JP2003506036A - 植物中のプリン代謝遺伝子 - Google Patents

植物中のプリン代謝遺伝子

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JP2003506036A JP2001514097A JP2001514097A JP2003506036A JP 2003506036 A JP2003506036 A JP 2003506036A JP 2001514097 A JP2001514097 A JP 2001514097A JP 2001514097 A JP2001514097 A JP 2001514097A JP 2003506036 A JP2003506036 A JP 2003506036A
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フアルコ,サベリオ・カール
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ウエング,ズード
ヒユー,スー
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EI Du Pont de Nemours and Co
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、AMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナーゼをコードする単離された核酸フラグメント、該核酸フラグメントを含んで成る形質転換された宿主細胞、および該核酸フラグメントを含んで成るトランスジェニック植物に関する。本発明はまた、AMPもしくはアデノシンデアミナーゼの全部もしくは実質的な一部分をコードするキメラ遺伝子、および単離されたフラグメントをセンスもしくはアンチセンスの向きで含んで成るキメラ遺伝子の構築にも関する。本発明は、形質転換された宿主細胞中でのAMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナーゼの発現レベルを変える方法、およびAMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナーゼの活性に影響を及ぼす化合物の評価方法にさらに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本出願は、1999年7月30日に出願された米国仮出願第60/14647
3号明細書の利益を主張する。
【0002】 (発明の背景) プリンはDNAおよびRNAの成分である。プリン三リン酸は細胞の化学的エ
ネルギー貯蔵媒体としてもまた作用する。細胞内のプリン合成および代謝の調節
は全細胞の機能に決定的に重要である。ヌクレオチド生合成酵素に影響を及ぼす
大部分の突然変異は致死的であるが、とは言えある種の冗長および救済経路がこ
れらの突然変異のいくつかの有害な影響を和らげることができる。
【0003】 アデノシンデアミナーゼおよびAMPデアミナーゼは、アデノシンをイノシン
に転化する2種の酵素である。これらの遺伝子中の突然変異は、アデノシンおよ
びAMPの救済および異化作用の崩壊を引き起こす。ヒトでは、これらの突然変
異は、白血球(リンパ球)の死につながることができ、これは順に重症の免疫不
全を引き起こす(Wilsonら(1991)Science 252:127
8−1284;MorganとAnderson(1993)Ann Rev
Biochem 62:191−217;Markert(1994)Immu
nodeficiency 5:141−157)。アデノシンもしくはAMP
デアミナーゼの活性の選択的崩壊を、新規の除草剤、殺虫剤および殺真菌剤の同
定および製造で活用することができる。
【0004】 (発明の要約) 本発明は:(a)長さが最低35アミノ酸でありかつ配列番号2、4、6、8
、12、14、16、18、20および22より成る群から選択されるポリペプ
チドに比較される場合にClustal整列方法に基づき最低85%の同一性を
有するポリペプチドをコードする第一のヌクレオチド、もしくは(b)第一のヌ
クレオチド配列の相補物である第二のヌクレオチド配列を含んで成る、単離され
たポリヌクレオチドに関する。
【0005】 第二の態様において、本発明の単離されたポリヌクレオチドは、配列番号1、
3、5、7、11、13、15、17、19および21より成る群から選択され
る核酸配列を有するヌクレオチドを含んで成る。
【0006】 第三の態様において、本発明は、配列番号1、3、5、7、11、13、15
、17、19および21より成る群から選択されるメンバーもしくはそれらの相
補物由来の最低30(好ましくは最低40、最も好ましくは最低60)の連続す
るヌクレオチドを含んで成る、単離されたポリヌクレオチドに関する。
【0007】 第四の態様において、本発明は、最低1種の適する調節配列に操作可能に連結
された、本発明の単離されたポリヌクレオチドを含んで成るキメラ遺伝子に関す
る。
【0008】 第五の態様において、本発明は、本発明のキメラ遺伝子もしくは単離されたポ
リヌクレオチドを含んで成る単離された宿主細胞に関する。該宿主細胞は酵母も
しくは植物細胞のような真核生物、または細菌細胞のような原核生物であること
ができる。本発明は、本発明の単離されたポリヌクレオチドもしくはキメラ遺伝
子を含んで成るウイルス、好ましくはバキュロウイルスにもまた関する。
【0009】 第六の態様において、本発明は単離された宿主細胞の製造方法にもまた関し、
該方法は、適するキメラ遺伝子もしくは単離されたポリヌクレオチドで、単離さ
れた宿主細胞を形質転換もしくはトランスフェクションのいずれかをすることを
含んで成る。
【0010】 第七の態様において、本発明は、長さが最低35アミノ酸でありかつ配列番号
2、4、6、8、12、14、16、18、20および22より成る群から選択
されるポリペプチドに比較してClustal整列方法に基づき最低85%の同
一性を有する、単離されたポリペプチドに関する。
【0011】 第八の態様において、本発明は、宿主細胞、好ましくは植物細胞中のAMPも
しくはアデノシンデアミナーゼの発現レベルもしくは活性に影響を及ぼす単離さ
れたポリヌクレオチドの選択方法に関する。本発明により、該方法は:(a)本
発明の単離されたポリヌクレオチドもしくは単離されたキメラ遺伝子を構築する
こと;(b)該単離されたポリヌクレオチドもしくは単離されたキメラ遺伝子を
宿主細胞中に導入すること;(c)該単離されたポリヌクレオチドを含有する宿
主細胞中のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼのポリペプチドもしくは酵素
活性のレベルを測定すること;および(d)該単離されたポリヌクレオチドを含
有する宿主細胞中のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼのポリペプチドもし
くは酵素活性のレベルを、該単離されたポリヌクレオチドを含有しない宿主細胞
中のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼのポリペプチドもしくは酵素活性の
レベルと比較することを介して、適するポリヌクレオチドを選択すること、を含
んで成る。
【0012】 第九の態様において、本発明は、配列番号1、3、5、7、11、13、15
、17、19および21より成る群から選択されるヌクレオチド配列、もしくは
こうしたヌクレオチド配列の相補物由来の最低30の連続するヌクレオチドを含
んで成るオリゴヌクレオチドプライマー(好ましくは最低40のもの、最も好ま
しくは最低60のもの)を合成すること;ならびに、該オリゴヌクレオチドプラ
イマーを使用して核酸フラグメント(好ましくはクローニングベクターに挿入さ
れたcDNA)を増幅することを含んで成る、AMPもしくはアデノシンデアミ
ナーゼポリペプチド、好ましくは植物のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼ
ポリペプチドの実質的な一部分をコードする核酸フラグメントを得る方法に関す
る。増幅された核酸フラグメントは、好ましくは、AMPもしくはアデノシンデ
アミナーゼのアミノ酸配列の実質的な一部分をコードすることができる。
【0013】 第十の態様において、本発明は:本発明の標識された単離されたポリヌクレオ
チドでcDNAもしくはゲノムのライブラリーをプロービングすること;該単離
されたポリヌクレオチドとハイブリダイズするDNAクローンを同定すること;
および同定されたDNAクローンを単離することを含んで成る、AMPもしくは
アデノシンデアミナーゼの全部もしくは実質的な一部分をコードする核酸フラグ
メントを得る方法に関する。
【0014】 第十一の態様において、本発明は、本発明の単離されたポリヌクレオチドを含
んで成る、ハイブリダイゼーション混合物のような組成物に関する。
【0015】 第十二の態様において、本発明は:(a)本発明のキメラ遺伝子もしくは本発
明の単離されたポリヌクレオチドを含んで成る発現カセットで宿主細胞を形質転
換すること;および(b)ヌル突然変異を補完するのに十分な量でのポリヌクレ
オチドの発現を可能にする条件下で、形質転換された宿主細胞、好ましくは単子
葉もしくは双子葉植物細胞のような植物細胞を成長させることを含んで成る、形
質転換された細胞を得る方法に関する。
【0016】 第十三の態様において、本発明は:(a)本発明のキメラ遺伝子で宿主細胞を
形質転換すること;および(b)該キメラ遺伝子の発現に適する条件下で、形質
転換された宿主細胞を成長させること(ここで、該キメラ遺伝子の発現は、形質
転換された宿主細胞中のプリン代謝に関与する酵素のレベルを変える)を含んで
成る、宿主細胞中のプリン代謝に関与する酵素の発現のレベルを変える方法に関
する。
【0017】 本発明のさらなる一態様は、プリン代謝に関与する酵素の活性を阻害するその
能力についての最低1種の化合物の評価方法であって、該方法は:(a)本発明
のキメラ遺伝子で宿主細胞を形質転換すること;(b)該キメラ遺伝子の発現に
適する条件下で、該形質転換された宿主細胞を成長させること(ここで、該キメ
ラ遺伝子の発現は形質転換された宿主細胞中で酵素の産生をもたらし);(c)
場合によっては、形質転換された宿主細胞により発現された酵素を精製すること
;(d)試験されるべき化合物で該酵素を処理すること;および(e)処理され
た酵素の活性を処理されない酵素の活性と比較し、それにより、阻害活性をもつ
化合物を選択すること、の段階を含んで成る。
【0018】 本発明は、以下の詳述された記述ならびに付随する図面および配列表からより
完全に理解することができる。
【0019】 図1は、発明にかかる、プリンの異化作用につながる生化学的経路を描く。A
MPデアミナーゼおよびアデノシンデアミナーゼにより調節される段階を示す。
【0020】 図2は、発明にかかる、トウモロコシ、コメ、ダイズおよびコムギのAMPデ
アミナーゼ(それぞれ配列番号14、16、18および20)、ならびにシロイ
ヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のAMPデアミナーゼ
(配列番号23[gi 7484807])のアミノ酸配列の比較を示す。
【0021】 図3は、発明にかかる、大腸菌(Escherichia coli)のアデ
ノシンデアミナーゼ(配列番号24[gi 2506342])とのダイズのア
デノシンデアミナーゼ(配列番号12)のアミノ酸配列の比較を示す。
【0022】 発明にかかる、本明細書に記述されるポリペプチド、これらのポリペプチドの
全部もしくは実質的な一部分を表すポリペプチドをコードする核酸フラグメント
を含んで成るcDNAクローンの呼称、および付属される配列表で使用されると
ころの対応する識別名(配列番号)を列挙する。これに付属される配列の記述お
よび配列表は、C.F.R第37条§1.821−1.825に示されるところ
の特許出願におけるヌクレオチドおよび/もしくはアミノ酸配列の開示に適用さ
れる規則に従う。
【0023】
【表1】
【0024】 配列表は、IUPAC−IUBMBの下での標準的なヌクレオチドの一文字記
号およびアミノ酸の三文字記号(Nucleic Acids Res.13:
3021−3030(1985);Biochemical J.219(No
.2):345−373(1984))を含有する。ヌクレオチドおよびアミノ
酸配列データに使用される記号および形式は、C.F.R.第37条§1.82
2に示される規則に従う。配列番号1〜12に開示される情報は、1999年7
