CH657141A5 - Dns-sequenzen, rekombinante expressionsvektoren zur mikrobiellen herstellung von human-leukozyten-interferonen und transformierte mikroorganismen. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der rekom-binanten DNS-Technologie, d.h. Verfahren, die auf diesem Gebiet verwendet werden, DNS-Sequenzen sowie rekombi-nante Expressionsvektoren und transformierte Mikroorganismen.

Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung DNS-Sequenzen, die die Aminosäuresequenz von reifen Human-Leukozyten-Interferonen kodieren. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls Expressions-Vektoren (im folgenden kurz Vektoren genannt), die in diesem Verfahren verwendet werden und neue Mikroorganismen, die diese Vektoren enthalten, sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Hintergrund der Erfindung

Human-Leukozyten-Interferon (LelF) wurde zuerst von Isaacs and Lindenmann (Proc. R. Soc. B 147,258—267 [1957]; U.S.P. 3 699 222) entdeckt und in Form der rohen Präzipitate hergestellt. Die seit dieser Zeit andauernden Anstrengungen, das Material zu reinigen und zu charakterisieren, haben zur Herstellung relativ homogener Leukozyten-Interferone aus normalen Leukozyten oder aus Leukozyten von leukämischen Spendern geführt (z. B. Deutsche Offenlegungsschrift Nr. 2 947 134). Diese Interferone gehören zu einer Familie von Proteinen, die die bekannte Eigenschaft besitzen, bestimmten Zellen einen Virus-resistenten Zustand zu verleihen. Darüberhinaus kann Interferon die Zell-Proliferation hemmen und die Immunantwort modulieren. Diese Eigenschaften haben dazu geführt, dass Leukozyten-Interferon klinisch als therapeutisches Mittel zur Behandlung viraler Infektionen und Krankheiten eingesetzt wurde.

In der Vergangenheit wurden Leukozyten-Interferone im wesentlichen bis zur Homogenität gereinigt (Rubinstein et. al., Proc. Nati. Acad. Sci. U.S.A. 76,640 - 644 [1979]; Zoon et al., ibid. 76, 5601 —5605 [1979]). Die berichteten Molekulargewichte liegen im Bereich von etwa 17 500 bis etwa 21 000. Die spezifischen Aktivitäten dieser Präparate sind bemerkenswert hoch mit 2 x IO8 bis 1 x 109 Einheiten pro mg Protein, aber die aus den Zellkulturen erhaltenen Ausbeuten sind bisher entmutigend niedrig. Trotzdem gelang durch verfeinerte Proteinsequenzierungsmethoden die Bestimmung von Aminosäurepartialsequenzen (Zoon et al., Science 207, 527 [1980]; Levy et al., Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 77,5102—5104 [1980]). Die Frage der Glycosylie-rung der verschiedenen Leukozyten-Interferone ist bis jetzt noch nicht völlig abgeklärt, aber es ist soviel klar, dass Unterschiede in den Molekulargewichten nicht allein durch Glykosylierung hervorgerufen werden. Es ist auch klar, dass die Leukozyten-Interferone deutlich unterschieden sind voneinander durch unterschiedliche Aminosäurezusammensetzung und -sequenz und die Aminosäurehomologie ist in manchen Fällen niedriger als 80%.

Während das aus Spender-Leukozyten isolierte homogene Leukozyten-Interferon ausreichte zur partiellen Charakterisierung und zu limitierten klinischen Studien, reicht diese Quelle bei weitem nicht aus für die Gewinnung derjenigen Mengen an Interferon, die für breite klinische Prüfungen und die anschliessende prophylaktische und/oder therapeutische Verwendung notwendig sein werden. Tatsächlich bediente man sich bei den bisherigen klinischen Untersuchungen zur Evaluation des Human-Leukozyten-Interferons in Antitumor- und antiviralen Testen hauptsächlich rohen Ma-

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tenais (Reinheit < 1 %) und die langen Zeiten, die nötig sind, um genügende Mengen reinen Materials zu erhalten haben zu einer starken Verzögerung von Untersuchungen in grösserem Massstab geführt.

Durch rekombinante DNS-Technologie ist es jedoch inzwischen gelungen, eine grosse Anzahl wertvoller Polypeptide kontrolliert mikrobiell herzustellen. So existieren inzwischen bereits Bakterien, die durch diese Technologie so modifiziert wurden, dass sie die Herstellung von Polypeptiden wie Somatostatin, den A und B Ketten des Human-Insulins und Human-Wachstumshormon gestatten (Itakura et al., Science 198,1056—1063 [1977]; Goeddel et al., Nature 281, 544—548 [1979]). Kürzlich gelang durch die Anwendung der rekombinanten DNS-Technik die bakterielle Herstellung von Proinsulin und Thymosin alpha 1 und verschiedene Autoren haben berichtet, dass es ihnen gelungen ist, Human-Leukozyten-Interferon kodierende DNS und entsprechende Proteine mit Leukozyten-Interferonaktivität zu erhalten (Nagata et al., Nature 284, 316—320 [1980]; Mantei et al., Gene 10,1 — 10 [1980]; Taniguchi et al., Nature 285,

547-549 [1980]).

Das Zugpferd der rekombinanten DNS-Technologie ist das Plasmid, eine nicht-chromosomale Schleife doppelsträn-giger DNS, die in Bakterien und anderen Mikroben oft in vielen Kopien pro Zelle vorliegt. Die in der Plasmid-DNS enthaltene Information umfasst diejenige zur Reproduktion des Plasmids in Tochterzellen (d.h. ein «Replicon») und gewöhnlich ein oder mehrere Selektions-Charakteristiken wie, im Fall von Bakterien, die Resistenz gegenüber Antibiotika, die es erlauben, Klone der Wirts-Zelle, die das interessierende Plasmid enthalten, zu erkennen und in einem ausgewählten Medium selektiv zu züchten. Die Nützlichkeit der Plasmide liegt in der Tatsache, dass sie spezifisch durch die eine oder andere Restriktions-Endonuclease (auch Restriktionsenzym genannt) gespalten werden können, wobei jede En-donuclease eine andere Stelle der Plasmid-DNS erkennt. He-terologe Gene oder Genfragmente können in das Plasmid an den Spaltstellen oder anschliessend an die Spaltstellen rekonstruierte Enden eingefügt werden. Die DNS-Rekombination wird ausserhalb der Zelle durchgeführt aber das erhaltene rekombinante Plasmid wird durch einen Vorgang, der als Transformation bekannt ist, in die Zelle eingeführt und grosse Mengen an heterologe Gene enthaltenden, rekombinierten Plasmiden können durch Kultivierung der transformierten Zellen erhalten werden. Ist das heterologe Gen in richtiger Weise (d.h. operabel) bezüglich derjenigen Teile des Plasmids eingefügt, die für die Transcription und Translation der kodierten DNS-Nachricht verantwortlich sind, dann kann das erhaltene rekombinierte Plasmid (Expressionsvektor, Vektor) zur Herstellung des Polypeptids verwendet werden, das durch das heterologe Gen kodiert wird. Dieser Prozess wird als Expression bezeichnet.

Die Expression wird ausgelöst in der Promoter-Region, die durch RNS-Polymerase erkannt und gebunden wird. In einigen Fällen, wie z. B. beim Tryptophan- oder «trp»-Promoter, der in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, werden Promoter-Regionen von sogenannten Operator-Regionen überlappt und bilden dann einen kombinierten Promoter-Operator. Operatoren sind DNS-Sequenzen, die von sogenannten Repressor-Proteinen erkannt werden, die wiederum die Frequenz des Transkriptionsbeginns an einem speziellen Promoter regulieren. Die Polymerase wandert an der DNS entlang und überschreibt die Information, die der kodierende Strang enthält, vom 5'-zum 3'-Ende in mRNS, die dann wiederum in das Polypeptid mit der durch die DNS kodierten Aminosäuresequenz übersetzt wird. Jede Aminosäure eines Polypeptids wird innerhalb des sogenannten Strukturgens durch ein Nukleotid-

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Triplett oder Codon kodiert. Nach der Bindung an den Promoter transkribiert die RNS-Polymerase zunächst Nukleotide, die eine Ribosomen-Bindungsstelle kodieren, dann ein Translations-Startsignal (gewöhnlich ATG, das in der s mRNS zu AUG wird) und schliesslich die Nukleotid Sequenzen des Strukturgens selbst. Am Ende des Strukturgens werden sogenannte Stopcodons transkribiert, nach denen die Polymerase noch weitere mRNS-Sequenzen bilden kann, die aber wegen des vorhandenen Stopsignals von den Ribo-io somen nicht mehr übersetzt werden. Die Ribosomen lagern sich an die vorgesehene Bindungsstelle der mRNS an, in Bakterien gewöhnlich während diese entsteht, und stellen dann ihrerseits das kodierte Polypeptid her, beginnend am Translations-Startsignal und endend mit dem bereits er-i5 wähnten Stopsignal. Das gewünschte Produkt wird hergestellt, wenn die Sequenzen, die die Ribosomen Bindungsstelle kodieren richtig liegen in Bezug auf das AUG-Startsignal und wenn alle übrigen Kodons mit dem Startsignal in Phase sind. Das gewünschte Polypeptid kann erhalten werden 20 durch Lyse der Wirts-Zelle, Abtrennung von anderen Bakterienproteinen und Reinigung in üblicher Weise.

Der vorliegenden Erfindung lag der Gedanke zugrunde, dass die Anwendung der rekombinanten DNS-Technologie (d.h. die Einfügung von Interferongenen in mikrobielle Vek-25 toren und deren Expression unter der Kontrolle mikrobieller genregulatorischer Elemente) der wirkungsvollste Weg zur Gewinnung grosser Mengen Leukozyten-Interferon wäre, welches trotz der Tatsache, dass es nicht glykosyliert ist, wie vielleicht das natürliche, zur klinischen Behandlung vieler vi-30 raier und neoplastischer Erkrankungen verwendet werden könnte.

Ein erstes Leukozyten-Interferon-Gen wurde durch die folgenden Massnahmen erhalten:

(1) Aminosäurepartialsequenzen von homogenem Hu-35 manleukozyten-Interferon wurden verwendet, um synthetische DNS-Sonden zu konstruieren, deren Codons insgesamt alle möglichen Nucleotidkombinationen repräsentierten, durch die die Aminosäurepartialsequenzen kodiert werden können.

40 (2) Es wurden Bänke von Bakterienkolonien hergestellt, die komplementäre DNS (cDNS) aus induzierter mRNS enthielten. Andere induzierte und radioaktiv markierte mRNS wurde mit Plasmid-cDNS aus dieser Bank hybridisiert. Hybridisierende mRNS wurde eluiert und auf Translation in 45 Interferon im Oozyten-Test getestet. Plasmid-DNS aus Kolonien, die in diesem Test Interferonaktivität besassen, wurden ferner auf Hybridisierung mit Sonden die nach (1) erhalten wurden, getestet.

(3) Parallel zu dem Vorgehen unter (2) wurde mittels in-50 duzierter mRNS erhaltene cDNS in Plasmiden dazu verwendet, eine unabhängige Bank transformierter Kolonien zu bilden. Die gemäss (1) erhaltenen Sonden wurden als Starter für die Synthese radiomarkierter einsträngiger cDNS verwendet, die wiederum als Hybridisierungssonden benutzt 55 wurden. Die synthetischen Sonden hybridisierten mit induzierter mRNS als Matrize und wurden ferner mittels reverser Transkription dazu verwendet, induzierte, radiomarkierte cDNS zu bilden. In dieser Weise erhaltene Klone der Koloniebank, die mit radiomarkierter cDNS hybridisierten, wur-6o den weiterhin untersucht auf das Vorliegen eines Interferon vollständig kodierenden Gens. Jedes gemäss (1) oder (2) erhaltene, möglicherweise eine Teilsequenz des Interferons kodierende Genfragment kann als Sonde für ein ungekürztes Gen verwendet werden.

65 (4) Das so erhaltene ungekürzte Gen wurde massge-schneidert unter Verwendung synthetischer DNS, um jegliche Leader-Sequenz, die die mikrobielle Expression des reifen Polypeptids verhindern könnte, auszuschliessen und um

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es in einem Vektor in die richtige Position bringen zu können bezüglich der Startsignale und der Ribosomenbindungsstelle eines mikrobiellen Promoters. Das exprimierte Interferon wurde soweit gereinigt, dass es charakterisiert und seine Aktivität bestimmt werden konnte.

(5) Das auf diese Weise erhaltene Interferon-Genfrag-ment konnte seinerseits als Sonde für die Isolierung (mittels Hybridisierung) von weiteren Genen für andere, teilweise homologe Leukozyten-Interferone verwendet werden.

