マラリアワクチン開発へ向けての抗原・抗体分子複合体のX線構造研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01044086
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 冨田 研一 大阪大学, 薬学部, 教授 (30028831)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): AKANMORI Bar ガーナ大学, 野口記念医学研究所 (ガーナ,レゴン), 研究員 ; POLJAK Robe パスツール研究所, 兔疫構造部門, 教授 ; 小俣 吉孝 帯広畜産大学, 原虫病分子免疫研究センター, 助手 (10132987) ; 上杉 晴一 大阪大学, 薬学部, 助教授 (70028851) ; 箱嶋 敏雄 大阪大学, 薬学部, 助手 (00164773) ; 藤井 敏 大阪大学, 薬学部, 助教授 (10107104)
• Keywords: マラリアワクチン / マラリア原虫表皮蛋白質 / 融合蛋白質抗原 / モノクロ-ナル抗体 / 抗原・抗体複合体 / X線結晶構造解析

Research Abstract

マラリアワクチン開発のため、昨年度に引続きマラリア原虫表皮蛋白質中の抗原決定基(繰返しアミノ酸配列部位および本年度はT細胞結合部位を組込んだものを用いる)を遺伝子工学的手法で他の蛋白質(ヒト成長ホルモン)との融合蛋白質として大腸菌で大量生産し、この融合蛋白質を抗原とするモノクロ-ナル抗体を作り、抗原・抗体複合体あるいは抗原・Fab(またはFυ)複合体の分子構造をX線構造解析法によって決定することを目的として、国際共同研究を行い、今年度は次のような成果をあげることができた。
(1)繰返しアミノ酸配列部位を有する融合蛋白質を抗原として兔疫したBALB/Cマウスの脾臓細胞と骨髄腫瘍細胞とからモノクロ-ナル抗体が2種(IIIE2Cおよび4A6)得られた。この抗体IgGをパパインで限定分解してFab部位を精製し、種々の沈殿剤を用いて結晶化を試みた。現在、微小な柱状結晶が得られているので、このFabと融合蛋白質抗原とで複合体結晶を作る予定である。
(2)研究代表者冨田および分担者小俣は、フランスパスツ-ル研究所免疫構造部門R.J.Poljak教授らとモノクロ-ナル抗体(IIIE2C)産生ハイブリド-マ細胞からのmRNAを鋳型にして、cDNAを合成した。得られたcDNAの中からFab部H鎖をコ-ドするDNAをPCR法で増幅した。このDNAをプラスミドに組入れ、形質転換して2個のコロニ-が得られた。今後このコロニ-をもとに、DNA配列を決定する計画である。DNA配列からFab部のアミノ酸配列が決定されると、抗原・Fab複合体の三次元構造をX線解析する際に大いに役立つと考えられる。
(3)分担者B.D.AkanmoriおよびG.E.Armahは、ガ-ナ大学野口記念医学研究所で、上記モノクロ-ナル抗体のヒトマラリアスポロゾイトへの反応性を検討中である。

Research Products

• [Publications] G.E.Armah,S.Nishikawa,C.Kondo and K.Tomita.: "The synthesis,cloning and expression of a repeating segment of the circumsporozoite surface protein of Plasmodium falciparum." Nucleic Acids Res.,Symposium Series,. 19. 165-169 (1988)
• [Publications] 冨田 研一: "蛋白質工学:X線による蛋白質の高次構造解析" 実験医学. 6. 488-493 (1988)
• [Publications] G.E.Armah,S.Nishikawa,S.Miki,Y.Omata,T.Nakabayashi and K.Tomita.: "Conformation and immunogenicity of engineered repeating segment of the circumsporozoite surface protein of Plasmodium falciparum." Mol.Biochem.Parasitol.,. 38. 135-140 (1990)
• [Publications] M.I.Ramos,Y.Omata,M.Igarashi and T.Nakabayashi: "Common Plasmodium falciparum antigen detected in in vitro culture supernatant." Ann.Trop.Med.Parasitol.,. 82. 393-395 (1988)
• [Publications] M.I.Ramos,Y.Omata,M.Igarashi and T.Nakabayashi: "Plasmodium falciparum: characterization of a 33ーkDa soluble antigen." Experimental Parasitology,. 68. 297-307 (1989)
• [Publications] Y.Omata,H.Oikawa,M.Kanda,K.Mikazuki,T.Nakabayashi and N.Suzuki.: "Experimental feline toxoplasmosis : Humoral immune responses of cats inoculated orally with Toxoplasma gondii cysts and oocysts." Jap.J.Vet.Sci.,. 52. 865-867 (1990)
• [Publications] G.Boulot,V.Guillon,R.A.Mariuzza,R.J.PolJak,M.M.Riottot and D.Tello.: "Crystallization of antibody fragments and their complexes with antigen." Journal of Crystal Growth,. 90. 213-221 (1988)
• [Publications] P.M.Alzari,M.B.Lascombe,and R.J.Poljak.: "Threeーdimensional structure of antibodies." Annual Reviews of Immunology. 6. 555-580 (1988)
• [Publications] G.A.Bentley,P.M.Alzari,A.G.Amit,G.Boulot,V.G.Chittarra,T.Fischmann,R.J.Poljak and D.Tello.: "Studies of structure and structure and specificity of some antigenantibody complexes." Phil.Trans.Royal Soc.London,. B323. 487-494 (1989)
• [Publications] G.A.Bentley,T.N.Bhat,G.Boulet,T.Fischmann,J.Navaza and R.J.Poljak.: "Immunochemical and crystallographic studies of antibody D1,3 in its free,antigenーliganded and idiotopeーbound states." Cold Spring Harbor Symposium,Quant.Biol.,. 54. 239-245 (1990)
• [Publications] T.N.Bhat,G.A.Bentley,T.O.Fischmann,G,Boulet and R.J.Poljak.: "Small rearrangements in structure of Fv and Fab fragments of antibody D1,3 on antigen binding." Nature,. 347. 483-485 (1990)
• [Publications] G.A.Bentley,G.Boulet,M.M.Riottot and R.J.Poljak.: "Threeーdimensional structure of an idiotopeーantiーidiotope complex." Nature,. 348. 254-257 (1990)
• [Publications] G.E.Armah,S.Nishikawa,C.Kondo,S.Miki,H.Nakabayashi and K.Tomita.: "in “Protein EngineeringーProtein Design in Basic Research,Medicine and Industry",p.p.69ー74.(ed.M.Ikehara)" Japan scientific Society Press/Springer Verlag(Tokyo,Berlin)., 1-355 (1991)
• [Publications] 冨田 研一: "“核酸・蛋白質の構造情報"内田久雄編 共著 P.P. 87ー116." 東大出版会, 1-255 (1989)