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Cupredoxin家族多肽在癌症治疗中的用途

阅读:6发布:2020-10-17

专利汇可以提供Cupredoxin家族多肽在癌症治疗中的用途专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了用于调节细胞死亡的细胞毒性因子,以及它们在 治疗 与 坏死 或凋亡相关病症的方法中的用途。本发明也涉及鉴定用于治疗与细胞死亡或不受控制的生长相关病症的活性剂的方法。本 发明人 发现不同 微 生物 产生具有抗 肿瘤 活性的不同细胞毒性因子。基本纯的细胞毒性因子可用于治疗感染性 疾病 或癌症的方法中。,下面是Cupredoxin家族多肽在癌症治疗中的用途专利的具体信息内容。

1.一种治疗与细胞死亡抗性相关的病症的方法,包括给予有效量 的cupredoxin,或其变体或衍生物,以在显示细胞死亡抗性的细胞中 促进细胞死亡。
2.权利要求1的方法,其中所述cupredoxin或其变体或衍生物结合 肿瘤抑制蛋白p53。
3.权利要求1的方法,其中所述cupredoxin选自由天青蛋白、假天 青蛋白、质体蓝素和硫菌蓝蛋白组成的一组。
4.权利要求3的方法,其中所述cupredoxin是天青蛋白。
5.权利要求4的方法,其中所述cupredoxin是包含SEQ ID NO:1 基酸序列或与SEQ ID NO:1具有至少90%的序列相同性的氨基酸 序列的天青蛋白。
6.权利要求5的方法,其中所述cupredoxin是包含SEQ ID NO:1 氨基酸序列或与SEQ ID NO:1具有至少90%的序列相同性的氨基酸 序列的天青蛋白,并且其中所述cupredoxin结合肿瘤抑制蛋白p53。
7.权利要求4的方法,其中所述天青蛋白包含SEQ ID NO:6的氨 基酸序列。
8.权利要求4的方法,其中所述天青蛋白包含SEQ ID NO:7的氨 基酸序列。
9.权利要求3的方法,其中所述cupredoxin是质体蓝素。
10.权利要求9的方法,其中所述cupredoxin是包含SEQ ID NO:2 氨基酸序列或与SEQ ID NO:2具有至少90%序列相同性的氨基酸序 列的质体蓝素。
11.权利要求3的方法,其中所述cupredoxin是假天青蛋白。
12.权利要求11的方法,其中所述cupredoxin是包含SEQ ID NO:4 氨基酸序列或与SEQ ID NO:4具有至少90%序列相同性的氨基酸序 列的假天青蛋白。
13.权利要求3的方法,其中所述cupredoxin是铁硫菌蓝蛋白。
14.权利要求13的方法,其中所述cupredoxin是包含SEQ ID NO:3 氨基酸序列或与SEQ ID NO:3具有至少90%序列相同性的氨基酸序 列的铁硫菌蓝蛋白。
15.一种治疗与细胞死亡抗性相关的病症的方法,包括给予有效 量的细胞色素C551或其变体或衍生物,以在显示细胞死亡抗性的细胞 中促进细胞生长停止。
16.权利要求15的方法,其中所述细胞色素C551包含SEQ ID NO:5 的氨基酸序列或与SEQ ID NO:5具有至少90%的序列相同性的氨基 酸序列。
17.权利要求15的方法,其中与细胞死亡抗性相关的病症选自由 人黑素瘤、白血病、乳腺癌、卵巢癌、癌、间质细胞癌、结肠癌和 呼吸消化道癌组成的一组。
18.权利要求17的方法,其中与细胞死亡抗性相关的病症是乳腺 癌。
19.权利要求15的方法,进一步包含给予有效量的选自由天青蛋 白、假天青蛋白、质体蓝素和铁硫菌蓝蛋白组成的一组的cupredoxin。
20.权利要求1的方法,其中与细胞死亡抗性相关的病症选自由人 黑素瘤、白血病、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、间质细胞癌、结肠癌和呼 吸消化道癌组成的一组。
21.权利要求20的方法,其中与细胞死亡抗性相关的病症是乳腺 癌。

说明书全文

发明领域

[003]本发明涉及由生物分泌的细胞毒性因子和细胞毒性因子 抑制剂,以及它们在引起细胞生长停止和通过坏死和凋亡调节细胞死 亡中的用途。本发明也涉及这些细胞毒性因子的生产、分离和鉴别的 方法,涉及掺入基本纯细胞毒性因子的用于调节细胞死亡和导致细胞 生长停止的组合物。本发明也涉及治疗与凋亡相关疾病的方法。更具 体而言,本发明涉及基本纯细胞毒性因子在癌细胞中诱导凋亡或细胞 生长停止的方法中的用途,涉及细胞毒性因子抑制剂在治疗感染或其 他病原体诱发病症中的用途。

背景

[004]感染性疾病可以是许多环境因素的产物。任何感染性疾病 均涉及造成感染的因素。感染因素一般是致病微生物,例如致病细菌。 致病微生物击败防御机制并导致疾病的程度或能与它的毒力相关。 已知致病性和非致病性微生物均表达细胞毒性因子,其允许微生物在 宿主免疫系统中防护自身并阻止吞噬细胞(例如巨噬细胞和肥大细胞) 从身体清除微生物。当致病微生物存活时,微生物可侵入宿主组织并 增殖,造成严重的疾病症状。致病细菌已被鉴定是许多虚弱性或致命 性疾病的根本原因,所述疾病例如结核病、霍乱、百日咳、鼠疫和类 似疾病。为治疗这些严重感染,施用药物(例如抗生素)则杀死感染因 素或消除细胞毒性因子,从而感染因素不再能够在对抗宿主免疫系统 中防护自身。然而,致病性细菌通常对抗生素产生抗药性,需要改良 药物来阻止由这些微生物引起的感染的蔓延。

[005]癌症是潜在的无限生长的恶性肿瘤。其主要是在人体内发 现的多种类型细胞的致病性复制(正常调控的丧失)。这些疾病的最初 治疗通常是外科手术、放射线治疗或这些疗法的组合,但时常发生局 部复发和转移疾病。对于一些癌症可采用化学治疗,但这些很少诱导 长期的消退。因此,它们经常是无法治愈的。通常,在称作多药耐药 发生的结果下,化学治疗变得对肿瘤及其转移难于治疗。在许多病例 中,肿瘤对一些类型的化学治疗药物具有本能的抗药性。此外,这些 威胁到非癌细胞的疗法对人体产生应激,并产生许多副作用。因此需 要改良药物来阻止癌细胞的扩散。

[006]已知当病人被致病性细菌感染时,许多肿瘤消退。然而, 对细菌感染如何引起人类癌症消退了解甚少。

概述

[007]本发明涉及细胞毒性因子,其通过坏死或凋亡刺激细胞死 亡,或者导致细胞生长停止。一方面,表征和分离了基本纯的细胞毒 性因子。通过对已暴露于致病性微生物的培养基的柱色谱分级分离得 到基本纯细胞因子。优选,在哺乳动物蛋白存在下在致病生物生长期 间刺激这些细胞毒性因子的生成和分泌。

[008]本发明的另一方面,作为描绘毒性和非毒性微生物的方法, 对哺乳动物蛋白受体的鉴定可导致提高疾病治疗的特异性。

[009]本发明的另一方面涉及治疗与细胞死亡抗性或易感性相关 疾病的方法,其包括的步骤是施用细胞毒性因子、细胞毒性因子抑制 剂或其变体或衍生物,这些物质任选掺入药物学载体中。

[010]细胞毒性因子或其变体或衍生物可掺入用于预防和治疗与 异常细胞增生相关疾病的药物学组合物中。例如,细胞毒性因子可用 于治疗癌症。

[011]通过阻止巨噬细胞死亡并因此允许宿主免疫体系同入侵病 原体斗争,细胞毒性因子抑制剂或其变体或衍生物可用于治疗细菌感 染。

[012]在本发明的另一个实施方案中,细胞毒性因子及其分泌系 统的组分可用作对抗感染因素的疫苗候选者。

[013]本发明也涉及调节细胞死亡的方法,其包含控制细胞毒性 因子分泌的步骤。在一个实施方案中,细胞毒性因子可用作对抗人癌 症细胞宿主的抗癌药。细胞毒性因子也可用作通过抑制剂的筛选或合 理设计进行的药物研发的靶标。

[014]本发明也涉及调节细胞死亡的方法,其包含使用细胞毒性 因子例如天青蛋白、质体蓝素、硫菌蓝蛋白、假天青蛋白 (pseudoazurin)或细胞色素c551,或这些细胞毒性因子突变体。

[015]本发明的这些和其它方面、优点和特征将通过下面的附图 和优选实施方案的详细说明而变得显而易见。

附图的简述

[016]图1:图表显示了在来自洋葱假单胞菌培养基的过滤的培养 基上清液(SUP)或羟基磷灰石滤过(HAFT)、ATP-琼脂糖滤过(AAFT)、 和Q-琼脂糖滤过(QSFT)的色谱柱级分存在或不存在下,1.0mM ATP 对巨噬细胞杀伤的影响。通过对细胞内酶乳酸脱氢酶(LDH)释放来测 定巨噬细胞的死亡程度。在测试中使用来自每种级分的2μg蛋白质。 所有的测试重复操作3次,并标明误差杆。

[017]图2:图表显示在ATP不存在下,洋葱假单胞菌的经过滤 的培养基上清液(SUP)和色谱柱级分(HAFT、AAFT和QSFT)对巨噬 细胞死亡的作用。通过对细胞内酶乳酸脱氢酶(LDH)释放来测定巨噬 细胞的死亡程度。所有的测试重复操作3次,并标明误差杆。

[018]图3:该图显示经洋葱假单胞菌QSAFT级分处理的J774巨 噬细胞胞浆提取物中胱天蛋白酶(图3A-胱天蛋白酶-3;图3B-胱天蛋 白酶-9)的活性。胞浆提取物从与洋葱假单胞菌QSFT级分培养过夜的 巨噬细胞和未处理的巨噬细胞制得。用于测定胱天蛋白酶-3活性的底 物是AcDEVD-pNA(N-乙酰-Asp-Glu-Val-Asp-对硝基苯胺)。胱天蛋白 酶-9活性的底物是Ac-LEHD-pNA(N-乙酰-Leu-Glu-His-Asp-对硝基 苯胺)。在37℃将提取物与底物按照标明的时间培养。每组使用10μ g巨噬细胞胞浆蛋白。在405nm处用光谱光度测量pNA(对硝基苯胺) 的释放。

[019]图4:图表显示了在天青蛋白(Az)、细胞色素c551(Cyt C551) 和它们的组合存在下,用%乳酸脱氢酶(LDH)的释放来测定的巨噬细 胞中的细胞毒性。数字代表μg蛋白质。缓冲液对照(缓冲液)在右侧 显示。

[020]图5:图表显示在免疫前血清存在下,抗天青蛋白抗体和抗 细胞色素c551抗体对洋葱假单胞菌(A)和型分枝杆菌(B)QSFT级分 的细胞毒性影响。A,天青蛋白(50ug);C,细胞色素c551(25ug);ab, 抗天青蛋白抗体和抗细胞色素c551抗体的组合;P,免疫前血清。每 次测试使用2μg QSFT级分。ab和P后的数目代表抗体或免疫前蛋白 μg数。结果以重复三次试验的平均值±标准差来显示。

[021]图6:该图显示了诱导黑素瘤细胞(UISO-Mel-2)后,在裸鼠 中注射天青蛋白/细胞色素c551对肿瘤大小的影响。裸鼠皮下注射约 106UISO-Mel-2细胞,接着每周一次腹膜内注射柠檬酸缓冲液(对照)、 已知的抗黑素瘤药物DTIC(7.5ug)或每周三次高(150μg天青蛋白 /75μg细胞色素C551)或低(10μg天青蛋白/5μg细胞色素C551)剂量的 天青蛋白/细胞色素C551混合物,持续4周。在不同的时间,测定对 照组(缓冲液处理组)、DTIC处理组以及高和低剂量天青蛋白/细胞色 素C551处理组肿瘤大小(肿瘤体积)并作图。

[022]图7:该图显示了在图6描述的试验期间,小鼠体重的增加 或减少。在上述试验期间,用天平给小鼠称重,并将重量按克记录。

[023]图8:该图显示了在天青蛋白(AZ)存在或不存在下,用牛型 分枝杆菌QSFT级分处理的裸鼠中Mel-6肿瘤的消退。裸鼠皮下注射 约106UISO-Mel-2细胞。约一周后形成小肿瘤。然后在所述小鼠腹 膜内注射磷酸盐缓冲溶液(对照)、牛型分枝杆菌QSFT级分或牛型分 枝杆菌QSFT级分与天青蛋白的混合物。

[024]图9:该图显示了用各种浓度天青蛋白处理72小时后,天 青蛋白对MCF-7(■)和MDA-MB-157(□)细胞的细胞毒性。

[025]图10:该图显示了用天青蛋白(■)处理的裸鼠和对照组动物 (□)中MCF-7肿瘤的消退。

[026]图11(a)和(b):图11(a)是显示绿假单胞菌天青蛋白基酸 序列与其它细菌天青蛋白的序列对比表。使用Genetyx软件进行氨基 酸序列对比。图11(b)是显示野生型天青蛋白(wt天青蛋白)和嵌和突 变天青蛋白的表格。

[027]图12(a)和(b):图12(a)是显示野生型和化还原型突变天青 蛋白对巨噬细胞的细胞毒性的图。野生型天青蛋白(●),去辅基天青 蛋白(apo-azurin)(○),M44KM64E(▲),C112D(△)。

[028]图12(b)是显示野生型和嵌和突变天青蛋白对巨噬细胞的细 胞毒性的图。野生型天青蛋白(●),S1(○),S2(▲),S3(■),S4(△), S6(□),wtS5(),wtS4S5S6(◆),S3S5()。图12(b)也显示了突变 体的相对电子转移效率,表示为野生型天青蛋白的电子转移效率的百 分比。为计算细胞毒性的百分数,将未处理的存活细胞数目记作100 %,并测量天青蛋白处理组样品中存活细胞数。

[029]图13:是显示天青蛋白、去辅基天青蛋白和天青蛋白突变 体对巨噬细胞的细胞凋亡活性。野生型天青蛋白(●)、去辅基天青蛋 白(○),M44KM64E(▲),C112D(△)。

[030]图14:图14是显示野生型天青蛋白(wt型天青蛋白▲)、铁 硫菌蓝蛋白(crude●)、去辅基铁硫菌蓝蛋白(apo-rus○)和假天青蛋 白(Paz□)细胞毒性的图。

[031]图15:是显示野生型天青蛋白(●)和质体蓝素(■)细胞毒性 的图。

实施方案的详细描述

定义

[32]根据本文说明书的意图,术语“细胞毒性因子”是指由致 病性或非致病性微生物分泌的因子,其通过坏死或凋亡促进细胞死 亡,或造成细胞生长停止。细胞毒性因子的实例包括天青蛋白、质体 蓝素、铁硫菌蓝蛋白、假天青蛋白或细胞色素c551。术语“依赖ATP 的”,当用于修饰术语“细胞毒性因子”时,是指在5’-三磷酸腺苷 (ATP)存在下造成细胞死亡或细胞生长停止的细胞毒性因子。术语“不 依赖ATP的”,当用于修饰术语“细胞毒性因子”时,是指在5’-三 磷酸腺苷(ATP)不存在下造成细胞死亡或细胞生长停止的细胞毒性因 子。

[33]根据本文说明书的意图,术语“治疗”包含预防、降低、停 止或逆转待治疗的病症或症状的进展或严重性。同样地,术语“治疗” 酌情包括医疗性的、治疗性的和/或预防性的施用。

[34]如本文所用,术语“与细胞死亡抗性相关的病症”是指经理 智熟练的内科医生或临床医生检测,与健康的类似种类的细胞相比, 至少以延长细胞生命趋势为特征的疾病、状态或失调。术语“与细胞 死亡易感性相关的病症”,如本文所用,是指经理智熟练的内科医生 或临床医生检测,与健康的类似种类的细胞相比,至少以过早细胞死 亡趋势为特征的疾病、状态或失调。

[035]如本文所用,术语“具有功能性p53肿瘤抑制基因”是指 具有没有被失活、突变、丧失或减少生成的p53肿瘤抑制基因的细胞。

[036]如本文所用,术语“缺乏p53肿瘤抑制基因”是指具有被 失活、突变、丧失或减少生成的p53肿瘤抑制基因的细胞。例如,这 样的缺乏可能作为p53基因内的遗传畸变或与病毒和细胞致癌基因 相互作用的结果而发生。

[037]术语“基本纯”,当用作修饰术语“细胞毒性因子”时,如 本文所用,是指例如形式为基本不含或不掺杂活性抑制化合物的细胞 毒性因子,所述细胞毒性因子从分泌的培养基中分离。术语“基本纯” 是指以重量计因子在分离级分中的含量至少约75%,或至少“75% 基本纯”。更优选,术语“基本纯”是指以重量计化合物中含至少约 85%的活性化合物,或至少“85%基本纯”。基本纯的细胞毒性因子 可与一种或多种其它基本纯化合物或分离的细胞毒性因子组合使用。

[038]如本文所用,术语细胞毒性因子的“变体或衍生物”是指 对细胞毒性因子或细胞毒性因子编码基因进行化学修饰或操纵所得 到的化合物或物质。细胞毒性因子的变体或衍生物可通过化学修饰所 述细胞毒性因子或操纵编码所述细胞毒性因子的基因来得到,例如通 过改变所述细胞毒性因子的基本构成或性状,但不改变其毒性进行。 与此类似,细胞毒性因子抑制剂的“变体或衍生物”可包含对所述抑 制剂的化学结构进行的化学修饰或对编码所述抑制剂的基因进行的 操纵。

[039]术语“氨基酸序列相同性百分数(%)”定义为当两个序列对 比时,细胞毒性因子的氨基酸残基与候选序列氨基酸残基相同性的百 分数。为测定氨基酸相同性%,进行序列对比,并且如果需要的话, 引入缺口以获得最大%序列相同性;保守取代不视为序列相同性的部 分。测定相同性百分数的氨基酸序列对比方法对于本领域技术人员是 公知的。通常使用可公开获得的计算机软件进行肽序列对比,例如 BLAST、BLAST2、ALIGN2或Megalign(DNASTAR)软件。

[040]当进行氨基酸序列对比时,给定的氨基酸序列A同、与或 相对给定的氨基酸序列B的%氨基酸序列相同性(其换句话说可表达 为具有或包含同、与或相对给定氨基酸序列B的特定%氨基酸序列 相同性的给定氨基酸序列A)可计算为:

%氨基酸序列相同性=X/Y·100

其中,

X是氨基酸残基数目,通过A和B的序列对比程序对比或序列对 比算法对比,该数目以相同匹配数来记分。

并且

Y是B中氨基酸残基的总数目。

[041]如果氨基酸序列A的长度不等于氨基酸序列B的长度,A 对B的%氨基酸序列相同性将不等于B对A的%氨基酸序列相同性。

[042]“治疗有效量”是对待治疗对象阻止病情发展或减轻现存 症状的有效量。确定治疗有效量属于本领域技术人员的能力范围。

总则

[043]本发明提供由致病性或非致病性微生物分泌,并通过坏死 或凋亡促进细胞死亡,或导致细胞生长停止的细胞毒性因子。当致病 性微生物侵入人或动物组织时,吞噬细胞成为宿主免疫系统中的第一 道防线。典型地,吞噬细胞寻找并破坏侵入体内的外源病原体。然而, 由微生物病原体分泌的细胞毒性因子在吞噬细胞中可刺激细胞死亡。 从而吞噬细胞被阻止行使其保护性免疫功能。

[044]发明人以前报道过,许多致病性细菌分泌可通过坏死引起 吞噬细胞死亡的依赖ATP的细胞毒性因子,例如利用ATP的酶。 [Zaborina O.等人,Infect.Immun.67:5231-5242(1999);Melnikov A.等 人,Mol.Microbiol.36:1481-1493(2000);和Punj V.等人,Infect. Immun.68:4930-4937(2000),出于各种目的,其内容在此引作参考。] 利用ATP的酶可作用于多种与能量相关的核苷酸衍生物,例如ATP、 5’-二磷酸腺苷(ADP)、5’-腺苷酸(AMP)或腺苷,将它们转化为多种产 物,这些产物通过激活嘌呤受体来依次调节吞噬细胞例如巨噬细胞和 肥大细胞的死亡。

[045]本发明的一方面涉及发现不依赖ATP的细胞毒性因子,例 如氧化还原蛋白,也可由致病微生物的一些物种分泌,并且这些因子 通过凋亡引起吞噬细胞死亡。[Zaborina O.等人,Microbiology 146: 2521-2530(2000),出于各种目的,其内容在此引作参考。]

[046]本发明的另一方面涉及令人惊奇地发现不依赖ATP的细胞 毒性因子在癌细胞中诱导凋亡或细胞生长停止。这些细胞毒性因子可 用于治疗与细胞死亡抗性相关的病症。这些病症可包括,例如,人黑 素瘤、白血病、乳腺癌、卵巢癌、癌、间质癌、结肠癌和呼吸消化 道癌(例如胃癌、食管癌、喉癌和口腔癌)。

[047]通常癌细胞并不易于凋亡性死亡。这种对细胞凋亡性细胞 死亡的抗性可由编码p53肿瘤抑制蛋白的基因的失活突变造成。已知 哺乳细胞的凋亡要求p53蛋白的存在。然而,在50%人类癌症中, 在p53肿瘤抑制蛋白的编码基因上存在失活突变。

[48]尽管也已知p53在哺乳动物细胞中调节氧化还原蛋白的表 达,但是还没有发现哺乳动物氧化还原蛋白直接涉及肿瘤细胞凋亡或 生长停止的暗示。也没有发现微生物的不依赖ATP的细胞毒性因子 具有在癌症细胞中诱导凋亡或减小肿瘤大小的功能。

[049]本发明的另一方面涉及鉴别和鉴定由微生物分泌的细胞毒 性因子的方法。这些方法提供了发现细胞死亡的合适的抑制剂或刺激 剂的方法。抑制剂和刺激剂可研发成药用药物,并用于治疗以对细胞 死亡有抗性或易感性为特征的病症。

[050]本发明的另一方面涉及已被鉴定和分离的细胞毒性因子和 这些细胞毒性因子的抑制剂。依照本发明的方法,细胞毒性因子可被 激活或失活以预防或治疗与细胞死亡相关的病症。细胞毒性因子抑制 剂可用于治疗与细胞死亡易感性相关的病症。

细胞毒性因子的分泌

[051]在本发明的一方面中,本发明的细胞毒性因子可由一些不 同的致病性微生物分泌,包括细菌和原生动物。提供细胞毒性因子的 适宜的致病细菌的实例包括但不限于: 铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosam)(P.aeruginosa),洋葱假单胞 菌(Burkholderia cepacia)(B.cepacia),霍乱弧菌(Vibrio cholera)(V. cholera),和牛型分枝杆菌(Mycobacterium bovis)(M.bovis)。此外,细 胞毒性因子可由病原体分泌,例如利什曼原虫亚逊亚种(Leishmania amazonensis)和马来布鲁线虫(Brugia malayi)。

[052]已发现铜绿假单胞菌(一种条件致病菌)、洋葱假单胞菌(可 导致囊性纤维化病和慢性肉芽肿疾病患者致命感染)、霍乱弧菌(导致 霍乱的肠内病原体)和分枝杆菌的缓慢生长的致病群例如结核分枝杆 菌(M.tuberculosis)或牛型分枝杆菌(导致结核)能分泌利用ATP的酶。

[053]除了分泌利用ATP的酶,发明人发现铜绿假单胞菌分泌不依 赖ATP的细胞毒性因子。这些细胞毒性因子已被鉴定为两种氧化还原 蛋白:天青蛋白和细胞色素c551。洋葱假单胞菌也显示分泌氧化还原 蛋白。牛型分枝杆菌也显示分泌对吞噬细胞具有高度不依赖ATP的细 胞毒性的细胞毒性因子。

在哺乳动物蛋白存在下对细胞毒性因子分泌的刺激

[054]在本发明的另一方面,在哺乳动物蛋白存在下,细胞毒性 因子的产生和分泌在致病生物生长期间被刺激。例如,由致病微生物 例如铜绿假单胞菌、牛型分枝杆菌和洋葱假单胞菌分泌的细胞毒性因 子被哺乳动物蛋白例如κ-酪蛋白、牛血清白蛋白、卵清蛋白或α2-巨 球蛋白的存在所刺激。这提示致病微生物感受到特定哺乳动物蛋白的 存在作为哺乳动物宿主环境的指征,从而启动对细胞毒性剂的分泌系 统以反击并破坏宿主防御,但本文并不依赖于这种提示。

[055]发明人测定到一些洋葱假单胞菌的临床(有毒的)分离菌分 泌大量的利用ATP的酶,例如腺苷酸激酶或5’-核苷酸酶,而一些环境 (无毒的)分离菌只分泌减少量的这些酶。在临床分离菌例如洋葱假单 胞菌株38中,在生长培养基中存在α2-巨球蛋白情况下,细胞毒性因 子的分泌平得到极大的提高。相比于环境分离菌,临床分离菌的分 泌物对巨噬细胞和肥大细胞具有更高水平的细胞毒性。在α2-巨球蛋 白存在下显示提高的细胞毒性因子分泌的临床分离菌也显示在它们 表面存在α2-巨球蛋白受体。

[056]在本发明的一个实施方案中,在哺乳动物蛋白存在下,不 依赖ATP的细胞毒性因子的产生和分泌在致病生物生长期间被刺激。 通过在含有哺乳动物蛋白的培养基上生长微生物生物体,可提高细胞 毒性因子的分泌。适宜的培养基例如L肉汤、营养肉汤、胰胨豆胨培 养液、胰蛋白胨-酵母提取物肉汤(Difco Laboratories,Maryland, U.S.A.)。典型地,约500-1000ml的无菌高压灭菌培养基以104至106细 胞/ml接种。然后,接种过的培养基在适合微生物生长的条件下培养, 通常处于30-37℃的旋转摇床上。对培养基、培养条件和其它影响细 菌和其它微生成功培养的因素的选择对于一名本领域技术人员显而 易见。发明人观察到培养基中细胞毒性因子的最大浓度出现在指数生 长期的晚期和稳定生长期的早期。

[057]在本发明的另一个实施方案中,对哺乳动物蛋白受体的鉴 定提供了描绘微生物有毒株和无毒株的方法。例如,α2-巨球蛋白受 体基本上存在于临床分离菌,而不存在于环境分离菌,不仅与前者分 泌细胞毒剂作为对抗宿主防御的武器的功能相关联,而且可用于在临 床有毒株和环境无毒株之间的描绘。因此,生物的有毒株可被鉴定, 然后针对其抗生素敏感性或其它临床目的进行测试。

不依赖ATP的细胞毒性因子的纯化

[058]在本发明的另一方面,基本纯的不依赖ATP的细胞毒性因子 可通过分泌型微生物的培养基的色谱柱分级分离获得。优选在分级分 离之前将细菌细胞从培养基中去除。这可通过对培养基最初的离心和 随后的过滤来实现。适宜的过滤器通常小于或等于约0.5μm的孔径, 优选约0.2μm。然而,其它去除病原体的方法对于本领域技术人员是 已知的。

[059]未分级分离的培养基不具有高度不依赖ATP的细胞毒活性, 因此色谱柱分级分离对增强凋亡诱导活性和使细胞生长停止的活性 是必需的。分级分离去除依赖ATP的细胞毒性因子。这提示分级分离 也可去除不依赖ATP的细胞毒性因子的抑制剂,该抑制剂可存在于未 分级分离的培养基中,但本文不依赖于此提示。

[060]用于纯化细胞毒性因子的色谱技术对于本领域技术人员 是已知的。这包括例如离子交换色谱、羟基磷灰石色谱、亲和色谱和 凝胶过滤色谱。用于细菌培养基分级分离的色谱柱包括例如:羟基磷 灰石、Superdex 75或200、Superose 6或12、Sephacryl S、Sephadex G 或Sephadex LH、Mono Q或Mono S、Q-Sepharose、DEAE Sepharose 或CM Sepharose、Sepharose XL、ATP-Sepharose、Hi Trap Blue、Blue Sepharose、DNA Cellulose或Sepharose 2B、4B或6B,可从Amersham Pharmacia Biotech AB,Uppsala,(Sweden)或Bio-Rad Laboratories, Hercules,California,(U.S.A.)获得。

[061]利用ATP的酶可作为羟基磷灰石和ATP-琼脂糖柱的滤过或 洗脱级分通过色谱柱分级分离。在这些分级分离过程中,利用ATP的 酶,例如三磷酸腺苷酶(ATPase)或腺苷酸激酶,吸附于色谱柱,并可 被进一步去除或纯化。(参见,例如,Markaryan等人,J.Bacteriol.,183, pp 3345-3352,2001)

[062]在本发明的一个实施方案中,不依赖ATP的细胞毒性因子作 为Q-sepharose柱(QSFT)的滤过级分分离。Q-sepharose是一种季铵盐强 阴离子交换剂。这些柱子可从Amersham Pharmacia Biotech AB, Uppsala,(Sweden)获得。上清液(SUP)或其它柱级分例如羟基磷灰石柱 的滤过级分(HAFT)或ATP-琼脂糖柱滤过级分(AAFT)没有通常出现 显示高度不依赖ATP的细胞毒性。

不依赖ATP的细胞毒性因子的鉴定

[063]在本发明的其它方面,测试分级分离过的培养基中不依赖 ATP的细胞毒性因子的存在。细胞死亡的程度可通过细胞内酶乳酸脱 氢酶(LDH)的释放来测定,如描述于Zaborina等人,Infection and Immunity,67,5231-5242(1999)和Zaborina等人,Microbiology, 146,2521-2530(2000),其内容引作参考。

[064]不依赖ATP的细胞毒性因子诱导凋亡的能力可通过使用 MITOSENSORTM APOLERTTM Mitochondrial Membrane Sensor试剂盒 (Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,California,U.S.A.)的mitosensor ApoAlert共焦显微术观察到。在测试中,健康、非凋亡的细胞发红色 荧光而凋亡死亡的细胞发绿色荧光。红和绿的组合产生发黄色荧光细 胞,这代表凋亡性濒死细胞。参见Zaborina等人,Microbiology,146, 2521-2530(2000),其内容引作参考。

[065]凋亡通过激活酶级联效应来介导,所述酶称作胱天蛋白酶 (caspase),其为在天冬氨酸残基进行切割的半胱氨酸蛋白酶。因此, 凋亡也可通过测量两种重要的胱天蛋白酶(称作胱天蛋白酶-9和胱天 蛋白酶-3)的活性来测定,已知这两种酶在凋亡期间通过从线粒体中 释放的细胞色素c与胞浆蛋白Apaf-1的寡聚化被激活,所述测量使用 的方法描述于Zou等人,J.Biol.Chem.,274:11549-11556(1999),其内 容引作参考。

[066]凋亡也可通过使用例如APOLERT DNA断裂(fragmentation) 试剂盒(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,California,U.S.A.)检测凋 亡诱导的细胞核DNA断裂来观察。该测试是基于末端脱氧核苷酸转 移酶(Tdt)介导的dUTP切口末端标记(TUNEL),其中Tdt催化在凋亡中 的细胞的断裂的DNA的游离3’-羟基末端引入荧光素-dUTP。在断裂的 细胞核DNA引入荧光素-dUTP产生绿色荧光,其可被共焦显微术检测 到。

[067]在本发明的一个实施方案中,测试分级分离过的培养基以 测定这些级分诱导凋亡或细胞生长停止的能力。这些方法可用于鉴别 和鉴定不依赖ATP的细胞毒性因子。

不依赖ATP的细胞毒性因子的鉴定

[068]在另一方面,本发明提供经鉴定的细胞毒性因子,所述因 子显示不依赖ATP触发凋亡的细胞毒性或导致细胞生长停止。发明人 发现,铜绿假单胞菌和洋葱假单胞菌的QSFT级分富含两种蛋白:天 青蛋白和细胞色素c551。这两种蛋白的鉴定是基于它们在SDS-PAGE 上的分离和它们的N-末端氨基酸序列的鉴定。相比下,牛型分枝杆菌 QSFT级分的SDS-PAGE分析显示一条65kDa的牛血清白蛋白(BSA)浓 条带,其为用于生长牛型分枝杆菌的7H9培养基的成分,以及一些超 过45kDa分子量的条带,但没有细胞色素c551或天青蛋白的特征条带。

(参见实施例9)

[069]天青蛋白和/或细胞色素c551以及QSFT级分显示出对吞噬 细胞触发凋亡的细胞毒性。在分离中,细胞色素c551引起细胞生长停 止。纯化的天青蛋白/细胞色素c551混合物或洋葱假单胞菌QSFT级分 用抗天青蛋白抗体和抗细胞色素c551抗体处理后,显示巨噬细胞细胞 毒性有极大减少。相比而言,牛型分枝杆菌QSFT级分当用抗天青蛋 白抗体/抗细胞色素c551抗体预处理后,显示在细胞毒性上几乎没有降 低,确证牛型分枝杆菌QSFT级分含有除天青蛋白或细胞色素c551以 外的细胞毒性因子。因而不同的病原体分泌不同诱导凋亡的或使细胞 生长停止的细胞毒性因子,它们都将成为药物研发中优良的目标。

不依赖ATP的细胞毒性因子

I.Cupredoxin化合物

[070]这些小蓝铜蛋白(cupredoxin)是参与细菌的氧化还原链、光 合作用或未知功能的电子转移蛋白(10-20kDa)。铜离子唯一地结合于 蛋白基质。铜周围两个组氨酸和一个半胱氨酸的配体具有特殊的扭曲 三平面排列,引起在金属位点非常特殊的电学性质和强烈的蓝色。 一些cupredoxin已经在介质中以高分辨率进行了结晶学鉴定。

天青蛋白

[071]天青蛋白是具有128个氨基酸残基的含铜蛋白质,其属于 cupredoxin家族,涉及植物和一些细菌中的电子转移。天青蛋白包括 来自铜绿假单胞菌(PA)(SEQ ID NO:1)、木糖氧化产菌(A. xylosoxidans)、和反硝化产碱菌(A.denitrificans)的那些。Murphy,L.M. 等人,J.Mol.Biol.,vol.315,pp 859-71(2002),其内容引作参考。尽管天 青蛋白间的序列同源性在60-90%变化,这些分子间的结构同源性是 高的。所有的天青蛋白具有独特的具有Greek key基序的β-夹层 (β-sandwich),并且单个铜原子总是位于蛋白的同一区域。此外,天 青蛋白在铜位点周围具有基本中性的疏水区。(Murphy等人)

质体蓝素

[072]质体蓝素是真核植物中的可溶性蛋白,其在每个分子中含 有一个铜分子,并且它们的氧化型为蓝色。它们出现在叶绿体中,作 为电子载体发挥功能。自从在1978年测定了白杨质体蓝素的结构,藻 类(栅藻(Scenedesmus),浒苔(Enteromorpha),衣藻(Chlamydomonas)) 和植物(法国菜豆(French bean))质体蓝素的结构也用晶体学或NMR的 方法得到测定,并且白杨质体蓝素的结构已经精确到1.33的分辨率。 SEQ ID NO:2显示了来自层理席藻(Phormidium laminosum)的质体蓝 素的氨基酸序列。

[073]尽管在藻类和维管植物之间的质体蓝素序列趋异(例如在衣 藻蛋白和白杨蛋白之间序列相同性为62%),但三维结构是保守的(例 如在衣藻蛋白和白杨蛋白之间Cα位置的0.76rms偏差)。结构特征包 括位于八股反平行β-桶一个末端的扭曲四面体型铜结合位点、显著的 负电区和平坦的疏水表面。铜的位置对于其电子转移功能是优化的, 负电和疏水区被设想涉及生理反应配偶体的识别。化学修饰、交联和 定位诱变试验已经证实负电和疏水区在与细胞色素f的结合相互作用 中的重要性,并证明在质体蓝素中有两个功能重要的电子转移路径模 型的正确。一个假定的电子转移路径是相对短的(约4),并包括疏水 区中暴露于溶剂的铜配体His-87,而另一条更长(约12-15),包括负 电区中几乎保守的残基Tyr-83,Redinbo等人,J.Bioenerg.Biomembr., vol.26(1),pp49-66(1994),其内容引作参考。

铁硫菌蓝蛋白

[074]铁硫菌蓝蛋白是含有蓝铜的单链多肽,其得自一种硫杆 菌。利用多波长不规则衍射对来自氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)的极其稳定和高氧化性的cupredoxin铁硫菌蓝蛋白(SEQ ID NO:3)氧化型进行X射线晶体结构测定,精确到1.9分辨率。铁硫 菌蓝蛋白由核心β-夹层折叠构成,所述β-夹层折叠由六股和七股的b- 片层组成。与其它cupredoxin类似,铜离子同分布于扭曲四面体的四 个保守残基(His 85,Cys138,His143,Met148)组成的簇相配位。Walter, R.L.等人,J.Mol.Biol.,vol.263,pp-730-51(1996),其内容引作参考。

假天青蛋白

[075]假天青蛋白是含有蓝铜的单链多肽家族。得自裂环无色杆 菌(Achrorraobacter cycloclastes)的假天青蛋白的氨基酸序列显示于 SEQ ID NO:4。假天青蛋白的X射线结构分析显示它与天青蛋白具有 相似的结构,尽管这些蛋白质之间具有低序列同源性。在假天青蛋白 和天青蛋白的整体结构之间存在两个主要的不同。相对于天青蛋白, 假天青蛋白具有由两个α-螺旋组成的羧基末端延伸。在中部肽区域, 天青蛋白包含延伸的环,而在假天青蛋白中变短,其形成含有短α- 螺旋的瓣。在铜原子位点上唯一的主要不同是,MET侧链构象和 Met-S铜键长度,其在假天青蛋白中明显短于在天青蛋白中。

II.细胞色素C551

[076]来自铜绿假单胞菌的细胞色素C551(Pa-C551)是具有82个氨 基酸残基的单体氧化还原蛋白(SEQ ID NO:5),作为亚硝酸还原酶的 生理电子供体涉及不同的脱氮作用。Pa-C551的功能性质已被广泛的 研究。与非生理性无机小氧化还原反应物和与其它大分子如蓝铜蛋 白、真核细胞色素c和生理亚硝酸还原酶配偶体的反应提供了蛋白- 蛋白间电子转移的测试。

[077]Pa-C551是细菌I型细胞色素的一员,其三维结构显示具有 His-Met连接的单一低自旋血红素以及典型的多肽折叠,然而该折叠 使得血红素吡咯环II和III的边缘暴露。(Cutruzzola等人,J.Inorgan. Chem.,vol 88,pp 353-61(2002),其内容引作参考。)存在于哺乳动物 I型细胞色素中的20个残基的ω环的缺乏引起血红素边缘在丙酸盐13 水平下的进一步暴露。Pa-C551表面带电残基的分布是非常各向异性 的:一边富含酸性残基而另一边显示带正电荷侧链(主要是赖氨酸)的 环,其位于围绕着血红素间隙的疏水区的边缘。所述疏水区包含残基 Gly11,Val13,Ala14,Met22,Val23,Pro58,Ile59,Pro60,Pro62,Pro63和 Ala65。各向异性的电荷分布导致很大的双极力矩,这对电子转移复 合物的形成是重要的。

[078]上述对Pa-C551电荷分布的描述已用于报道其它电子转移蛋 白和它们的电子受体。此外,通过在疏水区或带电区内的残基定位诱 变的修饰已显示出表面互补性对不同蛋白的结合和电子转移的重要 性。作为实例,在残基Met44和Met64被改变为带正电和带负电的 氨基酸的突变体上进行的研究获得了铜绿假单胞菌天青蛋白疏水区 与其电子转移性质具有相关性的证据。(Cutruzzola等人) 利用不依赖ATP的细胞毒性因子在癌症细胞中诱导凋亡或生长停止

[079]本发明提供使用不依赖ATP的细胞毒性因子在癌细胞中诱 导凋亡性细胞死亡或生长停止的方法。不依赖ATP的细胞毒性因子, 例如cupredoxin化合物和细胞色素C551,可用于治疗与细胞死亡的异 常故障相关的病症。众所周知,癌细胞不倾向于进行凋亡。依照本发 明的一个方面,施用足以诱导癌细胞凋亡或细胞生长停止的量的细胞 毒性因子或刺激细胞毒性因子分泌的活性剂将有助于减少体内肿瘤 大小以及延缓肿瘤生长。例如,将天青蛋白和细胞色素C551与已知的 抗黑素瘤药物[5-(3,3′-N,N′-二甲基三氮烯-1-基)-咪唑-4-甲酰胺] (DTIC)进行测试比较,显示天青蛋白和细胞色素C551的混合物提供有 效无毒的组合物,该组合物促进裸鼠体内肿瘤消退。

[080]在本发明的一个实施方案中提供了一种方法,其中用 cupredoxin化合物例如天青蛋白的治疗诱导癌细胞的凋亡性细胞死 亡。不希望受限于理论,据信cupredoxin化合物的细胞毒活性是由于 其与肿瘤抑制蛋白p53形成复合物并使之稳定。p53作为“肿瘤抑制 子”基因发挥作用,其通过突变造成的生成下降或失活可导致肿瘤发 展。

[081]p53在细胞中半衰期通常只有几分钟。p53的稳定使得活性 氧(ROS)显著生成,这是凋亡有力的诱导剂。天青蛋白与p53形成复 合物、使之稳定并提高它在细胞内的水平,因此通过依赖胱天蛋白酶 -3和胱天蛋白酶-9的线粒体途径诱导凋亡Yamada,T.等人,Infec. Immun.,vol.70,pp 7054-62(2002),其内容引作参考。

[082]天青蛋白的氧化还原活性对其细胞毒活性并不是关键的。 在复合物形成期活性氧的生成才是凋亡的诱导因子。Goto,M.等人, Mol.Microbiol.,47,pp549-59(2003),其内容引作参考。例如,具有 如SEQ ID NO:1的氨基酸序列但并不含有铜原子的去辅基天青蛋白 (apo-azurin)相比于天青蛋白具有低的多的氧化还原活性,但显示显著 的细胞毒活性。

[083]与p53形成复合物的重要性可通过两种突变体天青蛋白 C112D(SEQ ID NO.6)和双突变体M44KM64E(SEQ ID NO.7)的细胞 毒活性的不同来说明。铜与Cys-112残基的结合对于氧化还原活性是 重要的。与铜的配位有缺陷的C112D突变体具有天青蛋白约0.01% 的氧化还原活性,但显示显著的细胞毒性。作为对比,M44KM64E 突变体具有天青蛋白约2%的氧化还原活性,但几乎不显示细胞毒性。

[084]天青蛋白分子中含有一个疏水区,其是生理配偶体细胞色 素C551和亚硝酸还原酶的相互作用位点(Cutruzzola等人)。疏水区没 有变化的C112D突变体能与p53形成复合物,并升高其细胞内水平。 然而,M44KM64E双突变体的疏水区中形成一个电偶极,其不能形 成如此稳定的复合物。因此,与细胞色素C551和亚硝酸还原酶相互作 用位点对于与p53复合物形成也是重要的。

[085]甘油梯度离心和谷胱甘肽S转移酶(GST)沉淀法已用于显示 cupredoxin化合物与p53的相互作用。Yamada等人(2002),其内容引 作参考。已知p53形成寡聚复合物,以及GST-p53融合蛋白在各种甘 油级分例如5,10,15,20,或25%的甘油中沉淀,而天青蛋白在5%甘 油中沉淀。先将天青蛋白与GST-p53融合蛋白温育,然后在甘油梯度 中离心,证明天青蛋白在所有的甘油级分中存在,表明其与p53缔合。 C112D突变体,而不是M44KM64E突变体,显示相似的缔合。Yamada 等人(2002)。

[086]将GST-p53融合蛋白与天青蛋白M44KM64E突变体进行预 培养改变p53寡聚化,导致大多数GST-p53存在于5-10%的甘油中, 而突变体天青蛋白也被发现在这里。这表明天青蛋白的疏水区也涉及 与p53的相互作用。天青蛋白疏水性的丧失不仅导致细胞毒性的丧 失,而且干扰了寡聚化。尽管M44KM64E突变体几乎不显示诱导凋 亡,它确实显示了对细胞周期进展显著的抑制。因此,p53-cupredoxin 复合物性质的变化可将p53的特异性从对凋亡改变到细胞生长停止。

[087]天青蛋白的作用依赖于肿瘤细胞具有功能性p53肿瘤抑制 基因。然而,细胞毒性因子也可造成具有p53肿瘤抑制基因不足的细 胞生长延缓。例如,细胞色素C551不作用于p53,但其显著增强肿瘤 抑制蛋白p16的水平。C551在巨噬细胞中抑制细胞周期进展,也增强 天青蛋白的作用。此外,细胞毒性因子如天青蛋白和C551(或 M44KM64E)的组合通过既诱导凋亡又诱导生长停止而可以更有效的 抑制肿瘤进展。

[088]由于细胞色素C551的作用模式不依赖于细胞中p53的状态, 这提供了在缺乏p53肿瘤抑制基因的人类癌症的50%中的癌症退化 方法。除了C551,其它细胞色素,例如来自蓝藻(cyanobacteria)的细 胞色素,也证实有细胞毒性。

细胞毒性因子治疗感染性疾病

[089]在本发明的另一方面,细胞毒性因子的鉴定可用于鉴别例 如在感染性疾病中抑制细胞死亡的新物质。例如,抑制利用ATP的 细胞毒性因子的分泌或活性,或ATP的生成,可减少或消除致病病 原体的细胞毒活性。

[090]因此,合适的施用抑制细胞毒性因子分泌或活性的化合物 提供了抗感染发展的有用工具。用于抑制诱导细胞死亡的细胞毒性因 子的活性的活性剂的实例包括细胞毒性因子的抗体和阻止利用ATP 的酶的活化的ATP类似物。用于抑制或刺激细胞毒性因子分泌或表 达的细胞毒性因子和活性剂的实例包括但不限于利用ATP的酶、氧 化还原蛋白、ATP生成激活剂、ATP生成抑制剂、氧化还原蛋白激活 剂和氧化还原蛋白抑制剂。

包含细胞毒性因子的药物组合物

[091]包含细胞毒性因子的药物组合物可用任何常规方法制备, 例如常规混和、溶解、制粒、制糖衣(dragee-making)、乳化、包入胶 囊(encapsulating)、包封(entrapping)或冻干过程。基本纯的细胞毒性因 子或其它活性物质易于与本领域公知的药物学可接受载体组合。这些 载体可使制备物被配制成片剂、丸剂、糖衣片、胶囊、液体、凝胶、 糖浆、膏剂、混悬剂等等。合适的赋型剂也可包括例如填充剂和纤维 素制品。其它的赋型剂包括例如矫味剂、着色剂、防粘剂、增稠剂和 其他可接受的添加剂、佐剂或黏合剂。

[092]本发明组合物可用于与细胞死亡相关病症的治疗或预防。 基本纯的细胞毒性因子可以以足以预防或治疗与细胞死亡相关病症 的量来施用。典型地,宿主生物是哺乳动物,例如人类或动物。

施用包含细胞毒性因子的组合物

[093]本发明的组合物可以以任何合适的途径给药,例如口服、 含服、吸入、舌下、直肠、阴道、经尿道、经鼻腔、局部、经皮即透 皮或注射(包括静脉内、肌内、皮下和冠状动脉内)给药。所述组合物 及其药物学配制品可以以有效达到其预期目标的任何剂量来给药。更 特别地,所述组合物以治疗有效量给药。

[094]在各种实施方案中,所述细胞毒性因子组合物包括载体和 赋型剂(包括但不限于缓冲液、水化合物、甘露醇、蛋白质、多肽 或氨基酸例如甘氨酸、抗氧化剂抑菌剂、鳌合剂、助悬剂、增稠剂 和/或防腐剂)、水、油、盐溶液、水性葡萄糖和甘油溶液、为了近似 于生理条件所要求的其它药物学可接受的辅助物质,例如缓冲剂、张 力调节剂、湿润剂等等。应理解的是,当本领域普通技术人员已知的 任意合适载体被应用于给予本发明的组合物时,载体的类型将根据给 药模式而变化。化合物也可用公知的技术以脂质体来包封。也可应用 生物可降解微球作为本发明药物学组合物的载体。合适的生物可降解 微球已公开于例如美国专利号4,897,268;5,075,109;5,928,647; 5,811,128;5,820,883;5,853,763;5,814,344和5,942,252。

[095]本发明的组合物可按照常规的、众所周知的灭菌技术来消 毒或无菌过滤。所得水性溶液可以其现有形式或冻干形式被包装,冻 干制剂在给药前与无菌溶液相组合。

[096]本发明的细胞毒性因子组合物可用多种方法给药,包括注 射(如真皮内、皮下、肌内、腹膜内等等)、吸入、局部给药、栓剂、 使用透皮贴剂或经口给药。

[091]当注射给药时,细胞毒性因子可在水性溶液中配制,优选 在生理相容性缓冲液中,例如Hanks溶液、Ringer′s溶液或生理盐缓 冲液。所述溶液可包含配制剂例如助悬剂、稳定剂和/或分散剂。或 者,在使用前,所述细胞毒性因子组合物可以以粉末形式与合适的载 体例如无菌无热原水组合。

[098]当吸入给药时,所述细胞毒性因子可以以气溶胶喷剂形式 从承压包装中送递,或从带有使用合适抛射剂(例如二氯二氟甲烷、 三氯氟甲烷、二氧化碳或其他合适的气体)的喷雾器送递。如果是承 压气溶胶,剂量单位可通过提供按计量量释放的来确定。用于吸 入剂或吹入器的例如明胶的胶囊和药筒可被配制成包含蛋白和合适 粉末基质(例如乳糖或淀粉)的混合粉末。

[099]当局部给药时,所述细胞毒性因子组合物可被配制成溶液、 凝胶、油膏、乳剂、混悬剂等等,如本领域公知的。在一些实施方案 中,利用透皮贴剂来给药。当通过栓剂(例如直肠或阴道)给药时,细 胞毒性因子组合物也可配制成包含常规栓剂基质的组合物。

[100]当口服给药时,细胞毒性因子组合物可通过将细胞毒性因 子与本领域公知的药物学可接受载体组合而易于配制。可使用固体载 体,例如甘露醇、乳糖、硬脂酸镁等等;这些载体可使趋化因子配制 成片剂、丸剂、糖衣片、胶囊、液体、凝胶、糖浆、膏剂、混悬剂等 等,以用于待治疗对象口服吸收。对于口服固体配制品例如散剂、胶 囊和片剂,合适的赋型剂包括填充剂例如糖类、纤维素制品、制粒剂 和粘合剂

[0101]编码细胞毒性因子的核酸分子可插入载体中并用作基因 治疗载体。基因治疗载体可通过例如静脉内注射、局部给药(Nabel 等人,美国专利号5,328,470 1994.美国)或立体定向注射(Chen等人, Proc Natl Acad Sci USA,vol.91,pp 3054-7(1994)送递至对象。基因 治疗载体的药物学制剂包括可接受稀释剂或包含基因送递载体嵌入 其中的缓释基质。或者,完整的基因送递载体可从重组细胞中完整生 成,如逆转录病毒载体,所述药物学制剂可包括一种或多种生产所述 基因送递系统的细胞。
[0102]其它常规载体,如本领域公知的,也包括多价载体,例如 细菌荚膜多糖、葡聚糖,或被基因工程化的载体。此外,包括细胞毒 性因子分子的缓释配制品允许细胞毒性因子在延长的时间期间内释 放,这样如果不使用缓释配制品,所述细胞毒性因子将从对象体系中 被清除、和/或例如通过蛋白酶和在引出或增强治疗效果之前的简单 水解被降解。
[0103]确切的配制品、给药途径和剂量由主治医生考虑患者情况 来决定。给药量和间隔可分别调整,以提供足以维持治疗效果的活性 细胞毒性因子的血浆水平。通常,期望的细胞毒性因子以与药物学载 体的混合物形式给药,所述药物学载体根据预期给药途径和标准药物 学操作进行选择。根据本发明使用的药物学组合物可使用一种或多种 包括赋型剂和辅助剂的生理学可接受载体以常规方式配制,所述赋型 剂和辅助剂促进将细胞毒性因子、用于抑制或刺激细胞毒性因子分泌 的活性剂或它们的混合物加工成可用于治疗的制剂。
[0104]在一方面,细胞毒性因子作为DNA送递,这样多肽可在原 位生成。在一个实施方案中,DNA是“裸露的”,例如Ulmer等人, Science,vol.259,pp-1745-49(1993)的描述和Cohen,Science,vol.259, pp-1691-92(1993)的综述。通过将DNA包被于可有效地被运送进细胞 的载体例如生物可降解珠上,可提高裸DNA的摄取。在这些方法中, 所述DNA可存在于多种本领域普通技术人员公知的送递系统中,包 括核酸表达系统、细菌和病毒表达系统。将DNA引入这些表达体系 中的方法对于本领域普通技术人员是公知的。参见例如WO90/11092, WO93/24640,WO93/17706和美国专利号5,736,524。
[0105]用于生物间运输遗传物质的载体可分为两大类:克隆载体 是在适当宿主细胞中带有繁殖非必需区域的复制质粒或噬菌体,外源 DNA可插入其中;所述外源DNA可被复制和繁殖,如同它是载体的 组分。表达载体(例如质粒、酵母或动物病毒基因组)用于将外源遗传 物质引入宿主细胞或组织中,以使得转录并翻译所述外源DNA,例 如细胞毒性因子的DNA。在表达载体中,引入的DNA与元件(例如 向宿主细胞发出信号对插入DNA进行转录的启动子)可操纵地连接。 一些启动子特别地有用,例如响应特定因子控制基因转录的可诱导启 动子。细胞毒性因子多核苷酸与可诱导启动子的可操纵地连接可控制 细胞毒性因子多肽或片断的表达。标准的可诱导启动子的实例包括那 些对α-干扰素、热休克蛋白、重金属离子和类固醇例如糖皮质激素 (Kaufman,Methods Enzymol.,vol.185,pp.487-511(1990))和四环素 作出反应的启动子。其它期望的可诱导启动子包括对引入构建体的细 胞不是内源性的,但是然而当诱导剂被外源提供时在那些细胞中是反 应性的。一般而言,有用的表达载体通常是质粒。然而,也包括其它 形式的表达载体,例如病毒载体(例如,复制缺陷反转录病毒、腺病毒 和腺伴随病毒)。
[0106]载体的选择由待使用的生物或细胞以及载体期望的命运 决定。一般而言,载体包括信号序列、复制起始位点、标记基因、增 强子元件、启动子和转录终止序列。包含细胞毒性因子的试剂盒
[0107]在一方面,本发明提供了包含一种或多种处于包装或容器 中的下列物质的试剂盒:(1)包含细胞毒性因子的生物活性组合物;(2) 药物学可接受佐剂或赋形剂;(3)给药载体,例如注射器;(4)给药说 明书。还包括同一容器中出现具有组分(1)-(4)中的两个或多个的实施 方案。
[0108]当提供试剂盒时,组合物中的不同成分可在分开的容器中 包装,并在使用前立即混合。分离组分的这样包装可允许长期的贮存, 而不丧失活性组分的功能。
[0109]试剂盒中的试剂可在任意种类的容器中提供,要求不同组 分的使用期得到保存并不被容器的材料所吸收或改变。例如,密封的 玻璃安瓿可含有冻干的细胞毒性多肽或多核苷酸,或在中性、不反应 性气体例如氮气下包装的缓冲液。安瓿可由合适的材料构成,例如玻 璃、有机聚合物如聚碳酸酯、聚苯乙烯等、陶瓷、金属或典型用于保 存相似试剂的任何其它材料。其它合适容器的实例包括简易瓶,其由 与安瓿相似的物质焊接而来,和封套(envelopes),其可包含金属箔封 闭的内部,例如合金。其它的容器包括试管、管形瓶、烧瓶、瓶、 注射器等等。容器可有无菌存取口,例如有塞子的瓶子,该塞子可用 皮下注射针头刺穿。其它容器可具有两室,两室被容易去除的膜分开, 去除所述膜后允许组分混合。可去除膜可为玻璃、塑料、橡胶等。
[0110]试剂盒也可提供指导材料。说明书可印在纸或其它载体上, 和/或以电子可读介质提供,例如软盘、CD-ROM,DVD-ROM、压缩 盘(Zip disc)、录像带、录音带等。详细的说明书与试剂盒可以不是以 物理形式在一起的,而是使用者可以被指引去试剂盒的制造商或分销 商指定的互联网站点,或由电子邮件提供。对细胞毒性因子分泌的刺激或抑制
[0111]细胞毒性因子的鉴别和鉴定也可导致刺激细胞毒性因子分 泌的方法的发展。致病性生物已经显示在哺乳动物蛋白存在下可分泌 大量的细胞毒性因子。这个原理可在人体修饰以提供刺激期望的或抑 制不期望的细胞毒性因子的产生的方法。这些方法可用于抑制或刺激 细胞凋亡或造成细胞生长停止。对细胞毒性因子的了解及其鉴定和研 发也允许进行适于调节细胞毒性因子活性或分泌的活性剂或化合物 的药物研发和筛选。涉及细胞毒性因子在细胞中的分泌系统的了解另 外提供了设计用于细胞毒性因子的抑制剂或刺激剂的研制和鉴定的 新途径。对哺乳动物蛋白受体的存在的描绘和鉴定也可用作区分有毒 和无毒微生物的手段,这可以提供在治疗疾病中的特异性。细胞毒性因子的修饰
[0112]细胞毒性因子也可被化学修饰或遗传改变以产生缺少利用 ATP的酶活性或氧化还原活性但保留毒性的变体。细胞毒性因子的突 变和/或截短可产生多种也表现功能活性的组合物的细胞毒剂。尤其 具有高效能和低抗原性的截短衍生物可从最初的细胞毒性因子制得。 这些经过修饰或改变的细胞毒性因子也包括在本发明范围内。
[0113]细胞毒性因子的各种衍生物也可通过标准技术合成。衍生 物是天然化合物直接或经修饰或部分取代形成的氨基酸序列。类似物 是与天然化合物结构相似但不一致,但区别涉及特定的组分或侧链的 氨基酸序列。类似物可以是合成的或来自于不同的进化起源。
[0114]如果衍生物或类似物含有经修饰的氨基酸,那么所述衍生 物或类似物可以是全长或不同于全长。细胞毒性因子的衍生物或类似 物包括但不限于包含与细胞毒性因子基本同源的区域的分子,所述同 源是在相同大小的氨基酸序列中,或当与对齐序列进行比较时,至少 约65%、70%、75%、85%、90%、95%、98%或99%的相同性所述 其中序列对比是通过同源算法进行的。
[0115]除了自然发生的细胞毒性因子的等位基因变体,也可通过 突变在细胞毒性因子中引入变化,所述突变引起被编码的细胞毒性因 子的氨基酸序列变化,而这不明显改变细胞毒活性。“非必需”氨基 酸残基是可在野生型细胞毒性因子序列中改变,而不改变生物学活性 的残基。而“必需”氨基酸残基是这种生物学功能所要求的。例如, 在本发明的细胞毒性因子中保守的氨基酸残基预计是尤其不能改变 的。可进行保守取代的氨基酸是本领域公知的。
[0116]表1“优选取代”显示了有用的保守取代。只要取代不实质 改变化合物的生物学功能,保守取代(一类中的氨基酸被同一类型的 其它氨基酸代替)落入本发明的范围,                 表1优选取代   原始残基   示例性取代   优选取代   Ala(A)   Val,Leu,Ile   Val   Arg(R)   Lys,Gln,Asn   Lys   Asn(N)   Gln,His,Lys,Arg   Gln   Asp(D)   Glu   Glu   Cys(C)   Ser   Ser   Gln(Q)   Asn   Asn   Glu(E)   Asp   Asp   Gly(G)   Pro,Ala   Ala   His(H)   Asn,Gln,Lys,Arg   Arg   IIe(I)   Leu,Val,Met,Ala,   Phe,Norleucine(正   亮氨酸)   Leu   Leu(I)   Norleucine,Ile,Val,   Met,Ala,Phe   Ile   Lys(K)   Arg,Gln,Asn   Arg   Met(M)   Leu,Phe,Ile   Leu   Phe(F)   Leu,Val,Ile,Ala,Tyr   Leu   Pro(P)   Ala   Ala   Ser(S)   Thr   Thr   Thr(T)   Ser   Ser   Trp(W)   Tyr,Phe   Tyr   Tyr(Y)   Trp,Phe,Thr,Ser   Phe   Val(V)   Ile,Leu,Met,Phe,Ala,   Norleucine(正亮氨酸)   Leu
[0117]影响(1)多肽主链的结构,例如β-折叠或α-螺旋构象,(2)电荷, (3)疏水性,或(4)靶位点的侧链体积的非保守取代可改变细胞毒性因 子的功能。如表2所示,基于共同侧链的性质,对残基进行分组。非 保守取代要求这些类型中的一个的成员变换成另一种类型。取代可引 入至保守取代位点,或更优选非保守位点。              表2氨基酸分类   分类   氨基酸   疏水性   Norleucine(正亮氨酸),Met,Ala,   Val,Leu,Ile   中性亲水   Cys,Ser,Thr   酸性   Asp,Glu   碱性   Asn,Gln,His,Lys,Arg   破坏链构象   Gly,Pro   芳香族   Trp,Tyr,Phe
[0118]多肽变体可使用本领域已知的方法制得,例如寡核苷酸介 导的(定位)诱变、丙胺酸扫描(alanine scanning)和PCR诱变。定位诱变 (Carter,Biochem J.,vol.237,pp 1-7(1986);Zoller和Smith,Methods Enzymol.,vol.154,pp 329-50(1987))、盒式诱变(cassette mutagenesis)、 限制选择诱变(Wells等人,Gene,vol.34,pp 315-23(1985))或其它已知 的技术可在克隆DNA上操作以产生细胞毒性因子变体DNA。
[0119]上面已描述了C112D和M44KM64E细胞毒性因子突变体的 细胞毒活性。此外,实施例19显示了一些嵌合型天青蛋白突变体的细 胞毒活性,这些突变体以如实施例18所描述的定位诱变制得。本发明 也使用了细胞毒性因子,例如去辅基天青蛋白,其不存在铜原子。去 辅基天青蛋白和C112D突变体都显示了显著的细胞毒活性,而 M44KM64E突变体却没有。然而M44KM64E突变体引起对细胞周期 进展显著的抑制。
[0120]本发明的一个实施方案使用突变型细胞毒性因子,该因子 保持与p53形成复合物并稳定它的能力,以及因此诱导凋亡。在另一 个实施方案中,本发明使用突变的细胞毒性因子,例如M44KM64E 突变体,其具有与p53相互作用的能力并导致细胞生长停止。
[0121]对本发明更完整的理解可通过参考下列具体实施例来获 得。描述实施例目的仅在于说明,而并不是试图限制本发明的范围。 当环境提示或使得这样更便利时,形式的变化和等同取代也包含在本 发明中。尽管在本文使用了特定的术语,但是这些术语是为了描述, 而不是为了限制。如上文所列出的对本发明的修饰和变化可以在不偏 离本发明精神或范围下进行,因此应当认为限制只有如所附权利要求 书中所指明的那样。实施例
实施例1利用哺乳动物蛋白刺激细胞毒性因子的分泌
[0122]洋葱假单胞菌的临床和环境分离菌(每种5个)在具有或不 具有添加的α2-巨球蛋白(1mg/ml)的蛋白胨-酵母提取物(PPY)肉汤 中生长。在摇床上于34℃生长10小时后,将每个培养物的一部分培养 基离心,上清液通过0.22μm微孔过滤器过滤以去除整细胞和碎片。然 后过滤的上清液按照Melnikov A等人,Mol.Microbiol.,36:1481-1493 (2000)描述的方法测试腺苷酸激酶活性。腺苷酸激酶从[γ-32p]ATP转 移末端磷酸于AMP得到ADP。该反应的产物可通过薄层色谱检测到。 当洋葱假单胞菌细胞在PPY肉汤中生长时,腺苷酸激酶的分泌最小。 然而,α2-巨球蛋白的存在刺激临床分离菌的分泌,而不刺激环境分 离菌。
[0123]使用抗α2-巨球蛋白抗体的免疫荧光显微术显示临床分离 菌具有结合α2-巨球蛋白的受体,而环境分离菌缺少这样的受体。洋 葱假单胞菌的临床和环境分离菌在存在或不存在1mg/ml的α2-巨球蛋 白的PPY肉汤中生长1小时。通过磷酸缓冲盐水冲洗,去除无关的α2- 巨球蛋白。细胞与异硫氰酸荧光素(FITC)缀合的α2-巨球蛋白抗体温 育2小时,该抗体通过给兔子注射α2-巨球蛋白得到。用磷酸缓冲盐水 冲洗后,FITC缀合的抗体处理的细胞用16%的多聚甲固定,包被 在涂布聚-L-赖氨酸玻片上,并用共焦显微镜检查。只有临床分离菌 在α2-巨球蛋白存在下有增强的细胞毒性因子的分泌的发荧光(绿色 荧光细胞),证明α2-巨球蛋白受体的存在。实施例2得自洋葱假单胞菌培养基的过滤的上清液或色谱柱级分对 依赖ATP的巨噬细胞的杀死
[0124]在摇床上洋葱假单胞菌的临床分离菌(株38-收集号95828, D.G Allison,University of Manchester Institute of Science and Technology,Manchester,UK)于34℃在TB培养基生长至OD550nm为1.3。 然后离心培养基,上清液通过0.22μm微孔过滤器过滤以去除整细胞和 碎片。巨噬细胞从J774细胞系分离,按照aborina O等人,Infect.Immun. 67:5231-5242(1999)描述的方法生长于RPMI培养基164 (GIBRO-BRL,Grand Island,N.Y.)。将过滤的培养基依次加于羟基磷 灰石、ATP-琼脂糖和Q-琼脂糖柱。来自羟基磷灰石柱(HAFT)的滤过 级分在ATP-琼脂糖柱(AAFT)上分级分离。AAFT级分在Q-琼脂糖柱 (QSFT)上分级分离。
[0125]将106巨噬细胞加于96孔板的孔中,并在CO2培养箱中培 养2小时。将来自上清液或上述每个柱子的滤过级分的2μg蛋白加于 孔中,培养板在存在或不存在1.0mM ATP下培养4小时。然后按照 Zaborina O.等人,Infect.Immun.,67:5231-5242(1999)描述的方法通 过对细胞内酶乳酸脱氢酶(LDH)释放来测定巨噬细胞的死亡程度。在 存在或不存在1.0mM ATP下,过滤的上清液(SUP)和HAFT,AAFT和 QSFT的色谱柱级分杀死巨噬细胞的程度显示于图1。所有的测试重 复操作3次,并标明误差杆。实施例3得自洋葱假单胞菌培养基的过滤的上清液或色谱柱级分对 不依赖ATP的巨噬细胞的杀死
[0126]得自洋葱假单胞菌培养基的上清液(SUP)或色谱柱级分 (HAFT、AAFT或QSFT)如实施例2。巨噬细胞的分离如实施例2。如 实施例2所述,通过对LDH的释放来测定巨噬细胞的死亡程度,并显 示于图2。只有QSFT级分显示对巨噬细胞高的不依赖ATP的细胞毒 性。实施例4用铜绿假单胞菌细胞毒性因子诱导巨噬细胞凋亡
[0127]铜绿假单胞菌在L肉汤中于37℃生长12小时至OD550nm为 1.2。然后离心培养基,上清液用0.22μm过滤器过滤。上清液(SUP)和 色谱柱级分(HAFT,AAFT和QSFT)按照实施例2所述收集。如实施例2 所述分离巨噬细胞。将来自上清液或滤过级分之一的2μg蛋白加于含1 ×105巨噬细胞的200μl RPMI培养基中,混合物培养过夜。在未处理 的或通过与SUP或HAFT、AAFT或QSFT级分过夜温育而处理的巨噬 细胞中诱导的凋亡用共聚焦显微术来测量,共聚焦显微术按照 Zaborina O.等人,Microbiology 146:2521-2530(2000)描述的方法使用 ApoAlert线粒体膜传感器试剂盒(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto, California,U.S.A.)进行。
[0128]在这次测定中,健康未凋亡细胞发红色荧光,而凋亡致 死细胞发绿色荧光。红色与绿色的组合产生发黄色荧光细胞,表明凋 亡性濒死细胞。未处理巨噬细胞或用HAFT、AAFT和QSFT级分过夜 处理的巨噬细胞主要发红色荧光,表明无凋亡性细胞死亡。用QSFT 级分过夜处理的巨噬细胞主要发绿光,表明大多数巨噬细胞凋亡死 亡。时间过程研究显示凋亡在约6小时时开始(通过红色荧光与绿色荧 光组合使细胞变成黄色来表明),在12-16小时结束。实施例5用洋葱假单胞菌细胞毒性因子在肥大细胞中诱导凋亡
[0129]肥大细胞按照MelnikovA.等人,Mol.Microbiol.36: 1481-1493(2000)描述的方法来分离。按照实施例2制备洋葱假单胞菌 分级分离的培养基。按照实施例4描述的使用共聚焦显微术来测量用 洋葱假单胞菌细胞毒因子在肥大细胞中诱导凋亡。
[0130]未处理的肥大细胞或用洋葱假单胞菌培养基的SUP,HAFT 或AAFT级分过夜处理的肥大细胞,基本发红色荧光,显示无凋亡性 细胞死亡。用洋葱假单胞菌QSFT级分过夜处理的肥大细胞主要发绿 光,表明大多数巨噬细胞凋亡性死亡。实施例6用洋葱假单胞菌和牛型分枝杆菌的QSFT级分在巨噬细胞 中诱导凋亡
[0131]如实施例2进行巨噬细胞分离。使用实施例4的方法测定 用洋葱假单胞菌和牛型分枝杆菌的细胞毒性分子在巨噬细胞中诱导 的凋亡。当用洋葱假单胞菌和牛型分枝杆菌的QSFT级分处理时,观 察到对巨噬细胞凋亡的诱导。实施例7在洋葱假单胞菌QSFT级分处理过的巨噬细胞的胞浆提取 物中测量胱天蛋白酶活性(胱天蛋白酶-3和胱天蛋白酶-9)
[0132]如实施例2分离巨噬细胞。使用实施例2中描述的方法用 洋葱假单胞菌的QSFT级分处理巨噬细胞过夜。按照ZaborinaO等 人,Microbiology146:2521-2530(2000)的描述进行巨噬细胞胞浆提取物 的制备和胱天蛋白酶的测定。
[0133]简单而言,胱天蛋白酶-3活性测定使用Ac-DEVD-pNA(N- 乙酰-Asp-Glu-Val-Asp-对硝基苯胺)作为底物进行。pNA(对硝基苯胺) 的释放用分光光度计在405nm处测定,所述pNA的释放源于与下述巨 噬细胞胞浆提取物在37℃温育15,30,45,60,75和90分钟的胱天蛋白 酶-3的底物(200μm)(图3A):未诱导的巨噬细胞胞浆提取物;与洋葱 假单胞菌的QSFT级分(10μg蛋白)过夜温育的巨噬细胞胞浆提取物;与 洋葱假单胞菌的QSFT级分(10μg蛋白)和加入的抑制剂(DEVD-CHO) 过夜温育的巨噬细胞胞浆提取物。每组使用10μg巨噬细胞胞浆蛋白。[014]在胱天蛋白酶-9的测试中,对来自200μm胱天蛋白酶-9底物 Ac-LEHD-pNA(N-乙酰-Leu-Glu-His-Asp-对硝基苯胺)的pNA的释放 进行测定,所述pNA的释放源于与下述巨噬细胞胞浆提取物在37℃温 育15,30,45,60,75和90分钟的胱天蛋白酶-9的底物(图3B):未诱导的 巨噬细胞胞浆提取物;与洋葱假单胞菌的QSFT级分(10μg蛋白)过夜温 育的巨噬细胞胞浆提取物;与洋葱假单胞菌的QSFT级分(10μg蛋白) 加上抑制剂(LEHD-CHO)过夜温育的巨噬细胞胞浆提取物。每组使用 10μg巨噬细胞细胞质蛋白。
[0135]DEVD-CHO和LEHD-CHO各自阻断胱天蛋白酶3和胱天 蛋白酶9的活性,它们可从Biomol Research Laboratories,Plymouth Meeting,PA,U.S.A.获得。当巨噬细胞用洋葱假单胞菌的QSFT级分过 夜处理后,胱天蛋白酶3和胱天蛋白酶9的活性提高(图3A和B)。未 处理的巨噬细胞或存在抑制剂时这些酶活性很低,表明用QSFT级分 诱导凋亡涉及胱天蛋白酶活性。实施例8在经洋葱假单胞菌或牛型分枝杆菌的QSFT级分处理的巨 噬细胞中用TUNEL分析法测量核DNA断裂
[0136]使用实施例2描述的方法得到分级分离的洋葱假单胞菌 培养基。牛型分枝杆菌BCG生长于补充有2%甘油,0.02%吐温80和 ADC(白蛋白/葡萄糖/柠檬酸盐)(可从Difco Laboratories, Maryland,U.S.A.得到)的Middlebrook 7H9肉汤(Difco Laboratories, Maryland,U.S.A.)中。收集之前,细菌于32℃在摇床上生长几天。使 用实施例2描述的方法得到分级分离的牛型分枝杆菌培养基。按照实 施例2分离巨噬细胞。通过ApoAlert DNA断裂试剂盒(Clontech Laboratories,Inc.,Palo Alto,California,U.S.A.)检测凋亡诱导的核DNA 断裂,经共聚焦显微术测量在未处理的或用SUP或HAFT、AAFT或 QSFT级分过夜处理的巨噬细胞中诱导的凋亡。该方法基于末端脱氧 核苷酸转移酶(Tdt)-介导的dUTP原位切口末端标记(TUNEL),其中在 经历凋亡的细胞中Tdt催化在断裂的DNA的游离3’-羟基末端掺入荧 光素-dUTP。在断裂的核DNA片段掺入荧光素-dUTP产生绿色荧光, 这可通过共聚焦显微术检测到。
[0137]用洋葱假单胞菌或牛型分枝杆菌的QSFT级分处理的巨噬 细胞显示在胞浆红色背景中的黄-绿色核。表明核DNA断裂。在未处 理的巨噬细胞或用其它柱级分处理的巨噬细胞中,极少或没有断裂被 观察到。实施例9来自铜绿假单胞菌、洋葱假单胞菌和牛型分枝杆菌的培养基 的上清液和HAFT、AAFT和QSFT级分中的蛋白质的SDS-PAGE分析
[0138]SDS-PAGE分离显示蛋白质存在于来自铜绿假单胞菌、洋葱 假单胞菌和牛型分枝杆菌的上清液和HAFT,AAFT和QSFT级分中。来 自黏液型铜绿假单胞菌8821株的QSFT培养基级分显示存在两个条 带,它们是通过N末端分析相应于天青蛋白的18kD条带和相应于细胞 色素C551的9kD条带。洋葱假单胞菌的QSFT级分显示存在三种主要条 带,75kDa,20kDa和8kDa。通过Edman降解测定了20kDa条带N-末端 氨基酸序列的10个氨基酸(AHHSVDIQGN),显示与铜绿假单胞菌N 末端10个氨基酸具有80%的序列同源性,而8kDa条带N-末端氨基酸 序列的10个氨基酸(EDPEVLFKNK)显示与铜绿假单胞菌细胞色素c551 的相应序列100%匹配。因此具有高细胞毒活性的铜绿假单胞菌和洋 葱假单胞菌的QSFT级分显示富含天青蛋白和细胞色素c551类型的氧 化还原蛋白。相比之下,牛型分枝杆菌的QSFT级分显示65kD的小牛 血清白蛋白(BSA)浓条带(BSA是用于牛型分枝杆菌生长的7H9培养基 的组分)以及一些分子量超过45kD的条带,但没有8kDa或22kDa细胞 色素c551或天青蛋白类型的蛋白。实施例10在用天青蛋白/细胞色素c551处理的巨噬细胞中的细胞死亡
[0139]在按照实施例2制备的巨噬细胞中加入纯化天青蛋白和细 胞色素c551,混合物培养2小时。天青蛋白和细胞色素c551的浓度如图4。 数字代表μg蛋白。使用实施例2的方法,通过对胞内酶乳酸脱氢酶 (LDH)释放来测定巨噬细胞死亡。天青蛋白和细胞色素c551均可造成巨 噬细胞死亡。天青蛋白和细胞色素c551的组合引起更大范围的巨噬细 胞死亡。缓冲液对照组(缓冲液)显示在右侧。(图4)实施例11用天青蛋白/细胞色素c551处理的巨噬细胞中凋亡的诱导
[0140]按照实施例2的方法分离巨噬细胞。巨噬细胞用天青蛋白 /细胞色素c551(50/25μg)处理4-6小时,然后使用如实施例4中的 ApoAlert线粒体膜传感器试剂盒用共焦显微术检查来测量凋亡程度。 巨噬细胞在天青蛋白/细胞色素c551混合物存在下,随着温育时间的增 加,凋亡水平也增加。未处理的对照组巨噬细胞(用磷酸缓冲盐水处 理6小时)没有显示凋亡。实施例12用抗天青蛋白抗体和抗细胞色素c551抗体预处理后,天青蛋 白/细胞色素c551混合物或来自洋葱假单胞菌或牛型分枝杆菌的QSFT 级分在巨噬细胞中的细胞毒性
[0141]按照实施例2进行巨噬细胞分离。在存在或不存在抗天青 蛋白抗体和抗细胞色素c551抗体下(抗体在兔中制备),用纯化的天青蛋 白和细胞色素c551混合物(50/25μg)、或洋葱假单胞菌或牛型分枝杆菌 的QSFT级分处理巨噬细胞。抗体以1∶1的比例混合,混合抗体(1、2、 3或4mg)用于处理巨噬细胞。
[0142]如实施例2通过LDH的释放测量巨噬细胞的死亡程度。图5 显示当天青蛋白/细胞色素c551抗体存在时,用天青蛋白/细胞色素c551 混合物(A+C)、或洋葱假单胞菌的QSFT级分(Bc-QSFT)处理的巨噬细 胞细胞毒性下降。这种下降在牛型分枝杆菌的QSFT级分(Mb-QSFT) 中没有观察到。
[0143]因此,当用抗天青蛋白抗体和抗细胞色素c551抗体混合物处 理天青蛋白和细胞色素c551混合物或洋葱假单胞菌的QSFT级分,然后 测量巨噬细胞细胞毒性时,细胞毒性大大的减少了。相比之下,当用 抗天青蛋白抗体和抗细胞色素c551抗体预处理牛型分枝杆菌的QSFT 级分,然后分析巨噬细胞毒性时,观察到细胞毒性完全没有减少,所 述牛型分枝杆菌的QSFT级分先前已经由SDS-PAGE凝胶显示缺少天 青蛋白和细胞色素c551条带(实施例9)。实施例13用共聚焦显微术检测利用洋葱假单胞菌的QSFT级分和天 青蛋白抗体/细胞色素c551在肿瘤细胞系中诱导凋亡
[0144]H460肺癌、PA-1卵巢癌、NCF乳腺癌、HT-29结肠癌和 HT-1080白血病细胞系得自American Type Culture Collection (Manassas,VA,U.S.A.)。MDD7和MN1乳腺癌细胞系来自Andrei Gudkov,博士,Cleveland Clinic Foundation(Cleveland,OH U.S.A.)。 UISO-BCA-9乳腺癌和UISO-MEL-1、MEL-2、MEL-6和MEL-29黑素 瘤细胞系按照Rauth,S等人,In vitro Cellular and Developmental Biology,30a(2):79-84(1994)和Rauth,S等人,Anticancer Research, 14(6):2457-2463(1994)描述的方法发育和维持。在洋葱假单胞菌的 QSFT级分(5μg蛋白)或天青蛋白/细胞色素c551混合物(50/25μg)存在 下,将约1×105的每种类型细胞在0.15mm厚dTC3培养皿(Bioptech, Butler PA,U.S.A.)中过夜培养。如实施例4,细胞随后用共焦显微术检 测,以测定凋亡程度。过夜培养后,在H460肺癌、HT-29结肠癌、 HT-1080白血病、PA-1卵巢癌、MDD7、NCF和MN1乳腺癌、和 USIO-MEL-1、MEL-2、MEL-6和MEL-29黑素瘤细胞中,洋葱假单胞 菌的QSFT级分和天青蛋白/细胞色素c551混合物均诱导广泛的凋亡。在 每组中,未用细毒性因子处理的细胞(加入磷酸缓冲盐水)没有显示广 泛的凋亡。实施例14用TUNEL分析法测量用牛型分枝杆菌的QSFT级分在 USIO-Mel-6黑素瘤细胞系中诱导的凋亡
[0145]如实施例8按照Rauth,S等人,Anticancer Research,14(6):2457-2463(1994)描述的方法制备USIO-Mel-6黑素瘤细 胞。将用牛型分枝杆菌的QSFT级分(5μg蛋白)处理的黑素瘤细胞和未 处理的对照细胞培养12小时。如实施例8使用TUNEL分析法检出凋亡 诱导的DNA断裂以进行诱导凋亡的检测。用牛型分枝杆菌的QSFT级 分处理的黑素瘤细胞在红色胞浆背景下显示黄-绿细胞核,表明核 DNA断裂。未处理的黑素瘤细胞观察到极少或无断裂。实施例15用天青蛋白抗体/细胞色素c551处理后在裸鼠中黑素瘤细胞 (USIO-Mel-2)生长的降低
[0146]将约106USIO-Mel-2细胞皮下注射于裸鼠(得自Frederick Cancer Research and Development Center,Frederick,Maryland U.S.A.)。 约3周后形成小肿瘤。然后小鼠接受每周一次腹膜内注射已知的抗黑 素瘤药物,DTIC[5-(3,3′-N,N-二甲基三氮烯-1-基)-咪唑-4-羧酰胺] (7.5μg)(参见Ahlmais等人,Cancer63:24-7(1989)),或每周三次腹膜内注 射高(150μg天青蛋白/75μg细胞色素c551)、低(10μg天青蛋白/5μg细胞色 素c551)剂量的天青蛋白/细胞色素c551混合物或对照(柠檬酸缓冲液),持 续4周。每隔一段时间测定对照组、用DTIC处理组、以及高和低剂量 天青蛋白/细胞色素c551混合物处理组的小鼠中的肿瘤体积。
[0147]图6显示在对照、用DTIC处理的、和天青蛋白/细胞色素c551 处理的裸鼠肿瘤大小的增加,图7显示这些小鼠体重增加/减少。相比 于DTIC,高剂量的150μg天青蛋白/75μg细胞色素c551注射后产生延迟 生长和肿瘤大小收缩。图7显示注射DTIC或天青蛋白/细胞色素c551混 合物没有影响小鼠体重增加。所有的小鼠在试验期间体重增加。 实施例16在注射黑素瘤细胞(Mel-6)后,在裸鼠肿瘤位点注射天青蛋 白和牛型分枝杆菌的QSFT级分后的效果
[0148]将约106USIO-Mel-2细胞皮下注射于3只裸鼠(得自 Frederick Cancer Research and Development Center,Frederick, Maryland U.S.A.)。约3周后形成小肿瘤。一只小鼠腹膜内注射磷酸盐 缓冲盐水(对照),一只小鼠注射牛型分枝杆菌的QSFT级分(5μg)以及 一只小鼠注射牛型分枝杆菌的QSFT级分(5μg蛋白)和天青蛋白(50μg) 混和物。按照实施例8的方法制备牛型分枝杆菌的QSFT级分。对对照 组、牛型分枝杆菌的QSFT级分处理的和牛型分枝杆菌的QSFT级分/ 天青蛋白处理的小鼠肿瘤大小(肿瘤体积)的测量超过30天。这些数据 显示于图8。与对照组小鼠相比,处理组小鼠均显示肿瘤生长的降低。实施例17天青蛋白诱导人乳腺癌细胞凋亡和消退
[0149]人乳腺癌细胞系MCF-7(p53+/+)和MDA-MB-157(p53-/-) 来自culture collection of the Department of Surgical Oncology, University of Illinois at Chicago(UIC),Chicago。正常乳腺细胞 (MCF-1OF)和皮肤细胞为同一来源。HBL100细胞由Department of Biochemistry and Molecular Biology,Mayo Clinics,Rochester,MN的 Nita J.Mahile博士惠赠。细胞生长于MEM培养基或Macoy′s 5A培养 基,其中MEM培养基补加Earle′s盐、10%FBS、氨苄青霉素/链霉素。 细胞于37℃在6%CO2环境下生长。
[0150]铜绿假单胞菌的天青蛋白编码基因在pU19中扩增和克隆。 来自大肠杆菌(E.coli)JM109的天青蛋白的纯化按照Yamada,T等人, Infect.Immun.,vol.70,pp 7054-62(2002)描述的方法进行,其内容引 作参考。
[0151]天青蛋白对细胞系的细胞毒性使用按照Yamada等人, (2002)描述MTT测试法来测定。图9显示了用各种浓度天青蛋白处理 72小时的MCF-7和MDA-MB-157细胞中天青蛋白的细胞毒性。处理72 小时后,28.5μM(400μg/ml)浓度的天青蛋白在72小时中诱导50% MCF-7细胞死亡。在同样的试验条件下,MDA-MB-157细胞死亡50 %要求57μM(800μg/ml)。[152]为测定天青蛋白是否在正常细胞中诱导相似的细胞死亡, 测试了两种乳腺上皮细胞系(HBL100和MCF-10F)。与57μM(800μg/ml) 的天青蛋白培养72小时后,只有20%MCF-10F细胞和18%HBL100细 胞无法存活。使用来自Promega(Madison,WI)的试剂盒通过细胞效价 96的水性蛋白水解分析法(Eilon,G.F.等人,Cancer Chemother. Pharmacol.,vol.45,pp183-91(2001)来测定细胞生存力。
实施例18对被注射乳腺癌肿瘤细胞的裸鼠用天青蛋白治疗减少肿瘤 大小
[0153]将按照实施例17得到的约500,000个MCF-7细胞注射于雌 性裸鼠(得自Frederick Cancer Research and Development Center, Frederick,Maryland U.S.A.)右侧乳房脂肪垫最低处,该雌鼠经过雌二 醇预处理。将鼠随机分成两组,每组10只。治疗组每天接受腹膜内注 射含1mg天青蛋白的1ml生理盐水溶液,持续28天,对照组每天接受 1ml生理盐水,持续28天。
[0154]接种MCF-7三天后开始治疗。在试验期间,每天检查小鼠, 每周测量两次三轴肿瘤大小和体重。在第29天,处死动物,进行详细 的尸体解剖。保存所有的肿瘤和内脏以进行组织学和免疫细胞化学检 查。
[0155]与对照组动物相比,每天用1mg天青蛋白治疗持续28天的 小鼠的肿瘤体积具有显著更慢的增长速率。对数据的单变量分析显示 这两组动物(天青蛋白对对照组)的肿瘤生长速率差异显著。例如,开 始治疗的22天里,受治疗小鼠的平均肿瘤体积只是对照组小鼠平均肿 瘤体积的22%(即各自为0.0267cm3和0.1240cm3,P=0.0179, Kruskal-Wallis检验),证实78%的肿瘤生长抑制。
[0165]在第29天试验结束时,天青蛋白治疗组的平均肿瘤体积只 是对照组平均肿瘤体积的15%。通过图10可得到进一步的说明,图10 是显示以cm3表示的两组平均肿瘤体积随时间变化的图。
[0157]在多变量分析中,用非线形混合效应模型对数据进行拟 合。针对肿瘤生长拟合的一个模型是以时间为指数的,系数是对象特 异的混合效应。对于对照组,拟合的模型是:肿瘤体积= exp{-4.23+0.06*时间},而对于治疗组,则是肿瘤体积= exp{-4.23+0.03*时间}。差异是统计学显著的(P=0.0456)。在治疗期 间(28天),以体重减少和/或其它通常可观察到的毒性症状作为依据, 治疗组动物没有显示任何毒性症状。
[0158]按照实施例8的TUNEL染色法评估肿瘤中凋亡的程度。与 对照组相比,天青蛋白治疗组显示在凋亡特征上有明显增加,而对照 组很少碰见凋亡细胞。实施例19天青蛋白突变体的制备
微生物和质粒
[0159]根据Kukimoto等人,FEBS Lett,vol.394,pp87-90(1996)描 述的方法通过聚合酶链反应(PCR)扩增天青蛋白基因(野生型天青蛋 白),该文献内容引作参考。使用铜绿假单胞菌PAO1株的基因组DNA 作为模板DNA,进行PCR。所用的正向引物和反向引物是 5′-GCCC AAGCTTACCTAGGAGGCTGCTCCATGCTA-3′(SEQ ID NO:8)和5′-TGAGCCC CTGCAGGCGCCCATGAAAAAGCCCGGC-3′ (SEQ ID NO:9),其中加下划线的是额外引入的HindIII和Pst I限制性 位点。
[0160]545bp的扩增DNA片段用HindIII和Pst I消化,插入pUC19 相应位点,使得天青蛋白基因置于lac启动子下游,产生表达质粒 pUC19-azuA。大肠杆菌JM 109用作表达天青蛋白的宿主菌株。重组 大肠杆菌菌株于37℃在2YT培养基中培养16小时产生天青蛋白,该培 养基包含50μg ml-1氨苄青霉素、0.1mM IPTG和0.5mM CuSO4。天青蛋白基因的定位诱变
[0161]使用QuickChange定位诱变试剂盒(Stratagene,La Jolla,CA) 进行天青蛋白基因的定位诱变。如下对每种突变设计了一套寡核苷 酸。对C112D:5′-CAGTACATGTTCTTCGACACCTTCCCGGGCCAC-3′(SEQ ID NO:10)和
5′-TGGCCCGGGAAGGTGTCGAAGAACATGTACTGC-3′(SEQ ID NO:11);对M44K:
5′-CCTGCCGAAGAACGTCAAGGGCCACAACTGGG-3′(SEQ ID NO:12)和5′-CCCAGTTGTGGCCCTTGACGTTCTTCGGCAGG-3′ (SEQ ID NO:13);对M64E:5′-
GGTCACCGACGGCGAGGCTTCCGGCCTGG-3′(SEQ ID NO:14)和
5′-CCAGGCCGGAAGCCTCGCCGTCGGTGACC-3′(SEQ ID NO: 15)。通过DNA测序来确证突变。
天青蛋白的嵌合型突变体
[0162]用GENETYX软件(Software Development,Tokyo)检索天青 蛋白被视为T细胞表位候选物的氨基酸残基进行搜索。发现如下7个推 定的表位EP1-EP7:EP 1,I20TVDKS25(SEQ ID NO:16);EP2, V49LSTAA54(SEQ ID NO:17);EP3,G58VVT61(SEQ ID NO:18); EP4,G63HASG66(SEQ ID NO:19);EP5,R79VIAH83(SEQ ID NO:20); EP6,K85LIG88(SEQ ID NO:21);和EP7,M121KGTLT126(SEQ ID NO: 22)。
[0163]各种微生物天青蛋白的氨基酸序列来自GeneBank,用 GENETYX软件进行序列对比,以比较推定的T细胞表位(EP)位点附 近的氨基酸(图11(a))。EP位点,编号为1-7,用条棒显示于序列上方。 PA,铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)PAO1(SEQ ID NO:23); AF,粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)(SEQ ID NO:24);AX,木糖氧化产 碱菌反硝化亚种I(Achromobacter xylosoxidans ssp.Denitrificans I) (SEQ ID NO:25);BB,支气管炎博德特氏菌(Bordetella bronchiseptica) (SEQ ID NO:26);MJ,Methylomonassp.J(SEQ ID NO:27);NM,脑膜 炎奈瑟氏球菌Z2491(Neisseria meningitidis Z2491)(SEQ ID NO:28); PF,荧光假单胞菌(Pseudomonas fiuorescen)(SEQ ID NO:29);PC,绿 针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)(SEQ ID NO:30);XE,苛养木 杆菌9a5c(Xylella fastidiosa 9a5c)(SEQ ID NO:31)。
[0164]设计用其它微生物天青蛋白的氨基酸取代铜绿假单胞菌 推定的表位的氨基酸,以得到表位发生改变的嵌合型蛋白。通过定位 诱变累积构建嵌合型突变体,并且使用下列寡核苷酸取代天青蛋白基 因中的BstEII限制片段:EP1内的T21Q突变体使用5′- CAACACCAATGCCATCcagGTCGACAAGAGCTGCAAGC-3′(SEQ ID NO:32)和5′-AGCTCTTGTCGACctgGATGGCATTGGTGTTGAACTGC-3′(SEQ ID NO:33);EP7内的T126K突变体使用
5′-GAAGGGCACCCTGAagCTGAAGTGATGCGCG-3′(SEQ ID NO: 34),和5′-GCGCATCACTTCAGctTCAGGGTGCCCTTCATC-3′(SEQ ID NO:35);EP2内的T52K/A53S突变体使用
5′-AACTGGGTACTGAGCAagtCCGCCGACATGCAGGGC-3′(SEQ ID NO:36)和
5′-CTGCATGTCGGCGGactTGCTCAGTACCCAGTTGTG-3′(SEQ ID NO:37);EP3内的G58P/V591突变体使用
5′-CCGCCGACATGCAGccCaTGGTCACCGACGGCATGGC-3′(SEQ ID NO:38)和
5′-GCCATGCCGTCGGTGACCAtGggCTGCATGTCGGCGG-3′(SEQ ID NO:39);EP3内的M591N60A突变体使用
5′-CATGCAGCCCATcGcCACCGACGGCATGGC-3′(SEQ ID NO:40) 和5′-CATGCCGTCGGTGgCgATGGGCTGCATGTCG-3′(SEQ ID NO: 41);EP4、EP5和EP6内的S66A/G67A/H83F/K85P/L861突变体使用5′- GTCACCGACGGCATGGCTgCCGcCCTGGACAAGGATTACCTGAA GCCCGACGACAGCCGTGTCATCGCCttCACccGaTcATCGGCTCGG GCGAGAAGG ACTCG-3′(SEQ ID NO:42)和 5′ GTCACCGAGTCCTTCTCGCCCGAGCCGATgAtCggGGTGaaGGC GATGACACGGCTGTCGTCGGGCTTCAGGTAATCCTTGTCCAGGg CGGcAGCCATGCCGTCG-3′(SEQ ID NO:43),其中加下划线的是 BstE II位点,它们用于取代来自野生型的BstE II片段。寡核苷酸中的 小写字母表示诱变核苷酸。
[0165]图11(b)显示野生型天青蛋白和使用上述方法制备的嵌合 型突变天青蛋白。S1(SEQ ID NO.45)、S2(SEQ ID NO.46)、S3(SEQ ID NO.47)、S4(SEQ ID NO.50)、和S6(SEQ ID NO.51)通过累积定 位诱变以此顺序构建。通过各自用突变BstE II片段取代野生型天青蛋 白(wtS5)和S3天青蛋白(S3S5)的野生型BstE II片段((SEQ ID NO.44), WtS5(SEQ ID NO.52)和S3S5(SEQ ID NO.48)得以构建。使用wtS5 基因和S3S5基因各自作为模板DNA,通过两轮定位诱变,WtS5S4S6 (SEQ ID NO.53)和S3S5S4S6(SEQ ID NO.49)得以构建。通过DNA测 序确定引入突变。被取代的氨基酸用粗体显示。基因在大肠杆菌中表 达如上述针对野生型天青蛋白所述。没有观察到S3S5S4S6的表达。
[0166]根据Kukimoto等人(1996)描述的方法使用Q-Sepharose FF 柱和Superdex 75柱(Amersham Pharmacia Biotech AB,Uppsala,Sweden) 从重组大肠杆菌细胞的胞质组分中纯化野生型和突变天青蛋白。为制 备去辅基天青蛋白,用0.1M MES缓冲液pH6.0处理野生型天青蛋白16 小时,缓冲液中包含0.2M硫脲、0.25M NaCI和1mM EDTA。根据van Pouderroyen等人,Biochemistry,vol.35,pp 1397-1407(1996)描述的方 法,采用透析将释放的铜离子去除。实施例20:天青蛋白和突变天青蛋白的细胞毒活性
[0167]实施例19中制备的野生型天青蛋白、去辅基天青蛋白、 C112D和M44KM64E突变体、和嵌合型突变体用于巨噬细胞细胞毒性 测定。按照实施例2进行巨噬细胞分离。
[0168]37℃,5%CO2,在96孔培养板中每孔接种含有约1×105细 胞的200μl RPMI-1640培养基,培养基中含有10%FBS。过夜生长后, 用同样的培养基冲洗细胞,然后用含有天青蛋白或突变天青蛋白的新 培养基取代。处理24小时后向培养基中加入10μl的5mg mi4 MTT[3-(4 5-二甲基噻唑-2-基-2,5-二苯基四唑溴)]溶液,并在37℃下培养2.5小 时。MTT反应通过加入40mM HCl的异丙醇溶液来结束。根据 Mosmann,J.Immunol.Methods,vol.65,pp55-63(1983)描述的方法, 用分光光度法测量MTT甲(formazan)的形成。
[0169]图12(a)和12(b)显示了天青蛋白和突变天青蛋白的细胞毒 性。图12(b)也显示了以野生型天青蛋白的电子转移效率的百分比来 表示的突变体的相对电子转移效率。在这里,按照Cutruzzola等人, Journal of Inorganic Biochemistry 88;353-361,2002描述的方法,氧化 型天青蛋白和还原型细胞色素c551之间的电子转移效率用激光闪光光 解法来测量。实施例21天青蛋白和突变型天青蛋白的凋亡活性
[0170]为测量由野生型天青蛋白或天青蛋白突变体诱导的凋亡 率,使用ApoAlert线粒体膜传感器试剂盒(Clontech Laboratories,Inc., Palo Alto,California,U.S.A.).,利用流式细胞计量术测量线粒体电势 的变化。按照实施例2分离巨噬细胞。
[0171]于37℃,5%CO2,在6孔培养板中每孔接种含有约1×106 细胞的2ml RPMI-1640培养基,该培养基中含有10%FBS。过夜生长 后,用同样的培养基冲洗细胞,然后用含有天青蛋白或突变天青蛋白 的新培养基取代。处理16小时后,用MitoSensor染料将细胞染色,并 根据制造商的手册用FL-1滤膜通过流式细胞计量术进行分析。
[0172]图13显示了天青蛋白、去辅基天青蛋白和C112D和 M44KM64E突变体对巨噬细胞的凋亡活性。凋亡率(%)以从对照群转 变为发绿色荧光的凋亡群的细胞群分数表示。实施例22铁硫菌蓝蛋白、去辅基铁硫菌蓝蛋白(apo-rusticyanin)和假 天青蛋白的细胞毒活性
[0173]按照实施例19制备野生型天青蛋白。来自Thiobacillus ferrooxidans的铁硫菌蓝蛋白和来自Aclzromobacter cycloclastes的假天 青蛋白以它们基因的高表达来制备,并按照对天青蛋白所描述的方法 (Yamada等人2002;Goto等人2003),进行柱色谱分级分离。按照实施 例18描述的方法制备去辅基铁硫菌蓝蛋白。按照实施例13的方法得到 UISO-Mel-2细胞。
[0174]于37℃,5%CO2下,在96孔培养板中每孔接种含有约5× 103细胞的200μl MEM培养基,培养基中含有10%FBS。过夜生长后, 用同样的培养基冲洗细胞,然后用缓冲液(PBS pH 7.4或Tris-HCl pH 5.0)、在Tris-HCl pH 5.0中的含有铁硫菌蓝蛋白的粗样品、或去辅基铁 硫菌蓝蛋白的PBS溶液pH7.4替换。24小时后,按照实施例19描述的 进行MTT分析操作。图14显示野生型天青蛋白、铁硫菌蓝蛋白、去辅 基铁硫菌蓝蛋白和假天青蛋白的细胞毒性。实施例23质体蓝素的细胞毒活性
[0175]按照实施例18制备野生型天青蛋白。来自Phormidium laminosum的质体蓝素以它的基因高表达来制备,并按照对天青蛋白 所描述的方法,进行柱色谱分级分离。按照实施例2描述的方法分离 巨噬细胞。
[0176]于37℃,5%CO2下,在96孔培养板中每孔接种含有约1× 105细胞的200μl RPMI-1640培养基,培养基中含有10%FBS。过夜生 长后,用同样的培养基冲洗细胞,然后用含有天青蛋白或突变型天青 蛋白的新培养基取代。处理24小时后向培养基中加入10μl的5mg mi4 MTT[3-(4 5-二甲基噻唑-2-基-2,5-二苯基四唑溴)]溶液,并在37℃ 下培养2.5小时。MTT反应通过加入40mM HCl的异丙醇溶液来结束。 根据Mosmann,J.Immunol.Methods,vol.65,pp55-63(1983)描述的方 法,用分光光度法测量MIT甲的形成。图15显示野生型天青蛋白和 质体蓝素的细胞毒性。相关申请
[001]本申请要求2003年8月15日提交的美国临时专利申请 60/414,550的优先权,并且是于2002年1月15日提交的美国专利申 请序列号10/047,710的部分继续申请,该美国专利申请要求于2001 年2月15日提交的美国临时专利申请序列号60/269,133的优先权。 这些在先申请的所有内容全部在此引作参考。
政府权益声明
[002]本申请的研究主题得到来自美国马里兰州Bethesda的国立 卫生研究院(NIH)的研究基金的支持(基金号AI 16790-21,ES 04050-16,AI 45541,CA09432和N01-CM97567)。政府在本申请中可 具有某些权利。
                            序列表
<110>伊利诺斯大学理事会
<120>Cupredoxin家族多肽在癌症治疗中的用途
<130>11472-11
<150>60/414,550
<151>2003-08-15
<150>10/047,710
<151>2002-01-15
<150>60/269,133
<151>2001-02-15
<160>53
<170>PatentIn version 3.1
<210>1
<211>128
<212>PRT
<213>Pseudomonas aeruginosa
<400>1
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Sap Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>2
<211>105
<212>PRT
<213>Phormidium laminosum
<400>2
Glu Thr Phe Thr Val Lys Met Gly Ala Asp Ser Gly Leu Leu Gln Phe
1               5                   10                  15
Glu Pro Ala Asn Val Thr Val His Pro Gly Asp Thr Val Lys Trp Val
            20                  25                  30
Asn Asn Lys Leu Pro Pro His Asn Ile Leu Phe Asp Asp Lys Gln Val
           35                  40                  45
Pro Gly Ala Ser Lys Glu Leu Ala Asp Lys Leu Ser His Ser Gln Leu
        50                  55                  60
Met Phe Ser Pro Gly Glu Ser Tyr Glu Tle Thr Phe Ser Ser Asp Phe
65                  70                  75                  80
Pro Ala Gly Thr Tyr Thr Tyr Tyr Cys Ala Pro His Arg Gly Ala Gly
                85                  90                  95
Met Val Gly Lys Ile Thr Val Glu Gly
            100                 105
<210>3
<211>155
<212>PRT
<213>Thiobacillus ferrooxidans
<400>3
Gly Thr Leu Asp Thr Thr Trp Lys Glu Ala Thr Leu Pro Gln Val Lys
1               5                   10                  15
Ala Met Leu Glu Lys Asp Thr Gly Lys Val Ser Gly Asp Thr Val Thr
            20                  25                  30
Tyr Ser Gly Lys Thr Val His Val Val Ala Ala Ala Val Leu Pro Gly
        35                  40                  45
Phe Pro Phe Pro Ser Phe Glu Val His Asp Lys Lys Asn Pro Thr Leu
    50                  55                  60
Glu Ile Pro Ala Gly Ala Thr Val Asp Val Thr Phe Ile Asn Thr Asn
65                  70                  75                  80
Lys Gly Phe Gly His Ser Phe Asp Ile Thr Lys Lys Gly Pro Pro Tyr
                85                  90                  95
Ala Val Met Pro Val Ile Asp Pro Ile Val Ala Gly Thr Gly Phe Ser
            100                 105                 110
Pro Val Pro Lys Asp Gly Lys Phe Gly Tyr Thr Asp Phe Thr Trp His
        115                 120                 125
Pro Thr Ala Gly Thr Tyr Tyr Tyr Val Cys Gln Tle Pro Gly His Ala
    130                 135                 140
Ala Thr Gly Met Phe Gly Lys Ile Val Val Lys
145                 150                 155
<210>4
<211>124
<212>PRT
<213>Achromobacter cycloclastes
<400>4
Ala Asp Phe Glu Val His Met Leu Asn Lys Gly Lys Asp Gly Ala Met
1               5                   10                  15
Val Phe Glu Pro Ala Ser Leu Lys Val Ala Pro Gly Asp Thr Val Thr
            20                  25                  30
Phe Ile Pro Thr Asp Lys Gly His Asn Val Glu Thr Ile Lys Gly Met
        35                  40                  45
Tle Pro Asp Gly Ala Glu Ala Phe Lys Ser Lys Tle Asn Glu Asn Tyr
    50                  55                  60
Lys Val Thr Phe Thr Ala Pro Gly Val Tyr Gly Val Lys Cys Thr Pro
65                  70                  75                  80
His Tyr Gly Met Gly Met Val Gly Val Val Gln Val Gly Asp Ala Pro
                85                  90                  95
Ala Asn Leu Glu Ala Val Lys Gly Ala Lys Asn Pro Lys Lys Ala Gln
            100                 105                 110
Glu Arg Leu Asp Ala Ala Leu Ala Ala Leu Gly Asn
        115                 120
<210>5
<211>82
<212>PRT
<213>Pseudomonas aeruginosa
<400>5
Glu Asp Pro Glu Val Leu Phe Lys Asn Lys Gly Cys Val Ala Cys His
1               5                   10                  15
Ala Ile Asp Thr Lys Met Val Gly Pro Ala Tyr Lys Asp Val Ala Ala
            20                  25                  30
Lys Phe Ala Gly Gln Ala Gly Ala Glu Ala Glu Leu Ala Gln Arg Ile
        35                  40                  45
Lys Asn Gly Ser Gln Gly Val Trp Gly Pro Ile Pro Met Pro Pro Asn
    50                  55                  60
Ala Val Ser Asp Asp Glu Ala Gln Thr Leu Ala Lys Trp Val Leu Ser
65                  70                  75                  80
Gln Lys
<210>6
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>C112D azurin mutant
<400>6
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Asp
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>7
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>M44KM64E azurin mutant
<400>7
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Lys Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Glu
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>8
<211>33
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Primer
<400>8
gcccaagctt acctaggagg ctgctccatg cta                               33
<210>9
<211>34
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Primer
<400>9
tgagcccctg caggcgccca tgaaaaagcc cggc                              34
<210>10
<211>33
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>ofoligonucleotide for C112D mutation
<400>10
cagtacatgt tcttcgacac cttcccgggc cac                               33
<210>11
<211>33
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>ofoligonucleotide for C112D mutation
<400>11
tggcccggga aggtgtcgaa gaacatgtac tgc                               33
<210>12
<211>32
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>ofoligonucleotide for M44K mutation
<400>12
cctgccgaag aacgtcaagg gccacaactg gg                                32
<210>13
<211>32
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>ofoligonucleotide for M44K mutation
<400>13
cccagttgtg gcccttgacg ttcttcggca gg                                32
<210>14
<211>29
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>ofoligonucleotide for M64E mutation
<400>14
ggtcaccgac ggcgaggctt ccggcctgg                                    29
<210>15
<211>29
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>ofoligonucleotide for M64E mutation
<400>15
ccaggccgga agcctcgccg tcggtgacc                                    29
<210>16
<211>6
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic epitope,EP1
<400>16
Ile Thr Val Asp Lys Ser
1               5
<210>17
<211>6
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic epitope,EP2
<400>17
Val Leu Ser Thr Ala Ala
1               5
<210>18
<211>4
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic Epitope,EP3
<400>18
Gly Val Val Thr
1
<210>19
<211>5
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic epitope,EP4
<400>19
Gly Met Ala Ser Gly
1               5
<210>20
<211>5
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic epitope,EP5
<400>20
Arg Val Ile Ala His
1               5
<210>21
<211>4
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic epitope,EP6
<400>21
Lys Leu Ile Gly
1
<210>22
<211>6
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>Antigenic epitope,EP7
<400>22
Met Lys Gly Thr Leu Thr
1               5
<210>23
<211>128
<212>PRT
<213>Pseudomonas aeruginosa
<400>23
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>24
<211>128
<212>PRT
<213>Alcaligenes faecalis
<400>24
Ala Cys Asp Val Ser Ile Glu Gly Asn Asp Ser Met Gln Phe Asn Thr
1                5                  10                  15
Lys Ser Ile Val Val Asp Lys Thr Cys Lys Glu Phe Thr Ile Asn Leu
            20                  25                  30
Lys His Thr Gly Lys Leu Pro Lys Ala Ala Met Gly His Asn Val Val
        35                  40                  45
Val Ser Lys Lys Ser Asp Glu Ser Ala Val Ala Thr Asp Gly Met Lys
    50                  55                  60
Ala Gly Leu Asn Asn Asp Tyr Val Lys Ala Gly Asp Glu Arg Val Ile
65                  70                  75                  80
Ala His Thr Ser Val Ile Gly Gly Gly Glu Thr Asp Ser Val Thr Phe
                85                  90                  95
Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Asp Tyr Ala Phe Phe Cys ser
            100                 105                 110
Phe Pro Gly His Trp Ser Ile Met Lys Gly Thr Ile Glu Leu Gly Ser
        115                 120                 125
<210>25
<211>129
<212>PRT
<213>Achromobacter xylosoxidans ssp.denitrificans
<400>25
Ala Gln Cys Glu Ala Thr Ile Glu Ser Asn Asp Ala Met Gln Tyr Asn
1               5                   10                  15
Leu Lys Glu Met Val Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val His
            20                  25                  30
Leu Lys His Val Gly Lys Met Ala Lys Val Ala Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Thr Lys Glu Ala Asp Lys Gln Gly Val Ala Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Asn Ala Gly Leu Ala Gln Asp Tyr Val Lys Ala Gly Asp Thr Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Val Ile Gly Gly Gly Glu Ser Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Thr Pro Gly Glu Ala Tyr Ala Tyr Phe Cys
            100                 105                 110
Ser Phe Pro Gly His Trp Ala Met Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Ser
        115                 120                 125
Asn
<210>26
<211>129
<212>PRT
<213>Bordetella bronchiseptica
<400>26
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Ala Gly Thr Asp Gln Met Gln Phe Asp
1               5                   10                  15
Lys Lys Ala Ile Glu Val Ser Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Lys His Thr Gly Lys Leu Pro Arg Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Thr Lys Thr Ala Asp Met Gln Ala Val Glu Lys Asp Gly Ile
    50                  55                  60
Ala Ala Gly Leu Asp Asn Gln Tyr Leu Lys Ala Gly Asp Thr Arg Val
65                  70                  75                  80
Leu Ala His Thr Lys Val Leu Gly Gly Gly Glu Ser Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ala Lys Leu Ala Ala Gly Asp Asp Tyr Thr Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Ser Phe Pro Gly His Gly Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Val
        115                 120                 125
Asp
<210>27
<211>129
<212>PRT
<213>Methylomonas sp.J
<400>27
Ala Ser Cys Glu Thr Thr Val Thr Ser Gly Asp Thr Met Thr Tyr Ser
1               5                   10                  15
Thr Arg Ser Ile Ser Val Pro Ala 5er Cys Ala Glu Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Phe Glu His Lys Gly His Met Pro Lys Thr Gly Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ala Lys Ser Ala Asp Val Gly Asp ValAla Lys Glu Gly Ala
    50                  55                  60
His Ala Gly Ala Asp Asn Asn Phe Val Thr Pro Gly Asp Lys Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala Phe Thr Pro Ile Ile Gly Gly Gly Glu Lys Thr Ser Val Lys
                85                  90                  95
Phe Lys Val Ser Ala Leu Ser Lys Asp Glu Ala Tyr Thr Tyr Phe Cys
            100                 105                 110
Ser Tyr Pro Gly His Phe Ser Met Met Arg Gly Thr Leu Lys Leu Glu
        115                 120                 125
Glu
<210>28
<211>166
<212>PRT
<213>Neisseria meningitidis
<400>28
Cys Ser Gln Glu Pro Ala Ala Pro Ala Ala Glu Ala Thr Pro Ala Ala
1               5                   10                  15
Glu Ala Pro Ala Ser Glu Ala Pro Ala Ala Glu Ala Ala Pro Ala Asp
            20                  25                  30
Ala Ala Glu Ala Pro Ala Ala Gly Asn Cys Ala Ala Thr Val Glu Ser
        35                  40                  45
Asn Asp Asn Met Gln Phe Asn Thr Lys Asp Ile Gln Val Ser Lys Ala
    50                  55                  60
Cys Lys Glu Phe Thr Ile Thr Leu Lys His Thr Gly Thr Gln Pro Lys
65                  70                  75                  80
Thr Ser Met Gly His Asn Ile Val Ile Gly Lys Thr Glu Asp Mer Asp
                85                  90                  95
Gly Ile Phe Lys Asp Gly Val Gly Ala Ala Asp Thr Asp Tyr Val Lys
            100                 105                 110
Pro Asp Asp Ala Arg Val Val Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Gly Gly
        115                 120                 125
Glu Glu Ser Ser Leu Thr Leu Asp Pro Ala Lys Leu Ala Asp Gly Glu
    130                 135                 140
Tyr Lys Phe Ala Cys Thr Phe Pro Gly His Gly Ala Leu Met Asn Gly
145                 150                 155                 160
Lys Val Thr Leu Val Asp
                165
<210>29
<211>128
<212>PRT
<213>Pseudomonas fluorescens
<400>29
Ala Glu Cys Lys Thr Thr Ile Asp Ser Thr Asp Gln Met Ser Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Lys Ala Ile Glu Ile Asp Lys Ala Cys Lys Thr Phe Thr Val Glu
            20                  25                  30
Leu Thr His Ser Gly Ser Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Leu
        35                  40                  45
Val Ile Ser Lys Gln Ala Asp Met Gln Pro Ile Ala Thr Asp Gly Leu
    50                  55                  60
Ser Ala Gly Ile Asp Lys Asn Tyr Leu Lys Glu Gly Asp Thr Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Val Ile Gly Ala Gly Glu Lys Asp Ser Leu Thr
                85                  90                  95
Ile Asp Val Ser Lys Leu Asn Ala Ala Glu Lys Tyr Gly Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Ser Phe Pro Gly His Ile Ser Met Met Lys Gly Thr Val Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>30
<211>128
<212>PRT
<213>Pseudomonas chlororaphis
<400>30
Ala Glu Cys Lys Val Asp Val Asp Ser Thr Asp Gln Met Ser Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Lys Glu Ile Thr Ile Asp Lys Ser Cys Lys Thr Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Thr His Ser Gly Ser Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Lys Ser Ala Asp Met Ala Gly Ile Ala Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ala Gly Ile Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Gly Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Ile Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Thr Ala Gly Glu Ser Tyr Glu Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Ser Phe Pro Gly His Asn Ser Met Met Lys Gly Ala Val Val Leu Lys
        115                 120                 125
<210>31
<211>129
<212>PRT
<213>Xylella fastidiosa 9a5c
<400>31
Lys Thr Cys Ala Val Thr Ile Ser Ala Asn Asp Gln Met Lys Phe Asp
1               5                   10                  15
Gln Asn Thr Ile Lys Ile Ala Ala Glu Cys Thr His Val Asn Leu Thr
            20                  25                  30
Leu Thr His Thr Gly Lys Lys Ser Ala Arg Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Thr Lys Thr Thr Asp Met Gln Ala Val Ala Leu Ala Gly Leu
    50                  55                  60
His Ala Thr Leu Ala Asp Asn Tyr Val Pro Lys Ala Asp Pro Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Aia His Thr Ala Ile Ile Gly Gly Gly Glu Arg Thr Ser Ile Thr
                85                  90                  95
Phe Pro Thr Asn Thr Leu Ser Lys Asn Val Ser Tyr Thr Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Ser Phe Pro Gly His Trp Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Asn Phe Gly
        115                 120                 125
Gly
<210>32
<211>38
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for T21Q mutation within EP1
<400>32
caacaccaat gccatccagg tcgacaagag ctgcaagc                          38
<210>33
<211>38
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for T21Q mutation within EP1
<400>33
agctcttgtc gacctggatg gcattggtgt tgaactgc                          38
<210>34
<211>31
<212>DNA
<213>Artificial  Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for T126K mutation within EP7
<400>34
gaagggcacc ctgaagctga agtgatgcgc g                                 31
<210>35
<211>33
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for T126K mutation within  EP7
<400>35
gcgcatcact tcagcttcag ggtgcccttc atc                               33
<210>36
<211>36
<212>DNA
<213>Artificial sequence
<220>
<223>oligonucleotide for T52K/A53S mutations within EP2
<400>36
aactgggtac tgagcaagtc cgccgacatg cagggc                            36
<210>37
<211>36
<212>DNA
<213>Artificial  Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for T52K/A53S mutations within EP2
<400>37
ctgcatgtcg gcggacttgc tcagtaccca gttgtg                            36
<210>38
<211>37
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for G58P/V591 mutations within EP3
<400>38
ccgccgacat gcagcccatg gtcaccgacg gcatggc                           37
<210>39
<211>37
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for G58P/V591 mutations within EP3
<400>39
gccatgccgt cggtgaccat gggctgcatg tcggcgg                           37
<210>40
<211>30
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for M591/V60A mutations within EP3
<400>40
catgcagccc atcgccaccg acggcatggc                                   30
<210>41
<211>31
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for M591/V60A mutations within EP3
<400>41
catgccgtcg gtggcgatgg gctgcatgtc g                                 31
<210>42
<211>104
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for S66A/G67A/H83F/K85P/L861 mutations within EP4
     ,EP5,and EP6
<400>42
gtcaccgacg gcatggctgc cgccctggac aaggattacc tgaagcccga cgacagccgt  60
gtcatcgcct tcacccgatc atcggctcgg gcgagaagga ctcg                   104
<210>43
<211>105
<212>DNA
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>oligonucleotide for S66A/G67A/H83F/K85P/L861 mutations within EP4
     ,EP5,and EP6
<400>43
gtcaccgagt ccttctcgcc cgagccgatg atcggggtga aggcgatgac acggctgtcg   60
tcgggcttca ggtaatcctt gtccagggcg gcagccatgc cgtcg                  105
<210>44
<211>128
<212>PRT
<213>Pseudomonas aeruginosa
<400>44
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>45
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant S1
<400>45
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>46
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant S2
<400>46
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu 5er Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Lys
        115                 120                 125
<210>47
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutanr S3
<400>47
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Lys Ser Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Lys
        115                 120                 125
<210>48
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant s3s5
<400>48
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Lys Ser Ala Asp Met Gln Gly Val Ala Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ala Ala Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Tle Ala Phe Thr Pro Ile Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Lys
        115                 120                 125
<210>49
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant s3s5s4s6
<400>49
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Lys Ser Ala Asp Met Gln Pro Ile Ala Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ala Ala Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala Phe Thr Pro Ile Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Lys
        115                 120                 125
<210>50
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant S4
<400>50
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Lys Ser Ala Asp Met Gln Met Ile Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Lys
        115                 120                 125
<210>51
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant s6
<400>51
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Gln Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Lys Ser Ala Asp Met Gln Pro Ile Ala Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ser Gly Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala His Thr Lys Leu Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Lys Leu Lys
        115                 120                 125
<210>52
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant wts5
<400>52
Ala Glu Cys Ser Val Asp Ile Gln Gly Ash Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Gly Val Val Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ala Ala Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala Phe Thr Pro Ile Tle Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
<210>53
<211>128
<212>PRT
<213>Artificial Sequence
<220>
<223>chimeric azurin mutant wts5s4s6
<400>53
Ala Glu Cys Ser Val Asp Tle Gln Gly Asn Asp Gln Met Gln Phe Asn
1               5                   10                  15
Thr Asn Ala Ile Thr Val Asp Lys Ser Cys Lys Gln Phe Thr Val Asn
            20                  25                  30
Leu Ser His Pro Gly Asn Leu Pro Lys Asn Val Met Gly His Asn Trp
        35                  40                  45
Val Leu Ser Thr Ala Ala Asp Met Gln Pro Ile Ala Thr Asp Gly Met
    50                  55                  60
Ala Ala Ala Leu Asp Lys Asp Tyr Leu Lys Pro Asp Asp Ser Arg Val
65                  70                  75                  80
Ile Ala Phe Thr Pro Ile Ile Gly Ser Gly Glu Lys Asp Ser Val Thr
                85                  90                  95
Phe Asp Val Ser Lys Leu Lys Glu Gly Glu Gln Tyr Met Phe Phe Cys
            100                 105                 110
Thr Phe Pro Gly His Ser Ala Leu Met Lys Gly Thr Leu Thr Leu Lys
        115                 120                 125
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