Durch die Anwendung der vorstehend kurz beschriebenen Methoden der rekombinanten DNS-Technologie, wurde die mikrobielle Herstellung der Familie homologer Leukozyten-Interferone (in nicht-glykosylierter Form) als reife Polypeptide, d.h. im wesentlichen frei von entsprechenden Präsequenzen oder Teilen davon, erreicht. Diese Interferone können direkt exprimiert, isoliert und soweit gereinigt werden, dass sie für die Verwendung zur Behandlung viraler und bösartiger Krankheiten von Tieren und Menschen geeignet sind.

Einzelne Glieder der Interferon-Familie, soweit sie exprimiert wurden, waren in in vivo-Tests wirksam und, in einem ersten derartigen Versuch, ebenfalls in einem in vivo-Test, wobei es sich bei letzterem um die Prüfung des ersten mikro-biell hergestellten reifen Leukozyten-Interferons handelte.

Der Ausdruck «reifes Leukozyten-Interferon», definiert ein mikrobiell (z.B. bakteriell) hergestelltes Interferonmolekül, das weder Glykosylgruppen trägt noch eine Signal- oder Präsequenz aufweist. Reifes Leukozyten-Interferon ohne Präsequenz, gemäss vorliegender Erfindung, wird von einem Translations-Startsignal (ATG) an, das vor dem die erste Aminosäure des natürlichen Produktes (Cys) kodierenden Basentriplett steht, exprimiert. Da ATG selber für Methio-nin kodiert, kann das «reife» Polypeptid daher als erste Aminosäure seiner Sequenz Methionin enthalten, ohne dass damit sein Charakter wesentlich geändert wird, sofern der mikrobielle Wirt aus dem unmittelbaren Translationsprodukt das Methionin nicht abspaltet. Reifes Leukozyten-Interferon kann zusammen mit einem konjugierten Protein, das nicht ein üblicher Leader ist, exprimiert werden, wobei das Konju-gat spezifisch intra- oder extrazellulär gespalten werden kann (vergleiche britische Patentanmeldung Nr.

2 007 676A). Schliesslich kann das reife Interferon zusammen mit einem mikrobiellen «Signal-Peptid» hergestellt werden, das das Konjugat an die Zellwand transportiert, wo die Signalsequenz abgespalten und das reife Polypeptid sezer-niert wird. «Expression» von reifem Leukozyten-Interferon bedeutet bakterielle oder andere mikrobielle Herstellung eines Interferonmoleküls, das weder Glykosylgruppen noch eine Präsequenz enthält.

Die Aminosäuresequenzen der einzelnen Leukozyten-Interferone (Figuren 4 und 9) wurden auf Grund der DNS-Sequenzen der entsprechenden Gene (Figuren 3 und 8) ermittelt. Für alle diese einzelnen Leukozyten-Interferone existieren natürliche, von Individuum zu Individuum unterschiedliche allelische Varianten. Diese Varianten können gekennzeichnet sein durch Austausch (Substitution, Inversion), Deletion oder Insertion einzelner oder mehrerer Aminosäuren in der Sequenz. Derartige allelische Variationen der erfindungsgemässen Leukozyten-Interferone A bis J werden von den jeweiligen Formeln (LeIF A bis LeIF J) mit-umfasst.

Beschreibung der Figuren

Figur 1 beschreibt zwei Aminosäurepartialsequenzen, die allen Interferonspezies, die aus menschlichen Leukozyten isoliert und bis zur Homogenität gereinigt wurden, gemeinsam sind. Sie sind T-l und T-13 bezeichnet. Es sind alle möglichen mRNS-Sequenzen, die diese Peptide kodieren, dargestellt, ebenso wie die entsprechenden cDNS-Sequenzen. Die

Buchstaben A, T, G, C und U bezeichnen die Nucleotide mit den Basen Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin und Uracil. Der Buchstabe N bedeutet A, G, C oder U. Die Polynucleo-tide sind vom 5'-Ende (links) zum 3'-Ende (rechts) angege-s ben und wo sie doppelsträngig dargestellt sind, ist die untere DNS (nicht-kodierender Strang) von 3'- in 5'-Richtung wiedergegeben.

Figur 2 stellt ein Autoradiogramm dar, das die Hybridisierung von möglichen LelF-Plasmiden mit 32P-markierten io synthetischen Deoxyoligonukleotiden zeigt.

Figur 3 gibt die Nukleotidsequenzen (kodierende Stränge) von acht isolierten Genfragmenten (bezeichnet A—H) wieder, die für die Expression von Leukozyten-Interferonen verwendet werden können. Der ATG Translations-Start-15 Codon und die Stoptripletts für jedes LeIF sind unterstrichen. Auf die Stoptripletts folgen unübersetzte Sequenzen. Dem vollständigen Gen für LeIF A fehlt ein Codon in der Position 200 bis 202, der bei den anderen LelFs vorhanden ist. Vor der Leader-Sequenz liegen ebenfalls unübersetzte Se-20 quenzen. Dem isolierten Fragment E fehlt die volle Leader-Präsequenz, aber es enthält das vollständige Gen für ein etwaiges reifes LeIF E. Dem isolierten Fragment G hingegen fehlt ein Teil der kodierenden Sequenz.

Figur 4 gibt einen Überblick über die aus den bestimm-25 ten Nukleotidsequenzen abgeleiteten Aminosäuresequenzen von 8 Leukozyten-Interferonen (A bis H). Die für die Bezeichnung der einzelnen Aminosäuren verwendeten grossen Buchstaben sind die von der IUPAC-IUB Kommission für biochemische Nomenklatur empfohlenen. Es bedeuten: A 30 Alanin; C Cystein; D Asparaginsäure; E Glutaminsäure; F Phenylalanin; G Glycin; H Histidin; I Isoleucin; K Lysin; L Leucin; M Methionin; N Asparagin; P Prolin; Q Glutamin; R Arginin; S Serin; T Threonin; V Valin; W Tryptophan; und Y Tyrosin. Die Zahlen geben die Position der Amino-35 säuren an (S bezieht sich auf das Signal-Peptid). Der Bindestrich in der 165 Aminosäuren umfassenden Sequenz von LeIF A in Position 44 wurde eingeführt, um die Sequenz des LeIF A in Übereinstimmung mit den 166 Aminosäuren der anderen Leukozyten-Interferone zu bringen. Für die Festle-40 gung der Aminosäuresequenz des LeIF E wurde das Nukleotid in Position 187 (Figur 3) nicht berücksichtigt. Die Sterne (Sequenz von LeIF E) stellen in-Phase-befindliche Stopcodons dar. Aminosäuren, die allen LelFs (mit Ausnahme des Pseudogens LeIF E) gemeinsam sind, sind in Zeile 45 «All» dargestellt. Die unterstrichenen Reste sind Aminosäuren, die auch im Human-Fibroblasten-Interferon vorkommen.

Figur 5 gibt die Restriktionsendonuclease-Karten der Monierten cDNSs von 8 verschiedenen Leukozyten-Interfe-50 ronen wieder (A bis H). Die hybriden Plasmide wurden nach der dC:dG-Tailing-Methode (Goeddel, D. V. et al, Nature 287,411 —416 [1980]) hergestellt. Die cDNS-Einsätze können daher mit Pstl herausgeschnitten werden. Die Linien an den Enden jedes cDNS-Einsatzes stellen die anschliessenden 55 homopolymeren dC:dG-Schwänze dar. Die Lage der PvuII-, EcoRI- und Bglll-Restriktionsstellen sind angegeben. Schattierte Regionen in der Figur stellen kodierende Sequenzen für reife LelFs dar; die schräg-gestrichelten Regionen bezeichnen kodierende Sequenzen für Signalpeptide, während 6o die weissen Regionen nicht-kodierende Sequenzen darstellen.

In Figur 6 wird schematisch die Konstruktion eines Gens, das die direkte mikrobielle Synthese von reifem LeIF A kodiert, dargestellt. Es werden die Restriktionsstellen 65 (Pstl, usw.) sowie die verwendeten Bruchstücke gezeigt. Die Abkürzung «b. p.» bedeutet Basenpaare.

Figuren 7a und 7b (nicht massstabsgerecht) stellen schematisch die Restriktions-Karten von 2 Genfragmenten dar,

die zur Expression von reifem LeIF B verwendet wurden. Die bezeichneten Nukleotid-Codons sind die Enden der kodierenden Stränge, die durch Behandlung mit dem Restriktionsenzym Sau3a in den beiden dargestellten Fällen entstehen.

Die Figuren 8 und 9 geben die DNS- und Aminosäuresequenzen der Leukozyten-Interferone A, C, H, I und J wieder. In Figur 9 bedeutet der Stern einen Stopcodon in der entsprechenden DNS-Sequenz, während der Bindestrich in der Sequenz von LeIF A die benachbarten Aminosäuren, Phenylalanin und Glycin miteinander verbindet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

A. Die verwendeten Mikroorganismen

Die beiden folgenden Mikroorganismen wurden verwendet: E. coli x 1776, wie beschrieben in U.S.P. 4 190 495, und E. coli K-12 Stamm 294 (end A, thi ~, hsr~, hsm+k), wie in der britischen Patentanmeldung Nr. 2 055 382 A beschrieben. Beide Organismen wurden bei der American Type Culture Collection deponiert unter den ATCC Nrn. 31 537 und 31 446. Die gesamte Arbeit wurde unter Beachtung der Richtlinien des National Institute of Health durchgeführt.

Ausser den beiden oben genannten E. coli-Stämmen können aber auch andere Stämme, beispielsweise E. coli B oder weitere Mikroben-Stämme, verwendet werden, von denen die meisten an einem Depositorium, wie der American Type Culture Collection, hinterlegt worden sind und allgemein zugänglich sind. Vergleiche auch Deutsche Offenlegungsschrift 2 644 432. Weitere Mikroorganismen, die erfindungsgemäss verwendet werden können, sind z. B. Bacilli, wie Bacillus subtilis und andere Enterobacteriaceae, unter denen vor allem Salmonella typhimurium und Serratia marcescens zu nennen wärend, die unter Verwendung von replikablen Plasmiden heterologe Gene zur Expression bringen können. Auch in Hefen, beispielsweise in Saccharomyces cerevisiae, können Interferongene zur Expression gebracht werden unter der Kontrolle eines Hefepromotors.

B. Quelle und Reinigung von LeIF mRNS

LeIF mRNS kann von Human-Leukozyten (normalerweise von CML-Patienten), die zur Produktion von Interferon mit Sendai-Virus oder NDV, wie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 2 947 134 beschrieben, angeregt wurden, erhalten werden. Eine besonders bevorzugte und für die vorliegende Arbeit verwendete Quelle ist eine Zelllinie, die KG-1 bezeichnet ist und sich von einem Patienten mit akuter myelogener Leukämie ableitet. Die Zelllinie, beschrieben von Koeffler, H.P. und Golde, D.W., Science 200, 1153 (1978), wächst schnell in einem Medium enthaltend RPMI (Rosewell Park Memorial Institute) 1640 mit 10% FCS (fötales Kälberserum), hitzeinaktiviert, 25 mM HEPES-Puffer (N-2-Hydroxy-ethyl-piperazin-N'-2-ethan-sulfonsäure) und 50 [ig/ml Gentamycin. Die Zellen können in dem vorstehend beschriebenen Medium nach Zusatz von 10% Dimethylsulfoxid eingefroren werden. Die KG-1 Linie ist bei der American Type Culture Collection unter der ATCC Nr. CRL 8031 deponiert worden.

Die KG-l-Zellen wurden nach der von Rubinstein et al. in (Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 76,640-644 [1979]) beschriebenen Weise mit Sendai-Virus oder NDV zur Produktion von Leukozyten-Interferon-mRNS angeregt. Die Zellen wurden 5 Stunden nach der Induktion geerntet und die mRNS wurde nach der Guanidinthiocyanat-Guanidinhy-drochlorid-Methode (Chirgwin et al., Biochemistry 18, 5294—5299 [1979]) hergestellt. RNS aus nicht-induzierten Zellen wurde in der gleichen Weise isoliert. Oligo-deoxythy-midin (dT)-Cellulose-Chromatographie und Saccharose-

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Gradient-Ultrazentrifugation wurden benutzt, um die 12S Fraktion von Poly(A)-mRNS, wie von Green et al. (Arch. Biochem. Biophys. 172, 74—89 [1976]) und Okuyuma et al. (Arch. Biochem. Biophys. 188,98 — 104 [1989]) beschrieben, s zu erhalten. Diese mRNS hatte einen Interferontiter von 8000—10 000 Einheiten pro Microgramm im Xenopus laevis Oozytentest (Cavalieri et al., Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 74, 3287-3291 [1977]).

io C. Herstellung von Koloniebänken, die LelF-cDNS-

Sequenzen enthalten.

5 ng mRNS wurde zur Herstellung doppelsträngiger cDNS nach Standardmethoden (Wickens et al., J. Biol.

