisin and chymotrypsin families .   Full-length MPP to express the protein encoded by the recombinant gene The sequence was cloned into the yeast expression vector pYT in a two step process as follows: Was. pYT is a yeast 2 μm sequence for autonomous replication, and URA3 for selection in yeast. And LEU2d gene, and both the E. coli origin of replication and the ampicillin resistance gene. It is a 15.2 Kb vector containing the pBR322 sequence. pYT is also BamHI and SalI Downstream of the unique cloning site of the α-factor required for translation termination -Including a terminator. Unique clonin in such a large vector Since the target site is missing, the gene of interest and promoter And / or other signal sequences require in-frame insertion. did. Glucose-regulatable alcohol dehydrogenase II (AD H2) gene (Shuster (1989))Yeast Genetic Engineering, Butterworths , Massa chusetts, pp. 83-107) were used. This ADH2 promoter is cloned by PCR. Ligated and ligated into the pBluescript NotI / XhoI restriction endonuclease site did. Also, the in-frame insertion of the gene to be expressed should be included in the PCR fragment. Therefore, the cloning site XbaI is included at the 3'end of the promoter. Complete cassette Is excised at the 5'BamHI site of the ADH2 promoter and the XhoI site at the 3'end of MPP. Cloned into the BamHI / SalI sites of pYT, resulting in plasmid MPPpYT . The pBluescript construct is shown in Figure 3 and the PYT construct is shown in Figure 4.   The MPPpYT plasmid was replaced with LXR1 ([cir0], MATa, leu2, trp1, ura3-52, prb1-1122 , Pep4-3, prc1-407) were used to transform the yeast strains. This strain Is an endogenous plasmid of BJ2168 (deposited in Berkeley Type Culture Collection), Barr et al. (1987) Biotech. 5: 486 as described in uracil selection. It is a strain that has been cured by the Roplast method. Transformants with leucine Maintained on plates without. Transformants were deprived of glucose and ADH2 48 to 72 hours when the promoter is derepressed and recombinant MPP is expressed in YEPD medium Grown in.                                 Example 5                  Proteinase inhibitor profile   Purified as described in Example 1 to characterize the proteinase The protein inhibitor profile was measured as follows.   For inhibition of trypsin-like activity, pollen extract, buffer (0 .1 M sodium phosphate, pH 7.4, 0.15 M NaCl), and Bz-L-Arg-pNA (substrate) A control consisting of an incubation mixture was used. Add this mixture to 10 Incubated at room temperature for minutes. The reaction was stopped by adding 50 μl of glacial acetic acid. That Then, read at 405 nm and observe the appearance of yellow coloration indicating proteolytic cleavage. It was measured. The release of p-nitroaniline can be quantified, indicating the progress of hydrolysis.   Different amounts were used to test the inhibition of proteinases by each inhibitor sample. Bz-L-Arg-pNA-free basal incubation mixture , Pre-incubate for 5-10 minutes, then add substrate and mix The material was processed as described above. The proteinase inhibition for each sample was Measured as the difference between the values for the did.   EDTA (Baker), Leupeptin (Calbiochem), Aprotonin (Bayer) and Ovom All inhibitors except Coid (Worthington) were purchased from Sigma Chemical Company. Was. Tomato and potato inhibitors were a gift of Dr. C. Ryan. I used The concentration of inhibitors was as follows: PMSF (4 mM), B (EDTA); (4 mM); cysteine ( 4 mM); Benzamidine (10 mM); Antipain (0.1 μg / ml); Leupeptin (0.2 μg / ml); TLCK (0.5 mM) (mesquite / 12%; rhuslanci) a) / 3%); and ragweed / 6%); TPCK (1.0 mM); E-64 (0.2 mM); P -Aminobenzamidine (10 mM); Aprotonin (0.5 mg / ml); Ovomucoid (0.5 m g / ml); SBTI (0.5 mg / ml); LBTI (0.5 mg / ml) and 2-1-PI (1.2 nmol).   