DE3929822A1 - Vektor und seine verwendung - Google Patents
Vektor und seine verwendungInfo
- Publication number
- DE3929822A1 DE3929822A1 DE19893929822 DE3929822A DE3929822A1 DE 3929822 A1 DE3929822 A1 DE 3929822A1 DE 19893929822 DE19893929822 DE 19893929822 DE 3929822 A DE3929822 A DE 3929822A DE 3929822 A1 DE3929822 A1 DE 3929822A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- vector
- pmex
- gene
- cloning site
- multiple cloning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000013598 vector Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 63
- 238000010367 cloning Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 title claims description 8
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 title claims description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 4
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims abstract description 24
- 108091081024 Start codon Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 claims abstract description 16
- 230000010076 replication Effects 0.000 claims abstract description 13
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000013518 transcription Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000035897 transcription Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 101710163270 Nuclease Proteins 0.000 claims description 7
- 238000012217 deletion Methods 0.000 claims description 7
- 230000037430 deletion Effects 0.000 claims description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 7
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 7
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 7
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 claims description 6
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 108010052305 exodeoxyribonuclease III Proteins 0.000 claims description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 3
- 108700007698 Genetic Terminator Regions Proteins 0.000 claims description 2
- 125000001429 N-terminal alpha-amino-acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002741 site-directed mutagenesis Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 13
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 10
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 4
- 101000787278 Arabidopsis thaliana Valine-tRNA ligase, chloroplastic/mitochondrial 2 Proteins 0.000 description 3
- 101000787296 Arabidopsis thaliana Valine-tRNA ligase, mitochondrial 1 Proteins 0.000 description 3
- 101000787280 Dictyostelium discoideum Probable valine-tRNA ligase, mitochondrial Proteins 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 2
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 108091029795 Intergenic region Proteins 0.000 description 2
- 108020005091 Replication Origin Proteins 0.000 description 2
- 102000013625 Valine-tRNA Ligase Human genes 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 101150049515 bla gene Proteins 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 108091028026 C-DNA Proteins 0.000 description 1
- PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N Cellulose, microcrystalline Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091033380 Coding strand Proteins 0.000 description 1
- 241000702371 Enterobacteria phage f1 Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 108091036060 Linker DNA Proteins 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 1
- 108700005078 Synthetic Genes Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- 230000037429 base substitution Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- -1 cosmid Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000012224 gene deletion Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013605 shuttle vector Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/70—Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
Landscapes
- Genetics & Genomics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vektor, seine
Verwendung zur Klonierung, gezielten Veränderung,
Sequenzierung oder/und Expression eines in seine multiple
Klonierungsstelle insertierten Gens, seine Verwendung
zur Herstellung einer Genbank oder Teilgenbank
sowie einen Kit, enthaltend den Vektor und die benötigten
Reagenzien, Puffer und Hilfsmittel zur Ausführung
der Verwendungsmöglichkeiten.
Zur Expression von Fremdgenen ohne zusätzliche Aminosäuren
wurden bereits verschiedene Vektoren konstruiert
und verwendet. Die Expressionsrate dieser Vektoren wird
normalerweise bei heterologer oder homologer Expression
darin einligierter Gene von Parametern wie der Auswahl
des Wirtsstammes, den Wachstumsbedingungen, Substrat-
und Induktionsbedingungen für den Promotor abhängen. Ein
weiterer Faktor, der Einfluß auf die Expressionsrate
eines Gens ausübt, ist der Abstand seines Startcodons
von der Ribosomen-Bindungsstelle (Shine/Dalgano-Sequenz);
er muß für eine merkliche Expression des Gens
zwischen 5 und 20 Nukleotide betragen. Da in den Fremdgenen
nur selten in diesem Bereich eine geeignete
Restriktionsschnittstelle zur Insertion des Fremdgens in
die multiple Klonierungsstelle eines Vektors vorliegt,
muß hier über aufwendige Verfahren der Abstand angepaßt
werden. Die bisher bekannten Vektoren können außerdem
praktisch nur für die Expression eines Gens verwendet
werden, zur Durchführung von Einzelstrang-Sequenzierungen,
beispielsweise nach der Sanger-Methode, muß das
interessierende Genstück in einen einzelsträngigen Phagen
umkloniert werden, auch die Durchführung von gezielten
Basen-Substitutionen, -Deletionen und
-Insertionen ist mit den bisher bekannten Expressionsvektoren
nicht möglich, so daß jeweils die Mutation bzw.