Chem. 253,2483-2495 [1978] und Goeddel et al., Nature i5 281, 544—548 [1979]) verwendet. Die cDNS wurde der Grösse nach fraktioniert durch Elektrophorese an einem 6% Polyacrylamidgel und 230 ng des Materials mit 500—1500 Basenpaaren wurden durch Elektroelution isoliert. 100 ng dieser cDNS wurden mit Deoxycytidin (dC)-Resten nach der 20 von Chang et al. (Nature 275, 617 — 624 [1978]) beschriebenen Methode verlängert, verbunden mit 470 ng des Plasmids pBR322, welches mit Deoxyguanosin (dG)-Resten an der Pstl-Spaltstelle (Bolivar et al., Gene 2,95 — 113 [1977]) verlängert worden war und zur Transformation von E. coli x 25 1776 verwendet. Es wurden etwa 130 Tetracyclin-resistente, Ampicillin-empfindliche Transformanten pro ng cDNS erhalten.

In einem zweiten ähnlichen Experiment wurden etwa 1000 Tetracyclin-resistente, Ampicillin-empfindliche E. coli 30 K-12 Stamm 294-Transformanten pro ng cDNS erhalten. In diesem Falle lag die Grösse des fraktionierten cDNS-Materi-als zwischen 600 und 1300 Basenpaaren. Es wurde durch Elektroelution für die Verlängerung mit Deoxycytidin (dC) gewonnen.

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D. Herstellung synthetischer Oligonucleotide und deren

Verwendung

Die Kenntnis der Aminosäuresequenzen verschiedener tryptischer Fragmente von humanen Leukozyten-Interfero-40 nen erlaubte die Synthese von Deoxyoligonukleotiden, die bestimmten Regionen der LeIF mRNS komplementär waren. Die beiden tryptischen Peptide T1 und T13 wurden ausgewählt, weil ihre Aminosäuresequenzen die Synthese von nur 12 bzw. 4 Undecameren erforderte, um alle möglichen 45 Nucleotidsequenzen zu erfassen (Figur 1). 4 Sätze von De-oxynukleotidsonden wurden für jede Sequenz synthetisiert, die entweder 3 (T-1A, B, C, D) oder ein (T-13A, B, C, D) Oligonucleotid enthielten. Die bezeichneten komplementären Deoxyoligonucleotide aus jeweils 11 Basen wurden dieso misch synthetisiert nach der Phosphortriestermethode (Crea et al., Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 75, 5765-5769 [1978]). In der T-13 Serie wurden 4 individuelle Sonden hergestellt. Die zwölf T-l Sonden wurden in vier Pools zu 3 Sonden, wie in Figur 1 gezeigt, hergestellt.

55 Die vier individuellen Sonden der T-13 Serie und die zwölf T-l Sonden, hergestellt in je vier Gruppen zu 3 Sonden, wurden verwendet, um die Synthese radiomarkierter einsträngiger cDNS zum Gebrauch als Hybridisierungsson-den zu starten. Die Matrizen-mRNS war entweder 12S RNS 6o von mit Sendai-Virus induzierten KG-1 Zellen (8000 Einheiten IF-Aktivität per (ig) oder gesamte Poly(A)-mRNS aus nicht induzierten Leukozyten (10 Einheiten pro jag). 32P-markierte cDNS wurde aus diesen Startern hergestellt unter Verwendung bekannter Reaktionsbedingungen (Noyes et 65 al., Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 76,1770-1774 [1979]). Die 60 (il-Reaktionen wurden durchgeführt in 20mM Tris-HC1 (pH 8,3), 20mM KCl, 8mM MgCl2 und 30mM ß-Mercaptoethanol, jeweils mit 1 (xg jedes Starters (d.h. 12 jxg

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insgesamt für die T-l Serie, 4 ng insgesamt für die T-13 Serie), 2 [ig induzierter 12S mRNS (oder 10 ng nicht induzierter Poly(A)-mRNS), 0,5 mM dATP, dCTP, dTTP, 200 |iCi (a32P)dCTP (Amersham, 2—3000 Ci/mmole) und 60 Einheiten reverser Transkriptase (Bethesda Research Laboratories). Das Produkt wurde von nicht-markiertem Material durch Gelfiltrationen an einer 10 ml-SephadexBG-50 Säule getrennt, 30 Minuten bei 70 °C mit 0,3N NaOH, zur Zerstörung der RNS, behandelt und mit HCl neutralisiert. Die Hybridisierungen wurden wie von Kafatos et al. (Nucleic Acids Res. 7,1541 —1552 [1979]) beschrieben, durchgeführt.

E. Identifizierung der Klone pL 1 -pL30

Die Methode von Birnboim et al., Nucleic Acids Res. 7, 1513—1523 (1979), zur schnellen Isolierung von Plasmiden wurde verwendet, um 1 jag Plasmid-DNS aus jeder der 500 individuellen E. coli K-12 Stamm 294-Transformanten (vergleiche C) zu gewinnen. Jede DNS-Probe wurde denaturiert und auf Nitrocellulosefilter in dreifacher Ausführung, nach der Methode von Kafatos et al. (siehe oben), aufgebracht.

Die drei Sätze der Nitrocellulosefilter, die 500 Plasmid-proben enthielten, wurden hybridisiert mit a) induzierter cDNS, gestärkt mit einem T-l Startersatz,

b) T-13 gestarteter induzierter cDNS und c) nicht induzierter cDNS, hergestellt unter Verwendung beider Startersätze. Klone wurden als positiv angesehen, wenn sie stärker hybridisierten mit einer oder beiden der induzierten cDNS-Sonden als mit der gesamten nicht induzierten Sonde. 30 positive Klone (pLl — pL30) wurden aus den 500 zur weiteren Analyse ausgesucht.

F. Identifikation der Klone pL-31 — pL39.

Isolierung eines Plasmids (Nr. 104), das ein LelF-

Genfragment.enthielt.

Transformanten von E. coli x 1776 wurden nach der Koloniehybridisierungsmethode von Grunstein und Hog-ness (Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 72,3961 —3965 [1975]) getestet, unter Verwendung von 32P-markierter induzierter mRNS als Sonde (Lillenhaug et al., Biochemistry 15, 1858—1865 [1976]). Nichtmarkierte mRNS von nicht-indu-zierten Zellen wurde mit der Sonde in einem Verhältnis von 200:1 gemischt, um zu konkurrieren mit in dem 32P-markier-ten Präparat vorhandener nicht-induzierter mRNS. Die Hybridisierung markierter mRNS sollte vorwiegend bei Kolonien erfolgen, die induzierte Sequenzen enthalten. Drei Klassen von Transformanten wurden erhalten:

(1) 2—3% der Kolonien hybridisierten sehr stark mit 32P-mRNS,

(2) 10% hybridisierten signifikant schwächer als die erste Klasse und

(3) der Rest lieferte kein erkennbares Hybridisierungssi-gnal.

Die positiven Kolonien (Klassen (1) und (2)) wurden auf die Anwesenheit Interferon-spezifischer Sequenzen mittels eines Assays geprüft, der auf der spezifischen Hybridisierung von Interferon-mRNS an Plasmid-DNS beruht. Zunächst wurden 60 der stark positiven Kolonien (Klasse (1)) individuell in 100 ml M9-Medium, das ergänzt war mit Tetracyclin (20 ng/ml), Diaminopimelinsäure (100 |ig/ml), Thymidin (20 ng/ml) und d-Biotin (1 (ig/ml), gezüchtet. Das M9-Medium enthält pro Liter: Na2HP04 (6 g), KH2P04 (3 g), NaCl (0,5 g) und NH4C1 (1 g). Nach Autoklavieren wurde 1 ml steriles IM MgS04 und 10 ml steriles 0,01 M CaCl2 zugesetzt. Jeweils 10 der 60 Kulturen wurden zusammengefasst und die Plasmid-DNS wurde, wie von Clewell et al., Biochemistry 9,4428 — 4440 [1970], beschrieben, isoliert. 10 ng jedes Plasmid-DNS-Pools wurden mit Hindlll gespalten, denaturiert und kovalent an DBM-Papier (Diazobenzyloxyme-

thylpapier) gebunden. 1 (ig gereinigter mRNS aus induzierten Zellen wurde an jedes Filter hybridisiert. Nicht-hybridi-sierte mRNS wurde durch Waschen entfernt. Die spezifisch hybridisierte mRNS wurde eluiert und in Xenopus laevis Oozyten überführt. In diesem Assay waren alle sechs Pools negativ. Aus 59 schwach positiven Kolonien (Klasse (2)) wurden fünf Pools zu je 10 Kolonien und 1 Pool zu 9 Kolonien gebildet und nach der oben beschriebenen Methode geprüft. Unter den sechs Pools hybridisierte einer (K10) jedesmal, wenn er geprüft wurde, signifikant stärker als die übrigen. Um den spezifischen Interferon-cDNS-Klon zu identifizieren, wurde aus jeder der im Pool K10 zusammengefassten neun Kolonien Plasmid-DNS hergestellt und individuell geprüft. Zwei der neun Plasmide (Nr. 101 und 104) banden Interferon-mRNS stärker als die anderen. Aus dem Plasmid Nr. 104 wurde ein besonderes Bgl II-Restriktionsfragment, das 260. Basenpaare enthielt, isoliert, 32P-markiert nach der von Taylor et al., Biochem. Biophys. Acta 442,324—330 (1976), beschriebenen Methode und als Sonde verwendet, um 400 E. coli 294-Transformanten nach einem in situ-Kolonie-Screeningverfahren (Grunstein und Hogness, Proc. Nati. Sci. U.S.A. 72, 3961 —3965 [1975]) zu testen. Neun Kolonien (pL31 — pL39) wurden identifiziert, die in verschieden starkem Masse mit dieser Sonde hybridisierten.

Zusätzlich wurde das markierte 260-Basenpaar-Frag-ment verwendet, um 4000 E. coli 294-Transformanten in derselben Weise zu testen. 50 Kolonien konnten identifiziert werden, die in unterschiedlichem Masse mit dieser Sonde hybridisierten. Eine enthielt das LeIF G-Fragment, eine enthielt das LeIF H-Fragment und eine enthielt ein Fragment, das als LeIF Hl bezeichnet wurde (offensichtlich ein Allel von LeIF H). Die hybriden Plasmide, die erhalten wurden, wurden «LeIF G», «pLelF H», usw., bezeichnet.

G. Isolierung und Sequenzierung eines ersten vollständigen

LeIF Gens.

Plasmid DNS wurde aus allen 39 potentiellen LelF-cDNS-Klonen hergestellt und nochmals mit der gleichen 260 Basenpaare-enthaltenden DNS-Sonde getestet, unter Verwendung des Hybridisierungsprozederes von Kafatos et al. (siehe oben). Drei Plasmide (pL4, pL31, pL34) gaben sehr starke Hybridisierungssignale, vier (pL13, pL30, pL32, pL36) hybridisierten mittelmässig, während drei (pL6, pL8, pL14) nur schwach mit der Sonde hybridisierten.

Die 39 potentiellen LeIF cDNS Rekombinant-Plasmide wurden ebenfalls unter Verwendung der 32P-markierten synthetischen Undecameren (individuelle T-l Starterpools oder individuelle T-13 Starter) als Hybridisierungssonden getestet. Die Hybridisierungsbedingungen wurden so ausgewählt, dass eine perfekte Basen-Paarung notwendig war, um feststellbare Hybridisierungssignale zu erhalten (Wallace et al., Nucleic Acids Res. 6, 3543-3557 [1979]). Auf diese Weise wurde Plasmid-DNS aus den 39 Klonen nach einer Standardmethode (Clewell et al., siehe oben) hergestellt und mittels Biorad Agarose A-50 Säulenchromatographie gereinigt. Proben von je 3 ng jedes Präparats wurden durch Behandlung mit EcoRI linearisiert, mit Alkali denaturiert und auf 2 Nitrocellulosefilter getüpfelt (1,5 ng/Fleck) wie von Kafatos et al., (siehe oben) beschrieben. Die individuellen synthetischen Deoxyoligonucleotid-Starter und Starterpools wurden mit (y32 P)ATP folgendermassen phosphoryliert: 50 pmol Oligonucleotid und 100 pMol y32 P ATP (New England Nuclear, 2500 Ci/mMol) wurden mit 30 nl 50 mMol Tris-HC1,10 mMol MgCl2 und 15 mMol ß-Mercaptoethanol versetzt. Es wurden 2 Einheiten T4 Polynucleotid-Kinase zugesetzt und nach 30 Minuten bei 37 C wurden die 32P-markier-ten Starter durch Chromatographie an 10 ml Sephadex " G-50-Säulen gereinigt. Die Hybridisierungen wurden unter

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

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55

60

65

Verwendung von IO6 cpm Starter T-13C oder 3 x 106 cpm Starterpool T-1C durchgeführt und zwar bei 15 C während 14 Stunden in 6 x SSC [1 x SSC = 0,15 M NaCl, 0,015 M Natriumeitrat, pH 7,2], 10 x Denhardt's Lösung [0,2% Rinderserumalbumin, 0,2% Polyvinylpyrrolidon, 0,2% Fi-coll), wie von Wallace et al. (siehe oben) beschrieben. Die Filter wurden während 5 Minuten bei 0 °C in 6 x SSC gewaschen, getrocknet und Röntgenfilm ausgesetzt. Die Ergebnisse sind in Figur 2 für 32P-Starterpool T-13C und Starter T-1C dargestellt.