To measure the inhibition of casein-degrading activity, the assay was performed with 0.4 ml of pollen extract. , 0.1 ml buffer (0.1 M sodium phosphate, pH 7.4, 0.15 M NaCl) and It consisted of 0.25 ml of an incubation mixture of 3% azocasein. This The mixture was incubated at 37 ° C for 24 or 48 hours at which point 0.75 m l of 10% trichloroacetic acid (TCA) was added. Prior to the addition of the azocasein solution, the Inhibitor (5 mM, 0.4 ml) was added to the base incubation mixture for 5-10 minutes. Just added. Azocasein alone and extract alone were also controlled . When proteolytic cleavage occurs, enzyme activity, a soluble yellow color, is added to the supernatant. The rest, and that casein and uncleaved azocasein remain in the precipitate Is shown.   The data obtained are shown in Tables 1 and 2. Table 1 shows-in selected pollen The inhibition spectrum of lipsin-like activity is shown, and Table 2 shows the casein in pollen. The inhibition spectrum of decomposition activity is shown.   Proteinases are affected by any conventional proteinase inhibitor Not done. These are α-1-PI, soybean trypsin inhibitor, limametrip Syn inhibitor, tomato trypsin inhibitor I, II and PC1, potato Lipsin inhibitor PCT1 and tobacco inhibitor TlI, tosyl-L-phenyla Lanine chloromethyl ketone (TPCK), E-64 (trans-epoxysuccinyl-leucine Luamide- (4-guanido) butein) PMSF, ethylenediaminetetraacetic acid EDTA, beta Insamidine, p-aminobenzamidine and Kunitz basic pancreatic tryps Includes syn-inhibitors. Then tomato, potato and tobacco inhibitor Was tested for purified proteinase and found to be inactive .   Inhibition includes PMSF, DFP, benzamidine, antipain, leupeptin and TLC Found about K. Therefore, proteinases are enzyme metalloproteinases. Not a member of either zecras or cysteine proteinase class It seems This is because this enzyme is a member of the serine class of proteinases. Indicates that                                 Example 6           Assay of proteinase activity of various crude pollen extracts   Do other pollens in the families described herein contain proteinases? In order to determine whether or not the pollen shown in Table 3 was subjected to rough purification, Their activity was assayed. In Table 3, the starred plants are less allergenic It was found to be yes or no.   The crude purification was carried out as follows: 1.0 g in the presence of 3.0 g 0.5 mm glass beads. Pollen was mixed with 12.0 ml of 0.1 M Tris-HCl, pH 8.0; and 0.15 M NaCl. Trial The material was vortexed for 10 minutes, followed by centrifugation at 48,000 xg for 20 minutes.   The crude fraction was subsequently tested for activity in the following system: Azocasein content Solution, hide powder, elastin esterase, cathepsin G esterer Zeze and trypsin-like activity.   The azocasein degradation assay was performed as described in Example 5, and casein degradation was performed. Inhibition of activity was measured as described. The results obtained are shown in Table 4. In Table 4 Plants with an asterisk are weak or not allergenic.   Rawhide powder assay was performed as follows: 10 mg blue rawhide powder in 0.8 ml Buffer (1.0M Tris-HCl, pH8.0, 0.15M NaCl, 1% Brij) and 0.4ml flower Mixed with flour extract. A control of rawhide or pollen extract alone was also used . Incubate sample at 37 ° C for 2.5, 5.0, and 24 hours with continuous shaking did. At the end of the given time, the sample is allowed to settle and the color development in the supernatant is reduced to 59%. Read at 5 nm. The results obtained are shown in Table 5. In Table 5, plants marked with an asterisk Things are weak or non-allergenic. Blue rawhide powder is insoluble, , If this enzyme is active, the proteolytic properties of the peptide bound to the dye Is present, i.e. the soluble peptide fragment containing the dye is It is measured quantitatively as an effective indicator of the proteinase tested.   