JP2003230390A - E.coliにおけるbsmbi制限エンドヌクレアーゼとbsmbiメチラーゼのクローニング及び発現の方法、並びにbsmbiエンドヌクレアーゼの精製方法 - Google Patents
E.coliにおけるbsmbi制限エンドヌクレアーゼとbsmbiメチラーゼのクローニング及び発現の方法、並びにbsmbiエンドヌクレアーゼの精製方法Info
- Publication number
- JP2003230390A JP2003230390A JP2002320484A JP2002320484A JP2003230390A JP 2003230390 A JP2003230390 A JP 2003230390A JP 2002320484 A JP2002320484 A JP 2002320484A JP 2002320484 A JP2002320484 A JP 2002320484A JP 2003230390 A JP2003230390 A JP 2003230390A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leu
- lys
- glu
- ile
- asn
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/195—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
- C07K14/32—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Bacillus (G)
-
- 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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/10—Transferases (2.)
- C12N9/1003—Transferases (2.) transferring one-carbon groups (2.1)
- C12N9/1007—Methyltransferases (general) (2.1.1.)
-
- 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
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/22—Ribonucleases RNAses, DNAses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
ゼ及びBsmBIメチルトランスフェラーゼをコードす
る組換えDNA、並びに該組換えDNAを含有する大腸
菌細胞におけるBsmBI制限エンドヌクレアーゼ及び
BsmBIメチラーゼの発現に関する。本発明はまた、
組換えBsmBI制限エンドヌクレアーゼの精製方法に
も関する。 【解決手段】 本発明は、BsmBI制限エンドヌクレ
アーゼをコードしている単離されたDNAであって、バ
チルス・ステアロサーモフィラス(Bacillus
stearothermophilus)B61から入
手可能である単離されたDNAと、メチラーゼ選抜及び
インバースPCRによってバチルス・ステアロサーモフ
ィラス(Bacillus stearothermophilus)B61のBs
mBI制限エンドヌクレアーゼを大腸菌にクローニング
する方法を提供する。
Description
ンドヌクレアーゼ(エンドヌクレアーゼ)及びBsmB
Iメチルトランスフェラーゼ(メチラーゼ)をエンコー
ドする組換えDNA、並びに該組換えDNAを含有する
大腸菌(E.coli)細胞におけるBsmBIエンド
ヌクレアーゼ及びメチラーゼの発現に関する。
ルス・ステアロサーモフィラス(Bacillus s
tearothermophilus)のB61株(ニ
ュー・イングランド・バイオラブズ社(New England Bi
olabs)の株コレクションNo.857)で発見されて
いる。それは、2本鎖DNA配列5’CGTCTC3’
N1/N5(SEQ ID NO:1)を認識し、認識
配列の下流N1(上の鎖)及びN5(下の鎖)で切断し
て4−塩基5’側にオーバーハングを生じる(N=A、
T、C、又はG;/はリン酸ジエステル結合を示す)。
BsmBIメチラーゼ(M.BsmBI)もバチルス・
ステアロサーモフィラスのB61株で発見されている。
それは、2本鎖DNA配列、5’CGTCTC3’(S
EQ IDNO:2)(上の鎖)及び5’GAGACG
3’(SEQ ID NO:3)(下の鎖)を認識し、
認識配列の中で、おそらくは、上の鎖ではシトシン(5
mC)を、また下の鎖ではアデノシン(N6mA)を修
飾する。
び一部のウイルスに天然に存在する一種の酵素である。
細菌/ウイルスのタンパク質から精製して取り出すと、
制限エンドヌクレアーゼは、分子クローニングや遺伝子
の特性決定のためにDNA分子を小さな断片に切断する
のに実験室で用いることができる。
沿って核酸の特定の配列(「認識配列」)を認識して結
合する。いったん結合すると、それらは認識配列の中で
(例えば、BamHI)、一方の端で(例えば、Sap
I)又は両端で(例えば、TspRI)分子を切断す
る。別の制限エンドヌクレアーゼは、別の認識配列に対
して親和性を有する。今日までに調べられた何百という
細菌種の間で、独特の特異性をもつ211に及ぶ制限エ
ンドヌクレアーゼが同定されてきた(Roberts and Mace
lis, Nucl. Acids Res., 27:312-313, 1999)。
見された細菌に基づいて命名される。従って、Dein
ococcus radiophilus種は、例え
ば、DraI、DraII及びDraIIIと命名され
た3つの異なる制限エンドヌクレアーゼを産生する。こ
のような酵素はそれぞれ、配列、5’TTT/AAA
3’(SEQ ID NO:4)、5’PuG/GNC
CPy3’(SEQ IDNO:5)及び5’CACN
NN/GTG3’(SEQ ID NO:6)を切断す
る。一方、Escherichia coli RY1
3はたった1つの酵素、EcoRIを産生し、それは、
配列5’G/AATTC3’(SEQ ID NO:
7)を認識する。
ステムの第2の成分はメチラーゼである。このような酵
素は制限エンドヌクレアーゼと共存し、細菌が自らのD
NAを保護し、それを外来のDNAから区別する手段を
提供している。修飾メチラーゼは、相当する制限エンド
ヌクレアーゼと同じ認識配列を認識し、それに結合する
が、DNAを切断する代わりに、メチル基(C5メチル
シトシン、N4メチルシトシン、又はN6メチルアデニ
ン)を付加することによって配列内の特定の核酸の1つ
を修飾する。メチル化された後、認識配列はもはや同族
の制限エンドヌクレアーゼによって切断されることはな
い。細菌細胞のDNAは、その修飾メチラーゼの活性に
よって常に完全に修飾されている。従って、それは内因
性の制限エンドヌクレアーゼの存在には完全に非感受性
である。修飾されていない識別可能な外来のDNAだけ
が制限エンドヌクレアーゼの認識及び切断に感受性であ
る。DNA複製の最中に及びその後に、通常、半メチル
化されたDNA(一方の鎖でメチル化されたDNA)も
同族の制限消化に対しては抵抗性である。
歩と共に、今や、遺伝子をクローニングし、酵素を大量
生産することが可能になっている。制限エンドヌクレア
ーゼ遺伝子のクローンを単離する鍵となるのは、それら
が10−3〜10−4という低い頻度で生じる場合、ゲ
ノムDNAライブラリの中でこのようなクローン、例え
ば、「ショットガン」法で引き出されるクローン集団を
識別する効率的な方法を開発することである。好ましく
は、該方法は、望ましい稀なクローンが生き残る一方
で、メチラーゼでない挿入物を伴った望ましくないクロ
ーンが破壊されるように選択的であるべきである。
テムがクローニングされてきた。最初のクローニング法
は、制限エンドヌクレアーゼのクローンを識別し、選抜
する手段としてバクテリオファージの感染を用いた(E
coRII:Kosykh et al.,Mol. Gen. Genet., 178:71
7-719, 1980; HhaII:Mann et al., Gene 3:97-11
2, 1978; PstI:Walder et al., Proc. Natl. Aca
d. Sci., 78:1503-1507, 1981)。細菌における制限−
修飾システムの発現によってそれらをバクテリオファー
ジによる感染に抵抗性にすることができるので、クロー
ニングされた制限−修飾遺伝子を持つ細胞は、原則とし
てファージにさらされているゲノムDNAライブラリの
生き残りとして選択的に単離することができる。しかし
ながら、この方法は、ごく限られた成功率しか有さない
ことが判った。具体的には、クローニングされた制限−
修飾遺伝子が常に選択的生き残りを達成するのに十分な
ファージ抵抗性を与えるとは限らないことが判った。
ド由来で大腸菌でクローニングするベクターとして、当
初、特徴づけられた転移システムがある(EcoRV:
Bougueleret et al., Nucl. Acids Res., 12:3659-367
6, 1984; PaeR7:Gingeras and Brooks, Proc. Na
tl. Acad. Sci. USA 80:402-406, 1983; Theriault and
Roy, Gene 19:355-359, 1982; PvuII:Blumentha
l et al., J. Bacteriol., 164:501-509, 1985; Tsp
45I:Wayne et al., Gene 202:83-88, 1997)。
現について選抜することである(メチラーゼ選抜)(米
国特許第5,200,333号及びBsuRI:Kiss e
t al., Nucl. Acids Res., 13:6403-6421, 1985)。制限
−修飾遺伝子は、しばしば、密接に連繋しているので、
双方の遺伝子が同時にクローニングされることがしばし
ば起こり得る。しかしながら、この選抜によって常に完
全な制限システムが得られるとは限らず、代わりにメチ
ラーゼ遺伝子のみが得られることがある(BspRI:
Szomolanyi et al., Gene 10:219-225, 1980; Bcn
I:Janulaitis et al., Gene 20:197-204, 1982; Bs
uRI:Kiss and Bladauf, Gene 21:111-119, 1983;及
びMspI:Walder et al., J. Biol. Chem.,258:1235
-1241, 1983)。
は、dinD::lacZの融合を含有する大腸菌の指
示菌に基づいた、熱安定性の制限エンドヌクレアーゼを
大腸菌に直接クローニングすることについて記載されて
いる(米国特許第5,498,535号(1996
年);Fomenkov et al., Nucl. Acids Res., 22: 2399-
2403, 1994)。この方法は、制限エンドヌクレアーゼ又
は非特異的ヌクレアーゼにより生じたDNAの損傷から
起こる大腸菌のSOS応答シグナルを利用する。この方
法によって多数の熱安定性ヌクレアーゼ遺伝子(Taq
I、Tth111I、BsoBI、Tfヌクレアーゼ)
がクローニングされている(米国特許第5,498,5
35号、1996年)。この方法の欠点は、同族のメチ
ラーゼ遺伝子が欠如するために、制限エンドヌクレアー
ゼを含有する陽性の青色クローンは培養するのが難し
い、ということである。
置及び修飾される塩基に基づいた3つの主なグループが
ある(C5シトシンメチラーゼ、N4シトシンメチラー
ゼ及びN6アデニンメチラーゼ)。N4シトシンメチラ
ーゼ及びN6アデニンメチラーゼはアミノ−メチルトラ
ンスフェラーゼである(Malone et al., J. Mol. Biol.