Die Plasmid-DNS aus Klon 104 lieferte bemerkenswerte Hybridisation mit Starterpool T-1C und Starter T-13C, während Hybridisation mit den anderen Undecameren nicht festgestellt werden konnte. Wie in Figur 2 dargestellt, hybridisierten verschiedene der 39 potentiellen LelF-Plasmide (pL2,4,13,17,20,30, 31,34) mit diesen beiden Sonden. Die Restriktionsanalyse zeigte jedoch, dass nur 1 der Plasmide, pL31, auch ein 260 Basenpaare-enthaltendes Bglll-Frag-ment enthielt. Pstl-Behandlung von pL31 zeigte, dass die Grösse des cDNS-Abschnittes etwa 1000 Basenpaare war.

Der gesamte Pstl Abschnitt von pL31 wurde sowohl nach der chemischen Methode von Maxam-Gilbert (Me-thods Enzymol. 65,499—560 [1980]) wie nach der Dideoxy-Kettenbruchmethode (Smith, Methods Enzymol. 65, 560—580 [1980]) durchgeführt, nachdem die Sau3a-Frag-mente in einen M13-Vektor unterkloniert worden waren. Die DNS-Sequenz ist in Figur 3 («A») gezeigt. Aus dieser Sequenz wurde die gesamte Aminosäuresequenz des LeIF A vorhergesagt, einschliesslich des Prä- oder Signalpeptids. Der erste ATG Translations-Startcodon befindet sich 60 Nukleotide vom 5'-Ende der Sequenz entfernt und wird nach 188 Codons von einem TGA Stoptriplett gefolgt. Es gibt 342 nicht übersetzte Nucleotide am 3'-Ende, die schliesslich von einer Poly (A)-Sequenz gefolgt werden. Das mutmassliche Signalpeptid (wahrscheinlich beteiligt an der Sekretion von reifem LeIF aus Leukozyten) ist 23 Aminosäuren lang. Das aus 165 Aminosäuren bestehende reife LeIF A hat ein berechnetes Molekulargewicht von 19 390. Der Figur 4 kann entnommen werden, dass die tryptischen Peptide T-l und T-13 den Aminosäuren 145—149 und 57—61 des LeIF A entsprechen. Die tatsächlichen DNS-Sequenzen, die in diesen beiden Regionen gefunden wurden, werden durch den Starterpool Tl-C und den Starter T13-C (Figur 8) dargestellt.

H. Direkte Expression von reifem Leukozyten-Interferon A

(LeIF A)

1. Allgemeines

Die Methode, nach der das reife LeIF A direkt exprimiert wurde, ist eine Variante der früher bereits für das menschliche Wachstumshormon angewandten (Goeddel et al., Nature 281, 544—548 [1979]), insofern es eine Kombination von synthetischer (N-terminal) und komplementärer DNS darstellte.

Wie in Figur 6 gezeigt, befindet sich zwischen den Codons 1 und 3 von LeIF A eine Sau3a-Restriktionsendonuc-lease-Stelle. Es wurden 2 synthetische Deoxyolinucleotide geschaffen, die einen ATG-Translations-Startcodon enthalten, den Codon für die Aminosäure 1 (Cystein) wiederherstellen und ein EcoRI kohäsives Ende schaffen. Diese Oligo-meren wurden an ein Sau3a-AvaII Fragment von pL31, das aus 34 Basenpaaren bestand, gehängt. Das entstandene 45 Basenpaare-enthaltende Produkt wurde an 2 zusätzliche DNS-Fragmente gehängt, so dass ein künstlich-natürliches Hybridgen aus 865 Basenpaaren entstand, das LeIF A kodierte und welches durch EcoRI- und Pstl-Restriktionsstel-len begrenzt ist. Dieses Gen wurde zwischen die EcoRI- und Pstl-Restriktionsstellen des Plasmids pBR322 eingefügt und lieferte das Plasmid pLelF AI.

7 657141

2. Konstruktion des Tryptophan-Kontrollelements (enthaltend den E. coli trp Promoter, Operator und die trp-Leader-Ribosomenbindungsstelle ohne die ATG-Sequenz für den Translationsbeginn). 5 Das Plasmid pGMI trägt das E. coli-Tryptophan-Operon mit der Deletion ALE1413 (Miozzari et al., J. Bacte-riology 133,1457 —1466 [1978]) und exprimiert daher ein Fusionsprotein mit den ersten 6 Aminosäuren des trp-Leaders und etwa dem letzten Drittel des trp E-Polypeptids 10 (im folgenden LE' genannt), sowie dem vollständigen trp D-Polypeptid, und zwar unter der Kontrolle des trp-Promoter-Operator-Systems. Das Plasmid (20 jxg) wurde mit dem Restriktionsenzym PvuII an 5 Stellen gespalten. Die Genfragmente wurden dann mit EcoRI-Verbindungssequenzen (be-15 stehend aus einer selbstkomplementären Polynukleotidse-quenz pCATGAATTCATG) kombiniert, um eine EcoRI-Spaltstelle für das spätere Klonieren in ein Plasmid mit einer solchen EcoRI-Spaltstelle zu schaffen. Die 20 ng der aus pGMI erhaltenen DNS-Fragmente wurden mit 10 Einheiten 20 T4 DNS-Ligase in Gegenwart von 200 pMol des 5'-phospho-rylierten synthetischen Oligonucleotids pCATGAATTCATG in 20 |il T4 DNS-Ligase-Puffer (20 mMol Tris, pH 7,6,0,5 mMol ATP, 10 mMol MgCl2, 5 mMol Dithiothreit) bei 4 °C über Nacht behandelt. Die Lösung wurde dann 10 25 Minuten auf 70 °C erwärmt. Die Verbindungssequenzen wurden mit EcoRI gespalten und die Fragmente, die nun EcoRI-Enden enthielten, wurden mittels 5% Polyacrylamid-gelelektrophorese (PAGE) aufgetrennt. Die drei grössten Fragmente wurden aus dem Gel isoliert. Dazu wurde zu-30 nächst mit Ethidiumbromid angefärbt, die lokalisierten Fragmente wurden unter UV-Licht ausgemacht und die betreffenden Regionen aus dem Gel herausgeschnitten. Jedes Gelfragment wurde mit 300 Microliter 0,1 x TBE in eine Dialysetasche gebracht und während 1 Stunde in 35 0,1 x TBE-Puffer der Elektrophorese bei 100 Volt ausgesetzt (TBE-Puffer enthält: 10,8 g Tris-Base, 5,5 g Borsäure, 0,09 g Na2EDTA in 1 Liter H20). Die wässrige Lösung wurde gesammelt, mit Phenol extrahiert, mit Chloroform extrahiert und 0,2M an Natriumchlorid gemacht. Die DNS wur-40 de nach Ethanolfallung in wässriger Lösung erhalten. Das den trp-Promoter-Operator enthaltende Gen mit EcoRI ko-häsiven Enden wurde nach der im folgenden beschriebenen Methode identifiziert, die darin besteht, dass man Fragmente in ein Tetracyclin-empfindliches Plasmid einbaut, die 45 durch Einbau eines Promoter-Operators Tetracyclin-resistent werden.

Das Plasmid pBRHI (Rodriguez et al., Nucleic Acids Res. 6, 3267 — 3287 [1979]) exprimiert Ampicillinresistenz und enthält das Gen für Tetracyclinresistenz, aber, weil kein so zugehöriger Promoter existiert, exprimiert diese Resistenz nicht. Das Plasmid ist daher Tetracyclin-empfindlich. Durch Einfügung eines Promoter-Operator-Systems an der EcoRI-Spaltstelle kann das Plasmid Tetracyclin-resistent gemacht werden.

55 pBRHI wurde mit EcoRI behandelt und das Enzym durch Phenolextraktion und Chloroformextraktion entfernt. Das nach Ethanolpräzipitation in Wasser erhaltene DNS-Molekül wurde in getrennten Reaktionsgemischen kombiniert mit jedem der drei DNS-Fragmente, die oben erhalten 60 wurden und mit T4 DNS-Ligase, wie bereits beschrieben, verbunden. Die DNS des Reaktionsgemischs wurde zur Transformation kompetenter E. coli K-12 Stamm 294-Orga-nismen nach Standardmethoden (Hershfield et al., Proc.

Nati. Acad. Sei. U.S.A. 71,3455-3459 [1974]) verwendet. 65 Die Bakterien wurden auf LB (Luria-Bertani)-Platten gebracht, die 20 (ig/ml Ampicillin und 5 (ig/ml Tetracyclin enthielten. Es wurden verschiedene Tetracyclin-resistente Kolonien ausgewählt, die Plasmid-DNS isoliert und das Vorhan

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densein des gewünschten Fragmentes durch Restriktionsenzymanalysen bestätigt. Das entstandene Plasmid wurde pBRHtrp genannt.

Ein EcoRI und BamHI Digestionsprodukt des Genoms des Hepatitis B-Virus wurde nach bekannten Methoden erhalten und in die EcoRI und BamHI Spaltstellen des Plasmids pGH6 eingefügt (Goeddel et al., Nature 281, 544 [1979]), wodurch das Plasmid pHS32 entstand. Das Plasmid pHS32 wurde mit Xbal gespalten, mit Phenol extrahiert, mit Chloroform extrahiert und der Ethanolpräzipitation unterworfen. Es wurde dann mit 1 p.1 E. coli DNS-Polymerase I, Klenow Fragment (Boehringer-Mannheim), in 30 nl Poly-merase-Puffer (50 mM Kaliumphosphat, pH 7,4,7 mM MgCl2,1 mM ß-Mercaptoethanol), enthaltend 0,1 mM dTTP und 0,1 mM dCTP, während 30 Minuten bei 0 °C und

-- T

— AGC

2 Stunden bei 37 C behandelt. Durch diese Behandlung wurde die Xbal Spaltstelle folgendermassen verändert:

5' CTAGA — 5' CTAGA —

5 3' T— 3' TCT —

Dieser lineare Rest des Plasmids pHS32 (nach Phenol- und Chloroform-Extraktion und Ethanolpräzipitation in Wasser) wurde mit EcoRI gespalten. Das grosse Plasmidfrag-io ment wurde vom kleinen EcoRI-Xbal-Fragment abgetrennt durch PAGE und nach Elektroelution isoliert. Dieses DNS-Fragment von pHS32 (0,2 ng) wurde unter ähnlichen Bedingungen wie den obenbeschriebenen an das EcoRI-Taql-Fragment des Tryptophanoperons (etwa 0,01 ng) aus ls pBRHtrp gebunden. Dabei geschieht folgendes:

—TCTAGA--—AGCTCT—

CTAGA

TCT

mit der ungewöhnlichen Basenpaarung T-C. Ein Teil des Reaktionsgemisches wurde in E. coli 294-Zellen transformiert, hitzebehandelt und auf LB-Platten, die Ampicillin enthielten, gebracht. Es wurden 24 Kolonien ausgewählt, in 3 ml LB-Medium aufgezogen und das Plasmid isoliert. Es wurde festgestellt, dass sechs davon die Xbal-Spaltstellen im E. coli ■durch katalysierte DNS-Ausbesserung und Replikation regeniert hatten in folgender Weise:

— TCTAGA - —TCTAGA —

- AG_CTCT - - AGATCT -

Diese Plasmide konnten auch mit EcoRI und Hpal gespalten werden und lieferten die erwarteten Restriktionsfragmente. Ein Plasmid, pTrpl4 bezeichnet, wurde für die Expression heterologer Peptide, wie im folgenden beschrieben, verwendet.

Das Plasmid pHGH 107 (Goeddel et al., Nature 281, 544, [1979]) enthält ein Gen für das menschliche Wachstumshormon, bestehend aus 23 synthetisch hergestellten Amino-säurecodons und 153 Aminosäurecodons, die von cDNS über reverse Transcription der mRNS erhalten wurde. Dieses Gen, obgleich es den Codon der Präsequenz des menschlichen Wachstumshormons nicht enthält, besitzt ein ATG-Translations-Startcodon. Das Gen wurde aus 10 ng pHGH 107 isoliert nach Behandlung mit EcoRI und E. coli DNA Polymerase I Klenow-Fragment, sowie dTTP und dATP, wie oben beschrieben. Nach Phenol- und Chloroformextraktion sowie Ethanolpräzipitation wurde das Plasmid mit BamHI behandelt.

Das das HGH-Gen enthaltende Fragment wurde durch PAGE und Elektroelution isoliert. Das erhaltene DNS-Fragment enthält auch die ersten 350 Nukleotide des Tetra-cyclineresistenz-verleihenden Strukturgens, aber es fehlt ihm 25 das Tetracyclin Promoter-Operator-System, so dass, wenn es anschliessend in ein Expressionsplasmid kloniert wird, diejenigen Plasmide, die diesen Abschnitt enthalten, durch die wiedergewonnene Tetracyclinresistenz identifiziert werden können. Weil das EcoRI-Ende des Fragments aufgefüllt 30 wurde nach dem Klenow-Polymerase I-Verfahren, hat das Fragment ein stumpfes Ende und ein kohäsives Ende, wodurch die richtige Orientierung gesichert ist, wenn es später in ein Expressionsplasmid eingefügt wird.

Als nächstes wurde das Plasmid pTrpl4 für den Emp-35 fang des das HGH-Gen enthaltende Fragment, das oben hergestellt wurde, vorbereitet. pTrpl4 wurde mit Xbal behandelt und die entstehenden kohäsiven Enden wurden nach dem Klenow-Polymerase I-Verfahren unter Verwendung von dATP, dTTP, dGTP und dCTP aufgefüllt. Nach Phe-40 noi- und Chloroform-Extraktion sowie Ethanolpräzipitation wurde die erhaltene DNS mit BamHI behandelt und das entstandene grosse Plasmidfragment wurde durch PAGE und Elektroelution eluiert. Dieses Fragment besass ein stumpfes und ein kohäsives Ende und erlaubte die Rekombination in 4s der richtigen Richtung mit dem das HGH-Gen enthaltenden Fragment, dessen Herstellung oben beschrieben wurde.

Das das HGH-Gen enthaltende Fragment und das pTrpl4 AXba-BamHI-Fragment wurden kombiniert und miteinander verbunden unter ähnlichen Bedingungen wie so diejenigen, die vorstehend beschrieben sind. Durch die Verbindung der aufgefüllten Xbal- und EcoRI-Enden wurden die Xbal- und EcoRI-Restriktionsstellen wieder hergestellt:

Xbal aufgefüllt EcoRI aufgefüllt HGH-Gen-Anfang

-TCTAG AATTCTATG- -TCTAGAATTCTATG-+

-AGATC TTAAGATAC- -AGATCTTAAGATAC-

Durch diese Konstruktion wurde auch das Tetracyclinresi-stenz-Gen wiederhergestellt. Weil das Plasmid pHGH 107 Tetracyclinresistenz von einem Promoter, der stromaufwärts vom HGH-Gen (Lac-Promoter) liegt, exprimiert, erlaubt das vorstehend konstruierte Plasmid, bezeichnet pHGH 207,

Xbal EcoRI

die Expression des Gens für Tetracyclinresistenz unter der 6s Kontrolle des Tryptophan-Promoter-Operators. Das erhaltene Gemisch wurde in E. coli 294 transformiert und die Kolonien wurden auf LB-Platten, die 5 ng/ml Tetracyclin enthielten, selektioniert.

9

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Das Plasmid pHGH 207 wurde mit EcoRI behandelt und ein 300 Basenpaare-enthaltendes Fragment wurde durch PAGE und Elektroelution erhalten, das den trp-Promoter, Operator und die trp-Leader-Ribosomenbindungsstelle enthielt, dem aber eine ATG-Sequenz für den Start der Translation fehlte. Dieses DNS-Fragment wurde in die EcoRI-Spaltstelle von pLelF A kloniert. Expressionsplasmide, die das so modifizierte trp-Regulon (E. coli-Operon, dem die Attenuator-Sequenz fehlt, so dass die Expression erhöht ist) können bis zu vorgegebenen Konzentrationen herangezüchtet werden in einem Medium, das genügend Tryptophan enthält, um das Promoter-Operatorsystem zu unterdrücken. Wird dann das Tryptophan entzogen und das System entblockiert, so wird das gewünschte Produkt exprimiert.

Im vorliegenden Fall und wie in Figur 6 dargestellt, wurden 250 ng des Plasmids pL31 mit Pstl behandelt und das 1000 Basenpaare-enthaltende Teilstück durch Gelelektrophorese an einem 6% Polyacrylamidgel isoliert. Es wurden etwa 40 (ig des Teilstücks aus dem Gel durch Elektroelution erhalten und in 3 gleiche Teile für die weitere Behandlung aufgeteilt: a) Eine 16 (xg-Probe des Fragments wurde teilweise gespalten mit 40 Einheiten von Bglll während 45 Minuten bei 37 °C und das Reaktionsgemisch wurde an einem 6% Polyacrylamidgel gereinigt. Etwa 2 ng des gewünschten 670 Ba-senpaare-enthaltenden Fragments wurden erhalten, b) Eine andere Probe (8 jag) des 1000 Basenpaare-enthaltenden Pstl-Bruchstücks wurde mit Avall und Bglll behandelt. 1 ng des in Figur 6 gezeigten 150 Basenpaare enthaltenden Fragments wurde nach Gelelektrophorese erhalten, c) 16 ng des 1000 Basenpaare-enthaltenden Fragments wurden mit Sau3a und Avall behandelt. Nach Elektrophorese an 10% Polyacrylamidgel wurdenetwaO,25 ng (10 pMol) des 34 Basenpaare-enthaltenden Fragments erhalten. Die zwei angegebenen Deoxyolinucleotide, 5'-dAATTCATGTGT (Fragment 1) und 5'-dGATCACACATG (Fragment 2) wurden nach der Phosphotriestermethode synthetisiert. Das Fragment 2 wurde folgendermassen phosphoryliert: 200 nl (etwa 40 pM) von (y32p) ATp (Amersham, 5000 Ci/mM) wurden zur Trockne gebracht und in 30 nl 60 mM Tris-HCl (pH 8), lOmM MgCl2,15mM ß-Mercaptoethanol, 100 pM des DNS-Fragments und 2 Einheiten T4 Polynukleotid-Kinase resuspendiert. Nach 15 Minuten bei 37 °C wurde 1 nl lOmM ATP hinzugesetzt und die Reaktion weitere 15 Minuten laufengelassen. Das Gemisch wurde dann während 15 Minuten auf 70 °C erwärmt, mit 100 pM des 5'-OH-Fragments 1 und 10 pM des 34 Basenpaare-enthaltenden Sau3a-AvaII-Frag-ments versetzt. Die Verbindung wurde bei 4 °C während 5 Stunden in 50 ml 20mM Tris-HCl (pH 7,5) lOmM Mg Cl2, lOmM Dithiothreit, 0,5mM ATP und 10 Einheiten T4 DNS-Ligase hergestellt. Das Gemisch wurde der Elektrophorese an einem 6% Polyacrylamidgel unterworfen und das 45 Basenpaare-enthaltende Produkt wurde durch Elektroelution erhalten. Etwa 30 ng (1 pM) des 45 Basenpaare-enthalten-den Produkts wurden mit 0,5 ng (5 pM) des 150 Basenpaare-enthaltenden Avall-Bglll-Fragments und 1 ng (2 pM) des 670 Basenpaare-enthaltenden Bglll-Pstl-Fragments vereint. Die Bindung wurde bei 20 °C während 16 Stunden unter Verwendung von 20 Einheiten T4 DNS-Ligase hergestellt. Die Ligase wurde dann durch Erhitzen auf 65 °C während 10 Minuten inaktiviert und das Gemisch wurde mit EcoRI und Pstl behandelt zwecks Spaltung von Polymeren des Gens. Das Gemisch wurde dann durch PAGE (6%) gereinigt. Es wurden etwa 20 ng (0,04 pM) des 865 Basenpaare-enthaltenden Produkts isoliert. Eine Hälfte davon (10 ng) wurde zwischen die EcoRI- und Pstl-Spaltstellen von pBR322 (0,3 ng) eingefügt. Die Transformation von E. coli 294 lieferte 70 Tetracyclin-resistente, Ampicillin-empfindliche Transformanten.

Die aus 18 dieser Transformanten isolierte Plasmid-DNS wurde mit EcoRI und Pstl behandelt. 16 der 18 Plasmide be-sassen ein EcoRI-Pstl-Fragment, das 865 Basenpaare lang war. 1 ng eines dieser Plasmide (pLelF AI) wurde mit EcoRI 5 behandelt und an das 300 Basenpaare-enthaltende EcoRI-Fragment (0,1 ng), das den E. coli trp-Promoter und die trp-Leader-Ribosomenbindungsstelle enthielt, gebunden. Die den trp-Promoter enthaltenden Transformanten wurden unter Verwendung einer trp-Sonde nach der Grunstein-10 Hogness Kolonie-Screening-Methode identifiziert. Eine asymmetrisch sitzende Xbal-Spaltstelle in dem trp-Fragment erlaubte die Bestimmung von Rekombinanten, in denen der trp-Promoter in der Richtung des LeIF A-Gens orientiert war.

IS

I. In vitro und in vivo Aktivität von LeIF A

Extrakte für den IF-Assay wurden folgendermassen hergestellt: 1 ml-Kulturen wurden in L-Brühe, enthaltend 5 ng/ ml Tetracyclin, bis zu einem A55o-Wert von etwa 1,0 aufge-20 zogen, dann mit 25 ml M9-Medium, enthaltend 5 ng/ml Tetracyclin verdünnt. Wenn der A550-Wert 1,0 erreicht hatte, wurden jeweils 10 ml-Proben zentrifugiert und die Zellkuchen in 1 ml 15%iger Saccharose, 50 ml-Tris-HCl (pH 8,0 und 50 mM EDTA suspendiert. 1 mg Lysozym wurde zuge-25 setzt und nach 5-minütiger Aufbewahrung bei 0 °C wurden die Zellen durch Ultrabeschallung zerstört. Es wurde 10 Minuten zentrifugiert (15 000 U/Min) und die Interferon-Aktivität im Überstand wurde bestimmt durch Vergleich mit LelF-Standard nach dem CPE-Hemmtest. Zur Bestimmung 30 der Anzahl von IF-Molekülen pro Zelle wurde eine spezifische LelF-Aktivität von 4 x 108 Einheiten pro mg verwendet.

Wie in Tabelle 1 gezeigt, liefert Klon pLelF A trp 25, in dem der trp-Promoter in der richtigen Richtung orientiert 35 ist, hohe Aktivitäten (bis zu 2,5 x 108 Einheiten pro Liter). Wie in Tabelle 2 gezeigt, verhält sich das von E. coli K-12 Stamm 294/pLeIF A trp 25 hergestellte Interferon wie authentisches Human LeIF; es ist bei pH 2 stabil und wird durch Kaninchen-anti-Human-Leukozyten-Antikörper neu-40 tralisiert. Das Interferon hat ein scheinbares Molekulargewicht von etwa 20 000.

Der Nachweis von in vivo-Aktivität von Interferon macht die Gegenwart von Makrophagen und natürlichen Killerzellen (NK) notwendig, und es scheint dass diese Zel-45 len stimuliert werden. Es war daher möglich, dass das von E. coli 294/pLeIF A 25 produzierte Interferon, das im Zellkul-tur-Assay antivirale Aktivität zeigte, an infizierten Tieren inaktiv ist. Ferner ist es durchaus möglich, dass sich die antivirale in vivo-Aktivität des bakteriell hergestellten, nicht-50 glykosylierten LeIF A von der des glykosylierten Interferons, das aus menschlichen Leukozyten gewonnen wird, unterscheidet. Es wurden daher die biologischen Aktivitäten von bakteriell hergestelltem LeIF A (2% rein) und von aus Leukozyten isoliertem LeIF (8% rein) miteinander vergli-55 chen und zwar an Hand der lethalen Enzephalomyocarditis (EMC) bei Totenkopfaffchen (Tabelle 3).

Tabelle 1

Interferon-Aktivität in Extrakten von E. coli

LelF-Mole-

E. coli K-12 Stamm 294 Zelldichte IF-Aktivität külepro 65 transformiert durch (Zellen/ml) E/ml Kultur Zelle pLelF A trp 25 3,5 x 108 36,000 9,000

pLelF A trp 25 1,8x10» 250,000 12,000

657 141

10

Tabelle 2

Vergleich der Aktivität von Extrakten aus E. coli 294/pLeIF A 25 mit Standard-LelF*)

Interferon-Aktivität (E/ml)

unbehandelt pH 2

Kaninchen-anti-H uman-Leukozy ten-Antikörper

294/pLeIF A trp

25-Extrakt 500 500 < 10

LelF-Standard 500' 500 < 10

*) Der 250,000 E/ml enthaltende Extrakt von E. coli 294/pLeIF A trp 25, der in Tabelle 1 beschrieben wird, wurde auf das 500-fache verdünnt mit Minimalmedium, so dass er eine spezifische Aktivität von 500 E/ml aufwies. Ein vorher gegen NIH-Leukozyten-Interferon-Standard titrierter Leukocyten-Interferon-Standard (Wadley Institute) wurde ebenfalls auf eine Endkonzentration von 500 E/ml verdünnt. AliquoteTeile (jeweils 1 ml) wurden mit IN HCl auf pH 2 gebracht, 52 Stunden bei 4 "C inkubiert, durch Zusatz von NaOH neutralisiert und die IF-Aktivität nach dem Standard-CPE-Hemmtest bestimmt. Aliquote Teile (25 (il) der 500 E/ml-Proben (unbehandelt) wurden mit io 25 (il Kaninchen-anti-Human-Leukozyten-Interferon während 60 Minuten bei 37 cC jnkubiert, zentrifugiert mit 12,000 x g während 5 Minuten und der Überstand getestet.

Tabelle 3

Antiviraler Effekt verschiedener LelF-Präparate gegen EMC Virus-Infektionen bei Totenkopfäffchen

Behandlung

Überlebende

Serum PFU/ml Tag 2 Tag 3

Tag 4

Kontrolle (Bakterienproteine)

Bakterielles LeIF A

LelF-Standard

0/3

3/3

3/3

Alle Affen waren männlichen Geschlechts (mittleres Gewicht 713 g) und besassen keine EMC Virus-Antikörper vor der Infektion. Die Affen wurden intramuskulär mit 100 x LD50 EMC-Virus (bestimmt an Mäusen) infiziert. Die Kontrolltiere starben 134,158 und 164 Stunden nach der Infektion. Die Interferon-Behandlung mit 106 Einheiten erfolgte intravenös und zwar —4, +2,23,29,48,72,168 und 240 Stunden nach der Infektion. Bei dem bakteriellen Leukozyten-Interferon handelte es sich um eine Säulenchromatographie-Fraktion eines Lysats aus E. coli 294/pLeIF A 25 mit einer spezifischen Aktivität von 7,4 x 106E/mg Protein. Die bei den Kontrollen verwendeten Bakterien-Proteine waren der Säulenfraktion des Lysats von E. coli 294/pBR322 bei doppelter Gesamtproteinkonzentration äquivalent. Bei dem Leukozyten-Interferon-Standard handelte es sich um durch Sendai-Virus induziertes Interferon aus normalen menschlichen Zellen, das chromatographisch auf eine spezifische Aktivität von 32 x 106E/mg Protein gereinigt war.

Die Kontrolltiere verloren das Gleichgewicht, zeigten progressive Lethargie, schlaffe Lähmung der hinteren Gliedmassen und wässerige Augen, beginnend etwa 8 Stunden vor dem Tod. Die mit Interferon behandelten Affen zeigten keine dieser Abnormalitäten: sie blieben während der gesamten Zeit aktiv und entwickelten keine Virämie. Der eine Affe der Kontrollgruppe, der innerhalb von 4 Tagen keine Virämie entwickelte, starb zuletzt (164 Stunden nach der Infektion), aber zeigte nach dem Tode hohe Virus-Titer im Herzen und Gehirn. Die Interferon-behandelten Affen entwickelten keine Antikörper gegen EMC-Viren, was 14 und 21 Tage nach der Infektion festgestellt wurde. Die Ergebnisse zeigen somit, dass der antivirale Effekt der LelF-Präparate an den infizierten Tieren lediglich der Wirkung des Interferons zugeschrieben werden kann, da die kontaminierenden Proteine des bakteriellen und des aus Leukozyten gewonnenen Interferons völlig unterschiedlich sind. Ausserdem deuten die Ergebnisse daraufhin, dass für eine in vivo antivirale Aktivität von LeIF A eine Glykosylierung nicht notwendig ist.

J. Isolierung von cDNS für weitere Leukozyten-Interferone

DNS aus dem Plasmid, das DNS für das vollständige LeIF A enthält, wurde mit Pstl herausgeschnitten, elektro-

3 x 104]

0 [10* 1,200 !-3.4x104

0 0 0 0 0

phoretisch isoliert und mit 32P markiert. Die erhaltene radioaktiv markierte DNS wurde als Sonde für das Screening 30 von zusätzlichen E. coli 294-Transformanten verwendet, die in der gleichen Weise, wie in Teil C beschrieben, erhalten wurden [nach der in-situ-Kolonie-Testmethode von Grunstein und Hogness (siehe oben)]. Die mit der Sonde hybridisierenden Kolonien wurden isoliert. Plasmid-DNS aus die-35 sen Kolonien sowie aus den zehn hybridisierenden Kolonien, die in Teil G oben erwähnt wurden, wurden durch Behandlung mit Pstl herausgeschnitten und nach drei verschiedenen Methoden charakterisiert. Zunächst wurden diese Pstl-Frag-mente durch die Abbauprodukte, die durch Behandlung mit 40 der Restriktions-Endonucleasen Bglll, PvuII und EcoRI entstanden, charakterisiert. Die Analyse erlaubte die Klassifizierung von mindestens acht unterschiedlichen Typen (LeIF A, LeIF B, LeIF C, LeIF D, LeIF E, LeIF F, LeIF G und LeIF H), dargestellt in Figur 5, wie einen Überblick 45 über die Lage der verschiedenen Restriktionsstellen relativ zu der bis jetzt bekannten Präsequenz und der kodierenden Sequenz von LeIF A gibt. Ein Typ von diesen, LeIF D, ist anscheinend identisch mit dem von Nagata et al., Nature 284, 316—320 (1980), beschriebenen LeIF.

so Ferner wurden verschiedene DNSs mit dem von Cleveland et al. (Cell 20,95—105 [1980]) beschriebenen Hybridi-sations-Selektions-Test untersucht auf ihre Fähigkeit, LelF-mRNS selektiv von Poly-A enthaltender RNS aus KG-1 Zellen zu entfernen. In diesem Test waren LeIF A, B, C und 55 F positiv. Schliesslich wurden letztere Pstl-Fragmente in Plasmide eingefügt, E. coli 294 wurde mit diesen Plasmiden transformiert und die Fragmente wurden exprimiert. Die ex-primierten Produkte, von denen man annahm, dass sie Präinterferone wären, waren im CPE-Assay auf Interferon-60 Aktivität alle positiv, wobei nur das LeIF F-Fragment geringfügige Aktivität aufwies. Im übrigen wurden alle LelF-Typen sequenziert.

K. Direkte Expression eines zweiten reifen Leukozyten-65 Interferons (LeIF B)

Die Sequenz des isolierten DNS-Fragments, welches das Gen für reifes LeIF B enthält, zeigt, dass die ersten vierzehn Nucleotide für LeIF A und B identisch sind. Folglich wurde

11

657 141

ein Fragment aus pLelF A25, das den trp-Promoter-Opera-tor, die Ribosomenbindungsstelle und den Beginn des LeIF A (=B)-Gens enthielt, isoliert und mit dem Rest der B-Sequenz in einem Expressions-Plasmid kombiniert. Die Restriktionskarten für die Pst-Fragmente von pL4 (ein Plasmid, enthaltend das LeIF B-Gen aus Figur 5) und pLelF A25 sind in den Figuren 7a und 7b dargestellt.

Um das etwa 950 (=Basenpaare) lange Sau3a-Pstl-Frag-ment aus der Sequenz, die in Figur 7a dargestellt ist, zu erhalten, waren mehrere Schritte notwendig wegen des Vorkommens weiterer, in diesem Bereich liegender Sau3a-Restriktionsstellen. Es wurde folgendermassen vorgegangen:

1. Die folgenden Fragmente wurden isoliert:

a) 110 b.p. aus Sau3a-EcoRI;

b) 132 b.p. aus EcoRI-Xba;

c) 700 b.p. aus Xba-Pst.

2. Die Fragmente (la) und (lb) wurden miteinander verbunden und mit Xba und Bglll behandelt, um Selbstpolymerisation über die Sau3a- und Xba-Enden zu verhindern (die entsprechende Sau3a-Spaltstelle lag innerhalb einer Bglll-Spaltstelle; Bglll-Schnitte hinterlassen ein Sau3a kohäsives Ende). Es wurde ein 242 b.p. enthaltendes Fragment isoliert.

3. Das Produkt von (2) wurde mit (lc) verbunden und mit Pstl und Bglll behandelt, wieder um Selbstpolymerisation zu verhindern. Ein etwa 950 b.p. enthaltendes Fragment, Sau3a-Pstl (siehe Figur 7a) wurde isoliert. Dieses Fragment enthielt denjenigen Teil des LeIF B-Gens, der keine Entsprechung beim LeIF A hatte.

4. Ein etwa 300 b.p. enthaltendes Fragment (Hindlll-Sau3a), das den trp-Promoter-Operator, die Ribosomenbindungsstelle, das ATG-Startsignal und den Cystein-Codon von LeIF A enthielt, wurde aus pLelF A25 isoliert.

5. Ein etwa 3600 b.p. enthaltendes Fragment (Pstl-Hindlll) wurde aus pBR322 isoliert. Es enthielt das Repli-kon, das Tetracyclin-Resistenz, nicht aber Ampicillin-Resi-stenz kodiert.

6. Die Fragmente, die gemäss 3,4 und 5 erhalten wurden, wurden miteinander verbunden und mit dem resultierenden Plasmid wurde E. coli K-12 Stamm 294 transformiert.

Die Transformanten wurden einem Minitest unterzogen (Birnboim et al., Nucleic Acids Res. 7,1513 — 1523 [1979]) und Plasmidproben wurden mit EcoRI behandelt. Der Abbau lieferte folgende drei Fragmente: 1) Ein EcoRI-EcoRI trp Promoter-Fragment; 2) das innere EcoRI-EcoRI-Frag-ment von pL4 und 3) das Fragment vom Translations-Startsignal bis zur EcoRI-Spaltstelle von pL4.

Im CPE-Assay zeigen Bakterienextrakte aus Klonen, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten werden, Aktivitäten von 10 x 106 Einheiten Interferon pro Liter bei A550 = 1. Ein repräsentativer Klon, der in dieser Weise hergestellt wurde, ist E. coli 294/pLeIF B trp 7.

L. Direkte Expression weiterer reifer Leukozyten Interferone (LeIF C, D, F, H,IundJ)

Weitere Genfragmente in voller Länge von anderen LelF-Typen können geschneidert und in Vektoren eingebaut werden zwecks Expression in Analogie zu der für das LeIF A beschriebenen Weise. Durch vollständige Sequenzierung in konventioneller Weise kann festgestellt werden, ob eine Restriktionsstelle genügend nahe an dem ersten Aminosäu-recodon des reifen Interferons liegt, so dass die im Teil H beschriebene Methode für die Expression von reifem LeIF A verwendet werden kann, d.h. die Eliminierung der Präsequenz durch einen Restriktionsschnitt und Ersatz der aminoendständig zusammen mit der Präsequenz verlorenen Aminosäurecodons durch Anhängen eines synthetischen DNS-Fragments. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann die folgende Methode angewandt werden. Hierbei wird das die

Präsequenz kodierende Fragment präzis an der Stelle abgetrennt, an der der Codon für die erste Aminosäure des reifen Polypeptids beginnt, und zwar dadurch, dass

1. in der Umgebung dieses Punktes die doppelsträngige DNS in einsträngige DNS übergeführt wird;

2. die im ersten Schritt gebildete einsträngige Region mit einer komplementären Starter-Sequenz einer einsträngigen DNS hybridisiert wird, deren 5'-Ende gegenüber dem Nukleotid liegt, das an die beabsichtigte Spaltstelle grenzt;

3. derjenige Teil des in 3'-Richtung des Starters liegenden zweiten Stranges, der in (1) eliminiert wurde, durch Umsetzung mit DNS-Polymerase in Gegenwart von Adenin-, Thymin-, Guanin- und Cytosin-haltigen Deoxynucleotid-triphosphaten wieder hergestellt wird und

4. die verbleibende einsträngige DNS-Sequenz, die über die beabsichtigte Spaltstelle hinausreicht, abgebaut wird.

Eine kurze synthetische DNS-Sequenz, die am 3'-Ende des kodierenden Stranges mit dem Translations-Startsignal ATG endet, kann dann verbunden werden, z. B. über stumpfe Enden, mit dem zurechtgeschnittenen Gen für die reifen Interferone. Die Gene können in ein Plasmid eingefügt und unter die Kontrolle eines Promoters und seiner zugehörigen Ribosomenbindungsstelle gebracht werden.

In ähnlicher Weise, wie es in Abschnitt K oben beschrieben ist, wurden Genfragmente, die für LeIF C und LeIF B kodieren aufgebaut, zwecks direkter Expression in Bakterien. Bei der Strategie, die zur Expression dieser weiteren Leukozyten-Interferone führte, wurde in jedem Falle auf das etwa 300 Basenpaare-enthaltende Fragment (Hindlll-Sau3a), das den trp-Promoter-Operator, die Ribosomenbindungsstelle, das ATG Startsignal und den Cystein-Codon von LeIF A aus PLelF A25 enthielt, zurückgegriffen. Dieses Fragment wurde kombiniert mit den Fragmenten anderer Interferone, die die entsprechenden Aminosäuresequenzen, die auf den allen gemeinsamen Cysteinrest folgen, kodieren. Jedes erhaltene Plasmid wurde zur Transformation von E. coli K-12 Stamm 294 verwendet.

