WO2003097833A2 - Method for the functional artificial evolution of polynucleotide sequences, recombinant polynucleotides obtained and peptides, polypeptides and proteins coded by same - Google Patents

Method for the functional artificial evolution of polynucleotide sequences, recombinant polynucleotides obtained and peptides, polypeptides and proteins coded by same Download PDF

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WO2003097833A2
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    • C12N15/1027Mutagenizing nucleic acids by DNA shuffling, e.g. RSR, STEP, RPR

Definitions

  • PEPTIDES POLYPEPTIDES AND PROTEINS ENCODED THEREBY
  • the subject of the present invention is a process for the preparation of recombinant double-stranded polynucleotides or the peptides, polypeptides or proteins for which they code.
  • the invention also relates to the recombinant double-stranded polynucleotides obtained and the peptides, polypeptides or proteins obtained exhibiting one or more improved properties as well as to the uses of the method.
  • Cassette replacement mutagenesis is a technique based on the replacement of a plasmid DNA fragment containing a portion of a wild-type sequence of interest with a DNA fragment (cassette) containing at least one mutation, desired or random.
  • the mutant cassette is composed of 2 synthetic complementary oligonucleotides of predefined sequence (Cassette mutagenesis: an efficient method for generation of multiple mutations at defined sites, JA Wells, M.
  • DNA shuffling is a technique based on homologous in vi tro recombination of double-stranded polynucleotide sequences by random fragmentation using DNAse I and reassembly by PCR (DNA shuffling by random fragmentation and reassembly: In vi tro recombination for molecular evolution, WPC Stemmer, Proceedings of the national Academy of Sci enc es, USA 91: 10747-10751 (1994); DNA Shuffling of a family of genes from diverse species accelerantes directed evolution, A. Cremeri, S. Raillard, S. Bermudez and WPC Stemmer, Nature 391: 288-291 (1998); Protein evolution by molecular breeding, J. Minshull and WPC Stemmer, Current Opinion in Chemical Biology, 3: 284-290 (1999); WO 95/22625; EP 0 911 396; WO 00/09679).
  • Cassette replacement mutagenesis and errorprone PCR are techniques that quickly become limiting when one seeks to rapidly generate libraries of peptides or recombinant proteins with improved properties. These limitations are notably linked to the drawbacks caused by the repetition of the basic process which is required to ensure functional evolution (eg accumulation of neutral mutations).
  • DNA shuffling is an artificial evolution technique which forces the user to isolate as well as to fragment beforehand the polynucleotides to be assembled. Furthermore, the fragmentation of the polynucleotides being random (DNAse I), a significant proportion of non-functional recombinant polynucleotides is inevitably generated.
  • the functional properties of a peptide, polypeptide or protein having a defined three-dimensional structure are based on the spatial distribution of the chemical groups carrying the activity.
  • the fragmentation of polynucleotides within sequences involved in elementary structural motifs is likely to alter the overall folding of the peptide, polypeptide or protein chain and consequently alter its functionality.
  • the random fragmentation of small genes generates only a few fragments capable of reappearing during the assembly process. All of these drawbacks thus contribute to slowing down and making the artificial evolution of genes coding for peptides, polypeptides or functional proteins more complex.
  • the present invention aims precisely to overcome the above-mentioned drawbacks by proposing a simple and rapid method for preparing recombinant polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins for which they code, said peptides, polypeptides or proteins advantageously having one or more improved properties.
  • the expression peptides, polypeptides and proteins according to the present invention respectively means a chain of 2 to 20 amino acid residues, chain of 20 to 50 amino acid residues and chain of more than 50 amino acid residues.
  • the main object of the present invention therefore is a process for preparing double-stranded polynucleotides recombinant or peptides, polypeptides or proteins for which they code, characterized in that it comprises: a) the assembly of overlapping single-stranded nucleotide sequences which cover the sequence of all or part of polynucleotides encoding a starting population of peptides, polypeptides or proteins, to obtain recombinant double-stranded polynucleotides, said recombinant double-stranded polynucleotides optionally comprising, at at least one of their ends, a sequence for regulating the expression of a gene or a 3 'or 5' part of this regulatory sequence, b) the introduction at the 3 ′ and / or 5 ′ ends of each of the recombinant double-stranded polynucleotides obtained in step (a) of nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of
  • At least one of the ends of said cloning and / or linearized expression vector may correspond to the 3 ′ or 5 ′ part of sequence (s) for regulating the expression of a gene including the 3 ′ or 5 part 'complementary corresponds to one of the ends of the recombined double-stranded polynucleotides obtained in step (b) of the process of the invention.
  • sequence (s) for regulating the expression of a gene is intended to mean sequences which regulate the transcription, translation and / or maturation of peptides, polypeptides or proteins such as a promoter, a sequence coding for a signal or transit peptide (pre sequences, pro sequence), a sequence coding for an endoprotease, or a terminator. All of these regulatory sequences are known to those skilled in the art and the latter is able to choose them according to the host organisms. in which the peptides, polypeptides or proteins encoded by the recombinant double-stranded polynucleotides obtained by the process of the invention are expressed.
  • the recombinant double-stranded polynucleotides comprise at at least one of their ends all or part of a sequence for regulating the expression of a gene, which is provided to said double-stranded polynucleotides recombined by additional single-stranded nucleotide sequences present: i) either at one of the ends of the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the ends of the recombined double-stranded polynucleotides, before assembly (a), ii) either, during assembly (a), in the form of one or more single-stranded nucleic acids, each consisting of a first and a second nucleic region, of which: - a first group consists of first regions complementary to the sequences overlapping single-stranded nucleotides constituting at least one of the ends of the recombined double-stranded polynucleotides, before assembly (a),
  • Each of the single-stranded nucleotide sequences used in step (a) of the process of the invention consists or comprises: an internal nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked in 5 ′ by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the N terminus of a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 5 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a regulatory sequence for gene expression,
  • nucleotide segment coding for the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the C-terminus d 'a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 3' of an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a sequence for regulating the expression of a gene.
  • the peptides, polypeptides or proteins of the starting population can be natural peptides, polypeptides or proteins, more particularly, variants from different families, orders, genera or species or allelic variants.
  • the peptides, polypeptides or proteins of the starting population can be mutated peptides, polypeptides or proteins.
  • the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are chosen from peptides, polypeptides or proteins of animal, plant, bacterial or viral origin. According to the present invention, the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are preferably natural variants of peptides, polypeptides or insect proteins and / or peptides, polypeptides or mutated proteins derived from natural variants of peptides, polypeptides or insect proteins.
  • the peptides, polypeptides or proteins of the starting population can in particular have a three-dimensional structure comprising at least one helix 0. and / or at least one ⁇ strand, optionally linked by at least one disulfide bridge, or fragments thereof. .
  • a three-dimensional structure comprising at least one helix 0. and / or at least one ⁇ strand, optionally linked by at least one disulfide bridge, or fragments thereof.
  • - peptides, polypeptides or proteins having a three-dimensional structure of the type comprising at least one ⁇ helix and optionally at least one disulfide bridge such as for example those of the family of cecropins (2 ⁇ helices), melittins (2 ⁇ helices), magainins (1 ⁇ helix), brévinines (1 ⁇ helix and 1 disulfide bridge), esculentines (1 ⁇ helix and 1 disulfide bridge), ranatuerins (1 ⁇ helix and 1 disulfide bridge), dermaseptins (1 ⁇ helix) , transport proteins lipids (4 ⁇ helices linked by 4 disulfide bridges) or myoemerythine (4 ⁇ helices);
  • - peptides, polypeptides or proteins having a three-dimensional structure of the type comprising at least one ⁇ strand and optionally at least one disulfide bridge such as, for example, those of the family of classical or ⁇ defensins of mammals (3 anti-parallel ⁇ strands connected by 3 disulfide bridges), mammalian ⁇ defensins (3 antiparallel ⁇ strands connected by 3 disulfide bridges), protectins (2 anti-parallel ⁇ strands connected by 2 disulfide bridges), thanatin (2 anti-parallel ⁇ strands connected by 1 disulfide bridge), androctonine (2 anti-parallel ⁇ strands linked by 2 disulfide bridges), plant knottin-like-peptides (3 anti-parallel ⁇ strands linked by 3 disulfide bridges), superoxide dismutase (8 anti-parallel ⁇ strands), the retinol-binding plasma protein
  • CS ⁇ is notably represented in the peptides or proteins of the insect defensin family (1 ⁇ helix and 2 ⁇ strands anti-parallels connected by 3 disulfide bridges), drosomycin (1 ⁇ helix and 3 anti-parallel ⁇ strands connected 4 disulfide bridges), plant defensins (1 ⁇ helix and 3 anti-parallel ⁇ strands connected by 4 disulfide bridges ), plant heveins (1 ⁇ helix and 3 antiparallel ⁇ strands connected by 4 disulfide bridges), plant ⁇ -thionines (2 ⁇ helix and 2 anti-parallel ⁇ strands connected by 2 to 4 disulfide bridges) or toxins isolated from scorpion
  • the peptides, polypeptides or proteins of the starting population preferably have a three-dimensional structure of the type comprising an ⁇ helix and two antiparallel ⁇ strands linked by three disulfide bridges, or the fragments thereof.
  • This three-dimensional structure called CS ⁇ is characteristic of peptides and polypeptides isolated from insects, called insect defensins. These insect defensins have antibacterial properties, in particular against Gram-positive bacteria, which are useful in the treatment and / or prevention of infections both in humans and animals and in plants.
  • the defensins of insects have been the subject of numerous publications, patents and patent applications among which we can cite: Cystêines-rich antimicrobial peptides in invertebrates, JL. Dimarcq, P. Bulet, C. Hetru, J. Hoffmann, Biopolymers (Peptide Science), Vol. 47, 465-477 (1998); Antimicrobial peptides in insects: structure and function, P. Bulet, C. Hetru, JL Dimarcq, D. Hoffmann, Developmental and Comparative Immunology 23 (1999) 329-344; EP 0349451; EP 0546213, FR 2695392 and WO 99/53053.
  • the peptides, polypeptides or proteins of the starting population have regions of variable amino acid sequences and regions of amino acid sequences substantially conserved within said population.
  • substantially conserved amino acid sequence regions means 2 or more peptide, polypeptide or protein subsequences having at least 60%, preferably 80% and in particular 90 to 95% of the acid residues. amines that are identical when these subsequences are aligned for maximum match.
  • the Applicant has defined, prior to step (a) of assembly, the alignment of the peptide, polypeptide or protein sequences of the starting population to identify said variable regions and said substantially conserved regions.
  • the invention also relates to a single-stranded nucleotide sequence for use in step (a) of the process of the invention, characterized in that it consists or comprises:
  • nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked in 5 ′ by a nucleotide segment coding for the acid sequence amines of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the N-terminus of a variable region, said segment nucleotide itself being optionally flanked 5 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a gene expression regulation sequence, - in 3 ′ by a nucleotide segment coding for the sequence in amino acids of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the C-terminus of a variable region, said nucleotide segment itself optionally flanked 3 ′ by an additional single
  • the number of overlapping single-stranded nucleotide sequences of step (a) is a function of the number of peptides, polypeptides or proteins of the starting population and of the number of variable regions within said population.
  • the size of the overlapping single-stranded nucleotide sequences of step (a) is essentially a function of the size of the variable regions of said peptides, polypeptides or proteins.
  • Steps (a) and (b) are carried out by polymerization preferably by a polymerization chain reaction (PCR).
  • PCR polymerization chain reaction
  • step (a) comprises several cycles of denaturation, hybridization, extension in the presence of a polymerase, under conditions such that each single-stranded nucleotide sequence and single-stranded nucleic acid if present, serves as a template for elongation another single-stranded nucleotide sequence or single-stranded nucleic acid if present.
  • the polymerization step (b) is carried out with primers comprising nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of a cloning and / or expression vector.
  • the method of the invention is also characterized in that it comprises, after step (b), the insertion of each of the recombined double-stranded polynucleotides into the cloning and / or expression vector comprising 3 ′ ends and / or 5 ′ complementary to those introduced into said recombinant double strand polynucleotides obtained in step
  • the method comprises, after step (b), the co-transformation of a host organism with the cloning and / or expression vector comprising 3 ′ and / or 5 ′ ends complementary to those introduced into said recombined double strand polynucleotides obtained in step (b) in the presence of said recombined double strand polynucleotides, the expression in the host organism and optionally the secretion of the peptides, polypeptides or proteins encoded by them, then screening or selecting said peptides, polypeptides or proteins for one or more desired properties.
  • the desired property or properties correspond, according to the present invention, to one or more improved properties compared to that (s) of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population.
  • the property or properties are chosen from the following group: anti-bacterial properties, antifungal properties, anti-inflammatory properties, anti-tumor properties, anti-cancer properties, wound healing and ability to bind a receptor, in particular an ion channel.
  • the invention also relates to a recombinant double-stranded polynucleotide, characterized in that it is obtained by the method of the invention.
  • the invention also relates to a cloning and / or expression vector characterized in that it comprises a recombinant double-stranded polynucleotide obtained by the method of the invention for transforming a host organism and expressing in the latter the peptide, polypeptide or the protein encoded by the recombinant polynucleotide.
  • the vector can be a plasmid, a cosmid, a bacteriophage or a virus, in particular a baculovirus.
  • the expression vector is advantageously a vector with autonomous replication comprising elements allowing its maintenance and its replication in the host organism as an origin of replication.
  • the vector may include elements allowing its selection in the host organism such as for example an antibiotic resistance gene or a selection gene which ensure complementation with the respective gene deleted at the genome of the host organism.
  • the vector can also be a shuttle vector comprising elements allowing its maintenance and its replication in each of the host organisms and elements allowing its selection in each of the host organisms.
  • Such cloning and / or expression vectors are well known to those skilled in the art and widely described in the literature.
  • the invention also relates to a host organism characterized in that it is transformed by a cloning and / or expression vector of the invention.
  • the term “host organism” means any mono or multicellular organism, lower or higher, in which a recombinant double-stranded polynucleotide obtained by the process of the invention is introduced for the production of a peptide, polypeptide or of a protein obtained by the process of the invention.
  • the host organism can be a microorganism such as a yeast (for example a yeast of the genus Saccharomyces, Kluyveromyces, Hansenula, Pichia or Schizosaccharomyces), a bacterium (for example Escherichia coli) or a fungus (for example Aspergil l us ni dulans ).
  • the host organism can also be an animal cell, in particular an arthropod cell (for example a Spodoptera frugip erda or Tri chopl usi a ni cell) or a Mammalian cell.
  • the host organism can also be a plant cell or a plant.
  • the invention therefore also relates to a peptide, polypeptide or protein characterized in that it (it) is obtained by the process of the invention.
  • the invention also relates to a library, characterized in that it consists of recombinant double-stranded polynucleotides or of cloning and / or expression vectors or of host organisms or of peptides, polypeptides or proteins.
  • the invention also relates to the use of the method of the invention, for the construction of a cloning and / or expression vector.
  • the implementation of the process of the invention thus makes it possible to easily and quickly prepare recombinant double-stranded polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins for which they code, which advantageously have one or more properties improved compared to that (s) of peptides, polypeptides or proteins of the starting population.
  • step (a) of the method of the invention makes it possible to preserve the integrity of the elementary structural patterns of the peptides, polypeptides or proteins encoded by the recombinant double-stranded polynucleotides obtained. by the method of the invention.
  • the overall folding of the peptide, polypeptide or protein chains and consequently the functionality of the peptides, polypeptides or proteins are not altered.
  • primers comprising nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of a cloning and / or expression vector in step (b) of the method of the invention, and optionally of one or more acids single-stranded nucleic acids as defined above, in step (a) of the process of the invention allow, for their part, to build a library of recombinant double-stranded polynucleotides capable of being inserted directly into a cloning vector and / or expression, by homologous recombination inside a host organism and to express and possibly secrete directly the peptides, polypeptides or proteins for which the recombined double-stranded polynucleotides code.
  • FIG. 1 represents the alignment of the peptide sequences of 40 insect defensins
  • FIG. 3 represents the list of overlapping single-stranded nucleotide sequences used in step (a) of the method;
  • FIG. 4 represents the construction of a bank of defensins of recombinant insects;
  • FIG. 5 represents the yeast expression vector S. cerevisiae pEM105
  • FIG. 6 represents the in vitro activities (IC90, CMI and CMB; ⁇ g / ml) of hybrid insect defensins against Gram positive bacteria);
  • FIG. 7 represents the efficiency in vivo
  • FIG. 8 represents the in vivo efficacy (percentage of survival and average health scores compared to the post-infection days) of defensins ETD-P1255, ETD-P1263 and ETD-P1268 recombinant insects in the mouse model of methicillin-sensitive Staphylococcus aureus peritonitis with intravenous administration;
  • FIG. 9 represents the efficiency in vivo
  • Example 1 Preparation of a bank of defensins of recombinant insects having improved antibacterial properties.
  • step (a) of the process Choice of overlapping single-stranded nucleotide sequences and single-stranded nucleic acids used in step (a) of the process.
  • Figure 1 in the appendix represents the alignment of the peptide sequences of 40 insect defensins (31 described in the literature and 9 newly isolated by the applicant according to a conventional process known to those skilled in the art, notified (*)) from 6 different insect orders. Analysis of the alignment revealed the presence of 3 variable regions (in bold, Figure 1) separated by substantially conserved regions. 32 different sequences have been identified for variable region No. 1, 28 for variable region No. 2 and 33 for variable region No. 3. As shown in Figure 2 in the appendix, the variable regions No. 1, No. 2 and No. 3 correspond respectively to the N-terminal loop, to the loop located between the helix ⁇ and the first strand ⁇ and to the C-terminal loop located between the 2 ⁇ strands of insect defensins.
  • the applicant has designated and synthesized 94 overlapping single-stranded nucleotide sequences which cover the sequence of all or part of polynucleotides encoding a starting population of insect defensins (acid residues amines in parentheses in FIG. 1 not being covered by the overlapping single-stranded nucleotide sequences), in order to obtain, at the end of step (a), recombinant double-stranded polynucleotides which comprise at their 5 'ends (coding strand) the end of the pro sequence of factor MF l of S. cerevisiae and at their 3 'ends (coding strand) the beginning of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene.
  • Each of these single-stranded nucleotide sequences consists of or includes:
  • nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the insect defensins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked - in 5 'by a nucleotide segment coding for the acid sequence amines of the substantially conserved region of the defensin of the dipteran Anopheles gambiae from the starting population, which is immediately adjacent to the N terminus of the variable region, - in 3 'by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of the substantially preserved region of the Diptera defensin Anopheles gambiae from the population of start, which is immediately adjacent to the C-terminus of the variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 3 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to the start of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene .
  • the overlapping single-stranded nucleotide sequences which comprise an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to the start of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene are the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the 3 'ends (coding strand) of recombinant double-stranded polynucleotides assembly (a), that is to say those which constitute or comprise internal nucleotide segments coding for the amino acid sequence of one of the variable regions No. 3 of the insect defensins of the starting population.
  • the list of overlapping single-stranded nucleotide sequences is shown in Figure 3.