, 253:618-632, 1995)。DNAの制限部位がメチラー
ゼによって修飾されると(メチル化されると)、それは
同族の制限エンドヌクレアーゼによる消化に対して抵抗
性となる。時々、同族ではないメチラーゼによるメチル
化が、DNA部位に制限酵素に対する抵抗性を付与し得
る。例えば、5’CCWGG3’(SEQ ID N
O:8)(W=A又はT)のDcmメチラーゼによる修
飾は、DNAをPspGIの制限消化に対して抵抗性に
することもできる。もう1つの例は、CpMメチラーゼ
がCGジヌクレオチドを修飾し、NotI部位(5’G
CGGCCGC3’(SEQ ID NO:9))をN
otI消化に不応性にすることができる(ニュー・イン
グランド・バイオラブズ社のカタログ2000〜01年
の220ページ)。従って、特定のDNA配列を修飾
し、制限酵素によってそれが切断されないようにするツ
ールとしてメチラーゼを用いることができる。
メチラーゼは実験室で組換え分子を創製するのに有用な
ツールなので、組換えDNA技術を介して大量に制限酵
素を生産する細菌株を入手しようという強い商業的関心
がある。かかる過剰発現株もまた酵素精製の作業を簡略
化するはずである。
抜及びインバースPCRによってバチルス・ステアロサ
ーモフィラス(Bacillus stearothermophilus)B61
のBsmBI制限エンドヌクレアーゼを大腸菌にクロー
ニングする方法に関する。メチラーゼ選抜の後、DNA
ライブラリの中にC5メチラーゼに高い相同性を持つメ
チラーゼ遺伝子が見い出された。第1のメチラーゼ遺伝
子の近傍のゲノムDNAを配列決定した後、アミノ−メ
チラーゼ(N6−アデノシンメチラーゼ)に高い相同性
を持つ第2のメチラーゼ遺伝子を見い出した。後になっ
て、これら2つの遺伝子が一緒に融合して単一の融合タ
ンパク質をコードしていることが検証された。この融合
遺伝子をBsmBIメチラーゼ遺伝子(bsmBIM)
と命名した。bsmBIM遺伝子をPCRで増幅し、p
ACYC184にクローニングした。BsmBIエンド
ヌクレアーゼの発現には、予め修飾した宿主ER274
4[pACYC−BsmBIM]を用いた。
mBIエンドヌクレアーゼを発現するのは困難であるこ
とが判っている。bsmBIR遺伝子を含有するPCR
のDNAをpAII17又はpET21atに連結した
場合、正しい挿入で活性のあるクローンは見い出せなか
ったが、それは、大腸菌ゲノム又はベクターにおけるB
smBI部位の不十分なメチル化による可能性がある。
smBIM遺伝子をPCRで増幅し、pBR322にク
ローニングして、予め修飾した宿主ER2744[pB
R322−BsmBIM]を作り出した。bsmBIR
遺伝子をPCRで増幅し、適合する末端を持ったpAC
YC−T7terに挿入した。高いBsmBIエンドヌ
クレアーゼ活性が検出された。しかしながら、さらに大
規模に増幅した培養ではさらに低いBsmBI活性が検
出されたので、発現クローンER2744「pBR−B
smBIM、pACYC−T7ter−BsmBIR]
は極めて不安定であった。発現クローンをさらに安定化
するために、以下の2つの戦略を用いた: a) T7RNAポリメラーゼを阻害するためT7プロ
モータによる構成性発現を減らすT7リゾチームをコー
ドしているT7lysSを組み込んだもう1つのプラス
ミドを導入すること。 b) 発現宿主を予め修飾するために同族でないメチラ
ーゼ、BsmAIメチラーゼを用いること(BsmAI
メチラーゼの認識配列、5’GTCTC3’N1/N5
(SEQ ID NO:27))。
2566[pBR322−BsmBIM、pCEF8、
pACYC−T7ter−BsmBIR]である。2番
目の株は、同族でないメチラーゼ、BsmAIメチラー
ゼにより予め修飾したER2566[pBR322−B
smAIM、pACYC−T7ter−BsmBIR]
である。この第2の株は、増幅した大規模培養で最高の
BsmBI産物収量を生じた。
M遺伝子をクローニングした。遺伝子全体を配列決定し
た後、PCRによってゲノムDNAから増幅した。Ba
mHI及びSalIによる消化に続いて、PCRのDN
AをpACYC184に連結した。プラスミドpACY
C184−BsmBIMを含有する5つのクローンがB
smBIの切断に完全な抵抗性を示した。コンピテント
細胞ER2744[pACYC−BsmBIM]を調製
し、BsmBIエンドヌクレアーゼの発現に用いた。
mBIエンドヌクレアーゼを発現するのは困難であるこ
とが判っている。bsmBIR遺伝子をPCRで増幅
し、NdeI及びBamHIで一晩消化した。DNAを
精製した後、PCRのDNAを適合する末端を持つpA
1117に連結した。予め修飾した宿主ER2744
[pACYC−BsmBIM]を連結したDNAで形質
転換し、ApRCmR形質転換体について選抜した。多
数の形質転換体のミニプレップでは正しいサイズの挿入
物を持った陽性クローンは同定されなかった。ColE
I起源を持った中程度のコピー数のプラスミドpAII
17ではbsmBIR遺伝子をクローニングし、発現さ
せるのは困難であると結論付けた。
物をNdeI及びBamHIで消化した。精製した後、
PCRのDNAを適合する末端を持つpET21atに
連結した。予め修飾した宿主ER2744[pACYC
−BsmBIM]を連結したDNAで形質転換し、Ap
RCmR形質転換体について選抜した。挿入物について
多数の形質転換体をスクリーニングした。所望の挿入物
を組み込んだクローンは見つからなかった。bsmBI
R遺伝子は中程度のコピー数のプラスミド(pAII1
7又はpET21atのいずれか)から発現されると、
毒性があると思われたが、それは、大腸菌ゲノム又はベ
クターにおけるBsmBI部位の不十分なメチル化によ
る可能性がある。
smBIエンドヌクレアーゼ遺伝子の発現が含まれてお
り、その際、メチラーゼ遺伝子はpBR322で発現さ
れ、エンドヌクレアーゼ遺伝子はpACYC−T7te
rで発現された。プラスミドpACYC−T7ter
は、T7プロモータ、p15A複製開始点(低いコピー
数、細胞当り5〜8コピー)、及びT7プロモータの上
流に4コピーの転写ターミネータを含有していた。
ーゼ遺伝子及びBsmBI制限エンドヌクレアーゼ遺伝
子が好ましくクローニングされ、発現される本明細書に
記載される方法は、以下の工程を用いた:
3AI部分ゲノムDNAライブラリの構築 ベクターpUC19を用いてNlaIII及びSau3
AIゲノムライブラリを構築した。NlaIII及びS
au3AIゲノムライブラリをBsmBIに曝し、抵抗
性の環状DNAを用いてER2502コンピテント細胞
を形質転換した。 形質転換体からプラスミドDNAを
調製し、BsmBIの消化に抵抗性のものをスクリーニ
ングした。3つのクローンがBsmBIの消化に抵抗性
であると同定された。クローンの1つにおける挿入物を
配列決定し、融合されたメチラーゼ遺伝子を見い出し、
bsmBIM遺伝子と命名した。部分ORFはメチラー
ゼ遺伝子の下流に位置していた。
ためのインバースPCRの使用 bsmBIM遺伝子を越えて隣接するDNA配列を得る
ために、ゲノムDNAをAatII、AluI、Bsa
HI、BsaWI、BspHI、BsrGI、Dra
I、EcoRV、HindIII、Hyp94I、Hp
yCH4IV、PsiI、SspI、TaqI、Tse
I、及びXbaIで消化した。消化したDNAを連結
し、次いでbsmBIR遺伝子のインバースPCR増幅
に用いた。AatII、HindIII、PsiI及び
XbaI鋳型のインバースPCR産物を低融点アガロー
スからゲル精製し、直接配列を決定した。bsmBIM
遺伝子の下流に1593bpのORFが見い出された。
このORFをbsmBIRと命名した。それは62kD
aの予想分子量を持つ530個のアミノ酸のタンパク質
をエンコードしている。
pBR322へのbsmBIMのクローニング 発現宿主においてBsmBIメチラーゼの発現を高める
ために、bsmBIMのPCRのDNAをBamHIと
SalIで消化して、適合する末端を持つpBR322
に連結した。連結したDNAでER2566コンピテン
ト細胞を形質転換した。3つのクローンがBsmBIの
切断に完全に抵抗性であると同定され、正しい挿入サイ
ズを有していた。次いでCaCl2処理によって細胞に
応答能を持たせ、予め修飾した宿主ER2566[pB
R322−BsmBIM]を作り出した。
terにおけるbsmBIRの発現 PCRによりbsmBIRを増幅し、BamHIで消化
した。DNAを精製した後、PCRのDNAを適合する
末端を持つpACYC−T7terに連結した。予め修
飾したER2744[pBR322−BsmBIM]を
連結したDNAで形質転換し、ApRCmR形質転換体
について選抜した。ER2744は、染色体上にT7R
NAポリメラーゼを持つ大腸菌K株に由来する(NEB
株コレクション)。所望の挿入物を持つ9つのクローン
が見い出された。9つのクローンで細胞抽出物を調製
し、BsmBI活性を測定した。2つのクローン、N
o.24及びNo.26が高いBsmBI活性を示し
た。さらに大規模に増幅した培養ではさらに低いBsm
BI活性が検出されたので、発現クローンER2744
「pBR−BsmBIM、pACYC−T7ter−B
smBIR]は極めて不安定であった。発現クローンを
さらに安定化するために、以下の2つの戦略を用いた: a) T7RNAポリメラーゼを阻害するためT7プロ
モータによる構成性発現を減らすT7リゾチームをコー
ドするT7lysSを組み込んだもう1つのプラスミド
を導入すること。 b) 発現宿主を予め修飾するために同族でないメチラ
ーゼ、BsmAIメチラーゼを用いること。
mBIM、 pCEF8]予め修飾した宿主の構築 コンピテント細胞ER2566[pBR322−Bsm
BIM]をpCEF8(KmR)で形質転換した。プラ
スミドpCEF8は、pSC101複製開始点及びT7
リゾチームをコードするlysS遺伝子を持つ。ApR
KmR形質転換体を増幅し、冷却CaCl2で洗浄する
ことにより応答能を持たせた。ER2566は、大腸菌
B株に由来するT7発現宿主である。ER2566は、
また、染色体上にT7RNAポリメラーゼ遺伝子も持つ
(NEB株コレクション)。PCRの突然変異率を減ら
すために、bsmBIR遺伝子を13回のPCRサイク
ルによってゲノムDNAから再び増幅し、発現ベクター
pACYC−T7terにクローニングし直した。予め
修飾した宿主はER2566[pBR322−BsmB
IM、 pCEF8]だった。プラスミドのミニスクリ
ーニングにおいて、bsmBIRエンドヌクレアーゼ遺
伝子を含有するプラスミドpACYC−T7ter−B
smBIRを見い出した。挿入物を持つクローンからI
PTG誘導した細胞抽出物を調製し、BsmBIエンド
ヌクレアーゼ活性について測定した。
た宿主におけるBsmBIエンドヌクレアーゼの発現 BsmAI及びBsmBIの認識配列は、それぞれ、
5’GTCTC3’N1/N5(SEQ ID NO:
27)及び5’CGTCTC3’N1/N5(SEQ
ID NO:1)である。BsmAI部位は、BsmB
I部位のサブセットである。BsmAIメチラーゼ及び
BsmBIメチラーゼは双方共2つのメチラーゼ(C5
メチラーゼと融合したN6Aメチラーゼ)の融合物であ
る。BsmAIメチラーゼとBsmBIメチラーゼとの
間のアミノ酸配列の相同性及びDNA認識配列における
類似性に基づいて、BsmAIメチラーゼがBsmBI
の切断に対して大腸菌のゲノムDNAを保護することが
予測された。ER2566[pBR322−BsmAI
M](BsmAI、米国特許出願番号09/957,0
05)を発現プラスミドpACYC−T7ter−Bs
mBIRで形質転換した。BsmBI活性について、誘
導していない、誘導した、及び誘導し/加熱した(55
℃及び65℃にて)細胞抽出物を測定した。最も高い活
性は、IPTG誘導した培養からの抽出物及び誘導した
培養を55℃に加熱したものから検出された。収量はお
よそ>106単位/細胞の湿重量であると割り出され
た。
加熱した(55℃及び65℃にて)もののタンパク質の
発現の特徴をSDS−PAGEで分析した。約60kD
aのタンパク質バンドが誘導した培養の抽出物において
検出されたが、誘導しなかった培養の抽出物には存在し
なかった。
質になるまでの精製 75gのIPTG誘導した細胞、ER2566[pBR
322−BsmAIM、pACYC−T7ter−Bs
mBIR]を超音波破砕によって溶解した。透明化した
細胞抽出物を59〜61℃で20分間加熱した。熱変性
したタンパク質を遠心で取り除いた。アクタ(Akta:登
録商標)FPLCシステムを用い、ヘパリンハイパー(H
eparin hyper)D、ソース(Source)Q15HRカラム及
びヘパリン5PWカラムによってほとんど均質になるま
でBsmBIエンドヌクレアーゼを精製した。精製した