月30日に出願された米国仮出願第60/146473号明細書に含有される。
【0025】 (発明の詳細な記述) 本開示の情況において、「ポリヌクレオチド」、「ポリヌクレオチド配列」、
「核酸配列」および「核酸フラグメント」もしくは「単離された核酸フラグメン
ト」という用語を互換性に使用する。ポリヌクレオチドはRNAもしくはDNA
であることができ、それらは一本鎖もしくは二本鎖であることができかつ合成、
非天然もしくは変えられたヌクレオチド塩基を含有することができる。DNAポ
リヌクレオチドはcDNA、ゲノムDNA、合成DNAの1種もしくはそれ以上
のセグメント、またはそれらの混合物より構成されることができる。本発明の単
離されたポリヌクレオチドは、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15
、17、19および21由来の最低30の連続するヌクレオチドのもの、好まし
くは最低40の連続するヌクレオチドのもの、最も好ましくは最低60の連続す
るヌクレオチドのもの、もしくはこうした配列の相補物を包含することができる
【0026】 「単離された」ポリヌクレオチドもしくはポリペプチドという用語は、その天
然に存在する環境中で見出される際にそれと通常付随もしくは相互作用する他の
染色体および染色体外DNAおよびRNAもしくは他のタンパク質のような他の
細胞性分子を実質的に含まない分子を指す。単離されたポリヌクレオチドもしく
はポリペプチドは、それらが天然に存在する宿主細胞から精製することができる
。慣習的な核酸もしくはタンパク質精製法は当業者に公知である。該用語は、組
換えのおよび化学的に合成されたポリヌクレオチドもしくはポリペプチドもまた
包含する。
【0027】 「組換えの」という用語は、例えば、核酸配列が、化学合成もしくは遺伝子工
学技術による2種もしくはそれ以上の別の方法で分離された核酸フラグメントの
人工的結合により作成もしくは改変されることを意味する。
【0028】 本明細書で使用されるところの「コンティグ(contig)」は、配列の相
同性の有意の共通のもしくは重なり合う領域を共有しかつ単一の連続するヌクレ
オチド配列に集成して「コンティグ」を形成することができる、2種もしくはそ
れ以上の構成的ヌクレオチド配列から集成される連続するヌクレオチド配列を指
す。比較方法および 本明細書で使用されるところの「実質的に類似の」は、その中で1個もしくは
それ以上のヌクレオチド塩基の変化が1個もしくはそれ以上のアミノ酸の置換を
もたらすがしかし該ヌクレオチド配列によりコードされるポリペプチドの機能特
性に影響を及ぼさない核酸フラグメントを指す。「実質的に類似の」はまた、そ
の中で1個もしくはそれ以上のヌクレオチド塩基の変化が、例えばアンチセンス
もしくは共抑制による遺伝子沈黙(gene silencing)を介して遺
伝子発現のパターンもしくはレベルを変える核酸フラグメントもしくはその転写
物の能力に影響を及ぼさない、核酸フラグメントも指す。
【0029】 実質的に類似の核酸フラグメントは、本発明の核酸フラグメントの下位フラグ
メント(subfragment)もしくは改変を表す核酸フラグメント(ここ
で、1個もしくはそれ以上のヌクレオチドが置換、欠失および/もしくは挿入さ
れる)を、植物もしくは植物細胞中の改変されない核酸フラグメントによりコー
ドされるポリペプチドのレベルに影響を及ぼすそれらの能力についてスクリーニ
ングすることにより得ることができる。
【0030】 本核酸フラグメント由来の最低30の連続するヌクレオチドを表す実質的に類
似の核酸フラグメントを構築しかつ植物もしくは植物細胞中に導入することがで
きる。実質的に類似の核フラグメントに曝露された植物もしくは植物細胞中に存
在する改変されない核酸フラグメントによりコードされるポリペプチドのレベル
を、その後、実質的に類似の核酸フラグメントに曝露されない植物もしくは植物
細胞中のポリペプチドのレベルと比較することができる。
【0031】 例えば、遺伝子発現のアンチセンス抑制および共抑制は、実質的に類似の核酸
フラグメント、すなわち、遺伝子のコーディング領域全体未満を表す、もしくは
抑制されるべき遺伝子と100%未満の配列の同一性を有する核酸分子を使用し
て達成することができることが、当該技術分野で公知である。
【0032】 実質的に類似のポリペプチドは、該ポリペプチドの機能に有意に影響を及ぼさ
ない1個もしくはそれ以上のアミノ酸の置換、付加もしくは欠失を有するポリペ
プチドを指す。当業者は、それによりある残基が類似の特徴をもつ別のもので置
換される保存的置換は、実質的に類似の機能をもつポリペプチドをもたらすこと
を認識している。典型的なこうした置換は、Ala、Val、LeuおよびIl
eの間;SerとThrとの間;AspとGluとの間;AsnとGlnとの間
;ならびにLysとArgとの間;もしくはPheとTyrとの間である。実質
的に類似のポリペプチドは、いずれかの組み合わせで置換、欠失もしくは付加さ
れた数個の、5〜10、1〜5、1〜3、1〜2もしくは1個のアミノ酸を有す
ることができる。
【0033】 従って、疎水性アミノ酸、アミノ酸アラニンのコドンは、グリシンのような別
のより少なく疎水性の残基、またはバリン、ロイシンもしくはイソロイシンのよ
うなより疎水性の残基をコードするコドンにより置換されることができる。同様
に、グルタミン酸の代わりにアスパラギン酸のような1個の負に荷電した残基の
代わりの別のもの、もしくはアルギニンの代わりにリシンのような、1個の正に
荷電した残基の代わりの別のものの置換をもたらす変化もまた、機能的に同等な
産物を生じさせると期待することができる。
【0034】 ポリペプチド分子のN末端およびC末端部分の変化をもたらすヌクレオチド変
化もまた、該ポリペプチドの活性を変えると期待されないとみられる。提案され
た改変のそれぞれは、コードされた産物の生物学的活性の保持の決定がそうであ
るように、当該技術分野の慣例の熟練内に十分にある。
【0035】 結果として、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19お
よび21より成る群から選択されるヌクレオチド配列、ならびにこうしたヌクレ
オチド配列の相補物由来の最低30の連続するヌクレオチドのヌクレオチド配列
を含んで成る単離されたポリヌクレオチド(好ましくは最低40のもの、最も好
ましくは最低60のもの)を、AMPもしくはアデノシンデアミナーゼの発現に
影響を及ぼす単離されたポリヌクレオチドの選択方法で使用することができる。
【0036】 従って、本発明は特定の例示的ヌクレオチドもしくはアミノ酸配列以上を包含
しかつそれらの機能的同等物を包含することが理解される。「実質的に類似の」
および「実質的に対応する」という用語は本明細書で互換性に使用する。
【0037】 ウイルスもしくは宿主細胞(植物もしくは酵母のような真核生物、細菌のよう
な原核生物)中での遺伝子の発現のレベルに影響を及ぼす単離されたポリヌクレ
オチドの選択方法は:本発明の単離されたポリヌクレオチドもしくは本発明のキ
メラ遺伝子を構築すること;単離されたポリヌクレオチドもしくは単離されたキ
メラ遺伝子を、該単離されたポリヌクレオチドの本来の同等物を発現する宿主細
胞に導入すること;該宿主細胞中の本来の遺伝子の発現のレベルを測定すること
;および単離されたポリヌクレオチドを含有する宿主細胞中のポリペプチドもし
くは酵素活性のレベルを、単離されたポリヌクレオチドを含有しない宿主細胞中
のポリペプチドもしくは酵素活性のレベルと比較すること、を含むことができる
【0038】 さらに、実質的に類似の核酸フラグメントは、ハイブリダイズするそれらの能
力によってもまた特徴づけることができる。こうした相同性の推定は、当業者に
より十分に理解されるとおり、ストリンジェンシーの条件下でのDNA−DNA
もしくはDNA−RNAのいずれかのハイブリダイゼーションにより提供される
(HamesとHiggins編(1985)Nucleic Acid Hy
bridisation、IRL プレス(IRL Press)、英国オック
スフォード)。ストリンジェンシーの条件は、遠く関係した生物体からの相同配
列のような中程度に類似のフラグメント、ないし緊密に関係した生物体からの機
能的酵素を再現する遺伝子のような高度に類似のフラグメントについてスクリー
ニングするように調節することができる。ハイブリダイゼーション後の洗浄がス
トリンジェンシーの条件を決定する。一組の好ましい条件は、6×SSC、0.
5%SDS、室温で15分間を用いて開始し、その後2×SSC、0.5%SD
S、45℃で30分間を用いて反復され、そしてその後0.2×SSC、0.5
%SDS、50℃30分間を用いて2回反復される一連の洗浄を使用する。より
好ましい一組のストリンジェントな条件はより高温を使用し、ここでは洗浄は0
.2×SSC、0.5%SDS中の最後の2回の30分の洗浄の温度を60℃に
増大させたことを除き上のものに同一である。別の好ましい組の高度にストリン
ジェントな条件は、0.1×SSC、0.1%SDS、65℃での2回の最後の
洗浄を使用する。
【0039】 本発明の実質的に類似の核酸フラグメントは、当業者により普遍的に使用され
るアルゴリズムにより決定されるとおり、それらがコードするアミノ酸配列の同
一性のパーセントによってもまた特徴づけることができる。本発明の適する単離
されたポリヌクレオチドは、本明細書に報告されるアミノ酸配列に最低約70%
同一、好ましくは最低約80%、より好ましくは最低約85%、なおより好まし
くは最低約90%、および最も好ましくは最低約95%同一であるポリペプチド
をコードする。
【0040】 適する核酸フラグメントは、上の同一性を有するのみならず、しかし典型的に
は、最低10、好ましくは20、より好ましくは30、なおより好ましくは50
、より好ましくは最低100、より好ましくは最低150、なおより好ましくは
最低200、および最も好ましくは最低250アミノ酸を有するポリペプチドを
コードする。
【0041】 配列の整列および同一性のパーセントの計算は、LASERGENE生物情報
科学コンピュータ計算ソフトウェアパッケージ(DNASTAR インク(DN
ASTAR Inc.)、ウィスコンシン州マディソン)のMegalignプ
ログラムを使用して実施した。配列の複数の整列は、デフォルトのパラメータ(
ギャップ ペナルティ(GAP PENALTY)=10、ギャップ長ペナルテ
ィ(GAP LENGTH PENALTY)=10)を用いるClustal
整列方法(HigginsとSharp(1989)CABIOS.5:151
−153)を使用して実施した。Clustal法を使用する対にした整列のた
めのデフォルトのパラメータは、KTUPLE 1、ギャップ ペナルティ=3
、ウィンドウ(WINDOW)=5およびダイアゴナルズ セイブド(DIAG
ONALS SAVED)=5であった。
【0042】 アミノ酸およびヌクレオチド配列は、当業者により人的に、もしくはBLAS
T(基本的局所整列検索ツール(Basic Local Alignment
Search Tool);Altschulら(1993)J.Mol.B
iol.215:403−410;www.ncbi.nlm.nih.gov
/BLAST/もまた参照されたい)のようなアルゴリズムを使用するコンピュ
ータに基づく配列比較および同定ツールを使用することによるかのいずれかでも
また評価することができる。一般に、あるポリペプチドもしくは核酸配列を既知
のタンパク質もしくは遺伝子に相同と推定で同定するためには、10もしくはそ
れ以上の連続するアミノ酸、または30もしくはそれ以上の連続するヌクレオチ
ドの配列が必要である。さらに、ヌクレオチド配列に関しては、30もしくはそ
れ以上の連続するヌクレオチドを含んで成る遺伝子特異的なオリゴヌクレオチド
プローブを、遺伝子の同定(例えばサザンハイブリダイゼーション)および単離
(例えば、細菌コロニーもしくはバクテリオファージプラークのインシトゥハイ
ブリダイゼーション)の配列依存的方法で使用することができる。加えて、12
もしくはそれ以上のヌクレオチドの短いオリゴヌクレオチドは、プライマーを含
んで成る特定の核酸フラグメントを得るために、PCRでの増幅プライマーとし
て使用することができる。
【0043】 従って、ヌクレオチド配列の「実質的部分」は、該配列を含んで成る核酸フラ
グメントの特異的同定および/もしくは単離を提供することができるヌクレオチ
ド配列を含んで成る。
【0044】 本明細は、1種もしくはそれ以上の特定の植物タンパク質を含んで成るポリペ
プチドをコードするアミノ酸およびヌクレオチド配列を教示する。これらの配列
の利益を有する当業者は、今や、当業者に既知の目的上、開示される配列の全部
もしくは実質的な一部分を使用することができる。従って、本発明が付随する配
列表に報告されるような配列を含んで成る完全長の分子の完全な配列、ならびに
それらの実質的部分を包含することを企図している。
【0045】 「コドンの縮重」は、コードされるポリペプチドのアミノ酸配列に影響を及ぼ
すことなくヌクレオチド配列の変動を可能にする遺伝暗号中の逸脱を指す。従っ
て、本発明は、本明細書に示されるアミノ酸配列の全部もしくは実質的な一部分
をコードするヌクレオチド配列を含んで成るいかなる核酸フラグメントも指す。
【0046】 当業者は、所定のアミノ酸をコードするヌクレオチドコドンの使用頻度の特定
の宿主細胞により表される「コドンの偏り」を十分に知っている。従って、宿主
細胞中の改善された発現のために核酸フラグメントを合成する場合、コドン使用
頻度のその頻度が宿主細胞の好ましいコドン使用頻度の頻度に近づくような核酸
フラグメントを設計することが望ましく、かつ当業者の通常の熟練内である。
【0047】 「合成の核酸フラグメント」は、オリゴヌクレオチド基礎単位から集成するこ
とができ、これらは当業者に既知の手順を使用して化学的に合成することができ
る。これらの基礎単位を連結もしくはアニーリングしてより大きな核酸フラグメ
ントを形成させ、それらをその後酵素的に集成して所望の核酸フラグメント全体
を構築することができる。核酸フラグメントに関するところの「化学的に合成さ
れる」は、成分のヌクレオチドをインビトロで集成したことを意味する。核酸フ
ラグメントの人的化学合成は、確立した手順を使用して達成することができる。
多数の商業的に入手可能な機械の1つを使用して、自動化化学合成を実施するこ
とができる。
【0048】 ポリヌクレオチドの化学合成は、宿主細胞のコドンの偏りを反映するヌクレオ
チド配列の至適化に基づく、至適の遺伝子発現のためのポリヌクレオチドの特定
の目的に合わせた製作(tailoring)を可能にする。当業者は、コドン
使用頻度が宿主により好まれるそれらのコドンに向かって偏らされる場合に、成
功裏の遺伝子発現がよりありそうであることを認識している。好ましいコドンの
決定は、配列情報が入手可能である場合に宿主細胞由来の遺伝子の調査に基づく
ことができる。
【0049】 「遺伝子」は、ポリペプチド分子をコードする核酸フラグメントを指す。遺伝
子はRNA分子をコードすることもまたできる。一般に理解されるとおり、遺伝
子は、コーディング配列に先行する(5’非コーディング配列)およびその後に
続く(3’非コーディング配列)調節配列、ならびに個々のコーディングセグメ
ント(エキソン)の間の介在配列(イントロン)を包含する。「本来の遺伝子」
はその本来の調節配列を含む遺伝子を指す。「キメラ遺伝子」は、天然に一緒に
見出されない調節およびコーディング配列を含んで成る、本来の遺伝子でないい
かなる遺伝子も指す。従って、キメラ遺伝子は、異なる供給源由来である調節配
列およびコーディング配列、もしくは同一の供給源由来だがしかし天然に見出さ
れるものと異なる様式で配置される調節配列およびコーディング配列を含むこと
ができる。「固有の遺伝子」は、生物体のゲノム中のその天然の位置の本来の遺
伝子を指す。「外来遺伝子」は、通常は宿主生物体中で見出されないがしかし遺
伝子移入により宿主生物体に導入される遺伝子を指す。外来遺伝子は非本来の生
物体に挿入された本来の遺伝子であることができるか、もしくはそれらはキメラ
遺伝子であることができる。「トランスジーン(transgene)」は形質
転換手順によりゲノム中に導入された遺伝子である。
【0050】 「コーディング配列」は特定のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を
指す。「調節配列」は、コーディング配列の上流(5’非コーディング配列)、
その内もしくは下流(3’非コーディング配列)に配置され、かつ、転写、RN
Aのプロセシングもしくは安定性、または関連するコーディング配列の翻訳に影
響するヌクレオチド配列を指す。調節配列は、プロモーター、翻訳リーダー配列
、イントロンおよびポリアデニル酸化認識配列を包含することができる。
【0051】 「プロモーター」は、コーディング配列もしくは機能的RNAの発現を制御す
ることが可能なヌクレオチド配列を指す。一般に、コーディング配列はプロモー
ター配列の3’に配置される。プロモーター配列は、近位のおよびより遠位の上
流要素より成り、後者の要素はしばしばエンハンサーと称される。従って、「エ
ンハンサー」は、プロモーター活性を刺激することができかつプロモーターのレ
ベルもしくは組織特異性を高めるように挿入されたプロモーターの生来の要素も
しくは異種要素であることができるヌクレオチド配列である。プロモーターはそ
っくりそのまま本来の遺伝子由来であることができるか、もしくは天然に見出さ
れる異なるプロモーター由来の異なる要素から構成されることができるか、もし
くは合成のヌクレオチドセグメントさえ含むことができる。異なるプロモーター
が、異なる組織もしくは細胞型において、または発生の異なる段階で、または異
なる環境条件に応答して、遺伝子の発現を指図することができることが、当業者
により理解される。大部分の時点で大部分の細胞型においてある核酸フラグメン
トを発現させるプロモーターは、普遍的に「構成プロモーター」と称される。植
物細胞中で有用な多様な型の新たなプロモーターが定常的に発見されており;多
数の例をOkamuroとGoldberg(1989)Biochemist
ry of Plants 15:1−82による編集物で見出すことができる
。(より最近の参考文献を使用されたい)大部分の場合で調節配列の正確な境界
が完全には定義されていないため、異なる長さの核酸フラグメントが同一のプロ
モーター活性を有することができることがさらに認識される。
【0052】 「翻訳リーダー配列」は、遺伝子のプロモーター配列とコーディング配列との
間に配置されるヌクレオチド配列を指す。翻訳リーダー配列は、完全にプロセシ
ングされたmRNA中に翻訳開始配列の上流に存在する。翻訳リーダー配列は、
mRNAへの一次転写物のプロセシング、mRNAの安定性もしくは翻訳効率に
影響を及ぼすことができる。翻訳リーダー配列の例が記述されている(Turn
erとFoster(1995)Mol.Biotechnol.3:225−
236)。
【0053】 「3’非コーディング配列」という用語は、コーディング配列の下流に配置さ
れるヌクレオチド配列を指し、そして、ポリアデニル酸化認識配列、およびmR
NAのプロセシングもしくは遺伝子発現の他の局面に影響を及ぼすことが可能な
調節シグナルをコードする他の配列を包含する。ポリアデニル酸化シグナルは、
通常、mRNA前駆体の3’端へのポリアデニル酸ホモポリマーの付加を達成す
ることを特徴とする。多様な3’非コーディング配列の使用はIngelbre
chtら(1989)Plant Cell 1:671−680により例示さ
れる。
【0054】 「RNA転写物」は、DNA配列のRNAポリメラーゼに触媒される転写から
生じる産物を指す。RNA転写物がDNA配列の完全な相補的コピーである場合
、それは一次転写物と称される。一次転写物が転写後プロセシングを受けた場合
、それは成熟RNAとなる。「メッセンジャーRNA(mRNA)」は、イント
ロンを含まずかつ細胞によりポリペプチドに翻訳されることができるRNAを指
す。「cDNA」は、mRNA鋳型に相補的でありかつそれから生じられるDN
Aを指す。cDNAは一本鎖であることができるか、もしくは例えばDNAポリ
メラーゼIのクレノウフラグメントを使用して二本鎖の形態に転化することがで
きる。「センスRNA」は、mRNAを包含しかつ従ってポリペプチドに翻訳さ
れることができるRNA転写物を指す。「アンチセンスRNA」は、標的の一次
転写物もしくはmRNAの全部もしくは一部に相補的であり、かつ、標的遺伝子
の発現を封鎖することができる、RNA転写物を指す(米国特許第5,107,
065号明細書(引用により本明細書に組み込まれる)を参照されたい)。アン
チセンスRNAの相補性は、標的遺伝子のいずれかの部分と、すなわち5’非コ
ーディング配列、3’非コーディング配列、イントロンもしくはコーディング配
列でであることができる。「機能的RNA」は、センスRNA、アンチセンスR
NA、リボザイムRNA、もしくは翻訳されなくてもよいがしかしそれでもなお
細胞の過程に対する影響を有する他のRNAを指す。
【0055】 「操作可能に連結される」という用語は、単一のポリヌクレオチドを形成する
2個もしくはそれ以上の核酸フラグメントの結合を指し、その結果、一方のフラ
グメントの機能が他方により影響を及ぼされる。例えば、プロモーターは、それ
があるコーディング配列の発現に影響を及ぼすことが可能である(すなわち、コ
ーディング配列が該プロモーターの転写制御下にある)場合にそのコーディング
配列と操作可能に連結される。コーディング配列は、センスもしくはアンチセン
スの向きで調節配列に操作可能に連結することができる。例えば、コーディング
領域は、センスもしくはアンチセンス転写物が発現されるようなプロモーターに
連結することができる。加えて、いくつかの調節要素は向きに依存しない様式で
機能することができる。
【0056】 本明細書で使用されるところの「発現」という用語は、本発明の核酸フラグメ
ント由来のセンス(mRNA)もしくはアンチセンスRNAの転写を指す。発現
はポリペプチドへのmRNAの翻訳もまた指すことができる。
【0057】 「アンチセンス阻害」はアンチセンスRNA転写物の産生を指し、これは順に
標的遺伝子の発現を抑制する。「過剰発現」は、正常のもしくは形質転換されな
い生物体における産生のレベルを越える、トランスジェニック生物体における遺
伝子産物の産生を指す。「共抑制」はセンスRNA転写物の産生を指し、これは
同一もしくは実質的に類似の外来のもしくは固有の遺伝子の発現を抑制する(米
国特許第5,231,020号明細書(引用により本明細書に組み込まれる))
【0058】 「変えられたレベル」の発現、もしくは「変えられた発現」は、正常のもしく
は形質転換されない生物体のものと異なる量もしくは比率でのトランスジェニッ
ク生物体における遺伝子産物(1種もしくは複数)の産生を指す。
【0059】 細胞を指すのに使用される場合の「ヌル突然変異体」は、細胞が、ある種の遺
伝子産物の発現を欠くか、または不活性であるかもしくはいかなる検出可能な期
待される機能も有しない遺伝子産物を発現するかのいずれかであることを意味す
る。
【0060】 「成熟タンパク質」、もしくはタンパク質の記述において使用される場合の「
成熟」という用語は、翻訳後にプロセシングされたポリペプチド;すなわち、そ
れから一次翻訳産物中に存在するいかなるプレもしくはプロペプチドも除去され
たものを指す(機能的参考文献の必要性)。「前駆体タンパク質」もしくはタン
パク質の記述において使用される場合の「前駆体」という用語は、mRNAの翻
訳の一次産物(すなわちなお存在するプレおよびプロペプチドを伴う)を指す。
プレおよびプロペプチドは、限定されるものでないが細胞内局在化シグナルであ
ることができる。
【0061】 「葉緑体輸送ペプチド」は、タンパク質とともに翻訳されかつ葉緑体もしくは
該タンパク質が作成される植物細胞中に存在する他のプラスチド型に該タンパク
質を向けるアミノ酸配列である。「葉緑体輸送配列」は、葉緑体輸送ペプチドを
コードするヌクレオチド配列を指す。「シグナルペプチド」は、タンパク質とと
もに翻訳されかつ該タンパク質を分泌系に向けるアミノ酸配列である(Chri
speels(1991)Ann.Rev.Plant Phys.Plant
Mol.Biol.42:21−53)。タンパク質が液胞に向けられるべき
である場合、液胞ターゲッティングシグナル(以前に出現していない)がさらに
付加されることができるか、もしくは、小胞体に向けられるべきである場合、小
胞体保持シグナルが付加されることができる。タンパク質が核に向けられるべき
である場合、存在するいかなるシグナルペプチドも除去されるはずであり、そし
て代わりに核局在化シグナルが包含されるはずである(Raikhel(199
2)Plant Physiol.100:1627−1632)。
【0062】 「形質転換」は、好ましくは遺伝子的に安定な遺伝をもたらす、宿主生物体の
ゲノム中への核酸フラグメントの移入を指す。形質転換された核酸フラグメント
を含有する宿主生物体は「トランスジェニック」生物体と称される。植物の形質
転換法の例は、アグロバクテリウム属(Agrobacterium)に媒介さ
れる形質転換(De Blaereら(1987)Meth.Enzymol.
143:277)(いずれかのより新しい参考文献)および粒子に加速されるも
しくは「ジーンガン」形質転換技術(Kleinら(1987)Nature 327:70−73;米国特許第4,945,050号明細書(引用により本
明細書に組み込まれる))を包含する。従って、本発明の単離されたポリヌクレ
オチドは、宿主細胞中への導入およびその中での複製が可能な組換え構築物、典
型的にはDNA構築物中に組込むことができる。こうした構築物は、複製系、お
よび所定の宿主細胞中のポリペプチドをコードする配列の転写および翻訳が可能
である配列を包含するベクターであることができる。植物細胞の安定なトランス
フェクションもしくはトランスジェニック植物の樹立に適する多数のベクターが
、例えば、Pouwelsら、Cloning Vectors:A Labo
ratory Manual、1985、増補1987;Weissbachと
Weissbach、Methods for Plant Molecula
r Biology、アカデミック プレス(Academic Press)
、1989;およびFlevinら、Plant Molecular Bio
logy Manual、クラワー アカデミック パブリッシャーズ(Klu
wer Academic Publishers)、1990に記述されてい
る。典型的には、植物の発現ベクターは、例えば、5’および3’調節配列の転
写制御下の1種もしくはそれ以上のクローン化された植物遺伝子および優位の選
択可能なマーカーを包含する。こうした植物の発現ベクターは、プロモーター調
節領域(例えば、誘導可能なもしくは構成的な、環境でもしくは発生的に調節さ
れる、または細胞もしくは組織特異的な発現を制御する調節領域)、転写開始の
開始部位、リボソーム結合部位、RNAプロセシングシグナル、転写終止部位お
よび/あるいはポリアデニル酸化シグナルもまた含有することができる。
【0063】 本明細書で使用される標準的な組換えDNAおよび分子クローン化技術は当該
技術分野で公知であり、かつ、Sambrookら Molecular Cl
oning:A Laboratory Manual;コールド スプリング
ハーバー ラボラトリー プレス(Cold Spring Harbor
Laboratory Press):コールドスプリングハーバー、1989
(下で「Maniatis」)に、より完全に記述される。
【0064】 「PCR」もしくは「ポリメラーゼ連鎖反応」は、特定のDNAセグメントの
増幅に使用される技術として当業者により公知である(米国特許第4,683,
195号および同第4,800,159号明細書)。
【0065】 本発明は:(a)配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、
20および22より成る群から選択されるポリペプチドに比較される場合に、C
lustal整列方法に基づき、最低、最低30%、好ましくは35%、なお好
ましくは40%、より好ましくは45%、なおより好ましくは50%、より好ま
しくは55%、より好ましくは60%、なお好ましくは65%、なおより好まし
くは70%、なお好ましくは75%、より好ましくは80%、より好ましくは8
5%、および最も好ましくは90%の同一性を有する、最低30、好ましくは6
0、なお好ましくは100、より好ましくは150、なおより好ましくは200
、より好ましくは250、より好ましくは300、なお好ましくは350、なお
より好ましくは400、なお好ましくは450、より好ましくは500、より好
ましくは550、および最も好ましくは650アミノ酸のポリペプチドをコード
する第一のヌクレオチド配列、もしくは(b)第一のヌクレオチド配列の相補物
を含んで成る第二のヌクレオチド配列、より成る群から選択されるヌクレオチド
配列を含んで成る単離されたポリヌクレオチドに関する。
【0066】 好ましくは、第一のヌクレオチド配列は、配列番号1、3、5、7、9、11
、13、15、17、19および21より成る群から選択される核酸配列を含ん
で成る。本発明のとりわけ好ましいポリペプチドは、配列番号2、4、6、8、
10、12、14、16、18、20もしくは22のアミノ酸配列を有する。
【0067】 本発明は、数種のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼの最低一部分をコー
ドする核酸フラグメントを提供する。これらの核酸は、単離され、かつ、当業者
に公知のBLASTアルゴリズムを使用するヌクレオチドおよびタンパク質配列
を含有する公的データベースとの植物のcDNA配列の比較により同定されてい
る。
【0068】 本発明の核酸フラグメントを使用して、同一もしくは他の植物種からの相同な
タンパク質をコードするcDNAおよび遺伝子を単離することができる。配列に
依存するプロトコルを使用する相同な遺伝子の単離は当該技術分野で公知である
。配列に依存するプロトコルの例は、限定されるものでないが、核酸ハイブリダ
イゼーションの方法、ならびに核酸増幅技術の多様な用途により例示されるよう
なDNAおよびRNA増幅の方法(例えばポリメラーゼ連鎖反応およびリガーゼ
連鎖反応)を挙げることができる。
【0069】 例えば、cDNAもしくはゲノムDNAのいずれかとしてAMPもしくはアデ
ノシンデアミナーゼをコードする遺伝子は、当業者に公知の方法論を使用して、
いずれかの所望の植物からのライブラリーをスクリーニングするためのDNAハ
イブリダイゼーションプローブとして本核酸フラグメントの全部もしくは一部分
を使用することにより、直接単離することができた。本核酸配列に基づく特異的
オリゴヌクレオチドプローブは、当該技術分野で既知の方法(Maniatis
)により設計かつ合成することができる。さらに、配列全体を使用して、ランダ
ムプライマーDNA標識、ニックトランスレーション、末端標識技術のような当
業者に既知の方法によりDNAプローブを、もしくは利用可能なインビトロ転写
系を使用してRNAプローブを直接合成することができる。加えて、特異的プラ
イマーを設計かつ使用して、本配列の一部もしくは全部を増幅することができる
。生じる増幅産物は、増幅反応の間に直接標識することができるか、もしくは増
幅反応後に標識することができ、そして適切なストリンジェンシーの条件下で完
全長のcDNAもしくはゲノムフラグメントを単離するためのプローブとして使
用することができる。
【0070】 加えて、本核酸フラグメントの2個の短いセグメントをポリメラーゼ連鎖反応
のプロトコルで使用して、DNAもしくはRNAからの相同な遺伝子をコードす
るより長い核酸フラグメントを増幅することができる。例えば、一方のプライマ
ーは現在開示されるポリヌクレオチド分子の配列に基づくことができ、他方のプ
ライマーは、増幅で使用される鋳型に依存してポリAもしくはベクター上の配列
に基づくことができる。
【0071】 とりわけ、クローン化された核酸フラグメントのライブラリーでPCRを実施
することができ、ここで、一方のプライマーの配列は本核酸フラグメント由来で
あり、そして他方のプライマーの配列は植物遺伝子をコードするmRNA前駆体
の3’端のポリアデニル酸区域(tract)の存在を利用する。あるいは、第
二のプライマー配列は、クローニングベクター由来の配列に基づくことができる
。例えば、当業者は、RACEプロトコル(Frohmanら(1988)Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 85:8998−9002)に従
って、PCRを使用して転写物中の単一の点と3’もしくは5’端との間の領域
のコピーを増幅することによりcDNAを生成させることができる。3’および
5’の方向に向けられたプライマーを本配列から設計することができる。商業的
に入手可能な3’RACEもしくは5’RACE系(ギブコ(Gibco)BR
L)を使用して、特異的な3’もしくは5’cDNAフラグメントを単離するこ
とができる(Oharaら(1989)Proc.Natl.Acad.Sci
.USA 86:5673−5677;Lohら(1989)Science
243:217−220)。3’および5’RACE手順により生成された産物
を組み合わせて完全長のcDNAを生成させることができる(Frohmanと
Martin(1989)Techniques 1:165)。結果として、
配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19および21より成
る群から選択されるヌクレオチド配列、もしくはこうしたヌクレオチド配列の相
補物由来の30の連続するヌクレオチドの最低1種(好ましくは最低40の1種
、最も好ましくは最低60の1種)のヌクレオチド配列を含んで成るポリヌクレ
オチドを、ポリペプチドのアミノ酸配列の実質的な一部分をコードする核酸フラ
グメントを得るためのこうした方法で使用することができる。
【0072】 本発明は:配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19およ
び21より成る群から選択されるヌクレオチド配列、もしくはこうしたヌクレオ
チド配列の相補物由来の最低30の連続するヌクレオチドのヌクレオチド配列(
好ましくは最低40のもの、最も好ましくは最低60のもの)を含んで成る第一
のオリゴヌクレオチドプライマーを合成すること;適する第二のオリゴヌクレオ
チドプライマーを合成すること、ならびに該オリゴヌクレオチドプライマーを使
用して核酸フラグメント(好ましくはクローニングベクター中に挿入されたcD
NA)を増幅すること、の段階を含んで成る、植物のAMPもしくはアデノシン
デアミナーゼの実質的な一部分をコードする核酸フラグメントを得る方法にさら
に関する。増幅された核酸フラグメントは、好ましくはAMPもしくはアデノシ
ンデアミナーゼの実質的な一部分をコードすることができる。
【0073】 本ヌクレオチドおよび推定されるアミノ酸配列の利用可能性は、cDNA発現
ライブラリーの免疫学的スクリーニングを助長する。本アミノ酸配列の部分の全
体を表す合成ペプチドを合成する。これらのペプチドを使用して動物を免疫化し
て、該合成ペプチドのアミノ酸配列を含んで成るペプチドもしくはタンパク質に
対する特異性をもつポリクローナルもしくはモノクローナル抗体を産生させる。
その後、これらの抗体を使用してcDNA発現ライブラリーをスクリーニングし
て、目的の完全長のcDNAクローンを単離することができる(Lerner(
1984)Adv.Immunol.36:1−34;Maniatis)。
【0074】 別の態様において、本発明は、本発明のキメラ遺伝子もしくは本発明の単離さ
れたポリヌクレオチドのいずれかを含んで成るウイルスおよび宿主細胞に関する
。本発明を実施するのに使用することができる宿主細胞の例は、限定されるもの
でないが、酵母細胞、細菌細胞および植物細胞を挙げることができる。適するウ
イルスの例は(書かれた記述の一覧を必要とする)を包含する。
【0075】 上に示されたとおり、本発明の核酸フラグメントは、開示されたポリペプチド
が過剰発現されるかもしくはそれらの発現が抑制されるトランスジェニック植物
を創製するのに使用することができる。これは、それらの細胞中での花の(fl
oral)遺伝子発現のレベルおよび/もしくはこれらのポリヌクレオチドを含
んで成るトランスジェニック植物の花の発生を変えるとみられる。
【0076】 本発明のタンパク質の過剰発現は、コーディング領域が所望の発生段階で所望
の組織中での遺伝子発現を指図することが可能なプロモーターに操作可能に連結
されるキメラ遺伝子を最初に構築することにより達成することができる。該キメ
ラ遺伝子は、同一の遺伝子由来のプロモーター配列および翻訳リーダー配列、な
らびに転写終止シグナルをコードする3’非コーディング配列を含むことができ
る。本キメラ遺伝子は、遺伝子発現を助長するため、1個もしくはそれ以上のイ
ントロンもまた含むことができる。
【0077】 本単離されたポリヌクレオチド(もしくはキメラ遺伝子)を含んで成るプラス
ミドベクターを構築することができる。当業者は、プラスミドベクターの選択が
、タンパク質発現のためのベクターの場合は遺伝子の過剰発現もしくは抑制、該
ベクターがどの型の宿主細胞中で繁殖されるか、および宿主植物を形質転換する
のに使用することができる方法のような、多くの因子に依存することを容易に認
識している。
【0078】 当業者は、キメラ遺伝子を含有する宿主細胞を成功裏に形質転換、選択かつ繁
殖させるためにプラスミドベクターに存在しなくてはならない要素を十分に知っ
ている。
【0079】 当業者は、異なる形質転換事象が発現の異なるレベルおよびパターンをもたら
すことができること(Jonesら(1985)EMBO J.4:2411−
2418;De Almeidaら(1989)Mol.Gen.Geneti
cs 218:78−86)、ならびに、所望の発現レベルおよびパターンを表
す系統を得るために複数の形質転換事象をスクリーニングしなくてはならないか
もしれないこともまた認識している。こうしたスクリーニングは、DNAのサザ
ン分析、mRNA発現のノーザン分析、タンパク質発現のウェスタン分析、もし
くは表現型分析により達成することができる。
【0080】 本ポリペプチドを多様な細胞区画に向けること、もしくは細胞からのそれらの
分泌を助長することが有用であることができる。従って、本発明のキメラ遺伝子
に、既に存在するターゲッティング配列を除去することを伴いもしくは伴わずに
、運搬(transit)配列(Keegstra(1989)Cell 56
:247−253)、シグナル配列もしくは小胞体局在化をコードする配列(C
hrispeels(1991)Ann.Rev.Plant Phys.Pl
ant Mol.Biol.42:21−53)、または核局在化シグナル(R
aikhel(1992)Plant Phys.100:1627−1632
)のような適切な細胞内ターゲッティング配列をさらに補充することができる。
引用される参考文献はこれらのそれぞれの例を与える一方、該一覧は網羅的でな
く、そして使用すべきより多くのターゲッティングシグナルが将来発見されるか
もしれない。
【0081】 アンチセンス抑制の共抑制を介して植物中の本ポリペプチドをコードする遺伝
子の発現を低下もしくは除外することもまた望ましいことができる。センスの向
きもしくはアンチセンスの向きのいずれかで同じ読み枠で目的のポリペプチドを
コードする遺伝子もしくは遺伝子フラグメントを、適する植物プロモーター配列
に連結することにより、キメラ遺伝子を構築することができる。該キメラ遺伝子
は、形質転換を介して植物に導入することができ、ここで、対応する内在性遺伝
子の発現が低下もしくは除外される。
【0082】 変えられた遺伝子発現をもつ植物の生成への分子遺伝学的解決策は、より伝統
的な植物育種のアプローチを上回る決定的な利点を有する。植物の表現型の変化
は、アンチセンス阻害もしくは共抑制により1種もしくはそれ以上の遺伝子の発
現を特異的に阻害することにより生じさせることができる(米国特許第5,19
0,931号、同第5,107,065号および同第5,283,323号明細
書)。アンチセンスもしくは共抑制構築物は、最もありそうには遺伝子の活性の
優性ネガティブの調節物質として作用するとみられる。慣習的な突然変異は遺伝
子活性のネガティブの調節を生じる可能性がある一方、これらの影響はもっとも
ありそうには劣性である。トランスジェニックのアプローチで利用可能な優性ネ
ガティブの調節は、植物育種の見地から有利であることができる。加えて、組織
特異的プロモーターを使用しての、特定の植物組織に特定の表現型の発現を限定
する能力は、突然変異体の遺伝子が普通に発現される全組織中で影響を有するこ
とができる慣習的突然変異に関して、作物学上の利点を賦与することができる。
【0083】 当業者は、特定の遺伝子の発現を低下させるために、特別の考慮がアンチセン
スもしくは共抑制の技術の使用と関連していることを知っているであろう。例え
ば、センスもしくはアンチセンス遺伝子の適正な発現レベルは、当業者に既知の
適切な調節要素を利用する多様なキメラ遺伝子の使用を必要とすることができる
。トランスジェニック植物が得られれば、所望の表現型を最も効果的に表すもの
について、個々のトランスジェニック植物をスクリーニングすることが必要とな
ることができる。適切なスクリーニング法は一般に実務の状況で選ぶことができ
、そして当業者の熟練内にある。例えば、抑制されている遺伝子によりコードさ
れるタンパク質に特異的な抗体を使用することにより遺伝子発現の変化を探すこ
とにより、もしくは関連した酵素活性をアッセイすることにより、スクリーニン
グすることができる。好ましい一方法は、多数のサンプルが迅速に処理されるこ
とを可能にする。
【0084】 別の態様において、本発明は、配列番号2、4、6、8,10、12、14、
16、18、20および22より成る群から選択されるポリペプチドに比較され
る場合に、Clustal整列方法に基づき、最低85%の同一性を有する最低
35アミノ酸のポリペプチドに関する。
【0085】 本ポリペプチド(もしくはその部分)は、異種宿主細胞、とりわけ微生物中で
産生することができ、そして当業者に公知の方法によりこれらのタンパク質に対
する抗体を製造するのに使用する。該抗体は、インシトゥもしくはインビトロで
本発明のポリペプチドを検出するのに有用である。本ポリペプチドの産生に好ま
しい異種宿主細胞は微生物宿主である。微生物の発現系、および外来タンパク質
の高レベル発現を指図する調節配列を含有する発現ベクターは、当業者に公知で
あり、そして本発明に使用することができる。その後、形質転換を介してこのキ
メラ遺伝子を適切な微生物に導入して、コードされた花の発生のタンパク質の高
レベル発現を提供することができる。細菌宿主中での本ポリペプチドの高レベル
発現のためのベクターの一例を提供する(実施例7)。
【0086】 加えて、本ポリペプチドは、それらの酵素活性を阻害する除草剤を設計もしく
は同定するのに使用することができる。本明細書に記述される酵素の1種もしく
はそれ以上の活性の阻害は植物の成長の阻害もしくは植物の死にさえつながる可
能性があるため、これは望ましい。
【0087】 本発明のポリヌクレオチドの全部もしくは実質的な一部分は、それらが構成す
る遺伝子を遺伝子的にかつ物理的に地図作製するためのプローブとしてもまた使
用することができ(Hoheiselら Nonmammalian Geno
mic Analysis:A Practical Guide、(1996
)アカデミック プレス(Academic Press)中、pp.319−
346、およびその中で引用される参考文献を参照されたい)、また、それらの
遺伝子に結びつけられる特質のマーカーとして使用することができる。こうした
情報は、所望の表現型をもつ系統を開発するために、植物育種で有用であること
ができる。
【0088】 例えば、本核酸フラグメントは、制限断片長多形(RFLP)マーカーとして
使用することができる。制限消化された植物ゲノムDNAのサザンブロットを本
発明の核酸フラグメントでプロービングすることができる。その後、遺伝子地図
を構築するために、生じるバンド形成パターンを、MapMaker(Land
erら(1987)Genomics 1:174−181)のようなコンピュ
ータプログラムを使用する遺伝子分析にかけることができる。
【0089】 加えて、本発明の核酸フラグメントは、定義された遺伝子交雑の親および子孫
を表す一組の別個の植物の制限エンドヌクレアーゼ処理されたゲノムDNAを含
有するサザンブロットをプロービングするのに使用することができる。DNA多
形の分離を使用して、この集団を使用して既に得られた遺伝子地図中の本核酸配
列の位置を計算する(Botsteinら(1980)Am.J.Hum.Ge
net.32:314−331)。
【0090】 遺伝子地図作製での使用のための植物遺伝子由来のプローブの製造および使用
は、例えばBernatzkyとTanksley(1986)Plant M
ol.Biol.Reporter 4:37−41に記述される。F2交雑集
団、戻し交配集団、無作為に交配された集団、近親同系系統、および他の組の個
体を地図作製に使用することができる。こうした方法論は当業者に公知である。
PCRに基づく遺伝子地図作製を使用する方法において、本核酸配列に対応する
領域中の地図作製交雑(mapping cross)の親の間のDNA配列の
差異を同定することが必要であることができる。しかしながら、これは地図作製
法に一般に必要でない。
【0091】 本核酸配列由来の核酸プローブは、物理的地図作製(すなわち、物理的地図上
の配列の配置;Hoheiselら Nonmammalian Genomi
c Analysis:A Practical Guide、アカデミック
プレス(Academic Press)1996中、pp.319−346、
およびその中で引用される参考文献を参照されたい)にもまた使用することがで
きる。
【0092】 別の態様において、本核酸配列由来の核酸プローブは、直接蛍光インシトゥハ
イブリダイゼーション(FISH)地図作製(Trask(1991)Tren
ds Genet.7:149−154)で使用することができる。FISH地
図作製の現在の方法は大きなクローンの使用を好む(数ないし数百KB;Laa
nら(1995)Genome Res.5:13−20を参照されたい)とは
言え、感受性の向上はより短いプローブを使用するFISH地図作製の実施を可
能にすることができる。
【0093】 遺伝子および物理的地図作製の多様な核酸増幅に基づく方法を、本核酸配列を
使用して実施することができる。例は、対立遺伝子特異的増幅(Kazazia
n(1989)J.Lab.Clin.Med.11:95−96)、PCR増
幅されたフラグメントの多形(CAPS;Sheffieldら(1993)G
enomics 16:325−332)、対立遺伝子特異的ライゲーション(
Landegrenら(1988)Science 241:1077−108
0)、ヌクレオチド伸長反応(Sokolov(1990)Nucleic A
cid Res.18:3671)、放射ハイブリッド地図作製(Walter
ら(1997)Nat.Genet.7:22−28)およびハッピーマッピン
グ(Happy Mapping)(DearとCook(1989)Nucl
eic Acid Res.17:6795−6807)を包含する。
【0094】 これらの方法には、核酸フラグメントの配列を使用して、増幅反応もしくはプ
ライマー伸長反応での使用のためのプライマー対を設計かつ製造する。こうした
プライマーの設計は当業者に公知である。
【0095】 標的を定められた遺伝子崩壊プロトコル、もしくは全部の可能な遺伝子中に突
然変異を担持する植物集団に含有されるこれらの遺伝子に特異的な突然変異体を
同定することのいずれかにより、本cDNAクローンについて機能喪失突然変異
体の表現型を同定することができる(BallingerとBenzer(19
89)Proc.Natl.Acad.Sci USA 86:9402−94
06;Koesら(1995)Proc.Natl.Acad.Sci USA
92:8149−8153;Bensenら(1995)Plant Cel
l 7:75−84)。後者のアプローチは2方法で達成することができる。第
一に、突然変異誘発トランスポゾンもしくはいくつかの他の突然変異を引き起こ
すDNA要素が導入された植物の集団から調製されたDNAでの突然変異標識配
列プライマーとともに、本核酸フラグメントの短いセグメントを、ポリメラーゼ
連鎖反応プロトコルで使用することができる(Bensen、上記を参照された
い)。これらのプライマーでの特異的DNAフラグメントの増幅は、本ポリペプ
チドをコードする植物遺伝子中もしくはその近くでの突然変異標識要素の挿入を
示す。あるいは、本核酸フラグメントは、制限酵素部位に固定された合成アダプ
ターのもののような自由裁量のゲノム部位プライマーとともに突然変異標識配列
プライマーを使用して突然変異集団から生成されたPCR増幅産物に対するハイ
ブリダイゼーションプローブとして使用することができる。いずれの方法でも、
本ポリペプチドをコードする内在性遺伝子中に突然変異を含有する植物を同定し
かつ得ることができる。その後、この突然変異体の植物を使用して、本明細書で
開示される本ポリペプチドの本来の機能を決定もしくは確認することができる。
実施例 本発明は以下の実施例においてさらに定義され、ここで、別の方法で述べられ
ない限り、部分およびパーセンテージは重量でありかつ度は摂氏である。これら
の例は、本発明の好ましい態様を示す一方、具体的説明のみとして示されること
が理解されるべきである。上の論考およびこれらの実施例から、当業者は本発明
の本質的な特徴を確かめることができ、そして、その技術思想および範囲から離
れることなく、それを多様な使用および条件に適合させるように本発明の多様な
変更および改変を行うことができる。従って、本明細書に示されかつ記述される
ものに加えての本発明の多様な改変は、前述の記述から当業者に明らかであろう
。こうした改変もまた付属として付けられる請求の範囲の範囲内にあることを意
図している。
【0096】 本明細書に示される各参考文献の開示は、そっくりそのまま引用により本明細
書に組み込まれる。 実施例1 cDNAライブラリーの組成;cDNAクローンの単離および配列決定 多様なトウモロコシ、コメ、ダイズおよびコムギ組織からのmRNAを表すc
DNAライブラリーを調製した。該ライブラリーの特徴を下述する。
【0097】
【表2】
【0098】 cDNAライブラリーは利用可能な多くの方法のいずれか1つにより調製する
ことができる。例えば、cDNAは、最初に、製造元のプロトコル(ストラタジ
ーン クローニング システムズ(Stratagene Cloning S
ystems)、カリフォルニア州ラホヤ)に従ってユニ−ザップ[Uni−Z
AP](商標)XRベクター中でcDNAライブラリーを調製することにより、
プラスミドベクターに導入することができる。ユニ−ザップ[Uni−ZAP]
(商標)XRライブラリーを、ストラタジーン(Stratagene)により
提供されるプロトコルに従ってプラスミドライブラリーに転化する。転化に際し
て、cDNA挿入物はプラスミドベクターpBluescript中に含有され
ることができる。加えて、cDNAは、T4 DNAリガーゼ(ニュー イング
ランド バイオラブス(New England Biolabs))を使用し
て、予め切断されたBluescript II SK(+)ベクター(ストラ
タジーン(Stratagene))に直接導入することができ、次いで製造元
のプロトコル(ギブコ BRL プロダクツ(GIBCO BRL Produ
cts))に従ってDH10B細胞にトランスフェクションすることができる。
cDNA挿入物がプラスミドベクター中にあれば、組換えpBluescrip
tプラスミドを含有する無作為に拾われた細菌コロニーからプラスミドDNAを
調製するか、もしくは、挿入されたcDNA配列に隣接するベクター配列に特異
的なプライマーを使用するポリメラーゼ連鎖反応を介して挿入物cDNA配列を
増幅する。増幅された挿入物DNAもしくはプラスミドDNAを、色素プライマ
ー(dye−primer)配列決定反応で配列決定して部分的cDNA配列(
発現される配列標識もしくは「EST」;Adamsら、(1991)Scie
nce 252:1651−1656を参照されたい)を生成させる。生じるE
STを、パーキン エルマー(Perkin Elmer)モデル377蛍光シ
ークェンサーを使用して分析する。
【0099】 完全な挿入物配列(FIS)データを、改変された転位プロトコルを利用して
生成させる。FISについて同定されたクローンを、保管されたグリセロールス
トックから単一コロニーとして回収し、そして、アルカリ溶解を介してプラスミ
ドDNAを単離する。単離されたDNA鋳型を、PCRに基づく配列決定反応で
M13順および逆オリゴヌクレオチドでプライミングされたベクターと反応させ
、そして自動化シークェンサーに負荷する。FISの要求がなされる元のEST
配列との配列の整列により、クローンの同定の確認を実施する。
【0100】 確認された鋳型は、ビール酵母菌(Saccharomyces cerev
isiae)Ty1転位可能要素(DevineとBoeke(1994)Nu
cleic Acids Res.22:3765−3772)に基づくプライ
マー アイランド(Primer Island)転位キット(PE アプライ
ド バイオシステムズ(PE Applied Biosystems)、カリ
フォルニア州フォスターシティ)を介して転位させる。インビトロ転位系は、大
きなDNA分子の集団全体に無作為に唯一の結合部位を配置する。その後、転位
されたDNAを使用して、電気穿孔法を介してDH10B電気コンピテント(e
lectro−competent)細胞(ギブコ BRL/ライフ テクノロ
ジーズ(Gibco BRL/Life Technologies)、メリー
ランド州ロックビル)を形質転換する。転位可能要素は、組込まれたトランスポ
ゾンを含有するサブクローンのみのアガープレート上での二重の選択を見込む、
付加的な選択可能なマーカー(DHFRと命名される;FlingとRicha
rds(1983)Nucleic Acids Res.11:5147−5
158)を含有する。各転位反応から複数のサブクローンを無作為に選択し、ア
ルカリ溶解を介してプラスミドDNAを調製し、そして、トランスポゾン内の結
合部位に特異的な独特のプライマーを利用して、転位事象部位から外へ鋳型を配
列決定する(ABI プリズム ダイ−ターミネーター レディリアクション(
ABI Prism dye−terminator ReadyReacti
on)混合物)。
【0101】 配列データを収集し(ABI プリズム コレクションズ(ABI Pris
m Collections))、そしてPhred/Phrap(P.Gre
en、シアトル、ワシントン大学)を使用して集成する。Phred/Phra
pは、ABI配列データを再読み込み、塩基を再呼び出し、質値(qualit
y value)を割り当て、そして塩基のコールおよび質値を編集可能な出力
ファイルに書く、公的ドメインソフトウェアプログラムである。Phrap配列
集成プログラムは、これらの質値を使用して、集成された配列のコンティグの正
確さを増大させる。アセンブリはConsed配列エディタ(D.Gordon
、シアトル、ワシントン大学)により見られる。 実施例2 cDNAクローンの同定 AMPもしくはアデノシンデアミナーゼをコードするcDNAクローンを、B
LAST「nr」データベース(全部の非冗長ジェンバンク(GenBank)
CDS翻訳、三次元構造のブルックヘイヴン(Brookhaven)タンパク
質データバンク由来の配列、スイス−プロット(SWISS−PROT)タンパ
ク質配列データベースの最近の主要な発表、EMBL、およびDDBJデータベ
ースを含んで成る)中に含有される配列への類似性についてのBLAST(基本
的局所整列検索ツール(Basic Local Alignment Sea
rch Tool);Altschulら(1993)J.Mol.Biol.
215:403−410;www.ncbi.nlm.gov/BLAST/も
また参照されたい)検索を実施することにより同定した。実施例1で得られたc
DNA配列を、国立バイオテクノロジー情報センター(National Ce
nter for Biotechnology Information)(
NCBI)により提供されるBLASTNアルゴリズムを使用して「nr」デー
タベース中に含有される全部の公的に利用可能なDNA配列への類似性について
分析した。DNA配列を全部の読み枠で翻訳し、そしてNCBIにより提供され
るBLASTXアルゴリズム(GishとStates(1993)Nat.G
enet.3:266−272)を使用して「nr」データベースに含有される
全部の公的に利用可能なタンパク質配列への類似性について比較した。便宜上、
BLASTにより計算されるような、単に偶然によってのみ検索されたデータベ
ース中に含有される配列とのcDNA配列の合致を観察することのP値(確率)
を本明細書で「pLog」値として報告し、これは報告されるP値の対数の負数
を表す。従って、pLog値が大きくなるほど、cDNA配列およびBLAST
の「ヒット」が相同なタンパク質を表す見込みが大きくなる。
【0102】 分析に提出されたESTを上述されたようなジェンバンク(GenBank)
データベースと比較する。より多くの5もしくは3’配列を含有するESTは、
配列の相同性の共通のもしくは重なり合う領域を共有するヌクレオチド配列を比
較するデュポン(Du Pont)の専有のデータベースに対してBLASTn
アルゴリズム(Altschulら(1997)Nucleic Acids
Res.25:3389−3402。)を使用することにより見出すことができ
る。2種もしくはそれ以上の核酸フラグメントの間に共通のもしくは重なり合う
配列が存在する場合、該配列は単一の連続するヌクレオチド配列に集成すること
ができ、従って元のフラグメントを5もしくは3’のいずれかの方向に伸長する
。大部分の5’のESTが同定されれば、その完全な配列は実施例1に記述され
たような完全な挿入物の配列決定(Full Insert Sequenci
ng)により決定することができる。tBLASTnアルゴリズムを使用してE
STデータベースに対して既知の遺伝子(専有の供給源もしくは公的データベー
スのいずれかから)のアミノ酸配列を比較することにより、異なる種に属する相
同な遺伝子を見出すことができる。tBLASTnアルゴリズムは、全6種の読
み枠で翻訳されるヌクレオチドデータベースに対してアミノ酸のクエリを検索す
る。この検索は、異なる種の間のヌクレオチドのコドン使用頻度の差異およびコ
ドンの縮重を見込む。 実施例3 AMPデアミナーゼをコードするcDNAクローンの特徴づけ 表3に列挙されるクローンからのEST配列を使用するBLASTX検索は、
ヒト[Homo sapiens](NCBI一般同定番号gi644509)
および酵母[ビール酵母菌(Saccharomyces cerevisia
e)](NCBI一般同定番号gi351916)からのAMPデアミナーゼへ
の、該cDNAによりコードされるポリペプチドの類似性を示した。個々のES
TについてのBLASTの結果(「EST」)、示されたcDNAクローンを含
んで成るcDNA挿入物全体の配列(「FIS」)、2種もしくはそれ以上のE
STから集成されたコンティグの配列(「Contig」)、FISおよび1種
もしくはそれ以上のESTから集成されたコンティグの配列(「Contig*
」)、またはFIS、コンティグもしくはFISおよびPCR由来のタンパク質
全体をコードする配列(「CGS」)を表3に示す。
【0103】
【表3】
【0104】 表3に列挙されるクローン中のcDNA挿入物全体の配列を決定した。表4に
列挙されたクローンからのEST配列を使用するBLASTX検索は、アラビド
プシス属(Arabidopsis)[シロイヌナズナ(Arabidopsi
s thaliana)](NCBI一般同定番号gi 7484807)から
のAMPデアミナーゼへの、該cDNAによりコードされるポリペプチドの類似
性を示した。個々のESTについてのBLASTの結果(「EST」)、示され
たcDNAクローンを含んで成るcDNA挿入物全体の配列(「FIS」)、2
種もしくはそれ以上のESTから集成されたコンティグの配列(「Contig
」)、FISおよび1種もしくはそれ以上のESTから集成されたコンティグの
配列(「Contig*」)、またはFIS、コンティグ、もしくはFISおよ
びPCR由来のタンパク質全体をコードする配列(「CGS」)を表4に示す:
【0105】
【表4】
【0106】 図2は、配列番号14、16、18および20に示されるアミノ酸配列、なら
びにシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の配列(配
列番号23)の整列を提示する。表5中のデータは、配列番号2、4、6、8、
14、16、18および20に示されるアミノ酸配列、ならびにヒト(NCBI
一般同定番号gi 644509)、酵母(NCBI一般同定番号gi 351
916)、およびシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana
)の配列(配列番号23)の同一性のパーセントの計算を表す。
【0107】
【表5】
【0108】 配列の整列、および同一性のパーセントの計算は、LASERGENE生物情
報科学コンピュータ計算ソフトウェアパッケージ(DNASTAR インク(D
NASTAR Inc.)、ウィスコンシン州マディソン)のMegalign
プログラムを使用して実施した。配列の複数の整列は、デフォルトのパラメータ
(ギャップ ペナルティ(GAP PENALTY)=10、ギャップ長ペナル
ティ(GAP LENGTH PENALTY)=10)を用いるClusta
l整列方法(HigginsとSharp(1989)CABIOS.5:15
1−153)を使用して実施した。Clustal法を使用する対にした整列の
ためのデフォルトのパラメータは、KTUPLE 1、ギャップ ペナルティ=
3、ウィンドウ(WINDOW)=5およびダイアゴナルズ セイブド(DIA
GONALS SAVED)=5であった。配列の整列、ならびにBLASTス
コアおよび確率は、本cDNAクローンを含んで成る核酸フラグメントがAMP
デアミナーゼの実質的な一部分をコードすることを示す。これらの配列は、発明
者に既知のAMPデアミナーゼをコードする最初のトウモロコシ、コメ、ダイズ
およびコムギの配列を表す。 実施例4 アデノシンデアミナーゼをコードするcNDAクローンの特徴づけ 表6に列挙されるクローンからのEST配列を使用するBLASTX検索は、
アラビドプシス属(Arabidopsis)[シロイヌナズナ(Arabid
opsis thaliana)](NCBI一般同定番号gi 411594
9)および酵母(ビール酵母菌(Saccharomyces cerevis
iae))(NCBI一般同定番号gi 1703166)からのアデノシンデ
アミナーゼへの、該cDNAによりコードされるポリペプチドの類似性を示した
。個々のESTについてのBLASTの結果(「EST」)、示されたcDNA
クローンを含んで成るcDNA挿入物全体の配列(「FIS」)、2種もしくは
それ以上のESTから集成されたコンティグの配列(「Contig」)、FI
Sおよび1種もしくはそれ以上のESTから集成されたコンティグの配列(「C
ontig*」)、またはFIS、コンティグ、もしくはFISおよびPCR由
来のタンパク質全体をコードする配列(「CGS」)を表6に示す:
【0109】
【表6】
【0110】 表6に列挙されるクローン中のcDNA挿入物全体の配列を決定した。表7に
列挙されたダイズクローンからのCGS配列を使用するBLASTX検索は、大
腸菌(Escherichia coli)(NCBI一般同定番号gi 25
06342)からのアデノシンデアミナーゼへの、該cDNAによりコードされ
るポリペプチドの類似性を示した。個々のESTについてのBLASTの結果(
「EST」)、示されたcDNAクローンを含んで成るcDNA挿入物全体の配
列(「FIS」)、2種もしくはそれ以上のESTから集成されたコンティグの
配列(「Contig」)、FISおよび1種もしくはそれ以上のESTから集
成されたコンティグの配列(「Contig*」)、またはFIS、コンティグ
、もしくはFISおよびPCR由来のタンパク質全体をコードする配列(「CG
S」)を表7に示す:
【0111】
【表7】
【0112】 図3は、配列番号22に示されるアミノ酸配列、および大腸菌(Escher
ichia coli)の配列(配列番号24)の整列を提示する。表8中のデ
ータは、配列番号10、12および22に示されるアミノ酸配列、ならびにアラ
ビドプシス属(Arabidopsis)(NCBI一般同定番号gi 411
5949)、酵母(NCBI一般同定番号gi 1703166)、および大腸
菌(Escherichia coli)の配列(配列番号24)の同一性のパ
ーセントの計算を表す。
【0113】
【表8】
【0114】 配列の整列、および同一性のパーセントの計算は、LASERGENE生物情
報科学コンピュータ計算ソフトウェアパッケージ(DNASTAR インク(D
NASTAR Inc.)、ウィスコンシン州マディソン)のMegalign
プログラムを使用して実施した。配列の複数の整列は、デフォルトのパラメータ
(ギャップ ペナルティ(GAP PENALTY)=10、ギャップ長ペナル
ティ(GAP LENGTH PENALTY)=10)を用いるClusta
l整列方法(HigginsとSharp(1989)CABIOS.5:15
1−153)を使用して実施した。Clustal法を使用する対にした整列の
ためのデフォルトのパラメータは、KTUPLE 1、ギャップ ペナルティ=
3、ウィンドウ(WINDOW)=5およびダイアゴナルズ セイブド(DIA
GONALS SAVED)=5であった。配列の整列、ならびにBLASTス
コアおよび確率は、本cDNAクローンを含んで成る核酸フラグメントがアデノ
シンデアミナーゼの実質的な一部分をコードすることを示す。これらの配列は、
発明者に既知のアデノシンデアミナーゼをコードする最初のダイズの配列を表す
。 実施例5 単子葉細胞中でのキメラ遺伝子の発現 本ポリペプチドをコードするcDNAフラグメントの5’に配置されるトウモ
ロコシの27kDゼインプロモーター、および該cDNAフラグメントの3’に
配置される10kDのゼインの3’端に関してセンスの向きで該cDNAを含ん
で成るキメラ遺伝子を構築することができる。この遺伝子のcDNAフラグメン
トは、適切なオリゴヌクレオチドプライマーを使用するcDNAクローンのポリ
メラーゼ連鎖反応(PCR)により生成させることができる。クローニング部位
(NcoIもしくはSmaI)を該オリゴヌクレオチド中に組込み、下述される
ような消化されたベクターpML103に挿入される場合に該DNAフラグメン
トの適正な向きを提供することができる。その後、標準的PCRで増幅を実施す
る。その後、増幅されたDNAを制限酵素NcoIおよびSmaIで消化し、そ
してアガロースゲル上で分画する。適切なバンドをゲルから単離し、そしてプラ
スミドpML103の4.9kbのNcoI−SmaIフラグメントと結合させ
ることができる。プラスミドpML103は、ブダペスト条約の約定のもとにA
TCC(アメリカン タイプ カルチャー コレクション(American
Type Culture Colection)、10801 Univer
sity Blvd.、Manassas、VA 20110−2209)に寄
託され、そして受託番号ATCC 97366をもつ。pML103からのDN
Aセグメントは、ベクターpGem9Zf(+)(プロメガ(Promega)
)中に、トウモロコシの27kDのゼイン遺伝子の1.05kbのSalI−N
coIプロモーターフラグメント、およびトウモロコシの10kDのゼイン遺伝
子の3’端からの0.96kbのSmaI−SalIフラグメントを含有する。
ベクターおよび挿入物DNAは、本質的に記述されたとおり(Maniatis
)に15℃で一夜連結することができる。その後、連結されたDNAを使用して
大腸菌(E.coli)XL1−Blue(エピキュリアン コライ XL−1
ブルー[Epicurian Coli XL−1 Blue](商標);ス
トラタジーン(Stratagene))を形質転換することができる。プラス
ミドDNAの制限酵素消化、およびチェーンターミネーター法(シークェナーゼ
[Sequenase](商標)DNA配列決定キット;U.S.バイオケミカ
ル(U.S.Biochemical))を使用する限定されたヌクレオチド配
列分析により、細菌の形質転換体をスクリーニングすることができる。生じるプ
ラスミド構築物は、5’から3’の向きに、トウモロコシの27kDのゼインプ
ロモーター、本ポリペプチドをコードするcDNAフラグメント、および10k
Dのゼインの3’領域をコードするキメラ遺伝子を含むことができる。
【0115】 その後、上述されたキメラ遺伝子を、以下の手順によりトウモロコシ細胞に導
入することができる。近親交配トウモロコシ系統H99およびLH132の交雑
由来の発生する穎果から、未熟なトウモロコシ胚を切開することができる。受粉
後10ないし11日に、胚が1.0ないし1.5mm長である場合に、それらを
単離する。その後、胚を、軸側を下に向けかつアガロースで固化されたN6培地
(Chuら(1975)Sci.Sin.Peking 18:659−668
)と接触させて置く。胚は27℃で暗所に保存する。胚柄構造上に運ばれる体性
の(somatic)前胚様体および胚様体をもつ細胞の未分化の塊より成る砕
けやすい胚形成性カルスが、これらの未熟な胚の胚盤から増殖する。一次外植体
から単離された胚形成性カルスを、N6培地上で培養することができ、そしてこ
の培地上で2ないし3週間ごとに継代培養することができる。
【0116】 選択可能なマーカーを提供するために、形質転換実験でプラスミドp35S/
Ac(Peter Eckes博士、ヘキスト株式会社(Hoechst AG
)、独国フランクフルトから得られた)を使用することができる。このプラスミ
ドは、ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ(PAT)をコードする
Pat遺伝子(欧州特許公開第0 242 236号明細書を参照されたい)を
含有する。酵素PATは、ホスフィノトリシンのような除草性のグルタミン合成
酵素阻害剤に対する耐性を賦与する。p35S/Ac中のpat遺伝子はカリフ
ラワーモザイクウイルスからの35Sプロモーター(Odellら(1985)
Nature 313:810−812)およびアグロバクテリウム ツメファ
シエンス(Agrobacterium tumefaciens)のTiプラ
スミドのT−DNAからのノパリン合成酵素遺伝子の3’領域の制御下にある。
【0117】 粒子砲撃法(Kleinら(1987)Nature 327:70−73)
を使用してカルス培養細胞に遺伝子を移入することができる。この方法によれば
、金粒子(直径1μm)を、以下の技術を使用してDNAで被覆する。10μg
のプラスミドDNAを金粒子の懸濁液(1mLあたり60mg)50μLに添加
する。塩化カルシウム(2.5M溶液50μL)およびスペルミジンを含まない
塩基(1.0M溶液20μL)を粒子に添加する。該懸濁液は、これらの溶液の
添加の間、ボルテックス攪拌する。10分後にチューブを短く遠心分離(15,
000rpmで5秒)し、そして上清を除去する。粒子を200μLの無水エタ
ノールに再懸濁し、再度遠心分離し、そして上清を除去する。エタノールすすぎ
を再度実施し、そして粒子を30μLの最終容積のエタノールに再懸濁する。D
NA被覆された金粒子のアリコート(5μL)をカプトン[Kapton](商
標)飛行円板(flying disc)(バイオ−ラッド ラブス(Bio−
Rad Labs))の中央に置くことができる。その後、1000psiのヘ
リウム圧、0.5cmのギャップ距離および1.0cmの飛行距離を使用して、
バイオリスティック[Biolistic](商標)PDS−1000/He(
バイオ−ラッド インストゥルメンツ(Bio−Rad Instrument
s)、カリフォルニア州ハーキュリーズ)を用いて、粒子をトウモロコシ組織中
に加速する。
【0118】 砲撃のためには、アガロースで固化されたN6培地上の濾紙上に胚形成性組織
を置く。組織を薄い芝生のように配置し、そして直径約5cmの円形の領域を覆
う。組織を含有するペトリ皿を、PDS−1000/Heのチャンバー中で停止
スクリーンからおよそ8cmに置くことができる。その後、チャンバー中の空気
を28インチのHgの真空まで排気する。衝撃チューブ中のHe圧が1000p
siに到達する場合に破裂する破裂膜を使用して、ヘリウム衝撃波を用いてマク
ロキャリアーを加速する。
【0119】 砲撃の7日後に、グルホシネート(1リットルあたり2mg)を含有しかつカ
ゼインもしくはプロリンを欠くN6培地に組織を移すことができる。組織はこの
培地上でゆっくりと成長することを継続する。追加の2週間後、グルホシネート
を含有する新鮮なN6培地に組織を移すことができる。6週間後、活発に成長す
るカルスの直径約1cmの領域を、グルホシネートを補充された培地を含有する
プレートのいくつかで同定することができる。これらのカルスは、選択培地上で
継代培養される場合に成長することを継続することができる。
【0120】 1リットルあたり0.2mgの2,4−Dを補充されたN6培地に組織のクラ
スターを最初に移すことにより、トランスジェニックカルスから植物を再生する
ことができる。2週間後に、組織を再生培地(Frommら(1990)Bio
/Technology 8:833−839)に移すことができる。 実施例6 双子葉細胞中でのキメラ遺伝子の発現 マメ、インゲンマメ(Phaseolus vulgaris)からの種子貯
蔵タンパク質、ファセオリンのβサブユニットをコードする遺伝子からのプロモ
ーターおよび転写ターミネーターより構成される種子特異的発現カセット(Do
yleら(1986)J.Biol.Chem.261:9228−9238)
を、形質転換されたダイズ中での本ポリペプチドの発現に使用することができる
。該ファセオリンカセットは、ファセオリンの翻訳開始コドンから上流(5’)
の約500ヌクレオチド、および翻訳終止コドンから下流(3’)の約1650
ヌクレオチドを包含する。該5’と3’領域の間に、唯一の制限エンドヌクレア
ーゼ部位、Nco I(ATG翻訳開始コドンを包含する)、Sma I、Kp
n IおよびXba Iがある。カセット全体はHind III部位により隣
接される。
【0121】 本遺伝子のcDNAフラグメントは、適切なオリゴヌクレオチドプライマーを
使用する該cDNAクローンのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により生成させ
ることができる。発現ベクターに挿入される場合に、該DNAフラグメントの適
正な向きを提供するようにオリゴヌクレオチド中にクローニング部位を組込むこ
とができる。その後、上述されたとおり増幅を実施し、そして単離されたフラグ
メントを、種子発現カセットを担持するpUC18ベクターに挿入する。
【0122】 その後、ダイズ胚を、本ポリペプチドをコードする配列を含んで成る発現ベク
ターで形質転換することができる。体性胚を誘導するために、ダイズ栽培変種A
2872の表面滅菌された未熟な種子から切開された長さ3〜5mmの子葉を、
適切なアガー培地上、26℃で6〜10週間、明もしくは暗中で培養することが
できる。その後、二次胚を生じさせる体性胚を摘出し、そして適する液体培地に
入れる。早期の球形の段階の胚として繁殖した体性胚のクラスターについての反
復された選択の後に、懸濁物を下述されるとおり維持する。
【0123】 ダイズの胚形成性懸濁培養物を、16:8時間の昼/夜スケジュールで、蛍光
灯を用いて、回転振とう器、150rpm上、26℃で35mLの液体培地中で
維持することができる。およそ35mgの組織を35mLの液体培地に接種する
ことにより、培養物を2週間ごとに継代培養する。
【0124】 その後、ダイズの胚形成性懸濁培養物を、粒子銃砲撃の方法(Kleinら(
1987)Nature(London)327:70−73、米国特許第4,
945,050号明細書)により形質転換することができる。デュポン(DuP
ont)バイオリスティック[Biolistic](商標)PDS1000/
HE機器(ヘリウム逆嵌合(retrofit))をこれらの形質転換に使用す
ることができる。
【0125】 ダイズの形質転換を助長するのに使用することができる選択可能なマーカー遺
伝子は、カリフラワーモザイクウイルスからの35Sプロモーター(Odell
ら(1985)Nature 313:810−812)、プラスミドpJR2
25からのヒグロマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(大腸菌(E.co
li)から;Gritzら(1983)Gene 25:179−188)、お
よびアグロバクテリウム ツメファシエンス(Agrobacterium t
umefaciens)のTiプラスミドのT−DNAからのノパリン合成酵素
遺伝子の3’領域より構成されるキメラ遺伝子である。ファセオリンの5’領域
、本ポリペプチドをコードするフラグメント、およびファセオリンの3’領域を
含んで成る種子発現カセットを、制限フラグメントとして単離することができる
。その後、このフラグメントを、マーカー遺伝子を担持するベクターの唯一の制
限部位に挿入することができる。
【0126】 60mg/mLの1μm金粒子懸濁液50μLに(順序よく):5μLのDN
A(1μg/μL)、20μlスペルミジン(0.1M)および50μL Ca
Cl2(2.5M)を添加する。その後、粒子調製物を3分間攪拌し、微小遠心
器で10秒間回転し、そして上清を除去する。その後、DNA被覆された粒子を
400μLの70%エタノールで1回洗浄し、そして40μLの無水エタノール
に再懸濁する。DNA/粒子懸濁物を各1秒間3回超音波処理することができる
。その後、DNA被覆された金粒子5μLを各マクロキャリアー円板に負荷する
【0127】 2週齢の懸濁培養物のおよそ300〜400mgを空の60×15mmペトリ
皿に入れ、そしてピペットを用いて残余の液体を組織から除去する。各形質転換
実験について、通常はおよそ5〜10枚のプレートの組織を砲撃する。膜破裂圧
は1100psiに設定し、そしてチャンバーを28インチ水銀の真空まで排気
する。組織は保持スクリーンからおよそ3.5インチ離して置き、そして3回砲
撃する。砲撃後、組織を半分に分割しかつ液体中に戻し、そして上述されたとお
り培養することができる。
【0128】 砲撃後5ないし7日に、液体培地を新鮮な培地で、そして砲撃後11ないし1
2日に50mg/mLヒグロマイシンを含有する新鮮な培地で交換することがで
きる。この選択培地は毎週更新することができる。砲撃後7ないし8週間で、緑
色の形質転換された組織が、形質転換されない壊死胚形成性クラスターから成長
するのを観察することができる。孤立した緑色組織を取り出し、そして別個のフ
ラスコに接種して、新たな、クローン的に繁殖される形質転換された胚形成性懸
濁培養物を生成させる。それぞれの新たな系統は独立した形質転換事象として処
理することができる。その後、これらの懸濁物を継代培養しかつ未熟な胚のクラ
スターとして維持することができるか、もしくは個々の体性胚の成熟および発芽
により植物全体に再生することができる。 実施例7 微生物細胞中でのキメラ遺伝子の発現 本ポリペプチドをコードするcDNAを、T7大腸菌(E.coli)発現ベ
クターpBT430に挿入することができる。本ベクターは、バクテリオファー
ジT7 RNAポリメラーゼ/T7プロモーター系を使用するpET−3a(R
osenbergら(1987)Gene 56:125−135)の誘導体で
ある。プラスミドpBT430は、それらの元の位置のpET−3a中のEco
R IおよびHind III部位を最初に破壊することにより構築した。Ec
oR IおよびHind III部位を含有するオリゴヌクレオチドアダプター
を、pET−3aのBamH I部位に挿入した。これは、該発現ベクター中へ
の遺伝子の挿入のための付加的な唯一のクローニング部位をもつpET−3aM
を創製した。その後、オリゴヌクレオチド特異的(oligonucleoti
de−directed)突然変異誘発を使用して、翻訳開始の位置のNde
I部位をNco I部位に転化した。この領域のpET−3aMのDNA配列、
5’−CATATGGを、pBT430中の5’−CCCATGGに転化した。
【0129】 cDNAを含有するプラスミドDNAは、該タンパク質をコードする核酸フラ
グメントを遊離するように適切に消化することができる。その後、このフラグメ
ントを1%低融アガロースゲル上で精製することができる。緩衝液およびアガロ
ースは、DNAフラグメントの可視化のため、10μg/mlの臭化エチジウム
を含有する。その後、製造元の説明書に従ったGELアーゼ[GELase](
商標)(エピセンター テクノロジーズ(Epicentre Technol
ogies)、ウィスコンシン州マディソン)での消化により、該フラグメント
をアガロースゲルから精製し、エタノール沈殿し、乾燥しかつ20μLの水に再
懸濁することができる。T4 DNAリガーゼ(ニュー イングランド バイオ
ラブス(New England Biolabs)(NEB)、マサチューセ
ッツ州ビバリー)を使用して、適切なオリゴヌクレオチドアダプターを該フラグ
メントに連結することができる。連結されたアダプターを含有するフラグメント
は、上述されたような低融アガロースを使用して過剰のアダプターから精製する
ことができる。ベクターpBT430を消化し、アルカリホスファターゼ(NE
B)で脱リン酸化し、そして上述されたとおりフェノール/クロロホルムで除タ
ンパクする。その後、調製されたベクターpBT430およびフラグメントを1
6℃で15時間連結し、次いでDH5電気コンピテント細胞(ギブコ(GIBC
O)BRL)に形質転換する。LB培地および100μg/mLアンピシリンを
含有するアガープレート上で形質転換体を選択することができる。その後、本ポ
リペプチドをコードする遺伝子を含有する形質転換体を、制限酵素分析により、
T7プロモーターに関して正しい向きについてスクリーニングする。
【0130】 高レベル発現のためには、T7プロモーターに関して正しい向きのcDNA挿
入物をもつプラスミドクローンを、大腸菌(E.coli)株BL21(DE3
)(Studierら(1986)J.Mol.Biol.189:113−1
30)に形質転換することができる。アンピシリン(100mg/L)を含有す
るLB培地中、25℃で培養物を成長させる。およそ1の600nmでの光学密
度で、IPTG(イソプロピルチオ−β−ガラクトシド、誘導物質)を0.4m
Mの最終濃度まで添加することができ、そしてインキュベーションを25°で3
時間継続することができる。その後、細胞を遠心分離により収穫し、かつ、0.