  • the overlapping single-stranded nucleotide sequences are described in the sequence list under the sequence identifiers SEQ ID NO: 1 to 94.
  • EM363 SEQ ID NO: 95
  • EM351 SEQ ID NO: 96
  • EM357 SEQ ID NO: 97
  • the single-stranded nucleic acid EM363 consists of a first region which is complementary to the sequence of the nucleotide segment coding for the amino acid sequence of the substantially conserved region of the defensin of the dipteran Anopheles gambiae of the starting population, which is immediately adjacent to the N terminus of variable region # 1 encoded by the internal nucleotide segment, single-stranded nucleotide sequences overlapping constituting the 3 'end (coding strand) of the recombined double stranded polynucleotides, before assembly
  • the single-stranded nucleic acid EM363 also consists of a second region which corresponds to a first part of the end of the pro sequence of the factor MF ⁇ 1 of
  • EM351 single-stranded nucleic acid consists of a first region which is complementary to the second region of EM363 nucleic acid and a second region which corresponds to the rest of the end of the pro sequence of the factor
  • the single-stranded nucleic acid EM357 consists of a first region which is complementary to the sequence corresponding to the start of the transcription terminator of the PGK1 gene of the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the 3 'ends (coding strand) of the recombinant double-stranded polynucleotides , before assembly
  • the single-stranded nucleic acid EM357 also consists of a second region which corresponds to the rest of the start of the transcription terminator of the PGK1 gene.
  • the single-stranded nucleic acids EM351, EM357 and EM363 are used to reconstitute sequences allowing the insertion of the single-stranded nucleidic sequences assembled in step (a) of the method, into the yeast expression and secretion vector S. cerevisiae pEM105.
  • EM357 single stranded nucleic acid is also used as a primer in step (b) of the process.
  • Assembly step (a) of the process is carried out by PCR as shown in FIG. 4 in the appendix.
  • EM351, EM357 and EM363 single stranded nucleic acids are used at a concentration of 10 picomoles in a final reaction volume of 60 ⁇ l.
  • Mixtures of overlapping single-stranded nucleotide sequences are used at a rate of 10 picomoles for each of the following series of single-stranded nucleotide sequences: 0.31 picomoles per single-stranded nucleotide sequence consisting of or having an internal nucleotide segment encoding an amino acid sequence of one of the variable regions No.
  • the assembly PCR reaction begins with denaturation at a temperature of 94 ° C for 3 minutes. The following steps are repeated 5 times: i) denaturing at a temperature of 9 ° C for
  • step (a) recombinant double-stranded polynucleotides are obtained which comprise at their 5 ′ ends (coding strand) the end of the pro sequence of the factor MF ⁇ 1 of S. cerevisiae and at their 3 'ends (coding strand) the beginning of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene.
  • Step (b) of the process The recombinant double-stranded polynucleotides from step (a) of assembly are then amplified in the presence of 2 of the primers EM349 (SEQ ID NO: 98) and EM357 (SEQ ID NO: 97) ( Figure 4). These two primers comprise a sequence respectively complementary to each of the ends of the recombinant double-stranded polynucleotides originating from step (a) and a sequence of 30 nucleotides complementary to the ends of the yeast expression vector S. cerevisiae pEM105 linearized.
  • Step (b) of the process of the invention begins with denaturation at a temperature of 94 ° C for 3 minutes. The following steps are repeated 25 times: i) denaturation at a temperature of 9 ° C for 45 seconds, ii) hybridization at a temperature of 60 ° C for 45 seconds, iii) extension in the presence of a polymerase at a temperature of 72 ° C for 45 seconds. The amplification reaction ends with an extension step in the presence of a polymerase at a temperature of 72 ° C for 10 minutes.
  • Step (b) of the method leads to the generation of recombinant double-stranded polynucleotides having extensions capable of hybridizing with the ends of the yeast expression vector S. cerevisiae pEM105 linearized.
  • This vector carries 2 unique restriction sites Nhel and Sali allowing its linearization.
  • the Nhel site is located in the sequence coding for the MF ⁇ 1 pro (silent mutation introduced at the level of the sequence coding for residues 51 to 52 of the MF ⁇ 1 pro) and the Sal i site is upstream of the P GK1 terminator.
  • a yeast strain YEM1 (MAT ⁇ , ura3- ⁇ 5, pral, prbl, prcl, cpsl) was co-transformed by the plasmid pEM105 digested with Sali and Nhel and the pool of recombinant double-stranded polynucleotides having extensions obtained after step (b) of the process (l ⁇ g of pEM105 digested with Nhel and Sal i + 115ng of PCR fragment by transformation). The transformation was carried out by the lithium acetate method known to those skilled in the art. The transformants were selected on selective Y ⁇ BG medium supplemented with 0.5% casamino acids.
  • the culture supernatants harvested after 48 hours of growth were analyzed by electrophoresis on acrylamide gel (Tris-tricine gel) and staining of the proteins with silver nitrate. Peptide production was detected in 65% of these clones.
  • 45 clones producing defensins of recombinant insects were analyzed by nucleotide sequencing. 45 defensins of different recombinant insects could be characterized: 22 different sequences among the 32 possibilities were identified for variable region no. 1, 24 different sequences among the 28 possibilities were identified for variable region no. 2 and 20 sequences different among the 33 possibilities have been identified for variable region n ° 3.
  • the elution solvent is then evaporated under vacuum (30 ° C, 9 mbar, 11 h).
  • the plates are then covered with a self-adhesive silicone film and stored at 4 ° C.
  • the UV spectrum (variation in absorbance at 225 nm; diode array detector type 996, Waters Associates) and the mass spectrum of each sample are analyzed individually.
  • the mass corresponding to each peak of the UV spectrum is calculated by deconvolution software (Transform software, Waters Associates).
  • deconvolution software Transform software, Waters Associates.
  • the peak of interest is integrated by the Masslynx software and then quantified.
  • the quantification is made with respect to a calibration curve (area of the peak as a function of the quantity of sample) established by injection of known quantities of defensin to Anopheles gambiae under the same analysis conditions.
  • the quantification of the recombinant defensins (in ⁇ g) is calculated by individual integration of the peak of the chromatogram corresponding to each recombined defensin.
  • a preculture in 4 ml of LB medium is obtained by seeding a colony of Staphylococcus aureus (strain clinical 21, sensitive to: amoxicillin, pristinamycin, erythromycin, pefloxacin, suifamethoxazole, trimethoprime, kanamycin, fusidic acid, fosfomycin, gentamycin, amikacin, rifampicin, oxacillin, teicoplanin, chloricphenin, methamycinine, chloramphenicol ; ; Donated by the Institute of Molecular and Cellular Biology, France), and incubated at 37 ° C with shaking for 16h.
  • Staphylococcus aureus strain clinical 21, sensitive to: amoxicillin, pristinamycin, erythromycin, pefloxacin, suifamethoxazole, trimethoprime, kanamycin, fusidic acid, fosfomycin, gentamycin,
  • 200 ⁇ l of this preculture are distributed in 8 tubes of 4 ml of LB medium, then incubated for 4 h at 37 ° C. with shaking to obtain the primary solution.
  • An inoculum is produced by diluting this primary solution (approximately 1/100), so as to obtain a concentration of S t aphyl ococcus aureus of 1.1 ⁇ 10 6 bacteria / ml.
  • the recombinant double-stranded polynucleotides ETD-P1255, ETD-P1263, ETD-P1268, ETD-P1354, ETD-P1364, ETD-P1377 , ETD-P1447 and ETD-P1449 are described in the sequence list under the sequence identifiers SEQ ID NO: 99 to 106.
  • the defensins of recombinant insects ETD-P1255, ETD-P1263, ETD-P1268, ETD-P1354, ETD-P1364, ETD-P1377, ETD-P1447 and ETD-P1449 are described in the sequence list under the sequence identifiers SEQ ID NO: 107 to 114.
  • each of the defensins of hybrid insects were evaluated by determination of the IC90 (growth inhibition> 90%), the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum concentration.
  • Bacteria Bacteria (CMB). The activities of each of the hybrid defensins are compared with those of the defensin of the Anopheles gambiae diptera as well as with those of conventionally used antibiotics (vancomycin and linezolid) tested under the same conditions.
  • hybrid defensin clones of interest are taken from one of the stocks of 384-well microplates stored at ⁇ 80 ° C. (part ie B), paragraph 1)).
  • a inoculation is carried out on a YNBG Casamino acid agar agar and placed in an incubator at 30 ° C. for 48 to
  • Expression is controlled by PCR.
  • a preculture is prepared by suspending a colony in 4 ml of Kapeli medium and then the preculture is incubated for 18 to 24 hours at 30 ° C. with shaking.
  • OD 0.05 / OD preculture undiluted.
  • the flasks are incubated at 30 ° C for 48 hours with shaking (250 rpm / min).
  • the culture obtained is centrifuged in 50 ml conical centrifuge tubes for 15 min at 4000 rpm.
  • the supernatant is transferred to another 50mL tube and is purified with the Sep-pack, on Oasis HLB lg of phase according to the following steps: Equilibration of the phase with 15mL of pure methanol, washing with 15mL of water / TFA 0.05% mixture, loading of the supernatant to be purified, washing with 15mL of water / TFA 0.05% mixture and elution with lOmL of water / Acetonitrile 60% / TFA 0.05% mixture.
  • the acetonitrile / H2O mixture is evaporated under vacuum (30 ° C., 9 mbar, 24 hours) and then the samples are taken up in 400 ⁇ L of water and placed on an agitator.
  • Quantification and mass control for activity tests Quantification and mass control is carried out according to the protocol previously described in part B), paragraph 5).
  • the IC90 is determined by a liquid test in 96-well microplates. The test is carried out on sensitive Gram-positive bacterial strains Staphylococcus aureus
  • the MICs Minimum Inhibitory Concentrations
  • CMBs Minimum Bactericidal Concentrations
  • Resistant Staphylococcus aureus (clinical strain 4;
  • the bacterial strains are from cultures on Mueller-Hinton blood agar medium, freshly transplanted. A preculture of 3 ml in Mueller-Hinton medium of each of the strains is incubated at 35 ° C for 6 hours with shaking.
  • An inoculum of the desired strain is prepared from the 5-6 hour preculture.
  • the inoculum is brought to a concentration of 2.10 6 CFU / ml by dilution in Mueller-Hinton medium. a) Determination of MICs.
  • the MIC is determined by a liquid test in 96-well microplates (Costar 3599).
  • the 60 central wells (wells marked B to G and 2 to 11) of the 96-well microplate are used.
  • Column 1 of the microplate serves as a sterility control and column 12 as a growth control.
  • Lines A2 to Ail and H2 to H11 serve either as a sterility control or as a growth control.
  • 100 ⁇ l of Mueller-Hinton medium are distributed in columns 3 to 12 and 200 ⁇ l in column 1.
  • 100 ⁇ l of Mueller-Hinton medium are deposited in the well.
  • 200 ⁇ l of Mueller-Hinton medium are deposited.
  • the samples to be tested (in powder form) are dissolved in the appropriate solvent, so as to have a minimum volume of 100 ⁇ l to 640 ⁇ g / ml.
  • 400 ⁇ l of Mueller-Hinton medium are added to the solutions prepared to obtain solutions of 500 ⁇ l to 128 ⁇ g / ml in fine.
  • 200 ⁇ l of each of the samples to be tested (in solution at 128 ⁇ g / ml) are then distributed in the wells (wells B2 and C2 of column 2 for the first sample to be tested, wells D2 and E2 for the second sample to be tested, etc ).
  • a 2-by-2 cascade dilution is carried out using a multichannel pipette.
  • the cascade dilution is carried out by taking 100 ⁇ l of sample in solution from the wells of column 2, by placing them in column 3 which contains 100 ⁇ l of Mueller-Hinton medium and mixing several times, and so on until in column 11. The excess 100 ⁇ l in column 11 is discarded. 100 ⁇ l of bacterial inoculum are distributed in wells B2 to Gll, as well as in the growth control column. By adding the inoculum, a dilution is carried out with _ in each well to finally obtain a concentration range from 64 to 0.125 ⁇ g / ml.
  • the CMBs are determined from the test microplate. 100 ⁇ l of each well of the microplate which does not present a disorder (no bacterial growth visible to the naked eye) as well as of the well at the highest concentration having a visible disorder (this for each line) are deposited on medium. adequate agar. The dishes are incubated at 35-37 ° C overnight before a CFU / ml count.
  • the CMB is defined as the lowest concentration of drug, giving a bacterial count less than 0.1% of the starting inoculum (ie a reduction of 3 logarithmic values).
  • the results of the CMI and CMB are set out in Figure 6 in the appendix.
  • Vancomycin, Van was evaluated in vivo in mice in a model of Staphylococcus aureus peritonitis. The tested samples were produced and purified according to the protocol previously described. Staphylococcus strains methicillin-sensitive aureus (MSSA) (Clinical strain 21;
  • MRSA methicillin-resistant methicillin-resistant
  • the bacteria are cultured overnight at 37 ° C in Muller-Hinton medium.
  • the bacteria are washed and taken up in a 0.9% NaCl solution.
  • After quantification by measuring OD at 600 nm, the bacteria are diluted to obtain a bacterial density of 2.109 CFU / ml.
  • the bacterial suspension is then diluted to half with a 0.9% NaCl solution containing 10% gastric mucin.
  • Groups of 6 19-20 g OF1 male mice are infected intraperitoneally with 500 ⁇ l of the S suspension. aureus containing 5.108 CFU in 0.9% NaCl, 5% mucin.
  • the treatments with the samples are carried out one hour after infection with a single injection by intraperitoneal or intravenous route in the case of defensins (ETD- and DefA) and Vancomycin (Vanco), or by sub- cutaneous in the case of Imipenem (IMP).
  • Control experiments (placebo) are systematically carried out in which the sample volumes are replaced by 0.9% NaCl.
  • the therapeutic efficacy of the treatments is evaluated by several criteria: the percentage of survival on day 7 after infection, the change in body weight and health score.
  • Figure 7 in the appendix represents the percentage of survival and the average health scores compared to the post-infection days.
  • DefA and the 3 recombinant defensins administered in a single dose of 3 mg / kg intraperitoneally show good therapeutic efficacy in a model where all the control mice treated with placebo (NaCl 0.9%) died 2 to 5 days after infection. Only 1 in 6 mice died in the groups treated with DefA, ETD-1263 and ETD-1268. No mortality was observed in the group treated with ETD-P1255.
  • ETD-P1255 and ETD-P1263 are more active than DefA: the mice treated with ETD-P1263 and ETD-P1255 recover more quickly than the mice treated with the other recombinant defensins, with an average health score of 4 to 5 from the first day after infection. -Administration by intravenous route.
  • Figure 8 in the appendix represents the percentage of survival and the average health scores in relation to the post-infection days.
  • DefA and the 3 recombinant defensins administered in a single dose of 3 mg / kg intravenously have a lower therapeutic efficacy compared to their administration by intraperitoneal route. While 50% of the mice treated with placebo (0.9% NaCl) died 3 days after infection, only treatment with 1 ⁇ TD-P1263 was completely effective with weight gain from the 2nd day after infection and a maximum health score (5/5) on day 5 after infection. ETD-P1255 shows good survival efficiency with 84% survival compared to 67% for the groups treated with DefA and the other recombinant defensins.
  • ETD-1263 shows very good therapeutic efficacy at a dose of 3 mg / kg administered intravenously - Solutionstonéale. With the exception of a dead mouse, all the treated mice quickly regained weight and returned to good health from the 2nd day after infection.
  • the efficacy of ETD-P1263 at a dose of 3 mg / kg is comparable to that of DefA at a dose of 10 mg / kg and Vancomycin at a dose of 10 or 30 mg / kg, the evolution of weight and health scores being very similar for these four treatment groups.

Abstract

The invention relates to a method of preparing recombinant double-stranded polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins coded by same. The inventive method is characterised in that it comprises: (a) the assembly of overlapping single-stranded nucleotide sequences which cover the sequence of all or part of the polynucleotides coding for a source population of peptides, polypeptides or proteins, in order to obtain recombinant double-stranded polynucleotides, said recombinant double-stranded polynucleotides optionally comprising at at least one of the ends thereof a sequence for regulating the expression of a gene or a 3’ or 5’ part of said regulatory sequence; and (b) the introduction of complementary nucleotide sequences of a nucleotide sequence of a cloning and/or expression vector at the 3’ and/or 5’ ends of each of the recombinant double-stranded polynucleotides obtained in step (a). The invention also relates to recombinant double-stranded polynucleotides obtained, to peptides, polypeptides or proteins obtained which have one or more improved properties and to the uses of the inventive method.

Description

PROCEDE D'EVOLUTION FONCTIONNELLE ARTIFICIELLE DE SEQUENCES METHOD OF ARTIFICIAL FUNCTIONAL EVOLUTION OF SEQUENCES
POLYNUCLEOTIDIQUES , POLYNUCLEOTIDES RECOMBINES OBTENUS ETPOLYNUCLEOTIDES, RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDES OBTAINED AND
PEPTIDES, POLYPEPTIDES ET PROTEINES CODES PAR CEUX-CIPEPTIDES, POLYPEPTIDES AND PROTEINS ENCODED THEREBY
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de polynucléotides doubles brins recombinës ou des peptides, polypeptides ou protéines pour lesquels ils codent. L'invention concerne également les polynucléotides doubles brins recombinés obtenus et les peptides, polypeptides ou protéines obtenus présentant une ou plusieurs propriétés améliorées ainsi que les utilisations du procédé.The subject of the present invention is a process for the preparation of recombinant double-stranded polynucleotides or the peptides, polypeptides or proteins for which they code. The invention also relates to the recombinant double-stranded polynucleotides obtained and the peptides, polypeptides or proteins obtained exhibiting one or more improved properties as well as to the uses of the method.
Différentes techniques ont été décrites dans l'art antérieur pour accélérer artificiellement l'évolution fonctionnelle des gènes. Parmi les plus répandues, on peut citer la mutagenèse par remplacement de cassette, l'error- prone PCR et le DNA shuffling.Various techniques have been described in the prior art for artificially accelerating the functional evolution of genes. Among the most widespread, we can cite cassette replacement mutagenesis, Erroreprone PCR and DNA shuffling.