eine nachfolgende Sequenzierung erst nach Umklonieren in
einzelsträngige DNA-Phagen stattfinden kann, eine spätere
Expression wiederum erst nach Zurückklonieren in
den Expressionsvektor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein
Vektorsystem bereitzustellen, das die Eigenschaften
eines starken Expressionsvektors mit den Vorteilen eines
einzelsträngigen DNA-Phagen verbindet.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen
Vektor, der aus einem zirkulären doppelsträngigen DNA-Molekül
besteht und mindestens die folgenden Elemente
enthält:
- a) einen Replikationsursprung,
- b) einen Promotor,
- c) eine Ribosomen-Bindungsstelle,
- d) eine multiple Klonierungsstelle, und
- e) einen Replikationsursprung eines einzelsträngigen DNA-Phagen,
wobei die Elemente b) bis d) in Transkriptions-Richtung
in der genannten Reihenfolge vorliegen.
Im erfindungsgemäßen Vektor, der aufgrund eines eigenen
Replikationsursprungs in Wirtszellen sich selbsttätig
vermehren kann, ist ein Promotor vorhanden, der in
Zusammenwirkung mit der Ribosomen-Bindungsstelle die
Expression eines in die multiple Klonierungsstelle
insertierten Gens (in Form des authentischen Gens, der
c-DNA, eines synthetischen Gens o. ä.) kontrolliert. Das
Vorhandensein eines Replikationsursprungs eines einzelsträngigen
DNA-Phagen im erfindungsgemäßen Vektor
ermöglicht es, durch Zugabe eines Helferphagen direkt
einzelsträngige DNA des erfindungsgemäßen Vektors herzustellen,
die dann zur gerichteten Mutagenese ebenso
wie zur direkten Einzelstrang-Sequenzierung nach Sanger
oder über andere Methoden, bei denen Einzelstrang-DNA
benötigt wird, verwendet werden kann.
Der Vektor kann hierbei ein Plasmid, Cosmid, Shuttle-Vektor,
oder ein anderes geeignetes doppelsträngiges
DNA-Molekül sein. Diese Kombination eines starken
Expressionsvektors mit dem Vorteil eines Einzelstrang
produzierenden Phagen erlaubt eine einfache Anwendung
der gerichteten Mutagenese (site directed mutagenesis)
und erlaubt z. B. über die Anpassung des Abstandes
Ribosomen-Bindungsstelle/Startcodon die Herstellung optimal
exprimierender Klone.
Die multiple Klonierungsstelle des erfindungsgemäßen
Vektors enthält eine Vielzahl von singulären Restrik
tionsenzym-Erkennungssequenzen, so daß eine passende
Insertionsstelle für möglichst viele Gene oder Genfragmente
vorhanden ist.
Der erfindungsgemäße Vektor enthält in einer bevorzugten
Ausführungsform einen starken und besonders bevorzugt
einen starken, induzierbaren Promotor, insbesondere den
λ-PL-, den tac- oder den rac-Promotor.
Weiter enthält vorzugsweise die multiple Klonierungsstelle
des erfindungsgemäßen Vektors Stopcodons für alle
drei Leseraster. Dies verhindert, daß ein zu exprimierendes
Gen über die multiple Klonierungsstelle hinaus
translatiert wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält die multiple Klonierungsstelle
auch noch ein Startcodon an oder nahe an
ihrem 5′-Ende. Dies erlaubt, Sequenzen (Gene) ohne
eigenes Startcodon zu exprimieren. In einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die
multiple Klonierungsstelle Replikationsschnittstellen in
einer derartigen Anordnung zu dem Startcodon, daß
insertierte Fremdgene in allen drei Leserastern exprimiert
werden können. Bevorzugte erfindungsgemäß verwendbare
multiple Klonierungsstellen ohne und mit
Startcodon sind in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt. Die multiple
Klonierungsstelle von Fig. 2 enthält singuläre
Schnittstellen für 18 kommerziell erhältliche Restriktionsenzyme.