BsmBIエンドヌクレアーゼは62kDaの予想サイ
ズに比べ、SDS−PAGE上で約60kDaの見かけ
の分子量を有する。
する。実施例は、本発明の理解を助けるために提供され
るのであって、その限定として解釈されるものではな
い。
として本明細書に組み入れられる。
及び制限エンドヌクレアーゼ遺伝子のクローニング 1. ゲノムDNAの調製 50mlの25%スクロース、50mMのトリス塩酸中
で10分間穏やかに振盪して9.2gの細胞ペーストを
再浮遊することにより、バチルス・ステアロサーモフィ
ラスB61(ニュー・イングランド・バイオラブズ・コ
レクション NEB No.857)からゲノムDNA
を調製した。新しく調製した0.25Mのトリス塩酸
(pH8.0)中に10mg/mlのリゾチーム6ml
を添加することにより細胞溶解を完了し、室温にて1時
間インキュベートした。次いで5mlの0.25MのE
DTA(pH8.0)を懸濁液に加え、続いて清潔なピ
ペットで懸濁液をゆっくり混合した。EDTAは二価の
陽イオンをキレートし、非特異的エンドヌクレアーゼ/
エクソヌクレアーゼを不活化した。1%の最終濃度でS
DSを添加することにより細胞溶解物をさらに改良し
た。36mlの溶解緩衝液(1%のトリトン−X10
0、50mMのトリス塩酸(pH8.0)、0.62M
のEDTA)を加え、穏かに回転して混合した。粘性の
溶解細胞懸濁液を平衡化した120mlのフェノールで
抽出し、水性相を回収し、この工程を繰り返した。上清
に100mlのTE緩衝液(10mMのトリス塩酸(p
H8)、1mMのEDTA)を加えて希釈し、粘性を軽
減した。これに220mlのフェノールによる抽出が一
回、及び200mlのクロロホルムによる抽出が一回続
き、その際、クロロホルムから分離するための遠心の
後、DNAを回収した。次いで、4℃にて2〜4LのT
E緩衝液で上清を4回透析した。得られた150mlの
溶液にRNA分解酵素A(10mg/mlストックの1
50μl)を加え、溶液を37℃にて1時間インキュベ
ートした。1/10容量の3MのNaOAc及び1容量
のイソプロパノールを添加することによりDNAを沈殿
させ、次いで、遠心により回収した。DNA沈殿物を3
0分間風乾し、次いで30分間穏かに振盪することによ
り20mlのTE緩衝液に再懸濁し、最終濃度をおよそ
250μg/mlとした。
AIで切断して以下のように部分消化を達成した:3つ
の500μl溶液を100μg/mlでバチルス・ステ
アロサーモフィラスのDNAから作製し;1つは、NE
緩衝液3+BSA(100mMのNaCl、50mMの
トリス塩酸、10mMのMgCl2、1mMのDTT、
100μg/mlのBSA、25℃にてpH7.9)中
で、1つはNE緩衝液4+BSA(50mMのK−アセ
テート、20mMのトリスアセテート、10mMのMg
−アセテート、1mMのDTT、100μg/mlのB
SA、25℃にてpH7.9)中で、及び1つは、NE
緩衝液 Sau3AI+BSA(100mMのNaC
l、10mMのビストリスプロパン塩酸、10mMのM
gCl、1mMのDTT、100μg/mlのBSA、
25℃にてpH7.0)中で溶液とした。各溶液を20
0μlを1つ、100μlを3つに分割した。200μ
lのチューブそれぞれに、2μlのそれぞれの酵素(8
単位のApoI、20単位のNlaIII及び8単位の
Sau3AI)を加え、ApoI及びSau3AIとの
反応の双方についてDNA2.5μg当り1単位の酵素
を達成し、NlaIIIとの反応についてはDNAのμ
g当り1単位の酵素を達成した。分取した200μlそ
れぞれから100μlを取って同一緩衝液の第二の分取
試料に加え、ApoI及びSau3AIとの反応につい
て5μgのDNA当り1単位の酵素、及びNlaIII
との反応について2μgのDNA当り1単位の酵素を達
成し、このようにして、適切な酵素の先の量の半分を次
のチューブが受け取るようにした。ApoIのチューブ
を50℃にてインキュベートし、NlaIIIとSau
3AIのチューブを37℃にて1時間インキュベート
し、各チューブの5μlをアガロースゲル電気泳動で分
析した。この方法をNlaIIIについても繰り返した
が、反応混合物への添加に先立ってNlaIIIを4倍
に希釈することを例外とした結果、最初のチューブでは
4μgのDNA当り1単位の酵素となり、2番目のチュ
ーブでは8μgのDNA当り1単位の酵素というように
なった。限られた消化及び中程度の、しかし不完全な消
化を示すチューブの内容物を1%の低融点アガロースゲ
ルで2時間泳動した。およそ1kb〜8kbの間のDN
A断片をゲルから切り出し、計量した。各バンドに1/
10容量のβ−アガラーゼ緩衝液(10mMのビストリ
ス塩酸pH6.8、1mMのNa2EDTA)を加えた
後、65℃にて10分間インキュベートした。42℃に
て90分間インキュベートすることにより1/100の
β−アガラーゼでアガロースを消化した。氷上に置く
と、溶液はゼリー状になると考えられた。従って、65
℃にて10分間、次いで42℃にて5分間、チューブを
さらにインキュベートし、続いて1/100容量のβ−
アガラーゼを加えて42℃にて90分間インキュベート
した。1/10容量の3MのNaOAcを加えて氷上で
15分間インキュベートし、2容量のエタノールを一晩
添加することによりDNAを沈殿させた。次いで溶液を
遠心し、上清を捨てて、DNA沈殿物を20μlのTE
に再懸濁し、その各1μlをアガロースゲル電気泳動で
分析した。
u3AIの部分消化及び完全消化したゲノムDNAライ
ブラリの構築 ベクターpUC19を用いてApoI、NlaIII、
及びSau3AIのゲノムDNAライブラリを構築し
た。上述のように、ApoI、NlaIII、及びSa
u3AIで部分的に消化したバチルス・ステアロサーモ
フィラスDNAの約0.5μg(3μl)を、それぞれ
EcoRI、SphI及びBamHIで消化した並びに
CIP処理した約0.1μgのpUC19と混合した。
各チューブに合計50μl容量で5μlの10x連結緩
衝液及び1μl(400単位)のT4DNAリガーゼを
加えた。反応物を16℃にて一晩インキュベートした。
65℃にて30分間、T4DNAリガーゼを熱で不活化
し、次いで、VS型0.025μmの濾紙を用いて2L
のdH2O中で4時間、各チューブの内容物を微量透析
し、塩濃度を減らした結果、それぞれおよそ75μlの
最終容量が得られた。
BIの選抜 形質転換実験については、電気容量25μF、電圧2.
5kV及び抵抗200オームに設定したバイオラッド
(BioRad)のジーンパルサー(Gene Pulser)を用いた
エレクトロポレーションによってER2502を、上記
のような透析したDNAライブラリ各2μlで形質転換
した。各チューブにLB培地(0.5ml)を加え、3
7℃にて1時間インキュベートした。各チューブの内容
物をApプレート上に播き、ApoI、NlaIII及
びSau3AIのゲノム断片挿入物を持つpUC19の
形質転換体を選抜するために37℃にて一晩インキュベ
ートした。
IIライブラリについて得られ、およそ900の形質転
換体がSau3AIライブラリについて得られた。Ap
oIライブラリの形質転換からはApR形質転換体は得
られなかった。NlaIIIライブラリ及びSau3A
Iライブラリからの形質転換体をプールし、それぞれ3
7℃にて一晩のLB+Apの培養で増やした。キアゲン
マキシ(Qiagen(登録商標) Maxi)カラム法によって
一晩培養の細胞からプラスミドDNAを調製した。各プ
ラスミドライブラリから1、2、5及び10μl(約
0.2μg、0.4μg、1μg、2μgのDNA)を
55℃にて一晩BsmBIに曝した。BsmBIの消化
に続いて、常法により、消化物のそれぞれ5μlでER
2502及びER2683コンピテント細胞の各100
μlを形質転換した(100μlのコンピテント細胞と
プラスミドDNAを混合し、氷上で30分間、37℃で
5分間、室温で5分間、100μlのSOBを加えて3
7℃にて1時間インキュベートする)。形質転換産物を
Apプレートにて37℃で一晩増殖させる。個々のAp
Rコロニー(ER2683細胞からは33個、ER25
02細胞からは3個)に2mlのLB+Apを接種し
た。30単位(3μl)のBsmBIと55℃にて1時
間インキュベートすることによって、各プラスミドのミ
ニプレップから1μg(5μl)を抵抗性についてスク
リーニングし、アガロースゲル電気泳動によって分析し
た。3つのコロニーがBsmBIの消化に抵抗性である
と同定された。これら3つのうち2つが挿入物を有する
ことが判った。完全に抵抗性のクローン(BsmBIM
陽性)はNlaIII部分ライブラリに由来していた。
bsmBIM遺伝子を含有する断片又はpUC19のい
ずれかがBsmBIM部位を喪失したと結論付けた。
(後になって、挿入物を配列決定した際、それがBsm
BIメチラーゼをコードしており、ベクターのBsmB
I部位は無傷であることが確認された)。
(ニューイングランドバイオラブズ(登録商標))のプ
ライミング部位の挿入及びプライマーウォーキングによ
ってbsmBIM遺伝子の配列決定を行った。bsmB
IM遺伝子は、予想分子量122.4kDaを持つ10
68個のアミノ酸の融合タンパク質をコードする320
7bpである。ジェンバンク(GenBank)におけるその
他のメチラーゼとの配列の比較は、M.BsmBIが、
アミノメチラーゼ(N6Aメチラーゼ)とC5−メチラ
ーゼの融合の結果である融合タンパク質であること示し
た。bsmBIM遺伝子の配列決定の間に、部分ORF
(後に1587bpであると決定された)がそこにある
ので、制限遺伝子(bsmBIR)はおそらくbsmB
IM遺伝子の下流に位置するらしいことが判った。ほと
んどの制限−修飾システムにおける制限遺伝子と修飾遺
伝子は今日まで、互いに数百塩基対の範囲内で同定され
ることが判っているので、これを仮説立てた。
bsmBIM遺伝子のpACYC184及びpLG33
9へのクローニング以下の配列で3つのプライマーを合
成した: 5’taaggatccggaggtaaataaat
gaactccttatcactaaaagatgaa
3’ (249−164)(SEQ ID NO:14) 5’atgaaagtcgaccccgtaatttt
acgggcttttttaaaa3’ (249−165)(SEQ ID NO:15) 5’tatggatccggaggtaaataaat
gaaagtaatactgaatgatttagaa
3’ (249−255)(SEQ ID NO:16)
65を用い、95℃で5分間を1サイクル、95℃で1
分間、55℃で1分間、72℃で5分間を、25サイク
ルの条件下で、ベント(Vent)DNAポリメラーゼによ
るPCRによってゲノムDNAからbsmBIM遺伝子
を上手く増幅した。キアゲンスピンカラムによりPCR
のDNAを精製し、BamHI及びSalIで消化し、
テトラサイクリン(Tc)耐性遺伝子の真ん中をPCR
のDNAの挿入目的位置として適合する末端を持つ、C
IP処理したpACYC184及びpLG339に連結
した。
子を持つベクターpACYC184で大腸菌ER268
3を形質転換し、クロラムフェニコール(Cm)プレー
トに播いた。常法を用いて、連結したbsmBIM遺伝
子を持つpLG339で大腸菌ER2502を形質転換
し、カナマイシン(Km)プレートで増殖させた。それ
ぞれ、Cm+Tcプレート及びKm+Tcプレートにお
いてTcの感受性について形質転換体を調べた。Tc耐
性遺伝子に挿入物を持つクローンは、Tc耐性遺伝子の
真ん中における挿入物の挿入のためにTcに感受性を示
すはずである。
amHIとSalIで消化し、適合する末端を持つ、C
IP処理したpACYC184及びpLG339に連結
した。常法を用いて、連結したpLG339−BsmB
IMでER2502を形質転換し、Kmプレートで増殖
させた。常法を用いて、連結したpACYC184−B
smBIMでER2502を形質転換し、Cmプレート
で増殖させた。次いで、Kmプレート及びCmプレート
双方からのコロニーをそれぞれKm+Tcプレート及び
Cm+Tcプレートに接種した。Tc感受性を示したK
m+Tcプレートからの18コロニー及びCm+Tcプ
レートからの18コロニーをそれぞれ、LB+Kmプレ
ート及びLB+Cmプレートに接種した。このような培
養のそれぞれからのミニプレップDNAをBsmBIで
消化して切断への抵抗性を調べた。 プラスミドpLG
339を含有する18コロニー(Km含有プレートから
の)のうち、4つは切断への完全な抵抗性を示し、3つ
は切断への部分的な抵抗性を示し、11は切断への抵抗
性を示さなかった。プラスミドpACYC184を含有
する18コロニー(Cm含有プレートからの)のうち、
6つは切断への完全な抵抗性を示し、4つは切断への部
分的な抵抗性を示し、8つは切断への抵抗性を示さなか
った。
CYC184クローンのうち5つからのプラスミドをB
amHIとSalIで切断して挿入物のサイズをチェッ
クした。5つのクローンはすべて、bsmBIM遺伝子
のサイズである、およそ3.2kbの挿入物を有してい
た。BsmBIによる切断に完全な抵抗性を示し、Bs
mBIM遺伝子のサイズの挿入物を示したので、このよ
うなクローンはM.BsmBI陽性であると結論付け
た。このような5つのM.BsmBI陽性クローンのう
ちの4つからのミニプレップDNAで常法を用いてER
2744を形質転換し、Cmプレートで増殖させた。得
られた形質転換体をLB培地+Cmで増殖させ、遠心
し、冷却CaCl2により受容能を持たせ、予め修飾し
た宿主ER2744[pACYC−BsmBIM]を作
り出した。
Rのクローニング及びbsmBIR遺伝子の配列決定以
下の配列で7つのプライマーを合成した: 5’cccataaagcccgcacttgccat
g3’(249−33)(SEQ ID NO:17) 5’tgacgatgattccaaattactta
g3’(249−34)(SEQ ID NO:18) 5’ctttccctaaagctacttaattg
aact3’(249−256)(SEQ ID N
O:19) 5’ttataacaacaatacacaagctt
tccc3’(249−257)(SEQ ID N
O:20) 5’tcttaccccatccttcagacaaa
c3’(250−55)(SEQ ID NO:21) 5’aagacccagggcgacatgacgat
aa3’(250−56)(SEQ ID NO:2
2) 5’tgtatatggacatattggaaaga
t3’(250−57)(SEQ ID NO:23)
saHI、BsaWI、BspHI、BsrGI、Dr
aI、EcoRV、HindIII、Hyp94I、H
pyCH4IV、PsiI、SspI、TaqI、Ts
eI、及びXbaIで消化した。 消化したDNAを2
μg/mlにて低いDNA濃度で連結し、次いで、プラ
イマー249−33と249−34を用いたbsmBI
R遺伝子のインバースPCR増幅に用いた。インバース
PCRの条件は、94℃で1分間、55℃で1分間、7
2℃で1分間を35サイクルであった。インバースPC
R産物は、AatII、AluI、BsrGI、Dra
I、HindIII、PsiI、TaqI及びXbaI
の鋳型に由来していた。AatII、HindIII、
PsiI及びXbaIの鋳型に由来するインバースPC
R産物を低融点アガロースからゲル精製し、プライマー
249−33及び249−34を用いて配列決定した。
プライマー249−233及び229−224を用いて
さらにPsiI及びXbaI断片の配列決定を行った。
次いで、ゲノムDNA及びプライマー249−33及び
249−256並びにプライマー249−33及び24
9−257を用い、94℃で5分間を1サイクル、94
℃で1分間、55℃で1分間、72℃で2分間を25サ
イクルの条件下で、PCRを行った。低融点アガロース
からPCR産物をゲル精製し、プライマー249−3
3、250−55、250−56及び250−57を用
いて配列決定した。bsmBIM遺伝子の下流に154
7bpのORFが見い出された。このORFをbsmB
IR遺伝子と命名した。それは62kDaの予想分子量
を持つ530個のアミノ酸のタンパク質をコードしてい
る。
けるbsmBIR遺伝子の発現以下の配列で2つのプラ
イマーを合成した: 5’gggtagattcatatggctaaata
cggacgtggaaagttt3’(250−8
8)(SEQ ID NO:24) 5’gctggatcctcatataatcttta
gcaatctgctccc3’(250−89)(S
EQ ID NO:25)
250−88と250−89を用い、95℃で2分間を
1サイクル、95℃で1分間、60℃で1分間、72℃
で2分間を20サイクルという条件下でのPCRによっ
てbsmBIR遺伝子を増幅した。キアゲンスピンカラ
ムによりPCR産物を精製し、NdeI及びBamHI
で一晩消化した。DNAを精製した後、適合する末端を
持ったpAII17にPCRのDNAを連結した。予め
修飾した宿主ER2744[pACYC−BsmBI
M]を連結したDNAで形質転換し、ApRCmR形質
転換体について選抜した。54のプラスミドのミニプレ
ップの中には、所望の挿入物を持つクローンはなかっ
た。中程度のコピー数のプラスミドではbsmBIR遺
伝子をクローニングし、発現させるのは困難であると結
論付けた。
おけるbsmBIRの発現 bsmBIR遺伝子の残りの精製したPCR産物をNd
eI及びBamHIで消化した。DNAを精製した後、
適合する末端を持つpET21atにPCRのDNAを
連結した。予め修飾した宿主ER2744[pACYC
−BsmBIM]を連結したDNAで形質転換し、Ap
RCmR形質転換体について選抜した。スクリーニング
した36プラスミドの中に所望の挿入物を持つクローン
はなかった。
250−88と250−89を用い、95℃で2分間を
1サイクル、95℃で1分間、60℃で1分間、72℃
で2分間を20サイクルという条件下でのPCRによる
bsmBIR遺伝子の増幅を反復した。PCR産物をフ
ェノール−CHCl3抽出により精製し、NdeI及び
BamHIで消化した。DNAを精製した後、適合する
末端を持つpET21atにPCRのDNAを連結し
た。予め修飾した宿主ER2744[pACYC−Bs
mBIM]を連結したDNAで形質転換し、ApRCm
R形質転換体について選抜した。22のプラスミドのミ
ニプレップの中には、所望の挿入物を持つクローンはな
かった。おそらく大腸菌ゲノム又はベクターにおけるB
smBI部位の不十分なメチル化の結果として、pET
ベクターではbsmBIR遺伝子のクローニングを行う
ことは困難であると結論付けた。
めのbsmBIMのpBR322へのクローニング 次の発現戦略は、中程度のコピー数のプラスミドでbs
mBIM遺伝子を発現させ、低いコピー数のプラスミド
でbsmBIR遺伝子を発現させることである。発現宿
主においてBsmBIメチラーゼの発現を高めるために
BamHIとSalIで消化したbsmBIMのPCR
のDNAを適合する末端を持つpBR322に連結し
た。コンピテントER2566及びコンピテントER2
683を連結したDNAで形質転換し、アンピシリンプ
レートで増殖させた。18のプラスミドのミニプレップ
のうち、3つのクローンがBsmBIの切断に完全に抵
抗性であり、正しい挿入物サイズを有していた。次いで
冷却CaCl2処理により細胞に受容能を持たせ、予め
修飾した宿主ER2566[pBR322−BsmBI
M]を作り出した。
7terにおけるbsmBIR遺伝子の発現 以下の配列でプライマーを1つ合成した: 5’aagggatccggaggtaaataaat
ggctaaatacggaaagttt3’(252
−270)(SEQ ID NO:26)
252−70と250−89を用い、95℃で2分間を
1サイクル、95℃で1分間、60℃で1分間、72℃
で2分間を20サイクルという条件下でのPCRによっ
てbsmBIR遺伝子を増幅した。フェノール−CHC
l3抽出によってPCR産物を精製し、BamHIで消
化した。DNAを精製した後、適合する末端を持つpA
CYC−T7terにPCRのDNAを連結した。予め
修飾した宿主ER2744[pBR322−BsmBI
M]を連結したDNAで形質転換し、ApRCmR形質
転換体について選抜した。72のプラスミドのミニプレ
ップのうちで9つのクローンが所望の挿入物を持ってい
た。9つのクローンすべてを10mlのLBにApとC
mを加えたもので培養し、IPTG(最終0.5mM)
で3時間誘導した。細胞抽出物を調製し、BsmBI活
性を測定した。2つのクローン、No.24及びNo.
26が高いBsmBI活性を示した。このような2つの
クローンを500mlのLBにApとCmを加えたもの
で培養し、IPTG(最終0.5mM)で3時間誘導し
た。クローンNo.24とNo.26は双方共高いBs
mBI活性を示した。湿った細胞のグラム当り106単
位を上回って見い出された。BsmBIはII型制限酵
素の中でも最も高い比活性を示す。クローンNo.24
及びNo.26はそれぞれ20mlのLBプラスAp及
びCmで増殖させ、それぞれ10mlはIPTG(最終
0.5mM)で3時間誘導した。誘導した培養からそれ
ぞれ1mlずつ取って、均等に3つに分け、1つは加熱
しないまま放置し、1つは55℃にて45分間加熱し、
1つは65℃にて45分間加熱した。クローンは双方
共、3つの誘導した培養及び誘導しない培養のすべてが
活性を示した。双方のクローンの4試料からそれぞれ、
5、10及び15μlをポリアクリルアミドゲル電気泳
動で分析した。誘導した試料にはBsmBI(約60k
Da)のおよそのサイズのタンパク質が存在することが
ゲルから判明した。
Ap+Cmに接種し、37℃にて一晩増殖させた。一晩
培養した細胞10mlを用いて新鮮な500mlのLB
+Ap+Cmに接種し、37℃にて4時間培養し、IP
TG(最終0.5mM)で3時間誘導した。細胞を回収
し、BsmBI活性を測定した。細胞抽出物は、Bsm
BIエンドヌクレアーゼの切断に特徴的な活性を示した
が、その収量は、新鮮な形質転換体から増殖された小規
模10mlの培養よりもはるかに少なかった。発現クロ
ーンER2744[pBR322−BsmBIM、pA
CYC−T7ter−BsmBIR]はさほど安定なク
ローンではないと結論付けた。発現クローンをさらに安
定化するために2つの戦略を用いた: a) T7RNAポリメラーゼを阻害するためT7プロ
モータによる構成性発現を減らすT7リゾチームをコー
ドするT7lysSを組み込んだもう1つのプラスミド
を導入すること。 b) 発現宿主を予め修飾するために同族でないメチラ
ーゼ、BsmAIメチラーゼを用いること。
smBIM、pCEF8]予め修飾した宿主の構築 プラスミドpCEF8は、pSC101複製開始点及び
T7リゾチームをコードするlysS遺伝子を持ってい
る。プラスミドpCEF8は、pBR322及びpAC
YC−T7terと適合性があるので、同じ発現宿主を
形質転換することができる。10μlのpCEF8(K
mR)でコンピテント細胞ER2566[pBR322
−BsmBIM」(100μl)を常法で形質転換し、
Ap+Kmプレートで37℃にて一晩増殖させた。8つ
の10mlLBとAp+KmのチューブにApRKmR
形質転換体を接種し、37℃で2.5時間増殖させ、冷
却CaCl2で洗浄することにより受容能を持たせた。
7terにおける及びlysSの存在下におけるbsm
BIR遺伝子の発現 プライマー252−270と249−89を用い、95
℃で2分間を1サイクル、95℃で1分間、60℃で1
分間、72℃で2分間を13サイクルという条件下でP
CRを行い、bsmBIR遺伝子を増幅した。少ないP
CRサイクル(13サイクル)はPCRにおける突然変
異率を減らすことを意図していた。PCRのDNAを等
容量のフェノール−クロロホルムで2回抽出し、等容量
のクロロホルムで1回抽出し、NaOAc、95%の冷
却エタノールで沈殿させ、70%の冷却エタノールで洗
浄した。次いで、精製したPCRのDNAを37℃にて
一晩BamHIで消化し、その0.5μgを連結緩衝液
中での16℃にて一晩の0.1μgのpACYC−T7
terとの連結に用いた。
00μlのER2566[pBR322−BsmBI
M、pCEF8]を形質転換し、37℃にて一晩、LB
+Ap+Cm+Kmプレートで増殖させた。36のAp
RCmRKmR形質転換体をそれぞれ2mlのLB+A
p+Cm+Kmに接種し、37℃にて一晩増殖させた。
36クローンのミニプレップDNAのBamHI消化物
は、24クローンが正しいサイズ(およそ1.5kb)
の挿入物を含有していることを示した。24クローンの
ミニプレップDNAのNdeI及びBamHI消化物
は、このようなクローンのうち15が正しい方向でbs
mBIR遺伝子を有することを示した。このような15
のクローンの培養の残りを10mlのLB+Ap+Cm
+Kmに接種し、37℃にて4時間増殖させ、6krp
mで10分間遠心し、1mlの超音波破砕用緩衝液に再
懸濁し、30秒間で2回、超音波破砕し、14krpm
で10分間遠心した。活性について得られた上清を測定
し、13のクローンでBsmBI様活性が見られた。こ
の新しい発現株は、3つのプラスミド、ER2566
[pBR322−BsmBIM、pCEF8、pACY
C−T7ter−BsmBIR]を含有していた。pA
CYC−T7ter−BsmBIRにおけるbsmBI
R遺伝子にサイレント突然変異が1つ見い出された。遺
伝子全体を配列決定して、それが野生型アミノ酸配列を
コードすることを確認した。
おけるBsmBIエンドヌクレアーゼの発現 2つのクローン(No.1及びNo.10)のミニプレ
ップDNAでER2566[pBR322−BsmAI
M](BsmAI、米国特許係属(Z. Y .Zhu,J. Zhou,
S. Y. Xu))を形質転換し、30℃にて一晩、LB+
Ap+Cmプレートで増殖させた。このようなクローン
からのコロニーを2.5mlのLB+Ap+Cmに接種
し、30℃にて一晩増殖させた。次いで、これをそれぞ
れ10mlのLB+Ap+Cmに接種し、30℃にて4
時間増殖させ、0.5mMのIPTGで誘導し、30℃
にてさらに3時間増殖させた。12krpmで10分
間、細胞を遠心し、1mlの超音波破砕用緩衝液に再懸
濁し、BsmBI活性について測定した。 最も高い活
性は、クローンNo.10(10A、10B及び10
C)を伴った3つの培養からER2566[pBR32
2−BsmAIM、pACYC−T7ter−BsmB
IR]で検出された。クローンNo.10BのER25
66[pBR322−BsmAIM、pACYC−T7
ter−BsmBIR]を2本の500mlのLB+A
p+Cmに接種し、30℃にて7時間増殖させたが、う
ち1本は4時間後に0.5mMのIPTGで誘導した。
細胞を6krpmで10分間遠心し、計量した(1.6
3g)。各培養からの細胞を16mlの超音波破砕用緩
衝液に再懸濁し、10分間超音波破砕を行い、4℃にて
14krpmで12分間遠心した。誘導した培養からの
1mlを55℃にて40分間加熱し、1mlを65℃に
て40分間加熱し、双方共4℃にて14krpmで10
分間遠心した。誘導しなかった、誘導した、及び誘導し
て加熱した(55℃及び65℃の両方)細胞の抽出物を
BsmBI活性について測定し、結果をアガロースゲル
電気泳動で分析した。最も高い活性は、誘導した培養及
び誘導し、55℃に加熱した培養からの抽出物に見られ
た。誘導したクローン及び誘導して55℃に加熱したク
ローンの活性から、細胞は、細胞のg当りおよそ>10
6単位を含有することが割り出された。
加熱した(55℃及び65℃の両方)タンパク質発現の
特徴をSDS−PAGEで分析した。約60kDaのタ
ンパク質バンド(BsmBIエンドヌクレアーゼのサイ
ズ)が誘導した培養の抽出物で検出されたが、誘導しな
かった培養の抽出物では存在しなかった。
均質になるまでの精製 穏かにピペッティングし、回すことによって75gのI
PTG誘導した細胞ER2566[pBR322−Bs
mAIM、pACYC−T7ter−BsmBIR]
を、260mlの緩衝液A(0.1MのNaCl、20
mMのKPO4、0.1mMのEDTA、10mMのβ
−メルカプトエタノール)に再浮遊させた。細胞浮遊液
を2分間隔で超音波破砕し、各間隔後、ブラッドフォー
ド(Bradford)アッセイを用いてタンパク質濃度を推定
した。6回の超音波破砕の間隔の後、細胞を12krp
mにて1時間遠心した。次いで、得られた上清を59〜
61℃にて20分間加熱した。次いで、加熱処理した溶
液を12krpmにて30分間遠心して変性したタンパ
ク質を除いた。255mlのヘパリンハイパーDカラム
を4カラム容量の緩衝液Aにて平衡化した。アクタ(登
録商標)FPLCを用いてNaClの0.1M〜1.0
Mの濃度勾配で25ml分画を溶出した。アクタ(登録
商標)で記録した分画のUV分光分析は、それぞれおよ
そ0.73Mと0.85MのNaClで溶出された2つ
のピークを示した。分画の内容物の活性測定は活性がク
ロマトグラムの2番目のピークに一致することを示し
た。SDS−PAGEで分析したタンパク組成は、第1
と第2のクロマトグラムのピークのタンパク質における
明瞭な差異を示した。高い塩濃度のために、8つの分画
(200ml)をプールして1.1Lの緩衝液C(20
mMのトリス塩酸、0.1mMのEDTA、10mMの
β−メルカプトエタノール、pH7.8)で希釈した。
カラム容量の緩衝液A2(0.1MのNaCl、20m
Mのトリス塩酸、0.1mMのEDTA、10mMのβ
−メルカプトエタノール)で平衡化した。アクタ(登録
商標)FPLCを用い、0.1M〜1.0MのNaCl
濃度勾配で1mlの分画を溶出した。UVクロマトグラ
ムは勾配分画には主なピークを示さなかった。ブラッド
フォードアッセイ及びアガロースゲル電気泳動によって
分析した活性測定は酵素がカラムの流出部分にあること
を示した。洗浄溶液及び流出溶液をプールした。
ラム容量の緩衝液Aで平衡化した。アクタ(登録商標)
FPLCを用い、0.1M〜1.0MのNaCl濃度勾
配で1mlの分画を溶出した。クロマトグラム、SDS
−PAGE、及びアガロースゲル電気泳動で分析した活
性測定から得られたデータは、クロマトグラム上に認め
られる1本の主要なピークがBsmBIエンドヌクレア
ーゼに相当することを示した。8本の1ml分画をプー
ルし、1Lの透析緩衝液(50mMのKCl、10mM
のトリス塩酸、0.1mMのEDTA、1mMのDT
T、5mMのβ−メルカプトエタノール、50%のグリ
セロール、pH7.5)によって透析した。最終的な精
製したBsmBIエンドヌクレアーゼを図9に示した。
諸条件のもと、ET2566[pBR322−BsmA
IM、pACYC−T7ter−BsmBIR]株をア
メリカンティッシュカルチャーコレクションに供託し、
ATCC受入番号PTA−3739を受領した。
示す。bsmBIR、BsmBI制限エンドヌクレアー
ゼ遺伝子;bsmBIM、BsmBIメチラーゼ遺伝
子。
3207bp)のDNA配列(SEQ ID NO:1
0)及びそれがコードするアミノ酸配列(SEQ ID
NO:11)を示す。
3207bp)のDNA配列(SEQ ID NO:1
0)及びそれがコードするアミノ酸配列(SEQ ID
NO:11)を示す。
3207bp)のDNA配列(SEQ ID NO:1
0)及びそれがコードするアミノ酸配列(SEQ ID
NO:11)を示す。
3207bp)のDNA配列(SEQ ID NO:1
0)及びそれがコードするアミノ酸配列(SEQ ID
NO:11)を示す。
BIR、1593bp)のDNA配列(SEQ ID
NO:12)及びそれがコードするアミノ酸配列(SE
Q ID NO:13)を示す。
BIR、1593bp)のDNA配列(SEQ ID
NO:12)及びそれがコードするアミノ酸配列(SE
Q ID NO:13)を示す。
クレアーゼ活性を示す。レーン1〜7、組換えBsmB
I制限エンドヌクレアーゼを含有する細胞抽出物で処理
したλDNA。レーン1〜7における希釈係数:1x、
1:10、1:100、1:1000、1:2000、
1:3000、1:4000。 レーン8、λDNA;
レーン9、精製した天然のBsmBIで消化したλDN
A。
を示す。レーン1〜4、ヘパリン5PWカラムを通した
後の1μl、3μl、5μl及び10μlの精製したB
smBIエンドヌクレアーゼ;レーン5、タンパク質の
サイズマーカー。BsmBIエンドヌクレアーゼの予想
サイズは62kDaである。SDS−PAGE上のBs
mBIエンドヌクレアーゼの見かけのサイズは約60k
Daである。
Claims (6)
- 【請求項1】 BsmBI制限エンドヌクレアーゼをコ
ードしている単離されたDNAであって、バチルス・ス
テアロサーモフィラス(Bacillusstearo
thermophilus)B61から入手可能である
単離されたDNA。 - 【請求項2】 そのなかにBsmBI制限エンドヌクレ
アーゼをエンコードしているDNA断片が挿入されたベ
クターを含む組換えDNAベクター。 - 【請求項3】 BsmBI制限エンドヌクレアーゼ及び
BsmBIメチラーゼをコードしている単離されたDN
Aであって、ATCC受託番号PTA−3739から入
手可能な単離されたDNA。 - 【請求項4】 請求項3に記載の単離されたDNAを含
むベクター。 - 【請求項5】 請求項2又は4に記載のベクターによっ
て形質転換された宿主細胞。 - 【請求項6】 組換えBsmBI制限エンドヌクレアー
ゼの製造方法であって、請求項2又は4に記載のベクタ
ーで形質転換された宿主細胞を前記エンドヌクレアーゼ
及びメチラーゼの発現に好適な条件下で培養することを
含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US966,997 | 2001-09-28 | ||
US09/966,997 US6764843B2 (en) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | Method of cloning and expression of BsmBI restriction endonuclease and BsmBI methylase in E. coli and purification of BsmBI endonuclease |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003230390A true JP2003230390A (ja) | 2003-08-19 |
JP4115248B2 JP4115248B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=25512169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002320484A Expired - Fee Related JP4115248B2 (ja) | 2001-09-28 | 2002-09-30 | E.coliにおけるbsmbi制限エンドヌクレアーゼとbsmbiメチラーゼのクローニング及び発現の方法、並びにbsmbiエンドヌクレアーゼの精製方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6764843B2 (ja) |
EP (1) | EP1298212B8 (ja) |
JP (1) | JP4115248B2 (ja) |
DE (1) | DE60215746T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002313965A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置とその製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007097778A2 (en) | 2005-08-04 | 2007-08-30 | New England Biolabs, Inc. | Novel restriction endonucleases, dna encoding these endonucleases and methods for identifying new endonucleases with the same or varied specificity |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5200333A (en) | 1985-03-01 | 1993-04-06 | New England Biolabs, Inc. | Cloning restriction and modification genes |
DE3751730T2 (de) * | 1986-06-06 | 1996-09-12 | New England Biolabs Inc | Verfahren zur Klonierung des Dde I- Restriktions-Modifikationssystems |
US5498535A (en) | 1994-05-24 | 1996-03-12 | New England Biolabs, Inc. | Method for direct cloning of nuclease genes in E. coli |
-
2001
- 2001-09-28 US US09/966,997 patent/US6764843B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-09-27 EP EP02256756A patent/EP1298212B8/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-27 DE DE60215746T patent/DE60215746T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-09-30 JP JP2002320484A patent/JP4115248B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002313965A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置とその製造方法 |
JP4637397B2 (ja) * | 2001-04-16 | 2011-02-23 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1298212A2 (en) | 2003-04-02 |
US20030100052A1 (en) | 2003-05-29 |
US6764843B2 (en) | 2004-07-20 |
DE60215746T2 (de) | 2007-08-30 |
EP1298212B8 (en) | 2006-12-20 |
DE60215746D1 (de) | 2006-12-14 |
EP1298212A3 (en) | 2003-08-27 |
JP4115248B2 (ja) | 2008-07-09 |
EP1298212B1 (en) | 2006-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4108173B2 (ja) | SpeI制限エンドヌクレアーゼをクローン化及び作製する方法 | |
US6335190B1 (en) | Method for cloning and producing the BsmI restriction endonuclease in E. coli | |
EP0477532B1 (en) | Nla III restriction endonuclease and methylase encoding DNA fragment. | |
EP0607005B1 (en) | Isolated DNA encoding the Not I restriction endonuclease and related methods for producing the same | |
US7011966B2 (en) | Method for cloning and expression of AcuI restriction endonuclease and AcuI methylase in E. coli | |
US6723546B2 (en) | Method for cloning and expression of BsaI restriction endonuclease and BsaI methylase in E. coli | |
US5945288A (en) | Method for cloning and producing the PmeI restriction endonuclease | |
JP4165775B2 (ja) | 大腸菌でのBssHII制限酵素のクローニング及び生産方法 | |
JP2003230390A (ja) | E.coliにおけるbsmbi制限エンドヌクレアーゼとbsmbiメチラーゼのクローニング及び発現の方法、並びにbsmbiエンドヌクレアーゼの精製方法 | |
US6413758B1 (en) | Method for cloning and expression of Bpml restriction endonuclease in E. coli | |
EP1587922B1 (en) | Method for cloning and expression of bsrgi restriction endonuclease and bsrgi methyltransferase in e . coli | |
EP1225219B1 (en) | Method for cloning and expression of BstYI restriction endonuclease and BstYI methylase in E. coli and purification of BstYI and M.BstYI enzymes | |
US6586220B1 (en) | Method for cloning and expression of BsaWI restriction endonuclease and BsaWI methylase in E. coli | |
WO2003016519A1 (en) | METHOD FOR CLONING AND EXPRESSION OF AsiSI RESTRICTION ENDONUCLEASE AND AsiSI METHYLASE IN E.COLI | |
US6596524B2 (en) | Method for cloning and expression of BsmAi restriction endonuclease and BsmAI methylase in E. coli | |
US6919194B2 (en) | Method for cloning and expression of Tth111II restriction endonuclease-methylase in E. coli | |
EP1096015B1 (en) | Method for cloning and expression of the NheI restriction endonuclease in E. coli | |
US5824529A (en) | Method for cloning and producing the PshAI restriction endonuclease | |
US20040175816A1 (en) | Method for cloning and expression of OkrAI restriction endonuclease and methyltransferase | |
JP2005522985A (ja) | 大腸菌におけるBseRI制限エンドヌクレアーゼ及びBseRIメチラーゼのクローニング及び発現方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050524 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080415 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120425 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120425 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140425 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |