JP2004236621A - Coat protein gene and phage vector - Google Patents

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功 松下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a heat-resistant protein in high efficiency by using a thermophilic phage. <P>SOLUTION: The method for the production of a heat-resistant protein contains (1) a step to integrate a gene encoding the heat-resistant protein into the DNA of a thermophilic phage, (2) a step to introduce the recombinant DNA obtained by the step 1 into a host cell and (3) a step to proliferate the thermophilic phage having the heat-resistant protein on a coat protein in the host cell. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好熱性ファージ及びその使用方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ファージは、一般的に遺伝子情報を担うDNA(もしくはRNA)と、それを包むコートタンパク質から構成されている。大腸菌に感染する常温性ファージであるM13やλについては遺伝子解析が進み、コートタンパク質の遺伝子配列が決定されている。
【0003】
しかし、好熱性細菌由来のファージであるφYS40(例えば、非特許文献1参照。)は、好熱菌のThermus thermophilus HB27に感染することが知られているが、遺伝子解析はなされていない。
【0004】
また、発明者が以前に分離した、好熱菌のThermus aquaticus TZ2菌に感染する好熱性ファージφIN93(例えば、特許文献1参照。)は、二本鎖環状DNA(約19.6 Kbp)を保有し、該菌体内でDNAの複製が行われ、ファージとして増幅することがわかった。
【0005】
そのφIN93の二本鎖環状DNAの複製に関する遺伝子配列は解析が進み(例えば、未公開特許文献1参照。)、プロモーター配列も解析されている(例えば、未公開特許文献2参照。)。しかし、ファージ粒子を構成するコートタンパク質に関する情報については、これまで解明されていない。
【0006】
大腸菌に感染する常温性ファージのM13では、コートタンパク質の遺伝子に外来遺伝子をつなげて、融合タンパク質としてファージ粒子表面に発現させた例が報告されている(例えば、非特許文献2参照)。しかし、好熱性ファージではこれまで無かった。
【0007】
【非特許文献1】
Sakaki,Y. and Oshima,T.著,「Isolation and characterization of a bacteriophage infectious to an extreme thermophile, Thermus thermophilus HB8.」,Journal of virology,15,p.1449−1453,1975年
【0008】
【非特許文献2】
Katsumi Maenaka and Masaru Furuta著,「A Stable Phage−Display System Using a Phagemid Vector: Phage Display of Hen Egg White Lysozyme (HEL), Escherichia coli Alkaline phosphatase, and Anti−HEL Monoclonal Antibody, HyHEL 10」,Biochemical and Biophysical Rsearch Communications,218,p.682−687,1996年
【0009】
【特許文献1】
特開平7−67633号公報
【0010】
【未公開特許文献1】
特願2001−218934
【0011】
【未公開特許文献2】
特願2001−201085
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、好熱性ファージを利用して耐熱性タンパク質を効率良く産生することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、好熱性ファージのコートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現させる方法を見出し、本発明の完成に至った。
【0014】
すなわち、本発明は、以下の項1〜11に記載の発明に関する。
【0015】
1.以下の(a)又は(b)のアミノ酸配列からなる好熱性ファージのコートタンパク質;
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列、
(b)アミノ酸配列(a)において、1又は複数のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列であって、好熱性ファージのコートタンパク質を構成するアミノ酸配列。