Wenn das zu insertierende Gen kein Startcodon
aufweist, werden eventuell am 3′-Ende des Gens
vorhandene überstehende Enden durch Auffüllen oder Abbau
von Einzelstrangbereichen glatt (blunt ended) gemacht
und das glatte 3′-Ende kann dann in die ebenfalls aufgefüllte
NcoI-Schnittstelle (Leseraster 0) in die mit
T4-DNA-Polymerase behandelte KpnI-Schnittstelle
(Leserahmen +1) oder in die aufgefüllte Asp 718-Schnittstelle
(Leserahmen 1) einkloniert werden. Zur
Klonierung von unbekannten Genen werden vorzugsweise die
SmaI (XmaI), AvaI, BstII, SalI, EcoRV und ClaI-Schnittstellen
verwendet. SmaI und EcoRV sind Restriktionsenzyme,
die glatte Enden erzeugen, die Ligation mit
anderen Fragmenten mit glatten Enden erlauben. Die ClaI-Schnittstelle
erzeugt überstehende Enden, die kompatibel
sind für: AccI, AhaII, AsuII, FspII, NarI (Erkennung von
6 Nukleotiden) und HinPI, ApaII, MaeII und TaqI
(Erkennung von 4 Nukleotiden) (Mayer et al., Nucl. Acids
Res. 9 (1981) 4833-4845). Die KpnI und die ApaI-Schnittstellen
am Anfang der multiplen Klonierungsstelle
und die NseI, SphI und PstI-Schnittstellen am Ende
erlauben es, verschiedene Restriktionsenzyme zu wählen,
um 3′-überstehende Enden für eine unidirektionelle Verkürzung
(wie im folgenden beschrieben) zu erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
enthält der Vektor den Replikationsursprung
eines der Einzelstrang-produzierenden Phagen fl, M13
oder SP6. Besonders bevorzugt ist hierbei der Replikationsursprung
(intergene Region) vom fl-Phagen, mit
dessen Hilfe in Anwesenheit eines Helferphagen (z. B.
M13K07; J. Vieira und J. Messing, Methods in Enzymol.
153 (1987) 3-11) Einzelstrang-DNA des Vektors mit dem
insertierten Gen hergestellt werden kann. Mit der auf
diese Weise erzeugten einzelsträngigen DNA wird dann
nach an sich bekannten "gerichtete Mutagenese"-Methoden
die gezielte Mutation vorgenommen (Deletion, Insertion,
Substitution). In weiteren bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung enthält der Vektor zusätzlich zu den Elementen
a) bis e) eine oder mehrere Terminator-Sequenzen,
insbesondere die T₁- und T₂-Sequenzen des rrnB-Operons.
Der erfindungsgemäße Vektor weist vorzugsweise eine
Gesamtlänge von 3000 bis 4000 Basenpaaren auf. Diese
relativ geringe Größe des Vektors ermöglicht es, auch
große Gene oder Genfragmente (<3 kb) stabil zu insertieren.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
die Vektoren pMEX 5, DSM 5515, pMEX 6, DSM 5516, pMEX 7,
DSM 5517 und pMEX 8, DSM 5518.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Vektors zur Klonierung, gezielten
Veränderung, Sequenzierung oder/und Expression von
in seine multiple Klonierungsstelle insertierten Genen.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, ermöglicht die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Vektors auf einfache
Weise durch Herstellung von Einzelstrang-DNA über den
Replikationsursprung eines einzelsträngigen Phagen Nukleotide
gezielt zu deletieren, insertieren oder/und
auszutauschen und dadurch u. a. den Abstand zwischen
Ribosomen-Bindungsstelle und dem Startcodon des Strukturgens
zu optimieren. Mit dem erfindungsgemäßen Vektorsystem
ist es nämlich auf einfache Weise ohne
Umklonierung in die RF-Form eines Einzelstrang-Phagen
möglich, einzelsträngige DNA in großer Ausbeute zu erhalten,
was für eine effiziente gezielte Mutagenese erforderlich
ist.