The elastin esterase assay was performed as follows: 0.1 M sodium phosphate Um buffer, pH 7.4, 0.15 M NaCl and 0.04 ml Suc-Ala-Ala-Ala-pNA (5 mM) ( Sigma), incubate 0-0.5 ml of pollen extract or purified enzyme for 20 minutes. I did it. The absorbance at 405 nm was then read as a measure of substrate cleavage, as described above. I caught it. Table 6 shows the obtained results. In Table 6, the plants marked with an asterisk are Weak or no allergy.   The cathepsin G esterase activity assay was performed as follows: 0.1M sodium phosphate Thorium buffer, pH 7.4, 0.15M NaCl and 0.01 ml Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-p Incubate 10-0.5 ml of pollen extract or purified enzyme in NA (50 mM) for 10 minutes. I started. The absorbance at 405 nm was then used as a measure of substrate cleavage, as described above. I read it. The results obtained are shown in Table 7. In Table 7, plants marked with an asterisk are Allergic or weak.   A trypsin-like activity and plasma kallikrein activity assay was performed as follows. : 0.1 M sodium phosphate buffer, pH 7.4, 0.15 M NaCl and 40 μl Pro-Phe- 0-0.5 ml of pollen extract or purified enzyme in Arg-pNA (5 mM) (Sigma) for 10 minutes Incubated. The absorbance at 405 nm was then measured for substrate cleavage as described above. I read it as a scale. Table 8 shows the obtained results. In Table 8, marked with a star Plants are weak or non-allergenic.                                 Example 7                     Purified protein activity assay   Mesquite pollen proteinase purified from pollen was tested to further enhance its activity. The amino acid residue specificity was measured to characterize the fraction. Characteristics of amino acid residues The protocol for measuring isomerism uses peptides of known sequence, and Met. 1.0 ml 25 mM ammonium bicarbonate buffer, pH 7.8; 5 mM calci chloride Um; and 0.125% sodium azide; insulin; melittin; 250 μg of any of the norphin fragments 1-13 was added and mixed well. At time zero, 80 μl was removed, while 80 μl was also incubated at 37 ° C overnight. Was. Subsequently, 14 μl of purified mesquite purified as described in Example 1. Proteinase (10.08 μg) (molar ratio of proteinase to peptide substrate 1: 25) was added, mixed well and incubated at 37 ° C. Each time point (0, 0.2 (5, 1.0, 5.0 and 24 hours), remove 166 μl of sample and dry with dry ice. Frozen and stored frozen until analysis. Thaw sample, peptide fragment Were separated by HPLC, the peptide peaks were collected and analyzed for amino acid composition. Was analyzed.   The protocol for activation of prothrombin was as follows: described in Example 1. 0.74, 1.48 or 2.22 μg mesquite proteiner purified as described Z. 0. in 0.1 M Tris-HCl, pH 8.0; 0.15 M NaCl; and 5 mM calcium chloride. 90 min with 10 or 20 μg prothrombin (Calbiochem) in a final volume of 2 ml Incubated for up to. This is followed by 0.8 ml of the same buffer and thrombi. Substrate, H-D-Phe-Plp-Arg-pNA (Kabi Pharmaceuticals) was added. 10 minutes After incubation, stop the reaction by adding acetic acid and absorb at 405 nm. The degree was measured. Because mesquite proteinase also cleaves this substrate, Control without prothrombin, even though Controls without inase were measured and their hydrolysis rates were Subtracted from the hydrolysis rates found in the mixture of tainase and prothrombin .   The active proteinase fraction is after the arginine residue and to a much lesser extent. Did lysine residues specifically hydrolyze both synthetic substrates and proteins after? Was. The tested proteins, including melittin and oxidized insulin B chain, It was not hydrolyzed by the enzyme. Any Lys-Ile bond that requires cleavage There was no activation of lipsinogen. However, dynorphin (1-1 The small peptide fragment in 3) is cleaved between the Arg-Arg and Arg-Ile residues. Was. Furthermore, of prothrombin, which requires cleavage between Arg-Ile peptide bonds. Precursors that also require activation and cleavage at the same type of peptide bond There was reccrein (PK) conversion. Many synthetic substrates (D-pro-phe-arg-p-nitroani Lido (Sigma); and Bz-L-Arg-pNA (Kabi Pharmaceuticals)) also It was rapidly hydrolyzed by.                                 