La mutagenèse par remplacement de cassette est une technique basée sur le remplacement d'un fragment d'ADN plasmidique contenant une portion d'une séquence sauvage d'intérêt, par un fragment d'ADN (cassette) contenant au moins une mutation, désirée ou aléatoire. La cassette mutante est composée de 2 oligonuclêotides complémentaires synthétiques de séquence prédéfinie (Cassette mutagenesis :an efficient method for génération of multiple mutations at defined sites, J. A. Wells, M. Vasser and D. B. Powers, Gène 34 :315-323 (1985)) ou de 2 oligonucléotides complémentaires dégénérés ou de 2 oligonucléotides complémentaires dopés (Recombinant DNA, Watson, Gilman, Witkowski and Zoller, Freeman 204-205 (1992)), de façon à générer une banque de plasmides mutants contenant plusieurs séquences différentes. L' error-prone PCR est une technique utilisant le faible degré de fidélité des ADN polymérases pour introduire en faible proportion des points de mutations le long des séquences amplifiées (A method for random mutagenesis of a defined DNA fragment using a modified polymerase chaine reaction, D. W. Leung, E. Chen and D. V. Goeddel, Technique 1 : 11-15 (1989) ) .Cassette replacement mutagenesis is a technique based on the replacement of a plasmid DNA fragment containing a portion of a wild-type sequence of interest with a DNA fragment (cassette) containing at least one mutation, desired or random. The mutant cassette is composed of 2 synthetic complementary oligonucleotides of predefined sequence (Cassette mutagenesis: an efficient method for generation of multiple mutations at defined sites, JA Wells, M. Vasser and DB Powers, Gene 34: 315-323 (1985)) or 2 degenerate complementary oligonucleotides or 2 doped complementary oligonucleotides (Recombinant DNA, Watson, Gilman, Witkowski and Zoller, Freeman 204-205 (1992)), so as to generate a library of mutant plasmids containing several different sequences. Error-prone PCR is a technique using the low degree of fidelity of DNA polymerases to introduce in small proportion mutations points along the amplified sequences (A method for random mutagenesis of a defined DNA fragment using a modified polymerase chain reaction, DW Leung, E. Chen and DV Goeddel, Technique 1: 11-15 (1989)).
Le DNA shuffling est une technique basée sur la recombinaison homologue in vi tro de séquences polynucleotidiques double-brins par fragmentation aléatoire à l'aide de la DNAse I et réassemblage par PCR (DNA shuffling by random fragmentation and reassembly : In vi tro recombinaison for molecular évolution, W. P. C. Stemmer, Proceedings of the national Academy of Sci enc e s , USA 91 : 10747-10751 (1994) ; DNA Shuffling of a family of gènes from diverse species accélérâtes directed évolution, A. Cremeri, S. Raillard, S. Bermudez and W. P. C. Stemmer, Nature 391 : 288-291 (1998) ; Protein évolution by molecular breeding, J. Minshull and W. P. C. Stemmer, Current Opinion in Chemical Biology, 3 : 284-290 (1999) ; WO 95/22625 ; EP 0 911 396 ; WO 00/09679) .DNA shuffling is a technique based on homologous in vi tro recombination of double-stranded polynucleotide sequences by random fragmentation using DNAse I and reassembly by PCR (DNA shuffling by random fragmentation and reassembly: In vi tro recombination for molecular evolution, WPC Stemmer, Proceedings of the national Academy of Sci enc es, USA 91: 10747-10751 (1994); DNA Shuffling of a family of genes from diverse species accelerantes directed evolution, A. Cremeri, S. Raillard, S. Bermudez and WPC Stemmer, Nature 391: 288-291 (1998); Protein evolution by molecular breeding, J. Minshull and WPC Stemmer, Current Opinion in Chemical Biology, 3: 284-290 (1999); WO 95/22625; EP 0 911 396; WO 00/09679).
La mutagenèse par remplacement de cassette et l' error- prone PCR sont des techniques qui deviennent rapidement limitantes lorsque l'on cherche à générer rapidement des librairies de peptides ou de protéines recombinées présentant des propriétés améliorées. Ces limitations sont notamment liées aux inconvénients engendrés par la répétition du processus de base qui est requise pour assurer une évolution fonctionnelle (ex. accumulation de mutations neutres) . Le DNA shuffling est une technique d'évolution artificielle qui contraint l'utilisateur à isoler ainsi qu'à fragmenter préalablement les polynucléotides à assembler. Par ailleurs, la fragmentation des polynucléotides étant aléatoire (DNAse I) , une proportion non négligeable de polynucléotides recombinés non fonctionnels est inévitablement générée. En effet, les propriétés fonctionnelles d'un peptide, polypeptide ou d'une protéine présentant une structure tridimentionnelle définie, reposent sur la répartition spatiale des groupements chimiques portant l'activité. Ainsi, la fragmentation de polynucléotides au sein de séquences impliquées dans des motifs structuraux élémentaires est de nature à altérer le repliement global de la chaîne peptidique, polypeptidique ou protéique et par voie de conséquence à altérer sa fonctionnalité. Enfin, la fragmentation aléatoire de gènes de petite taille ne génère que peu de fragments capables de se réapparier au cours du processus d'assemblage. L'ensemble de ces inconvénients concourent ainsi à ralentir et à complexifier l'évolution artificielle de gènes codant pour des peptides, polypeptides ou des protéines fonctionnelles.Cassette replacement mutagenesis and errorprone PCR are techniques that quickly become limiting when one seeks to rapidly generate libraries of peptides or recombinant proteins with improved properties. These limitations are notably linked to the drawbacks caused by the repetition of the basic process which is required to ensure functional evolution (eg accumulation of neutral mutations). DNA shuffling is an artificial evolution technique which forces the user to isolate as well as to fragment beforehand the polynucleotides to be assembled. Furthermore, the fragmentation of the polynucleotides being random (DNAse I), a significant proportion of non-functional recombinant polynucleotides is inevitably generated. Indeed, the functional properties of a peptide, polypeptide or protein having a defined three-dimensional structure, are based on the spatial distribution of the chemical groups carrying the activity. Thus, the fragmentation of polynucleotides within sequences involved in elementary structural motifs is likely to alter the overall folding of the peptide, polypeptide or protein chain and consequently alter its functionality. Finally, the random fragmentation of small genes generates only a few fragments capable of reappearing during the assembly process. All of these drawbacks thus contribute to slowing down and making the artificial evolution of genes coding for peptides, polypeptides or functional proteins more complex.
La présente invention vise précisément à palier aux inconvénients sus-mentionnés en proposant une méthode simple et rapide pour préparer des polynucléotides recombinés ou des peptides, polypeptides ou protéines pour lesquels ils codent, lesdits peptides, polypeptides ou protéines présentant avantageusement une ou plusieurs propriétés améliorées. On entend respectivement par peptides, polypeptides et protéines selon la présente invention, un enchaînement de 2 à 20 résidus d'acides aminés, enchaînement de 20 à 50 résidus d'acides aminés et enchaînement de plus de 50 résidus d'acides aminés.The present invention aims precisely to overcome the above-mentioned drawbacks by proposing a simple and rapid method for preparing recombinant polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins for which they code, said peptides, polypeptides or proteins advantageously having one or more improved properties. The expression peptides, polypeptides and proteins according to the present invention respectively means a chain of 2 to 20 amino acid residues, chain of 20 to 50 amino acid residues and chain of more than 50 amino acid residues.
La présente invention a donc pour principal objet un procédé de préparation de polynucléotides doubles brins recombinés ou des peptides, polypeptides ou protéines pour lesquels ils codent, caractérisé en ce qu'il comprend : a) l'assemblage de séquences nucléotidiques simples brins chevauchants qui couvrent la séquence de tout ou partie de polynucléotides codant une population de départ de peptides, polypeptides ou protéines, pour obtenir des polynucléotides doubles brins recombinés, lesdits polynucléotides doubles brins recombinés comprenant éventuellement à l'une au moins de leurs extrémités une séquence de régulation de l'expression d'un gène ou une partie 3' ou 5' de cette séquence de régulation, b) l'introduction aux extrémités 3' et/ou 5' de chacun des polynucléotides doubles brins recombinés obtenus à l'étape (a) de séquences nucléotidiques complémentaires d'une séquence nucléotidique d'un vecteur de clonage et/ou d'expression.The main object of the present invention therefore is a process for preparing double-stranded polynucleotides recombinant or peptides, polypeptides or proteins for which they code, characterized in that it comprises: a) the assembly of overlapping single-stranded nucleotide sequences which cover the sequence of all or part of polynucleotides encoding a starting population of peptides, polypeptides or proteins, to obtain recombinant double-stranded polynucleotides, said recombinant double-stranded polynucleotides optionally comprising, at at least one of their ends, a sequence for regulating the expression of a gene or a 3 'or 5' part of this regulatory sequence, b) the introduction at the 3 ′ and / or 5 ′ ends of each of the recombinant double-stranded polynucleotides obtained in step (a) of nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of a cloning vector and / or expression.
L'une au moins des extrémités dudit vecteur de clonage et/ou d'expression linéarisé peut correspondre à la partie 3' ou 5' de séquence (s) de régulation de l'expression d'un gène dont la partie 3' ou 5' complémentaire correspond à l'une des extrémités des polynucléotides doubles brins recombinés obtenus à l'étape (b) du procédé de l'invention. On entend par séquence (s) de régulation de l'expression d'un gène selon la présente invention, des séquences régulatrices de la transcription, de la traduction et/ou de la maturation de peptides, polypeptides ou protéines telles qu'un promoteur, une séquence codant pour un peptide signal ou de transit (séquences pré, séquence pro) , une séquence codant pour une endoprotéase, ou un terminâteur. L'ensemble de ces séquences de régulation est connu de l'homme du métier et ce dernier est capable de les choisir en fonction des organismes hôte dans lesquels les peptides, polypeptides ou protéines codés par les polynucléotides doubles brins recombinés obtenus par le procédé de l'invention sont exprimés.At least one of the ends of said cloning and / or linearized expression vector may correspond to the 3 ′ or 5 ′ part of sequence (s) for regulating the expression of a gene including the 3 ′ or 5 part 'complementary corresponds to one of the ends of the recombined double-stranded polynucleotides obtained in step (b) of the process of the invention. The term “sequence (s) for regulating the expression of a gene according to the present invention is intended to mean sequences which regulate the transcription, translation and / or maturation of peptides, polypeptides or proteins such as a promoter, a sequence coding for a signal or transit peptide (pre sequences, pro sequence), a sequence coding for an endoprotease, or a terminator. All of these regulatory sequences are known to those skilled in the art and the latter is able to choose them according to the host organisms. in which the peptides, polypeptides or proteins encoded by the recombinant double-stranded polynucleotides obtained by the process of the invention are expressed.
A l'étape (a) du procédé de l'invention, les polynucléotides doubles brins recombinés comprennent à l'une au moins de leurs extrémités tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène, qui est apportée auxdits polynucléotides doubles brins recombinés par des séquences nucléotidiques simples brins supplémentaires présentes : i) soit à l'une des extrémités des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant les extrémités des polynucléotides doubles brins recombinês, avant l'assemblage (a), ii) soit, lors de l'assemblage (a), sous la forme d'un ou plusieurs acides nucléiques simples brins, chacun constitué d'une première et d'une seconde région nucléique, dont : - un premier groupe est constitué de premières régions complémentaires des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant l'une au moins des extrémités des polynucléotides doubles brins recombinés, avant l'assemblage (a), et les secondes régions de ce premier groupe correspondent à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène, - le second groupe, s'il est présent, est constitué de premières régions et secondes régions, pour une part complémentaires des secondes régions du premier groupe et pour une seconde part complémentaires les unes des autres, de façon à former ladite séquence de régulation de l'expression d'un gène ou une partie de celle-ci, iii) soit par la combinaison de (i) et (ii) . Chacune des séquences nucléotidiques simples brins utilisées à l'étape (a) du procédé de l'invention est constituée ou comprend : un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables d'un des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, ledit segment nucleotidique variable étant flanqué en 5' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité N terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 5' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène,In step (a) of the method of the invention, the recombinant double-stranded polynucleotides comprise at at least one of their ends all or part of a sequence for regulating the expression of a gene, which is provided to said double-stranded polynucleotides recombined by additional single-stranded nucleotide sequences present: i) either at one of the ends of the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the ends of the recombined double-stranded polynucleotides, before assembly (a), ii) either, during assembly (a), in the form of one or more single-stranded nucleic acids, each consisting of a first and a second nucleic region, of which: - a first group consists of first regions complementary to the sequences overlapping single-stranded nucleotides constituting at least one of the ends of the recombined double-stranded polynucleotides, before assembly (a), and the second he regions of this first group correspond to all or part of a sequence for regulating the expression of a gene, - the second group, if present, consists of first regions and second regions, partly complementary second regions of the first group and for a second part complementary to each other, so as to form said sequence for regulating the expression of a gene or a part thereof, iii) either by the combination of (i ) and (ii). Each of the single-stranded nucleotide sequences used in step (a) of the process of the invention consists or comprises: an internal nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked in 5 ′ by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the N terminus of a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 5 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a regulatory sequence for gene expression,
- en 3 ' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité C terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 3' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène.- in 3 ′ by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the C-terminus d 'a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 3' of an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a sequence for regulating the expression of a gene.
Les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ peuvent être des peptides, polypeptides ou protéines naturelles, plus particulièrement, des variants provenant de différentes familles, ordres, genres ou espèces ou des variants allèliques.The peptides, polypeptides or proteins of the starting population can be natural peptides, polypeptides or proteins, more particularly, variants from different families, orders, genera or species or allelic variants.
Les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ peuvent être des peptides, polypeptides ou protéines mutés.The peptides, polypeptides or proteins of the starting population can be mutated peptides, polypeptides or proteins.
Les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont choisis parmi des peptides, polypeptides ou protéines d'origine animale, végétale, bactérienne ou virale. Selon la présente invention, les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont de préférence des variants naturels de peptides, polypeptides ou protéines d'insectes et/ou des peptides, polypeptides ou protéines mutées dérivant de variants naturels de peptides, polypeptides ou protéines d'insectes.The peptides, polypeptides or proteins of the starting population are chosen from peptides, polypeptides or proteins of animal, plant, bacterial or viral origin. According to the present invention, the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are preferably natural variants of peptides, polypeptides or insect proteins and / or peptides, polypeptides or mutated proteins derived from natural variants of peptides, polypeptides or insect proteins.
Les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ peuvent en particulier avoir une structure tridimensionnelle comportant au moins une hélice 0. et/ou au moins un brin β, éventuellement reliés par au moins un pont disulfure, ou des fragments de ceux-ci. Parmi les peptides, polypeptides ou protéines répondant à une telle conformation tridimentionnelle, on peut notamment citer :The peptides, polypeptides or proteins of the starting population can in particular have a three-dimensional structure comprising at least one helix 0. and / or at least one β strand, optionally linked by at least one disulfide bridge, or fragments thereof. . Among the peptides, polypeptides or proteins corresponding to such a three-dimensional conformation, there may be mentioned in particular:
- les peptides, polypeptides ou protéines présentant une structure tridimentionnelle de type comportant au moins une hélice α et éventuellement au moins un pont disulfure comme par exemple ceux de la famille des cécropines (2 hélices α) , des mélittines (2 hélices α) , des magainines (1 hélice α) , les brévinines (1 hélice α et 1 pont disulfure) , des esculentines (1 hélice α et 1 pont disulfure), des ranatuerines (1 hélice α et 1 pont disulfure), des dermaseptines (1 hélice α) , des protéines de transport de lipides (4 hélices α reliées par 4 ponts disulfure) ou la myoémêrythine (4 hélices α) ;- peptides, polypeptides or proteins having a three-dimensional structure of the type comprising at least one α helix and optionally at least one disulfide bridge such as for example those of the family of cecropins (2 α helices), melittins (2 α helices), magainins (1 α helix), brévinines (1 α helix and 1 disulfide bridge), esculentines (1 α helix and 1 disulfide bridge), ranatuerins (1 α helix and 1 disulfide bridge), dermaseptins (1 α helix) , transport proteins lipids (4 α helices linked by 4 disulfide bridges) or myoemerythine (4 α helices);
- les peptides, polypeptides ou protéines présentant une structure tridimentionnelle de type comportant au moins un brin β et éventuellement au moins un pont disulfure comme par exemple ceux de la famille des défensines classiques ou α de mammifères (3 brins β anti-parallèles reliés par 3 ponts disulfure) , des défensines β de mammifères (3 brins β antiparallèles reliés par 3 ponts disulfure) , des protégrines (2 brins β anti-parallèles reliés par 2 ponts disulfure) , de la thanatine (2 brins β anti-parallèles reliés par 1 pont disulfure), de l' androctonine (2 brins β anti-parallèles reliés par 2 ponts disulfure) , des knottin-like-peptides de plantes (3 brins β anti-parallèles reliés par 3 ponts disulfure) , de la superoxyde dismutase (8 brins β anti- parallèles) , la protéine plasmatique liant le rétinol (8 brins β anti-parallèles) , de la neuraminidase du virus de la grippe (6 motifs consécutifs identiques de 4 brins β antiparallèles), des Immunoglobulines (régions constantes : 7 brins β anti-parallèles et 1 pont disulfure ; régions variables : 9 brins β anti-parallèles et 1 pont disulfure) , des toxines isolées à partir de mollusques (par exemple la conotoxine ω : 3 brins β anti-parallèles et 3 ponts disulfure) ou des toxines isolées à partir d'araignées (par exemple l'agatoxine μ : 3 brins β anti-parallèles et 3 ponts disulfure) ;- peptides, polypeptides or proteins having a three-dimensional structure of the type comprising at least one β strand and optionally at least one disulfide bridge such as, for example, those of the family of classical or α defensins of mammals (3 anti-parallel β strands connected by 3 disulfide bridges), mammalian β defensins (3 antiparallel β strands connected by 3 disulfide bridges), protectins (2 anti-parallel β strands connected by 2 disulfide bridges), thanatin (2 anti-parallel β strands connected by 1 disulfide bridge), androctonine (2 anti-parallel β strands linked by 2 disulfide bridges), plant knottin-like-peptides (3 anti-parallel β strands linked by 3 disulfide bridges), superoxide dismutase (8 anti-parallel β strands), the retinol-binding plasma protein (8 anti-parallel β strands), influenza virus neuraminidase (6 identical identical patterns of 4 antiparallel β strands), Immu noglobulins (constant regions: 7 anti-parallel β strands and 1 disulfide bridge; variable regions: 9 anti-parallel β strands and 1 disulfide bridge), toxins isolated from molluscs (for example conotoxin ω: 3 anti-parallel β strands and 3 disulfide bridges) or toxins isolated from spiders ( for example agatoxin μ: 3 anti-parallel β strands and 3 disulfide bridges);
- les peptides, polypeptides ou protéines présentant une structure tridimentionnelle de type comportant au moins une hélice α et au moins un brin β, reliés par au moins un pont disulfure. Cette structure tridimentionnelle appelée CSαβ est notamment représentée dans les peptides ou protéines de la famille des défensines d'insectes (1 hélice α et 2 brins β anti-parallèles reliés par 3 ponts disulfure) , de la drosomycine (1 hélice α et 3 brins β anti-parallèles reliés 4 ponts disulfure) , des défensines de plantes (1 hélice α et 3 brins β anti-parallèles reliés par 4 ponts disulfure) , des hevein-like de plantes (1 hélice α et 3 brins β antiparallèles reliés par 4 ponts disulfure) , des γ-thionines de plantes (2 hélice α et 2 brins β anti-parallèles reliés par 2 à 4 ponts disulfure) ou des toxines isolées à partir de scorpions (par exemple la charibdtoxine : 1 hélice α et 3 brins β anti-parallèles reliés par 3 ponts disulfure) .- Peptides, polypeptides or proteins having a three-dimensional structure of the type comprising at least one α helix and at least one β strand, connected by at least one disulfide bridge. This three-dimensional structure called CSαβ is notably represented in the peptides or proteins of the insect defensin family (1 α helix and 2 β strands anti-parallels connected by 3 disulfide bridges), drosomycin (1 α helix and 3 anti-parallel β strands connected 4 disulfide bridges), plant defensins (1 α helix and 3 anti-parallel β strands connected by 4 disulfide bridges ), plant heveins (1 α helix and 3 antiparallel β strands connected by 4 disulfide bridges), plant γ-thionines (2 α helix and 2 anti-parallel β strands connected by 2 to 4 disulfide bridges) or toxins isolated from scorpions (for example charibdtoxine: 1 α helix and 3 anti-parallel β strands linked by 3 disulfide bridges).