Weiter können mit dem erfindungsgemäßen Vektor nach
Herstellung von Einzelstrang-DNA die Sequenzen sehr
leicht über eine Sequenzierung nach an sich bekannten
Methoden bestimmt werden. Hierbei können durchgeführte
Veränderungen leicht kontrolliert werden, oder aber auch
bisher unbekannte Sequenzen bestimmt werden. Schließlich
ermöglicht es die Verwendung eines erfindungsgemäßen
Vektors, Gene ohne eigenes Stopcodon (z. B. 3′-deletierte
Gene) sowie auch in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
Gene ohne eigenes Startcodon zu exprimieren.
Die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vektoren durchführbare
Expressions-Optimierung (durch Optimierung des
Abstandes Ribosomen-Bindungsstelle/Startcodon) und die
Möglichkeit der gerichteten Mutagenese in Verbindung mit
nachfolgender Expression im gleichen Vektorsystem ohne
Umklonierung ist ein wichtiger Vorteil der vorliegenden
Erfindung. Zusätzlich bietet die erfindungsgemäße multiple
Klonierungsstelle die Möglichkeit der Durchführung
von unidirektionalen Deletionen über einen ausgewählten
Bereich. Das Problem bei Verkürzungen von Inserts
besteht bisher darin, daß nach dem Linearisieren des
Plasmids an beiden DNA-Strängen exonukleolytisch abgebaut
wird (z. B. durch die Nuklease Bal31). Dies hat den
entscheidenden Nachteil, daß auch ein Teil des Vektors
abgebaut wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung liegt daher in einer Verwendung des erfindungsgemäßen
Vektors, bei der man zur gezielten Verkürzung
nur des 3′- oder des 5′-Endes des Gens den Vektor
mit dem insertierten Gen in seiner multiplen Klonierungsstelle
so mit einem Restriktionsenzym schneidet,
daß an dem nicht zu verkürzenden Ende ein überhängendes
3′-Ende mit vier Nukleotiden verbleibt und das andere
Ende mit ExoIII-Nuklease abbaut und den verbleibenden
Einzelstrang mit einer Einzelstrang-abbauenden Nuklease,
z. B. mit S1- oder Mung-Beau-Nuklease, entfernt.
Die Methode der unidiretionalen Verdauung mit ExoIII-Nuklease
ist von Henikoff, Gene 28 (1984), 351-359 beschrieben.
Die unidirektionalen Deletionen ermöglichen
u. a. die Sequenzierung mit "Universal-Primern" (d. h.
alle Sequenzierungen können mit den gleichen Primern
durchgeführt werden), da bei den verkürzten Inserts der
Vektoranteil (Zielsequenzen für den Primer) erhalten
bleibt. Vom gesamten Gen können also nach Verkürzung des
Inserts die verschiedenen Abschnitte zur gleichen Zeit
sequenziert werden. Zusätzlich kann das terminal deletierte
Gen - in Verbindung mit dem Promotor, der Ribosomen-Bindungsstelle,
dem Startcodon und den Stopcodons
in allen drei Leserastern - zur Expression von verkürzten
Proteinen dienen und somit zur Bestimmung von aktiven
Domänen gute Dienste leisten. Zur genauen Bestimmung
des Ausmaßes der Deletion kann wiederum von den Deletionsmutanten
direkt Einzelstrang-DNA produziert werden
und mit einer Sequenzierung das Ergebnis verifiziert
werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
verwendet man zur Expression von Proteinen mit
authentischer Aminosäuresequenz, bzw. von Proteinen mit
einer oder mehrerer zusätzlichen N-terminalen Aminosäuren
einen Vektor, dessen multiple Klonierungsstelle ein
Startcodon aufweist und insertiert das Gen mit Hilfe der
Restriktionsschnittstelle der multiplen Klonierungsstelle
entsprechend.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen
Vektors liegt in der Herstellung einer Genbank
oder Teilgenbank nach an sich bekannten Methoden.
Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vektoren
liegen in der Kombination von starkem induzierbarem
Promotor in Verbindung mit einer multiplen Klonierungsstelle,
vorzugsweise einer der erfindungsgemäßen multiplen
Klonierungsstellen von Fig. 1 oder Fig. 2, und der
Möglichkeit, Einzelstrang-DNA herzustellen. Die erfindungsgemäßen
Vektoren sind sowohl für Manipulationen zu
Forschungen auf Protein-Ebene als auf DNA-Ebene ausgelegt
und ermöglichen daher, fast alle momentan gängigen
molekulargenetischen Methoden mit ein- und demselben
Vektor ohne aufwendiges Umklonieren durchzuführen.
Weitere Gegenstände der Erfindung sind daher auch Kits,
d. h. vorgefertigte Packungen, enthaltend einen erfindungsgemäßen
Vektor und alle für mindestens eine der
erfindungsgemäßen Verwendungsmöglichkeiten nötigen
Reagenzien, Puffer und andere Hilfsmittel, so daß der
Käufer des Kits lediglich sein zu insertierendes Gen
beibringen muß (und im Falle von Mutationen noch die
entsprechenden Deoxyoligonukleotide) und sonst alles im
Kit vorfindet um z. B. Einzelstrang-Bildung und gerichtete
Mutagenese durchführen zu können. Vorzugsweise
enthält der Kit dabei die Reagenzien etc. für alle mit
dem erfindungsgemäßen Vektor durchführbaren Manipulationen,
und vorzugsweise enthält er mindestens einen der
Vektoren pMEX 5, pMEX 6, pMEX 7 oder pMEX 8.
Die folgenden Beispiele erläutern in Verbindung mit den
Abbildungen die Erfindung weiter.
Fig. 1 und 2 zeigen hierbei erfindungsgemäß besonders
bevorzugte multiple Klonierungsstellen,
Fig. 3 zeigt das Plasmid pKK223-3 und schematisch die
Herstellung von pMEX 3 und pMEX 4 daraus,
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Herstellung der Plasmide
pMEX 5 und pMEX 7 bzw. pMEX 6 und
pMEX 8,
Fig. 6 zeigt die Herstellung von pVB 38, und die
Fig. 7, 8, 9 und 10 zeigen die Plasmide pMEX 5, 6, 7
und 8.
Zur Herstellung von pMEX 3 und pMEX 4 wurde das Plasmid
pKK223-3 (Pharmacia, Freiburg) mit dem Restriktionsenzym
SphI verdaut und die 3′-überstehenden Enden mit T4-DNA-Polymerase
aufgefüllt (Fig. 3). Nach Schneiden des Vektors
mit PvuII wurde dieser mit Phosphatase aus Kälberdarm
dephosphoryliert, um die Religation des Vektors zu
verhindern. Die Fragmente wurden durch Agarose-Gelelektrophorese
getrennt und das 3,079 kb SphI (mit
glatten Enden)-PvuII-Fragment isoliert. Für die Isolierung
der intergenen Region des Phagen f1 wurde das
Plasmid pEMBL8+ (Dente et al., Nucl. Acids. Res. 11
(1983) 1645-1655) mit RsaI verdaut, die Fragmente durch
Hydroxyethylcellulose-Gelelektrophorese (Perlman et al.,
Analytical Biochemistry 63 (1987) 247-254) getrennt und
das 514 Basenpaar RsaI-Fragment wie beschrieben isoliert.
Nach Ligation des 3079 bp SphI (mit glatten Enden
s. o.)-PvuII-Fragments mit dem 514 bp RsaI-Fragment wurde
die Mischung in E. coli TG1-Zellen transformiert und die
Klone durch Restriktionsanalyse identifiziert. Das neue
Plasmid, das die Herstellung des kodierenden Stranges in
bezug auf den tac-Promotor als Einzelstrang-DNA bewirkt,
wurde pMEX 4 genannt. Der andere hergestellte Vektor mit
umgekehrter f1-Replikationsursprungs-Richtung wurde
pMEX 3 genannt (Fig. 3).