Example 8               Prekallikrein activation of pollen proteinases   To determine whether proteinases have physiological effects on the human immune system The crude extracts were tested to determine their ability to activate PK. PK is Kalicre Which is then activated by kininogen, which is the vasodilator bradykinin. Activate to. Bradykinin is responsible for several allergic reaction symptoms. You.   As shown in Table 9, proteinase activates PK in Hageman factor-deficient plasma. I do. Therefore, this enzyme produces bradykinin, a vasoagent. Can be an indirect cause of   This assay is based on 1 of crude pollen extract prepared as described in Example 5. : 60 μl of 25 dilution, 0.1 M NaPOFourBuffer, pH 7.4; buffer containing 0.15M NaCl 60 μl PK (Dr. Bruce Zo ran, donated by Scripps Research Institute, LaJolla, California) By doing that. The sample was then divided into two equal aliquots and Treated with 0.3 μg SBTI (Sigma) and the other half with buffer did.   Then, each sample was tested using D-Pro-Phe-Arg-pNA (S-2302, Kabi Pharmaceuticals). The reagents were assayed for kallikrein activity. The results obtained are shown in Table 9.                                 Example 9         Activation of prothrombin by mesquite pollen proteinase.   The mesquite proteinase purified as described in Example 1 was treated with protron Tested for ability to activate bottles. This activity assay is described in Example 8. I went as if. The data are shown in Table 10. Here as described in Example 1 First, the proteinase was purified and the concentration was measured.   The data shown in Table 10 shows that prothrombin is associated with mesquite proteinase. Is converted to thrombin. Therefore, the activity of the aggregation system by this enzyme The oxidization could occur in vivo.   One or more enzymes release bradykinin from kininogen directly in plasma Experiments to determine whether or not an indirect mechanism is the only pathway In progress.                               Example 10     Protocol for testing vascular permeability-enhancing response in guinea pigs   Vascular permeation to determine whether proteinases have physiological effects The ability to increase sex was measured. Anesthetize guinea pigs with 80 mg / kg ketamine Then, Evans Blue Dye (30 mg / kg) was injected into the metatarsal vein. First, Prote The inase solution was subjected to a 30 minute incubation with human plasma. Then This pre-incubated proteinase solution was applied to the guinea pig's shaved back. Intradermally. After 15 minutes, while still anesthetized with Metofane (methoxyflurane), Guinea pigs were euthanized by exsanguination using the carotid transection technique. back Exfoliate skin and obtain injection site using 15 mm punch biopsy device Was. Extract the dye from the skin with formamide and spectrophotometrically at 620 nm. It was measured. The results obtained are shown in Table 11.   A time course study showed that the peak production of vascular permeability enhancers was at 30 minutes. Was shown. Injection of proteinase directly into the skin of guinea pigs Only a few or no hyperactive reactions were given. In contrast, 100n g bradykinin caused 46 μg of dye release.                               