Selon la présente invention, les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ ont de préférence une structure tridimensionnelle de type comportant une hélice α et deux brins β antiparallèles reliés par trois ponts disulfure, ou les fragments de ceux-ci. Cette structure tridimensionnelle appelée CSαβ est caractéristique de peptides et polypeptides isolés à partir d'insectes, dénommés défensines d'insectes. Ces défensines d'insectes présentent des propriétés antibactériennes, en particulier contre les bactéries à Gram positif, utiles dans le traitement et/ou la prévention d'infections tant chez l'homme et l'animal que chez les plantes. Les défensines d'insectes ont fait l'objet de nombreuses publications, brevets et demandes de brevet parmi lesquels on peut citer : Cystêines-rich antimicrobial peptides in invertebrates, JL. Dimarcq, P. Bulet, C. Hetru, J. Hoffmann, Biopolymers (Peptide Science), Vol. 47, 465-477 (1998) ; Antimicrobial peptides in insects : structure and function, P. Bulet, C. Hetru, J-L Dimarcq, D. Hoffmann, Developmental and Comparative Immunology 23 (1999) 329-344; EP 0349451 ; EP 0546213, FR 2695392 et WO 99/53053. Les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ présentent des régions de séquences d'acides aminés variables et des régions de séquences d'acides aminés substantiellement conservées au sein de ladite population.According to the present invention, the peptides, polypeptides or proteins of the starting population preferably have a three-dimensional structure of the type comprising an α helix and two antiparallel β strands linked by three disulfide bridges, or the fragments thereof. This three-dimensional structure called CSαβ is characteristic of peptides and polypeptides isolated from insects, called insect defensins. These insect defensins have antibacterial properties, in particular against Gram-positive bacteria, which are useful in the treatment and / or prevention of infections both in humans and animals and in plants. The defensins of insects have been the subject of numerous publications, patents and patent applications among which we can cite: Cystêines-rich antimicrobial peptides in invertebrates, JL. Dimarcq, P. Bulet, C. Hetru, J. Hoffmann, Biopolymers (Peptide Science), Vol. 47, 465-477 (1998); Antimicrobial peptides in insects: structure and function, P. Bulet, C. Hetru, JL Dimarcq, D. Hoffmann, Developmental and Comparative Immunology 23 (1999) 329-344; EP 0349451; EP 0546213, FR 2695392 and WO 99/53053. The peptides, polypeptides or proteins of the starting population have regions of variable amino acid sequences and regions of amino acid sequences substantially conserved within said population.
On entend par régions de séquences d'acides aminés substantiellement conservées selon la présente invention, 2 ou plusieurs sous-séquences peptidiques, polypeptidiques ou proteiques ayant au moins 60%, de préférence 80% et en particulier 90 à 95% des résidus d'acides aminés qui sont identiques lorsque ces sous-séquences sont alignées pour le maximum de correspondance .The term “substantially conserved amino acid sequence regions” according to the present invention means 2 or more peptide, polypeptide or protein subsequences having at least 60%, preferably 80% and in particular 90 to 95% of the acid residues. amines that are identical when these subsequences are aligned for maximum match.
La demanderesse a défini préalablement à l'étape (a) d'assemblage, l'alignement des séquences peptidiques, polypeptidiques ou proteiques de la population de départ pour identifier lesdites régions variables et lesdites régions substantiellement conservées.The Applicant has defined, prior to step (a) of assembly, the alignment of the peptide, polypeptide or protein sequences of the starting population to identify said variable regions and said substantially conserved regions.
L'invention concerne également une séquence nucleotidique simple brin pour être utilisée à l'étape (a) du procédé de l'invention, caractérisée en ce qu'elle est constituée ou comprend :The invention also relates to a single-stranded nucleotide sequence for use in step (a) of the process of the invention, characterized in that it consists or comprises:
- un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables d'un des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, ledit segment nucleotidique variable étant flanqué en 5' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité N terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 5' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène, - en 3 ' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité C terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 3' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène.an internal nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked in 5 ′ by a nucleotide segment coding for the acid sequence amines of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the N-terminus of a variable region, said segment nucleotide itself being optionally flanked 5 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a gene expression regulation sequence, - in 3 ′ by a nucleotide segment coding for the sequence in amino acids of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the C-terminus of a variable region, said nucleotide segment itself optionally flanked 3 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a sequence for regulating the expression of a gene.
Le nombre de séquences nucléotidiques simples brins chevauchants de l'étape (a) est fonction du nombre de peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ et du nombre de régions variables au sein de ladite population.The number of overlapping single-stranded nucleotide sequences of step (a) is a function of the number of peptides, polypeptides or proteins of the starting population and of the number of variable regions within said population.
La taille des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants de l'étape (a) est essentiellement fonction de la taille des régions variables desdits peptides, polypeptides ou protéines.The size of the overlapping single-stranded nucleotide sequences of step (a) is essentially a function of the size of the variable regions of said peptides, polypeptides or proteins.
Les étapes (a) et (b) sont réalisées par polymérisation de préférence par une réaction de polymérisation en chaîne (PCR) .Steps (a) and (b) are carried out by polymerization preferably by a polymerization chain reaction (PCR).
La polymérisation de l ' étape (a) comprend plusieurs cycles de dénaturation, hybridation, extension en présence d' une polymérase , dans des conditions telles que chaque séquence nucleotidique simple brin et acide nucléique simple brin s ' il est présent , sert de matrice pour l ' elongation d'une autre séquence nucleotidique simple brin ou acide nucléique simple brin s'il est présent.The polymerization of step (a) comprises several cycles of denaturation, hybridization, extension in the presence of a polymerase, under conditions such that each single-stranded nucleotide sequence and single-stranded nucleic acid if present, serves as a template for elongation another single-stranded nucleotide sequence or single-stranded nucleic acid if present.
L'étape (b) de polymérisation est réalisée avec des amorces comprenant des séquences nucléotidiques complémentaires d'une séquence nucleotidique d'un vecteur de clonage et/ou d'expression.The polymerization step (b) is carried out with primers comprising nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of a cloning and / or expression vector.
Le procédé de l'invention est également caractérisé en ce qu'il comprend après l'étape (b) , l'insertion de chacun des polynucléotides doubles brins recombinés dans le vecteur de clonage et/ou d'expression comprenant des extrémités 3' et/ou 5' complémentaires de celles introduites dans lesdits polynucléotides doubles brins recombinës obtenus à l'étapeThe method of the invention is also characterized in that it comprises, after step (b), the insertion of each of the recombined double-stranded polynucleotides into the cloning and / or expression vector comprising 3 ′ ends and / or 5 ′ complementary to those introduced into said recombinant double strand polynucleotides obtained in step
(b) , puis le criblage ou la sélection desdits polynucléotides doubles brins recombinés ou des peptides, polypeptides ou protéines codés par ceux-ci pour une ou plusieurs propriétés désirées.(b), then screening or selecting said recombinant double strand polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins encoded by them for one or more desired properties.
Selon une autre forme de l'invention, le procédé comprend après l'étape (b) , la co-transformation d'un organisme hôte avec le vecteur de clonage et/ou d'expression comprenant des extrémités 3' et/ou 5' complémentaires de celles introduites dans lesdits polynucléotides doubles brins recombinës obtenus à l'étape (b) en présence desdits polynucléotides doubles brins recombinés, l'expression dans l'organisme hôte et éventuellement la sécrétion des peptides, polypeptides ou protéines codés par ceux-ci, puis le criblage ou la sélection desdits peptides, polypeptides ou protéines pour une ou plusieurs propriétés désirées.According to another form of the invention, the method comprises, after step (b), the co-transformation of a host organism with the cloning and / or expression vector comprising 3 ′ and / or 5 ′ ends complementary to those introduced into said recombined double strand polynucleotides obtained in step (b) in the presence of said recombined double strand polynucleotides, the expression in the host organism and optionally the secretion of the peptides, polypeptides or proteins encoded by them, then screening or selecting said peptides, polypeptides or proteins for one or more desired properties.
La ou les propriétés désirées correspondent selon la présente invention à une ou plusieurs propriétés améliorées par rapport à celle (s) des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ . La ou les propriétés sont choisies parmi le groupe suivant : propriétés anti-bactériennes, propriétés antifongiques, propriétés anti-inflammatoires , propriétés antitumorales, propriétés anti-cancéreuses, cicatrisation des plaies et habilité à lier un récepteur, en particulier un canal ionique .The desired property or properties correspond, according to the present invention, to one or more improved properties compared to that (s) of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population. The property or properties are chosen from the following group: anti-bacterial properties, antifungal properties, anti-inflammatory properties, anti-tumor properties, anti-cancer properties, wound healing and ability to bind a receptor, in particular an ion channel.
L'invention concerne également un polynucleotide double brin recombiné, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé de l'invention.The invention also relates to a recombinant double-stranded polynucleotide, characterized in that it is obtained by the method of the invention.
L' invention concerne également un vecteur de clonage et/ou d'expression caractérisé en ce qu'il comprend un polynucleotide double brin recombiné obtenu par le procédé de l'invention pour transformer un organisme hôte et exprimer dans ce dernier le peptide, polypeptide ou la protéine codée par le polynucleotide recombiné. Le vecteur peut être un plasmide, un cosmide, un bactériophage ou un virus en particulier un baculovirus. Le vecteur d'expression est avantageusement un vecteur à réplication autonome comportant des éléments permettant son maintien et sa réplication dans l'organisme hôte comme une origine de réplication. En outre, le vecteur peut comporter des éléments permettant sa sélection dans l'organisme hôte comme par exemple un gène de résistance à un antibiotique ou un gène de sélection qui assurent la complémentation avec le gène respectif délèté au niveau du génome de l'organisme hôte. Le vecteur peut également être un vecteur navette comportant des éléments permettant son maintien et sa réplication dans chacun des organismes hôte et des éléments permettant sa sélection dans chacun des organismes hôte. De tels vecteurs de clonage et/ou d'expression sont bien connus de l'homme du métier et largement décrits dans la littérature. L' invention concerne également un organisme hôte caractérisé en ce qu'il est transformé par un vecteur de clonage et/ou d'expression de l'invention. Par « organisme hôte » selon la présente invention, on entend tout organisme mono ou pluricellulaire, inférieur ou supérieur, dans lequel un polynucleotide double-brin recombiné obtenu par le procédé de l'invention est introduit pour la production d'un peptide, polypeptide ou d'une protéine obtenus par le procédé de l'invention. L'organisme hôte peut est un microorganisme tel qu'une levure (par exemple une levure de genre Saccharomyces, Kluyveromyces, Hansenula, Pichia ou Schizosaccharomyces) , une bactérie (par exemple Escherichia coli) ou un champignon (par exemple Aspergil l us ni dulans) . L'organisme hôte peut également être une cellule animale, en particulier une cellule d'arthropode (par exemple une cellule de Spodoptera frugip erda ou de Tri chopl usi a ni ) ou une cellule de Mammifère. L'organisme hôte peut aussi être une cellule végétale ou une plante .The invention also relates to a cloning and / or expression vector characterized in that it comprises a recombinant double-stranded polynucleotide obtained by the method of the invention for transforming a host organism and expressing in the latter the peptide, polypeptide or the protein encoded by the recombinant polynucleotide. The vector can be a plasmid, a cosmid, a bacteriophage or a virus, in particular a baculovirus. The expression vector is advantageously a vector with autonomous replication comprising elements allowing its maintenance and its replication in the host organism as an origin of replication. In addition, the vector may include elements allowing its selection in the host organism such as for example an antibiotic resistance gene or a selection gene which ensure complementation with the respective gene deleted at the genome of the host organism. . The vector can also be a shuttle vector comprising elements allowing its maintenance and its replication in each of the host organisms and elements allowing its selection in each of the host organisms. Such cloning and / or expression vectors are well known to those skilled in the art and widely described in the literature. The invention also relates to a host organism characterized in that it is transformed by a cloning and / or expression vector of the invention. The term “host organism” according to the present invention means any mono or multicellular organism, lower or higher, in which a recombinant double-stranded polynucleotide obtained by the process of the invention is introduced for the production of a peptide, polypeptide or of a protein obtained by the process of the invention. The host organism can be a microorganism such as a yeast (for example a yeast of the genus Saccharomyces, Kluyveromyces, Hansenula, Pichia or Schizosaccharomyces), a bacterium (for example Escherichia coli) or a fungus (for example Aspergil l us ni dulans ). The host organism can also be an animal cell, in particular an arthropod cell (for example a Spodoptera frugip erda or Tri chopl usi a ni cell) or a Mammalian cell. The host organism can also be a plant cell or a plant.
L'invention concerne donc également un peptide, polypeptide ou une protéine caractérisé (e) en ce qu'il (elle) est obtenu (e) par le procédé de l'invention.The invention therefore also relates to a peptide, polypeptide or protein characterized in that it (it) is obtained by the process of the invention.
L'invention concerne également une banque, caractérisée en ce qu'elle est constituée de polynucléotides double-brins recombinés ou de vecteurs de clonage et/ou d'expression ou d'organismes hôtes ou de peptides, polypeptides ou protéines.The invention also relates to a library, characterized in that it consists of recombinant double-stranded polynucleotides or of cloning and / or expression vectors or of host organisms or of peptides, polypeptides or proteins.
L'invention concerne également l'utilisation du procédé de l'invention, pour la construction d'un vecteur de clonage et/ou d'expression. La mise en œuvre du procédé de l'invention permet ainsi de préparer facilement et rapidement des polynucléotides doubles brins recombinés ou des peptides, polypeptides ou protéines pour lesquels ils codent, qui présentent avantageusement une ou plusieurs propriétés améliorées par rapport à celle (s) des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ. L'utilisation de séquences nucléotidiques simples brins telles que précédemment définies, dans l'étape (a) du procédé de l'invention permet de préserver l'intégrité des motifs structuraux élémentaires des peptides, polypeptides ou protéines codés par les polynucléotides doubles brins recombinés obtenus par le procédé de l'invention. Le repliement global des chaînes peptidiques, polypeptidiques ou proteiques et par voie de conséquence la fonctionnalité des peptides, polypeptides ou des protéines ne sont pas altérés .The invention also relates to the use of the method of the invention, for the construction of a cloning and / or expression vector. The implementation of the process of the invention thus makes it possible to easily and quickly prepare recombinant double-stranded polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins for which they code, which advantageously have one or more properties improved compared to that (s) of peptides, polypeptides or proteins of the starting population. The use of single-stranded nucleotide sequences as defined above, in step (a) of the method of the invention makes it possible to preserve the integrity of the elementary structural patterns of the peptides, polypeptides or proteins encoded by the recombinant double-stranded polynucleotides obtained. by the method of the invention. The overall folding of the peptide, polypeptide or protein chains and consequently the functionality of the peptides, polypeptides or proteins are not altered.
L'utilisation d'amorces comprenant des séquences nucléotidiques complémentaires d'une séquence nucleotidique d'un vecteur de clonage et/ou d'expression dans l'étape (b) du procédé de l'invention, et éventuellement d'un ou plusieurs acides nucléiques simples brins tels que précédemment définis, dans l'étape (a) du procédé de l'invention permettent quant à eux de construire une banque de polynucléotides doubles brins recombinés capables de s'insérer directement dans un vecteur de clonage et/ou d'expression, par recombinaison homologue à l'intérieur d'un organisme hôte et d'exprimer et éventuellement sécréter directement les peptides, polypeptides ou les protéines pour lesquels les polynucléotides doubles brins recombinés codent. L'étape d'amplification dans une bactérie, notamment E. coli étant désormais inutile, l'utilisateur gagne non seulement du temps mais évite aussi la perte éventuelle de séquences qui seraient toxiques dans la bactérie. D'autres avantages et caractéristiques du procédé de l'invention apparaîtront des exemples qui suivent concernant la préparation d'une banque de défensines d'insectes recombinées présentant des propriétés antibacteriennes améliorées et dans lesquels il sera fait référence aux dessins en annexe dans lesquels :The use of primers comprising nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of a cloning and / or expression vector in step (b) of the method of the invention, and optionally of one or more acids single-stranded nucleic acids as defined above, in step (a) of the process of the invention allow, for their part, to build a library of recombinant double-stranded polynucleotides capable of being inserted directly into a cloning vector and / or expression, by homologous recombination inside a host organism and to express and possibly secrete directly the peptides, polypeptides or proteins for which the recombined double-stranded polynucleotides code. The amplification step in a bacterium, in particular E. coli being henceforth unnecessary, the user not only saves time but also avoids the possible loss of sequences which would be toxic in the bacterium. Other advantages and characteristics of the process of the invention will appear from the examples which follow concerning the preparation of a bank of defensins of recombinant insects having improved antibacterial properties and in which reference will be made to the accompanying drawings in which:
-La figure 1 représente l'alignement des séquences peptidiques de 40 défensines d'insectes ;FIG. 1 represents the alignment of the peptide sequences of 40 insect defensins;
-La figure 2 représente la modélisation de la structure tridimensionnelle de la défensine du diptère-Figure 2 represents the modeling of the three-dimensional structure of the dipteran defensin
Anophèles gambiae ;Anopheles gambiae;
-La figure 3 représente la liste des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants utilisées à l'étape (a) du procédé; -La figure 4 représente la construction d'une banque de défensines d'insectes recombinëes;FIG. 3 represents the list of overlapping single-stranded nucleotide sequences used in step (a) of the method; FIG. 4 represents the construction of a bank of defensins of recombinant insects;
-La figure 5 représente le vecteur d'expression de levure S. cerevisiae pEM105 ;FIG. 5 represents the yeast expression vector S. cerevisiae pEM105;
-La figure 6 représente les activités in vitro (IC90, CMI et CMB; μg/ml) des défensines d'insecte hybrides contre les bactéries à Gram positif) ;FIG. 6 represents the in vitro activities (IC90, CMI and CMB; μg / ml) of hybrid insect defensins against Gram positive bacteria);
-La figure 7 représente l'efficacité in vivoFIG. 7 represents the efficiency in vivo
(pourcentage de survie et les scores moyens de santé par rapport aux jours post- infection) des défensines d'insectes recombinées ETD-P1255, ETD-P1263 et ETD-P1268 dans le modèle murin de péritonite à Staphylococcus aureus méthicilline-sensible avec administration par voie intra-péritonéale;(percentage of survival and mean health scores in relation to post-infection days) of the defensins of recombinant insects ETD-P1255, ETD-P1263 and ETD-P1268 in the mouse model of methicillin-sensitive Staphylococcus aureus peritonitis with administration by intraperitoneal route;
-La figure 8 représente l'efficacité in vivo (pourcentage de survie et les scores moyens de santé par rapport aux jours post- infection) des défensines d'insectes recombinées ETD-P1255, ETD-P1263 et ETD-P1268 dans le modèle murin de péritonite à Staphylococcus aureus méthicilline-sensible avec administration par voie intra-veineuse; -La figure 9 représente l'efficacité in vivo-Figure 8 represents the in vivo efficacy (percentage of survival and average health scores compared to the post-infection days) of defensins ETD-P1255, ETD-P1263 and ETD-P1268 recombinant insects in the mouse model of methicillin-sensitive Staphylococcus aureus peritonitis with intravenous administration; FIG. 9 represents the efficiency in vivo
(pourcentage de survie et les scores moyens de santé par rapport aux jours post-infection) de la défensine d'insecte recombinée ETD-P1263 dans le modèle murin de péritonite à Staphylococcus aureus méthicilline- résistant avec administration par voie intra- péritonéale.(percentage of survival and mean health scores in relation to post-infection days) of the recombinant insect defensin ETD-P1263 in the mouse model of methicillin-resistant Staphylococcus aureus peritonitis with intraperitoneal administration.
