DE69824487T2 - Expressionsplasmide für Chaperone - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Expressionsplasmid für Chaperone. Spezifischer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Plasmid mit einem künstlichen Operon, das Polynucleotide, die jedes der Chaperone DnaK, DnaJ, GrpE codieren und einen induzierbaren Promotor sowie ein an einen induzierbaren Promotor ligiertes groE-Operon umfaßt, wobei das Plasmid zur Expression von DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES befähigt ist und die Promotoren einzeln regulierbar sind; sie betrifft eine Co-Transformante, die durch Einschleusen des Expressionsplasmids in Escherichia coli (nachstehend einfach als „E. coli "bezeichnet) gemeinsam mit einem Expressionsvektor für ein fremdes Protein hergestellt wird; und sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins mit Hilfe der Co-Transformante.
  • E. coli dient in idealer Weise als Wirt zur kostengünstigen und ertragreichen Herstellung heterologer Proteine, da es leicht zu großen Dichten gezüchtet werden kann, da die Untersuchungen zum Wirts-Vektor-System hier am weitesten fortgeschritten sind und da viele Hochexpressionsvektoren entwickelt wurden. E. coli-Wirt-Vektor-Systeme sind deshalb die meistverwendeten Expressionssysteme für heterologe Gene.
  • Wenn sie auf hohem Spiegel in E coli exprimiert werden, lagern sich jedoch viele heterologe Proteine, besonders Eukaryontenproteine, im Cytoplasma aneinander und bilden biologisch inaktive, unlösliche, als „Einschlußkörper" bekannte Aggregate. In der Bildung eines Einschlußkörpers liegt insofern ein Vorteil, als es möglich wird, das exprimierte Protein gegen eine Degradation durch Proteasen in den Wirtszellen zu schützen und den Einschlußkörper durch Zentrifugierung leicht von anderen Zellen abzutrennen. Um jedoch das gewünschte biologisch aktive Protein zu erhalten, ist es nötig, die Einschlußkörper zu denaturieren und zu solubilisieren, worauf eine Renaturierung (Zurückzufaltung) folgt. Dieser Solubilisierungs-Renaturierungsvorgang wird für einzelne Proteine auf der Grundlage wiederholter Versuche und Irrtümer ausgeführt, erreicht aber oft keine zufriedenstellenden Wiedergewinnungsraten. In einigen Fällen ist eine Renaturierung nicht immer möglich. Auch werden nicht wenige heterologe Proteine durch Proteasen in E. coli degradiert und erreichen keine hohen Expressionsspiegel. Es wurden noch kein voll etabliertes Mittel zur Lösung solcher Probleme von Insolubilisierung und Degradation von Expressionsprodukten gefunden. Versuche, biologisch aktive Proteine in E. coli in großer Menge herzustellen, waren nicht immer erfolgreich.
  • Koexpression von Chaperonen und dergleichen ist bekannt, und es sind eine Anzahl von diesbezüglichen Berichten erschienen. DnaK, DnaJ und GrpE sind Chaperone, die bei der Proteinfaltung zusammenarbeiten. Es ist die Möglichkeit in Betracht gezogen worden, dass das an DnaK gebundene ATP bei der Bindung von DnaJ an ein ungefaltetes Proteinsubstrat zuerst hydrolysiert wird, was zur Bildung eines ungefalteten Protein-DnaJ-DnaK-Komplexes (ADP-Bindungstyp) führt, und dass danach der ADP/ATP-Austausch durch GrpE stattfindet und zur Freisetzung des Proteinsubstrates aus dem Komplex führt [Szabo, A. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 10345–10349 (1994)].
  • Die dnaK- und dnaJ-Gene befinden sich im selben Operon des E. coli-Chromosoms, während das grpE-Gen an einem anderen Ort dieses Chromosoms liegt. Bis dato wurde von einem Verfahren zur Koexpression eines gewünschten Proteins mit DnaK allein oder sowohl mit DnaK als auch DnaJ berichtet [Blum, P. et al., BioTechnol: 10, 301–304 (1992); Perez-Perez, J. et al., Biochem, Biophys: Res. Comm. 210, 524–529 (1995)]; von einem Verfahren zur Koexpression eines gewünschten Proteins und DnaJ allein (offengelegtes japanisches Patent Nr. Hei 8-308564); von einem Verfahren zur Expression von DnaK und DnaJ und von GrpE aus jeweils verschiedenen Plasmiden [Gaspers, P. et al., Cell. Mol. Biol. 40, 635–644 (1994)]; und von einem Verfahren zur unabhängigen Expression von DnaK und DnaJ und von GrpE vom gleichen Plasmid unter Verwendung des gleichen Promotors [Stieger, M. und Gaspers, P., Immunology Methods Manual, 39–44 (1997)]. Jedoch haben diese Verfahren die vorstehend beschriebenen Unzulänglichkeiten.
  • Namentlich von DnaK, DnaJ und GrpE, die zusammenwirken, ist zu erwarten, dass sie wirkungsvoller sind, wenn sie koexprimiert werden, und es ist sehr wahrscheinlich, dass die ihnen innewohnende Chaperonfunktion nicht voll zur Ausprägung kommt einfach, wenn DnaK allein oder nur DnaK und DnaJ exprimiert werden. Auch wird in dem Verfahren, bei dem DnaK und DnaJ und GrpE von den jeweiligen verschiedenen Plasmiden exprimiert werden, das Gen für GrpE und das Gen für das gewünschte Protein auf einem einzigen Plasmid plaziert, da es schwierig ist, dass insgesamt drei Plasmide einschließlich des Expressi onsplasmids für das gewünschte Protein in E. coli gemeinsam vorhanden sind; dies erfordert wiederum eine dem einzelnen gewünschten Protein angepaßte Konstruktion des Expressionsplasmids. Darüberhinaus tritt, da der gleiche Promotor für die Expression von GrpE und des gewünschten Proteins verwendet wird, ein Defekt insofern auf, dass die Expression des gewünschten Proteins nicht auf einen ausreichenden Spiegel angehoben werden kann. Weiterhin tritt bei dem Verfahren, in dem Dank und DnaJ und GrpE unabhängig vom gleichen Plasmid unter Verwendung des gleichen Promotors exprimiert werden, bedingt durch das Vorhandensein zweier Einheiten desselben Promotors, ein weiteres Problem mit der Plasmidstabilität auf.
  • Die Verwendung von Proteasemutanten von E. coli als Wirte zum Zweck der Verringerung der Degradation fremder Proteine in E. coli ist wohlbekannt. So werden zum Beispiel bevorzugt Deletionsmutanten für Lon-Proteasen verwendet. Darüberhinaus ist ein Verfahren bekanntgeworden, das rpoH-Mutanten zur Unterdrückung von Lon- und Clp-Proteasen verwendet, da die Induktion ihrer Expression von σ32 gesteuert wird, das vom rpoH-Gen codiert wird (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho 61-501307, WO 85/03949). Auch ist ein Verfahren zur stabilen Expression von fremden Proteinen bekanntgeworden, das Doppelmutanten mit Mutationen in den clpPX- und lon-Genen verwendet (offengelegtes japanisches Patent Nr. Hei 8-140671).
  • Es sollte aber auch festgehalten werden, dass σ32 auch die Induktion der Expression von Chaperonen wie DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES steuert. GroEL und GroES sind für das Wachstum von E. coli wesentlich und die rpoH-Deletionsmutanten können bei Temperaturen über 20°C nicht wachsen. Deshalb wurden Missense-Mutationen üblicherweise für rpoH-Mutanten (htpR-Mutanten) verwendet. Es ist aber erwünscht, die rpoH-Deletionsmutanten zu vollständigeren Unterdrückung der Induktion der Expression von verschiedenen Proteasen wie Lon-Protease und Clp-Protease zu verwenden.
  • Es wurde von einer großen Anzahl erfolgreicher Fälle von Solubilisierung von fremden Proteinen durch Koexpression des fremden Proteins und von GroEL und GroES berichtet, die anderenfalls unlöslich in E. coli bleiben. Beispiele dafür sind etwa Tyrosinkinase [Caspers, P. et al., Cell Mol. Biol. 40, 635–644 (1994); Amrein, K. E. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 1048–1052 (1995)]; Glutamatracemase [Ashiuchi, M. et al., J. Biochem. 117, 49598 (1995)]; und Dihydrofolatreduktase [Dale, G. E. et al., Protein Eng. 7, 925–931 (1994)]. Andere Fälle, von denen berichtet wurde, beinhalten die Verbesserung der Löslichkeit von menschlichem Wachstumshormon durch Koexpression von DnaK [Blum, P. et al., Biotechnol. 10, 301–304 (1992)], Transglutaminasesolubilisierung durch Koexpression von DnaJ (offengelegtes japanisches Patent Nr. Hei 8-308564) und Tyrosinkinasesolubilisierung durch Koexpression von DnaK, DnaJ und GrpE [Caspers, P. et al., Cell. Mol. Biol. 40, 635–644 (1994)]. Es bleibt jedoch schwierig, vorherzusagen, welches fremde Protein und welches Chaperon in welchem Umfang koexprimiert werden müssen.
  • Somit war das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem, die vorstehend aufgeführten Probleme des derzeitigen Standes der Technik zu lösen. Die Lösung der technischen Probleme liefern die in den Patentansprüchen umrissenen Ausführungsformen.
  • Die vorliegende Beschreibung beschreibt ein Operon, das Polynucleotide umfaßt, die Chaperone codieren, und das zur Expression eines fremden Proteins in den Zellen von E. coli in stabilisierter und solubilisierter Form verwendet werden kann.
  • In einer Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung ein Expressionsplasmid, das ein Operon, wie in den Ansprüchen im Anhang spezifiziert, enthält.
  • In einer weiteren Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung eine Kotransformante, die durch Einschleusen des Expressionsplasmids gemeinsam mit einem Expressionsvektor für ein fremdes Protein in Escherichia coli hergestellt wird.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins durch Verwendung der Kotransformante.
  • Die vorliegende Beschreibung beschreibt ein Plasmid zur Expression der zu einem einzigen Operon unter der Kontrolle eines einzigen Promotors verbundenen dnaK-, dnaJ- und grpE-Gene. Gemäß der vorliegenden Beschreibung wird die Wirksamkeit der Proteinfaltung im DnaK/DnaJ/GrpE-Chaperonsystem durch Expression von DnaK, DnaJ und GrpE in E. coli erhöht. Ferner werden sowohl die Funktionen des DnaK/DnaJ/GrpE- als auch die des GroEL/ES-Systems, der Haupt-Chaperonsysteme in E. coli, verstärkt. So wird die Wirksamkeit der Faltung des gewünschten Proteins weiter erhöht, indem das groESgroEL-Gen, wie vorstehend beschrieben, unter der Kontrolle eines anderen Promotors in das gleiche Plasmid inseriert wird und indem das Genprodukt in E. coli-Mutanten, einschließlich Protease- und rpoH-Mutanten, exprimiert wird. Insbesondere macht es die vorliegende Erfindung möglich, geeignete Mengen von DnaK, DnaJ und GrpE bei Vorhandensein von zugesetztem GroEL und GroES, die für das Wachstum von rpoH-Mutanten essentiell sind, zu koexprimieren und dadurch das gewünschte Protein in stabilisierter und solubilisierter Form zu exprimieren.
  • Die vorliegende Beschreibung beschreibt:
    • (1) Ein künstliches Operon, das Polynucleotide umfaßt, die die Chaperone DnaK, DnaJ und GrpE codieren;
    • (2) Das vorstehend in Punkt (1) beschriebene künstliche Operon, das ferner einen induzierbaren Promotor umfaßt;
    • (3) Das vorstehend in Punkt (1) beschriebene künstliche Operon, bei dem der induzierbare Promotor aus der Gruppe, bestehend aus lac, trp, araB und Pzt-1 ausgewählt wird;
    • (4) Ein Plasmid, das das in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (3) beschriebene, für die Expression von DnaK, DnaJ und GrpE verwendbare künstliche Operon beinhaltet;
  • Die vorliegende Erfindung betrifft:
    • (5) Das vorstehend in Punkt (4) beschriebene Plasmid, das ferner ein an einen induzierbaren Promotor gebundenes groE-Operon umfaßt, wobei das Plasmid zur Expression von DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES in der Lage ist;
    • (6) Das vorstehend in Punkt (5) beschriebene Plasmid, wobei der an ein groE-Operon gebundene induzierbare Promotor aus der Gruppe, bestehend aus lac, trp, araB und Pzt-1 ausgewählt wird;
    • (7) Eine Kotransformante, die durch Einschleusen des in einem der vorstehenden Punkte (5) bis (6) beschriebenen Plasmids gemeinsam mit einem Expressionsvektor für ein fremdes Protein in E. coli erhalten werden kann;
    • (8) Die vorstehend in Punkt (7) beschriebene Kotransformante, wobei E. coli eine Proteasemutante ist;
    • (9) Die vorstehend in Punkt (8) beschriebene Kotransformante, wobei die Proteasemutante eine lon-clpPX-Doppelmutante oder eine lon-clpPX-hslV/U-Dreifachmutante ist;
    • (10) Die vorstehend in Punkt (7) beschriebene Kotransformante, wobei E. coli eine plsX-Mutante ist;
    • (11) Die vorstehend in Punkt (7) beschriebene Kotransformante, wobei E. coli eine rpoH-Mutante ist;
    • (12) Die vorstehend in Punkt (11) beschriebene Kotransformante, wobei die rpoH-Mutante eine rpoH-Deletionsmutante ist;
    • (13) Ein Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins, das die Verwendung der in einem der vorstehenden Punkte (7) bis (12) oder in Punkt (17) beschriebenen Kotransformante umfaßt;
    • (14) Ein Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins, umfassend:
    • (a) das Züchten der in einem der vorstehenden Punkte (7) bis (12) oder in Punkt (17) beschriebenen Kotransformante unter Bedingungen, die die Expression der Chaperone und des fremden Proteins bewirken; und
    • (b) das Gewinnen des Proteins aus der Kultur.
    • (15) Das vorstehend in Punkt (13) oder (14) beschriebene Verfahren, wobei die Kotransformante unter den Bedingungen zur Induktion von Chaperonen gezüchtet wird, so dass die Expressionsspiegel von Dank, DnaJ und GrpE und die Expressionsspiegel von GroEL und GroES auf einem Niveau liegen, das für die Stabilisierung und/oder Solubilisierung des fremden Proteins geeignet ist;
    • (16) Ein Kit, der das in einem der vorstehenden Punkte (5) bis (6) beschriebene Plasmid und/oder die in einem der vorstehenden Punkte (7) bis (12) oder in Punkt (17) beschriebene Kotransformante umfaßt; und
    • (17) Die in einem der vorstehenden Punkte (7) bis (12) beschriebene Kotransformante oder das in einem der vorstehenden Punkte (13) bis (15) beschriebene Verfahren, wobei das fremde Protein ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Interferonen, Interleukinen, Interleukinrezeptoren, Interleukinrezeptor-Antagonisten, Granulocytenkolonie stimulierenden Faktoren, Granulocyten-Makrophagenkolonie stimulierenden Faktoren, Makrophagenkolonie stimulierenden Faktoren, Erythropoietin, Thrombopoietin, Leukämieinhibitoren, Stammzellwachstumsfaktoren, Tumor-Nekrosefaktoren, Wachstumshormonen, Proinsulin, insulinähnlichen Wachtsumsfaktoren, Fibroblasten-Wachstumsfaktoren, Thrombocyten-Wachstumsfaktoren, transformierenden Wachstumsfaktoren, Hepatocyten-Wachstumsfaktoren, knochenmorphogenetischen Faktoren, Nervenwachstumsfaktoren, ciliaren neurotrophen Faktoren, hirnabstammenden neurotrophen Faktoren, von Gliazellinien abstammenden neurotrophen Faktoren, Neurotrophinen, Prourokinase, gewebeplasminogenen Aktivatoren, Blutgerinnungsfaktoren, Protein C, Glucocerebrosidase, Superoxiddismutase, Renin, Lysozym, P450, Prochymosin, Trypsininhibitoren, Elastaseinhibitoren, Lipocortin, Reptin, Immunglobulinen, einzelkettigen Antikörpern, komplementären Komponenten, Serumalbumin, Zederblütenstaub-Allergenen, hypoxieinduzierten Stressproteinen, Proteinkinasen, Produkten der Proto-Oncogene, Transkriptionsfaktoren und proteinhaltigen Virusbestandteilen.
  • Die Figuren zeigen:
  • 1 ist eine schematische Ansicht des Plasmids pG-KJE6;
  • 2 zeigt die Resultate der Elektrophorese von NK284 und NK287, wobei die linke Tafel die Ergebnisse der SDS-PAGE einer Induktion der Expression eines Chaperons durch 1 mg/ml L-Arabinose zeigt; und die rechte Tafel zeigt die Ergebnisse eines Western-Blot-Tests, der die Löslichkeit von Prourokinase (proUK) belegt, wobei S eine lösliche Fraktion und I eine unlösliche Fraktion bezeichnet;
  • 3 zeigt die Ergebnisse der SDS-PAGE, die eine Induktion der Expression eines Chaperons von pG-KJE6 in JM109 belegt, wobei die Zahlen über jeder Bahn die Konzentration von L-Arabinose (Ara) und Tetracyclin (Tc) angeben;
  • 4 zeigt die Ergebnisse der Elektrophorese von NK241, wobei die linke Tafel die Induktion der Expression eines Chaperons durch verschiedene Konzentrationen von Ara und Tc zeigt, und die rechte Tafel die Expression von CryjII zeigt;
  • 5 zeigt Ergebnisse der Elektrophorese, die eine Eigenschaft (die Löslichkeit) von CryjII in einer Fraktion zeigen, die durch Fraktionierung der gleichen Proben wie in den Bahnen von 4 zu einer löslichen und zu einer unlöslichen Fraktion hergestellt wurde; hierbei bezeichnet S eine lösliche Fraktion und I eine unlösliche Fraktion.
  • 6 ist ein Graph der Stabilität von CryjII, das mit verschiedenen Chaperonen koexprimiert wird; dabei wird der Spiegel des CryjII bei 0 Minuten als 1 definiert, und die Halbwertszeit des CryjII-Spiegels wird als jene Zeitspanne definiert, nach deren Ablauf der verbleibende CryjII-Spiegel 0,5 des Anfangsspiegels beträgt;
  • 7 zeigt die Ergebnisse einer Elektrophorese, die die Expression von CryjII in verschiedenen Chaperonmutanten belegt, hierbei bezeichnet MC einen Elternstamm MC4100, K bezeichnet C4100 ΔdnaK52, J bezeichnet MC4100 ΔdnaJ259, E bezeichnet MC4100 grpE280, L bezeichnet MC4100 groEL44, und S bezeichnet MC4100 groES72, wobei S eine lösliche Fraktion und I eine unlösliche Fraktion bezeichnet.
  • 8 zeigt die Ergebnisse einer Elektrophorese, wobei die obere Tafel die Induktion der Expression eines Chaperons und die untere Tafel die Expression von CryjII zeigt, wie sie bei verschiedenen Ara- und Tc-Konzentrationen in einer rpoH-Deletionsmutante gemessen werden;
  • 9 zeigt die Ergebnisse einer Elektrophorese, die die Löslichkeit von CryjII durch Fraktionieren der gleichen Proben wie in den Bahnen von 8 in eine lösliche und in eine unlösliche Fraktion zeigt; hierbei bezeichnet S eine lösliche Fraktion und I eine unlösliche Fraktion; und
  • 10 zeigt die Ergebnisse einer Elektrophorese, wobei die obere Tafel eine Induktion der Expression eines Chaperons und die untere Tafel die Expression von ORP150 zeigt, wie sie bei verschiedenen Ara- und Tc-Konzentrationen in einer rpoH-Deletionsmutante gemessen werden, wobei an beiden Endbahnen in jeder Tafel Molekulargewichtsmarker angegeben sind und in der rechten Tafel S eine lösliche und I eine unlösliche Fraktion bezeichnet.
  • In der vorliegenden Erfindung kann das Chaperon jedes beliebige Protein sein, solange es an der Proteinfaltung beteiligt ist. Inder vorliegenden Erfindung werden aus E. coli abgeleitete Chaperone bevorzugt. Zu den Beispielen für solche Chaperone zählen DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL, GroES, HscA/Hsc66, CbpA, HtpG und ähnliche. DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES sind unter dem Gesichtspunkt der Expression fremder Proteine in einer stabilisierten und solubilisierten Form in E. coli stärker vorzuziehen. Vom Gesichtspunkt des Zusammenwirkens solcher Chaperone her ist die Verwendung in Verbindung mit den Chaperonsystemen Dna/DnaJ/GrpE und GroEL/GroES besonders vorzuziehen.
  • Die vorliegende Beschreibung beschreibt ein Operon, das das Chaperon codiert. Der Begriff „Operon", wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird und wie er in den Ansprüchen im Anhang spezifiziert wird, ist als Gruppe von Genen definiert, von denen jedes das vorstehend beschriebene Chaperon codiert und die eine Transkriptionseinheit unter der Kontrolle eines einzigen Promotors bilden, was ein natürliches oder künstliches Operon beinhaltet. In der vorliegenden Beschreibung wird die Verwendung eines künstlichen, aus E. coli abgeleiteten Operons beschrieben, das Polynucleotide enthält, die DnaK, DnaJ und GrpE codieren, und das als dnaK/dnaJ/grpE-Operon bezeichnet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft das dnaK/dnaJ/grpE-Operon in Verbindung mit einem Operon, das Polynucleotide umfaßt, die GroEL und GroES codieren, und das als groE-Operon bezeichnet wird, wobei GroEL und GroES für das Wachstum von E. coli erforderlich sind.
  • Das dnaK/dnaJ/grpE-Operon, wie in den Ansprüchen im Anhang spezifiziert, ist in der Lage, die Funktion von exprimierten Chaperonen wirksamer auszuüben als bekannte dnaK/dnaJ-Operons. Konkrete Beispiele zur Verwendung von Prourokinase als fremdes Protein werden nachstehend gebracht.
  • Vom Gesichtspunkt der Regulation des Expressionsspiegels des Chaperons der vorliegenden Erfindung her ist es vorzuziehen, dass der Promotor, der die Transkription des vorstehend beschriebenen Operons steuert, ein induzierbarer Promotor ist. Beispiele für einen induzierba ren Promotor sind unter anderen lac, tac, trc, trp, araB, Pzt-1, λPL und dergleichen. Die lac-, tac- und trc-Promotoren können durch die Verwendung von Isopropyl-1-thio-β-D-galactopyranosid (IPTG) induziert werden; die trp-, araB- und Pzt-1-Promotoren können durch die Verwendung von 3-Indolacrylsäure (IAA), L-Arabinose bzw. Tetracyclin induziert werden; und der λPL-Promotor kann bei hoher Temperatur (42°C) induziert werden. Ebenfalls verwendbar ist ein T7-Promotor, der spezifisch und stark von einer T7-RNA-Polymere transkribiert wird. In der Transkription durch T7-RNA-Polymerase wird die Induktion dieser T7-RNA-Polymerase durch Verwendung von IPTG ermöglicht, indem ein E. coli-Stamm verwendet wird, der einen lysogenisierten λ-Phagen enthält, der das T7-RNA-Polymerasegen in Stromabwärtsrichtung des lac-Promotors enthält.
  • Die vorstehend beschriebenen Promotoren sind in bekannten Vektoren enthalten und können verwendet werden, nachdem sie in angemessener Weise mit Restriktionsendonucleasen oder dergleichen aus den betreffenden Vektoren herausgeschnitten wurden.
  • Das Plasmid, wie in der Beschreibung beschrieben, hat eines der vorstehend beschriebenen Operons und exprimiert nach seiner Einschleusung in E. coli eines der vorstehend beschriebenen Chaperone. Dementsprechend werden Plasmide beschrieben, die ein dnaK/dnaJ/grpE-Operon enthalten. Die vorliegende Erfindung betrifft Plasmide, die sowohl das dnaK/dnaJ/grpE-Operon als auch das groE-Operon enthalten.
  • Wie vorstehend beschrieben, exprimieren diese Plasmide vorzugsweise Chaperone, d. h. DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES unter der Steuerung eines induzierbaren Promotors.
  • Um den Spiegel und die zeitliche Steuerung der Expression der vorstehend beschriebenen Chaperone ohne Verringerung des Expressionsspiegels des gewünschten Proteins zu optimieren, ist es vorteilhaft, die Expression der Chaperone und des gewünschten Proteins unabhängig voneinander zu steuern. Es ist vorzuziehen, dass der für die Chaperonexpression verwendete induzierbare Promotor von dem für die Expression des gewünschten Proteins verwendeten Promotors verschieden ist. Obwohl der für die Expression des dnaK/dnaJ/grpE-Operons und der für die Expression des groE-Operons verwendete Promotor die gleichen sein können, können die Spiegel und die zeitliche Steuerung von DnaK, DnaJ und GrpE und jene der Expression von GroEL und GroES durch Verwendung verschiedener Promotoren separat gesteuert werden. Beispielsweise ist es wünschenswert, ein pG-KJE6-Plasmid (1) zu verwenden, wobei das Plasmid ein araB-Promotor-dnaK/dnaJ/grpE-Operon und ein Pzt1-Promotor-groE-Operon umfaßt.
  • Das Plasmid pG-KJE6 ist ein Plasmid, das auf der Grundlage eines pACYC-Vektors konstruiert wurde [Chang, A. C. Y. und Cohen, S. N., J. Bacteriol. 134, 1141–1156 (1978)]. Wie in 1 gezeigt, hat pG-KJE6 eine Struktur, die einen pACYC-Vektor abgeleiteten ori, ein Cm-Resistenzgen, das araB-Promotor-dnaK/dnaJ/grpE-Operon und das Pzt-1-Promotor-groE-Operon umfaßt. Die Expression von DnaK, DnaJ und GrpE wird durch L-Arabinose und jene von GroEL und GroES durch Tetracyclin induziert. Indem L-Arabinose und Tetracyclin gleichzeitig, separat und zeitversetzt oder in verschiedenen Konzentrationen hinzugefügt werden, können diese zwei Gruppen von Chaperonen gleichzeitig, separat und zeitversetzt oder mit unterschiedlichen Spiegeln exprimiert werden, je nach dem, wie es der Einzelfall gerade erfordert.
  • Zwei nahe miteinander verwandte Plasmide können im gleichen Wirt gewöhnlich nicht stabil nebeneinander koexistieren. Dieses Phänomen ist unter der Bezeichnung Inkompatibilität bekannt. Jedes Plasmid kann als Plasmid der vorliegenden Erfindung dienen, solange es ein Replikon hat, das in E. coli keine Inkompatibilität mit dem Expressionsvektor für das gewünschte Protein hat. Werden zum Beispiel pBR322 oder ein anderer Expressionsvektor mit dem Col E1-Replikon als Expressionsvektor für das gewünschte Protein verwendet, so kann das in einem pACYC-Vektor vorkommende p15A-Replikon für das Plasmid der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Das Plasmid der vorliegenden Erfindung kann ferner, wenn im Einzelfall erforderlich, ein Selektionsmarkergen enthalten, um die Selektion nach der Transformation zu erleichtern. Beispiele für solche Selektionsmarkergene sind Ampicillinresistenzgene (Ampr), Kanamycinresistenzgene (Kmr) und Chloramphenicolresistenzgene (Cmr). Es ist wünschenswert, dass das verwendete Selektionsmarkergen von dem im Expressionsvektor des fremden Proteins enthaltene Selektionsmarkergen verschieden ist.
  • Die vorstehend beschriebenen Plasmide können durch ein Verfahren konstruiert werden, das beispielsweise in Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2. Auflage, Sambrook, J. et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989 beschrieben ist. Die Konstruktion des vorstehend beschriebenen Plasmids pG-KJE6 ist konkret in den nachstehend gegebenen Beispielen beschrieben.
  • Verfahren zur Expression der Chaperone der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines induzierbaren Promotors und Verfahren zur Steuerung der Expressionsspiegel der Cha perone der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Plasmide werden nachstehend beschrieben.
  • In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff „eine Kotransformante" darauf, dass diese durch Einschleusen eines der vorstehend beschriebenen Plasmide gemeinsam mit einem Expressionsvektor für ein fremdes Protein in E. coli erhalten werden kann.
  • In der vorliegenden Erfindung ist jeder beliebige Expressionsvektor für ein fremdes Protein brauchbar, solange er bewirkt, dass das gewünschte fremde Protein in E. coli exprimiert wird, und solange er keine Inkompatibilitäten zu den vorstehend beschriebenen Plasmiden aufweist. Es wird ein Vektor bevorzugt, bei dem die Expression des gewünschten fremden Proteins durch einen induzierbaren Promotor induziert wird.
  • Zu den induzierbaren Promotoren für die Expression eines fremden Proteins zählen die gleichen Promotoren wie die vorstehend für die Expression des Chaperons beschriebenen. Die Expression eines Chaperons der vorliegenden Erfindung und die des gewünschten fremden Proteins können durch Verwendung eines geeigneten Promotors, der von dem zur Induktion der Expression des Chaperons der vorliegenden Erfindung verwendeten Promotor verschieden ist, separat induziert werden.
  • Auch kann der Expressionsvektor für die Expression eines fremden Proteins ein Selektionsmarkergen enthalten, wenn dies im Einzelfall erforderlich ist. Zu diesen Selektionsmarkergenen zählen die gleichen wie die vorstehend für die Expression des Chaperons beschriebenen. Eine doppelte Selektion von Kotransformanten wird durch Verwendung eines Selektionsmarkergens ermöglicht, das von dem auf dem Plasmid der vorliegenden Erfindung enthaltenen Selektionsmarkergen verschieden ist.
  • Zu den E. coli-Stämmen, die in der vorliegenden Erfindung nutzbar sind, zählen Wildstämme wie HB101, JM109, MC4100, MG1655 und W3110 sowie verschiedene Mutanten, darunter Proteasemutanten wie lon-Mutanten, clpPX-Mutanten, hslV/U-Mutanten, lon-clpPX-Doppelmutanten und lon-clpPX-hslV/U-Dreifachmutanten; plsX-Mutanten; rpoH-Deletionsmutanten und rpoH-Missensemutanten.
  • In der vorliegenden Erfindung können mit vorteilhaften Ergebnissen Proteasemutanten, wie lon-Mutanten, clpPX-Mutanten, hslV/U-Mutanten, lon-clpPx-Doppelmutanten und lon-clpPx-hslV/U-Dreifachmutanten, plsX-Mutanten und rpoH-Mutanten, wie rpoH-Deletionsmutanten verwendet werden, um fremde Proteine stabiler zu exprimieren.
  • Eine vorzuziehende lon-clpPX-Doppelmutante ist der E. coli-Stamm KY2263 (FERM BP-6238), der aus dem E. coli-Stamm MC4100 abgeleitet ist und hergestellt wird, indem in den lon- und clpPX-Genen doppelte Deletionsmutationen erzeugt werden. E. coli KY2263 wurde unter der Zugangsnummer FERM BP-6238 beim National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Sciennce and Technology, Ministry of International Trade and Industry hinterlegt; dessen Adresse lautet: 1-3 Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-0046, Japan; Datum der ursprünglichen Hinterlegung: 18. Februar 1997; Datum des Antrags auf Überführung aus der ursprünglichen Hinterlegung in eine internationale Hinterlegung nach dem Budapester Vertrag: 26. Januar 1998.
  • Der Begriff „lon-clpPX-hslV/U-Dreifachmutante" bezieht sich auf eine Mutante, die durch Einführen einer Mutation in die vorstehend beschriebene lon-clpPX-Doppelmutante und weiter in das hslV/U-Gen, das HslV/U-Protease codiert, hergestellt wird. Bevorzugt wird der aus dem E. coli-Stamm MC4100 abgeleitete E. coli-Stamm KY2266 (FERM BP-6239), der durch Einbau von Dreifachdeletionsmutationen in die lon-, clpPX- und hslV/U-Gene hergestellt wird. E. coli KY2266 wurde unter der Zugangsnummer FERM BP-6239 beim National Institute of Bioscience and Human-Technology, Agency of Industrial Science and Technology, Ministry of International Trade and Industry hinterlegt, dessen Adresse lautet: 1-3 Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken, 305-0046, Japan; Datum der ursprünglichen Hinterlegung: 18. Februar 1997; Datum des Antrags auf Überführung aus der ursprünglichen Hinterlegung in eine internationale Hinterlegung nach dem Budapester Vertrag: 26. Januar 1998.
  • Zu den Beispielen für plsX-Mutanten zählen plsX-Mutanten mit einer Insertionsmutantion des Tetracyclin-Resistenzgens in eine Position, die der N-terminalen Region eines von plsX codierten Polypeptids entspricht (japanisches offengelegtes Patent Nr. Hei 8-140671).
  • Zu den Beispielen für rpoH-Deletionsmutanten zählen E. coli MC4100 ΔrpoH [Zhou, Y. N. et al., J. Bacteriol. 170, 3640–3649 (1988)], E. coli MG1655 ΔrpoH und dergleichen. In den rpoH-Deletionsmutanten werden die Expressionsspiegel aller durch σ32 gesteuerten Hitzeschockproteine einschließlich Chaperone und Proteasen abgesenkt. Durch ausreichendes Zusetzen solcher Chaperone, deren Expression durch die Transformation der rpoH-Deletionsmutanten beispielsweise mit pG-KJE6 unterdrückt wird, steht zu erwarten, dass ein System von niedrigem Protease- und hohem Chaperongehalt mit vorteilhaften Auswirkungen auf die stabile Expression instabiler fremder Proteine geschaffen werden kann. Auch sind die rpoH-Deletionsmutanten temperatursensitiv, und sie können für gewöhnlich nicht bei Temperaturen wachsen, die über 20°C hinausgehen. Durch Zusetzen von GroEL und GroES, wie vorstehend beschrieben, können die rpoH-Deletionsmutanten bei Temperaturen über 20°C wachsen, was ihre Handhabung vereinfacht. Es ist daher besonders vorzuziehen, die rpoH-Deletionsmutante zu verwenden.
  • In der vorliegenden Erfindung kann das zu exprimierende fremde Protein jedes beliebige Protein sein, solange es ein fremdes Protein ist, dass in nicht stabilisierter Form und/oder unlöslicher Form in E. coli exprimiert wird. Zu solchen fremden Proteinen zählen Interferone, Interleukine, Interleukinrezeptoren, Interleukinrezeptor-Antagonisten, Granulocytenkoloniestimulierende Faktoren, Granulocyten-Makrophagenkoloniestimulierende Faktoren, Makrophagenkoloniestimulierende Faktoren, Erythropoietin, Thrombopoietin, Leukämieinhibitoren, Stammzellwachstumsfaktoren, Tumor-Nekrosefaktoren, Wachstumshormone, Proinsulin, insulinähnliche Wachtsumsfaktoren, Fibroblasten-Wachstumsfaktoren, Thrombocyten-Wachstumsfaktoren, transformierende Wachstumsfaktoren, Hepatocyten-Wachstumsfaktoren, knochenmorphogenetische Faktoren, Nervenwachstumsfaktoren, ciliäre neurotrophe Faktoren, hirnabstammende neurotrophe Faktoren, von Gliazellinien abstammende neurotrophe Faktoren, Neurotrophine, Prourokinase, Gewebeplasminogen-Aktivatoren, Blutgerinnungsfaktoren, Protein C, Glucocerebrosidase, Superoxiddismutase, Renin, Lysozym, P450, Prochymosin, Trypsininhibitoren, Elastaseinhibitoren, Lipocortin, Reptin, Immunglobuline, einzelkettige Antikörper, Komplementkomponenten, Serumalbumin, Zederblütenstaub-Allergene, hypoxieinduzierte Stressproteine, Proteinkinasen, Produkte der Proto-Oncogene, Transkriptionsfaktoren und proteinhaltige Virusbestandteile.
  • Zum Einschleusen des Plasmids der vorliegenden Erfindung gemeinsam mit einem Expressionsvektor für ein fremdes Protein in E. coli kann ein Calciumchloridverfahren, ein Rubidiumchloridverfahren ein Elektroporationsverfahren oder andere herkömmliche Verfahren angewandt werden. Das Absuchen nach Kotransformanten kann durch Verwendung von Chemikalien ausgeführt werden, die für Selektionsmarkergene geeignet sind. Die Expression des fremden Proteins kann beispielsweise mit solchen Mitteln wie dem Western-Blot-Test bestätigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung liefert weiter ein Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins, das die vorstehend beschriebene Kotransformante verwendet. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte:
    • (1) Feststellen der Bedingungen für die Induktion von Chaperonen und/oder Solubilisierung eines in Expression befindlichen fremden Proteins;
    • (2) Züchtung einer Kotransformante, um die Expression von Chaperonen und des fremden Proteins unter den in Punkt (1) festgestellten Induktionsbedingungen zu induzieren und Gewinnung der Zellen; und
    • (3) Aufbrechen der gewonnenen Zellen und Isolieren und Reinigen des fremden Proteins mittels eines Reinigungsverfahrens, das von dem fremden Protein abhängt.
  • Zuerst kann durch beispielhafte Verwendung der Expression von Prourokinase als fremdes Protein spezifisch überprüft werden, ob die Chaperonfunktion durch Koexpression von zusammenwirkenden DnaK, DnaJ und GrpE unter Verwendung des dnaK/dnaJ/grpE-Operons der vorliegenden Erfindung wirksamer ausgeübt werden kann, als dies der Fall ist, wenn nur DnaK und DnaJ mittels eines bekannten dnaK/dnaJ-Operons exprimiert werden.
  • Ein aus dem Vektor pACYC abgeleitetes Plasmid pAR3 (ATCC87026), das ein Cm-Resistenzgen und araC- und araB-Promotor/Operatorgene trägt, wird mit einer Pst I-Restriktionsendonuclease an einer Stelle stromabwärts des araB-Promotors gespaltet, und die Enden des so erhaltenen Plasmids werden in glatte Enden überführt. Danach werden etwa 3 kb durch PCR hergestellte codierende Region des E. coli-dnaK/dnaJ-Operons und etwa 0,6 kb codierende Region des grpE-Gens in geeignete Stellen inseriert und so ein Plasmid pKJE7 zur Expression von DnaK, DnaJ und GrpE aus einem einzelnen Operon unter der Kontrolle des araB-Promotors hergestellt.
  • Als nächstes wird das Plasmid pKJE7 mit den Restriktionsendonucleasen BspHI und KpnI gespaltet und so fast die ganze codierende Region des grpE-Gens entfernt, und die Enden des so erhaltenen Plasmids werden in glatte Enden überführt. Danach wird das so erhaltene Plasmid selbstligiert. Ein Plasmid zur Expression von DnaK und DnaJ unter der Kontrolle des araB-Promotors wird isoliert und pKJ1 benannt.
  • Als nächstes wird E. coli MG1655 (CGSC 6300; E. coli Genetic Stock Center, Yale University) mit dem Rubidiumchloridverfahren mit einem IPTG induzierbaren Plasmid pUK-02pm0 [Kanemori, M. et al., J. Bacteriol. 176, 5648–5653 (1994)] und einem der vorstehend hergestellten Plasmide pKJE7 und pKJ1 transformiert. Die so erhaltene Kotransformante mit pUK-02pm0 und pKJE7 und die so erhaltene Kotransformante mit pUK-02pm0 und pKJ1 werden isoliert und als Kotransformanten NK284 bzw. NK287 bezeichnet.
  • Beide vorstehend hergestellten Kotransformanten NK284 und NK287 werden jeweils bei 37°C in L-Medium angereichert mit 1 mg/ml L-Arabinose gezüchtet. Wenn die Klett-Einheit etwa 40 erreicht, wird 1 mM IPTG zur Kultur hinzugefügt. Nach einstündiger Aufzucht wird ein Teil der Kultur entnommen, und es wird Trichloressigsäure bis zu einer Endkonzentration von 5% hinzugefügt, um die Zellen zu fällen. Alle Präzipitate werden durch Zentrifugierung gewonnen und mit Aceton gewaschen. Danach werden die gewaschenen Zellen ein einem Probenpuffer fix SDS-PAGE gelöst, und die Proteine werden durch SDS-PAGE getrennt und anschließend die induzierten Chaperone durch CBB-Färbung nachgewiesen (2, linke Tafel).
  • Die durch Zentrifugierung des erwähnten, verbliebenen Teils der Kultur gewonnenen Zellen sowohl von NK284 als auch von NK287 werden durch Ultraschall zertrümmert. Anschließend werden die zertrümmerten Zellen durch Zentrifugierung in eine lösliche Fraktion und eine unlösliche Fraktion fraktioniert, und die Prourokinase wird in jeder Fraktion durch Western-Blot-Test mit einem Antikörper gegen Urokinase nachgewiesen (2, rechte Tafel).
  • Aus 2 geht hervor, dass, wenn DnaK, DnaJ und GrpE koexprimiert werden, fast die gesamte Prourokinase in löslicher Form exprimiert wird, wenn hingegen nur DnaK und DnaJ koexprimiert werden, die exprimierte Prourokinase nur teilweise solubilisierbar ist, der Rest aber in einer unlöslichen Form exprimiert wird.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins durch Verwendung einer NK241-Kotransformante unter Verwendung des Plasmids pG-KJE6 und eines Expressionsvektors für ein Zederblütenstaub-Allergen wie das Blütenstaub-Allergen CryjII von Cryptomeria japonica wird im folgenden konkret erläutert. Wenn es in E. coli exprimiert wird, ist das CryjII ein instabiles Protein; seine Halbwertszeit beträgt ungefähr 10 min, wie mit Western-Blot-Test der verbleibenden Menge von CryjII in Zellen festgestellt wurde, in denen die Proteinsynthese durch die Hinzufügung von Spectinomycin blockiert wurde.
  • (1) Untersuchungen zu den Bedingungen für die Chaperoninduktion, die zur Stabilisierung und/oder Solubilisierung von CryjII geeignet sind
  • Zuerst wird E. coli JM109 nur mit pG-KJE6 transformiert und eine Transformante mittels Chloramphenicolselektion gewonnen. Die so erhaltene Transformante wird bei 30°C in mit 0 bis 3 mg/ml L-Arabinose und 0 bis 150 ng/ml Tetracyclin angereichertem L-Medium gezüchtet. Wenn die Klett-Einheit etwa 40 erreicht, wird der Kultur Trichloressigsäure bis zu einer Endkonzentration von 5% hinzugefügt, um die Zellen zu fällen. Anschließend werden die Proteine durch SDS-PAGE getrennt und die induzierten Chaperone durch Coomassie-Brilliantblau(CBB)-Färbung nachgewiesen (3). Wie in 3 gezeigt, werden beide Chaperone in Abhängigkeit von der Konzentration der verwendeten Chemikalien induziert.
  • Als nächstes werden NK241, eine Kotransformante von MG1655 mit pG-KJE6 und einem IPTG induzierbaren Expressionsvektor für CryjII, in der gleichen Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, gezüchtet, außer dass 0 bis 8 mg/ml L-Arabinose und 0 bis 10 ng/ml Tetracyclin hinzugefügt werden. Wenn die Klett-Einheit ungefähr 40 erreicht, wird 1 mM IPTG zur Kultur hinzugefügt. Nach zweistündiger Aufzucht wird ein Teil der Kultur entnommen, und es wird Trichloressigsäure bis zu einer Endkonzentration von 5% hinzugefügt, um die Zellen zu fällen. Anschließend werden die Proteine durch SDS-PAGE getrennt und die induzierten Chaperone durch CBB-Färbung oder Nachweis von CryjII durch Western Blot-Test nachgewiesen (4). Wie in 4 gezeigt, wird CryjII auf hohem Niveau exprimiert, wenn DnaK, DnaJ und GrpE koexprimiert werden oder wenn GroEL und GroES koexprimiert werden oder wenn alle fünf Proteine koexprimiert werden.
  • Auch die durch Zentrifugieren gewonnene Kotransformante des verbliebenen Kulturanteils wird durch Ultraschall zertrümmert. Anschließend werden die zertrümmerten Zellen durch Zentrifugierung in eine lösliche und eine unlösliche Fraktion fraktioniert, und die Löslichkeit von CryjII in jeder Fraktion durch Western-Blot-Test festgestellt (5). Wie in 5 gezeigt, wird CryjII in einer unlösliche Form exprimiert, wenn nur DnaK, DnaJ und GrpE koexprimiert werden (Bahnen 2 bis 5), während es in einer löslichen Form stabilisiert wird, wenn gleichzeitig die Expression von GroEL und GroES in der Gegenwart von relativ niedrigen Mengen von exprimiertem DnaK, DnaJ und GrpE induziert wird (Bahnen 6 bis 9). Wenn jedoch DnaK, DnaJ und GrpE in großem Überschuß exprimiert werden, wird CryjII n einer unlöslichen Form exprimiert, selbst wenn die Expression von GroEL und GroES gleichzeitig induziert wird (Bahn 10). Man sieht also, dass die Insolubilisierung von CryjII aufgrund der Überexpression von DnaK, DnaJ und GrpE bis zu einem gewissen Grad unterdrückt wird, wenn gleichzeitig die Expression von GroEL und GroES induziert wird.
  • Die Stabilisierung von CryjII kann als Halbwertszeit dargestellt werden, indem durch Western-Blot-Test die Menge des CryjII quantifiziert wird, die in den Zellen verbleibt, in denen die Proteinsynthese durch Hinzufügen von Spectinomycin unterbrochen wird. Unter den vorstehend gezeigten Bedingungen beträgt die Halbwertszeit 40 min oder mehr (6).
  • Um die Auswirkungen der Chaperone auf die Expression von CryjII weiter zu klären, wird der vorstehend beschriebene CryjII-Expressionsvektor in jede aus dem Stamm MC1400 abgeleitete DnaK-, DnaJ-, GrpE-, GroEL und GroES-Mutante inseriert, und die Expression und Löslichkeit von CryjII werden in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, geprüft (7). Wie in 7 gezeigt, wird CryjII in der DnaK- und in der DnaJ-Mutante in einer unlöslichen Form exprimiert, wogegen es in der GrpE-Mutante kaum beeinflußt wird. Daraus kann gefolgert werden, dass CryjII bei niedrigeren Expressionsspiegeln in der GroEL- und GroES-Mutante löslich, aber instabiler ist.
  • In Anbetracht dieser Ergebnisse wird vorgeschlagen, dass DnaK, DnaJ und GrpE bedeutende Auswirkungen auf die Faltung von CryjII haben, da CryjII in einer unlöslichen Form exprimiert wird, wenn DnaK, DnaJ und GrpE im Überschuß oder in Knappheit eprimiert werden.
  • Als nächstes werden die an der Faltung von CryjII beteiligten Chaperone in der gleichen Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung einer rpoH-Deletionsmutanten-Kotransformante, NK196, detaillierter untersucht (8 und 9). Wie in den 8 und 9 gezeigt, ist das in der rpoH-Mutante exprimierte CryjII sehr stabil, wird aber wegen der verringerten Mengen eines Satzes von Chaperonen und Proteasen in einer ziemlich unlöslichen Form exprimiert (8 und 9, Bahn „a"). Auch wird, was die CryjII-Solubilisierung betrifft, CryjII nicht solubilisiert, wenn nur die drei Proteine DnaK, DnaJ und GrpE oder nur die zwei Proteine GroEL und GroES koexprimiert werden (9, Bahnen „b" und „c"). CryjII wird erstmals solubilisiert, wenn alle fünf Proteine DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES koexprimiert werden (9, Bahn „d"). Darüberhinaus findet, wenn die Expressionsspiegel von DnaK, DnaJ und GrpE unter den Bedingungen für die Koexpression der vorstehend genannten fünf Proteine weiter gesteigert werden, eine Resolubilisierung von CryjII statt (9, Bahn „e"), was Versuchsergebnisse erbringt, die mit jenen übereinstimmen, die mit NK241 erhalten wurden.
  • Wenn miteinander kombiniert, führen die vorstehend beschriebenen Ergebnisse zur folgenden Hypothese: GroEL und GroES binden an CryjII und inhibieren so die vorstehende CryjII-Degradation durch Proteasen, ohne dass sie an der Faltung von CryjII besonders beteiligt sind. Andererseits sind DnaK, DnaJ und GrpE mit der Faltung von CryjII eng verbunden, wobei wahrscheinlich DnaJ eine besonders wichtige Rolle spielt. Jedoch würde eine Expression von DnaK, DnaJ und GrpE im Überschuß CryjII in einer unlöslichen Form erscheinen lassen. Somit ist es, um die Faltung von CryjII wirkungsvoll ablaufen zu lassen, wünschenswert, dass zwei Chaperongruppen, d. h. die Gruppe DnaK, DnaJ und GrpE und die Gruppe GroEL und GroES in angemessenen Mengen vorhanden sind. Diese Hypothese stimmt auch gut mit der existierenden Hypothese eines gegenseitigen Zusammenwirkens der Chaperone überein.
  • Die Untersuchung der Wirkungen der fünf Chaperone DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES auf die Expression eines fremden Proteins, indem sie gleichzeitig oder in Gruppen koexprimiert werden, und die Untersuchung ihrer wirksamen Expression sind ein neuer Ansatz. Die Untersuchung von Proteinen wie CryjII, deren Verhalten sich in Abhängigkeit von der Art und der Menge der koexprimierten Chaperone ändert, ist unter dem Gesichtspunkt des Verstehens der Chaperonwirkung hochinteressant. Auch scheinen die Systeme, in denen nur Chaperone in den rpoH-Deletionsmutanten überexprimiert werden, auch auf die wirkungsvollere Expression anderer fremder Proteine anwendbar zu sein.
  • (2) Züchtung von NK241, induktive Expression von Chaperonen und fremden Proteinen und Gewinnung von Zellen
  • NK241 wird in der gleichen Art und Weise, wie vorstehend in (1) beschrieben, unter für die Chaperoninduktion geeigneten Bedingungen gezüchtet und dadurch die Expression von CryjII in stabiler und löslicher Form (10 ng/ml Tetracyclin und 1 mg/ml L-Arabinose) erreicht. Wenn die Klett-Einheit etwa 40 erreicht, wird 1 mM IPTG zur Kultur hinzugefügt, und die Zellen werden nach zweistündigem Züchten geerntet.
  • (3) Isolierung und Reinigung von CryjII
  • Nachdem die geernteten Zellen zertrümmert wurden, wird der Überstand etwa durch Zentrifugieren gewonnen. Der so erhaltene Überstand wird konventionellen Reinigungsmethoden für Proteine unterworfen, wie der Gelfiltration und verschiedenen Säulenchromatographien, um CryjII zu reinigen.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung einer NK269-Kotransformante menschliches ORP150 erzeugt, indem pORP4, ein (mit IPTG induzierter) Expressionsvektor für menschliches Hypoxie induziertes Streßprotein ORP150 und pG-KJE6 in E. coli JM109 eingeschleust werden. Wenn menschliches ORP150 in E. coli nur durch pORP4 exprimiert wird, ist das exprimierte ORP150 meist unlöslich. Da NK269 aus unbekannten Gründen nicht wachsen kann, wenn zum Beginn der Aufzuchtphase L-Arabinose zur Kultur hinzugefügt wird, wird NK269 zur Induktion der Expression von menschlichem ORP150 in der gleichen Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, gezüchtet, außer dass L-Arabinose und Tetracyclin hinzugefügt werden, wenn die Klett-Einheit etwa 40 erreicht (10). Wie in 10 gezeigt, erscheint nicht weniger als die Hälfte des produzierten menschlichen ORP150 in der löslichen Fraktion, wenn nur GroEL und GroES koexprimiert werden (rechte Tafel, Bahn „b"), und es ist am besten löslich, wenn nur drei von DnaK, DnaJ und GrpE oder alle vorstehend beschriebenen fünf Proteine gleichzeitig exprimiert werden (rechte Tafel, Bahnen „c", „d" und „e").
  • Menschliches ORP150 wird daher zum Beispiel folgendermaßen hergestellt: NK269 wird in L-Medium gezüchtet. Wenn die Klett-Einheit etwa 40 erreicht, werden 10 ng/ml Tetracyclin, 10 mg/ml L-Arabinose und 1 mM IPTG zur Kultur hinzugefügt, um die Expression zu induzieren. Nach zweistündiger Kultur werden die Zellen in der gleichen Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, geerntet, und anschließend wird das ORP150 isoliert und gereinigt.
  • Die Beispiele veranschaulichen die Erfindung.
  • Wenn nicht anders angegeben, wurden die folgenden Beispiele nach den Verfahren ausgeführt, die in Sambrook, J. et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2. Auflage, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, veröffentlicht 1989, und in Current Protocols in Protein Science (Hrsg. Coligan, J. E. et al.), John Wiley and Sons, Inc., beschrieben sind.
  • Beispiel 1
  • Herstellung von pKJE7
  • Ein aus einem pACYC-Vektor abgeleitetes Plasmid pAR3 (ATCC87026), das ein Cm-Resistenzgen und araC- und ara-B-Promotor/Operatorgene enthält, wurde mit einer PstI-Restriktionsendonuclease an einer Stelle stromabwärts des araB-Promotors gespaltet, und die Enden des so erhaltenen gespalteten Plasmids wurden in glatte Enden überführt. Danach wurden ungefähr 3 kb codierende Region des dnaK/dnaJ-Operons von E. coli durch PCR präpariert und etwa 0,6 kb codierende Region des grpE-Gens in geeignete Stellen inseriert und so ein Plasmid pKJE7 zur Expression von DnaK, DnaJ und GrpE von einem einzelnen Operon unter der Kontrolle des araB-Promotors hergestellt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Herstellung von pKJ1
  • Das in Beispiel 1 hergestellte Plasmid pKJE7 wurde mit den Restriktionsendonucleasen BspHI und KpnI gespaltet und so fast die ganze codierende Region des grpE-Gens entfernt, und die Enden des so erhaltenen gespalteten Plasmids wurden in glatte Enden überführt. Danach wurde das erhaltene Plasmid selbstligiert. Ein Plasmid zur Expression von nur DnaK und DnaJ unter der Kontrolle des araB-Promotors wurde isoliert und pKJ1 benannt.
  • Beispiel 2
  • Herstellung der Kotransformante NK284
  • E. coli MC1655 (CGSC6300); E. coli Genetic Stock Center, Yale University) wurde mit dem Rubidiumchloridverfahren mit 10 ng eines Plasmids pUK-02pm0 [Kanemori, M. et al., J. Bacteriol. 176, 5648–5653 (1994)] transformiert, und 10 ng des Plasmids pKJE7 wurden wie in Beispiel 1 präpariert, wobei das Plasmid pUK-02pm0 dazu in der Lage ist, die Expression menschlicher Prourokinase mit IPTG zu induzieren. Die erhaltene Kotransformante mit pUK-02pm0 und pKJE7 wurde durch Selektion mit Chloramphenicol und Ampicillin isoliert und als Kotransformante NK284 bezeichnet.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Herstellung der Kotransformante NK287
  • Es wurden die gleichen Schritte wie in Beispiel 2 ausgeführt, außer dass das in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Plasmid pKJ1 an Stelle des Plasmids pKEJ7 aus Beispiel 2 verwendet wurde. Es wurde eine Kotransformante mit pUK-02pm0 und pKJ1 isoliert und als Kotransformante NK287 bezeichnet.
  • Testbeispiel 1
  • Expression von Prourokinase mit NK284 und NK287
  • Die in Beispiel 2 hergestellte Kotransformante NK284 und die in Vergleichsbeispiel 2 hergestellte Kotransformante NK287 wurden jeweils bei 37°C in mit 1 mg/ml L-Arabinose (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries) angereichertem L-Medium gezüchtet. Wenn die Klett-Einheit ungefähr 40 erreichte, wurde 1 mM IPTG (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries) zu der Kultur hinzugefügt. Nach einstündiger Kultur wurde ein Teil der Kultur entnommen und Trichloressigsäure bis zu einer Endkonzentration von 5% hinzugefügt, um die Zellen zu fällen. Die Präzipitate wurden durch Zentrifugieren gesammelt und mit Aceton gewaschen. Danach wurden die gewaschenen Zellen in einem Probenpuffer für SDS-PAGE gelöst, und die Proteine wurden durch SDS-PAGE getrennt; anschließend wurden die induzierten Chaperone durch CBB-Färbung nachgewiesen (2, linke Tafel).
  • Die Zellen von NK284 und NK287, die durch Zentrifugieren des verbliebenen Teils der vorstehend erwähnten Kultur gewonnen worden waren, wurden durch Ultraschall zertrümmert. Danach wurden die zertrümmerten Zellen durch Zentrifugieren in eine lösliche Fraktion und eine unlösliche Fraktion fraktioniert, und die Prourokinase wurde in beiden Fraktionen durch Western-Blot-Test unter Verwendung eines Antikörpers gegen Urokinase (hergestellt von SANBIO BV) nachgewiesen (2, rechte Tafel).
  • Beispiel 3
  • Herstellung von pG-KJE6
  • Das in einem Plasmid pUHE2Pzt-1 (zur Verfügung gestellt von Dr. H. Bujard von der Universität Heidelberg, Deutschland) stromabwärts des Pzt-1-Promotors gelegene Luciferasegen, das Plasmid pUHE2Pzt-1 mit dem Pzt-1-Promotor wurde mit den Restriktionsendonucleasen KpnI und XbaI herausgeschnitten und an das groE-Operon von E. coli ligiert, dem seine eigene Promotorregion fehlte, wobei das groE-Operon von E. coli durch Verdauen von pKV1561 [Kanemori, M. et al., J. Bacteriol. 176, 4235–4242 (1994)] mit einer XhoI-Restriktionsendonuclease hergestellt wurde; so wurde ein Plasmid pGro8 für die Expression von GroEL und GroES unter der Kontrolle des Pzt-1-Promotors hergestellt. Anschließend wurde das Tetracyclin-Repressorgen (tetR) von etwa 800 bp aus einem E. coli-Stamm mit einem Transposon Tn10 durch PCR hergestellt, und das so erhaltene Gen wurde in die AatI-Stelle stromaufwärts des Pzt-1-Promotors von pGro8 inseriert und ergab so pGro10R.
  • Danach wurde das so erhaltene pGro10R mit den Restriktionendonucleasen SacI und AvrII gespaltet und so ein Fragment hergestellt, das tetR-Pzt-1-groESgroEL enthielt. Das erhaltene Fragment wurde mit glatten Enden versehen und in die XmnI-Stelle des in Beispiel 1 hergestellten pKJE7 inseriert und so ein Plasmid pG-KJE6 für die Expression von DnaK, DnaJ und GrpE unter der Kontrolle des araB-Promotors und für die Expression von GroEL und Gro ES unter der Kontrolle von Pzt-1 hergestellt.
  • Beispiel 4
  • Induktionsexpression von Chaperon von pG-KJE6 in E. coli JM109
  • E. coli JM109 (TaKaRa Competent Cell, hergestellt von Takara Shuzo Co., Ltd.) wurde mit dem Rubidiumchloridverfahren mit 10 ng des in Beispiel 3 hergestellten pG-KJE6 transformiert. Die aus der Selektion mit Chloramphenicol erhaltenen Transformanten wurden bei 30°C in mit 0 bis 3 mg/ml L-Arabinose (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries) und 0 bis 150 ng/ml Tetracyclin (hergestellt von Nacalai Tesque) angereichertem L-Medium gezüchtet. Wenn die Klett-Einheit etwa 40 erreichte, wurde Trichloressigsäure bis zu einer Endkonzentration von 5% zu der Kultur hinzugefügt, um die Zellen zu fällen. Die Präzipitate wurden durch Zentrifugieren gesammelt und mit Aceton gewaschen. Danach wurden die gewaschenen Zellen in einem Probenpuffer für SDS-PAGE gelöst, und die Proteine wurden durch SDS-PAGE getrennt; anschließend wurden die induzierten Chaperone durch CBB-Färbung nachgewiesen (3).
  • Beispiel 5
  • Herstellung der Kotransformante NK241
  • Eine reifes CryjII-Protein (Arg45-Ser433) codierende Region einer CryjII-cDNA eines Cryptomeria japonica-Blütenstauballergens [Namba et al., FEBS Lett. 353, 124–128 (1994)] wurde in die EcoRI-PstI-Stelle des durch IPTG induzierbaren Expressionsplasmids pKK223-3 für E. coli (hergestellt von Pharmacia Biotech) inseriert und so pKCJ2 hergestellt. Anschließend wurde das aus pMJR1560 (hergestellt von Amersham) hergestellte lacIg-Gen in die BamHI-Stelle von pKCJ2 inseriert und ergab so pKCJ2I.
  • E. coli MG1655 (CGSC6300; E. coli Genetic Stock Center, Yale University) wurde nach dem Rubidiumchloridverfahren mit 10 ng des in Beispiel 3 hergestellten pG-KJE6 und 10 ng CryjII-Expressionsvektor pKCJ2I, vorstehend beschrieben, transformiert. Die erhaltenen Kotransformanten wurden durch Selektion mit Chloramphenicol und Ampicillin isoliert und als Kotransformante NK241 bezeichnet.
  • Beispiel 6
  • Expression von CryjII mittels NK241
  • Die in Beispiel 5 hergestellte NK241 wurde in der gleichen Art und Weise gezüchtet wie in Beispiel 4, außer dass 0 bis 8 mg/ml L-Arabinose und 0 bis 10 ng/ml Tetracyclin hinzugefügt wurden. Wenn die Klett-Einheit ungefähr 40 erreichte, wurde 1 mM IPTG zur Kultur hin zugefügt. Nach zweistündiger Kultur wurde ein Teil der Kultur entnommen, und es wurde Trichloressigsäure bis zu einer Endkonzentration von 5% hinzugefügt, um die Zellen zu fällen. Die Präzipitate wurden durch Zentrifugieren gesammelt und mit Aceton gewaschen. Anschließend wurden die gewaschenen Zellen in Probenpuffer für SDS-PAGE gelöst, die Proteine wurden durch SDS-PAGE getrennt, und es erfolgte der Nachweis der induzierten Chaperone durch CBB-Färbung. Weiterhin wurde CryjII durch Western-Blot-Test unter Verwendung eines gegen CryjII hervorgerufenen monoclonalen Antikörpers N-26 nachgewiesen [Sawatani et al., Allergy, 43, 467–473 (1984)] (4).
  • Auch wurden die durch Zentrifugieren des verbleibenden Teils der Kultur gewonnenen NK241-Zellen durch Ultraschall zertrümmert. Danach wurden die zertrümmerten Zellen durch Zentrifugieren in eine lösliche Fraktion und eine unlösliche Fraktion fraktioniert, und CryjII wurde in beiden Fraktionen durch Western-Blot-Test in der gleichen Art und Weise, wie vorstehend beschrieben, nachgewiesen (5).
  • Beispiel 7
  • Stabilität von CryjII in NK241
  • Das in Beispiel 5 hergestellte NK241 wurde in der gleichen Art und Weise gezüchtet wie in Beispiel 4, außer dass 20 ng/ml Tetracyclin oder 8 mg/ml L-Arabinose oder sowohl 20 ng/ml Tetracyclin als auch 8 mg/ml L-Arabinose hinzugefügt wurden. Wenn die Klett-Einheit ungefähr 40 erreichte, wurde 1 mM IPTG zur Kultur hinzugefügt. Nach zweistündiger Kultur wurde die Expression von CryjII inuziert. Dann wurde Spectinomycin (hergestellt von Sigma) bis zu einer Endkonzentration von 500 μg/ml hinzugefügt, um die Proteinsynthese zu stoppen. Danach wurden in gegebenen Intervallen Proben genommen und Zellen gesammelt. Jeweils das Gesamtprotein der Zellen wurde durch SDS-PAGE getrennt, und es wurde ein Western-Blot-Test unter Verwendung eines gegen CryjII hervorgerufenen monoclonalen Antikörpers N-26 ausgeführt. Das so erhaltene Western-Blot-Bild wurde mit einem Scanner eingelesen und die Intensität der Banden wurde mit der Analysesoftware Intelligent Quantifier (hergestellt von Nihon Bioimage) gemessen (6).
  • Beispiel 8
  • Expression von CryjII in verschiedenen Chaperonmutanten
  • E. coli MC4100 ΔdnaK52 [Nagai, H. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 10280–10284 (1994)] wurde als DnaK-Mutante verwendet, E. coli MC4100 ΔdnaJ259 [Ishiai, M. et al., J. Bacteriol. 174, 5597–5603 (1992)] als DnaJ-Mutante, E. coli MC4100 grpE280 [Ishiai, M. et al., J. Bacteriol. 174, 5597–5603 (1992)] als GrpE-Mutante, E. coli MC4100 groEL44 [Tilly, K. und Georgopoulos, C., J. Bacteriol. 149, 1082–1088 (1982)] als GroEL-Mutante und E. coli MC4100 groES72 [Tilly, K. und Georgopoulos, C., J. Bacteriol. 149, 1082–1088 (1982)] als GroES-Mutante. Nach dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren wurden 10 ng des CryjII-Expressionsvektors in jede dieser Mutanten eingeschleust, und die Expression und Löslichkeit von CryjII in jeder Mutante in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 6 untersucht (7).
  • Beispiel 9
  • Expression von CryjII in einer rpoH-Deletionsmutante
  • Das ΔrpoH::kan-Gen von E. coli MC4100 ΔrpoH [Zhou, Y. N. et al., J. Bacteriol. 170, 3640–3649 (1988)] wurde durch Transduktion mit einem T4-Phagen in E. coli MG1655 transferiert. Ein Stamm, in den ΔrpoH::kan transferiert worden war, wurde über Kanamycinresistenz als Index selektiert. Durch die Bestätigung, dass der Stamm bei 20°C wachsen konnte, während er bei 30°C, 37°C oder 42°C nicht wachsen konnte, erhielt man den Stamm E. coli MG1655 ΔrpoH, NK161.
  • Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 5 ausgeführt, außer dass der vorstehend beschriebene Stamm E. coli MG1655 ΔrpoH, NK161 an Stelle von E. coli MG1655 in Beispiel 5 verwendet wurde, so dass sich eine rpoH-Deletionsmutanten-Kotransformante NK196 ergab. Die Expression und Löslichkeit von CryjII wurden für die erhaltene Deletionsmutanten-Kotransformante in der gleichen Art und Weise untersucht wie in Beispiel 6 (8 und 9)
  • Beispiel 10
  • Herstellung der Kotransformante NK269
  • Eine reifes ORP150-Protein (Leu33-Leu999) codierende Region einer menschlichen ORP150-cDNA [Ikeda, J. et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. 230, 94–99 (1997)] wurde in die NcoI Stelle des IPTG induzierbaren Expressionsplasmids pTrc99A für E. coli (hergestellt von Pharmacia Biotech) inseriert und so pORP4 hergestellt. E. coli JM109 wurde mit 10 ng des so erhaltenen pORP4 und 10 ng des in Beispiel 3 hergestellten pG-KJE6 nach dem in Beispiel 4 beschriebenen Verfahren transformiert, wodurch man eine Kotransformante NK269 erhielt.
  • Beispiel 11
  • Expression von menschlichem ORP150 mittels NK269
  • Da die in Beispiel 10 hergestellte NK269 nicht wachsen konnte, wenn der Kultur zum Zeitpunkt des Beginns der Kultivierung L-Arabinose hinzugefügt wurde, wurde NK269 gezüchtet, um die Expression von menschlichem ORP150 in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 6 zu induzieren, außer dass L-Arabinose und Tetracyclin hinzugefügt wurden, wenn die Klett-Einheit ungefähr 40 erreichte (10).
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Operon, das Polynucleotide umfaßt, die Chaperone codieren, die für die Expression eines fremden Proteins in E. coli-Zellen in stabilisierter und solubilisierter Form verwendet werden können, ein Expressionsplasmid, das das Operon aufweist, eine Kotransformante, die durch Einschleusen des Plasmids in E. coli zusammen mit dem Expressionsvektor für ein fremdes Protein hergestellt wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins, das die Kotransformante verwendet, bereitgestellt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wirksame Produktion eines fremden Proteins in E. coli gentechnisch ermöglicht.

Claims (12)

  1. Plasmid, das ein künstliches Operon trägt, umfassend Polynucleotide, die jedes der Chaperone DnaK, DnaJ, GrpE codieren, und einen induzierbaren Promotor, sowie ein groE-Operon, das mit einem induzierbaren Promotor verknüpft ist, wobei das Plasmid DnaK, DnaJ, GrpE, GroEL und GroES exprimieren kann und wobei die induzierbaren Promotoren einzeln regulierbar sind.
  2. Plasmid nach Anspruch 1, wobei der induzierbare Promotor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus lac, trp, araB und Pzt-1.
  3. Kotransformante, erhältlich durch das Einfügen des Plasmids nach Anspruch 1 oder 2 in E. coli zusammen mit einem Expressionsvektor für ein fremdes Protein.
  4. Kotransformante nach Anspruch 3, wobei E. coli eine Proteasemutante, eine plsX-Mutante oder eine rpoH-Mutante ist.
  5. Kotransformante nach Anspruch 4, wobei die Proteasemutante eine lon-clpPX-Doppelmutante oder eine lon-clpPX-hslV/U-Dreifachmutante ist.
  6. Kotransformante nach Anspruch 4, wobei die rpoH-Mutante eine rpoH-Deletionsmutante ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins, umfassend die Verwendung der Kotransformante nach einem der Ansprüche 3 bis 6.
  8. Verfahren zur Herstellung eines fremden Proteins, umfassend: (a) Züchten der Kotransformante nach einem der Ansprüche 3 bis 6 unter Bedingungen, die die Expression der Chaperone und des fremden Proteins erlauben; und (b) Gewinnen des fremden Proteins aus der Kultur.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Kotransformante unter den Bedingungen zur Induktion von Chaperonen gezüchtet wird, wobei die Expressionsspiegel von DnaK, DnaJ und GrpE und die Expressionsspiegel von GroEL und GroES dergestalt sind, dass sie zur Stabilisierung und/oder Solubilisierung des fremden Proteins geeignet sind.
  10. Kit, umfassend: (a) das Plasmid nach Anspruch 1 oder 2; und/oder (b) die Kotransformante nach einem der Ansprüche 3 bis 6.
  11. Kotransformante nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das fremde Protein ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Interferonen, Interleukinen, Interleukinrezeptoren, Interleukinrezeptor-Antagonisten, Granulocyten-koloniestimulierenden Faktoren, Granulocyten-Makrophagen-koloniestimulierenden Faktoren, Makrophagen-koloniestimulierenden Faktoren, Erythropoietin, Thrombopoietin, Leukämieinhibitoren, Stammzellwachstumsfaktoren, Tumor-Nekrosefaktoren, Wachstumshormonen, Proinsulin, insulinähnlichen Wachtsumsfaktoren, Fibroblasten-Wachstumsfaktoren, Thrombocyten-Wachstumsfaktoren, transformierenden Wachstumsfaktoren, Hepatocyten-Wachstumsfaktoren, knochenmorphogenetischen Faktoren, Nervenwachstumsfaktoren, ciliären neurotrophen Faktoren, hirnabstammenden neurotrophen Faktoren, von Gliazelllinien abstammenden neurotrophen Faktoren, Neurotrophinen, Prourokinase, Gewebeplasminogenaktivatoren, Blutgerinnungsfaktoren, Protein C, Glucocerebrosidase, Superoxiddismutase, Renin, Lysozym, P450, Prochymosin, Trypsininhibitoren, Elastaseinhibitoren, Lipocortin, Reptin, Immunglobulinen, einzelkettigen Antikörpern, komplementären Komponenten, Serumalbumin, Zederblütenstaub-Allergenen, hypoxieinduzierten Stressproteinen, Proteinkinasen, Produkten der Proto-Oncogene, Transkriptionsfaktoren und Virus-konstituierende Proteine.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das fremde Protein ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Interferonen, Interleukinen, Interleukinrezeptoren, Interleukinrezeptor-Antagonisten, Granulocyten-koloniestimulierenden Faktoren, Granulocyten-Macrophagen-koloniestimulierenden Faktoren, Macrophagen-koloniestimulierenden Faktoren, Erythropoietin, Thrombopoietin, Leukämieinhibitoren, Stammzellwachstumsfaktoren, Tumor-Nekrosefaktoren, Wachstumshormonen, Proinsulin, insulinähnlichen Wachtsumsfaktoren, Fibroblasten-Wachstumsfaktoren, Thrombocyten-Wachstumsfaktoren, transformierenden Wachstumsfaktoren, Hepatocyten-Wachstumsfaktoren, knochenmorphogenetischen Faktoren, Nervenwachstumsfaktoren, ciliären neurotrophen Faktoren, hirnabstammenden neurotrophen Faktoren, von Gliazelllinien abstammenden neurotrophen Faktoren, Neurotrophinen, Prourokinase, Gewebeplasminogenaktivatoren, Blutgerinnungsfaktoren, Protein C, Glucocerebrosidase, Superoxiddismutase, Renin, Lysozym, P450, Prochymosin, Trypsininhibitoren, Elastaseinhibitoren, Lipocortin, Reptin, Immunglobulinen, einzelkettigen Antikörpern, komplementären Komponenten, Serumalbumin, Zederblütenstaub-Allergenen, hypoxieinduzierten Stressproteinen, Proteinkinasen, Produkten der Proto-Oncogene, Transkriptionsfaktoren und Virus-konstituierende Proteine.
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