Example 11         Analysis of recombinant mesquite proteinase produced in yeast   1.Activity assay   Yeast control and MPP expression cultures (rMPP) were centrifuged and cell pelleted. Vortex with 0.5 mM glass beads in TE + 0.1% Triton X-100. And dissolved. The clarified lysate was treated according to the method described in Example 6 with 5 mM K2HPOFour, For 5 mM pyro-GluGlyArgpNA (pNA) in 15 mM NaCl (pH 8) Assayed for proteolytic activity. The sample was used to measure the pNA conversion rate. At 405 nm in a kinetic assay for Incubated and obtained a single reading. Various pH levels Bell-cultured rMPP cultures showed 5-8.5 times higher activity than yeast controls. did. The results obtained are shown in FIG.   2.Inhibitor binding. Lysate irreversible with chloromethylketone inhibitor Assayed for the ability to specifically bind. Inhibitor TyrAlaLysArgC-K125I Transformed MPPpYT, labeled with and obtained as described above, and Added to 4-10 μg lysate from both untransformed LXR1 yeast. Implementation 5 μg of crude mesquite pollen extract, obtained as described in Example 1, was also Labeled with this inhibitor as a control. Proteins on 15% SDS-PAGE Separated, Coomassie stained and dried gels were exposed to X-ray film. The results obtained show that crude mesquite pollen extract is a proteinase with the same molecular weight as rMPP. It is shown to contain ze. Yeast transformed with mesquite pollen extract and MPPpYT Both extracts from Escherichia coli have similar apparent molecular weight tampers that bind to the inhibitor. Extracts of yeast that contain protein but are not transformed with MPPpYT Does not include quality.   The present invention has been described in some detail by way of illustration and examples for the sake of clarity. Although detailed, it will be apparent to those skilled in the art that certain changes and modifications may be made. It is. Accordingly, this description and examples are presented in the book as set forth in the appended claims. It is not meant to limit the scope of the invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C12N 1/19 9637−4B C12P 21/02 C 9/50 7823−4B C12Q 1/37 C12P 21/02 0276−2J G01N 33/53 Q C12Q 1/37 9051−4C A61K 37/547 ABB G01N 33/53 9051−4C 37/54 ABF //(C12P 21/02 C12R 1:645) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AM,AT,AU,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES,F I,GB,GE,HU,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LK,LU,LV,MD,MG,MN,MW, NL,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,S E,SI,SK,TJ,TT,UA,US,UZ,VN (72)発明者 トラビス,ジェームズ アメリカ合衆国 ジョージア 30602,ア テネ,ライフ サイエンシーズ ビルディ ング,デパートメント オブ バイオケミ ストリー,ザ ユニバーシティ オブ ジ ョージア(番地なし) (72)発明者 バール,フィリップ,ジェイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94705, バークレー,ヒルクレスト ロード 152─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI C12N 1/19 9637-4B C12P 21/02 C 9/50 7823-4B C12Q 1/37 C12P 21/02 0276- 2J G01N 33/53 Q C12Q 1/37 9051-4C A61K 37/547 ABB G01N 33/53 9051-4C 37/54 ABF // (C12P 21/02 C12R 1: 645) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AM, AT, AU, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, ES, FI, GB, GE, H , JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LK, LU, LV, MD, MG, MN, MW, NL, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SI, SK, TJ, TT, UA, US, UZ, VN (72) Inventor Travis, James United States Georgia 30602, Athens, Life Sciences Building, Department of Biochemistry, The University of Georgia (No Address) (72) Inventor Bur, Philip, Jay. United States California 94705, Berkeley, Hillcrest Road 152

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動で測定される約85 〜95kDの分子量、および高速タンパク質液体クロマトグラフィーで測定される約 67kDの分子量を有する実質的に純粋なプロテイナーゼを含有する組成物であって ;該プロテイナーゼが、α-2-マクログロブリン、α-1-プロテイナーゼインヒビ ター、トリプシンインヒビターによる阻害に対して耐性であり;そしてフェニル メタンスルホニルフルオライド、ジフルオロフェノール、ベンズアミジン、アン チパイン、ロイペプチン、およびトシル-L-リジンクロロメチルケトンによる阻 害に対して感受性である、組成物。 2.前記プロテイナーゼの源が花粉である、請求項1に記載のプロテイナーゼ。 3.前記花粉が、メスキート、ルスランチア(Rhuslancia)、ブタクサ、スギ、ア メンドウ、ガマ、またはマツに由来する、請求項2に記載のプロテイナーゼ。 4.前記プロテイナーゼがセリンプロテイナーゼである、請求項1に記載のプロ テイナーゼ。 5.Arg-ArgおよびArg-Ileに対して基質特異性を有する、請求項1に記載のプロ テイナーゼ。 6.以下のアミノ酸残基配列を有する、請求項1に記載のプロテイナーゼ: 7.請求項1に記載のプロテイナーゼをコードする実質的に純粋なポリヌクレオ チドであって: 該プロテイナーゼのペプチドフラグメントをコードすることができる配列を有 するか、あるいは該プロテイナーゼをコードする天然ポリヌクレオチドにハイブ リダイズする高い可能性を有する、少なくとも1つのオリゴヌクレオチドによっ てcDNAまたはゲノムライブラリーをプローブする工程; 該ライブラリー中のポリヌクレオチドの存在を同定する工程;および 該ポリヌクレオチドを単離し、そして精製する工程、 を包含する方法によって得られる、ポリヌクレオチド。 8.請求項1に記載のプロテイナーゼをコードする、実質的に純粋かつ単離され た形態のポリヌクレオチドであって: 該プロテイナーゼのペプチドフラグメントをコードすることができる配列を有 するか、あるいは該プロテイナーゼをコードする天然ポリヌクレオチドにハイブ リダイズする高い可能性を有するオリゴヌクレオチドを合成する工程; 該オリゴヌクレオチドをプライマーとして使用して、ポリメラーゼ連鎖反応(P CR)によって、ゲノムDNAまたはmRNA中に存在するか、あるいはcDNAまたはゲノム ライブラリー中に存在する、プロテイナーゼをコードするポリヌクレオチドを選 択的に増幅する工程;および 該プロテイナーゼをコードするポリヌクレオチドを精製し、そして単離する工 程、 を包含する方法によって得られる、ポリヌクレオチド。 9.以下の核酸残基を含む、組換えポリヌクレオチド配列: 10.宿主細胞中に形質転換したとき、請求項9に記載のポリヌクレオチドを発 現し得る、発現系。 11.前記プロテイナーゼをコードする遺伝子の発現を達成するに適した条件下 で、請求項10に記載の発現系によって形質転換された前記細胞を培養する工程 、および該プロテイナーゼを回収する工程を包含する、組換えプロテイナーゼの 調製方法。 12.実質的に精製された花粉プロテイナーゼ、およびその適切なキャリアを含 有する、組成物。 13.前記プロテイナーゼがセリンプロテイナーゼである、請求項12に記載の 組成物。 14.前記花粉が、メスキート、ルスランチア、ブタクサ、スギ、アメンドウ、 ガマ、またはマツに由来する、請求項12に記載の組成物。 15.前記プロテイナーゼか、Arg-ArgおよびArg-Ileに対して基質特異性を有す る、請求項12に記載の組成物。 16.前記プロテイナーゼが以下のアミノ酸残基配列を有する、請求項12に記 載の組成物: 17.実質的に精製された花粉プロテイナーゼ、およびそれに適したキャリアを 含有する、ワクチン。 18.前記プロテイナーゼがセリンプロテイナーゼである、請求項17に記載の ワクチン。 19.前記花粉が、メスキート、ルスランチア、ブタクサ、スギ、アメンドウ、 ガマ、またはマツに由来する、請求項17に記載のワクチン。 20.前記プロテイナーゼが、Arg-ArgおよびArg-Ileに対して基質特異性を有す る、請求項17に記載のワクチン。 21.前記プロテイナーゼが以下のアミノ酸残基配列を有する、請求項17に記 載のワクチン: 22.花粉プロテイナーゼの動物への曝露をモニターする方法であって: 該動物からの試料を得る工程; 抗体−抗原相互作用に適した条件下で、花粉プロテイナーゼまたはその一部と 共に、該試料をインキュベートする工程;および 抗体−抗原複合体の存在を検出する工程; を包含し、 ここで、抗原−抗体複合体の存在が、該動物の該プロテイナーゼへの曝露を示 す、方法。 23.花粉に対するアレルギー性応答に対して動物を免疫する方法であって: 少なくとも1種の精製された花粉プロテイナーゼまたはその免疫原性サブユニ ットを得る工程; 該プロテイナーゼに対する免疫応答を誘発するに有効な量の、少なくとも1種 の花粉プロテイナーゼまたはその免疫原性サブユニットを投与する工程、 を包含する、方法。 24.動物に対する花粉プロテイナーゼの影響を調節する薬剤を同定する方法で あって: a)該花粉プロテイナーゼを該薬剤と共にインキュベートする工程; b)該プロテイナーゼに対して感受性の動物細胞を、該薬剤と共にインキュベ ートされた花粉プロテイナーゼに曝露する工程; c)該薬剤と共にインキュベートされた該プロテイナーゼが該細胞に影響を及 ぼす能力を測定する工程;および d)工程c)で観察された影響を、該プロテイナーゼに対して敏感な動物細胞 において、該薬剤と共にインキュベートされていないプロテイナーゼコントロー ル試料による影響と比較する工程; を包含し、 ここで、該花粉プロテイナーゼの影響を調節する該薬剤が、該コントロール試 料と比べて該プロテイナーゼの活性を変化させる、方法。 25.花粉プロテイナーゼ活性を調節する薬剤を同定する方法であって: a)花粉プロテイナーゼを該薬剤と共にインキュベートする工程; b)該薬剤と共にインキュベートされた該プロテイナーゼの活性を測定する工 程;および c)該工程b)で得られた活性を、該薬剤と共にインキュベートされていない プロテイナーゼのコントロール試料の活性と比較する工程、 を包含する、方法。 26.花粉プロテイナーゼの、該プロテイナーゼによって影響を受ける動物に対 する影響を改善する方法であって、該動物に、生理学的に許容可能な花粉プロテ イナーゼインヒビターの有効量を投与する工程を包含する、方法。[Claims] 1. A composition comprising substantially pure proteinase having a molecular weight of about 85-95 kD as measured by sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis and a molecular weight of about 67 kD as measured by high performance protein liquid chromatography; The proteinase is resistant to inhibition by α-2-macroglobulin, α-1-proteinase inhibitor, trypsin inhibitor; and phenylmethanesulfonyl fluoride, difluorophenol, benzamidine, antipain, leupeptin, and tosyl-L. -A composition that is susceptible to inhibition by lysine chloromethyl ketone. 2. The proteinase according to claim 1, wherein the source of the proteinase is pollen. 3. The proteinase according to claim 2, wherein the pollen is derived from mesquite, Rhuslancia, ragweed, cedar, amendow, cattail or pine. 4. The proteinase according to claim 1, wherein the proteinase is a serine proteinase. 5. The proteinase according to claim 1, which has a substrate specificity for Arg-Arg and Arg-Ile. 6. The proteinase according to claim 1, having the following amino acid residue sequence: 7. A substantially pure polynucleotide encoding a proteinase according to claim 1 having a sequence capable of encoding a peptide fragment of said proteinase or hybridized to a naturally occurring polynucleotide encoding said proteinase. Probing a cDNA or genomic library with at least one oligonucleotide with a high probability; identifying the presence of a polynucleotide in the library; and isolating and purifying the polynucleotide, A polynucleotide obtained by the method comprising. 8. A substantially pure and isolated form of a polynucleotide encoding the proteinase of claim 1 having a sequence capable of encoding a peptide fragment of said proteinase, or encoding said proteinase. Synthesizing an oligonucleotide with a high probability of hybridizing to a natural polynucleotide; present in genomic DNA or mRNA or by cDNA by polymerase chain reaction (PCR) using the oligonucleotide as a primer Or selectively amplifying a proteinase-encoding polynucleotide present in a genomic library; and purifying and isolating the proteinase-encoding polynucleotide, Nucleochi . 9. A recombinant polynucleotide sequence comprising the following nucleic acid residues: 10. An expression system capable of expressing the polynucleotide of claim 9 when transformed into a host cell. 11. 11. A method comprising culturing the cells transformed by the expression system of claim 10 under conditions suitable for achieving expression of the proteinase-encoding gene, and recovering the proteinase. A method for preparing an alternative proteinase. 12. A composition comprising a substantially purified pollen proteinase and a suitable carrier thereof. 13. 13. The composition of claim 12, wherein the proteinase is a serine proteinase. 14. 13. The composition according to claim 12, wherein the pollen is derived from mesquite, ruslanchia, ragweed, cedar, amendou, cattail, or pine. 15. 13. The composition of claim 12, having substrate specificity for said proteinase, Arg-Arg and Arg-Ile. 16. 13. The composition of claim 12, wherein the proteinase has the following amino acid residue sequence: 17. A vaccine comprising a substantially purified pollen proteinase and a suitable carrier therefor. 18. 18. The vaccine of claim 17, wherein the proteinase is a serine proteinase. 19. 18. The vaccine according to claim 17, wherein the pollen is derived from mesquite, ruslanchia, ragweed, cedar, amendou, cattail, or pine. 20. 18. The vaccine of claim 17, wherein the proteinase has substrate specificity for Arg-Arg and Arg-Ile. 21. 18. The vaccine of claim 17, wherein the proteinase has the following amino acid residue sequence: 22. A method of monitoring exposure of a pollen proteinase to an animal, comprising: obtaining a sample from the animal; incubating the sample with the pollen proteinase or a portion thereof under conditions suitable for antibody-antigen interactions. And a step of detecting the presence of the antibody-antigen complex; wherein the presence of the antigen-antibody complex indicates exposure of the animal to the proteinase. 23. A method of immunizing an animal against an allergic response to pollen, comprising: obtaining at least one purified pollen proteinase or an immunogenic subunit thereof; in an amount effective to elicit an immune response to the proteinase. Administering at least one pollen proteinase or an immunogenic subunit thereof. 24. A method of identifying an agent that modulates the effects of pollen proteinase on an animal, comprising: a) incubating the pollen proteinase with the agent; b) animal cells sensitive to the proteinase incubated with the agent. Exposing the pollen proteinase; c) measuring the ability of the proteinase incubated with the agent to affect the cells; and d) the effect observed in step c) being sensitive to the proteinase. Comparing the effect of a proteinase control sample that has not been incubated with the drug in an animal cell; wherein the drug that modulates the effect of the pollen proteinase has an activity of the proteinase relative to the control sample. How to change. 25. A method of identifying an agent that modulates pollen proteinase activity, comprising: a) incubating a pollen proteinase with the agent; b) measuring the activity of the proteinase incubated with the agent; and c) the step b. A.) Comparing the activity obtained in) with the activity of a control sample of proteinase that has not been incubated with the agent. 26. A method of ameliorating the effect of a pollen proteinase on an animal affected by the proteinase comprising the step of administering to said animal an effective amount of a physiologically acceptable pollen proteinase inhibitor.
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