Exemple 1 : Préparation d'une banque de défensines d'insectes recombinées présentant des propriétés antibactériennes améliorées .Example 1: Preparation of a bank of defensins of recombinant insects having improved antibacterial properties.
A) Construction de la banque de défensines d' insectes recombinëes .A) Construction of the bank of defensins of recombinant insects.
) Choix des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants et des acides nucléiques simples brins utilisés dans l'étape (a) du procédé.) Choice of overlapping single-stranded nucleotide sequences and single-stranded nucleic acids used in step (a) of the process.
La figure 1 en annexe représente l'alignement des séquences peptidiques de 40 défensines d'insectes (31 décrites dans la littérature et 9 nouvellement isolées par la demanderesse selon un procédé conventionnel connu de l'homme du métier, notifiées (*) ) issues de 6 ordres d'insectes différents. L'analyse de l'alignement a permis de révéler la présence de 3 régions variables (en caractères gras, figure 1) séparées par des régions substantiellement conservées. 32 séquences différentes ont été identifiées pour la région variable n°l, 28 pour la région variable n°2 et 33 pour la région variable n°3. Comme l'expose la figure 2 en annexe, les régions variables n°l, n°2 et n°3 correspondent respectivement à la boucle N-terminale, à la boucle située entre l'hélice α et le premier brin β et à la boucle C-terminale située entre les 2 brins β des défensines d'insectes.Figure 1 in the appendix represents the alignment of the peptide sequences of 40 insect defensins (31 described in the literature and 9 newly isolated by the applicant according to a conventional process known to those skilled in the art, notified (*)) from 6 different insect orders. Analysis of the alignment revealed the presence of 3 variable regions (in bold, Figure 1) separated by substantially conserved regions. 32 different sequences have been identified for variable region No. 1, 28 for variable region No. 2 and 33 for variable region No. 3. As shown in Figure 2 in the appendix, the variable regions No. 1, No. 2 and No. 3 correspond respectively to the N-terminal loop, to the loop located between the helix α and the first strand β and to the C-terminal loop located between the 2 β strands of insect defensins.
Afin de préparer une banque de mutants associant ces différentes régions, la demanderesse a désigné et synthétisé 94 séquences nucléotidiques simples brins chevauchants qui couvrent la séquence de tout ou partie de polynucléotides codant une population de départ de défensines d'insectes (les résidus d'acides aminés entre parenthèses sur la figure 1 n'étant pas couverts par les séquences nucléotidiques simples brins chevauchants), pour obtenir à l'issu de l'étape (a) des polynucléotides doubles brins recombinés qui comprennent à leurs extrémités 5' (brin codant) la fin de la séquence pro du facteur MF l de S . cerevisiae et à leurs extrémités 3' (brin codant) le début de la séquence du terminateur de transcription du gène PGK1. Chacune de ces séquences nucléotidiques simples brins est constituée ou comprend :In order to prepare a library of mutants associating these different regions, the applicant has designated and synthesized 94 overlapping single-stranded nucleotide sequences which cover the sequence of all or part of polynucleotides encoding a starting population of insect defensins (acid residues amines in parentheses in FIG. 1 not being covered by the overlapping single-stranded nucleotide sequences), in order to obtain, at the end of step (a), recombinant double-stranded polynucleotides which comprise at their 5 'ends (coding strand) the end of the pro sequence of factor MF l of S. cerevisiae and at their 3 'ends (coding strand) the beginning of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene. Each of these single-stranded nucleotide sequences consists of or includes:
- un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables d'une des défensines d'insectes de la population de départ, ledit segment nucleotidique variable étant flanqué - en 5' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de la région substantiellement conservée de la défensine du diptère Anophèles gambiae de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité N terminale de la région variable, - en 3 ' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de la région substantiellement conservée de la défensine du diptère Anophèles gambiae de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité C terminale de la région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 3' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant au début de la séquence du terminateur de transcription du gène PGK1.- an internal nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the insect defensins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked - in 5 'by a nucleotide segment coding for the acid sequence amines of the substantially conserved region of the defensin of the dipteran Anopheles gambiae from the starting population, which is immediately adjacent to the N terminus of the variable region, - in 3 'by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of the substantially preserved region of the Diptera defensin Anopheles gambiae from the population of start, which is immediately adjacent to the C-terminus of the variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 3 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to the start of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene .
Les séquences nucléotidiques simples brins chevauchants qui comprennent une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant au début de la séquence du terminateur de transcription du gène PGK1 sont les séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant les extrémités 3' (brin codant) des polynucléotides doubles brins recombinés, avant l'assemblage (a) c'est-à-dire celles qui sont constituées ou comprennent des segments nucléotidiques internes codant la séquence en acides aminés d'une des régions variables n°3 des défensines d' insectes de la population de départ.The overlapping single-stranded nucleotide sequences which comprise an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to the start of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene are the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the 3 'ends (coding strand) of recombinant double-stranded polynucleotides assembly (a), that is to say those which constitute or comprise internal nucleotide segments coding for the amino acid sequence of one of the variable regions No. 3 of the insect defensins of the starting population.
La listes des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants est exposée sur la figure 3. Les séquences nucléotidiques simples brins chevauchants sont décrites dans la liste de séquence sous les identificateurs de séquences SEQ ID NO :1 à 94.The list of overlapping single-stranded nucleotide sequences is shown in Figure 3. The overlapping single-stranded nucleotide sequences are described in the sequence list under the sequence identifiers SEQ ID NO: 1 to 94.
3 séries d'acides nucléiques simples brins ont également été synthétisés : EM363 (SEQ ID NO :95), EM351 (SEQ ID NO :96) et EM357 (SEQ ID NO :97).3 series of single-stranded nucleic acids have also been synthesized: EM363 (SEQ ID NO: 95), EM351 (SEQ ID NO: 96) and EM357 (SEQ ID NO: 97).
L'acide nucléique simple brin EM363 est constitué d'une première région qui est complémentaire de la séquence du segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de la région substantiellement conservée de la défensine du diptère Anophèles gambiae de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité N terminale de la région variable n°l codée par le segment nucleotidique interne, des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant l'extrémité 3' (brin codant) des polynucléotides doubles brins recombinés, avant l'assemblageThe single-stranded nucleic acid EM363 consists of a first region which is complementary to the sequence of the nucleotide segment coding for the amino acid sequence of the substantially conserved region of the defensin of the dipteran Anopheles gambiae of the starting population, which is immediately adjacent to the N terminus of variable region # 1 encoded by the internal nucleotide segment, single-stranded nucleotide sequences overlapping constituting the 3 'end (coding strand) of the recombined double stranded polynucleotides, before assembly
(a) . L'acide nucléique simple brin EM363 est également constitué d'une seconde région qui correspond à une première partie de la fin de la séquence pro du facteur MFαl de(at) . The single-stranded nucleic acid EM363 also consists of a second region which corresponds to a first part of the end of the pro sequence of the factor MFα1 of
S . cerevisiae .S. cerevisiae.
L'acide nucléique simple brin EM351 est constitué d'une première région qui est complémentaire de la seconde région de l'acide nucléique EM363 et d'une seconde région qui correspond au reste de la fin de la séquence pro du facteurEM351 single-stranded nucleic acid consists of a first region which is complementary to the second region of EM363 nucleic acid and a second region which corresponds to the rest of the end of the pro sequence of the factor
MFαl de S . cerevisiae .MFαl of S. cerevisiae.
L'acide nucléique simple brin EM357 est constitué d'une première région qui est complémentaire de la séquence correspondant au début du terminateur de transcription du gène PGK1 des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant les extrémités 3' (brin codant) des polynucléotides doubles brins recombinés, avant l'assemblageThe single-stranded nucleic acid EM357 consists of a first region which is complementary to the sequence corresponding to the start of the transcription terminator of the PGK1 gene of the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the 3 'ends (coding strand) of the recombinant double-stranded polynucleotides , before assembly
(a) . L'acide nucléique simple brin EM357 est également constitué d'une seconde région qui correspond au reste du début du terminateur de transcription du gène PGK1.(at) . The single-stranded nucleic acid EM357 also consists of a second region which corresponds to the rest of the start of the transcription terminator of the PGK1 gene.
Les acides nucléiques simples brins EM351, EM357 et EM363 sont utilisés pour reconstituer des séquences permettant l'insertion des séquences nucléidiques simples brins assemblées dans l'étape (a) du procédé, dans le vecteur d'expression et de sécrétion de levure S . cerevisiae pEM105. L'acide nucléique simple brin EM357 est également utilisé en tant qu'amorce dans l'étape (b) du procédé.The single-stranded nucleic acids EM351, EM357 and EM363 are used to reconstitute sequences allowing the insertion of the single-stranded nucleidic sequences assembled in step (a) of the method, into the yeast expression and secretion vector S. cerevisiae pEM105. EM357 single stranded nucleic acid is also used as a primer in step (b) of the process.
2) Etape d'assemblage (a) du procédé. L'étape (a) d'assemblage est réalisée par PCR comme l'expose la figure 4 en annexe. Les acides nucléiques simples brins EM351, EM357 et EM363 sont utilisés à une concentration de 10 picomoles dans un volume réactionnel final de 60μl. Des mélanges de séquences nucléotidiques simples brins chevauchants sont utilisés à raison de 10 picomoles pour chacune des séries de séquences nucléotidiques simples brins suivantes: 0,31 picomoles par séquence nucleotidique simple brin constituée ou comportant un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables n°l d'une des défensines d'insectes de la population de départ ; 0,36 picomoles par séquence nucleotidique simple brin constituée ou comportant un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables n°2 d'une des défensines d'insectes de la population de départ et 0,30 picomoles par séquence nucleotidique simple brin constituée ou comportant un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables n°3 d'une des défensines d' insectes de la population de départ .2) Assembly step (a) of the process. The assembly step (a) is carried out by PCR as shown in FIG. 4 in the appendix. EM351, EM357 and EM363 single stranded nucleic acids are used at a concentration of 10 picomoles in a final reaction volume of 60 μl. Mixtures of overlapping single-stranded nucleotide sequences are used at a rate of 10 picomoles for each of the following series of single-stranded nucleotide sequences: 0.31 picomoles per single-stranded nucleotide sequence consisting of or having an internal nucleotide segment encoding an amino acid sequence of one of the variable regions No. 1 of one of the insect defensins of the starting population; 0.36 picomoles per single-stranded nucleotide sequence consisting of or having an internal nucleotide segment encoding an amino acid sequence of one of the variable regions no. 2 of one of the insect defensins of the starting population and 0.30 picomoles per single-stranded nucleotide sequence consisting of or having an internal nucleotide segment encoding an amino acid sequence of one of the variable regions No. 3 of one of the insect defensins of the starting population.
La réaction de PCR d'assemblage débute par la denaturation à une température de 94°C pendant 3 minutes. Les étapes suivantes sont répétées 5 fois : i) denaturation à une température de 9 °C pendantThe assembly PCR reaction begins with denaturation at a temperature of 94 ° C for 3 minutes. The following steps are repeated 5 times: i) denaturing at a temperature of 9 ° C for
45 secondes, ii) hybridation à une température de 50°C pendant 45 secondes, iii) extension en présence d'une polymérase à une température de 72°C pendant 45 secondes. La réaction PCR s'achève par une étape d'extension en présence d'une polymérase à une température de 72 °C pendant 10 minutes. A l'issu de l'étape (a), on obtient des polynucléotides doubles brins recombinés qui comprennent à leurs extrémités 5' (brin codant) la fin de la séquence pro du facteur MFαl de S . cerevisiae et à leurs extrémités 3' (brin codant) le début de la séquence du terminateur de transcription du gène PGK1.45 seconds, ii) hybridization at a temperature of 50 ° C for 45 seconds, iii) extension in the presence of a polymerase at a temperature of 72 ° C for 45 seconds. The PCR reaction ends with an extension step in the presence of a polymerase at a temperature of 72 ° C for 10 minutes. At the end of step (a), recombinant double-stranded polynucleotides are obtained which comprise at their 5 ′ ends (coding strand) the end of the pro sequence of the factor MFα1 of S. cerevisiae and at their 3 'ends (coding strand) the beginning of the transcription terminator sequence of the PGK1 gene.
3) Etape (b) du procédé. Les polynucléotides doubles brins recombinés issus de l'étape (a) d'assemblage sont ensuite amplifiés en présence de 2 des amorces EM349 (SEQ ID NO :98) et EM357 (SEQ ID NO :97) (Figure 4) . Ces deux amorces comprennent une séquence complémentaire respectivement de chacune des extrémités des polynucléotides doubles brins recombinés issus de l'étape (a) et une séquence de 30 nucléotides complémentaires des extrémités du vecteur d'expression de levure S . cerevisiae pEM105 linéarisé.3) Step (b) of the process. The recombinant double-stranded polynucleotides from step (a) of assembly are then amplified in the presence of 2 of the primers EM349 (SEQ ID NO: 98) and EM357 (SEQ ID NO: 97) (Figure 4). These two primers comprise a sequence respectively complementary to each of the ends of the recombinant double-stranded polynucleotides originating from step (a) and a sequence of 30 nucleotides complementary to the ends of the yeast expression vector S. cerevisiae pEM105 linearized.
L'étape (b) du procédé de l'invention débute par la denaturation à une température de 94°C pendant 3 minutes. Les étapes suivantes sont répétées 25 fois : i) denaturation à une température de 9 °C pendant 45 secondes, ii) hybridation à une température de 60°C pendant 45 secondes, iii) extension en présence d'une polymérase à une température de 72°C pendant 45 secondes. La réaction d'amplification s'achève par une étape d'extension en présence d'une polymérase à une température de 72°C pendant 10 minutes.Step (b) of the process of the invention begins with denaturation at a temperature of 94 ° C for 3 minutes. The following steps are repeated 25 times: i) denaturation at a temperature of 9 ° C for 45 seconds, ii) hybridization at a temperature of 60 ° C for 45 seconds, iii) extension in the presence of a polymerase at a temperature of 72 ° C for 45 seconds. The amplification reaction ends with an extension step in the presence of a polymerase at a temperature of 72 ° C for 10 minutes.
L'étape (b) du procédé conduit à la génération de polynucléotides doubles brins recombinés présentant des extensions capables de s'hybrider avec les extrémités du vecteur d'expression de levure S . cerevisiae pEM105 linéarisé .Step (b) of the method leads to the generation of recombinant double-stranded polynucleotides having extensions capable of hybridizing with the ends of the yeast expression vector S. cerevisiae pEM105 linearized.
4 ) Construction de la banque d' expression par co- transformation d' une souche de levure S. cerevisiae . Le vecteur d'expression de levure S . cerevisiae pEM1054) Construction of the expression library by co-transformation of a strain of yeast S. cerevisiae. The yeast expression vector S. cerevisiae pEM105
(Figure 5) porteur du promoteur constitutif fort TDH3(Figure 5) carrier of the strong constitutive promoter TDH3
(glycéraldéhyde 3 phosphate déshydrogénase) fusionné aux séquences codant pour les signaux de sécrétion pré de BGL2 (Bêta- 1,3 glucanase) et pro du facteur MFαl de S . cerevisiae et du terminateur de transcription du gène PGK1 (phosphoglycêrate kinase) a été construit. Il porte également des séquences permettant sa réplication et sa sélection dans la levure (2μ ori et URA3 ) et dans Ξ. coli (ColEl ori et Amp) ainsi que le gène iC.--.X2 codant pour 1 ' endoprotéase Yscf qui clive la pro séquence durant le processus de sécrétion (expression de KEX2 génomique insuffisante) . Ce vecteur porte 2 sites de restriction uniques Nhel et Sali permettant sa linéarisation. Le site Nhel est localisé dans la séquence codant pour le pro de MFαl (mutation silencieuse introduite au niveau de la séquence codant pour les résidus 51 à 52 du pro de MFαl ) et le site Sal i est en amont du terminateur P GK1 . Une souche de levure YEM1 (MATα , ura3-Δ5, pral,prbl,prcl, cpsl) a été co-transformée par le plasmide pEM105 digéré par Sali et Nhel et le pool de polynucléotides doubles brins recombinés présentant des extensions obtenus après l'étape (b) du procédé (lμg de pEM105 digéré par Nhel et Sal i + 115ng de fragment PCR par transformation) . La transformation a été réalisée par la méthode à l'acétate de lithium connue de l'homme du métier. Les transformants ont été sélectionnés sur milieu sélectif YΝBG supplémenté de 0,5% de casamino acides. En vue de vérifier la qualité de la banque, 100 transformants ont été analysés pour la production de peptide après croissance en milieu sélectif Kapeli (14,2g KH2P04 SDS 2370017 ; 4g MgS04 SDS 460012 ; 1 , 6mL H3P04 ; ImL d'une solution d' oligoéléments : 16g MnS04 , H20, 0,4g CuS04 , 5H20, 15g ZnSO4,7H20, 2,8g CoC12, 6H20, 2,48g Νa2Mo04 , 7,5g H3B03, 0,2g Acide citrique, lg KC1, 2,5g NiS04, 6H20, 25g(glyceraldehyde 3 phosphate dehydrogenase) fused to the sequences coding for the pre secretion signals of BGL2 (Beta-1,3 glucanase) and pro of the factor MFα1 of S. cerevisiae and the transcription terminator for the PGK1 (phosphoglycerate kinase) gene was constructed. It also carries sequences allowing its replication and its selection in yeast (2μ ori and URA3) and in Ξ. coli (ColEl ori and Amp) as well as the iC .--. X2 gene coding for the endoprotease Yscf which cleaves the pro sequence during the secretion process (insufficient expression of genomic KEX2). This vector carries 2 unique restriction sites Nhel and Sali allowing its linearization. The Nhel site is located in the sequence coding for the MFα1 pro (silent mutation introduced at the level of the sequence coding for residues 51 to 52 of the MFα1 pro) and the Sal i site is upstream of the P GK1 terminator. A yeast strain YEM1 (MATα, ura3-Δ5, pral, prbl, prcl, cpsl) was co-transformed by the plasmid pEM105 digested with Sali and Nhel and the pool of recombinant double-stranded polynucleotides having extensions obtained after step (b) of the process (lμg of pEM105 digested with Nhel and Sal i + 115ng of PCR fragment by transformation). The transformation was carried out by the lithium acetate method known to those skilled in the art. The transformants were selected on selective YΝBG medium supplemented with 0.5% casamino acids. In order to check the quality of the library, 100 transformants were analyzed for the production of peptide after growth in a Kapeli selective medium (14.2 g KH2P04 SDS 2370017; 4g MgS04 SDS 460012; 1.6mL H3P04; ImL of a solution d '' trace elements: 16g MnS04, H20, 0.4g CuS04, 5H20, 15g ZnSO4,7H20, 2.8g CoC12, 6H20, 2.48g Νa2Mo04, 7.5g H3B03, 0.2g Citric acid, lg KC1, 2.5g NiS04, 6H20, 25g
Trisidium citrate 2H20, qsp 200mL ; 400mL glucose à 500g/L ; lmL FeCl3/CaCl2 ; 500mL de Casaaminoacids à 200g/L ; lOmL d'une solution de vitamines : 0,2g Thiamine HC1, 0 , 5g Pyridoxine HC1, 0,8g Acide nicotinique, 0,005g D-Biotine, lg Ca-D-Pantothënate, 8g Méso Inositol, qsp 200mL; qsp 5L) . Les surnageants de culture récoltés après 48 heures de croissance ont été analysés par électrophorèse sur gel d'acrylamide (gel Tris-tricine) et coloration des protéines au nitrate d'argent. Une production de peptides a été détectée dans 65% de ces clones. 45 clones produisant des défensines d'insectes recombinées ont été analysés par séquençage nucleotidique. 45 défensines d'insectes recombinêes différentes ont pu être caractérisées : 22 séquences différentes parmi les 32 possibilités ont été identifiées pour la région variable n°l, 24 séquences différentes parmi les 28 possibilités ont été identifiées pour la région variable n°2 et 20 séquences différentes parmi les 33 possibilités ont été identifiées pour la région variable n°3.Trisidium citrate 2H20, qs 200mL; 400mL glucose at 500g / L; lmL FeCl3 / CaCl2; 500mL of Casaaminoacids at 200g / L; lOmL of a solution of vitamins: 0.2g Thiamine HC1, 0.5g Pyridoxine HC1, 0.8g Nicotinic acid, 0.005g D-Biotin, lg Ca-D-Pantothenate, 8g Meso Inositol, qs 200mL; qs 5L). The culture supernatants harvested after 48 hours of growth were analyzed by electrophoresis on acrylamide gel (Tris-tricine gel) and staining of the proteins with silver nitrate. Peptide production was detected in 65% of these clones. 45 clones producing defensins of recombinant insects were analyzed by nucleotide sequencing. 45 defensins of different recombinant insects could be characterized: 22 different sequences among the 32 possibilities were identified for variable region no. 1, 24 different sequences among the 28 possibilities were identified for variable region no. 2 and 20 sequences different among the 33 possibilities have been identified for variable region n ° 3.
B) Criblage ou sélection des défensines d'insectes recombinées présentant une activité contre les bactéries à Gram positif Staphylococcus aureus .B) Screening or selection of defensins of recombinant insects having activity against Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus.
1) Culture et isolement.1) Culture and isolation.
La banque de défensines d'insectes recombinées obtenue selon le protocole précédemment décrit dans la partie A, est étalée sur des boîtes de Pétri (YNBG casamino acides agar) . Le nombre de clones par boîte est choisi de manière à former des colonies isolées. Ces colonies sont piquées et mises en culture automatiquement en microplaques 384 puits, dans 60μl de milieu (YNBG, casamino acides, 13% glycérol) . Les plaques sont incubées à 30°C durant 72h, puis deux copies sont stockées à -80°C, et une autre copie est conservée à 4°C avant de servir à la suite du processus.The bank of defensins of recombinant insects obtained according to the protocol previously described in part A, is spread on Petri dishes (YNBG casamino acids agar). The number of clones per dish is chosen so as to form isolated colonies. These colonies are pricked and cultured automatically in 384-well microplates, in 60 μl of medium (YNBG, casamino acids, 13% glycerol). The plates are incubated at 30 ° C for 72 hours, then two copies are stored at -80 ° C, and another copy is kept at 4 ° C before being used after the process.
2) Culture et production. A partir d'une plaque 384 puits, on ensemence 4 plaques 96 puits DeepWell contenant 1ml de milieu de culture Kapeli. Les plaques Deepwell sont couvertes d'une membrane perméable aux gaz et sont mises à incuber à 30°C sous agitation durant 96h. Au bout de 72h, on fait une adjonction de 100 μl de glucose à 500 g/1 par puits.2) Culture and production. From a 384-well plate, 4 96-well DeepWell plates containing 1 ml of Kapeli culture medium are inoculated. The Deepwell plates are covered with a gas permeable membrane and are incubated at 30 ° C with shaking for 96 hours. After 72 hours, an addition of 100 μl of glucose at 500 g / 1 per well is made.
3) Purification.3) Purification.
On ajoute 1ml d'eau ultra pure stérile dans tous les puits des plaques 96 puits. Ces plaques sont ensuite centrifugées pendant 30 min à 4000 rpm et à 20°C. Le surnageant est purifié sur des plaques Oasis HLB (WATERS) : 1.3ml de surnageant sont déposés sur chacune des 96 microcolonnes, soumises à un tirage sous vide pour faire passer le liquide. Un lavage avec 800 μl par colonne d'eau supplémentée à 0,05% de Trifluoroacétate (TFA). L'élution est réalisée avec 500 μl d' acétonitrile à 60% supplémenté de TFA à 0,05%. L'éluat est récupéré dans une plaque DeepWell 96 puits 1ml .1 ml of sterile ultrapure water is added to all the wells of the 96-well plates. These plates are then centrifuged for 30 min at 4000 rpm and at 20 ° C. The supernatant is purified on Oasis HLB plates (WATERS): 1.3 ml of supernatant are deposited on each of the 96 microcolumns, subjected to a vacuum drawing to pass the liquid. Wash with 800 μl per column of water supplemented with 0.05% Trifluoroacetate (TFA). The elution is carried out with 500 μl of 60% acetonitrile supplemented with 0.05% TFA. The eluate is collected in a 1 well DeepWell 96-well plate.
4) Evaporation du solvant.4) Evaporation of the solvent.
Le solvant d'ëlution est ensuite évaporé sous vide (30°C, 9 mbars, llh) . Les plaques sont alors couvertes d'un film silicone autocollant et stockées à 4°C.The elution solvent is then evaporated under vacuum (30 ° C, 9 mbar, 11 h). The plates are then covered with a self-adhesive silicone film and stored at 4 ° C.
5 ) Analyse par Chromatoqraphie Liquide à Haute Performance (CLHP) sur colonne de phase inverse : Contrôle de masse et quantification en vue des tests d'activité. L'équivalent de 40 à 200 μl de surnageant purifié selon la précédente étape, est analysé par CLHP (type Alliance,5) Analysis by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) on reverse phase column: Mass control and quantification for activity tests. The equivalent of 40 to 200 μl of purified supernatant according to the previous step, is analyzed by HPLC (Alliance type,
Waters Associates) couplée à la spectrométrie de masse (typeWaters Associates) coupled with mass spectrometry (type
ZQ 2000, Waters Associates) , pilotée par le logiciel MasslynxZQ 2000, Waters Associates), driven by Masslynx software
(Waters Associates) . Les échantillons sont injectés de manière automatique et séquentielle (injecteur 2790, Waters(Waters Associates). The samples are injected automatically and sequentially (injector 2790, Waters
Associates) sur une colonne analytique de type Uptisphere deAssociates) on an analytical column of Uptisphere type
250 x 4,6 mm, remplie de silice avec un greffage C18 (phase inverse) de granulométrie de 5μ et de porosité de 300 A°250 x 4.6 mm, filled with silica with a C18 graft (reverse phase) with a particle size of 5 μ and a porosity of 300 A °
(Interchim) . L'élution est réalisée par un gradient d' acétonitrile dans le TFA 0,05% de 15 à 60 % en 30 min. avec un débit constant de 0,8 ml/min.(Interchim). Elution is carried out by a gradient of acetonitrile in 0.05% TFA from 15 to 60% in 30 min. with a constant flow rate of 0.8 ml / min.
Le spectre UV (variation d'absorbance à 225 nm ; détecteur à barrette de diodes de type 996, Waters Associates) et le spectre de masse de chaque échantillon sont analysés individuellement. La masse correspondant à chaque pic du spectre UV est calculée par un logiciel de déconvolution (logiciel Transform, Waters Associates) . Lorsque la masse mesurée correspond à la masse théorique (gamme de 3500 à 5500 pour les défensines d'insectes), le pic d'intérêt est intégré par le logiciel Masslynx puis quantifié.The UV spectrum (variation in absorbance at 225 nm; diode array detector type 996, Waters Associates) and the mass spectrum of each sample are analyzed individually. The mass corresponding to each peak of the UV spectrum is calculated by deconvolution software (Transform software, Waters Associates). When the measured mass corresponds to the theoretical mass (range from 3500 to 5500 for insect defensins), the peak of interest is integrated by the Masslynx software and then quantified.
La quantification se fait par rapport à une courbe de calibration (aire du pic en fonction de la quantité d'échantillon) établie par injection de quantités connues de la défensine à' Anophèles gambiae dans les mêmes conditions d'analyse. La quantification des défensines recombinées (en μg) est calculée par intégration individuelle du pic du chromatogramme correspondant à chaque défensine recombinêe.The quantification is made with respect to a calibration curve (area of the peak as a function of the quantity of sample) established by injection of known quantities of defensin to Anopheles gambiae under the same analysis conditions. The quantification of the recombinant defensins (in μg) is calculated by individual integration of the peak of the chromatogram corresponding to each recombined defensin.
6) Préparation de l'inoculum de Staphylococcus aureus .6) Preparation of the Staphylococcus aureus inoculum.
Une préculture dans 4 ml de milieu LB, est obtenue par ensemencement d'une colonie de Staphylococcus aureus (souche clinique 21, sensible à : amoxicilline, pristinamycine, érythromycine, péfloxacine, suifaméthoxazole, trimêthoprime, kanamycine, acide fusidique, fosfomycine, gentamycine, amikacine, rifampicine, oxacilline, teicoplanine , chloramphénicol, imipénème, vancomycine et méthicilline;; Don de l'Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg) , et incubée à 37°C sous agitation pendant 16h. 200 μl de cette prêculture sont distribués dans 8 tubes de 4 ml de milieu LB, puis incubés 4h à 37°C sous agitation pour obtenir la solution primaire. Un inoculum est réalisé par dilution de cette solution primaire (environ au l/100ème) , de manière à obtenir une concentration en S t aphyl ococcus aureus de 1,1.106 bactéries/ml. Les concentrations sont calculées par mesure de la DO à 600 nm de la solution primaire selon la formule: Concentration en Staphylococcus aureus = 5,25.108 x DO - 3.107 (pour des DO allant de 0,05 à 0,3 environ) et contrôlées via une dilution en cascade (10"1, 10"2, 10"3,... ) de la suspension à 2.106/ml et comptage des Unités Formant Colonies (UFC) après étalement de 100 μL des dilutions 10"6, 10"5 et 10"4 sur des boîtes LB agar. Après incubation à 30 °C pendant 16 à 18 heures, les colonies sont dénombrées (UFC/ml) .A preculture in 4 ml of LB medium is obtained by seeding a colony of Staphylococcus aureus (strain clinical 21, sensitive to: amoxicillin, pristinamycin, erythromycin, pefloxacin, suifamethoxazole, trimethoprime, kanamycin, fusidic acid, fosfomycin, gentamycin, amikacin, rifampicin, oxacillin, teicoplanin, chloricphenin, methamycinine, chloramphenicol ; ; Donated by the Institute of Molecular and Cellular Biology, Strasbourg), and incubated at 37 ° C with shaking for 16h. 200 μl of this preculture are distributed in 8 tubes of 4 ml of LB medium, then incubated for 4 h at 37 ° C. with shaking to obtain the primary solution. An inoculum is produced by diluting this primary solution (approximately 1/100), so as to obtain a concentration of S t aphyl ococcus aureus of 1.1 × 10 6 bacteria / ml. The concentrations are calculated by measuring the OD at 600 nm of the primary solution according to the formula: Concentration of Staphylococcus aureus = 5.25.10 8 x OD - 3.107 (for OD ranging from 0.05 to 0.3 approximately) and controlled via a cascade dilution (10 "1 , 10 " 2 , 10 "3 , ...) of the suspension at 2.10 6 / ml and counting of the Colony-forming Units (CFU) after spreading 100 μL of the 10 " 6 dilutions, 10 "5 and 10 " 4 on LB agar boxes. After incubation at 30 ° C for 16 to 18 hours, the colonies are counted (CFU / ml).
7) Criblage ou sélection des échantillons. Les échantillons séchés sont repris dans 200μl d'eau et testés à 3 dilutions différentes : 40μl, 25μl et 16μl de ces échantillons sont distribués dans les plaques de test avant ajout de 180μl d' inoculum par puits. Les microplaques sont incubées à 30°C durant 16 à 18h, puis la densité optique (DO) des puits est mesurée à 595 nm. Les résultats sont interprétés en calculant le pourcentage de pousse pour chaque puits selon la formule : %Pousse= (DO puits - DO du TS)/(DO du TP - DO du TS)*100 où DO du TP= DO du témoin de pousse (inoculum seul) , DO du TS= DO du témoin de stérilité (milieu de culture sans bactéries) et DO puits = DO du puits dont on souhaite calculer le pourcentage de pousse (inoculum + défensine d'insecte recombinée). Les défensines d'insectes recombinées sont considérées comme actives lorsque le pourcentage de pousse est inférieur ou égal à 10. Les polynucléotides double brin recombinés ETD-P1255, ETD- P1263, ETD-P1268, ETD-P1354, ETD-P1364, ETD-P1377, ETD-P1447 et ETD-P1449 sont décrits dans la liste de séquence sous les identificateurs de séquences SEQ ID NO :99 à 106. Les défensines d'insectes recombinées ETD-P1255, ETD-P1263, ETD-P1268, ETD-P1354, ETD-P1364, ETD-P1377, ETD-P1447 et ETD- P1449 sont décrites dans la liste de séquence sous les identificateurs de séquences SEQ ID NO :107 à 114.7) Screening or selection of samples. The dried samples are taken up in 200 μl of water and tested at 3 different dilutions: 40 μl, 25 μl and 16 μl of these samples are distributed in the test plates before adding 180 μl of inoculum per well. The microplates are incubated at 30 ° C for 16 to 18 hours, then the optical density (OD) of the wells is measured at 595 nm. The results are interpreted by calculating the percentage of growth for each well according to the formula:% Sprout = (DO well - DO TS) / (DO TP - DO TS) * 100 where DO TP = DO growth indicator (inoculum alone), DO of TS = OD of sterility control (culture medium without bacteria) and DO well = DO of the well for which the percentage of growth is to be calculated (inoculum + defensin of recombinant insect). Defensins of recombinant insects are considered active when the growth percentage is less than or equal to 10. The recombinant double-stranded polynucleotides ETD-P1255, ETD-P1263, ETD-P1268, ETD-P1354, ETD-P1364, ETD-P1377 , ETD-P1447 and ETD-P1449 are described in the sequence list under the sequence identifiers SEQ ID NO: 99 to 106. The defensins of recombinant insects ETD-P1255, ETD-P1263, ETD-P1268, ETD-P1354, ETD-P1364, ETD-P1377, ETD-P1447 and ETD-P1449 are described in the sequence list under the sequence identifiers SEQ ID NO: 107 to 114.
C) Activités anti-bactériennes in vi tro .C) Antibacterial activities in vi tro.
Les activités anti -bactériennes de chacune des défensines d' insectes hybrides (ETD-P) ont été évaluées par détermination de l'IC90 (Inhibition de Croissance > à 90%), de la Concentration Minimale Inhibitrice (CMI) et de la Concentration Minimale Bactêricice (CMB) . Les activités de chacune des défensines hybrides sont comparées à celles de la défensine du diptère Anophèles gambiae ainsi qu'à celles d'antibiotiques conventionnellement utilisés (vancomycine et linezolide) testés dans les mêmes conditions.The anti-bacterial activities of each of the defensins of hybrid insects (ETD-P) were evaluated by determination of the IC90 (growth inhibition> 90%), the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum concentration. Bacteria (CMB). The activities of each of the hybrid defensins are compared with those of the defensin of the Anopheles gambiae diptera as well as with those of conventionally used antibiotics (vancomycin and linezolid) tested under the same conditions.
1) Isolement .1) Isolation.
Les clones de défensines hybrides d' intérêt , identif iées selon le protocole précédemment décrit dans la partie B) , sont repris d ' un des stocks de microplaques 384 puits conservées à - 80 ° C (part ie B ) , paragraphe 1 ) ) . Un ensemencement est réalisé sur une gélose YNBG Casamino acides agar et placée dans un incubateur à 30°C pendant 48 àThe hybrid defensin clones of interest, identified according to the protocol previously described in part B), are taken from one of the stocks of 384-well microplates stored at −80 ° C. (part ie B), paragraph 1)). A inoculation is carried out on a YNBG Casamino acid agar agar and placed in an incubator at 30 ° C. for 48 to
72 heures. Après observation de l'état de pousse des levures, une colonie est isolée, étalée sur une boîte YNBG Casamino acides agar et incubée pendant 24 à 48 heures à 30°C.72 hours. After observing the state of growth of the yeasts, a colony is isolated, spread on a YNBG Casamino acids agar dish and incubated for 24 to 48 hours at 30 ° C.
L'expression est contrôlée par PCR.Expression is controlled by PCR.
2) Production.2) Production.
Une préculture est préparée par mise en suspension d'une colonie dans 4mL de milieu Kapeli puis la préculture est incubée pendant 18 à 24 heures à 30°C sous agitation.A preculture is prepared by suspending a colony in 4 ml of Kapeli medium and then the preculture is incubated for 18 to 24 hours at 30 ° C. with shaking.
50mL de milieu Kapeli sont répartis dans des fioles de 500mL. La DO des précultures est mesurée à une dilution au l/100ème (990 μL d'eau + 10 μL de préculture homogénéisée) pour déterminer la DO de la préculture non diluée. La préculture est ensuite diluée de façon à obtenir une solution de DO=0.05 selon la formule : d=0.05/DO préculture non diluée. Un volume de la preculture, défini selon la formule (préculture) =50/d, est ajouté aux 50mL de milieu Kapeli pour obtenir une solution de DO=0.05. Les fioles sont mises à incuber à 30°C pendant 48H sous agitation (250rpm/min) .50mL of Kapeli medium are distributed in 500mL vials. The OD of the precultures is measured at a dilution to l / 100th (990 μL of water + 10 μL of homogenized preculture) to determine the OD of the undiluted preculture. The preculture is then diluted so as to obtain a solution of OD = 0.05 according to the formula: d = 0.05 / OD preculture undiluted. A volume of the preculture, defined according to the formula (preculture) = 50 / d, is added to the 50 ml of Kapeli medium to obtain a solution of OD = 0.05. The flasks are incubated at 30 ° C for 48 hours with shaking (250 rpm / min).
3) Purification.3) Purification.
La culture obtenue est centrifugée dans des tubes coniques à centrifuger 50mL pendant 15min à 4000tr/min. Le surnageant est transvasé dans un autre tube 50mL et est purifié avec le Sep-pack , sur Oasis HLB lg de phase selon les étapes suivantes : Equilibrage de la phase avec 15mL de méthanol pur, lavage avec 15mL de mélange eau/TFA 0.05%, chargement du surnageant à purifier, lavage avec 15mL de mélange eau/TFA 0.05% et élution avec lOmL de mélange eau/Acétonitrile 60%/TFA 0.05%. Le mélange Acétonitrile/H20 est évaporé sous vide (30°C, 9 mbars, 24 heures) puis les échantillons sont repris dans 400μL d' eau et disposés sur un agitateur .The culture obtained is centrifuged in 50 ml conical centrifuge tubes for 15 min at 4000 rpm. The supernatant is transferred to another 50mL tube and is purified with the Sep-pack, on Oasis HLB lg of phase according to the following steps: Equilibration of the phase with 15mL of pure methanol, washing with 15mL of water / TFA 0.05% mixture, loading of the supernatant to be purified, washing with 15mL of water / TFA 0.05% mixture and elution with lOmL of water / Acetonitrile 60% / TFA 0.05% mixture. The acetonitrile / H2O mixture is evaporated under vacuum (30 ° C., 9 mbar, 24 hours) and then the samples are taken up in 400μL of water and placed on an agitator.
4 ) Quantif ication et contrôle de masse en vue des tests d' activité . La quantification et le contrôle de masse est réalisé selon le protocole précédemment décrit dans la partie B) , paragraphe 5 ) .4) Quantification and mass control for activity tests. Quantification and mass control is carried out according to the protocol previously described in part B), paragraph 5).
5 ) Détermination des IC90 .5) Determination of IC90.
La détermination des IC90 se fait par un test liquide en microplaques 96 puits. Le test est réalisé sur des souches bactériennes à Gram positif Staphylococcus aureus sensiblesThe IC90 is determined by a liquid test in 96-well microplates. The test is carried out on sensitive Gram-positive bacterial strains Staphylococcus aureus
(souche clinique 21 ; Don de l'Institut de Biologie(clinical strain 21; Gift from the Institute of Biology
Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg) et résistantes (souche clinique 4 ; Don du Dr. Gilles Prévost, Institut de Bactériologie, Strasbourg) de façon à obtenir un inoculum selon le protocole décrit dans la partie B) paragraphe 6) . 100 μl d'échantillons à tester sont distribués en duplicats de façon à obtenir une gamme de concentration de 25 à 0,05 μg/ml dans les puits. Les échantillons sont ajoutés à de 100 μl de suspension bactérienne à 2.10s/ml dans chaque puits de façon à obtenir une concentration finale de 106/ml . Les plaques de microtitration sont incubées à 30°C pendant 16 àMolecular and Cellular, Strasbourg) and resistant (clinical strain 4; Gift of Dr. Gilles Prévost, Institute of Bacteriology, Strasbourg) so as to obtain an inoculum according to the protocol described in part B) paragraph 6). 100 μl of samples to be tested are distributed in duplicates so as to obtain a concentration range of 25 to 0.05 μg / ml in the wells. The samples are added to 100 μl of bacterial suspension at 2.10 s / ml in each well so as to obtain a final concentration of 10 6 / ml. The microtiter plates are incubated at 30 ° C for 16 to
18 heures. Les colonies sont dénombrées par comptage des UFC18 hours. The colonies are counted by counting CFUs
(Unités Formant Colonies) et le résultat est rapporté en UFC/ml. La densité optique des puits est mesurée à 600 nm et les résultats sont interprétés en calculant le pourcentage de pousse dans chaque puits selon la formule décrite partie B) paragraphe 7) . Les inhibitions de croissance 90 (IC 90) sont les puits où le pourcentage de pousse est inférieur ou égal à 10%. Les résultats sont exposés dans la figure 6 en annexe.(Colony-forming Units) and the result is reported in CFU / ml. The optical density of the wells is measured at 600 nm and the results are interpreted by calculating the percentage of growth in each well according to the formula described in part B) paragraph 7). Growth inhibitions 90 (IC 90) are the wells where the growth percentage is less than or equal to 10%. The results are shown in Figure 6 in the appendix.
6) Détermination des CMI et des CMB.6) Determination of CMI and CMB.
Les CMI (Concentrations Minimales Inhibitrices) et les CMB (Concentrations Minimales Bactéricides) ont été déterminées sur les souches bactériennes à Gram positif suivantes :The MICs (Minimum Inhibitory Concentrations) and the CMBs (Minimum Bactericidal Concentrations) were determined on the following Gram positive bacterial strains:
Staphylococcus aureus sensible (souche clinique 21 ;Staphylococcus aureus susceptible (clinical strain 21;
Don de l'Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire,Donation from the Institute of Molecular and Cellular Biology,
Strasbourg) ;Strasbourg);
Staphylococcus aureus résistant (souche clinique 4 ;Resistant Staphylococcus aureus (clinical strain 4;
Don du Dr. Gilles Prévost, Institut de Bactériologie,Gift of Dr. Gilles Prévost, Institute of Bacteriology,
Strasbourg) ;Strasbourg);
Staphylococcus epidermidis sensible (souche cliniqueStaphylococcus epidermidis sensitive (clinical strain
34 ; Don de l'Institut de Biologie Moléculaire et34; Gift of the Institute of Molecular Biology and
Cellulaire, Strasbourg) .Cellular, Strasbourg).
Les souches bactériennes sont issues de cultures sur milieu Mueller-Hinton gélose au sang, fraîchement repiquées. Une préculture de 3 ml en milieu Mueller-Hinton de chacune des souches est incubée à 35 °C pendant 6 heures sous agitation.The bacterial strains are from cultures on Mueller-Hinton blood agar medium, freshly transplanted. A preculture of 3 ml in Mueller-Hinton medium of each of the strains is incubated at 35 ° C for 6 hours with shaking.
Un inoculum de la souche désirée est préparé à partir de la préculture de 5-6 heures. L' inoculum est amené à une concentration de 2.106 UFC/ml par dilution dans du milieu Mueller-Hinton. a) Détermination des CMI .An inoculum of the desired strain is prepared from the 5-6 hour preculture. The inoculum is brought to a concentration of 2.10 6 CFU / ml by dilution in Mueller-Hinton medium. a) Determination of MICs.
La détermination des CMI se fait par un test liquide en micro-plaques 96 puits (Costar 3599) .The MIC is determined by a liquid test in 96-well microplates (Costar 3599).
Les 60 puits centraux (puits notés B à G et 2 à 11) de la microplaque 96 puits sont utilisés. La colonne 1 de la microplaque sert de témoin de stérilité et la colonne 12 de témoin de pousse. Les lignes A2 à Ail et H2 à Hll servent soit de témoin de stérilité, soit de témoin de pousse.The 60 central wells (wells marked B to G and 2 to 11) of the 96-well microplate are used. Column 1 of the microplate serves as a sterility control and column 12 as a growth control. Lines A2 to Ail and H2 to H11 serve either as a sterility control or as a growth control.
100 μl de milieu Mueller-Hinton sont distribués dans les colonnes 3 à 12 et 200 μl dans la colonne 1. Lorsque les lignes A2 à Ail et H2 à Hll sont utilisées comme témoins de pousse, 100 μl de milieu Mueller-Hinton sont déposés dans les puits. Lorsque les lignes A2 à Ail et H2 à Hll sont utilisées comme témoins de stérilité, 200 μl de milieu Mueller-Hinton sont déposés.100 μl of Mueller-Hinton medium are distributed in columns 3 to 12 and 200 μl in column 1. When the lines A2 to Ail and H2 to H11 are used as growth indicators, 100 μl of Mueller-Hinton medium are deposited in the well. When lines A2 to Garlic and H2 to H11 are used as sterility controls, 200 μl of Mueller-Hinton medium are deposited.
Les échantillons à tester (sous forme de poudre) sont mis en solution dans le solvant adéquat, de façon à avoir un volume minimum de 100 μl à 640 μg/ml. 400 μl de milieu Mueller-Hinton sont ajoutés aux solutions préparées pour obtenir des solutions de 500 μl à 128 μg/ml in fine. 200 μl de chacun des échantillons à tester (en solution à 128 μg/ml) sont ensuite distribués dans les puits (puits B2 et C2 de la colonne 2 pour le premier échantillon à tester, puits D2 et E2 pour le second échantillon à tester, etc...). Une dilution en cascade de 2 en 2 est réalisée à l'aide d'une pipette multicanaux. La dilution en cascade est réalisée en prélevant 100 μl d'échantillon en solution des puits de la colonne 2, en les déposant dans la colonne 3 qui contient 100 μl de milieu Mueller-Hinton et en mixant plusieurs fois, et ainsi de suite jusqu'à la colonne 11. Les 100 μl excédentaires de la colonne 11 sont jetés. 100 μl d' inoculum bactérien sont distribués dans les puits B2 à Gll, ainsi que dans la colonne témoin de pousse. En ajoutant l' inoculum on effectue une dilution au _ dans chaque puits pour obtenir en final une gamme de concentration allant de 64 à 0.125 μg/ml. Des dilutions en cascade au 10ëme de 10"1 à 10 de l' inoculum à 2.10s UFC/ml sont réalisées, et 100 μl des dilutions 10"s, 10"5 et 10"4 sont étalés sur des boites de Muller-Hinton agar. La microplaque est incubée à 35-37°C durant 16 à 18 heures puis la densité optique de la microplaque est lue à 600-620 nm. Les boîtes de numération de 1' inoculum (Muller-Hinton agar) sont incubées à 35-37°C durant 16 à 18 heures puis le comptage des CFU/ml de 1' inoculum est effectué. Les résultats sont interprétés en calculant le pourcentage de pousse dans chaque puits selon la formule :The samples to be tested (in powder form) are dissolved in the appropriate solvent, so as to have a minimum volume of 100 μl to 640 μg / ml. 400 μl of Mueller-Hinton medium are added to the solutions prepared to obtain solutions of 500 μl to 128 μg / ml in fine. 200 μl of each of the samples to be tested (in solution at 128 μg / ml) are then distributed in the wells (wells B2 and C2 of column 2 for the first sample to be tested, wells D2 and E2 for the second sample to be tested, etc ...). A 2-by-2 cascade dilution is carried out using a multichannel pipette. The cascade dilution is carried out by taking 100 μl of sample in solution from the wells of column 2, by placing them in column 3 which contains 100 μl of Mueller-Hinton medium and mixing several times, and so on until in column 11. The excess 100 μl in column 11 is discarded. 100 μl of bacterial inoculum are distributed in wells B2 to Gll, as well as in the growth control column. By adding the inoculum, a dilution is carried out with _ in each well to finally obtain a concentration range from 64 to 0.125 μg / ml. Cascade dilutions to the 10 th of 10 "1 to 10 " ε of the inoculum at 2.10 s CFU / ml are made, and 100 μl of the dilutions 10 "s , 10 " 5 and 10 "4 are spread out on boxes of Muller-Hinton agar. The microplate is incubated at 35-37 ° C for 16 to 18 hours and then the optical density of the microplate is read at 600-620 nm. The inoculum count boxes (Muller-Hinton agar) are incubated at 35-37 ° C for 16 to 18 hours then the count of CFU / ml of the inoculum is carried out. The results are interpreted by calculating the percentage of growth in each well according to the formula:
( (DO puits - Do moyenne témoin négatif) / (DO moyenne témoin positif - DO moyenne témoin négatif) ) *100 La CMI est définie comme la concentration la plus faible pour laquelle 0 à 10% de pousse est obtenue. b) Détermination des CMB.((DO well - mean negative control) / (mean DO positive control - mean DO negative control)) * 100 The MIC is defined as the lowest concentration for which 0 to 10% growth is obtained. b) Determination of CMBs.
Les CMB sont déterminés à partir de la microplaque test. 100 μl de chaque puits de la microplaque qui ne présentent pas de trouble (pas de pousse bactérienne visible à l'œil nu) ainsi que du puits à la concentration la plus élevée présentant un trouble visible (ceci pour chaque ligne) sont déposés sur milieu gélose adéquat. Les boîtes sont incubées à 35-37°C pendant une nuit avant une numération en CFU/ml .The CMBs are determined from the test microplate. 100 μl of each well of the microplate which does not present a disorder (no bacterial growth visible to the naked eye) as well as of the well at the highest concentration having a visible disorder (this for each line) are deposited on medium. adequate agar. The dishes are incubated at 35-37 ° C overnight before a CFU / ml count.
La CMB est définie comme la concentration la plus faible de drogue, donnant une numération bactérienne inférieure à 0.1% de l' inoculum de départ (soit une réduction de 3 valeurs logarithmiques) . Les résultats des CMI et des CMB sont exposés dans la figure 6 en annexe.The CMB is defined as the lowest concentration of drug, giving a bacterial count less than 0.1% of the starting inoculum (ie a reduction of 3 logarithmic values). The results of the CMI and CMB are set out in Figure 6 in the appendix.
D) Efficacité in vivo .D) Effectiveness in vivo.
1) Protocole - Modèle de péritonite à Staphylococcus aureus .1) Protocol - Model of Staphylococcus aureus peritonitis.
L'efficacité des différentes défensines d'insectes recombinanées (ETD-P) , de la défensine d' Anophèles gambiaeThe effectiveness of the various defensins of recombinant insects (ETD-P), of the defensin of Anopheles gambiae
(DefA) et des antibiotiques conventionnels (Imipénème, IMP et(DefA) and conventional antibiotics (Imipenem, IMP and
Vancomycine, Van) a été évaluée in vivo chez la souris dans un modèle de péritonite à Staphylococcus aureus . Les échantillons testés ont été produits et purifiés selon le protocole précédemment décrit. Les souches de Staphylococcus aureus méthicilline-sensibles (MSSA) (Souche clinique 21 ;Vancomycin, Van) was evaluated in vivo in mice in a model of Staphylococcus aureus peritonitis. The tested samples were produced and purified according to the protocol previously described. Staphylococcus strains methicillin-sensitive aureus (MSSA) (Clinical strain 21;
Don de l'Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire,Donation from the Institute of Molecular and Cellular Biology,
Strasbourg) ou méthicilline-résistantes (MRSA) (Souche clinique 4 ; Don du Dr. Gilles Prévost, Institut de Bactériologie, Strasbourg) sont mises en culture une nuit à 37°C dans du milieu Muller-Hinton. Les bactéries sont lavées et reprises dans une solution de NaCl 0.9%. Après quantification par mesure de DO à 600 nm, les bactéries sont diluées pour obtenir une densité bactérienne de 2.109 CFU/ml . La suspension bactérienne est ensuite diluée au demi avec une solution de NaCl 0.9% contenant 10% de mucin gastrique.Strasbourg) or methicillin-resistant (MRSA) (Clinical strain 4; Gift of Dr. Gilles Prévost, Institute of Bacteriology, Strasbourg) are cultured overnight at 37 ° C in Muller-Hinton medium. The bacteria are washed and taken up in a 0.9% NaCl solution. After quantification by measuring OD at 600 nm, the bacteria are diluted to obtain a bacterial density of 2.109 CFU / ml. The bacterial suspension is then diluted to half with a 0.9% NaCl solution containing 10% gastric mucin.
Des groupes de 6 souris mâles OF1 de 19-20 g sont infectées par voie intra-péritonéale avec 500 μl de la suspension de S . aureus contenant 5.108 CFU dans du NaCl 0.9%, 5% mucin. Les traitements par les échantillons sont réalisés une heure après l'infection par une seule injection par voie intra-péritonéale ou intra-veineuse dans le cas des défensines (ETD- et DefA) et de la Vancomycine (Vanco) , ou par voie sous-cutanée dans le cas de 1 ' Imipénème (IMP). Des expériences témoins (placebo) sont réalisées systématiquement dans lesquelles les volumes d'échantillon sont remplacés par du NaCl 0 , 9%. L' efficacité thérapeutique des traitements est évaluée par plusieurs critères : le pourcentage de survie au jour 7 après l'infection, l'évolution du poids corporel et du score de santé. Ce dernier paramètre, relatif à l'état de santé des souris, tient compte de l'état du pelage, de la mobilité, de l'état d'hydratation, de la présence ou non de diarrhée. Il est défini comme suit par une valeur de 0 à 5 : 0 = morte, 1 = moribonde, 2 = très malade, 3 = malade, 4 = légèrement malade et 5 = saine .Groups of 6 19-20 g OF1 male mice are infected intraperitoneally with 500 μl of the S suspension. aureus containing 5.108 CFU in 0.9% NaCl, 5% mucin. The treatments with the samples are carried out one hour after infection with a single injection by intraperitoneal or intravenous route in the case of defensins (ETD- and DefA) and Vancomycin (Vanco), or by sub- cutaneous in the case of Imipenem (IMP). Control experiments (placebo) are systematically carried out in which the sample volumes are replaced by 0.9% NaCl. The therapeutic efficacy of the treatments is evaluated by several criteria: the percentage of survival on day 7 after infection, the change in body weight and health score. This last parameter, relating to the state of health of the mice, takes account of the condition of the coat, of the mobility, of the state of hydration, of the presence or not of diarrhea. It is defined as follows by a value from 0 to 5: 0 = dead, 1 = dying, 2 = very sick, 3 = sick, 4 = slightly sick and 5 = healthy.
2 ) Comparaison de l'efficacité des défensines recombinées ETD-P1255, ETD-P1263 et ETD-P1268 avec celle de la défensine d' Anophèles gambiae (DefA) et de 1 ' Imipénème (IMP) dans le modèle de péritonite à Staphylococcus aureus méthicilline-sensible (MSSA) .2) Comparison of the efficacy of the recombinant defensins ETD-P1255, ETD-P1263 and ETD-P1268 with that of the defensin of Anopheles gambiae (DefA) and of the Imipenem (IMP) in the methicillin-sensitive Staphylococcus aureus peritonitis (MSSA) model.
-Administration par voie intra-péritonéale .-Administration intraperitoneally.