1mM DTTおよび0.2mMフッ化フェニルメチルスルホニルを含有するp
H8.0の50mMトリス−HCl 50μLに再懸濁する。少量の1mmガラ
スビーズを添加することができ、そして、混合物を、マイクロプローブ超音波処
理装置を用いて各回約5秒間3回超音波処理することができる。混合物を遠心分
離し、そして上清のタンパク質濃度を測定する。培養物の可溶性画分からの1μ
gのタンパク質を、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離するこ
とができる。期待された分子量で移動するタンパク質バンドについてゲルを観察
することができる。 実施例8 プリン代謝に関与する酵素の活性を阻害するそれらの能力についての化合物の評
価 本明細書に記述されるポリペプチドは、当業者に既知のいずれかの数の方法を
使用して産生させることができる。こうした方法は、限定されるものでないが、
実施例7に記述されたような細菌中での発現、または真核生物細胞培養物中、植
物中で、および適して感染した生物体もしくは細胞系中でのウイルス発現系を使
用する発現を挙げることができる。本ポリペプチドは、インビボで観察されるよ
うな成熟形態のタンパク質、または多様な酵素、タンパク質もしくは親和性標識
への共有結合による融合タンパク質のいずれかとして発現させることができる。
普遍的な融合タンパク質パートナーは、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(
「GST」)、チオレドキシン(「Trx」)、マルトース結合タンパク質、な
らびにCおよび/もしくはN末端ヘキサヒスチジンポリペプチド(「(His) 6 」)を包含する。融合タンパク質は、融合パートナーがプロテアーゼ消化によ
り分離されて無傷の成熟タンパク質を生じることができるように、融合点にプロ
テアーゼ認識部位をもって工作することができる。こうしたプロテアーゼの例は
トロンビン、エンテロキナーゼおよび第Xa因子を包含する。しかしながら、融
合タンパク質および酵素を結合するペプチドを特異的に切断するいかなるプロテ
アーゼも使用することができる。
【0131】 本ポリペプチドの精製は、所望の場合は、タンパク質精製の当業者に馴染みの
あるいずれかの数の分離技術を利用することができる。こうした方法の例は、限
定されるものでないが、均質化、濾過、遠心分離、熱変性、硫酸アンモニウム沈
殿、脱塩、pH沈殿、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマト
グラフィーおよびアフィニティークロマトグラフィー(ここで、親和性リガンド
は基質、基質類似物もしくは阻害剤を表す)を挙げることができる。本ポリペプ
チドが融合タンパク質として発現される場合、精製プロトコルは、発現された酵
素に結合された融合タンパク質標識に特異的である親和性樹脂、もしくは酵素に
特異的であるリガンドを含有する親和性樹脂の使用を包含することができる。例
えば、本ポリペプチドはチオレドキシンのC末端に結合された融合タンパク質と
して発現させることができる。加えて、融合されたチオレドキシン部分のN末端
に(His)6ペプチドを工作して、親和性精製の付加的な機会を提供すること
ができる。他の適する親和性樹脂は、適切なリガンドをセファロース−4Bのよ
うないずれかの適する樹脂に連結することにより合成することができる。代替の
一態様において、チオレドキシン融合タンパク質はジチオスレイトールを使用し
て溶出することができるが;しかしながら、溶出は樹脂からチオレドキシンを置
き換えるように相互作用する他の試薬を使用して達成することができる。これら
の試薬は、β−メルカプトエタノールもしくは他の還元されたチオールを包含す
る。溶出された融合タンパク質は、所望の場合は、上に述べられたような伝統的
手段によるさらなる精製にかけることができる。チオレドキシン融合タンパク質
および酵素のタンパク質分解性の切断は、融合タンパク質が精製された後、また
は該タンパク質がチオボンド[ThioBond](商標)親和性樹脂もしくは
他の樹脂になお結合されている間に達成することができる。
【0132】 単独でもしくは融合タンパク質としてのいずれかで、粗、部分的に精製された
、もしくは精製された酵素は、本明細書に開示される本ポリペプチドの酵素の活
性化を阻害するそれらの能力についての化合物の評価のためのアッセイで利用す
ることができる。アッセイは、至適の酵素活性を可能にする公知の実験条件下で
実施することができる。例えば、AMPデアミナーゼについてのアッセイは、M
eyersら(1989)Biochem 28:8734−8743により提
示される。アデノシンデアミナーゼについてのアッセイは、Pelcherによ
り米国特許第5,474,929号明細書に提示される。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 発明にかかる、プリンの異化作用につながる生化学的経路を描く。AMPデア
ミナーゼおよびアデノシンデアミナーゼにより調節される段階を示す。
【図2】 発明にかかる、トウモロコシ、コメ、ダイズおよびコムギのAMPデアミナー
ゼ(それぞれ配列番号14、16、18および20)、ならびにシロイヌナズナ
(Arabidopsis thaliana)のAMPデアミナーゼ(配列番
号23[gi 7484807])のアミノ酸配列の比較を示す。
【図3】 発明にかかる、大腸菌(Escherichia coli)のアデノシンデ
アミナーゼ(配列番号24[gi 2506342])とのダイズのアデノシン
デアミナーゼ(配列番号12)のアミノ酸配列の比較を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 7/00 C12R 1:92 C12Q 1/68 C12N 15/00 A //(C12N 7/00 5/00 C C12R 1:92) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES ,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU, ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,K R,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US ,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 キヤスパー,テイモシー アメリカ合衆国デラウエア19736ウイルミ ントン・ヨークリン・バーリーミルロード 2927 (72)発明者 フアルコ,サベリオ・カール アメリカ合衆国デラウエア州19810アーデ ン・ミラーロード1902 (72)発明者 サカイ,ハジメ アメリカ合衆国デラウエア州19803ウイル ミントン・バンベリードライブ105 (72)発明者 ウエング,ズード アメリカ合衆国イリノイ州60016デスプレ インズ・レスリーコート495・アパートメ ント301 (72)発明者 ヒユー,スー アメリカ合衆国アイオワ州50322アーバン デイル・ハンドレツドサードストリート 4700 Fターム(参考) 4B024 AA07 AA11 BA07 CA04 CA07 CA09 CA11 DA01 DA05 DA12 HA03 HA12 4B063 QA05 QA18 QQ44 QQ63 QR25 QR38 QR55 QR62 QS34 4B065 AA01 AA72 AA88 AB01 BA02 CA27 CA47 CA48 4H045 AA10 AA20 AA30 CA30 DA55 EA06 FA74

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単離されたポリヌクレオチド: (a)配列番号2、4、6、8、12、14、16、18、20および22より
    成る群から選択されるメンバーに比較される場合に、Clustal整列方法に
    基づき最低85%の同一性を有する最低35アミノ酸のポリペプチドをコードす
    る第一のヌクレオチド配列;ならびに (b)第一のヌクレオチド配列の相補物を含んで成る第二のヌクレオチド配列。
  2. 【請求項2】 第一のヌクレオチド配列が、配列番号1、3、5、7、11
    、13、15、17、19および21より成る群から選択される核酸配列を含ん
    で成る、請求項1記載の単離されたポリヌクレオチド。
  3. 【請求項3】 ヌクレオチド配列がDNAである、請求項1記載の単離され
    たポリヌクレオチド。
  4. 【請求項4】 ヌクレオチド配列がRNAである、請求項1記載の単離され
    たポリヌクレオチド。
  5. 【請求項5】 最低1種の適する調節配列に操作可能に連結された、請求項
    1記載の単離されたポリヌクレオチドを含んで成るキメラ遺伝子。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のキメラ遺伝子を含んで成る単離された宿主細
    胞。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の単離されたポリヌクレオチドを含んで成る宿
    主細胞。
  8. 【請求項8】 宿主細胞が、酵母細胞、細菌細胞および植物細胞より成る群
    から選択される、請求項7記載の宿主細胞。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の単離されたポリヌクレオチドを含んで成るウ
    イルス。
  10. 【請求項10】 配列番号2、4、6、8、12、14、16、18、20
    および22より成る群から選択されるポリペプチドに比較される場合に、Clu
    stal整列方法に基づき最低85%の同一性を有する最低35アミノ酸のポリ
    ペプチド。
  11. 【請求項11】 (a)請求項1記載の単離されたポリヌクレオチド由来の
    最低30の連続するヌクレオチドを含んで成るポリヌクレオチド分子を提供する
    こと; (b)AMPもしくはアデノシンデアミナーゼを発現する植物細胞に該ポリヌク
    レオチド分子を導入すること;および (c)該単離されたポリヌクレオチドを含有しない植物細胞中のAMPもしくは
    アデノシンデアミナーゼのレベルと、該単離されたポリヌクレオチドを含有する
    植物細胞中のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼのレベルを比較すること を含んで成る、植物細胞中のAMPもしくはアデノシンデアミナーゼの発現のレ
    ベルに影響を及ぼすポリヌクレオチド分子の選択方法。
  12. 【請求項12】 ポリヌクレオチド分子が請求項1記載の単離されたポリヌ
    クレオチドである、請求項11記載の方法。
  13. 【請求項13】 ポリヌクレオチド分子が、配列番号1、3、5、7、11
    、13、15、17、19および21より成る群から選択される単離されたポリ
    ヌクレオチドである、請求項11記載の方法。
  14. 【請求項14】 (a)配列番号1、3、5、7、11、13、15、17
    、19および21より成る群から選択されるヌクレオチド配列由来、もしくは該
    ヌクレオチド配列の相補物由来のオリゴヌクレオチドプライマーの最低30の連
    続するヌクレオチドを提供すること;ならびに (b)該オリゴヌクレオチドプライマーを使用して核酸配列を増幅すること の段階を含んで成る、AMPもしくはアデノシンデアミナーゼポリペプチドをコ
    ードする核酸フラグメントを得る方法。
  15. 【請求項15】 (a)配列番号1、3、5、7、11、13、15、17
    、19および21より成る群から選択されるヌクレオチド配列由来、もしくはこ
    うしたヌクレオチド配列の相補物由来の最低30の連続するヌクレオチドを含ん
    で成るヌクレオチドプローブでcDNAもしくはゲノムのライブラリーをプロー
    ビングすること; (b)該プローブとハイブリダイズするクローンを同定すること;ならびに (c)該クローンを単離すること の段階を含んで成る、AMPもしくはアデノシンデアミナーゼポリペプチドをコ
    ードする核酸フラグメントを得る方法。
  16. 【請求項16】 請求項1記載の単離されたポリヌクレオチドを含んで成る
    組成物。
  17. 【請求項17】 請求項10記載の単離されたポリペプチドを含んで成る組
    成物。
  18. 【請求項18】 請求項5記載のキメラ遺伝子を含んで成る形質転換された
    植物細胞。
  19. 【請求項19】 請求項5記載のキメラ遺伝子で細胞を形質転換することを
    含んで成る、形質転換された細胞の製造方法。
  20. 【請求項20】 細胞が植物細胞である、請求項19記載の方法。
  21. 【請求項21】 植物細胞が単子葉植物細胞である、請求項20記載の方法
  22. 【請求項22】 植物細胞が双子葉植物である、請求項20記載の方法。
  23. 【請求項23】 (a)請求項5記載のキメラ遺伝子を含んで成る形質転換
    された宿主細胞を提供すること;および (b)該キメラ遺伝子の発現に適する条件下で、該形質転換された宿主細胞を成
    長させることであって、 ここで、キメラ遺伝子の発現が、該形質転換された宿主細胞中のAMPデアミナ
    ーゼもしくはアデノシンデアミナーゼの発現レベルを変える、 を含んで成る、宿主細胞中のAMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナー
    ゼの発現レベルを変える方法。
  24. 【請求項24】 (a)AMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナー
    ゼをコードする核酸フラグメントを含んで成るキメラ遺伝子を含む形質転換され
    た宿主細胞を提供すること; (b)該キメラ遺伝子の発現に適する条件下で、該形質転換された宿主細胞を成
    長させること(ここで、該発現はAMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミ
    ナーゼを産生し); (c)場合によっては、産生されたAMPデアミナーゼもしくはアデノシンデア
    ミナーゼを精製すること; (d)試験されるべき化合物で、AMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミ
    ナーゼポリペプチドを処理すること;および (e)処理されたAMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナーゼポリペプ
    チドの活性を処理されない酵素の活性と比較することにより試験された化合物の
    阻害効果を決定すること を含んで成る、AMPデアミナーゼもしくはアデノシンデアミナーゼの活性を阻
    害するその能力についての化合物の評価方法。
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