Die Vektoren pMEX 3 und pMEX 4 wurden mit SalI und
HindIII geschnitten. Jeder linearisierte Vektor wurde
mit zwei miteinander über Basenpaarung verbundenen SalI-
HindIII-Linker-Deoxyoligonukleotiden der Sequenz
5′-TCGACGATATCGATCTGCAGCATGCTGAATGAATG-3′
5′-AGCTTCATTCATTCAGCATGCTGCAGATCGATATCG-3′
ligiert. Die resultierenden Plasmide wurden pMEX 5 und
pMEX 6 genannt (Fig. 4 und Fig. 5). Um die Verwendbarkeit
der Vektoren zu erhöhen, wurde eine erweiterte
multiple Klonierungsstelle mit Startcodon und Stopcodons
in allen drei Leserastern insertiert. Der Vektor pMEX 4
wurde mit EcoRI und HindIII geschnitten und mit einem
EcoRI-SalI (multiple Klonierungsstelle 1) und einem
SalI-HindIII-Linker-Deoxyoligonukleotid (multiple Klonierungsstelle 2)
ligiert (Fig. 2). Die DNA-Linker waren
durch Basenpaarung miteinander von in jedem Fall zwei
synthetisierten Deoxyoligonukleotiden hergestellt worden.
Multi-cloning-Stelle 1 bestand aus Oligonukleotid
1-1(5′-AATTCCATGGGTACCAGGGCCCG GGTTACCG-3′),
und Oligonukleotid
1-2(5′-TCAGCGGTAACCCGGGCC CTGGTACCCATGG-3′),
das phosphoryliert war. Multiple Klonierungsstelle 2
bestand aus Oligonukleotiden
2-1(5′-TCGACGATATCGATG CATGCTGCAGTGAATGAATGA-3′),
das phosphoryliert war und Oligonukleotid
2-2(5′-AGCTTCATTCATTCACT GCAGCATGCATCGATATCG-3′).
Die DNA-Linker waren nur teilweise phosphoryliert, um
die Herstellung von mehrfach ligierten Linker-DNA-Fragmenten
zu verhindern. Nach Transformation in TG1-Zellen
wurden die Klone auf LB-Platten selektioniert und durch
Restriktionsanalyse mit SalI untersucht. Das resultierende
Plasmid wurde pMEX 8 genannt. pMEX 7, wird durch
Ligation des 2624 Basenpaar EcoRI-PvuII-Fragment von
pMEX 3, das den f1-Replikationsursprung mit dem 1007
Basenpaar EcoRI-PvuII-Fragment aus pMEX 8, das wiederum
die insertierte multi-cloning-Stelle (Fig. 2) enthielt,
erhalten. Die PvuII-Schnittstelle liegt im bla-Gen. Nach
Transformation der Ligationsmischung in TG1-Zellen
zeigte sich, daß alle resultierenden Klone, auf LB-Platten,
die mit Ampicillin supplementiert waren, positiv
waren, aufgrund des PvuII-Schnitts im bla-Gen. Die
richtige Konstruktion von pMEX 7 und pMEX 8 war durch
Restriktionsanalyse bewiesen.
Die Quelle für das valyl-tRNA-Synthetasegen (vrsI) war
pVB20 (Fig. 6). Die valyl-tRNA-Synthetase ist ein
eukaryontisches Gen, 3315 bp lang und kodiert für die
valyl-tRNA-Synthetase aus Saccharomyces cerevisiae
(Jordana et al., J. Biol. Chem. 262 (1987) 7189-7194).
Der Vektor pVB20, der das vrs-Gen enthielt, wurde mit
BamHI geschnitten und das 3500 Basenpaar BamHI-Fragment
isoliert und mit dem BamHI verdauten pMEX-Vektor
ligiert, um pVB38 zu ergeben (Fig. 6).
Claims (22)
1. Vektor, dadurch gekennzeichnet,
daß er aus einem zirkulären,
doppelsträngigen DNA-Molekül besteht und mindestens
die folgenden Elemente enthält:
- a) einen Replikationsursprung,
- b) einen Promotor,
- c) eine Ribosomen-Bindungsstelle,
- d) eine multiple Klonierungsstelle, und
- e) einen Replikationsursprung eines einzelsträngigen DNA-Phagen,
wobei die Elemente b) bis d) in Transkriptionsrichtung
in der genannten Reihenfolge vorliegen.
2. Vektor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß er einen
starken und vorzugsweise auch induzierbaren Promotor,
insbesondere den λ-PL-, den tac- oder den
rac-Promotor enthält.
3. Vektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die multiple
Klonierungsstelle am 3′-translatierenden Ende
Stopkodons für alle drei Leseraster und vorzugsweise
auch ein Startcodon an ihrem 5′-Ende aufweist.
4. Vektor nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die multiple
Klonierungsstelle Restriktionsschnittstellen aufweist,
die die Klonierung von Fremdgenen in allen
drei Leserastern erlaubt.
5. Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß er den Replikationsursprung eines der Phagen
f1, M13 oder SP6 enthält.
6. Vektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß er zusätzlich eine Terminatorsequenz, insbesondere
die T₁- und T₂-Sequenzen des rrnB-Proteins
enthält.
7. Vektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß seine Gesamtlänge 3000 bis 4000 bp beträgt.
8. pMEX 5, DSM 5515.
9. pMEX 6, DSM 5516.
10. pMEX 7, DSM 5517.
11. pMEX 8, DSM 5518.
12. Verwendung eines Vektors nach einem der vorhergehenden
Ansprüche zur Klonierung, gezielten Veränderung,
Sequenzierung oder/und Expression von in
seine multiple Klonierungsstelle insertierten
Genen.
13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur
gezielten Veränderung mit Hilfe eines Helferphagen
eine Einzelstrangkopie des Vektors erzeugt und
darin durch gerichtete Mutagenese Deletionen, Insertionen
oder Substitutionen einführt.
14. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur
Optimierung der Expression überschüssige Nukleotide
zwischen der Ribosomen-Bindungsstelle und dem
Startcodon des Gens durch gerichtete Mutagenese
entfernt.
15. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur Expression
von Proteinen mit authentischer Aminosäuresequenz,
bzw. von Proteinen mit einer oder
mehreren zusätzlichen N-terminalen Aminosäuren
einen Vektor verwendet, dessen multiple Klonierungsstelle
Geninsertionen in allen 3 Leserastern
erlaubt und das Gen mit Hilfe der Restriktionsschnittstellen
seinem Leseraster entsprechend
insertiert.
16. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur
gezielten Verkürzung nur des 3′- oder des 5′-Endes
des Gens den Vektor mit dem insertierten Gen in
seiner multiplen Klonierungsstelle so mit einem
Restriktionsenzym schneidet, daß an dem nicht zu
verkürzenden Ende ein überhängendes 3′-Ende mit
vier Nukleotiden verbleibt und den einen Strang des
anderen Endes mit ExoIII-Nuklease abbaut und den
dadurch verbleibenden Einzelstrang mit einer einzelsträngige
DNA abbauenden Nuklease entfernt.
17. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man zur
Sequenzierung mit Hilfe eines Helferphagen eine
Einzelstrangkopie des Vektors erzeugt und diesen
nach an sich bekannten Methoden sequenziert.
18. Verwendung eines Vektors nach einem der Ansprüche 1
bis 12 zur Herstellung einer Genbank oder Teil-Genbank.
19. Kit, dadurch
gekennzeichnet, daß er einen
Vektor nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und die
notwendigen Reagenzien, Puffer und Hilfsmittel für
mindestens eine der Verwendungsmöglichkeiten Klonierung,
gezielte Veränderung, Sequenzierung und
Expression von in die multing-cloning-Stelle zu
insertierenden Genen oder zur Herstellung einer
Genbank oder Teil-Genbank enthält.
20. Kit nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß er mindestens
einen der Vektoren pMEX 5, pMEX 6, pMEX 7
oder pMEX 8 enthält.