Für die einzelnen Gene waren folgende Schritte notwendig:

LelFC

Isolierung der folgenden Fragmente aus pLelF C:

(a) ein 35 Basenpaare-enthaltendes Fragment Sau 3a—Sau 96;

(b) ein mehr als 900 Basenpaare-enthaltendes Fragment Sau 96—Pst I;

(c) Isolierung eines etwa 300 Basenpaare-enthaltenden Fragments (Hind III—Sau3a) aus pLelF A-25, wie in Teil K (4) oben beschrieben;

(d) Isolierung des etwa 3600 Basenpaare-enthaltenden Fragments aus Abschnitt K (5) oben.

Konstruktion:

(1) Verbindung von (a) mit (c). Spaltung mit Bglll, Hindlll und Isolierung des etwa 335 Basenpaare-enthaltenden Produktes.

(2) Verbindung der unter (1), (b) und (d) erhaltenen Bruchstücke und Transformierung von E. coli mit dem resultierenden Plasmid.

Ein repräsentativer Klon der auf diese Weise erhalten wurde, ist E. coli K-12 Stamm 294/pLeIF C trp 35.

LelFD

Aus pLelF D wurden isoliert:

a) ein 35 Basenpaare-enthaltendes Fragment (Sau3a-Avall);

b) ein 150 Basenpaare-enthaltendes Fragment (Avall-Bglll) und

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

657 141

c) ein etwa 700 Basenpaare-enthaltendes Fragment (BglH-Pstl).

Aus pLelF A25 wurde isoliert:

d) ein 300 Basenpaare-enthaltendes Fragment (Hindlll-Sau3a).

Aus pBR322 wurde isoliert:

e) ein etwa 3600 Basenpaare-enthaltendes Fragment (Hindlll-Pstl).

Konstruktion

(1) Die Verbindung von (a) mit (b), Spaltung mit Bglll und Reinigung liefert ein 185 Basenpaare-enthaltendes Produkt.

(2) Die Verbindung von (1) mit (d), Spaltung mit Hindlll und Bglll und Reinigung liefert ein etwa 500 Basenpaare enthaltendes Produkt.

(3) Die Fragmente (2), (c) und (e) wurden miteinander verbunden und E. coli mit dem erhaltenen Plasmid transformiert.

Ein in dieser Weise erhaltener repräsentativer Klon ist E. coli K-12 Stamm 294/pLeIF D trp 11.

LelFF

Bei der Konstruktion eines vollständigen LeIF F Gens und der direkten Expression des entsprechenden Interferons kann man sich die Homologie der Aminosäuren 1 — 13 zwischen LeIF B und LeIF F zunutze machen. Ein den trp Promoter enthaltendes Fragment (A) mit geeignet konstruierten Enden wird aus pHGH207 erhalten, das oben beschrieben ist, über die Behandlung mit Pst I und Xba I und anschliessende Isolierung eines ca. 1050 Basenpaaren enthaltenden Fragments. Ein zweites Fragment (B) steht in dem grösseren der beiden durch Behandlung des Plasmids pHky 10 mit Pstl und Bglll entstandenen Fragmente zur Verfügung. Das Fragment A enthält etwa das halbe die Ampicillinresistenz kodierende Gen, während Fragment B den Rest dieses Gens und das vollständige Gen für die Tetracyclinresistenz bis auf den zugehörigen Promoter enthält. Die Fragmente A und B werden mittels T4 Ligase kombiniert und das erhaltene Produkt wird mit Xbal und Bglll behandelt, um Dimerisierun-gen auszuschliessen. So entsteht das Fragment (c), welches

1

Met Cys

ATG TGT . . | . .

Sau3a ,

das die 166 Aminosäuren des LeIF H kodiert.

6. pLelF A trp 25 wird zunächst mit Xbal, dann mit DNA Polymerase I und schliesslich mit Pst I behandelt. Das resultierende grosse Fragment kann isoliert und mit dem Produkt aus (5) verbunden werden zu einem Plasmid, mit dem E. coli K-12 Stamm 294 oder ein anderes Bakterium transformiert werden kann, das dann in der Lage ist, reifes LeIF H zu exprimieren.

LelFI

Die von Lawn et al., (Cell 15,1157 1978) konstruierte Genbibliothek des menschlichen Genoms im Phagen R Cha-ron 4A wurde nach Leukozyten-Interferon-Genen untersucht, wobei die von Lawn et al. (siehe oben) und Maniatis et al. (Cell 15, 687 [1978]) angegebenen Verfahren verwendet wurden. Eine von der cDNS des LeIF A-Klons abgeleitete radioaktive LelF-Sonde wurde verwendet, um etwa 5000,000 Plaques zu testen. Sechs LelF-Klone wurden bei den trp Promoter-Operator, sowie die Gene für die Tetracyclin- und Ampicillin-Resistenz enthält.

Ein Fragment (d) mit etwa 580 Basenpaaren wird durch Behandlung von pLelF F mit Avall und Bglll erhalten. Dieses Fragment enthält die Codons für die Aminosäuren 14-166 von LeIF F.

Ein Fragment (e) (49 Basenpaare) wird durch Behandlung von pLelF B mit Xbal und Avall erhalten. Dieses Fragment kodiert die Aminosäuren 1 — 13 von LeIF F.

Die Fragmente (c), (d) und (e) werden in Gegenwart von T4 Ligase miteinander verbunden. Die kohäsiven Enden der entsprechenden Fragmente sind so beschaffen, dass das entstehende Plasmid in der richtigen Weise gebildet wird, wobei das Gen für Tetracyclin-Resistenz unter die Kontrolle des trp Promoter-Operators gebracht wird, zusammen mit dem Gen für reifes LeIF F, so dass die damit transformierten Bakterien auf Grund ihrer Tetracyclin-Resistenz selektio-niert werden können. Ein auf diese Weise erhaltener repräsentativer Klon ist E. coli K-12 Stamm 294 pLelF F trp 1.

LelFH

Das für die Expression von reifem LeIF H geeignete Gen kann folgendermassen hergestellt werden:

1. Plasmid pLelF H wird der Behandlung mit Haell und Rsal unterworfen und ein 816 Basenpaare-enthaltendes Fragment wird isoliert, welches den Bereich von der Aminosäure 10 des Signalpeptids bis zur 3' nicht codierenden Region kodiert.

2. Das Fragment wird denaturiert und der Reparatursynthese mit dem Klenow-Fragment der DNA Polymerase I (Klenow et al., Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 65,168 [1970]) unterworfen, bei der der synthetische Deoxyribooligonucleo-tid-Starter 5'-dATG TGT AAT CTG TCT verwendet wird.

3. Das erhaltene Produkt wird mit Sau3a gespalten und ein 452 Basenpaare-enthaltendes Fragment, das die Aminosäuren 1 — 150 kodiert, wird isoliert.

4. Die Behandlung von pLelF H mit Sau3a und Pstl und die Isolierung eines 500 Basenpaare-enthaltenden Fragments führt zu einem Gen, das die Aminosäuren 150 bis zum Ende der Sequenz kodiert.

5. Die in (3) und (4) isolierten Fragmente werden verbunden zu dem folgenden Fragment

166

Asp Stop

GAT TG A Pst I,

diesem Screening erhalten. Nach nochmaligem Screening und Plaque-Reinigung wurde einer dieser Klone, HLeIF2, für die weitere Analyse ausgewählt.

Unter Verwendung der oben beschriebenen Methode können andere Sonden verwendet werden, um weitere pLelF-Klone aus dem menschlichen Genom zu isolieren. Diese wiederum können verwendet werden, um weitere Leu-kozyten-Interferon-Proteine gemäss der vorliegenden Erfindung herzustellen.

1. Das 2000 Basenpaare-enthaltende EcoRI-Fragment des Klons HLeIF2 wurde an der EcoRI-Spaltstelle in pBR325 kloniert. Das resultierende Plasmid LeIF E wurde mit EcoRI gespalten und das 2000 Basenpaare-enthaltende Fragment isoliert. Das Deoxyoligonukleotid dAATTCTG-CAG (ein EcoRI—Pstl-Konverter) wurde an das 2000 Basenpaare-enthaltende EcoRI-Fragment gebunden und das resultierende Fragment mit Pstl gespalten, so dass man ein 2000 Basenpaare-enthaltendes Fragment mit Pstl-Enden er12

5

10

15

20

25

30

3S

40

55

60

65

13

657 141

hielt. Dieses wurde mit Sau96 gespalten und ein Fragment aus 1100 Basenpaaren wurde isoliert, welches ein Pstl- und ein Sau96-Ende besass.

2. Das Plasmid pLelF C trp 35 wurde mit Pstl und Xbal behandelt. Das grosse Fragment wurde isoliert.

3. Das kleine Xbal-Pstl-Fragment aus pLelF C trp 35 wurde mit Xbal und Sau96 behandelt. Ein 40 Basenpaare-enthaltendes Xbl-Sau96-Fragment wurde isoliert.

4. Die unter (1), (2) und (3) isolierten Fragmente wurden verbunden zu dem Plasmid pLelF I trp 1.

LelFJ

1. Das Plasmid pLelF J enthält ein aus 3800 Basen bestehendes Hindlll-Fragment des menschlichen Genoms, welches die LeIF J Gensequenz umfasst. Ein 760 Basenpaare-enthaltendes Ddel-Rsal-Fragment wurde aus diesem Plasmid isoliert.

2. Das Plasmid pLelF B trp 7 wurde mit Hindlll und Ddel gespalten und ein 340 Basenpaare-enthaltendes Hindlll-Ddel-Fragment isoliert.

3. Das Plasmid pBR322 wurde mit Pstl gespalten, die Enden wurden abgespalten durch Inkubation mit DNA-Polymerase I (Klenow Fragment) und schliesslich wurde mit Hindlll behandelt. Das grosse, etwa 3600 Basenpaare-enthaltende Fragment wurde isoliert.

4. Die Fragmente aus (1), (2) und (3) wurden miteinander verbunden zu dem Plasmid pLelF J trp 1.

M. Reinigung

Der Leukozyten-Interferon-Gehalt von Bakterienextrakten kann durch die folgenden Massnahmen in der angegebenen Reihenfolge erhöht werden:

1. Polyethyleniminfällung, bei der der grösste Teil der cellulären Proteine, einschliesslich des Interferons, im Überstand verbleibt.

2. Ammoniumsulfatfraktionierung, wobei das Interferon bei einer Sättigung von 55% mit Ammoniumsulfat aus der Lösung ausfallt.

3. Suspendierung des Ammoniumsulfatkuchens in 0,06 M Kaliumphosphat, 10 mM Tris-HCl (pH 7,2) und Dialyse gegen 25 mM Tris-HCl (pH 7,9), wobei die Interferonaktivität in der Lösung bleibt.

4. Chromatographie des Überstandes, auf ein pH von 8,5 eingestellt, an einer DEAE-Cellulose-Säule (Elution mit einem linearen Gradienten von 0 bis 0,2 M NaCl in 25 mM Tris-HCl, pH 8,5).

5. Adsorption an Cibachrom Blau-Agarose bzw. Hy-droxylapatit und Elution mit 1,5 M KCl bzw. 0,2 M Phosphatlösung (fakultativ).

6. Fraktionierung an einer Sephadex® G-75 Säule.

7. Kationenaustauschchromatographie an CM-Cellulose in 25 mM Ammoniumacetat bei pH 5,0 mit einem Ammo-niumacetatgradienten (bis zu 0,2 M Ammoniumacetat).

Nach dem vorstehend angegebenen Verfahren erhält man ein Material von einer Reinheit mit über 95%.

Das Material kann auch gereinigt werden durch Grössenausschluss-Chromatographie, HPLC an umgekehrten Phasen (RP-8) oder Affinitätschromatographie an immobilisierten Antiinterferon-Antikörpern.

Ferner kann das nach Absatz 4 oben erhaltene Material auf eine Säule monoklonaler Antikörper gebracht werden, die, wie von Milstein in Scientific American 243, 66 (1980) beschrieben, hergestellt wird und mit 0,2 M Essigsäure, 0,1 % Triton und 0,15 M NaCl eluiert werden.

In einem anderen, bevorzugten Verfahren kann das erhaltene Interferon folgendermassen gereinigt werden:

1. Gefrorenes Zellmaterial wird mechanisch zerkleinert. Die teilweise aufgetauten Zellen werden in dem vierfachen

Volumen des Puffers A, enthaltend 0,1 M Tris (pH 7,5 — 8,0), 10% (w/v) Saccharose, 0,2 M NaCl, 5 mM EDTA, 0,1 mM PMSF und 10 — 100 mM MgCl2, suspendiert. Die Suspension wird dann 2 x bei 4 °C unter einem s Druck von etwa 400 und weniger als 70 Atmosphären durch einen Homogenisator gegeben und schliesslich in einem Eisbad gekühlt.

2. Dem Homogenisat wird langsam Polyethylenimin bis zu einer Konzentration von etwa 0,35% zugesetzt. Das Ge-

io misch wird stehengelassen und die Feststoffe werden durch Zetrifugieren und Filtration getrennt. Bei diesem Schritt wird die Temperatur unter 10 °C gehalten. Der Überstand (bzw. das Filtrat) wird durch Ultrafiltration auf etwa ein Zehntel des ursprünglichen Volumens konzentriert. Die Lois sung wird notfalls noch einmal durch eine mikroporöse Membran filtriert.

3. Die klare Lösung wird direkt auf eine Säule monoklonaler Antikörper bei einer Durchflussrate von 5—8 cm/ Stunde (z.B. 25—40 ml pro Stunde bei einem Säulendurch-

20 messer von 2,6 cm) gegeben. Es wird mit dem etwa zehnfachen Säulenvolumen einer Lösung, die 25 mM Tris-HCl (pH 7,5—8,5), 0,5 M NaCl und 0,2% eines Detergenzes, wie Triton X-100 enthält, gewaschen. Anschliessend wird mit dem etwa zehnfachen Säulenvolumen einer Lösung, die 0,15 M 25 NaCl und 0,1% eines Detergenzes, wie Triton X-100, enthält gespült. Die Säule wird dann mit 0,2 M Essigsäure, enthaltend 0,1% eines Detergenzes, wie Triton X-100, eluiert. Die proteinhaltigen Fraktionen werden zusammengefasst und mit 1 N NaOH oder 1,0 M Tris-Base auf einen pH von etwa 30 4,5 gebracht.

4. Diese Fraktion wird dann auf einen Kationenaustauscher, beispielsweise Whatmann CM52-Cellulose, der vorher mit einem geeigneten Puffer, beispielsweise Ammoniumacetat, pH 4,5 (50 mM), äquilibriert wurde, gebracht. Es wurde

35 dann mit dem Puffer so lange gewaschen, bis die UV-Absorption im Eluat konstant war. Die Säule wurde dann mit 25 mM Ammoniumacetat/0,12 M Natriumchlorid eluiert und das Eluat wurde in üblicherweise aufgearbeitet.

Die in der bevorzugten Ausführungsform verwendeten 40 monoklonalen Antikörper können nach dem von Staehelin et al., Proc. Nati. Acad. Sei. U.S.A. 78,1848-52 (1981) beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Die Reinigung und Bindung der monoklonalen Antikörper an Affigel-10 wird im folgenden beschrieben.

45

Gewinnung und Reinigung monoklonaler Antikörper aus Aszites-Flüssigkeit

Fünf weibliche Balb/c Mäuse wurden jeweils mit 5—10 x 106 Hybriddomzellen aus der Mitte der logarithmi-50 sehen Wachstumsphase inokuliert. Weitere Mäuse (10 oder mehr)wurdenjeweilsmit5 x 106 lebensfähigen Zellen, die aus der von inokulierten Mäusen hergestellten Flüssigkeit gewonnen wurden, intraperitoneal inokuliert.

Die Aszites-Flüssigkeit jeder Maus wurde gesammelt. 55 Die Flüssigkeit wurde zunächst 15 Minuten mit 500—1000 x g und dann 90 Minuten mit 18 000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert. Der Überstand wurde gefroren und bei —20 °C aufbewahrt. Nach dem Auftauen wurde weiteres festes Material durch 90 minütiges Zentrifu-6o gieren mit 35 000 Umdrehungen pro Minute entfernt. Die von jeder Maus erhaltenen einzelnen Batches wurden auf spezifische Antikörperaktivität nach einem Festphasenanti-körperbindungstest (Staehelin et al., siehe oben) getestet und, wenn möglich, zusammengefasst. 65 Die Proteinkonzentrationen der Lösungen wurden annäherungsweise bestimmt, wobei man davon ausging, dass in einer 1 cm-Küvette 1 mg Protein eine Absorption von 1,2 bei 280 nm lieferte. Aszites-Flüssigkeiten mit einem hohen Anti

657 141

körpergehalt enthielten 30—35 mg Protein/ml. Dies entspricht etwa 4—7 mg spezifischem Antikörper/ml. Die Flüssigkeit wurde verdünnt mit PBS (0,01 M Natriumphosphat, pH 7,3,0,15 M NaCl) auf eine Proteinkonzentration von 10—12 mg/ml.

Zu je 100 ml der verdünnten Lösungen wurden bei 0 'C unter starkem Rühren langsam 90 ml von bei Zimmertemperatur gesättigter Ammoniumsulfatlösung gegeben. Die Suspension wurde während 40—70 Minuten in Eis aufbewahrt, dann während 15 Minuten bei 4 °C mit 10 000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert. Der Überstand wurde dekantiert. Der Proteinkuchen wurde in 0,02 M Tris-HCl (pH 7,9)/0,04 M NaCl (Puffer I) gelöst und die Proteinlösung während 16—18 Stunden bei Raumtemperatur gegen 100 Volumina des Puffers I dialysiert. Die dialysierte Lösung wurde 10 Minuten mit 15 000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert. Etwa 30—35% des ursprünglichen Gesamtproteingehalts der Aszites-Flüssigkeit wurde wiedergefunden mittels Messung der Absorption bei 280 nm.

Eine Lösung, enthaltend 30—40 mg Protein/ml wurde dann auf eine DEAE-Cellulosesäule, die mit Puffer I äquilibriert war, gegeben, wobei für jeweils 1 g Protein mindestens ein Säulenvolumen von 100 ml verwendet wurde. Der Antikörper wurde von der Säule mit einem linearen NaCl-Gradienten (0,04 M -0,5 M) in 0,02 M Tris-HCl (pH 7,9) eluiert. Die Fraktionen mit einem NaCl-Gehalt von 0,06-0,1 M wurden zusammengefasst, konzentriert und mit bei Zimmertemperatur gesättigter Ammoniumsulfatlösung versetzt. Es wurde zentrifugiert, der Proteinkuchen wurde in 0,2 M NaHC03 (pH etwa 8,0)/0,3 M NaCl (Puffer II) gelöst und bei Raumtemperatur gegen diesen Puffer dialysiert. Die dialysierte Lösung wurde 15 Minuten lang mit 20 000 x g zentrifugiert und der Proteingehalt wurde auf20—25 mg/ml mit Puffer II eingestellt.

Herstellung von Immunadsorbentien

Affigel-10 (BioRad Laboratories, Richmond, Kalifornien) wurde auf einem gesinterten Glasfilter dreimal mit eiskaltem Isopropanol und dreimal mit eiskaltem destilliertem Wasser gewaschen. Das Gel, das noch etwa 50% Wasser enthielt, wurde in Plastikröhrchen übergeführt und durch

14

kurzes Zentrifugieren sedimentiert. Der Überstand wurde verdunstet. Das gepackte Gel wurde mit einem gleichen Volumen gereinigter Antikörperlösung gemischt und während 5 Stunden bei 4 "C Ende-über-Ende rotieren gelassen. Nach 5 der Reaktion wurde das Gel zentrifugiert und zweimal mit Puffer III (0,1 M NaHCC>3/0,15 M NaCl) gewaschen, um nicht-gebundene Antikörper zu entfernen. Die Proteinbestimmung zeigte, dass mehr als 90% des Antikörpers an das Gel gebunden worden war.

io Um noch freie, reaktive Bindungsstellen abzusättigen, wurde das Gel mit einem gleichen Volumen 0,1 M Ethanol-amin-HCl (pH 8) gemischt und während 60 Minuten bei Raumtemperatur Ende-über-Ende rotieren gelassen. Schliesslich wurde das Gel mit PBS gewaschen und bei 4 °C ls in PBS in Gegenwart von 0,02% (w/v) Natriumazid aufbewahrt.

N. Parenterale Applikation

LeIF kann parenteral verabreicht werden an Individuen, 20 die eine Antitumor- oder antivirale Behandlung benötigen und an solche, die immunsuppressive Zustände aufweisen. Die Dosierung der Interferone kann sich an die des zur Zeit in klinischer Prüfung befindlichen Materials, das aus menschlichen Leukozyten gewonnen wurde, anlehnen und 25 kann z.B. etwa 1 — 10 x 106 Einheiten pro Tag, im Fall von Material mit einer Reinheit, die grösser ist als 1 %, bis zu etwa 5 x 107 Einheiten pro Tag betragen.

Ein für die parenterale Applikation geeignetes Präparat kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass man 30 3 mg bakteriell hergestelltes LeIF mit einer spezifischen Aktivität von etwa 2 x 108 Einheiten pro mg in 25 ml 5 N humanem Serumalbumin löst, die Lösung durch ein bakteriologisches Filter gibt und die filtrierte Lösung aseptisch in 100 Ampullen abfüllt, von denen jede 6 x 106 Einheiten reines 35 Interferon enthält. Die Ampullen werden vorzugsweise in der Kälte (—20 °C) aufbewahrt.

Die Herstellung pharmazeutischer Präparate, die reife Human-Leukozyten-Interferone enthalten, kann nach den allgemein bekannten Methoden der Galenik unter Verwen-40 dung der üblichen Hilfs- und Trägermaterialien, wie sie in der einschlägigen Literatur beschrieben sind, erfolgen.

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10 Blatt Zeichnungen

Claims (25)

1. 657 141

   PATENTANSPRÜCHE

   1. DNS-Sequenzen, die die Aminosäuresequenz eines reifen Human-Leukozyten-Interferons ohne Präsequenz codieren.
2. 2. DNS-Sequenzen, die die Aminosäuresequenz eines aminoendständig um Methionin verlängerten reifen Human-Leukozyten-Interferons codieren.
3. 3. DNS-Sequenzen, die die Aminosäuresequenz eines aminoendständig um ein abspaltbares Konjugat oder mikro-bielles Signalprotein verlängerten reifen Human-Leukozy-ten-Interferons codieren.-
4. 4. DNS-Sequenzen gemäss einem der Ansprüche 1—3, die eine die Aminosäuresequenz Cys-Ala-Trp-Glu-Val-Val-Arg-Ala-Glu-Ile-Met-Arg-Ser codierende Partialsequenz enthalten.
5. 5. DNS-Sequenzen gemäss einem der Ansprüche 1—3, die Codons enthalten, die die in Zeile «All» der Figur 4 angegebenen Aminosäuren an den entsprechenden Stellen der Aminosäuresequenz codieren.
6. 6. DNS-Sequenzen gemäss einem der Ansprüche 1—3, die ein Polypeptid aus der Gruppe der Human-Leukozyten-Interferone A, B, C, D, F, H, I und J codieren.
7. 7. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon A codieren.
8. 8. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon B codieren.
9. 9. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon C codieren.
10. 10. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon D codieren.
11. 11. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon F codieren.
12. 12. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon H codieren.
13. 13. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon I codieren.
14. 14. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1, die Human-Leukozyten-Interferon J codieren.
15. 15. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1 wie in der Figur 3 dargestellt, die für die Human-Leukozyten-Interferone A,

    B, C, D, F und H codieren.
16. 16. DNS-Sequenzen gemäss Anspruch 1 wie in der Figur 8 dargestellt, die für die Human-Leukozyten-Interferone A,

    C, H, I und J codieren.
17. 17. DNS-Sequenzen, die die Aminosäuresequenz eines Human-Leukozyten-Interferons gemäss einem der Ansprüche 1 — 16 kodieren und operabel verbunden sind mit einer DNS-Sequenz, die die für die Expression notwendigen Signale enthält.
18. 18. Replikable mikrobielle Vektoren, mit einer DNS-Sequenz gemäss einem der Ansprüche 1 — 16.
19. 19. Vektoren gemäss Anspruch 18, die Plasmide sind.
20. 20. Mikroorganismen die mit einem Vektor gemäss einem der Ansprüche 18 — 19 transformiert sind.
21. 21. Transformierte Bakterien als Mikroorganismen nach Anspruch 20.
22. 22. Ein Stamm von E. coli als Mikroorganismus nach Anspruch 20.
23. 23. E. coli K-12 Stamm 294 als Mikroorganismus nach Anspruch 20.
24. 24. Verfahren zur Herstellung eines Mikroorganismus gemäss Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Mikroorganismus mit einem replikablen Vektor gemäss einem der Ansprüche 18—23 transformiert und kultiviert.
25. 25. Verfahren zur Herstellung eines replikablen Vektors gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man eine codierende DNS-Sequenz gemäss einem der Ansprüche

    1 — 16 operabel mit einer DNS-Sequenz, die die für die Expression notwendigen Codons enthält, verbindet.