(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般構造：Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ−スペーサー−［［Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ］−［スペーサー］ｍ］ｎ
（式中、
Ｘａａ１＝Ａｒｇ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ２＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ３＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ４＝ＧｌｕまたはＧｌｎ；
Ｘａａ５＝ＧｌｎまたはＬｙｓ；
ｎ＝１〜１０；
ｍ＝ｎ−１；かつ
スペーサーはプロリン、アルギニン、グリシン、グルタミン酸、およびシステインからなる群から選択されるアミノ酸を含むペプチドである）
を含む封入体タグ。
【請求項２】
配列番号３３を含む少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分をさらに含む、請求項１に記載の封入体タグ。
【請求項３】
封入体タグのアミノ末端またはカルボキシ末端のいずれかに位置する少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分をさらに含む、請求項１に記載の封入体タグ。
【請求項４】
少なくとも１つの関心あるペプチドに作動可能に連結された、請求項１または２に記載の封入体タグを含む融合ペプチド。
【請求項５】
封入体タグを少なくとも１つの関心あるペプチドから分離する少なくとも１つの切断部位をさらに含む、請求項４に記載の融合ペプチド。
【請求項６】
少なくとも１つの関心あるペプチドに作動可能に連結された、請求項１または２に記載の封入体タグを含む融合ペプチドをコードする核酸分子。
【請求項７】
不溶性形態でのペプチドを発現するための方法であって、
ａ）関心あるペプチドをコードする第２の部分に作動可能に連結された、請求項１または２に記載の封入体タグをコードする第１の部分を含む、融合ペプチドをコードする発現可能な遺伝子コンストラクトを合成するステップと、
ｂ）発現宿主細胞を（ａ）の遺伝子コンストラクトで形質転換するステップと、
ｃ）（ｂ）の形質転換宿主細胞を、発現可能な遺伝子コンストラクトを発現させかつコードされた融合ペプチドを不溶性形態で産生する条件下で増殖させるステップと、
ｄ）上記不溶性形態での上記融合ペプチドを回収するステップと、
を含む、方法。
【請求項８】
関心あるペプチドを生産するための方法であって、
ａ）少なくとも１つの関心あるペプチドをコードする第２の部分に作動可能に連結された、請求項１または２に記載の封入体タグをコードする第１の部分を含む、融合ペプチドをコードする遺伝子コンストラクトを合成するステップであって、ここで上記第１の部分および上記第２の部分を少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーにより分離するステップと、
ｂ）発現宿主細胞を（ａ）の遺伝子コンストラクトで形質転換するステップと、
ｃ）（ｂ）の形質転換宿主細胞を、遺伝子コンストラクトを発現させかつコードされた融合ペプチドを不溶性形態で産生させる条件下で増殖させるステップと、
ｄ）上記不溶性形態での融合ペプチドを回収するステップと、
ｅ）上記融合ペプチドの上記第１の部分がもはや上記第２の部分に融合されないように、上記融合ペプチドから上記少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを切断するステップと、
ｆ）上記関心あるペプチドを回収するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年７月２５日出願の米国特許出願第１１／７８２，８３６号明細書の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、微生物細胞からのタンパク質の発現および精製の分野に関する。より詳細には、不溶性融合タンパク質の生成において有用な小さいペプチドタグのファミリーが提供される。
【背景技術】
【０００３】
生物活性タンパク質およびペプチドの効率的生成が生物医学および工業生化学産業の顕著な特徴となっている。生物活性ペプチドおよびタンパク質は、種々の疾患用の治療剤として用いられ、糖尿病（インスリン）、ウイルス感染症および白血病（インターフェロン）、免疫系の疾患（インターロイキン）、ならびに赤血球欠乏（エリスロポエチン）などの数例が挙げられる。さらに、大量のタンパク質およびペプチドが、例えば、紙パルプおよびパルプ産業、繊維、食品産業、パーソナルケアおよび化粧品産業、砂糖精製、排水処理、アルコール飲料の生産を含む様々な産業用途において、また新しい医薬品の生成用触媒として必要である。
【０００４】
細菌ディスプレイ（非特許文献１；酵母ディスプレイ（非特許文献２））、コンビナトリアル固相ペプチド合成（特許文献１；２；３および４）、ファージディスプレイ技術（特許文献５；６；７および８）、リボソームディスプレイ（特許文献９；１０および１１）、およびｍＲＮＡディスプレイ技術（ＰＲＯＦＵＳＩＯＮ（商標）；特許文献１２；１３；１４；１５；１６；１７；１８；１９；２０；２１；２２；２３および２４）などのコンビナトリアルなペプチドスクリーニング技術の発見および実施の到来とともに、特異的な結合親和性を有するペプチドにおける新用途が開発されている。特に、ペプチドは、診断剤および薬剤の表面への結合における生物医学分野（特許文献２５および２６）とともに、効果剤の毛髪および皮膚などの体表面への結合におけるパーソナルケア産業（同一所有者による特許文献２７、および２８を参照）、および色素の印字媒体への付着における印刷産業（同一所有者による特許文献２９を参照）におけるリンカーとして見なされている。
【０００５】
場合によっては、商業的に有用なタンパク質およびペプチドは、天然供給源から合成的に生成または単離されうる。しかし、これらの方法は、費用や時間がかかり、制限された生成能力により特徴づけられることが多い。タンパク質およびペプチド生成の好ましい方法は組み換えにより作成された生物の発酵によるものであり、改変により目的のタンパク質またはペプチドが過剰発現される。ペプチドの組換え発現は、合成または単離より好ましいが、生成の費用効果的な手段であるように克服されるべき多数の障害を有する。例えば、細胞環境内で生成されるペプチド（および特に短いペプチド）は天然の細胞プロテアーゼの作用からの分解を受けやすい。さらに、精製は困難であり、目的のタンパク質またはペプチドの性質に応じて収量の低下がもたらされうる。
【０００６】
上記の困難を緩和するための一手段が、タンパク質およびペプチドの発現における遺伝子キメラの使用である。キメラタンパク質または「融合タンパク質」は、ペプチドタグを含む少なくとも一部に融合された所望のタンパク質産物の少なくとも一部を含むポリペプチドである。ペプチドタグは、タンパク質フォールディングの補助、発現後精製の補助、分解酵素の作用からのタンパク質の保護、および／またはタンパク質の細胞膜透過の補助に用いられうる。
【０００７】
多くの場合、不溶性形態でのタンパク質またはペプチドを発現することは、特に目的のペプチドがやや短く、通常では可溶性であり、および／または宿主細胞内でのタンパク質分解を受ける場合には有用である。不溶性形態でのペプチドの生成は、単純な回収を促進するとともにペプチドを望ましくないタンパク質分解から保護する。不溶性形態でのペプチドを生成するための一手段は、ペプチドを、融合コンストラクト内に封入体形成を誘発する少なくとも１つのペプチドタグ（すなわち封入体タグ（ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ  ｂｏｄｙ  ｔａｇ））を含ませることにより、不溶性融合タンパク質の一部として組み換え的に生成することである。典型的には、融合タンパク質は、目的のペプチドが以後に融合タンパク質から回収されうるように少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを含むように設計される。融合タンパク質は、複数の封入体タグ、切断可能なペプチドリンカー、および目的のペプチドをコードする領域を含むように設計されうる。
【０００８】
不溶性タンパク質の発現を促進するペプチドタグを含む融合タンパク質は当該技術分野で周知である。典型的には、キメラまたは融合タンパク質のタグ部分は大規模であり、それにより融合タンパク質が不溶性となる可能性が増大する。典型的に用いられる大きいペプチドの例として、限定はされないが、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ（Ｄｙｋｅｓら、Ｅｕｒ．Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．、１７４：４１１頁（１９８８年）、β−ガラクトシダーゼ（Ｓｃｈｅｌｌｅｎｂｅｒｇｅｒら、Ｉｎｔ．Ｊ．Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｒｅｓ．、４１：３２６頁（１９９３年）；Ｓｈｅｎら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ２８１：４６２７頁（１９８４年）；およびＫｅｍｐｅら、Ｇｅｎｅ、３９：２３９頁（１９８５年））、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ（Ｒａｙら、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１１：６４頁（１９９３年）およびＨａｎｃｏｃｋら（国際公開第９４／０４６８８号パンフレット））、Ｌ−リブロキナーゼのＮ末端（米国特許第５，２０６，１５４号明細書およびＬａｉら、Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂ．Ａｇｅｎｔｓ  ＆  Ｃｈｅｍｏ．、３７：１６１４頁（１９９３年）、バクテリオファージＴ４  ｇｐ５５タンパク質（Ｇｒａｍｍら、Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１２：１０１７頁（１９９４年）、細菌のケトステロイドイソメラーゼタンパク質（Ｋｕｌｉｏｐｕｌｏｓら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６：４５９９頁（１９９４年）、ユビキチン（Ｐｉｌｏｎら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．Ｐｒｏｇ．、１３：３７４−７９頁（１９９７年）、ウシプロキモシン（Ｈａｕｇｈｔら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒ．５７：５５−６１頁（１９９８年）、および殺菌／透過性増強タンパク質（「ＢＰＩ」；Ｂｅｔｔｅｒ  Ｍ．Ｄ．およびＧａｖｉｔ  ＰＤ．、米国特許第６，２４２，２１９号明細書）が挙げられる。当該技術分野にはこの技術の具体例が豊富であり、例えば、タンパク性タグと可溶性タンパク質の融合タンパク質およびその後の細胞溶解液からの精製について記載する米国特許第６，６１３，５４８号明細書；特定のプロテアーゼから発現されたキメラタンパク質を保護するタグについて教示する米国特許第６，０３７，１４５号明細書；所望のタンパク質の容易な精製のためのタグおよび切断可能なリンカーを有する融合タンパク質の合成について教示する米国特許第５，６４８，２４４号明細書；および米国特許第５，２１５，８９６号明細書；米国特許第５，３０２，５２６号明細書；米国特許第５，３３０，９０２号明細書；ならびにキメラタンパク質またはペプチドの不溶性を増大することに特定して設計されたアミノ酸組成物を有する融合タグについて記載する米国特許出願公開第２００５／２２１４４４号明細書を参照のこと。
【０００９】
最近、より短い封入体タグが、トウモロコシ（Ｚｅａ  ｍａｙｓ）ゼインタンパク質（同一所有者による米国特許出願第１１／６４１９３６号明細書）、ニンジン（Ｄａｕｃｕｓ  ｃａｒｏｔａ）シスタチン（同一所有者による米国特許出願第１１／６４１２７３号明細書）、および線虫（Ｃａｅｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓ  ｅｌｅｇａｎｓ）由来のアミロイド様仮想タンパク質（同一所有者による米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書）から開発されている。短い封入体タグの使用により、組換え宿主細胞内で生成される標的ペプチドの収量が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，４４９，７５４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４８０，９７１号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５８５，２７５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６３９，６０３号明細書
【特許文献５】米国特許第５，２２３，４０９号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４０３，４８４号明細書
【特許文献７】米国特許第５，５７１，６９８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，８３７，５００号明細書
【特許文献９】米国特許第５，６４３，７６８号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，６５８，７５４号明細書
【特許文献１１】米国特許第７，０７４，５５７号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，２５８，５５８号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，５１８，０１８号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，２８１，３４４号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，２１４，５５３号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，２６１，８０４号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，２０７，４４６号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，８４６，６５５号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，３１２，９２７号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，６０２，６８５号明細書
【特許文献２１】米国特許第６，４１６，９５０号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，４２９，３００号明細書
【特許文献２３】米国特許第７，０７８，１９７号明細書
【特許文献２４】米国特許第６，４３６，６６５号明細書
【特許文献２５】Ｇｒｉｎｓｔａｆｆら、米国特許出願公開第２００３／０１８５８７０号明細書
【特許文献２６】Ｌｉｎｔｅｒ、米国特許第６，６２０，４１９号明細書
【特許文献２７】米国特許出願第１０／９３５６４２号明細書
【特許文献２８】Ｊａｎｓｓｅｎら、米国特許出願公開第２００３／０１５２９７６号明細書
【特許文献２９】米国特許出願第１０／９３５２５４号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】１Ｋｅｍｐ，Ｄ．Ｊ．；Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ７８（７）：４５２０−４５２４頁（１９８１年）
【非特許文献２】Ｃｈｉｅｎら、Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  ＵＳＡ  ８８（２１）：９５７８−８２頁（１９９１年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決されるべき課題は、目的のペプチドを含む融合タンパク質の調製に有効な可溶性タグを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
述べられた課題は、短いペプチド（「目的のペプチド」）の発現の増大および簡単な精製のための融合タンパク質の合成に有用な構造的に類似の短い封入体タグ（ＩＢＴ）のセットの発見により解決されている。
【００１４】
本発明は、発現されるペプチドの不溶性およびその後の回収を促進するための、発現されるべき目的のペプチドに連結されうる封入体タグのペプチドセットに関する。
【００１５】
したがって、本発明は、構造：Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ−スペーサー−［［Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ］−［スペーサー］ｍ］ｎ
（式中、
Ｘａａ１＝Ａｒｇ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ２＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ３＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ４＝ＧｌｕまたはＧｌｎ；
Ｘａａ５＝ＧｌｎまたはＬｙｓ；
ｎ＝１〜１０；
ｍ＝ｎ−１；かつ
スペーサーはプロリン、アルギニン、グリシン、グルタミン酸、およびシステインからなる群から選択されるアミノ酸を含むペプチドである）
を含む封入体タグを提供する。
【００１６】
さらなる実施形態では、本封入体タグは、コア配列（Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ；配列番号５８）（式中、Ｘａａ１＝Ａｒｇ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；Ｘａａ２＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；Ｘａａ３＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；Ｘａａ４＝ＧｌｕまたはＧｌｎ；およびＸａａ５＝ＧｌｎまたはＬｙｓ；ここでコア配列は上で定義した少なくとも１つのスペーサーにより分離される）の少なくとも２つのコピーを含む。
【００１７】
別の実施形態では、封入体タグは、少なくとも１つの架橋可能なテトラシステイン部分（ＣＣＰＧＣＣ；配列番号３３）をさらに含む。さらなる実施形態では、架橋可能なシステイン部分は、上で定義の封入体タグのアミノおよび／またはカルボキシ末端上に位置する。
【００１８】
別の実施形態では、封入体タグは、ＩＢＴ１０３（配列番号１５）、ＩＢＴ１３８（配列番号１９）、ＩＢＴ１３９（配列番号２１）、ＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ（配列番号３１）；ＩＢＴ１３９（５Ｃ）（配列番号２６５）；ＩＢＴ１８２（配列番号３９）、ＩＢＴ１８３（配列番号４１）、ＩＢＴ１８４（配列番号４３）、ＩＢＴ１８５（配列番号４５）、ＩＢＴ１８６（配列番号２７）、ＩＢＴ１８７ａ（配列番号４７）、およびＩＢＴ１８７ｂ（配列番号４９）からなる群から選択される。
【００１９】
別の実施形態では、目的のペプチド（ＰＯＩ）に作動可能に連結されかつ少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカー配列（ＣＳ）により分離される本封入体タグ（ＩＢＴ）を含む不溶性融合ペプチドが提供される。
【００２０】
別の実施形態では、目的のペプチドは、毛髪結合ペプチド、爪結合ペプチド、皮膚結合ペプチド、歯結合ペプチド、ポリマー結合ペプチド、クレー結合ペプチド（ｃｌａｙ−ｂｉｎｄｉｎｇ  ｐｅｐｔｉｄｅ）、抗菌ペプチド、色素結合ペプチド、およびセルロース結合ペプチドからなる群から選択される。
【００２１】
さらに別の実施形態では、目的のペプチドはマルチブロックペプチドである。
【００２２】
さらなる実施形態では、本発明は、不溶性形態での目的のペプチドを発現するための方法であって、
ａ）目的のペプチドをコードする第２の部分に作動可能に連結された、本発明の封入体タグをコードする第１の部分を含む、融合ペプチドをコードする遺伝子コンストラクトを合成するステップと、
ｂ）発現宿主細胞を（ａ）の遺伝子コンストラクトで形質転換するステップと、
ｃ）（ｂ）の形質転換宿主細胞を、遺伝子コンストラクトが発現されかつコードされた融合ペプチドが不溶性形態で生成される条件下で成長させるステップと、
ｄ）前記不溶性形態での前記融合ペプチドを回収するステップと、
を含む、方法を提供する。
【００２３】
別の実施形態では、目的のペプチドを生成するための方法であって、
ａ）目的のペプチドを含む第２の部分に作動可能に連結された、本封入体タグを含む第１の部分を含む、融合ペプチドをコードする遺伝子コンストラクトを合成するステップであって、前記第１の部分および前記第２の部分は少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーにより分離されるステップと、
ｂ）発現宿主細胞を（ａ）の遺伝子コンストラクトで形質転換するステップと、
ｃ）（ｂ）の形質転換宿主細胞を、遺伝子コンストラクトが発現されかつコードされた融合ペプチドが不溶性形態で生成される条件下で成長させるステップと、
ｄ）前記不溶性形態での融合ペプチドを回収するステップと、
ｅ）融合ペプチドの前記第１の部分がもはや前記第２の部分に融合されないように、前記少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを切断するステップと、
ｆ）前記目的のペプチドを回収するステップと、
を含む、方法が提供される。
【００２４】
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つの本封入体タグと少なくとも１つの目的のペプチドを含む融合タンパク質をコードするキメラ遺伝子コンストラクトを提供する。
【００２５】
さらに別の実施形態では、本発明は、本キメラ遺伝子コンストラクトを含む発現ベクターおよび微生物宿主細胞を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本封入体タグのいくつかのＣＬＵＳＴＡＬＷアラインメントである。コア配列を示す領域は下線で示される。
【図２】発現プラスミドｐＬＸ１２１の図面である。ｐＬＸ１２１の作成は、米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書（参照により本明細書中に援用される）中に記載されている。
【図３】発現プラスミドｐＳＦ０３２の図面である。
【図４】発現プラスミドｐＬＲ１８６の図面である。
【図５】発現プラスミドｐＳＦ０４３の図面である。
【００２７】
生物学的配列の簡単な説明
以下の配列は、米国特許施行規則第１．８２１−１．８２５条（「ヌクレオチド配列および／またはアミノ酸配列開示を有する特許出願の要件−配列の規則（Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ａｎｄ／ｏｒ  Ａｍｉｎｏ  Ａｃｉｄ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅｓ−ｔｈｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｒｕｌｅｓ）」）に従い、世界知的所有権機関（Ｗｏｒｌｄ  Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｙ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）（ＷＩＰＯ）基準ＳＴ．２５（１９９８年）、ならびにＥＰＣおよびＰＣＴの配列表の要件（規則５．２および４９．５（ａの２）、ならびに実施細則の第２０８節および付録Ｃ）に一致する。ヌクレオチドおよびアミノ酸配列データにおいて用いられる記号および形式は、米国特許施行規則第１．８２２条に示される規則に従う。
【００２８】
配列番号１はプラスミドｐＬＸ１２１のヌクレオチド配列である。
配列番号２はプラスミドｐＳＦ０３２のヌクレオチド配列である。
配列番号３は毛髪結合ペプチドＡ０９のアミノ酸配列である。
配列番号４は毛髪結合ペプチドＫＦ１１のアミノ酸配列である。
配列番号５は毛髪結合ペプチドＤ２１’のアミノ酸配列である。
配列番号６はＨＣ７７６０７をコードする核酸配列である。
配列番号７はＨＣ７７６０７のアミノ酸配列である。
配列番号８はＨＣ７７６３８をコードする核酸配列である。
配列番号９はＨＣ７７６３８のアミノ酸配列である。
配列番号１０はＨＣ７７６４３をコードする核酸配列である。
配列番号１１はＨＣ７７６４３のアミノ酸配列である。
配列番号１２はＨＣ７７６８１をコードする核酸配列である。
配列番号１３はＨＣ７７６８１のアミノ酸配列である。
配列番号１４はＩＢＴ１０３をコードする核酸配列である。
配列番号１５はＩＢＴ１０３のアミノ酸配列である。
配列番号１６はＩＢＴ１３６をコードする核酸配列である。
配列番号１７はＩＢＴ１３６およびＡｇｇｅｌｉら（ＰＮＡＳ  ９８（２１）：１１８５７−１１８６２頁（２００１年））に記載のＰ１１−ＩＩペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号１８はＩＢＴ１３８をコードする核酸配列である。
配列番号１９はＩＢＴ１３８のアミノ酸配列である。
配列番号２０はＩＢＴ１３９をコードする核酸配列である。
配列番号２１はＩＢＴ１３９のアミノ酸配列である。
配列番号２２はＨＣ７７６１２４をコードする核酸配列である。
配列番号２３はＨＣ７７６１２４のアミノ酸配列である。
配列番号２４は融合ペプチドＩＢＴ１３９．ＨＣ７７６１２４をコードする核酸配列である。
配列番号２５はＩＢＴ１３９．ＨＣ７７６１２４のアミノ酸配列である。
配列番号２６はＩＢＴ１８６をコードする核酸配列である。
配列番号２７はＩＢＴ１８６のアミノ酸配列である。
配列番号２８は融合ペプチドＩＢＴ１８６．ＨＣ７７６１２４をコードする核酸配列である。
配列番号２９はＩＢＴ１８６．ＨＣ７７６１２４のアミノ酸配列である。
配列番号３０はＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣをコードする核酸配列である。
配列番号３１はＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣのアミノ酸配列である。
配列番号３２は架橋可能なシステイン部分ＣＣＰＧＣＣをコードする核酸配列である。
配列番号３３は架橋可能なシステイン部分ＣＣＰＧＣＣのアミノ酸配列である。
配列番号３４〜３５はＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣの調製に用いられるオリゴヌクレオチドの核酸配列である。
配列番号３６は融合ペプチドＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ．ＨＣ７７６１２４の核酸配列である。
配列番号３７は融合ペプチドＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ．ＨＣ７７６１２４のアミノ酸配列である。
配列番号３８はＩＢＴ１８２をコードする核酸配列である。
配列番号３９はＩＢＴ１８２のアミノ酸配列である。
配列番号４０はＩＢＴ１８３をコードする核酸配列である。
配列番号４１はＩＢＴ１８３のアミノ酸配列である。
配列番号４２はＩＢＴ１８４をコードする核酸配列である。
配列番号４３はＩＢＴ１８４のアミノ酸配列である。
配列番号４４はＩＢＴ１８５をコードする核酸配列である。
配列番号４５はＩＢＴ１８５のアミノ酸配列である。
配列番号４６はＩＢＴ１８７ａをコードする核酸配列である。
配列番号４７はＩＢＴ１８７ａのアミノ酸配列である。
配列番号４８はＩＢＴ１８７ｂをコードする核酸配列である。
配列番号４９はＩＢＴ１８７ｂのアミノ酸配列である。
配列番号５０はプラスミドｐＳＦ０４３の核酸配列である。
配列番号５１はプラスミドｐＬＲ１８６の核酸配列である。
配列番号５２はＫＳＩ（Ｃ４）の核酸配列である。
配列番号５３はＫＳＩ（Ｃ４）のアミノ酸配列である。
配列番号５４は融合ペプチドＫＳＩ（Ｃ４）−ＨＣ７６４３をコードする核酸配列である。
配列番号５５は融合ペプチドＫＳＩ（Ｃ４）−ＨＣ７７６４３のアミノ酸配列である。
配列番号５６〜５７は本封入体タグ中で用いられるスペーサーのアミノ酸配列である。
配列番号５８は本封入体タグ中に見出されるコア配列のアミノ酸配列である。
配列番号５９〜１４７は毛髪結合ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号１４８〜１５５は皮膚結合ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号１５６〜１５７は爪結合ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号１５８〜１８６は抗菌ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号１８７〜２１１は色素結合ペプチドのアミノ酸配列である。詳細には、配列番号１８７〜１９０はカーボンブラックに結合し、配列番号１９１〜１９９はＣＲＯＭＯＰＨＴＡＬ（登録商標）イエロー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｂａｓｅｌ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ））に結合し、配列番号２００〜２０２はＳＵＮＦＡＳＴ（登録商標）マゼンタ（Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ、ＮＪ））に結合し、かつ配列番号２０３〜２１１はＳＵＮＦＡＳＴ（登録商標）ブルーに結合する。
配列番号２１２〜２１７はセルロース結合ペプチドである。
配列番号２１８〜２４４はポリマー結合ペプチドのアミノ酸配列である。詳細には、配列番号２１８はポリ（エチレンテレフタレート）に結合し、配列番号２１９〜２２９はポリ（メチルメタクリレート）に結合し、配列番号２３０〜２３５はナイロンに結合し、かつ配列番号２３６〜２４４はポリ（テトラフルオロエチレン）に結合する。
配列番号２４５〜２６０はクレー結合ペプチドのアミノ酸配列である。
配列番号２６１はカスパーゼ−３切断配列のアミノ酸配列である。
配列番号２６２はスペーサーを含む本発明の好ましい封入体タグのアミノ酸配列である。
配列番号２６３はプラスミドｐＬＲ４３５の核酸配列である。
配列番号２６４は封入体タグＩＢＴ１３９（５Ｃ）をコードする核酸配列である。
配列番号２６５は封入体タグＩＢＴ１３９（５Ｃ）のアミノ酸配列である。
配列番号２６６は融合ペプチドＩＢＴ１３９（５Ｃ）．ＨＣ７７６１２４をコードする核酸配列である。
配列番号２６７は融合ペプチドＩＢＴ１３９（５Ｃ）．ＨＣ７７６１２４のアミノ酸配列である。
配列番号２６８〜３０７は歯結合ペプチド（米国特許出願第１１／８７７，６９２号明細書）のアミノ酸配列である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、目的のペプチドとの共役により融合ペプチドを形成可能なペプチドタグ（封入体タグ）のセットについて記載する。そのように構築される融合ペプチドは、発現宿主細胞内で不溶性形態で発現され、封入体で蓄積される。封入体は回収され、次いで切断され、目的のペプチドが封入体タグから分離される。好ましい実施形態では、融合タンパク質は、封入体タグを目的のペプチドから分離する少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを含む。別の好ましい実施形態では、切断可能なペプチドリンカーは、少なくとも１つの酸切断可能なアスパラギン酸−プロリン部分を含む。
【００３０】
さらなる実施形態では、封入体タグは、封入体タグを目的のペプチドから分離するためのその後の処理の間で有用な架橋可能なシステイン残基の有効数を含む。さらなる実施形態では、封入体タグは、ＩＢＴのアミノおよび／またはカルボキシ末端上に少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分ＣＣＰＧＣＣ（配列番号３３）を含む。
【００３１】
本発明は、組み換え的に発現される任意の生物活性ペプチドおよびタンパク質の発現および回収にとって有用である。かかるタンパク質は、典型的には、限定はされないが、医学的用途、生物医学的用途、診断的用途、パーソナルケア用途、および目的のペプチドが様々な表面に対するリンカーとして用いられる場合の親和性用途を含む多数の用途において高い価値を有する。
【００３２】
以下の定義は本明細書で用いられ、かつ特許請求の範囲および本明細書の解釈のために参照されるべきである。特に断りのない限り、本明細書中で言及されるすべての米国特許および米国特許出願はそれら全体が参照により援用される。
【００３３】
本明細書で用いられる「含む」という用語は、特許請求の範囲の中で言及される規定の特徴、整数、ステップ、または成分の存在を意味するだけでなく、それが１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、成分またはこれらの群の存在または添加を除外しないことを意味する。
【００３４】
本明細書で用いられる「約」という用語は、本発明のまたは用いられる原料または反応物の量を加減することを示し、例えば、濃縮物の作製に用いられる典型的な測定および液体の取扱手順または現実世界における解決法の使用により、これらの手順における不注意による誤りにより、また組成物の作製または方法の実行に用いられる原料の製造、供給源、または純度の相違などにより生じうる数量のばらつきを示す。「約」という用語はまた、特定の初期の混合から得られる組成物における異なる平衡条件に起因して異なる量を包含する。特許請求の範囲は、「約」という用語により修飾されるか否かにかかわらずその量に対する等価物を含む。
【００３５】
本明細書で用いられる「単離核酸分子」という用語は、場合により合成、非天然または改変ヌクレオチド塩基を有する一本鎖または二本鎖のＲＮＡまたはＤＮＡの高分子である。ＤＮＡの高分子の形態での単離核酸分子は、ｃＤＮＡ、ゲノムＤＮＡまたは合成ＤＮＡの１つ以上のセグメントからなる場合がある。
【００３６】
本明細書で用いられる「色素」という用語は、不溶性、有機または無機着色剤を示す。
【００３７】
本明細書で用いられる「毛髪」という用語は、ヒト毛髪、眉、および睫毛を示す。
【００３８】
本明細書で用いられる「皮膚」という用語は、ヒト皮膚またはヒト皮膚に対する代替物、例えばブタ皮膚、ＶＩＴＲＯ−ＳＫＩＮ（登録商標）およびＥＰＩＤＥＲＭ（商標）を示す。本明細書で用いられる皮膚は、一般には上皮細胞層を含む体表面を示すことになり、それに加えて内皮細胞層を含みうる。
【００３９】
本明細書で用いられる「爪」という用語は、ヒトの指の爪および足の爪を示す。
【００４０】
本明細書で用いられる「ＴＢＰ」は、歯結合ペプチドを意味する。歯結合ペプチドは高親和性に哺乳類またはヒトの歯の表面に結合するペプチドである。本明細書で用いられる「歯結合ペプチド」という用語は、歯のエナメル質または歯の外皮に結合するペプチドを示すことになる。一実施形態では、歯結合ペプチドは約７アミノ酸長〜約５０アミノ酸長、より好ましくは約７アミノ酸長〜約２５アミノ酸長、最も好ましくは約７〜約２０アミノ酸長である。好ましい実施形態では、歯結合ペプチドはコンビナトリアルに生成されるペプチドである。
【００４１】
歯結合ペプチドの例が、同時係属中で同一所有者による米国特許出願第１１／８７７，６９２号明細書中に開示されている。好ましい実施形態では、歯結合ペプチドは配列番号２６８〜３０７からなる群から選択される。
【００４２】
「歯の表面」という用語は、（典型的には専門的な清浄または研磨後に暴露される）歯のエナメル質または歯の外皮（唾液糖タンパク質を含む後天性の表面）からなる表面を示すことになる。ハイドロキシアパタイトは、唾液糖タンパク質でのコーティングによって天然の歯の外皮表面が模倣されうる（歯のエナメル質は主にハイドロキシアパタイトからなる）。
【００４３】
本明細書で用いられる「外皮」および「歯の外皮」という用語は、歯冠の表面上に形成する唾液糖タンパク質に由来する（典型的には約１μｍ〜約２００μｍの範囲の厚みの）薄膜を示すことになる。日常の歯磨きはあくまで外皮表面の一部を除去することが多い一方、（典型的には歯医者による）摩擦を伴う歯の清浄および／または研磨により、歯のエナメル質表面の暴露が増えることになる。
【００４４】
本明細書で用いられる「エナメル質」および「歯のエナメル質」という用語は、歯の外皮を形成する高度に鉱化された組織を示すことになる。エナメル質層は、主として水および一部の有機材料とともに結晶性リン酸カルシウム（すなわちハイドロキシアパタイト；Ｃａ５（ＰＯ４）３ＯＨ）からなる。一実施形態では、歯の表面は歯のエナメル質および歯の外皮からなる群から選択される。
【００４５】
本明細書で用いられる「ＰＢＰ」はポリマー結合ペプチドを意味する。本明細書で用いられる「ポリマー結合ペプチド」という用語は、特定のポリマーに対して高親和性に結合するペプチド配列を示す（米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書）。例として、ポリ（エチレンテレフタレート）（配列番号２１８）、ポリ（メチルメタクリレート）（配列番号２１９〜２２９）、ナイロン（配列番号２３０〜２３５）、およびポリ（テトラフルオロエチレン）（配列番号２３６〜２４４）に結合するペプチドが挙げられる。
【００４６】
本明細書で用いられる「ＨＢＰ」は毛髪結合ペプチドを意味する。本明細書で用いられる「毛髪結合ペプチド」という用語は、毛髪に対して高親和性に結合するペプチド配列を示す。毛髪結合ペプチドは単一の毛髪結合ドメイン、または結合ドメインの少なくとも１つが毛髪に結合する複数の結合ドメイン（すなわちマルチブロックペプチド）からなりうる。毛髪結合ペプチドの例が報告されている（Ｈｕａｎｇらの米国特許出願第１１／０７４４７３号明細書；国際公開第０１７９４７９号パンフレット；Ｍｕｒｒａｙらの米国特許出願公開第２００２／００９８５２４号明細書；Ｊａｎｓｓｅｎら、米国特許出願公開第２００３／０１５２９７６号明細書（Ｊａｎｓｓｅｎら）；国際公開第２００４０４８３９９号パンフレット；米国特許出願第１１／５１２９１０号明細書、および米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）。毛髪結合ペプチドの例が配列番号３〜５、７、９、１１、１３、２３、および５９〜１４７として提供される。
【００４７】
本明細書で用いられる「ＳＢＰ」は皮膚結合ペプチドを示す。本明細書で用いられる「皮膚結合ペプチド」という用語は、皮膚に対して高親和性に結合するペプチド配列を示す。皮膚結合ペプチドの例が報告されている（Ｂｕｓｅｍａｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓの米国特許出願第１１／０６９８５８号明細書；Ｒｏｔｈｅら、国際公開第２００４／０００２５７号パンフレット；および米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）。体表面として本明細書で用いられる皮膚は、一般に上皮細胞層を含むことになり、それに加えて内皮細胞層を含みうる。皮膚結合ペプチドの例が配列番号１４８〜１５５として提供される。
【００４８】
本明細書で用いられる「ＮＢＰ」は爪結合ペプチドを意味する。本明細書で用いられる「爪結合ペプチド」という用語は、爪に対して高親和性に結合するペプチド配列を示す。爪結合ペプチドの例が報告されている（米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）。爪結合ペプチドの例が配列番号１５６〜１５７として提供される。
【００４９】
本明細書で用いられる「抗菌ペプチド」は、微生物細胞集団を殺滅する能力を有するペプチドである（米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書）。抗菌ペプチドの例が配列番号１５８〜１８６として提供される。
【００５０】
本明細書で用いられる「セルロース結合ペプチド」は、セルロースに対して高親和性に結合するペプチドを示す。セルロース結合ペプチドの例が配列番号２１２〜２１７として提供される。
【００５１】
本明細書で用いられる「クレー結合ペプチド」は、クレーに対して高親和性に結合するペプチドを示す（米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）。クレー結合ペプチドの例が配列番号２４５〜２６０として提供される。
【００５２】
本明細書で用いられる「マルチブロックペプチド」は、少なくとも２つの結合部分を含むペプチドを示す。各結合部分は、標的基質（例えば毛髪、皮膚、色素など）に対して親和性を有する。結合部分は同じまたは異なる基質に対して親和性を有しうる（例えば、色素の毛髪への標的送達のために色素結合部分に融合された毛髪結合部分または複数の毛髪結合部分を有するペプチド）。
【００５３】
本明細書で用いられる「封入体タグ」という用語は「ＩＢＴ」と略記され、目的のペプチドと融合される場合での封入体の形成を促進するポリペプチドを示すことになる。目的のペプチドは、典型的には、封入体タグと融合されない場合には宿主細胞内および／または宿主細胞溶解液中に可溶性である。封入体タグに対する目的のペプチドの融合により、宿主細胞内の細胞内物質（ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ  ｂｏｄｙ）（封入体）中に凝集する融合タンパク質が生成される。
【００５４】
本明細書で用いられる「スペーサー」という用語は、コア配列（配列番号５８）の分離に用いられる本封入体タグ中のペプチドを示すことになる。一実施形態では、スペーサーは、２〜１０アミノ酸長、好ましくは３〜６アミノ酸長、および最も好ましくは３〜４アミノ酸長であり、プロリン、グリシン、システイン、アルギニン、およびグルタミン酸からなる群から選択されるアミノ酸からなる。一実施形態では、スペーサーは、Ｐｒｏ−Ａｒｇ−Ｇｌｙ、Ｐｒｏ−Ｃｙｓ−Ｇｌｙ、Ｐｒｏ−Ａｒｇ−Ｃｙｓ−Ｇｌｙ（配列番号５６）、Ｐｒｏ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ、およびＰｒｏ−Ｇｌｕ−Ｃｙｓ−Ｇｌｙ（配列番号５７）からなる群から選択される。
【００５５】
本明細書で用いられる「切断可能なリンカー因子」、「ペプチドリンカー」、「切断可能なペプチドリンカー」、および「切断部位」は同義的に用いられ、かつ封入体タグと目的のペプチドの間に位置する切断可能なペプチドセグメントを示すことになる。封入体の細胞溶解液からの分離および／または部分精製または精製の後、切断可能なリンカー因子の化学的切断および／または酵素的切断により、封入体タグが目的のペプチドから分離されうる。融合ペプチドはまた、１つ以上の切断可能なペプチドリンカーにより分離された１つ以上の目的のペプチドをコードする複数の領域を含みうる。次いで、目的のペプチドは必要に応じて封入体タグから単離されうる。一実施形態では、封入体タグおよび目的のペプチドは、所定の培地（典型的には水性培地）中で異なる可溶性を示し、封入体タグの目的のポリペプチドからの分離を促進する。好ましい実施形態では、封入体タグは水溶液中に不溶性である一方、目的のタンパク質／ポリペプチドは水溶液中での可溶性が高い。水溶液のｐＨ、温度、および／またはイオン強度を調節することで、目的のペプチドの回収が促進されうる。好ましい実施形態では、５〜１０のｐＨおよび１５℃〜５０℃の温度範囲を有する水溶液中で、封入体タグと目的のペプチドの間に示差溶解度が生じる。切断可能なペプチドリンカーは、１〜約５０アミノ酸長、好ましくは１〜約２０アミノ酸長でありうる。酵素的に切断可能なペプチドリンカーの例が配列番号２６１（カスパーゼ−３切断配列）で提供される。好ましい実施形態では、切断部位は酸切断可能なアスパラギン酸−プロリンジペプチド（Ｄ−Ｐ）部分である。切断可能なペプチドリンカーは、当該技術分野で周知の多数の技術を用いて融合タンパク質中に取り込まれうる。さらなる実施形態では、本封入体タグは架橋可能なシステイン残基の有効数を含むことで、酸化架橋を用い、ＩＢＴが一旦ＰＯＩから切断されると選択的に沈殿されうる。
【００５６】
本明細書で用いられる「システイン残基の有効数」および「架橋可能なシステイン残基の有効数」という用語は、ＩＢＴが酸化条件に従う場合、酸化架橋を得るのに必要なシステイン残基の数を表すのに用いられる。当業者は、（融合ペプチドの切断後）ＩＢＴをＰＯＩから選択的に沈殿させるための酸化架橋の使用には、システイン残基が存在しないＰＯＩが必要となることを理解するであろう。本プロセスを実行するため、融合ペプチド内のシステイン残基の数および／または位置を変化させることは十分に当業者の能力の範囲内である。一実施形態では、システイン残基の有効数は、少なくとも３、好ましくは少なくとも４である。別の実施形態では、有効数のシステイン残基とは、３〜２０、好ましくは３〜１０、より好ましくは４〜約６、および最も好ましくは４または５の架橋可能なシステイン残基である。
【００５７】
本明細書で用いられる「架橋」、「酸化架橋」、および「システイン架橋」という用語は、酸化条件下でのシステイン残基のチオール基を架橋する（すなわち分子間および分子内でジスルフィド結合を形成する）プロセスを示す。定義によると、有効数の架橋可能なシステイン残基を含む２つ以上（すなわち「複数」）の分子間で分子間ジスルフィド結合の形成が生じる。あるいは、本明細書で用いられる「複数」の分子は本明細書中で分子の「集団」と称されることになる。分子間架橋を促進するため、有効数（すなわち少なくとも３つ）の架橋可能なシステイン残基が、ＰＯＩを含む部分に架橋可能なシステイン残基が存在しないという条件下で封入体タグ中に取り込まれる。好ましい実施形態では、架橋可能なシステイン残基は、（架橋可能なシステイン残基を有しない）目的のペプチドが不溶性の架橋された封入体タグから可溶性ペプチドとして単離されるように、封入体タグ中に改変される。
【００５８】
本明細書で用いられる「酸化条件」という用語は、システイン残基間でのジスルフィド結合の形成を補助し、促進する反応条件を示す。ジスルフィド結合の形成は、限定はされないが、架橋可能なシステイン残基と酸素（すなわち二原子および／または三原子酸素）からなる気体との接触および／または化学酸化剤の添加を含む、当該技術分野で周知の多数の手段により誘発されうる。分子酸素を含む気体の使用は好ましい。さらなる実施形態では、二原子および／または三原子酸素を含む気体は、水性反応溶液で発泡および／または散布がある期間なされることで有効な酸化架橋がなされる。酸化架橋ステップは、最適な結果を得るため、場合により水性反応混合物の混合および／または撹拌という処理を含みうる。化学酸化剤の例は当該技術分野で周知であり、限定はされないが、数例を挙げると、過酸化化合物、次亜塩素酸塩、ハロゲン、および過マンガン酸塩を含みうる。
【００５９】
本明細書で用いられる「還元条件」という用語は、システイン残基間のジスルフィド結合の還元を補助し、促進する（すなわち架橋に用いられるジスルフィド結合を破壊する）反応条件を示す。ジスルフィド結合は、窒素散布および／またはＮａ２ＳＯ３、ＤＴＴ（ジチオトレイトール）、ＴＣＥＰ（トリス（２−カルボキシエチル）ホスフィン）、２−メルカプトエタノール、２−メルカプトエチルアミン、およびこれらの混合物などの化学還元剤の使用などの周知の多数の手段により還元されうる。一般に、還元剤は、チオール基を有するもの、ホスフィンおよびその誘導体ならびに亜硫酸塩およびチオ硫酸塩であるものを含む。
【００６０】
本明細書で用いられる「作動可能に連結される」という用語は、一方の機能が他方により影響を受けるような核酸配列の単一の核酸断片上への結合を示す。例えば、プロモーターが、そのコード配列の発現に効果を及ぼすことが可能である（すなわちコード配列がプロモーターの転写調節下にある）場合、コード配列に作動可能に連結されている。さらなる実施形態では、「作動可能に連結される」の定義はまた、キメラ遺伝子の産物、例えば融合ペプチドへと拡大解釈されうる。したがって「作動可能に連結される」はまた、封入体タグの生成および回収がなされるべき目的のペプチドへの連結を示すことになる。封入体タグは、発現時に融合タンパク質が不溶性でありかつ発現宿主細胞内で封入体として蓄積する場合、目的のペプチドに「作動可能に連結される」。
【００６１】
本明細書で用いられる「融合タンパク質」、「融合ペプチド」、「キメラタンパク質」、および「キメラペプチド」という用語は同義的に用いられ、少なくとも２つの部分（各部分は異なる機能を含む）を含むアミノ酸の重合体（ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、またはタンパク質）を示すことになる。融合ペプチドの少なくとも１つの第１の部分は少なくとも１つの本封入体タグを含む。融合ペプチドの少なくとも１つの第２の部分は少なくとも１つの目的のペプチドを含む。
【００６２】
本ペプチド（封入体タグ、切断可能なペプチドリンカー、目的のペプチド、スペーサーペプチド、および融合ペプチド）を調製するための手段は、当該技術分野で周知である（例えば、Ｓｔｅｗａｒｔら、「Ｓｏｌｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」、Ｐｉｅｒｃｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，ＩＬ）、１９８４年；Ｂｏｄａｎｓｚｋｙ、「Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）、１９８４年；およびＰｅｎｎｉｎｇｔｏｎら、「Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ」、Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓ（Ｔｏｔｏｗａ，ＮＪ）、１９９４年を参照）。本明細書中に記載の融合ペプチドの様々な成分（封入体タグ、目的のペプチド、および切断可能なリンカー／切断配列）は、カルボジイミド共役剤（例えば、Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ、Ｇｒｅｇ  Ｔ．、「Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）（１９９６年）を参照）、塩化二酸、ジイソシアン酸塩、およびペプチド上の末端のアミンおよび／またはカルボキシル酸基に反応性を示す他の二官能性共役試薬を用いて結合されうる。しかし、化学合成は、コストおよび／または不純物が原因で約５０未満のアミノ酸長のペプチドに限定されることが多い。好ましい実施形態では、本明細書中に記載の生体分子（ＩＢＴ、ＰＯＩ、融合ペプチドなど）は、標準の組換えＤＮＡおよび分子クローニング技術を用いて調製される。
【００６３】
本明細書で用いられる「ポリペプチド」および「ペプチド」という用語は同義的に用いられ、ペプチド結合により互いに結合される２つ以上のアミノ酸の重合体を示すことになり、ここでペプチドは不特定の長さを有することから、ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質は本定義の範囲内に含まれる。一態様では、本用語はまた、ポリペプチドの発現後修飾、例えばグリコシル化、アセチル化、リン酸化などを含む。例えば、アミノ酸の１つ以上の類似体または標識アミノ酸を有するペプチドおよびペプチド模倣体は本定義の範囲内に含まれる。好ましい実施形態では、本ＩＢＴはＬ−アミノ酸からなる。
【００６４】
本明細書で用いられる「目的のタンパク質」、「目的のポリペプチド」、「目的のペプチド」、「標的タンパク質」、「標的ポリペプチド」、「標的ペプチド」、「発現可能なタンパク質」、および「発現可能なポリペプチド」という用語は同義的に用いられ、生物活性がありかつ宿主細胞の遺伝的機構により発現されうるタンパク質、ポリペプチド、またはペプチドを示すことになる。
【００６５】
本明細書で用いられる「生物活性」または「目的のペプチドの活性」という用語は、目的のペプチドおよび／またはタンパク質に関連した活性または特性を示す。生物活性ペプチドは、限定はされないが、疾患用の治療剤（例えば、インスリン、インターフェロン、インターロイキン、抗血管新生ペプチド（米国特許第６，８１５，４２６号明細書））、ならびに、（目的のペプチドが抗体または抗体のＦａｂ断片でないという条件で）限定された細胞標的（数例を挙げると、受容体、チャネル、脂質、細胞質内タンパク質、および膜タンパク質など）に結合するポリペプチド、抗菌活性を有するペプチド、効果剤の標的送達を意図した、特定の材料に対して親和性を有するペプチド（例えば、毛髪結合ポリペプチド、皮膚結合ポリペプチド、爪結合ポリペプチド、セルロース結合ポリペプチド、ポリマー結合ポリペプチド、クレー結合ポリペプチド、ケイ素結合ポリペプチド、カーボンナノチューブ結合ポリペプチド、および特定の動物または植物組織に対して親和性を有するペプチド）を含む種々の用途で用いられうる。目的のペプチドは、典型的には３００以下のアミノ酸長、好ましくは２００未満のアミノ酸長、および最も好ましくは１００未満のアミノ酸長である。好ましい実施形態では、目的のペプチドは、コンビナトリアルに生成されたライブラリーから選択されるペプチドであり、ここでペプチドは標的基質に対する特異的な親和性に基づいて選択される。
【００６６】
本明細書で用いられる「効果剤」は、限定的用途での目的のペプチドを含む複合体に所望の機能性を与える分子を示す。効果剤は、単独で目的のペプチドであるか、あるいは目的のペプチドに（共有または非共有）結合されるかまたは関連する１つ以上の分子である場合があり、ここでは標的ポリペプチドの結合親和性を用い、効果剤が標的材料に選択的に標的化される。別の実施形態では、標的ポリペプチドは、少なくとも１つの標的材料（例えば、生体分子、ポリマー、毛髪、皮膚、爪、クレー、他のペプチドなど）に対して親和性を有する少なくとも１つの領域と、効果剤（例えば、薬剤、色素、コンディショナー、染料、香料など）に対して親和性を有する少なくとも１つの領域とを含む。別の実施形態では、目的のペプチドは、標的材料に対して親和性を有する複数の領域と効果剤に対して親和性を有する複数の領域とを含む。さらに別の実施形態では、目的のペプチドは、標的材料に対して親和性を有する少なくとも１つの領域と、種々の効果剤（同じまたは異なる場合がある）に対して親和性を有する複数の領域とを含む。効果剤の例は、限定はされないが、数例を挙げると、パーソナルケア製品用のコンディショナー、色素、染料、香料、薬剤（例えば癌治療剤の標的送達）、診断／標識化剤、紫外線遮断剤（すなわち日焼け止め剤（ｓｕｎｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｏｔｅｃｔａｎｔ）における活性剤）、および抗菌剤（例えば抗菌ペプチド）を含む。
【００６７】
本明細書で用いられる「封入体」は、細胞の細胞質内に見出される凝集タンパク質を含む細胞内の不定形沈着物（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｄｅｐｏｓｉｔ）である。典型的には宿主細胞および／または細胞溶解液の場合に可溶性である目的のペプチドの１つ以上の本封入体タグへの融合により、不溶性融合タンパク質の形成が促進されうる。他の実施形態では、目的のペプチドは、宿主細胞内で部分的に不溶性でありうるが、有意な封入体形成が生じない場合、相対的に低いレベルで生成されうる。したがって、封入体の形成によりペプチドの生成が増大することになる。さらなる実施形態では、１つ以上の封入体タグ（ＩＢＴ）に対する目的のペプチドの融合により、宿主細胞内で生成されるタンパク質の量が増加する。封入体の形成により、遠心分離および濾過などの当該技術分野で周知の技術を用い、融合ペプチドの細胞溶解液からの単純かつ効率的な精製が促進される。別の実施形態では、封入体タグは、目的のペプチドにシステイン残基が存在しないという条件下での（ペプチド断片の混合物への切断後の）ＩＢＴの目的のペプチドからの分離にとって有用な架橋可能なシステイン残基の有効数を含む。融合タンパク質は、典型的には、目的のタンパク質／ポリペプチドの封入体タグからの分離に用いられる１つ以上の切断可能なペプチドリンカーを含む。切断可能なペプチドリンカーは、封入体タグと目的のタンパク質／ポリペプチドがリンカー要素の切断により容易に分離されうるように設計される。ペプチドリンカーは、化学的に（例えば酸加水分解）または酵素的に（すなわち、切断可能なペプチドリンカー内のアミノ酸切断部位および／または配列を優先的に認識するプロテアーゼ／ペプチターゼの使用）切断されうる。
【００６８】
「コドン縮重」は、コードポリペプチドのアミノ酸配列に作用することなくヌクレオチド配列の変異を可能にする遺伝子コードにおける性質を示す。したがって、本発明は、本アミノ酸配列をコードする任意の核酸断片に関する。当業者は、所与のアミノ酸を特定するための、ヌクレオチドコドンの使用時に特定の宿主細胞により示される「コドンバイアス」について十分に理解している。したがって、宿主細胞内での発現の改善を意図して遺伝子を合成する場合、遺伝子を、そのコドン使用頻度が宿主細胞での好ましいコドン使用頻度に近づくように設計することが望ましい。
【００６９】
本明細書で用いられる「可溶性」という用語は、特定の条件下での液体の単位体積中に溶解されうる物質の量を示す。本願では、「可溶性」という用語は、ペプチド（封入体タグ、目的のペプチド、または融合ペプチド）の、溶媒、例えば生物学的緩衝液のある体積中に再懸濁される能力を表すのに用いられる。一実施形態では、生成のために標的化されるペプチド（「目的のペプチド」）は、通常、正常な生理的条件下で細胞内および／または細胞溶解液中に可溶性である。標的ペプチドに対する１つ以上の封入体タグ（ＩＢＴ）の融合により、正常な生理的条件下で不溶性である融合ペプチドの形成がもたらされ、結果として封入体が形成される。一実施形態では、目的のペプチドは、５〜１２、好ましくは６〜１０のｐＨ範囲、および５℃〜５０℃、好ましくは１０℃〜４０℃の温度範囲を有する水性マトリックス中で不溶性である。
【００７０】
「アミノ酸」という用語は、タンパク質またはポリペプチドの基本的化学構造単位を示す。以下の略語は本明細書中で特定のアミノ酸を同定するために用いられる。
【００７１】
【表１】
0005453261.tif 000002
【００７２】
「遺伝子」は、コード配列の上流（５’非コード配列）および下流（３’非コード配列）の調節配列を含む、特定のタンパク質を発現する核酸断片を示す。「天然遺伝子」は、それ自体の調節配列を有する天然に見出される遺伝子を示す。「キメラ遺伝子」は、天然遺伝子でない任意の遺伝子を示し、天然に見出されることのない調節およびコード配列（融合ペプチドをコードするように操作されたコード領域を含む）を含む。したがって、キメラ遺伝子は、異なる供給源に由来する調節配列およびコード配列または同じ供給源に由来する調節配列およびコード配列を含みうるが、天然に見出されるものとは異なる様式で配列されている。「外来」遺伝子は、通常は宿主生物内に見出されることはないが宿主生物に遺伝子導入によって導入される遺伝子を示す。外来遺伝子は、非天然の生物に導入される天然遺伝子またはキメラ遺伝子を含みうる。
【００７３】
本明細書で用いられる「コード配列」という用語は、特定のアミノ酸配列をコードするＤＮＡ配列を示す。「適切な調節配列」は、上流（５’非コード配列）またはコード配列の下流（３’非コード配列）内に位置するヌクレオチド配列を示し、関連のコード配列の転写、ＲＮＡのプロセシングまたは安定性あるいは翻訳に作用する。調節配列は、プロモーター、エンハンサー、リボソーム結合部位、翻訳リーダー配列、イントロン、ポリアデニル化認識配列、ＲＮＡプロセシング部位、エフェクター結合部位、およびステムループ構造を含みうる。当業者は、適切な調節配列の選択が用いられる宿主細胞および／または発現系に依存することを理解している。
【００７４】
本明細書で用いられる「遺伝子コンストラクト」という用語は、生物の遺伝子型または表現型の調節に有用な一連の隣接核酸を示す。遺伝子コンストラクトの非限定例として、限定はされないが、核酸分子、およびオープンリーディングフレーム、遺伝子、プラスミドなどが挙げられる。
【００７５】
本明細書で用いられる「発現ランキング（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｒａｎｋｉｎｇ）」という用語は、視覚的に評価され、かつ、０（不溶性融合ペプチドなし）〜３（不溶性融合ペプチドの最高収量）の相対スケールでスコアリングされる不溶性融合タンパク質の相対収量を意味する。組換え宿主細胞の場合での封入体形成を評価するため、多数の手段が当業者により用いられうる。本実施例で記載のように、不溶性融合ペプチドの相対収量は染色されたポリアクリルアミドゲルから視覚的に評価された。０超（すなわち１、２、または３）の発現ランキングを生成可能な任意のＩＢＴは有効な可溶性タグであると考えられる。それに対し、有効な可溶性タグはまた、定量評価（すなわち観察される封入体）を用いて同定されうる。
【００７６】
本明細書で用いられる「宿主細胞」という用語は、外因性ポリヌクレオチド配列により形質転換または形質移入されているかあるいは形質転換または形質移入可能な細胞を示す。
【００７７】
本明細書で用いられる「プラスミド」、「ベクター」および「カセット」という用語は、細胞の中央代謝の一部でない、遺伝子を保有することが多く、通常は環状二本鎖ＤＮＡ分子の形態である余分な染色体要素を示す。かかる要素は、任意の供給源に由来する線状または環状の一本鎖または二本鎖のＤＮＡまたはＲＮＡにおける自己複製配列、ゲノム結合（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ）配列、ファージまたはヌクレオチド配列である場合があり、ここでは多数のヌクレオチド配列が適切な３’未翻訳配列を有する選択された遺伝子産物におけるプロモーター断片およびＤＮＡ配列を細胞に導入可能な固有の作成物に連結されるかまたは組換えられている。「形質転換カセット」は、外来遺伝子を有し、かつ特定の宿主細胞の形質転換を促進する、外来遺伝子に加わる要素を有する特定のベクターを示す。「発現カセット」は、外来遺伝子を有し、かつ外来遺伝子に加え、外来宿主内でのその遺伝子の発現の増大を可能にする因子を有する特定のベクターを示す。
【００７８】
本明細書で用いられる標準の組み換えＤＮＡおよび分子クローン化技術は、当該技術分野で周知であり、Ｓａｍｂｒｏｏｋ，  Ｊ．およびＲｕｓｓｅｌｌ，  Ｄ．、「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ」、第３版、Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ（Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ）（２００１年）；Ｓｉｌｈａｖｙ，  Ｔ．Ｊ．、Ｂｅｎｎａｎ，  Ｍ．Ｌ．およびＥｎｑｕｉｓｔ，  Ｌ．Ｗ．、「Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｇｅｎｅ  Ｆｕｓｉｏｎｓ」、Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ（Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ）（１９８４年）；およびＡｕｓｕｂｅｌ，  Ｆ．Ｍ．ら、「Ｓｈｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ」、第５版、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（Ｎ．Ｙ．）、２００２年に記載されている。
【００７９】
封入体タグ
アミロイド様タンパク質はアミロイド線維の形態を有する傾向があり、かつ凝集タンパク質はβシートテープ構造を示すことが多い。水中でβシートテープ、リボン、微小繊維、および線維に自己組織化可能な１１のアミノ酸合成ペプチド（すなわちペプチド「ＰＩＩ−２」；ペプチド「ＤＮ１」としても知られる）についての記載がなされている（Ａｇｇｅｌｉら、Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１２５：９６１９−９６２８頁（２００３年）；Ａｇｇｅｌｉら、ＰＮＡＳ、９８（２１）：１１８５７−１１８６２頁（２００１年）；Ａｇｇｅｌｉら、Ｎａｔｕｒｅ、３８６：２５９−２６２頁（１９９７年）；およびＡｇｇｅｌｉら、Ｊ．Ｍａｔｅｒ  Ｃｈｅｍ、７（７）：１１３５−１１４５頁（１９９７年））。
【００８０】
Ｐ１１−２ペプチド（ＩＢＴ−１３６に一致；配列番号１７）は、コア配列Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ（配列番号５８）（式中、Ｘａａ１＝Ａｒｇ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；Ｘａａ２＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；Ｘａａ３＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；Ｘａａ４＝ＧｌｕまたはＧｌｎ；およびＸａａ５＝ＧｌｎまたはＬｙｓ（下記の式１の太字部分を参照））の少なくとも２つのコピーを含む構造的に関連した封入体タグのファミリーを調製するための出発材料として選択された。
【００８１】
一連のＩＢＴ−１３６類似体が調製され、評価された。コピー数の変化、タグの付加（ｃｈａｒｇｅ）の改変、コア配列を分離するスペーサー要素の組成物の改変、および架橋可能なシステイン残基／部分の数の改変を含むいくつかのアプローチが採用された。短いスペーサー配列がコア配列の間に挿入された。一実施形態では、式１の「スペーサー」は、２〜１０アミノ酸長、好ましくは３〜６アミノ酸長、および最も好ましくは３〜４アミノ酸長のペプチドであり、かつプロリン、グリシン、システイン、アルギニン、およびグルタミン酸からなる群から選択されるアミノ酸からなる。さらなる実施形態では、「スペーサー」配列はＰｒｏ−Ａｒｇ−Ｇｌｙ、Ｐｒｏ−Ｃｙｓ−Ｇｌｙ、Ｐｒｏ−Ａｒｇ−Ｃｙｓ−Ｇｌｙ（配列番号５６）、Ｐｒｏ−Ｇｌｕ−Ｇｌｙ、およびＰｒｏ−Ｇｌｕ−Ｃｙｓ−Ｇｌｙ（配列番号５７）からなる群から選択される。
【００８２】
本封入体タグの構造は式１により定義される（特に断りのない限り、様々なアミノ酸の３文字の略語が用いられる）。
式１
Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ−スペーサー−［［Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ］−［スペーサー］ｍ］ｎ
（配列番号２６２）
（式中、
Ｘａａ１＝Ａｒｇ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ２＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ３＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ４＝ＧｌｕまたはＧｌｎ；
Ｘａａ５＝ＧｌｎまたはＬｙｓ；
ｎ＝１〜１０；
ｍ＝ｎ−１；かつ
スペーサーはプロリン、アルギニン、グリシン、グルタミン酸、およびシステインからなる群から選択されるアミノ酸を含むペプチドである）
【００８３】
好ましい実施形態では、ｎは１〜３である。
【００８４】
本封入体タグの各々は、正常な生理的条件下、宿主細胞内で可溶性が高い目的の短いペプチド（ＰＯＩ）に作動可能に連結された。得られる融合タンパク質／ペプチドは不溶性の封入体として生成された。各融合ペプチドは、適切な宿主細胞内で組み換え的に発現され、不溶性融合ペプチドの形成について評価された。封入体形成を測定するための手段は当該技術分野で既知であり、限定はされないがゲル分離および分析技術（例えばＳＤＳ−ＰＡＧＥ）を含む。
【００８５】
別の実施形態では、封入体タグは、少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分（ＣＣＰＧＣＣ；配列番号３３）をさらに含む。さらなる実施形態では、少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分は、式１により定義される封入体タグのアミノおよび／またはカルボキシ末端に位置する。
【００８６】
別の実施形態では、封入体タグは、ＩＢＴ１０３（配列番号１５）、ＩＢＴ１３８（配列番号１９）、ＩＢＴ１３９（配列番号２１）、ＩＢＴ１３９（５Ｃ）；ＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ（配列番号３１）、ＩＢＴ１８２（配列番号３９）、ＩＢＴ１８３（配列番号４１）、ＩＢＴ１８４（配列番号４３）、ＩＢＴ１８５（配列番号４５）、ＩＢＴ１８６（配列番号２７）、ＩＢＴ１８７ａ（配列番号４７）、およびＩＢＴ１８７ｂ（配列番号４９）からなる群から選択される。本封入体タグの一部のＣＬＵＳＴＡＬＷアラインメントは図１に提供される（繰り返しコア配列は下線で示される）。
【００８７】
別の実施形態では、目的のペプチド（ＰＯＩ）に作動可能に連結され、かつ少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカー配列（ＣＳ）により分離された本封入体タグ（ＩＢＴ）の少なくとも１つを含む不溶性融合タンパク質が提供される。好ましい態様では、切断可能なペプチドリンカー（ＣＳ）は少なくとも１つの酸切断可能なアスパラギン酸−プロリン（Ａｓｐ−Ｐｒｏ）部分を含む。
ＩＢＴ−ＣＳ−ＰＯＩ
または
ＰＯＩ−ＣＳ−ＩＢＴ
【００８８】
別の実施形態では、融合ペプチドは、有効数の架橋可能なシステイン残基を含む封入体タグを含む。有効数の架橋可能なシステイン残基の封入は、プロセシングの間に封入体タグを選択的に沈殿させかつ目的のペプチドから分離するのに有用である。融合ペプチドの切断時、断片の混合物（ＩＢＴおよびＰＯＩ）は、ＩＢＴに取り込まれる有効数のシステイン残基を架橋するのに十分な期間、酸化条件に従う。酸化架橋により、目的のペプチドに架橋可能なシステイン残基が存在しないという条件下で、ＩＢＴが可溶性の目的のペプチドから選択的に沈殿される。
【００８９】
システイン残基を含むＩＢＴは、架橋可能なシステイン残基を有する目的のペプチドと併せて可溶性タグとして有効に用いられうる。しかし、かかる状況では、酸化架橋ステップは、典型的には以降のＰＯＩの単離の間に省略されることになる。
【００９０】
発現可能な目的のペプチド
本方法を用いる生成のために標的化される目的のペプチド（「発現可能なペプチド」）は、正常な生理的条件下、宿主細胞内および／または宿主細胞溶解液中で可溶性が高い線状ペプチドである。好ましい態様では、目的のペプチドは一般に短く（３００未満のアミノ酸長）、タンパク質分解により十分な量で生成することが困難である。タグを形成する本封入体の少なくとも１つに対する目的のペプチドの融合により、正常な生理的条件下、宿主細胞内および／または宿主細胞溶解液中で不溶性である融合ペプチドが作成される。目的のペプチドの生成は、典型的には、不溶性封入体の形態で発現され蓄積される場合、ペプチドが一般にタンパク質分解からより十分に保護されることから増大する。さらに、不溶性融合タンパク質は、遠心分離または濾過を用い、宿主細胞溶解液から容易に分離されうる。
【００９１】
一般に、本封入体タグは、（１）典型的には典型的な生理的条件下、細胞内および／または細胞溶解液中で可溶性であり、および／または（２）封入体の形態で発現される場合よりも有意に高いレベルで生成されうる任意の目的のペプチドを生成するためのプロセスで用いられうる。好ましい実施形態では、目的のペプチドは、正常な生理的条件および／またはプロセス条件、宿主細胞内および／または対応する細胞溶解液中で可溶性が高い。
【００９２】
目的のペプチドの長さは、（１）ペプチドが宿主細胞内および／または細胞溶解液中で可溶性が高く、および／または（２）生成される標的ペプチドの量が不溶性の融合ペプチド／封入体の形態で発現される場合に有意に増加する（すなわち、融合タンパク質の形態での発現により目的のペプチドがタンパク質分解から保護される）限り、変化しうる。典型的には、目的のペプチドは、３００未満のアミノ酸長、好ましくは１００未満のアミノ酸長、より好ましくは７５未満のアミノ酸長、さらにより好ましくは５０未満のアミノ酸長、および最も好ましくは２５未満のアミノ酸長である。
【００９３】
目的のペプチドの機能は本方法により限定されるものではなく、限定はされないが、疾患用の治療剤（例えば、インスリン、インターフェロン、インターロイキン、ペプチドホルモン、抗血管新生ペプチド）、ならびに、（目的のペプチドが抗体または抗体のＦａｂ部分または一本鎖可変断片抗体；ｓｃＦｖでないという条件で）受容体、チャネル、脂質、細胞質内タンパク質、および膜タンパク質などの限定された細胞標的に結合し、作用するペプチド（米国特許第６，６９６，０８９号明細書を参照）、少なくとも１つの効果剤の標的送達を意図した、特定の材料に対して親和性を有するペプチド（例えば、生体組織、生体分子、毛髪結合ペプチド（米国特許出願第１１／０７４４７３号明細書；国際公開第０１７９４７９号パンフレット；米国特許出願公開第２００２／００９８５２４号明細書；米国特許出願公開第２００３／０１５２９７６号明細書；国際公開第０４０４８３９９号パンフレット；米国特許出願第１１／５１２９１０号明細書；米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書；および米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）、皮膚結合ペプチド（米国特許出願第１１／０６９８５８号明細書；国際公開第２００４／０００２５７号パンフレット；米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書；および米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）、爪結合ペプチド（米国特許出願第１１／０７４４７３号明細書；米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）、セルロース結合ペプチド、ポリマー結合ペプチド（米国特許出願第１１／６０７７２３号明細書、米国特許出願第１１／６０７７９２号明細書、米国特許出願第１１／６０７７３４号明細書、米国特許出願第１１／６０７６７２号明細書、および米国特許出願第１１／６０７６７３号明細書）、およびクレー結合ペプチド（米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書））（米国特許出願第１０／９３５６４２号明細書；米国特許出願第１１／０７４４７３号明細書；および米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書を参照）などの生物活性分子を含みうる。
【００９４】
好ましい態様では、目的のペプチドは、コンビナトリアルに生成されたペプチドライブラリーから同定される親和性ペプチドである。さらなる態様では、ペプチドは、ファージディスプレイ、酵母ディスプレイ、細菌ディスプレイ、リボソームディスプレイおよびｍＲＮＡディスプレイからなる群から選択される技術を用いて調製された、コンビナトリアルに生成されたライブラリーから選択される。
【００９５】
好ましい態様では、目的のペプチドは、毛髪結合ペプチド、皮膚結合ペプチド、爪結合ペプチド、歯結合ペプチド、抗菌ペプチド、色素結合ペプチド、クレー結合ペプチド、およびポリマー結合ペプチドからなる群から選択される。別の好ましい態様では、目的のペプチドは、配列番号３、４、５、７、９、１１、１３、２３、および５９〜１４７からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む毛髪結合ペプチド、配列番号１４８〜１５５からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む皮膚結合ペプチド、配列番号１５６および１５７からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む爪結合ペプチド、および配列番号２６８〜３０７からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む歯結合ペプチドからなる群から選択される。さらなる実施形態では、目的のペプチドはマルチブロック毛髪結合ペプチドである。マルチブロック毛髪結合ペプチドの例として、限定はされないが、ＨＣ７７６０７（配列番号７）、ＨＣ７７６３８（配列番号９）、ＨＣ７７６４３（配列番号１１）、ＨＣ７７６８１（配列番号１３）、およびＨＣ７７６１２４（配列番号２３）が挙げられる。
【００９６】
親和性ペプチドは、限定的用途での標的材料（例えば毛髪、皮膚など）に所望の機能性を与える効果剤の標的化に特に有用である（コンディショナー、色素／着色剤、香料などの典型的な効果剤を挙げると、米国特許出願第１０／９３５６４２号明細書；米国特許出願第１１／０７４４７３号明細書；米国特許出願第１１／５１２９１０号明細書；および米国特許出願第１１／６９６３８０号明細書）。効果剤は、単独で目的のペプチドであるか、あるいは目的のペプチドに（共有または非共有）結合されるかまたは関連する１つ以上の分子である場合があり、ここでは目的のペプチドの結合親和性を用い、効果剤が標的材料に選択的に標的化される。別の実施形態では、目的のペプチドは、少なくとも１つの標的材料（例えば、生体分子、ポリマー、毛髪、皮膚、爪、クレー、他のペプチドなど）に対して親和性を有する少なくとも１つの領域と、効果剤（例えば、薬剤、抗菌剤、色素、コンディショナー、染料、香料など）に対して親和性を有する少なくとも１つの領域とを含む。別の実施形態では、目的のペプチドは、標的材料に対して親和性を有する複数の領域と１つ以上の効果剤に対して親和性を有する複数の領域とを含む。さらに別の実施形態では、目的のペプチドは、標的材料に対して親和性を有する少なくとも１つの領域と、種々の効果剤（同じかまたは異なる場合がある）に対して親和性を有する複数の領域とを含む。効果剤の例は、限定はされないが、数例を挙げると、パーソナルケア製品用のコンディショナー、色素、染料、香料、薬剤（例えば癌治療剤の標的送達）、診断／標識化剤、紫外線遮断剤（すなわち日焼け止め剤における活性剤）、および抗菌剤（例えば抗菌ペプチド）を含む。
【００９７】
切断可能なペプチドリンカー
切断可能なペプチドリンカー（すなわち切断部位または切断配列）の使用は当該技術分野で周知である。本封入体タグを含む融合ペプチドは、典型的には、封入体タグを目的のポリペプチドから分離する少なくとも１つの切断可能な配列を含むことになる。切断可能な配列は、封入体タグの目的のペプチドからの分離を促進する。一実施形態では、切断可能な配列は、封入体タグおよび／または目的のペプチドの一部により提供されうる（例えば、酸切断可能なアスパラギン酸−プロリン部分の封入）。好ましい実施形態では、切断可能な配列は、（融合ペプチド内に）封入体タグと目的のペプチドの間に少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを含むことで提供される。
【００９８】
ペプチドリンカーを切断するための手段は、当該技術分野で周知であり、化学的加水分解、酵素切断剤、およびこれらの組み合わせを含みうる。一実施形態では、１つ以上の化学的に切断可能なペプチドリンカーは、目的のペプチドの封入体融合タンパク質からの回収を促進するための融合コンストラクト内に含まれる。化学切断試薬の例として、臭化シアノゲン（メチオニン残基を切断）、Ｎ−クロロスクシンイミド、ヨード安息香酸またはＢＮＰＳ−スカトール［２−（２−ニトロフェニルスルフェニル）−３−メチルインドール］（トリプトファン残基を切断）、希酸（アスパルチル−プロリル結合を切断）、およびヒドロキシルアミン（ｐＨ９．０、アスパラギン−グリシン結合で切断）が挙げられ、Ｇａｖｉｔ，  Ｐ．およびＢｅｔｔｅｒ，  Ｍ．、Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．、７９：１２７−１３６頁（２０００年）；Ｓｚｏｋａら、ＤＮＡ、５（１）：１１−２０頁（１９８６年）；およびＷａｌｋｅｒ，  Ｊ．Ｍ．、「Ｔｈｅ  Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」、２００５年、Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓ（Ｔｏｔｏｗａ，ＮＪ）を参照のこと。好ましい実施形態では、１つ以上のアスパラギン酸−プロリン酸の切断可能な認識部位（すなわち１つ以上のＤ−Ｐジペプチド部分を含む切断可能なペプチドリンカー）は、封入体タグの目的のペプチドからの分離を促進するための融合タンパク質コンストラクト内に含まれる。別の実施形態では、融合ペプチドは、１つ以上の切断可能なペプチドリンカーにより分離される目的のペプチドをコードする複数の領域を含みうる。
【００９９】
別の実施形態では、１つ以上の酵素切断配列は、目的のペプチドの回収を促進するための融合タンパク質コンストラクト内に含まれる。タンパク質分解酵素およびそれらの各切断部位の特異性は当該技術分野で周知である。好ましい実施形態では、タンパク質分解酵素は、封入体タグおよび目的のペプチドを分離するペプチドリンカーのみを特異的に切断するように選択される。ペプチドリンカーの切断に有用な酵素の例として、限定はされないが、Ａｒｇ−Ｃプロテイナーゼ、Ａｓｐ−Ｎエンドペプチターゼ、キモトリプシン、クロストリパイン、エンテロキナーゼ、因子Ｘａ、グルタミルエンドペプチターゼ、グランザイムＢ、アクロモバクター（Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ）プロテイナーゼＩ、ペプシン、プロリンエンドペプチターゼ、プロテイナーゼＫ、ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｌ）ペプチターゼＩ、サーモリシン、トロンビン、トリプシン、およびタンパク質分解酵素のカスパーゼファミリーのメンバー（例えばカスパーゼ１〜１０）（Ｗａｌｋｅｒ，  Ｊ．Ｍ．、上記）が挙げられる。切断部位配列の一例が、配列番号２６１（カスパーゼ−３切断部位；Ｔｈｏｒｎｂｅｒｒｙら．Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．、２７２：１７９０７−１７９１１頁（１９９７年）およびＴｙａｓら、ＥＭＢＯ  Ｒｅｐｏｒｔｓ、１（３）：２６６−２７０頁（２０００年））により提供される。
【０１００】
典型的には、切断ステップは、不溶性封入体および／または不溶性融合ペプチドの細胞溶解液からの単離後に行われる。細胞は、当該技術分野で周知の多数の手段（例えば機械的および／または化学的溶解）を用いて溶解されうる。不溶性封入体／融合ペプチドを細胞溶解液から単離するための方法は当該技術分野で周知である（例えば、遠心分離、濾過、およびそれらの組み合わせ）。不溶性封入体および／または融合ペプチドは、一旦、細胞溶解液から回収されると、切断剤（化学的または酵素的）で処理され、封入体タグが目的のペプチドから切断されうる。一実施形態では、融合タンパク質および／または封入体は、切断剤での処理に先立ち、適切な溶媒中への希釈および／または溶解がなされる。さらなる実施形態では、切断ステップは、封入体タグが目的のペプチドの活性に干渉しない場合、省略可能である。
【０１０１】
切断ステップ後、また好ましい実施形態では、目的のペプチドは、成分の示差溶解度に基づき、融合タンパク質および封入体タグからの分離および／または単離がなされうる。ｐＨ、塩濃度、および温度などのパラメータは、封入体タグの目的のペプチドからの分離を促進するように調節されうる。一実施形態では、所定のプロセスマトリックス（典型的には水性マトリックス）において、目的のペプチドは可溶性である一方、封入体タグおよび／または融合タンパク質は不溶性である。別の実施形態では、所定のプロセスマトリックスにおいて、目的のペプチドは不溶性である一方、封入体タグは可溶性である。
【０１０２】
好ましい実施形態では、封入体タグは、目的のペプチドにシステイン残基が存在しないという条件下で架橋可能なシステイン残基の有効数を含む。切断時、酸化架橋の使用により、ＩＢＴ（典型的には不溶性）が選択的に架橋される。条件は、架橋ＩＢＴが不溶性である一方、目的のペプチドが可溶性を維持するように制御される。次いで、可溶性の目的のペプチドは、遠心分離および／または濾過などの簡単な分離技術を用いて架橋ＩＢＴから分離される。
【０１０３】
任意の実施形態では、目的のペプチドは、数例を挙げると、イオン交換、ゲル精製技術、およびカラムクロマトグラフィー（米国特許第５，６４８，２４４号明細書）など、多数の当該技術分野で周知の精製技術を用いてさらに精製されうる。
【０１０４】
融合ペプチド
本封入体タグの使用により、宿主細胞内で不溶性のキメラポリペプチド（「融合ペプチド」または「融合タンパク質」）が作成され、封入体が形成される。本封入体タグを所与とすると、本融合ペプチドをコードする発現可能な遺伝子コンストラクトの合成および発現は当業者に周知である。
【０１０５】
本融合ペプチドは、少なくとも１つの目的のペプチドに作動可能に連結された本封入体タグ（ＩＢＴ）の少なくとも１つを含むことになる。典型的には、融合ペプチドはまた、封入体タグと目的のペプチドの間に切断部位を有する少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを含むことになる。一実施形態では、封入体タグは切断部位を含む場合があり、それ故に別々の切断可能なペプチドリンカーの封入が必要でない場合がある。好ましい実施形態では、切断方法は、目的のペプチドが用いられる切断剤による悪影響を受けないことを保証するように選択される。さらなる実施形態では、目的のペプチドの修飾により、ペプチドの所望の活性が悪影響を受けない限り、ペプチドで生じうる切断部位が除去されうる。
【０１０６】
当業者は、融合タンパク質の因子が種々の方法で構築されうることを理解するであろう。典型的には、融合タンパク質は、少なくとも１つのＩＢＴ、少なくとも１つの目的のペプチド（ＰＯＩ）、およびＩＢＴとＰＯＩの間に位置する切断部位（ＣＳ）を含む少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカー（ＣＬ）を含むことになる。封入体タグは、融合ペプチド内での目的のペプチドの位置に相対的なリーダー配列またはターミネーター配列として構築されうる。別の実施形態では、複数のＩＢＴ、ＰＯＩ、およびＣＬは、融合ペプチドを設計する場合に用いられる。さらなる実施形態では、融合ペプチドは、（本明細書中で定義の）複数のＩＢＴ、ＰＯＩ、およびＣＬ（同じかまたは異なる）を含みうる。
【０１０７】
融合ペプチドは、１０℃〜５０℃、好ましくは１０℃〜４０℃の温度の水性マトリックス中で不溶性である必要がある。水性マトリックスは、典型的には、５〜１２、好ましくは６〜１０、および最も好ましくは６〜８のｐＨ範囲を含む。水性マトリックスの温度、ｐＨ、および／またはイオン強度は、融合ペプチド／封入体の所望の可溶特性を得るように調節されうる。
【０１０８】
不溶性融合ペプチドを用いて目的のペプチドを作成するための方法
本封入体タグを用い、生成宿主内で封入体を形成する融合ペプチドが作成される。この方法は、（１）細胞溶解液の他の可溶性成分からの単離が困難であり、および／または（２）標的生成宿主内での有意な量での生成が困難である、有意な量の可溶性の目的のペプチドの生成にとって特に興味深い。
【０１０９】
本方法では、目的のペプチドは本封入体タグの少なくとも１つに融合され、不溶性融合タンパク質が形成される。融合タンパク質をコードする遺伝子コンストラクトの発現により、宿主細胞内で封入体の形態で蓄積する不溶性形態の目的のペプチドが形成される。宿主細胞は、不溶性融合ペプチドが細胞内で蓄積するのに十分な期間にわたり成長される。
【０１１０】
次いで、宿主細胞は当該技術分野で周知の多数の技術を用いて溶解される。次いで、不溶性融合ペプチド／封入体は、遠心分離および／または膜濾過などの簡単かつ経済的な技術を用い、細胞溶解液の可溶性成分から分離される。次いで、不溶性融合ペプチド／封入体は、目的のペプチドを単離するため、さらなる処理を受けうる。典型的には、これは融合ペプチドの切断、封入体タグの目的のペプチドからの分離に適する液体マトリックス中への融合ペプチド／封入体の再懸濁を含むことになる。融合タンパク質は、典型的には封入体タグを目的のペプチドから分離する切断可能なペプチドリンカーを含むように設計される。切断ステップは、当該技術分野で周知の多数の技術（化学的切断、酵素切断、およびこれらの組み合わせ）を用いて行われうる。次いで、目的のペプチドは、当該技術分野で周知の多数の技術（遠心分離、濾過、沈殿、カラムクロマトグラフィーなど）を用いて封入体タグおよび／または融合ペプチドから分離されうる。好ましくは、目的のペプチド（一旦、融合ペプチドから切断される場合）は、封入体タグおよび／または残存する融合ペプチドの可溶性とは有意に異なる可溶性を有する。さらなる好ましい実施形態では、酸化架橋の使用により（架橋可能なシステイン残基の有効数を含む）ＩＢＴが目的のペプチド（架橋可能なシステイン残基が存在しない場合）から選択的に沈殿される。本明細書で示されるように、ＩＢＴ−１３６の誘導体（すなわちＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ、ＩＢＴ１３９（５Ｃ）、ＩＢＴ１８５、およびＩＢＴ１８６）が架橋可能なシステイン残基の有効数を含むように設計された。
【０１１１】
形質転換および発現
一旦、封入体タグが同定され、適切な目的のペプチドと対を成していると、適切な発現宿主に形質転換されているカセットおよびベクターの作成は、当該技術分野で一般的で周知である。典型的には、ベクターまたはカセットは、関連キメラ遺伝子の転写および翻訳を誘導する配列、選択可能マーカー、および自己複製または染色体組み込みを可能にする配列を有する。適切なベクターは、転写開始制御を有する遺伝子の５’領域および転写終結を制御するＤＮＡ断片の３’領域を含む。両方の制御領域が形質転換宿主細胞に対して相同な遺伝子に由来する場合が最も好ましいが、かかる制御領域は生成宿主として選択される特定種に固有の遺伝子に由来する必要がないことを理解されるべきである。
【０１１２】
所望の宿主細胞内での融合ペプチドをコードする遺伝子コンストラクトの発現の駆動に有用な転写開始制御領域またはプロモーターは、極めて多数存在し、当業者に周知である。実質的には、これらのコンストラクトを駆動可能な任意のプロモーターは、本発明に適し、それは、限定はされないが、ＣＹＣ１、ＨＩＳ３、ＧＡＬ１、ＧＡＬ１０、ＡＤＨ１、ＰＧＫ、ＰＨＯ５、ＧＡＰＤＨ、ＡＤＣ１、ＴＲＰ１、ＵＲＡ３、ＬＥＵ２、ＥＮＯ、ＴＰＩ（サッカロミセス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）内での発現に有用）；ＡＯＸ１（ピキア（Ｐｉｃｈｉａ）内での発現に有用）；およびｌａｃ、ａｒａ、（ｐＢＡＤ）、ｔｅｔ、ｔｒｐ、ｌＰＬ、ｌＰＲ、Ｔ７、ｔａｃ、およびｔｒｃ（大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）内での発現に有用）、ならびにバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）内での発現に有用なａｍｙ、ａｐｒ、ｎｐｒプロモーターおよび様々なファージプロモーターを含む。
【０１１３】
終結制御領域についても好ましい宿主に対して天然の様々な遺伝子から誘導されうる。場合により終結部位は不要でありうるが、含められる場合が最も好ましい。
【０１１４】
本融合ペプチドの発現にとって好ましい宿主細胞は、真菌または細菌ファミリーの範囲内で広範に見出される可能性があり、かつ広範囲にわたる温度、ｐＨ値、および溶媒耐性で成長する微生物宿主である。例えば、細菌、酵母、および糸状真菌のいずれかが融合ペプチドをコードする本核酸分子の発現に適する宿主になると考えられる。転写、翻訳、およびタンパク質生合成装置が細胞供給原料（ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｆｅｅｄｓｔｏｃｋ）に無関係に同じである故、細胞バイオマスの生成に用いられる炭素供給原料に無関係に遺伝子が発現される。大規模な微生物成長および機能的遺伝子発現では、広範囲の単純または複雑な炭水化物、有機酸およびアルコール（すなわちメタノール）、メタンなどの飽和炭化水素、あるいは光合成または化学合成独立栄養宿主の場合の二酸化炭素が用いられうる。しかし、機能的遺伝子は、窒素、リン、硫黄、酸素、炭素または小さい無機イオンを含む任意の微量栄養素の形態および量を含みうる特定の成長条件により、調節、抑制、弱体化がなされうる。さらに、機能的遺伝子の調節は、培養物に添加され、かつ典型的には栄養素またはエネルギー源と考えられない特定の調節分子の存在または不在により行われうる。成長速度もまた、遺伝子発現における重要な調節因子でありうる。宿主株の例として、限定はされないが、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）、サッカロミセス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）、ピキア（Ｐｉｃｈｉａ）、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）、カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）、ハンゼヌラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ）などの真菌または酵母種、またはサルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、アシネトバクター（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、ザイモモナス（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ）、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、エリスロバクター（Ｅｒｙｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）、緑色硫黄細菌（Ｃｈｌｏｒｏｂｉｕｍ）、クロマチウム（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ）、フラボバクテリウム（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、サイトファーガ（Ｃｙｔｏｐｈａｇａ）、ロドバクター（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ）、ロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）、ストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）、ブレビバクテリウム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、コリネバクテリア（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉａ）、マイコバクテリウム（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、デイノコッカス（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｕｓ）、エシェリキア（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）、パンテア（Ｐａｎｔｏｅａ）、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、スフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）、メチロモナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ）、メチロバクター（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒ）、メチロコッカス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）、メチロサイナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ）、メチロミクロビウム（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍ）、メチロシスティス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｙｓｔｉｓ）、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）、シネコシスティス（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ）、シネココッカス（Ｓｙｎ���ｃｈｏｃｏｃｃｕｓ）、アナベナ（Ａｎａｂａｅｎａ）、チオバチルス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ）、メタノバクテリウム（Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、およびミキソコッカス（Ｍｙｘｏｃｏｃｃｕｓ）などの細菌種が挙げられる。好ましい細菌宿主株は、エシェリキア（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、およびバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）を含む。極めて好ましい態様では、細菌宿主株は大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）である。
【０１１５】
発酵培地
本発明における発酵培地は、適切な炭素基質を含有する必要がある。適切な基質が、限定はされないが、グルコースおよびフルクトースなどの単糖、乳糖またはスクロースなどのオリゴ糖、デンプンまたはセルロースなどの多糖、あるいはそれらの混合物、ならびに乳清透過液、コーンスティープリカー（ｃｏｒｎｓｔｅｅｐ  ｌｉｑｕｏｒ）、砂糖液（ｓｕｇａｒ  ｂｅｅｔ  ｍｏｌａｓｓｅｓ）、および大麦モルト（ｂａｒｌｅｙ  ｍａｌｔ）などの再生可能な原料由来の未精製混合物を含みうる。さらに、炭素基質はまた二酸化炭素または主要な生化学的中間体への代謝変換が実証されているメタノールなどの１炭素基質でありうる。メチロトローフ（ｍｅｔｈｙｌｏｔｒｏｐｈｉｃ）生物が、１炭素基質および２炭素基質に加え、メチルアミン、グルコサミンおよび代謝活性における種々のアミノ酸などの化合物を含有する他の多数の炭素を用いることでも知られている。例えば、メチロトローフ酵母がメチルアミン由来の炭素を用いてトレハロースまたはグリセロールを形成することで知られている（Ｂｅｌｌｉｏｎら、Ｍｉｃｒｏｂ．Ｇｒｏｗｔｈ  Ｃ１  Ｃｏｍｐｄ．、［Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．］、７ｔｈ（１９９３年）、４１５−３２頁、Ｍｕｒｒｅｌｌ  Ｊ．Ｃｏｌｌｉｎ；Ｋｅｌｌｙ，Ｄｏｎ  Ｐ．編、Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ（Ａｎｄｏｖｅｒ、ＵＫ）発行）。同様に、カンジダの様々な種がアラニンまたはオレイン酸を代謝することになる（Ｓｕｌｔｅｒら、Ａｒｃｈ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  １５３：４８５−４８９頁（１９９０年））。それ故、本発明で用いられる炭素源が基質を有する多種多様な炭素を包含する場合があり、生物の選択によってのみ限定されうると考えられる。
【０１１６】
上記の炭素基質およびそれらの混合物のすべてが本発明において適切であると考えられるが、好ましい炭素基質はグルコース、フルクトース、およびスクロースである。
【０１１７】
発酵培地は、適切な炭素源に加え、培養物の成長および本融合ペプチドの発現の促進に適する、当業者に既知の、適切なミネラル、塩、共同因子、緩衝液および他の成分を含有する必要がある。
【０１１８】
培養条件
適切な培養条件は、選択される生成宿主に応じて選択されうる。典型的には細胞が、適切な培地内、約２５℃〜約４０℃の範囲内の温度で成長される。適切な成長培地としては、ルリア・ベルターニ（Ｌｕｒｉａ  Ｂｅｒｔａｎｉ）（ＬＢ）培養液、サブロー・デキストロース（Ｓａｂｏｕｒａｕｄ  Ｄｅｘｔｒｏｓｅ）（ＳＤ）培養液または酵母培地（ＹＭ）の培養液などの一般的な商業的に調製された培地が挙げられる。他の限定または合成された成長培地が用いられる場合があり、かつ特定の微生物の成長に適した培地について微生物学または発酵科学に関する当業者は知っているであろう。異化代謝産物抑制を直接的または間接的に調節することで知られる作用物質、例えば環状アデノシン２’：３’一リン酸（ｃＡＭＰ）の使用についても発酵培地内に取り込まれうる。
【０１１９】
発酵に適するｐＨ範囲は典型的にはｐＨ５．０〜ｐＨ９．０であり、ｐＨ６．０〜ｐＨ８．０が好ましい。
【０１２０】
発酵は好気性または嫌気性条件下で実施可能であり、好気性条件が一般に好ましい。
【０１２１】
工業用バッチおよび連続発酵
バッチ発酵は、培地の組成物が発酵開始時に設定され、発酵の間に人工的な改変が施されることがない閉鎖系である。したがって、発酵開始時に培地に望ましい生物が接種され、系に何も添加しなくても発酵の生成が可能である。典型的には「バッチ」発酵は炭素源の添加に関連したバッチであり、ｐＨおよび酸素濃度などの要素を制御する試みがなされることが多い。バッチシステムでは、システムの代謝産物およびバイオマス組成物は、最大で発酵が停止する時間まで常時変化する。バッチ培養物内では、細胞が、変化のない誘導期（ｌａｇ  ｐｈａｓｅ）から高成長の対数期（ｌｏｇ  ｐｈａｓｅ）、最終的に成長率が減少または停止する定常期（ｓｔａｔｉｏｎａｙ  ｐｈａｓｅ）にかけて抑制される。定常期における細胞が、未処理の場合、最終的に死滅することになる。対数期における細胞が、一般に最終生成物または中間体の生成の大部分に関与する。
【０１２２】
標準のバッチシステムに対する変形がフェドバッチシステムである。フェドバッチ発酵プロセスは本発明においても適切であり、基質が発酵プロセスごとに添加されること以外では典型的なバッチシステムを含む。フェドバッチシステムは、異化代謝産物抑制が細胞の代謝を阻害する傾向がある場合や培地内に限られた量の基質を有することが望ましい場合に有用である。フェドバッチシステム内での実際の基質濃度の測定は困難であることから、それはｐＨ、溶解酸素およびＣＯ２などの排ガスの分圧などの測定可能な要素の変化に基づいて評価される。バッチおよびフェドバッチ発酵は一般的で、当該技術分野で周知であり、例がＴｈｏｍａｓ  Ｄ．「Ｂｒｏｃｋ  ｉｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ａ  Ｔｅｘｔｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ」、第２版（１９８９年）Ｓｉｎａｕｅｒ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ、ＭＡ）（以下、「Ｂｒｏｃｋ」）、またはＤｅｓｈｐａｎｄｅ，Ｍｕｋｕｎｄ  Ｖ．Ａｐｐｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．、３６：２２７頁（１９９２年）において見出されうる。
【０１２３】
本発明は典型的にはバッチモードで実施されるが、本方法は連続発酵方法に適合可能であろうことが考えられる。連続発酵は、限定された発酵培地がバイオリアクターに連続的に添加されかつ等量の条件培地が処理と同時に除去される場合の開放系である。細胞が主に対数増殖（ｌｏｇ  ｐｈａｓｅ  ｇｒｏｗｔｈ）期にある場合、連続発酵は一般に一定の高密度で培養物を維持する。
【０１２４】
連続発酵では、細胞成長または最終生成物濃度に作用する１つの要素またはいくつかの要素の調節が可能になる。例えば、１つの方法では、炭素源などの限られた栄養素または一定速度での窒素レベルが維持され、あらゆる他のパラメータの抑制が可能になる。他のシステムでは、培地の濁度により測定される細胞濃度が一定に保持される間、成長に作用する多数の要素を連続的に改変することが可能である。連続システムでは、恒常的成長条件を維持するように試みることで、培地の除去（ｄｒａｗｎ  ｏｆｆ）に起因する細胞欠損を発酵における細胞成長率に対して均衡させなければならない。連続発酵プロセス用の栄養素および成長因子を調節する方法ならびに生成物形成の速度を最大化するための技術については産業微生物学における当該技術分野で周知であり、かつ種々の方法がＢｒｏｃｋ、上記で詳述されている。
【０１２５】
本発明がバッチ、フェドバッチまたは連続プロセスを用いて実施可能であり、かつ発酵における既知のモードであればいずれであっても適することが考えられる。
【０１２６】
量、濃度、または他の値もしくはパラメータがある範囲、好ましい範囲、または好ましい上限値および好ましい下限値のリストとして与えられる場合、これは、任意の上限の範囲もしくは好ましい値と任意の下限の範囲もしくは好ましい値との任意のペアから形成される全範囲を、範囲が別々に開示されるか否かに無関係に具体的に開示するものとして理解されるべきであることに留意されたい。数値の範囲が本明細書中で列挙される場合、他に指定のない限り、その範囲はその端点とこの範囲内のすべての整数および分数を含むように意図されている。本発明の範囲が範囲を限定する場合に列挙される特定の値に限定されることは意図されていない。
【実施例】
【０１２７】
本発明はさらに以下の実施例にて定義される。これらの実施例が本発明の好ましい実施形態を示す一方であくまで例示目的で与えられることは理解されるべきである。上記の考察およびこれらの実施例から、当業者は、本発明の本質的な特徴により、その趣旨および範囲から逸脱することなく本発明に対して様々な変更および改良を行うことで、本発明の様々な利用および条件への適合が可能であることが確認できる。
【０１２８】
用いられる略語の意味は以下のとおりである。「ｍｉｎ」は分を意味し、「ｈ」は時間を意味し、「μＬ」はマイクロリットルを意味し、「ｍＬ」はミリリットルを意味し、「Ｌ」はリットルを意味し、「ｎｍ」はナノメートルを意味し、「ｍｍ」はミリメートルを意味し、「ｃｍ」はセンチメートルを意味し、「μｍ」はマイクロメートルを意味し、「ｍＭ」はミリモル濃度を意味し、「Ｍ」はモル濃度を意味し、「ｍｍｏｌ」はミリモルを意味し、「μｍｏｌ」はマイクロモルを意味し、「ｐｍｏｌ」はピコモルを意味し、「ｇ」はグラムを意味し、「μｇ」はマイクログラムを意味し、「ｍｇ」はミリグラムを意味し、「ｇ」は重力定数を意味し、「ｒｐｍ」は毎分回転数を意味し、「ＤＴＴ」はジチオトレイトールを意味し、かつ「ｃａｔ＃」はカタログ番号を意味する。
【０１２９】
一般的方法：
本明細書で用いられる標準の組換えＤＮＡおよび分子クローン化技術は当該技術分野で周知であり、Ｓａｍｂｒｏｏｋ，  Ｊ．およびＲｕｓｓｅｌｌ，  Ｄ．、「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ」、第３版、Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ（Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ、ＮＹ）（２００１年）；およびＳｉｌｈａｖｙ，  Ｔ．Ｊ．、Ｂｅｎｎａｎ，  Ｍ．Ｌ．およびＥｎｑｕｉｓｔ，  Ｌ．Ｗ．、「Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｇｅｎｅ  Ｆｕｓｉｏｎｓ」、Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ（Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，ＮＹ）（１９８４年）；およびＡｕｓｕｂｅｌ，  Ｆ．Ｍ．ら、「Ｓｈｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ」、第５版、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（Ｎ．Ｙ．）（２００２年）により記載がなされている。
【０１３０】
細菌培養物の維持および成長に適する材料および方法もまた当該技術分野で周知である。以下の実施例での使用に適する技術は、「Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ」、Ｐｈｉｌｌｉｐｐ  Ｇｅｒｈａｒｄｔ、Ｒ．Ｇ．Ｅ．Ｍｕｒｒａｙ、Ｒａｌｐｈ  Ｎ．Ｃｏｓｔｉｌｏｗ、Ｅｕｇｅｎｅ  Ｗ．Ｎｅｓｔｅｒ、Ｗｉｌｌｉｓ  Ａ．Ｗｏｏｄ、Ｎｏｅｌ  Ｒ．ＫｒｉｅｇおよびＧ．Ｂｒｉｇｇｓ  Ｐｈｉｌｌｉｐｓ編、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ．）、１９９４年、またはＢｒｏｃｋ（上記）において見出されうる。細菌細胞の成長および維持に用いられるすべての試薬、制限酵素および材料は、他に規定がない限り、ＢＤ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｓｐａｒｋｓ，ＭＤ）、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ）、Ｌｉｆｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ，ＭＤ）、Ｑｉａｇｅｎ（Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）またはＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手した。
【０１３１】
実施例１
発現プラスミドの作成
いくつかの発現系を用い、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）宿主細胞内で融合タンパク質を生成した。１つの発現系は、Ｔ７に基づく発現ベクター（ｐＬＸ１２１；配列番号１；図２）を伴う大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）株ＢＬ２１−ＡＩ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に基づくものであり、ここでＴ７  ＲＮＡポリメラーゼの発現はａｒａＢＡＤプロモーターにより制御される。別の発現系は、ｐＢＡＤに基づく発現ベクター（ｐＳＦ０３２、図３、配列番号２およびｐＬＲ１８６、図４、配列番号５１）を伴う大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５（ＡＴＣＣ４６０７６（商標））由来の株に基づくものであり、ここでａｒａＢＡＤオペロンの内因性染色体のコピーは欠失された（内因性ａｒａＢＡＤオペロンにおける破壊を含む修飾された大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５株は本明細書中で大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）株ＫＫ２０００と称される）。各ベクター内で各プロモーターの下流でそれに作動可能に連結される３’領域を、各封入体タグおよび／または目的のペプチドをコードするＤＮＡの単純なスワッピングを促進するように設計した。ＮｄｅＩおよびＢａｍＨＩ制限部位を封入体タグ（ＩＢＴ）をコードする領域に隣接させた。ＢａｍＨＩおよびＡｓｃＩ制限部位を目的のペプチド（ＰＯＩ）をコードする領域に隣接させた。
【０１３２】
様々な融合ペプチドをコードする核酸分子を、目的のペプチド（ＰＯＩ）に連結された封入体タグ（ＩＢＴ）をコードする少なくとも１つの領域を含むように設計した。上記のように、融合ペプチドの成分をコードする核酸分子を、発現ベクター内での挿入の促進に適するＮｄｅＩ／ＢａｍＨＩ（封入体タグをコードする領域）およびＢａｍＨＩ／ＡｓｃＩ制限部位（目的のペプチドをコードする領域）を含むように設計した。核酸分子の挿入により、各プロモーターに作動可能に連結された融合ペプチドをコードするキメラ遺伝子を作成した。融合ペプチドを、目的のペプチド（ＰＯＩ）に連結された封入体タグ（ＩＢＴ）を有するように設計し、ここで２つの成分は切断可能なペプチドリンカー（ＣＳ；例えば酸切断可能なＤＰ部分）により分離した。
【０１３３】
ｐＬＸ１２１発現プラスミド（Ｔ７に基づく発現）の作成
封入体タグが可溶性の目的のペプチドに融合される場合にその性能を評価するため、遺伝子コンストラクトを調製した。ｐＢＲ３２２複製起点およびアンピシリン耐性を付与するためのｂｌａ遺伝子を有するプラスミド（ｐＬＸ１２１；図２；配列番号１）を用いた。キメラ遺伝子の発現をＴ７プロモーターにより駆動した。このプラスミドの作成については、同時係属中の米国特許出願第１１／５１６３６２号明細書（参照により本明細書中に援用される）中に過去に記載がなされている。
【０１３４】
つまり、ｐＬＸ１２１発現ベクターを目的プラスミドｐＤＥＳＴ１７（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ））から設計した。発現ベクターを、融合タンパク質をコードするキメラ遺伝子がＴ７プロモーターの制御下で発現されるように修飾した。ＮｄｅＩおよびＢａｍＨＩ制限部位を様々な封入体タグの簡単なスワッピング用に用いた。ＢａｍＨＩおよびＡｓｃＩ制限部位を用い、様々な目的のペプチドのスワッピングを促進した。封入体タグと目的のペプチドの間の連結部位をコードする配列を、酸切断可能なＤ−Ｐ部分をコードするように設計した。
【０１３５】
発現ベクターｐＳＦ０４３の作成
ベクターｐＫＳＩ（Ｃ４）−ＨＣ７７６２３は市販のベクターｐＤＥＳＴ１７（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に由来するものであった。このベクターの作成については、同時係属中の米国特許出願第１１／３８９９４８号明細書（参照により本明細書中に援用される）中に過去に記載がなされている。それは、酵素ケトステロイドイソメラーゼ（ＫＳＩ；Ｋｕｌｉｏｐｕｌｏｓ，  Ａ．およびＷａｌｓｈ，  Ｃ．Ｔ．、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６：４５９９−４６０７頁（１９９４年））の断片をコードする市販のベクターｐＥＴ３１ｂ（Ｎｏｖａｇｅｎ（Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ））に由来する配列を含む。ＫＳＩ断片を封入体タグとして用い、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）内でペプチドの不溶性封入体への分割を促進した。ｐＥＴ３１ｂ由来のＫＳＩ配列をコードする核酸分子を、標準の突然変異誘発方法（ＱｕｉｃｋＣｈａｎｇｅ  ＩＩ、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ（Ｌａ  Ｊｏｌｌａ，ＣＡ））を用い、野生型ＫＳＩ配列内に見出される１つのシステインコドンに加えて３つの追加的なシステインコドンを含むように修飾した結果、封入体タグＫＳＩ（Ｃ４）（配列番号５２および５３）を得た。プラスミドｐＫＳＩ（Ｃ４）−ＨＣ７７６２３を当業者に周知の標準の組換えＤＮＡ方法を用いて作成した。ＢａｍＨＩおよびＡｓｃＩ制限部位は様々な目的のペプチドをコードする核酸分子のスワッピングを促進した。挿入物を、封入体タグの目的のペプチドからの分離において有用な酸切断可能なＤＰ部分をコードするように設計した。
【０１３６】
ＨＣ７７６４３遺伝子を、いずれかの末端上に適切な制限部位とともに、ＤＮＡ２．０により合成し、上記のＫＳＩ（Ｃ４）−ＨＣ７７６２３ベクターにクローン化し、ｐＳＦ０４３（配列番号５０；図５）を作成した。キメラ遺伝子および対応する遺伝子産物（融合ペプチドＫＳＩ（Ｃ４）−ＨＣ７７６４３）の配列をそれぞれ配列番号５４および５５として提供する。
【０１３７】
ｐＳＦ０３２発現プラスミド（ｐＢＡＤに基づく発現）の作成
プラスミドｐＳＦ０３２（配列番号２；図３）は、ＣｏｌＥ１タイプの複製起点およびアンピシリン耐性を付与するためのｂｌａ遺伝子を有する。タグ／ペプチド融合コンストラクトをａｒａＢＡＤプロモーターにより駆動する。プラスミドはまた、ａｒａＣ調節因子における遺伝子をコードする。
【０１３８】
プラスミドｐＳＦ０３２は市販のプラスミドｐＢＡＤ−ＨｉｓＡ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に由来するものであった。つまり、修飾された複数のクローニング部位（ＭＣＳ）をｐＢＡＤ−ＨｉｓＡにクローン化し、位置２８４４でのＮｄｅＩ制限部位を除去し、ｐＢＡＤプロモーターの下流に単一のＮｄｅＩ部位を作成した。得られたプラスミドをｐＢＡＤ−ＨｉｓＡ＿ＭＣＳｍｏｄと称した。プラスミドｐＫＳＩＣ４−ＨＣ７７６２３のＮｄｅＩ／ＥｃｏＲＩ断片をｐＢＡＤ−ＨｉｓＡ＿ＭＣＳｍｏｄのＮｄｅＩ／ＥｃｏＲＩ部位に挿入し、プラスミドｐＳＦ００４＿ｐＢＡＤ−ＫＳＩＣ４−ＨＣ７７６２３を作成した。プラスミドｐＳＦ０３２を、ＨＣ７７６２３ペプチドにおけるコード領域を除去し、ペプチドＨＣ７７６３８におけるコード領域を挿入することにより、プラスミドｐＳＦ００４から作成した（実施例２を参照）。
【０１３９】
ｐＬＲ１８６発現プラスミド（ａｒａＢＡＤに基づく発現）の作成
プラスミドｐＬＲ１８６（配列番号５１；図４）は、ＣｏｌＥ１タイプの複製起点、アンピシリン耐性を付与するためのｂｌａ遺伝子、およびスペクチノマイシン（Ｓｐｅｃ）耐性を付与するためのａａｄＡ−１遺伝子を有する。タグ／ペプチド融合コンストラクトをａｒａＢＡＤプロモーターにより駆動する。プラスミドはまた、ａｒａＣ調節因子における遺伝子をコードする。
【０１４０】
プラスミドｐＬＲ１８６は市販のプラスミドｐＢＡＤ−ＨｉｓＡ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に由来するものであった。つまり、修飾された複数のクローニング部位（ＭＣＳ）をｐＢＡＤ−ＨｉｓＡにクローン化し、位置２８４４でのＮｄｅＩ制限部位を除去し、ｐＢＡＤプロモーターの下流に単一のＮｄｅＩ部位を作成した。得られたプラスミドをｐＢＡＤ−ＨｉｓＡ＿ＭＣＳｍｏｄと称した。プラスミドｐＫＳＩＣ４−ＨＣ７７６２３（米国特許出願第１１／３８９９４８号明細書）のＮｄｅＩ／ＥｃｏＲＩ断片をｐＢＡＤ−ＨｉｓＡ＿ＭＣＳｍｏｄのＮｄｅＩ／ＥｃｏＲＩ部位に挿入し、プラスミドｐＳＦ００４＿ｐＢＡＤ−ＫＳＩＣ４−ＨＣ７７６２３を作成した。スペクチノマイシン耐性遺伝子（ａａｄＡ−１）を含むプラスミドｐＣＬ１９２０（ＬｅｒｎｅｒおよびＩｎｏｕｙｅ、Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、１８：４６３１頁（１９９０年）；ＧＥＮＢＡＮＫ（登録商標）登録番号ＡＢ２３６９３０）のＨｉｎｄＩＩＩ断片をｐＳＦ００４＿ｐＢＡＤ−ＫＳＩ４−ＨＣ７７６２３に挿入し、プラスミドｐＬＲ０４２を作成した。プラスミドｐＬＲ１８６（図４；配列番号４９）を、ＫＳＩＣ４−ＨＣ７７６２３融合ペプチドにおけるコード領域を除去し、融合ペプチドＩＢＴ１３９−ＨＣ７７６１２４（すなわち目的のＨＣ７７６１２４ペプチドに連結された封入体タグＩＢＴ−１３９を含む融合ペプチド；実施例４を参照）におけるコード領域を挿入することにより、プラスミドｐＬＲ０４２から作成した。
【０１４１】
実施例２
様々な目的のペプチドの作成
５種のマルチブロック毛髪結合ペプチドを以下のアミノ酸配列で消化した。マルチブロック毛髪結合ペプチドの作成については報告されている（同時係属中の米国特許出願第１１／３８９９４８号明細書および米国特許出願第１１／０７４４７３号明細書を参照）。可溶性のマルチブロックペプチド（すなわち「目的のペプチド」）を用い、本封入体タグを評価した。各マルチブロック毛髪結合ペプチドは１つ以上の毛髪結合ドメインを含む。機能結合ドメインを表１に提供する。毛髪結合ドメイン（太字）は、Ａ０９（ＩＰＷＷＮＩＲＡＰＬＮＡ；配列番号３；ポリメタクリル酸メチルに結合することも見出された）、ＫＦ１１（ＮＴＳＱＬＳＴ；配列番号４）、およびＤ２１’（ＲＴＮＡＡＤＨＰ；配列番号５）を含む。マルチブロックペプチドを有する親和性ドメインは、典型的には短いペプチドスペーサーにより分離される。酸切断可能なＤＰ部分をイタリック体で示す。
【０１４２】
【表２】
0005453261.tif 000003
【０１４３】
実施例３
封入体タグの同定
いくつかの融合パートナー配列（「封入体タグ」）の、得られる融合ペプチドを（短い、一般に可溶性の目的のペプチドに作動可能に連結される場合に）細胞内の不溶性封入体へと駆動する能力について評価した。様々な毛髪結合ペプチドコンストラクト（ＨＣ７７６０７、ＨＣ７７６３８、ＨＣ７７６４３、およびＨＣ７７６８１）をタグライブラリー（親プラスミドｐＬＸ１２１、下記の配列を参照）にクローン化した。融合産物の発現はＴ７プロモーターから駆動される。大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＢＬ２１−ＡＩにおいては、Ｔ７  ＲＮＡポリメラーゼ遺伝子の発現はａｒａＢＡＤプロモーターの制御下にある（すなわちアラビノース誘発性発現）。さらに、ＨＣ７７６３８はまた、ａｒａＢＡＤプロモーターから融合産物の発現を駆動する異なる親プラスミド（親ｐＳＦ０３２、下記の配列を参照）ではない、同じタグからなるタグライブラリーにクローン化した。可溶性の毛髪結合ペプチド（例えば目的のペプチド）をコードする遺伝子を、制限酵素部位の、５’末端でのＢａｍＨＩおよび３’末端でのＡｓｃＩを用いるバッチクローニングアプローチで、タグ配列の下流にクローン化した。
【０１４４】
親プラスミドｐＬＸ１２１内のすべてのコンストラクトを大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＢＬ２１−ＡＩ細胞（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に形質転換し、親プラスミドｐＳＦ０３２内のコンストラクトを、ａｒａＢＡＤオペロンの内因性染色体のコピーにおいて欠失を有する大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５（ＡＴＣＣ４６０７６（商標））に形質転換した。約１０００の形質転換体を各ライブラリーについてスクリーニングした。陽性ヒットをＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル上で走らせた。結果を確認するため、ＬＢ（＋１００μｇ／ｍＬのアンピシリン）中での成長物３ｍＬに各コンストラクトの一晩培養物３０μＬを接種した。培養物を約０．４のＯＤ６００まで成長させ、０．２％アラビノースで誘発し、３時間成長させた。可溶性細胞含量対不溶性細胞含量を測定するため、細胞を溶解し、可溶性および不溶性画分をＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル上で走らせた。
【０１４５】
結果の分析時、スクリーニングした各ライブラリーにおいては、類似配列からなる４つの封入体タグの少なくとも１つが融合タンパク質を封入体へと駆動可能であることが明らかになった（表２）。試験対象の各ペプチドの不溶性ＩＢへの駆動は、このタグファミリーのメンバーだけでなく、異なる大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）株中で発現を駆動する異なるプロモーターの場合にも可能であった。
【０１４６】
【表３】
0005453261.tif 000004
【０１４７】
実施例４
追加的な目的のペプチドの封入体への駆動のためのＩＢＴ１３９の使用
タグのこのファミリーがタンパク質の封入体への駆動において一般に有用であるか否かを判定するため、このファミリーの最大のメンバーであるＩＢＴ１３９を、タグライブラリーを用いたスクリーニングプロセスを経ていないタンパク質を用いてさらに評価した。
【０１４８】
融合ペプチドＩＢＴ１３９．ＨＣ７７６１２４の作成
ＨＣ７７６１２４（配列番号２３）をコードする核酸分子（配列番号２２）をＤＮＡ２．０（Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ，ＣＡ）から注文し、親プラスミドｐＬＲ０４２の制限部位ＢａｍＨＩ（５’）およびＡｓｃＩ（３’）にクローン化し、プラスミドｐＬＲ１８６（配列番号４９）を作成した。ＩＢＴ１３９をコードする核酸分子（配列番号２０）を制限部位ＮｄｅＩ（５’）およびＢａｍＨＩ（３’）にクローン化し、融合タンパク質ＩＢＴ１３９．ＨＣ７７６１２４（配列番号２５）をコードするキメラ遺伝子（配列番号２４）を得た。
【０１４９】
コンストラクト：ＩＢＴ１３９．ＨＣ７７６１２４
ペプチドＨＣ７７６１２４の設計を表３に提供する。ペプチドＨＣ７７６１２４（ＨＣ７７６４３の二量体）は、Ａ０９（配列番号３）およびＫＦ１１（配列番号４）（太字）を含むいくつかの毛髪結合ドメインからなる。酸切断可能なＤＰ部分をイタリック体で示す（表３）。
【０１５０】
【表４】
0005453261.tif 000005
【０１５１】
株の成長およびＩＢの分析
ＬＢ（＋１００μｇ／ｍＬのアンピシリン）中の成長物３ｍＬに各コンストラクトの一晩培養物３０μＬを接種した。培養物を約０．４のＯＤ６００まで成長させ、０．２％アラビノースで誘発し、３時間成長させた。可溶性細胞含量対不溶性細胞含量を測定するため、細胞を溶解し、可溶性および不溶性画分をＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル上で走らせた。
【０１５２】
結果：
融合タンパク質ＩＢＴ１３９．ＨＣ７７６１２４は不溶性封入体の形態で生成された。
【０１５３】
実施例５
架橋可能なシステインの有効数を含む小さい封入体タグ（ＩＢＴ１８６）は酸化架橋および沈殿による切断されたペプチド混合物から分離されうる
本実施例の目的は、架橋可能なシステイン残基の有効数を有する小さいタグの封入体タグ（例えばＩＢＴ１８６；配列番号２６および２７）（ＩＢＴ１８６は４つのシステイン残基を有する）が、酸化架橋を用いて容易に分離される間に両方の封入体形成を駆動できることを示すことである。本実施例はまた、封入体形成の誘発に有効であることが予め示された小さい封入体タグが、封入体形成を有効に駆動するその能力を維持しつつ、架橋可能なシステイン残基の有効量を有するように修飾されうることを示す（ＩＢＴ１８６は、配列内に４つの架橋可能なシステインが分布された小さいタグＩＢＴ１３９（実施例３〜４）に由来する）。４つのシステインの存在は、タグおよびペプチドの切断後でのタグの単純な沈殿を可能にする。
【０１５４】
ＩＢＴ１８６．ＨＣ７７６１２４の作成、クローニングおよび初期分析：
ＩＢＴ１８６をコードする核酸分子（配列番号２６）はＤＮＡ２．０（Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ，ＣＡ）により合成され、それをプラスミドｐＬＲ１８６の制限部位ＮｄｅＩ（５’）およびＢａｍＨＩ（３’）にクローン化し（ｐＢＡＤプロモーターから駆動された発現）、ＨＣ７７６１２４コンストラクトとの融合体を作成し、融合ペプチドＩＢＴ１８６．ＨＣ７７６１２４（配列番号２９）をコードするキメラ遺伝子（配列番号２８）を作成した。得られたプラスミド（ｐＬＲ２３８）を、ａｒａＢＡＤオペロンが欠失した大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５（ＡＴＣＣ４６０７６（商標））に形質転換した。
【０１５５】
ＬＢ（＋１００μｇ／ｍＬのアンピシリン）中の成長物３ｍＬに一晩培養物３０μＬを接種した。培養物を約０．４のＯＤ６００まで成長させ、０．２％アラビノースで誘発し、３時間成長させた。可溶性細胞含量対不溶性細胞含量を測定するため、細胞を溶解し、可溶性および不溶性画分をＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル上で走らせた。融合タンパク質を不溶性封入体の形態で生成した。
【０１５６】
融合タンパク質ＩＢＴ１８６．ＨＣ７７６１２４の大規模な調製および単離：
成長条件：
特に断りのない限り、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）細胞を１０Ｌの容器内で発酵させた。発酵を３段階で進行させた。
１．種子接種物１２５ｍＬの調製。目的のコンストラクトを有する細胞を２ＹＴ種子培地（１０ｇ／Ｌの酵母抽出物、１６ｇ／Ｌのトリプトン、５ｇ／ＬのＮａＣｌおよび適切な抗生物質）１２５ｍＬ中に接種し、３７℃で数時間成長させた。
２．バッチ相における成長。接種物１２５ｍＬを、３７℃のバッチ培地（９ｇ／ＬのＫＨ２ＰＯ４、４ｇ／Ｌの（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、１．２ｇ／ＬのＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、１．７ｇ／Ｌのクエン酸、５ｇ／Ｌの酵母抽出物、０．１ｍＬ／ＬのＢｉｏｓｐｕｍｅｘ  １５３Ｋ消泡剤、４．５ｍｇ／Ｌのチアミン．ＨＣｌ、２３ｇ／Ｌのグルコース、１０ｍＬ／Ｌの微量元素、５０ｍｇ／Ｌのウラシル、適切な抗生物質、ｐＨ６．７）６Ｌ中に添加した。
３．フェドバッチ相における成長。バッチ相における成長の約１２時間後、フェド−バッチ相を初期化した。フェド−バッチ培地（２ｇ／ＬのＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、４ｇ／Ｌの（ＮＨ４）２ＨＰＯ４、９ｇ／ＬのＫＨ２ＰＯ４、１〜２ｇ／分のグルコース）を、３７℃で約１５時間、定速で反応装置に添加した。フェド−バッチ相の終了の４時間前、細胞を誘発し、２ｇ／ＬのＬ−アラビノースの添加によりＰＯＩを発現させた。
【０１５７】
発酵培養液の処理、酸化架橋および分析
全発酵培養液を１２，０００ｐｓｉ（８２，７００ｋＰａ）でのＡＰＶモデル２０００  Ｇａｕｌｉｎ型ホモジナイザーに３回通過させた。培養液を各均質化に先立ち５℃未満に冷却した。均質化した培養液を６００ｍＬ／分および１２，０００相対遠心力（ＲＣＦ）でのＷｅｓｔｆａｌｉａ  ＷＨＩＳＰＥＲＦＵＧＥ（商標）（Ｗｅｓｔｆａｌｉａ  Ｓｅｐａｒａｔｏｒ  Ｉｎｃ．（Ｎｏｒｔｈｖａｌｅ，ＮＪ））ディスクスタック遠心分離機で直ちに処理し、封入体を懸濁された細胞残渣および溶解不純物から分離した。回収したペーストを水に１５ｇ／Ｌ（乾燥ベース）で再懸濁し、ＮａＯＨを用いてｐＨを約１０．０に調整した。懸濁液を１２，０００ｐｓｉ（８２，７００ｋＰａ）でのＡＰＶ２０００  Ｇａｕｌｉｎ型ホモジナイザーに１回通過させ、厳密な混合を行った。均質化したｐＨ１０の懸濁液を６００ｍＬ／分および１２，０００ＲＣＦでのＷｅｓｔｆａｌｉａ  ＷＨＩＳＰＥＲＦＵＧＥ（商標）ディスクスタック遠心分離機で直ちに処理し、洗浄した封入体を懸濁された細胞残渣および溶解不純物から分離した。回収したペーストを純水中に１５ｇｍ／Ｌ（乾燥ベース）で再懸濁した。懸濁液を１２，０００ｐｓｉ（８２，７００ｋＰａ）でのＡＰＶ２０００  Ｇａｕｌｉｎ型ホモジナイザーに１回通過させ、厳密な洗浄を行った。均質化した懸濁液を６００ｍＬ／分および１２，０００ＲＣＦでのＷｅｓｔｆａｌｉａ  ＷＨＩＳＰＥＲＦＵＧＥ（商標）ディスクスタック遠心分離機で直ちに処理し、洗浄した封入体を残留する懸濁された細胞残渣およびＮａＯＨから分離した。回収したペーストを純水中に２５ｇｍ／Ｌ（乾燥ベース）で再懸濁し、混合物のｐＨをＨＣｌを用いて２．２に調整した。酸性化された懸濁液を７０℃に１４時間加熱し、ＤＰ部位の切断を完了し、融合ペプチドを生成物ペプチドから分離した。生成物のｐＨを中和し（注：用いられるｐＨは回収されたペプチドの可溶性に応じて変化しうる）、約５℃に冷却し、１２時間保持した。このステップの間、懸濁液を５００ｍＬもしくは１Ｌのボトル内、全量の３／４以下で保持し、酸素が十分に存在することを確認し、ジスルフィド形成によるシステイン架橋を確認した。次いで、混合物を９０００ＲＣＦで３０分間遠心分離し、ＨＰＬＣ分析のために上清をデカントした。
【０１５８】
ＨＰＬＣ分析
上清を０．２ミクロン膜で濾過した。濾過生成物を、１０％アセトニトリル（ＡＣＮ）、９０％水と０．１％  ｖ／ｖのトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）で前処理（ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ）した１０ミクロンのＣ１８の媒体を有する２２×２５０ｍｍの逆相クロマトグラフィーカラムＧｒａｃｅＶｙｄａｃ（登録商標）（２１８ＴＰ１０２２）に装填した。生成物を、水とアセトニトリル（ＡＣＮ）の勾配が室温および約１０ｍＬ／分で０．１％  ｖ／ｖでのＴＦＡとともに水中で１０％〜２５％で可変のアセトニトリル（ＡＣＮ）の場合にカラムを溶出することにより、精製状態で回収した。２２０ｎｍでの分光光度的検出を用い、生成物ペプチドの溶出を監視し、追跡した。
【０１５９】
ＩＢＴを目的のペプチドから分離するための酸化架橋
タンパク質を上記のように精製した。酸の切断およびｐＨの中和後、混合物を約５℃で約６時間保存し、システインにおける架橋結合を可能にした。外気への暴露により、システイン架橋を引き起こす酸素がもたらされた。混合物を９０００ＲＣＦで３０分間遠心分離し、沈殿した封入体タグを可溶性の目的のペプチドから分離した。
【０１６０】
酸化架橋後の結果：
沈殿ペーストと残存する可溶性画分の双方のＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル分析によると、不溶性ペースト中にＩＢＴ１８６が存在し、かつＨＣ７７６１２４が可溶性画分中に残存することが示された。これをＨＰＬＣによりさらに確認し、それから単に可溶性画分中にＨＣ７７６１２４が存在することが示された（表４を参照）。
【０１６１】
実施例６
架橋可能なシステインの有効量を含む小さい封入体タグＩＢＴ１３９（５Ｃ）は酸化架橋および沈殿により切断されたペプチド混合物から分離されうる
本実施例の目的は、架橋可能なシステイン残基の有効数を有する別の小さいタグの封入体タグ（例えばＩＢＴ１３９（５Ｃ）；配列番号２６５）（ＩＢＴ１３９（５Ｃ）は５つのシステイン残基を有する）が、酸化架橋を用いて分離が容易である間に両方の封入体形成を駆動可能であることを示すことである。本実施例はまた、封入体形成の誘発に有効であることが予め示された小さい封入体タグが、封入体形成を有効に駆動するその能力を維持しながら、架橋可能なシステイン残基の有効量を有するように修飾されうることを示す（ＩＢＴ１３９（５Ｃ）は５つのシステインが配列内に分布された小さいタグＩＢＴ１３９（実施例４）に由来する）。５つのシステインの存在は、タグおよび目的のペプチドの切断後でのタグの単純な沈殿を可能にする。
【０１６２】
コンストラクト：ＩＢＴ１３９（５Ｃ）−ＨＣ７７６１２４（ｐＬＲ４３５）（配列番号２６６〜２６７）
ＩＢＴ１３９（５Ｃ）．ＨＣ７７６１２４のクローニングおよび初期分析：
ＩＢＴ１３９（５Ｃ）（配列番号２６５）をコードするコード配列（配列番号２６４）はＤＮＡ２．０（Ｍｅｎｌｏ  Ｐａｒｋ，ＣＡ）により合成され、それをプラスミドｐＬＲ１８６の制限部位ＮｄｅＩ（５’）およびＢａｍＨＩ（３’）にクローン化し（ｐＢＡＤプロモーターから駆動された発現）、ＨＣ７７６１２４（配列番号２２）コンストラクトとの融合体を作成し、プラスミドｐＬＲ４３５（配列番号２６３）を作成した。プラスミドを、天然ａｒａＢＡＤオペロンが欠失した大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＭＧ１６５５（ＡＴＣＣ４６０７６（商標））に形質転換した。５つのシステイン残基（太字）を含むＩＢＴ１３９（５Ｃ）の配列を下記に提供する。
ＩＢＴ１３９（５Ｃ）：
ＭＡＳＣＧＱＱＲＦＱＷＱＦＥＱＱＰＲＣＧＱＱＲＦＱＷＱＦＥＱＱＰＲＣＧＱＱＲＦＱＷＱＦＥＱＱＰＥＣＧＱＱＲＦＱＷＱＦＥＱＱＰＣ（配列番号２６５）
【０１６３】
ＬＢ（＋１００μｇ／ｍＬのアンピシリン）中の成長物３ｍＬに一晩培養物３０μＬを接種した。培養物を約０．４のＯＤ６００まで成長させ、０．２％アラビノースで誘発し、３時間成長させた。可溶性細胞含量対不溶性細胞含量を測定するため、細胞を溶解し、可溶性および不溶性画分をＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル上で走らせた。生成された融合タンパク質を再び不溶性封入体として作成した。
【０１６４】
タンパク質生成物の生成：
上記（実施例５）のようにタンパク質を生成し、処理した。酸切断およびｐＨ中和後、混合物を約５℃で約６時間保存し、システイン残基における酸化および架橋結合の形成を可能にした。外気への暴露により、システイン架橋を引き起こすだけの十分な酸素がもたらされた。次いで、混合物を９０００ＲＣＦで３０分間遠心分離し、沈殿した封入体タグを可溶性の目的のペプチドから分離した。
【０１６５】
結果：
沈殿ペーストと残存する可溶性画分の双方のＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル分析によると、不溶性ペースト中にＩＢＴ１３９（５Ｃ）が存在し、かつ可溶性画分中にＨＣ７７６１２４が残存することが示された。これをＨＰＬＣによりさらに確認し（実施例５に記載の方法を参照）、それから単に可溶性画分中にＨＣ７７６１２４が存在することが示された。架橋実験の結果を表４にまとめる。
【０１６６】
実施例７
封入体タグの末端への複数のシステインの導入は融合ペプチドの封入体への有効な駆動能力を保持しながら酸化架橋を促進する
本実施例の目的は、封入体タグの末端に対してシステイン残基の有効数を含む少なくとも１つの架橋可能なシステインモチーフの付加により、システイン同士の間隔が接近している場合であっても架橋可能なＩＢＴが作成されることを示すことである。架橋可能なシステインモチーフを通常は架橋可能なシステイン残基が欠如した封入体タグ（すなわちＩＢＴ１３９；配列番号２１）に付加し、システイン修飾タグ「ＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ」（配列番号３０〜３１）を作成した。モチーフの付加によりＩＢＴの封入体形成を駆動する能力が改変されなかった一方、修飾により酸化架橋を用いるタグの単純な分離が促進された。架橋実験の結果を表４にまとめる。
【０１６７】
融合ペプチドＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ．ＨＣ７７６１２４のクローニングおよび初期分析：
架橋を促進するため、テトラシステインタグＣＣＰＧＣＣ（配列番号３２〜３３）を通常はシステイン残基を有しない封入体促進配列ＩＢＴ１３９（配列番号２１）の末端に導入した結果、ＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ（配列番号３０および３１）を得た。ＣＣＰＧＣＣテトラシステインタグはＬＵＭＩＯ（商標）二ヒ素染料結合モチーフである。ＬＵＭＩＯ（商標）  Ｇｒｅｅｎ検出キットをＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ））から入手した。
【０１６８】
テトラシステインタグをコードするオリゴヌクレオチドはＳｉｇｍａ  Ｇｅｎｏｓｙｓにより合成された。上鎖オリゴ５'−ＧＡＴＣＴＴＧＣＴＧＴＣＣＧＧＧＣＴＧＴＴＧＣＧ−３'（配列番号３４）および下鎖オリゴ５'−ＧＡＴＣＣＧＣＡＡＣＡＧＣＣＣＧＧＡＣＡＧＣＡＡ−３'（配列番号３５）を、５’末端でＢｇｌＩＩオーバーハングと、また３’末端でＢａｍＨＩオーバーハングとアニールした。アニールされた二本鎖断片をペプチド発現プラスミドｐＬＲ１８６のＢａｍＨＩ部位にクローン化し、プラスミドｐＬＲ１９９を作成した。プラスミドｐＬＲ１９９は、ＰＢＡＤプロモーターにより発現された封入体促進配列ＩＢＴ１３９に融合された目的のペプチドＨＣ７７６１２４を有した。得られたクローンは、封入体促進配列の後でありかつ酸切断部位の前に挿入されたテトラシステインタグＣＣＰＧＣＣ（配列番号３３）を有した。融合ペプチドＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ．ＨＣ７７６１２４をコードする核酸分子を配列番号３６として提供し、得られた融合ペプチドを配列番号３７として提供する。
【０１６９】
テトラシステイン部分の導入は、タンパク質ゲル上で相当数の細胞を走らせ、同レベルの発現を観察したところ、ペプチドの発現または局在化に影響しなかった。過剰発現されたタンパク質は、細胞をＣＥＬＬＹＴＩＣ（商標）  Ｅｘｐｒｅｓｓで処理し、それらが可溶性画分中に存在することを確認したところ、封入体の形態であることが示された。架橋可能なＣＣＰＧＣＣタグの付加を伴う封入体促進配列ＩＢＴ１３９は、封入体タグの封入体形成能力を改変しなかった（表４）。
【０１７０】
タンパク質生成物の生成：
実施例５に記載のようにタンパク質を生成し、精製した。酸切断およびｐＨ中和後、混合物を約５℃で少なくとも６時間保存し、システインにおける架橋結合の形成を可能にした。外気への暴露により、システイン架橋を引き起こす酸素がもたらされた。混合物を９０００ＲＣＦで３０分間遠心分離し、沈殿したタグを可溶性ペプチドから分離した。
【０１７１】
結果：
沈殿ペーストと残存する可溶性画分の双方のＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル分析によると、不溶性ペースト中に封入体タグ（ＩＢＴ１３９．ＣＣＰＧＣＣ）が存在し、かつ可溶性画分中に目的のペプチド（ＨＣ７７６１２４）が残存することが示された。これをＨＰＬＣ分析によりさらに確認し、それから単に可溶性画分中にＨＣ７７６１２４が存在することが示された。架橋実験の結果を表４にまとめる。
【０１７２】
【表５】
0005453261.tif 000006
【０１７３】
実施例８
追加的な封入体タグの調製
追加的な封入体タグをＩＢＴ１３６に基づいて設計した。融合パートナー配列（ＩＢＴ１８２、ＩＢＴ１８３、ＩＢＴ１８４、ＩＢＴ１８５、ＩＢＴ１８６（さらに上記のようにＨＣ７７６１２４で評価）、ＩＢＴ１８７ａ、およびＩＢＴ１８７ｂ）を試験するための全体スキームは、（アニールされる場合）試験発現ペプチドＨＣ７７６４３とインフレームでの融合パートナーの定方向クローニングに必要とされる付着端を生成するＤＮＡオリゴヌクレオチドを設計することであった。
【０１７４】
大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）のコドンバイアスがなされたコドンを有する様々な相補的合成オリゴヌクレオチドの組み合わせを構築した。ＩＢＴ１３６の配列に基づいて様々な配列修飾を試験するようにオリゴヌクレオチド対を設計した（表５）。
【０１７５】
推定上のＩＢＴの生成および試験
ＩＢＴ１８２のアミノ酸配列（ＱＱＨＦＨＷＨＦＱＱＱＰＲＧＱＱＨＦＨＷＨＦＱＱＱＰＥＧＱＱＨＦＨＷＨＦＱＱＱ；配列番号３９）をコードする核酸分子（配列番号３８）を、２つの大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）のコドンバイアスがなされた相補的合成オリゴヌクレオチド（Ｓｉｇｍａ−Ｇｅｎｏｓｙｓ）から構築した。制限部位ＮｄｅＩおよびＢａｍＨＩに対応するアニール可能な末端の生成に関しては、オーバーハングを各オリゴヌクレオチド内に含めた。
【０１７６】
オリゴヌクレオチドを、脱イオン水中の１００ｐモルの各オリゴヌクレオチドを１つのチューブ中で結合させてアニールし、９９℃に設定された水槽内で１０分間加熱後、水槽の電源を切った。水槽が室温（２０〜２５℃）に達するまで、オリゴヌクレオチドの緩徐なアニーリングを可能にした。試験ベクターへのライゲーションに先立ち、アニールされたオリゴヌクレオチドを水１００μＬ中に希釈した。ベクターｐＳＦ０４３（配列番号５０）はＫＳＩ（Ｃ４）（配列番号５２〜５３）封入体タグに連結された目的のペプチドＨＣ７７６４３を含み、それは融合ペプチドＫＳＩ（Ｃ４）．ＨＣ７７６４３（配列番号５４〜５５）をもたらす。ベクターを、１０ｍＭトリス−ＨＣｌ、１０ｍＭ  ＭｇＣｌ２、５０ｍＭ  ＮａＣｌ、１ｍＭジチオトレイトール（ＤＴＴ）（約７．９のｐＨ）を含有するＢｕｆｆｅｒ  ２（Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  ＢｉｏＬａｂｓ（Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ））中でＮｄｅＩおよびＢａｍＨＩ制限酵素を用いて消化し、ＩＢＴ  ＫＳＩ（Ｃ４）に対応する３８１塩基対（ｂｐ）断片を放出した。
【０１７７】
消化されたプラスミド由来のＮｄｅＩ−ＢａｍＨＩ断片をアガロースゲル電気泳動により分離し、ベクターをＱｉａｇｅｎ  ＱＩＡｑｕｉｃｋ（登録商標）  Ｇｅｌ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｋｉｔ（Ｑｉａｇｅｎ（Ｖａｌｅｎｃｉａ，ＣＡ）；カタログ番号２８７０４）を用いてゲルから精製した。
【０１７８】
希釈、アニールされたオリゴヌクレオチド（約０．２ｐモル）を、Ｔ４  ＤＮＡリガーゼ（Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  ＢｉｏＬａｂｓ（Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）；カタログ番号Ｍ０２０２）で、ＮｄｅＩ−ＢａｍＨＩで消化されたゲル精製プラスミド（約５０ｎｇ）に１２℃で１８時間ライゲートした。ＤＮＡ配列分析により、予想されたプラスミド配列を確認した。
【０１７９】
目的のペプチドＨＣ７７６４３に融合されたＩＢＴ１８２をコードするキメラ遺伝子を含む発現ベクターを、アラビノース誘発性発現株の大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）ＢＬ２１−Ａ１（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）に形質転換した。組換えタンパク質を生成するため、ＬＢ−アンピシリン培養液（１０ｇ／Ｌのバクト−トリプトン、５ｇ／Ｌのバクト−酵母抽出物、１０ｇ／ＬのＮａＣｌ、１００ｍｇ／Ｌのアンピシリン；ｐＨ７．０）３ｍＬに形質転換細菌の１つのコロニーを接種し、培養物を３７℃でＯＤ６００が０．６に達するまで振とうした。発現を、２０％  Ｌ−アラビノース（最終濃度０．２％、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ））０．０３ｍＬの培養物への添加により誘発し、さらに３時間振とうを継続した。全細胞分析においては、０．１  ＯＤ６００  ｍＬの細胞を回収し、ペレット状にし、ＳＤＳ  ＰＡＧＥ試料緩衝液（１×ＬＤＳ試料緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎのカタログ番号ＮＰ０００７）、６Ｍ尿素、１００ｍＭ  ＤＴＴ）０．０６ｍＬを全細胞に直接添加した。試料を９９℃で１０分間加熱し、タンパク質を可溶化した。次いで、可溶化タンパク質を、４〜１２％の勾配のＭＥＳ  ＮＵＰＡＧＥ（登録商標）ゲル（ＮＵＰＡＧＥ（登録商標）ゲルのカタログ番号ＮＰ０３２２、ＭＥＳ緩衝液のカタログ番号ＮＰ０００２；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）上に装填し、封入体形成については、ＣＯＯＭＡＳＳＩＥ（登録商標）Ｇ−２５０株（ＳｉｍｐｌｙＢｌｕｅ（商標）  ＳａｆｅＳｔａｉｎ；Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ；カタログ番号ＬＣ６０６０）で画像化した。
【０１８０】
上記のクローニングおよび発現スキームを、ＩＢＴ１８３、ＩＢＴ１８４、ＩＢＴ１８５、ＩＢＴ１８６、ＩＢＴ１８７ａ、およびＩＢＴ１８７ｂに対して繰り返した。ＩＢＴ１８７ｂをＩＢＴ１８７ａ由来のクローニング人工産物として生成した。封入体の形態における融合ペプチドの存在または不在について判定した。様々な封入体タグの配列ならびに通常は可溶性の目的のペプチド（ＨＣ７７６４３）の封入体形成を駆動するそれらの能力について判定したものを表５に報告する。
【表６】
0005453261.tif 000007
【０１８１】
以上、本発明を要約すると下記のとおりである。
１．一般構造：Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ−スペーサー−［［Ｇｌｎ−Ｇｌｎ−Ｘａａ１−Ｐｈｅ−Ｘａａ２−Ｔｒｐ−Ｘａａ３−Ｐｈｅ−Ｘａａ４−Ｘａａ５−Ｇｌｎ］−［スペーサー］ｍ］ｎ
（式中、
Ｘａａ１＝Ａｒｇ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ２＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ３＝Ｇｌｎ、Ｈｉｓ、またはＬｙｓ；
Ｘａａ４＝ＧｌｕまたはＧｌｎ；
Ｘａａ５＝ＧｌｎまたはＬｙｓ；
ｎ＝１〜１０；
ｍ＝ｎ−１；かつ
スペーサーはプロリン、アルギニン、グリシン、グルタミン酸、およびシステインからなる群から選択されるアミノ酸を含むペプチドである）
を含む封入体タグ。
２．配列番号３３を含む少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分をさらに含む、上記１に記載の封入体タグ。
３．封入体タグのアミノ末端またはカルボキシ末端のいずれかに位置する少なくとも１つの架橋可能なシステイン部分をさらに含む、上記１に記載の封入体タグ。
４．配列番号１５、配列番号１９、配列番号２１、配列番号２７、配列番号３１、配列番号３９、配列番号４１、配列番号４３、配列番号４５、配列番号４７、配列番号４９、および配列番号２６５からなる群から選択される、上記１に記載の封入体タグ。
５．少なくとも１つの関心あるペプチドに作動可能に連結された、上記１または２に記載の封入体タグを含む融合ペプチド。
６．封入体タグを少なくとも１つの関心あるペプチドから分離する少なくとも１つの切断部位をさらに含む、上記５に記載の融合ペプチド。
７．関心あるペプチドが、ポリマー結合ペプチド、毛髪結合ペプチド、爪結合ペプチド、皮膚結合ペプチド、歯結合ペプチド、抗菌ペプチド、クレー結合ペプチド、色素結合ペプチド、およびセルロース結合ペプチドからなる群から選択される、上記６に記載の融合ペプチド。
８．少なくとも１つの関心あるペプチドに作動可能に連結された、上記１または２に記載の封入体タグを含む融合ペプチドをコードする核酸分子。
９．上記８に記載の核酸分子を含む発現カセット。
１０．上記９に記載の発現カセットを含むベクター。
１１．上記１０に記載のベクターを含む微生物宿主細胞。
１２．宿主細胞が、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）、サッカロミセス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ）、ピキア（Ｐｉｃｈｉａ）、ヤロウィア（Ｙａｒｒｏｗｉａ）、カンジダ（Ｃａｎｄｉｄａ）、ハンゼヌラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ）、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、アシネトバクター（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、ザイモモナス（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ）、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、エリスロバクター（Ｅｒｙｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ）、緑色硫黄細菌（Ｃｈｌｏｒｏｂｉｕｍ）、クロマチウム（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ）、フラボバクテリウム（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、サイトファーガ（Ｃｙｔｏｐｈａｇａ）、ロドバクター（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ）、ロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）、ストレプトマイセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）、ブレビバクテリウム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、コリネバクテリア（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉａ）、マイコバクテリウム（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、デイノコッカス（Ｄｅｉｎｏｃｏｃｃｕｓ）、エシェリキア（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ）、エルウィニア（Ｅｒｗｉｎｉａ）、パンテア（Ｐａｎｔｏｅａ）、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、スフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）、メチロモナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ）、メチロバクター（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒ）、メチロコッカス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）、メチロサイナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ）、メチロミクロビウム（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｉｃｒｏｂｉｕｍ）、メチロシスティス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｙｓｔｉｓ）、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）、シネコシスティス（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ）、シネココッカス（Ｓｙｎｅｃｈｏｃｏｃｃｕｓ）、アナベナ（Ａｎａｂａｅｎａ）、チオバチルス（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ）、メタノバクテリウム（Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、クレブシエラ（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ）、およびミキソコッカス（Ｍｙｘｏｃｏｃｃｕｓ）からなる群から選択される、上記１１に記載の微生物宿主細胞。
１３．不溶性形態でのペプチドを発現するための方法であって、
ａ）関心あるペプチドをコードする第２の部分に作動可能に連結された、上記１または２に記載の封入体タグをコードする第１の部分を含む、融合ペプチドをコードする発現可能な遺伝子コンストラクトを合成するステップと、
ｂ）発現宿主細胞を（ａ）の遺伝子コンストラクトで形質転換するステップと、
ｃ）（ｂ）の形質転換宿主細胞を、発現可能な遺伝子コンストラクトを発現させかつコードされた融合ペプチドを不溶性形態で産生する条件下で増殖させるステップと、
ｄ）上記不溶性形態での上記融合ペプチドを回収するステップと、
を含む、方法。
１４．関心あるペプチドを生産するための方法であって、
ａ）少なくとも１つの関心あるペプチドをコードする第２の部分に作動可能に連結された、上記１または２に記載の封入体タグをコードする第１の部分を含む、融合ペプチドをコードする遺伝子コンストラクトを合成するステップであって、ここで上記第１の部分および上記第２の部分を少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーにより分離するステップと、
ｂ）発現宿主細胞を（ａ）の遺伝子コンストラクトで形質転換するステップと、
ｃ）（ｂ）の形質転換宿主細胞を、遺伝子コンストラクトを発現させかつコードされた融合ペプチドを不溶性形態で産生させる条件下で増殖させるステップと、
ｄ）上記不溶性形態での融合ペプチドを回収するステップと、
ｅ）上記融合ペプチドの上記第１の部分がもはや上記第２の部分に融合されないように、上記融合ペプチドから上記少なくとも１つの切断可能なペプチドリンカーを切断するステップと、
ｆ）上記関心あるペプチドを回収するステップと、
を含む、方法。
１５．関心あるペプチドが、ポリマー結合ペプチド、毛髪結合ペプチド、爪結合ペプチド、皮膚結合ペプチド、歯結合ペプチド、クレー結合ペプチド、色素結合ペプチド、セルロース結合ペプチド、および抗菌ペプチドからなる群から選択される、上記１３または１４に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【配列表】
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