21. Kit nach Anspruch 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, daß er die
Reagenzien, Puffer und Hilfsmittel für alle der
genannten Verwendung enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893929822 DE3929822A1 (de) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Vektor und seine verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893929822 DE3929822A1 (de) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Vektor und seine verwendung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3929822A1 true DE3929822A1 (de) | 1991-03-14 |
Family
ID=6388868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893929822 Withdrawn DE3929822A1 (de) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Vektor und seine verwendung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3929822A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993010247A1 (en) * | 1991-11-20 | 1993-05-27 | Ab Astra | PHASMID VECTOR IN $i(E.COLI) |
WO1994025604A2 (en) * | 1993-04-24 | 1994-11-10 | R S R Limited | Steroid 21-hydroxylase fragments and assays using the same |
-
1989
- 1989-09-07 DE DE19893929822 patent/DE3929822A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993010247A1 (en) * | 1991-11-20 | 1993-05-27 | Ab Astra | PHASMID VECTOR IN $i(E.COLI) |
WO1994025604A2 (en) * | 1993-04-24 | 1994-11-10 | R S R Limited | Steroid 21-hydroxylase fragments and assays using the same |
WO1994025604A3 (en) * | 1993-04-24 | 1996-05-02 | R S R Limited | Steroid 21-hydroxylase fragments and assays using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3788847T2 (de) | Hybrid-Promotor, expressionskontrollierende DNS-Sequenz und Expressions-Vektor. | |
DE69425903T2 (de) | Verbindungen und verfahren zur ortsspezifischen mutation in eukaryotischen zellen | |
DE3689802T2 (de) | "Hervorrufung somatischer Veränderungen in Pflanzen durch Verwendung von minussträngigen RNAs". | |
DE69330162T2 (de) | VERFAHREN ZUR SYNTHESE VOLLSTÄNDIGER cDNA, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON INTERMEDIATEN UND ZUR HERSTELLUNG EINES REKOMBINANTEN VEKTORS, DER DIE VOLLSTÄNDIGE cDNA ENTHÄLT | |
DE3020528C2 (de) | ||
EP0759997B1 (de) | Verwendung des tetracyclinpromotors zur stringent regulierten produktion von rekombinanten proteinen in prokaryontischen zellen | |
DE60221801T2 (de) | Cpg-freie synthetische gene und bakterielle plasmide | |
DD212982A5 (de) | Verfahren zur herstellung von rinder-wachstumshormon-aehnlichen polypeptiden | |
EP0099084A2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Interferon und Expressionsvektoren dafür | |
EP0918853A2 (de) | Anti-sinn-rna mit sekundärstruktur | |
EP0250513B1 (de) | Verfahren zur verbesserung der expression von eukaryontenprotein | |
DE3382607T2 (de) | Plasmide mit konditionalem unkontrolliertem replikationsverhalten. | |
DE68922790T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Proteins durch Hefe mit Hilfe eines induzierbaren Systems, Vektoren und entsprechende transformierte Stämme. | |
DE3929822A1 (de) | Vektor und seine verwendung | |
DE3226515A1 (de) | Expressionsvektoren | |
EP0345615A2 (de) | Expressionsvektoren zur Herstellung unfusionierter Proteine in Mikroorganismen | |
EP0299303B1 (de) | Eukaryotische Expressionsvektoren mit multimeren Enhancer-Subelementen, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung | |
DE3851770T2 (de) | DNS-Klonierungsvektor mit in vivo ausschneidbaren Plasmiden. | |
DE19653498C1 (de) | Klonierungsvektor-System mit Fusionssequenz | |
WO2012045722A1 (de) | Verfahren zur semi-synthetischen herstellung hochreiner "minicircle" dna-vektoren aus plasmiden | |
DE3587730T2 (de) | Kontrollsysteme für rekombinant-manipulationen. | |
DE19633427C2 (de) | Verfahren zur Synthese von Nukleinsäuremolekülen mit zumindest teilweise vorbestimmter Nukleotidsequenz | |
EP0316378A1 (de) | Expressionsvektor zur regulierbaren expression von fremdgenen in prokaryonten. | |
DE3838377A1 (de) | Expressions-enhancer und dessen verwendung zur erhoehung der ausbeute bei der expression von rekombinanten genen | |
DE69213282T2 (de) | Antiviren-Protein aus Mirabilis jalapa |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |