[发明专利]蛋白质在细菌及其衍生小泡表面展示的组合物和方法及其用途

说明书

本发明涉及蛋白质在细菌及其衍生小泡表面展示的组合物和方法及其用途。本发明涉及用于在细胞表面和细胞小泡表面展示蛋白质和多肽的组合物和方法。本文还公开了利用本发明的细胞表面展示系统用于递送药物和疫苗的方法和组合物。

本申请是以下申请的分案申请：申请日：2008年5月21日；申请号：201610183768.6；发明名称：同上。

本申请要求2007年5月22日申请的美国临时专利申请顺序号60/939,506的权益。

本申请的主题在美国国立卫生研究院(United States Government under theNational Institutes ofHealth)资助号NIBIB R21 EB005669的支持下进行。美国政府享有一定的权利。

技术领域

本发明涉及蛋白质和多肽在细胞表面和细胞小泡表面展示的组合物和方法。

背景技术

蛋白质易位是对所有生命都十分重要的高度保守的过程。毒力因子向细胞外分泌是侵入细菌用来建立定居生态位、与宿主细胞连通以及调节宿主防御和反应的一种策略。细菌蛋白质分泌系统以单一蛋白质或其它小蛋白质复合物的膜易位为特征，只有少数例外(Christie等，“Bacterial Type IV Secretion:Conjugation Systems Adapted toDeliver EffectorMolecules to Host Cells(细菌IV型分泌：适于向宿主细胞递送效应分子的结合系统)”,Trends Microbiol 8:354-60(2000)；Galan等，“Type III SecretionMachines:Bacterial Devices for Protein Delivery into Host Cells(III型分泌机器：向宿主细胞递送蛋白质的细菌装置)”,Science 284:1322-8(1999)；Gentschev等，“TheE.coli alpha-Hemolysin Secretion System and its Use in VaccineDevelopment(大肠杆菌α-溶血素分泌系统及其在疫苗开发中的应用)”,Trends Microbiol10:39-45(2002)；Henderson等，“Autotransporter Proteins,Evolution and RedefiningProtein Secretion(自体转运蛋白、进化和重新界定蛋白质分泌)”,Trends Microbiol 8:529-32(2000)；以及Russel M.，“Macromolecular Assembly and Secretion Across theBacterial Cell Envelope:Type II Protein Secretion Systems(跨细菌细胞外膜的大分子装配和分泌：II型蛋白质分泌系统)”,JMol Biol 279:485-99(1998))。然而最近的研究表明，外膜小泡(OMV)的产生和释放是将各种蛋白质和脂质传递给哺乳动物细胞的一种新的分泌机制(Kuehn M.J.等，“Bacterial Outer Membrane Vesicles and the Host-Pathogen Interaction(细菌外膜小泡与宿主-病原体相互作用)”,Genes Dev 19:2645-55(2005))。OMV是平均直径为50-200nm的小的脂蛋白体，在生长期间从革兰氏阴性菌致病菌种和非致病菌种外膜组成型释放出来(Beveridge T.J.，“Structures of Gram-NegativeCell Walls and their Derived Membrane Vesicles(革兰氏阴性细胞壁及其衍生的膜小泡的结构)”,JBacteriol 181:4725-33(1999))。生化分析表明OMV由外膜蛋白、脂多糖、磷脂和可溶性周质蛋白组成(Horstman等，“Enterotoxigenic Escherichia coli SecretesActive Heat-Labile Enterotoxin Via Outer Membrane Vesicles(肠产毒性大肠杆菌通过外膜小泡分泌有活性的热不稳定肠毒素)”,J Biol Chem 275:12489-96(2000)和McBroom等，“Outer Membrane Vesicles(外膜小泡)”,EcoSal-Escherichia coli andSalmonella:Cellular andMolecularBiology(III，R.C.版)。ASM Press，Washington，D.C.(2005))，可溶性周质蛋白在从细胞表面释放期间被截留在小泡腔内。OMV大多缺乏内膜和胞质组分，虽然若干研究表明染色体、噬菌体和质粒DNA可以浸润OMV以作为细菌间OMV介导的遗传信息转移的手段(Dorward等，“Export and Intercellular Transfer of DNA ViaMembrane Blebs ofNeisseria gonorrhoeae(DNA通过淋病奈瑟氏球菌膜小泡的输出与胞内转移)”,J Bacteriol171:2499-505(1989)；Kolling等，“Export ofVirulence Genesand Shiga Toxin by Membrane Vesicles ofEscherichia coli O157:H7(毒力基因和志贺菌毒素通过大肠杆菌O157:H7膜小泡的输出)”,Appl Environ Microbiol 65:1843-8(1999)；Yaron等，“Vesicle-Mediated Transfer of Virulence Genes fromEscherichiacoli O157:H7 to Other Enteric Bacteria(小泡介导毒力基因自大肠杆菌O157:H7向其它肠细菌转移)”,Appl EnvironMicrobiol 66:4414-20(2000)；以及Renelli等，“DNA-Containing Membrane Vesicles ofPseudomonas aeruginosa PAO1 and their GeneticTransformation Potential(得自铜绿假单胞菌PAO1的含DNA的膜小泡及其遗传转化可能性)”,Microbiology 150:2161-9(2004))。