La figure 7 en annexe représente le pourcentage de survie et les scores moyens de santé par rapport aux jours post-infection. Dans cette expérience, la DefA et les 3 défensines recombinées administrées en dose unique de 3 mg/kg par voie intra-péritonéale, présentent une bonne efficacité thérapeutique dans un modèle où toutes les souris témoins traitées par le placebo (NaCl 0,9%) sont mortes 2 à 5 jours après l'infection. Seule 1 souris sur 6 est morte dans les groupes traités par la DefA, ETD-1263 et ETD-1268. Aucune mortalité n'a été observée dans le groupe traité par ETD- P1255. L'analyse des scores de santé et de l'évolution pondérale, montre qu'ETD-P1255 et ETD-P1263 sont plus actifs que la DefA : les souris traitées par ETD-P1263 et ETD-P1255 récupèrent plus rapidement que les souris traitées par les autres défensines recombinées, avec un score de santé moyen de 4 à 5 dès le premier jour suivant l'infection. -Administration par voie intra-veineuse.Figure 7 in the appendix represents the percentage of survival and the average health scores compared to the post-infection days. In this experiment, DefA and the 3 recombinant defensins administered in a single dose of 3 mg / kg intraperitoneally, show good therapeutic efficacy in a model where all the control mice treated with placebo (NaCl 0.9%) died 2 to 5 days after infection. Only 1 in 6 mice died in the groups treated with DefA, ETD-1263 and ETD-1268. No mortality was observed in the group treated with ETD-P1255. Analysis of the health scores and of the weight evolution, shows that ETD-P1255 and ETD-P1263 are more active than DefA: the mice treated with ETD-P1263 and ETD-P1255 recover more quickly than the mice treated with the other recombinant defensins, with an average health score of 4 to 5 from the first day after infection. -Administration by intravenous route.
La figure 8 en annexe représente le pourcentage de survie et les scores moyens de santé par rapport aux jours post-infection. Dans cette expérience, la DefA et les 3 défensines recombinées administrées en dose unique de 3 mg/kg par voie intra-veineuse, présentent une efficacité thérapeutique plus faible comparativement à leur administration par voie intra-péritonéale. Alors que 50% des souris traitées par le placebo (NaCl 0,9%) sont mortes 3 jours après l'infection, seul le traitement par 1ΕTD-P1263 est totalement efficace avec une reprise de poids dès 2ème jour après l'infection et un score de santé maximal (5/5) au jour 5 après l'infection. ETD-P1255 présente une bonne efficacité en termes de survie avec 84 % de survie comparé à 67% pour les groupes traités par la DefA et les autres défensines recombinées. L'analyse des courbes de poids et des scores de santé montre toutefois qu'ETD-1255 est moins efficace que la DefA. 3 ) Comparaison de l'efficacité de la défensine recombinée ETD-1263 avec celle de la défensine d' Anophèl es gambiae (DefA) et de la Vancomycine (Van) dans le modèle de péritonite à Staphylococcus aureus méthicilline-résistante (MRSA) -Administration par voie intra-péritonéale . La figure 9 en annexe représente le pourcentage de survie et les scores moyens de santé par rapport aux jours post-infection. Dans un modèle où 100% des souris traitées par le placebo (NaCl 0,9%) sont mortes au jour 3 après l'infection, ETD-1263 présente une très bonne efficacité thérapeutique à une dose de 3 mg/kg administrée par voie intra-péritonéale. A l'exception d'une souris morte, toutes les souris traitées ont repris rapidement du poids et retrouvent un bon état de santé dès le 2ème jour après l'infection. L'efficacité d'ETD-P1263 à la dose de 3 mg/kg est comparable à celle de la DefA à la dose de 10 mg/kg et de la Vancomycine à la dose de 10 ou 30 mg/kg, l'évolution du poids et des scores de santé étant très similaire pour ces quatre groupes de traitement. Figure 8 in the appendix represents the percentage of survival and the average health scores in relation to the post-infection days. In this experiment, DefA and the 3 recombinant defensins administered in a single dose of 3 mg / kg intravenously, have a lower therapeutic efficacy compared to their administration by intraperitoneal route. While 50% of the mice treated with placebo (0.9% NaCl) died 3 days after infection, only treatment with 1ΕTD-P1263 was completely effective with weight gain from the 2nd day after infection and a maximum health score (5/5) on day 5 after infection. ETD-P1255 shows good survival efficiency with 84% survival compared to 67% for the groups treated with DefA and the other recombinant defensins. Analysis of weight curves and health scores, however, shows that ETD-1255 is less effective than DefA. 3) Comparison of the efficacy of the recombinant defensin ETD-1263 with that of the defensin of Anophèl es gambiae (DefA) and Vancomycin (Van) in the methicillin-resistant Staphylococcus aureus peritonitis model (MRSA) -Administration intraperitoneally. Figure 9 in the appendix represents the percentage of survival and the average health scores in relation to the post-infection days. In a model where 100% of the mice treated with placebo (0.9% NaCl) died on day 3 after infection, ETD-1263 shows very good therapeutic efficacy at a dose of 3 mg / kg administered intravenously -péritonéale. With the exception of a dead mouse, all the treated mice quickly regained weight and returned to good health from the 2nd day after infection. The efficacy of ETD-P1263 at a dose of 3 mg / kg is comparable to that of DefA at a dose of 10 mg / kg and Vancomycin at a dose of 10 or 30 mg / kg, the evolution of weight and health scores being very similar for these four treatment groups.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de préparation de polynucléotides doubles brins recombinés ou des peptides, polypeptides ou protéines pour lesquels ils codent, caractérisé en ce qu'il comprend : a) l'assemblage de séquences nucléotidiques simples brins chevauchants qui couvrent la séquence de tout ou partie de polynucléotides codant une population de départ de peptides, polypeptides ou protéines, pour obtenir des polynucléotides doubles brins recombinés, lesdits polynucléotides doubles brins recombinés comprenant éventuellement à l'une au moins de leurs extrémités une séquence de régulation de l'expression d'un gène ou une partie 3' ou 5 ' de cette séquence de régulation, b) l'introduction aux extrémités 3' et/ou 5' de chacun des polynucléotides doubles brins recombinés obtenus à l'étape (a) de séquences nucléotidiques complémentaires d'une séquence nucleotidique d'un vecteur de clonage et/ou d'expression, puis éventuellement c) l'insertion de chacun des polynucléotides doubles brins recombinés dans le vecteur de clonage et/ou d'expression comprenant des extrémités 3' et/ou 5' complémentaires de celles introduites dans lesdits polynucléotides doubles brins recombinés obtenus à l'étape (b) , suivi optionnellement de d) la co- transformation d'un organisme hôte avec le vecteur de clonage et/ou d'expression comprenant des extrémités 3' et/ou 5' complémentaires de celles introduites dans lesdits polynucléotides doubles brins recombinés obtenus à l'étape (b) en présence desdits polynucléotides doubles brins recombinés, et l'expression dans l'organisme hôte et éventuellement la sécrétion des peptides, polypeptides ou protéines codés par ceux-ci.1) Method for preparing recombinant double-stranded polynucleotides or peptides, polypeptides or proteins for which they code, characterized in that it comprises: a) the assembly of overlapping single-stranded nucleotide sequences which cover the sequence of all or part of polynucleotides encoding a starting population of peptides, polypeptides or proteins, in order to obtain recombinant double-stranded polynucleotides, said recombinant double-stranded polynucleotides optionally comprising at one of their ends a sequence for regulating the expression of a gene or a 3 ′ or 5 ′ part of this regulatory sequence, b) the introduction at the 3 ′ and / or 5 ′ ends of each of the recombinant double-stranded polynucleotides obtained in step (a) of nucleotide sequences complementary to a sequence nucleotide of a cloning and / or expression vector, then optionally c) the insertion of each of the polynucleotides es double strands recombined in the cloning and / or expression vector comprising 3 ′ and / or 5 ′ ends complementary to those introduced into said recombinant double strand polynucleotides obtained in step (b), optionally followed by d) la co-transformation of a host organism with the cloning and / or expression vector comprising 3 ′ and / or 5 ′ ends complementary to those introduced into said recombined double-stranded polynucleotides obtained in step (b) in the presence of said recombinant double strand polynucleotides, and expression in the host organism and possibly secretion of peptides, polypeptides or proteins encoded by them.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape (a) du procédé de l'invention, les polynucléotides doubles brins recombinés comprennent à l'une au moins de leurs extrémités tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène, qui est apportée auxdits polynucléotides doubles brins recombinés par des séquences nucléotidiques simples brins supplémentaires présentes : i) soit à l'une des extrémités des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant les extrémités des polynucléotides doubles brins recombinés, avant l'assemblage (a), ii) soit, lors de l'assemblage (a), sous la forme d'un ou plusieurs acides nucléiques simples brins, chacun constitué d'une première et d'une seconde région nucléique, dont :2) Method according to claim 1, characterized in that in step (a) of the method of the invention, the recombinant double-stranded polynucleotides comprise at at least one of their ends all or part of a sequence of regulation of the expression of a gene, which is supplied to said recombined double-stranded polynucleotides by additional single-stranded nucleotide sequences present: i) either at one of the ends of the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting the ends of the recombined double-stranded polynucleotides , before assembly (a), ii) either, during assembly (a), in the form of one or more single-stranded nucleic acids, each consisting of a first and a second nucleic region, of which :
- un premier groupe est constitué de premières régions complémentaires des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants constituant l'une au moins des extrémités des polynucléotides doubles brins recombinés, avant l'assemblage (a), et les secondes régions de ce premier groupe correspondent à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène,a first group consists of first regions complementary to the overlapping single-stranded nucleotide sequences constituting at least one of the ends of the recombined double-stranded polynucleotides, before assembly (a), and the second regions of this first group correspond to all or part of a gene expression regulation sequence,
- le second groupe, s'il est présent, est constitué de premières régions et secondes régions, pour une part complémentaires des secondes régions du premier groupe et pour une seconde part complémentaires les unes des autres, de façon à former ladite séquence de régulation de l'expression d'un gène ou une partie de celle-ci, iii) soit par la combinaison de (i) et (ii) .the second group, if present, consists of first regions and second regions, partly complementary to the second regions of the first group and secondly complementary to each other, so as to form said sequence for regulating the expression of a gene or a part thereof, iii) or by the combination of (i) and (ii).
3) Procédé selon la revendication 1 ou 2 , caractérisé en ce que les étapes (a) et (b) sont réalisées par polymérisation de préférence par une réaction de polymérisation en chaîne (PCR) .3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that steps (a) and (b) are carried out by polymerization preferably by a polymerization chain reaction (PCR).
4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la polymérisation de l'étape (a) comprend plusieurs cycles de denaturation, hybridation, extension en présence d'une polymérase, dans des conditions telles que chaque séquence nucleotidique simple brin et acide nucléique simple brin s'il est présent, sert de matrice pour l'elongation d'une autre séquence nucleotidique simple brin ou acide nucléique simple brin s'il est présent.4) Method according to claim 3, characterized in that the polymerization of step (a) comprises several cycles of denaturation, hybridization, extension in the presence of a polymerase, under conditions such that each single-stranded nucleotide sequence and nucleic acid single strand if present, serves as a template for the extension of another single strand nucleotide sequence or single strand nucleic acid if present.
5 ) Procédé selon l ' une des revendicat ions 3 ou 4 , caractérisé en ce qu' à l ' étape (b) de polymérisation est réal i sée avec des amorces comprenant des séquences nucléotidiques complémentaires d' une séquence nucleotidique d' un vecteur de clonage et/ou d' expression .5) Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that in step (b) of polymerization is carried out with primers comprising nucleotide sequences complementary to a nucleotide sequence of a vector of cloning and / or expression.
6 ) Procédé selon l ' une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les peptides , polypeptides ou protéines de la population de départ présentent des régions de séquences d' acides aminés variables et des régions de séquences d' acides aminés substantiellement conservées au sein de ladite population .6) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population have regions of variable amino acid sequences and regions of amino acid sequences substantially conserved within of said population.
7 ) Procédé selon l ' une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que chacune des séquences nucléotidiques simples brins est constituée ou comprend : - un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables d'un des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, ledit segment nucleotidique variable étant flanqué7) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the single-stranded nucleotide sequences consists or comprises: an internal nucleotide segment coding for an amino acid sequence of one of the variable regions of one of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked
- en 5' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité N terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 5' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène, en 3' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité C terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 3' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène.- in 5 ′ by a nucleotide segment encoding the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the N-terminus d 'a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 5' of an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a gene expression regulation sequence, 3 'by a nucleotide segment encoding the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent to the C terminus of a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 3 'of an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to to ut or part of a gene expression regulation sequence.
8) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend après l'étape8) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises after step
(c) , le criblage ou la sélection desdits polynucléotides doubles brins recombinés pour une ou plusieurs propriétés désirées . 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend après l'étape(c), screening or selecting said recombinant double strand polynucleotides for one or more desired properties. 9) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises after step
(d) , le criblage ou la sélection desdits peptides, polypeptides ou protéines pour une ou plusieurs propriétés désirées .(d), screening or selecting said peptides, polypeptides or proteins for one or more desired properties.
10) Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9 , caractérisée en ce que la ou les propriétés désirées correspondent à une ou plusieurs propriétés améliorés par rapport à celle (s) de la population de départ.10) Method according to one of claims 8 or 9, characterized in that the desired property or properties correspond to one or more improved properties compared to that (s) of the starting population.
11) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend avant l'étape11) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises before step
(a) l'alignement des séquences peptidiques, polypeptidiques ou proteiques de la population de départ pour identifier les régions variables et les régions substantiellement conservées .(a) aligning the peptide, polypeptide or protein sequences of the starting population to identify the variable regions and the substantially conserved regions.
12) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de séquences nucléotidiques simples brins chevauchants de l'étape (a) est fonction du nombre de peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ et du nombre de régions variables au sein de ladite population.12) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of overlapping single-stranded nucleotide sequences of step (a) is a function of the number of peptides, polypeptides or proteins of the starting population and of the number of variable regions within said population.
13) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la taille des séquences nucléotidiques simples brins chevauchants de l'étape (a) est essentiellement fonction de la taille des régions variables desdits peptides, polypeptides ou protéines. 14) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont naturels .13) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the size of the overlapping single-stranded nucleotide sequences of step (a) is essentially a function of the size of the variable regions of said peptides, polypeptides or proteins. 14) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are natural.
15) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont des variants provenant de différents familles, ordres, genres ou espèces ou des variants allèliques.15) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are variants originating from different families, orders, genera or species or allelic variants.
16) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont des peptides, polypeptides ou protéines mutés.16) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are peptides, polypeptides or proteins mutated.
17) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont d'origine animale, végétale, bactérienne ou virale.17) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are of animal, plant, bacterial or viral origin.
18) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ sont des variants naturels de peptides, polypeptides ou protéines d'insectes et/ou des peptides, polypeptides ou protéines mutées dérivant de variants naturels de peptides, polypeptides ou protéines d' insectes .18) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population are natural variants of peptides, polypeptides or insect proteins and / or mutated peptides, polypeptides or proteins derived from natural variants of insect peptides, polypeptides or proteins.
19) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ ont une structure tridimensionnelle comportant au moins une hélice α et/ou au moins un brin β, éventuellement reliés par au moins un pont disulfure, ou des fragments de ceux-ci.19) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population have a three-dimensional structure comprising at least one α-helix and / or at at least one β strand, optionally connected by at least one disulfide bridge, or fragments thereof.
20) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ ont une structure tridimensionnelle comportant une hélice α et deux brins β antiparallèles reliés par trois ponts disulfure, ou des fragments de ceux-ci.20) Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peptides, polypeptides or proteins of the starting population have a three-dimensional structure comprising an α helix and two antiparallel β strands linked by three disulfide bridges, or fragments of them.
21) Procédé selon l'une quelconque des revendications de 8 à 20, caractérisé en ce que la ou les propriétés sont choisies parmi le groupe comprenant: les propriétés antibactériennes, les propriétés anti-fongiques, les propriétés anti-inflammatoires, les propriétés anti-tumorales , les propriétés anti-cancéreuses, la cicatrisation des plaies et habilité à lier un récepteur, en particulier un canal ionique .21) Method according to any one of claims from 8 to 20, characterized in that the property or properties are chosen from the group comprising: antibacterial properties, anti-fungal properties, anti-inflammatory properties, anti- tumor, anti-cancer properties, wound healing and ability to bind a receptor, in particular an ion channel.
22) Une séquence nucleotidique simple brin pour être utilisée à l'étape a) d'un procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 21, caractérisé en ce qu'elle est constitué ou comprend : un segment nucleotidique interne codant une séquence en acides aminés d'une des régions variables d'un des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, ledit segment nucleotidique variable étant flanqué en 5 ' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité N terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 5' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène, en 3' par un segment nucleotidique codant la séquence en acides aminés de tout ou partie de l'une quelconque des régions substantiellement conservées des peptides, polypeptides ou protéines de la population de départ, qui est immédiatement adjacente à l'extrémité C terminale d'une région variable, ledit segment nucleotidique étant lui-même éventuellement flanqué en 3' d'une séquence nucleotidique simple brin supplémentaire correspondant à tout ou partie d'une séquence de régulation de l'expression d'un gène.22) A single-stranded nucleotide sequence for use in step a) of a method according to any one of claims 1 to 21, characterized in that it consists or comprises: an internal nucleotide segment encoding a sequence in amino acids of one of the variable regions of one of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, said variable nucleotide segment being flanked in 5 'by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of all or part of one any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides, or proteins of the population of start, which is immediately adjacent to the N terminus of a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 5 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a regulatory sequence of the expression of a gene, in 3 ′ by a nucleotide segment coding for the amino acid sequence of all or part of any of the substantially conserved regions of the peptides, polypeptides or proteins of the starting population, which is immediately adjacent at the C terminus of a variable region, said nucleotide segment itself being optionally flanked 3 ′ by an additional single-stranded nucleotide sequence corresponding to all or part of a sequence for regulating the expression of a uncomfortable.
23) Un polynucleotide double-brin recombiné caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 21.23) A recombinant double-strand polynucleotide characterized in that it is obtained by the method according to any one of claims from 1 to 21.
24) Un vecteur de clonage et/ou d'expression caractérisé en ce qu' il comprend un polynucleotide double-brin recombiné selon la revendication 23.24) A cloning and / or expression vector characterized in that it comprises a recombinant double-stranded polynucleotide according to claim 23.
25) Un organisme hôte caractérisé en ce qu'il est transformé par un vecteur de clonage et/ou d'expression selon la revendication 24.25) A host organism characterized in that it is transformed by a cloning and / or expression vector according to claim 24.
26) Un peptide, polypeptide ou une protéine caractérisé en ce qu'il (elle) est obtenu (e) par le procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 21. 27) Une banque caractérisée en ce qu'elle est constituée de polynucléotides double-brins recombinés selon la revendication 23 ou de vecteurs de clonage et/ou d'expression selon la revendication 24 ou d'organismes hôtes selon la revendication 25 ou de peptides, polypeptides ou protéines selon la revendication 26.26) A peptide, polypeptide or protein characterized in that it (it) is obtained by the process according to any one of claims from 1 to 21. 27) A library characterized in that it consists of recombinant double-stranded polynucleotides according to claim 23 or of cloning and / or expression vectors according to claim 24 or of host organisms according to claim 25 or of peptides, polypeptides or proteins according to claim 26.
28) Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 21, pour la construction d'un vecteur de clonage et/ou d'expression. 28) Use of the method according to any one of claims 1 to 21, for the construction of a cloning and / or expression vector.
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STEMMER W P C ET AL: "Single-step assembly of a gene and entire plasmid from large numbers of oligodeoxyribonucleotides" GENE, ELSEVIER BIOMEDICAL PRESS. AMSTERDAM, NL, vol. 164, no. 1, 1995, pages 49-53, XP004041916 ISSN: 0378-1119 *

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