【0016】
2.以下の(c)又は(d)のアミノ酸配列からなる好熱性ファージのコートタンパク質;
(c)配列番号4で表されるアミノ酸配列、
(d)アミノ酸配列(c)において、1又は複数のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列であって、好熱性ファージのコートタンパク質を構成するアミノ酸配列。
【0017】
3.以下の(イ)、(ロ)、(ハ)又は(ニ)からなるDNA;
(イ)配列番号1で表される遺伝子配列、
(ロ)上記(b)で表されるアミノ酸配列をコードする遺伝子配列、
(ハ)(イ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA、
(ニ)(ロ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA。
【0018】
4.以下の(ホ)、(ヘ)、(ト)又は(チ)からなるDNA;
(ホ)配列番号3で表される遺伝子配列、
(ヘ)上記(d)で表されるアミノ酸配列をコードする遺伝子配列、
(ト)(ホ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA、
(チ)(ヘ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA。
【0019】
5.(1)好熱性ファージのDNAに耐熱性タンパク質をコードする遺伝子を組み込む工程、(2)(1)の工程で得られた組換えDNAを宿主細胞に導入する工程、
(3)該宿主細胞内で耐熱性タンパク質をコートタンパク質上に発現させた好熱性ファージを増殖させる工程、を含む耐熱性タンパク質の製造方法。
【0020】
6.好熱性ファージのコートタンパク質上に発現させる耐熱性タンパク質をコードする遺伝子を含む好熱性ファージのDNA。
【0021】
7.上記項6に記載のDNAを含む宿主細胞。
【0022】
8.上記項5に記載の方法で得られた耐熱性タンパク質。
【0023】
9.コートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現させた好熱性ファージ。
【0024】
10.(1)好熱性ファージのDNAにタンパク質をコードする遺伝子を組み込む工程、(2)(1)の工程で得られた組換えDNAに変異を起こす工程、(3)(2)の工程で得られた変異DNAを宿主細胞に導入する工程、(4)該宿主細胞内でタンパク質をコートタンパク質上に発現させた好熱性ファージを増殖させる工程、を含むタンパク質の耐熱化方法。
【0025】
11.好熱性ファージがφIN93である上記項5に記載の方法。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明において、好熱性ファージとは、好熱菌に感染することができるファージを意味し、その種類は限定されず、例えば、φIN93、φYS40等が挙げられる。また、好熱菌とは、例えば、約55℃以上で生育できる菌を指し、その種類についても限定されない。好熱性ファージが感染できる好熱菌としては、例えば、Thermus属、Bacillus属、Clostridium属、Pyrococcus属等に属する細菌が挙げられる。
【0027】
例えば、ファージとしてφIN93を用いる場合には、宿主細胞として好熱菌のThermus属細菌を用いるのが好ましい。当該ファージは、約19.6 Kbpの二本鎖菌DNAを保有し、菌体内でDNAの複製が行われ、ファージとして増幅する。
【0028】
Thermus属細菌としては、Thermus aquaticus(Thermus aquaticus TZ2株(産業技術総合研究所特許生物寄託センターにFERM P−13713として1993年6月29日に寄託、Thermus aquaticus X−1株(Robert et al.,(1950), Methods Med.Res., 2, 1−73)、 Thermus aquaticus YT−1株(J.Bacteriol. 98, 289−297,(1969)等)、Thermus thermophilus、Thermus nonproteolyticus等を例示できる。
【0029】
本発明者は、今回初めて、好熱性ファージφIN93におけるコートタンパク質のアミノ酸配列(配列番号2(コートタンパク質A)及び配列番号4(コートタンパク質B))、及び当該タンパク質をそれぞれコードする遺伝子配列(配列番号1(コートタンパク質A)及び配列番号3コートタンパク質(B))を見出した。
【0030】
更に、発明者は、そのコートタンパク質をコードする遺伝子の下流部分に耐熱性タンパク質をコードする遺伝子(以下、「外来遺伝子」という。)を導入することにより、好熱性ファージのコートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現させることができることを初めて見出した。
【0031】
本発明において、好熱性ファージのコートタンパク質(以下、「本発明のタンパク質」ということがある。)は、配列番号2又は4で表される。また、配列番号2又は4において1又は複数、好ましくは1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入又は付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であっても、好熱性ファージのコートタンパク質を構成すれば、本発明のタンパク質に含まれる。
【0032】
本発明はまた、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA(以下、「本発明のDNA」ということがある。)も含む。例えば、(I)配列番号2又は4で表されるアミノ酸配列をコードするDNA(好ましくは、それぞれ配列番号1又は3で表される配列)、(II)配列番号2又は4で表されるアミノ酸配列において、1又は複数、好ましくは1又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入又は付加されたアミノ酸配列であって、好熱性ファージのコートタンパク質を構成するアミノ酸配列をコードするDNA、(III)上記(I)で表される塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA、(IV)上記(II)で表される塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA等を挙げることができる。
【0033】
ここで、上記のDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズするDNAとは、例えば、以下のものが例示できる;
(I)0.1%SDSを含む0.2×SSC中50℃または0.1%SDSを含む1×SSC中60℃の条件下で、配列番号1で示される塩基配列からなるDNAとハイブリダイズする塩基配列を有するDNA分子
(II)0.1%SDSを含む0.2×SSC中50℃または0.1%SDSを含む1×SSC中60℃の条件下で、配列番号3で示される塩基配列からなるDNAとハイブリダイズする塩基配列を有するDNA分子
本発明のタンパク質は、本発明のDNAを用いて公知の生物工学的手法により得ることができる。例えば、本発明のDNAをPCR法等の公知の方法により増幅させ、当該遺伝子配列の多数のコピー(PCR産物)を得ることができる。
【0034】
このPCR法において使用されるプライマーは、上記DNAの配列に基いて適宜設定することができ、公知の方法によって合成することができる。また、増幅させたPCR産物は、公知の方法により単離、精製、確認することができる。
【0035】
本発明のタンパク質は、公知の遺伝子組換え技術(例えば、Science, 224, 1431, (1984); Bichem. Biophys. Res. Comm., 130, 692 (1985); Proc. Natl. Acad. Sci., USA., 80, 5990 (1983)等参照)によって得ることができる。
【0036】
例えば、本発明のタンパク質は、これをコードする遺伝子が宿主細胞中で発現できる組換えDNA(発現ベクター)を作成し、これを宿主細胞に導入して形質転換し、該形質転換体を培養し、次いで、得られる培養物から回収することができる。
【0037】
上記の宿主細胞としては、原核生物及び真核生物のいずれも用いることができる。原核生物の宿主としては、例えば、大腸菌、枯草菌などの一般的に用いられるものが広く挙げられる。好ましくは大腸菌、特にEscherichia. Coli−JM109等が挙げられる。
【0038】
真核生物の宿主細胞には、脊椎動物、酵母などの細胞が含まれる。脊椎動物の細胞としては、例えばサルの細胞であるCOS細胞〔Cell, 23: 175 (1981)〕、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞およびそのジヒドロ葉酸レダクターゼ欠損株〔Proc. Natl. Acad. Sci., USA., 77: 4216 (1980)〕などを好適に使用できる。酵母の細胞としては、サッカロミセス属酵母細胞などを好適に利用できる。勿論、これらに限定される訳ではない。
【0039】
原核生物細胞を宿主とする場合は、該宿主細胞中で複製可能なベクターを用いて、このベクター中に本発明遺伝子が発現できるように該遺伝子の上流にプロモーターおよびSD(シャイン・アンド・ダルガーノ)核酸配列、更にタンパク合成開始に必要な開始コドン(例えばATG)を付与した発現プラスミドを好適に利用できる。
【0040】
上記ベクターとしては、一般に大腸菌由来のプラスミド、例えばpET−21d、pBR322、pBR325、pUC12、pUC13などがよく用いられるが、これらに限定されず既知の各種のベクターを利用することができる。大腸菌を利用した発現系に利用される上記ベクターの市販品としては、例えばpGEX−4T(Amersham Pharmacia Biotech社)、pMAL−C2,pMAl−P2(New England Biolabs社)、pET21,pET21/lacq(Invitrogen社)、pBAD/His(Invitrogen社)などを例示できる。これらの中でも、特にpET−21dが好ましい。
【0041】
プロモーターとしても特に限定なく、エシェリキア(Escherichia)属菌を宿主とする場合は、例えば、トリプトファン(trp)プロモーター、lppプロモーター、lacプロモーター、recAプロモーター、PL/PRプロモーターなどを好ましく利用できる。宿主がバチルス属菌である場合は、SP01プロモーター、SP02プロモーター、penPプロモーターなどが好ましい。酵母を宿主とする場合のプロモーターとしては、例えばpH05プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーターなどを好適に利用できる。また、動物細胞を宿主とする場合の好ましいプロモーターとしては、SV40由来のプロモーター、レトロウイルスのプロモーター、メタロチオネインプロモーター、ヒートショックプロモーター、サイトメガロウイルスプロモーター、SRαプロモーターなどを例示できる。
【0042】
本発明遺伝子の発現ベクターとしては、通常の融合タンパク発現ベクターも好ましく利用できる。該ベクターの具体例としては、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)との融合蛋白として発現させるためのpGEX(Promega社)などを例示できる。
【0043】
成熟ポリペプチドのコード配列が宿主細胞からのポリペプチドの発現、分泌を助ける核酸配列としては、分泌配列及びリーダ配列が例示できる。本発明タンパク質(キチナーゼ)の製造には、これらの配列を利用することもできる。また、本発明タンパク質の製造に当たっては、細菌宿主に対して融合成熟ポリペプチドの精製に使用されるマーカー配列(ヘキサヒスチジン・タグ、ヒスチジン・タグ)、哺乳動物細胞の場合はヘマグルチニン(HA)・タグなどを利用することもできる。
【0044】
所望の組換えDNA(発現ベクター)の宿主細胞への導入法及びこれによる形質転換法としては、特に限定されず、一般的な各種方法を採用することができる。
【0045】
形質転換体は、常法に従い培養でき、該培養により所望のように設計した遺伝子によりコードされる本発明の目的タンパク質(酵素)が、形質転換体の細胞内、細胞外又は細胞膜上に発現、生産(蓄積、分泌)される。
【0046】
培養に用いられる培地としては、採用した宿主細胞に応じて慣用される各種の培地を適宜選択利用できる。培養も宿主細胞の生育に適した条件下で実施できる。
【0047】
上記のようにして得られる本発明の組換えタンパク質は、所望により、その物理的性質、化学的性質などを利用した各種の分離操作〔「生化学データーブックII」、1175−1259 頁、第1版第1刷、1980年 6月23日株式会社東京化学同人発行;Biochemistry, 25(25), 8274 (1986); Eur. J. Biochem., 163, 313 (1987)など参照〕により分離、精製できる。
【0048】
該方法としては、具体的には、通常の再構成処理、タンパク沈澱剤による処理(塩析法)、遠心分離、浸透圧ショック法、超音波破砕、限外濾過、分子篩クロマトグラフィー(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などの各種液体クロマトグラフィー、透析法、これらの組合せが例示できる。
【0049】
本発明のタンパク質が耐熱性であることから、加熱することにより精製することもできる。例えば、加熱することにより常温性のタンパク質は変性して沈降するが、耐熱性タンパク質は変性しないために上清に存在することができる。この手法を利用して耐熱性タンパク質を容易に分離することができる。
【0050】
また、本発明のタンパク質は、化学的な合成によっても得ることができる。化学的な合成法としては、公知のポリペプチド合成法、例えば、液相合成法あるいは固相合成法によって製造することができる。
【0051】
このようにして、配列番号2又は4で表される本発明の好熱性ファージのコートタンパク質を得ることができる。本発明のタンパク質は、耐熱性ファージのコートタンパク質を構成すれば、これらのアミノ酸配列の1又は複数、好ましくは1又は数個のアミノ酸が、欠失、置換又は付加されたものであってもよい。
【0052】
本発明のタンパク質は、精製した後に、N末端配列を解析することにより、コートタンパク質であることが確認できる。
【0053】
本発明において、外来遺伝子は、ファージを用いた通常の遺伝子組換え技術により、ファージのDNA中に組み込むことができる(例えば、Scott, J. M. and Smith, G. P., Science, 249, 386−390(1990);Smith, G. P. and Scott, J. K., Methods in Enzymology, 217, 228−257(1993)等参照。)。
【0054】
ファージのDNAにおいて外来遺伝子を組み込む場所としては、コートタンパク質上に耐熱性タンパク質が発現されれば限定されないが、好ましくは、コートタンパク質をコードするDNAの下流部分が挙げられる。好熱性ファージが複数のコートタンパク質を有する場合には、どのコートタンパク質をコードするDNAの下流部分に組み込んでも良い。
【0055】
より詳細には、例えば、好熱性ファージとしてφIN93を使用する場合、φIN93はコートタンパク質(A)(配列番号2)とコートタンパク質(B)(配列番号4)を有しているが、そのどちらのタンパク質をコードするDNAの下流部分に外来遺伝子を組み込んでも良い。
【0056】
より好ましくは、コートタンパク質(A)をコードするDNA(配列番号1)の下流付近に存在する「NruIサイト」に外来遺伝子を組み込むことができる。このようにして、この部分に外来遺伝子を組み込むことにより、コートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現させることができる。
【0057】
好熱性ファージのDNAに組み込む外来遺伝子としては特に制限はなく、任意の遺伝子を用いることができるが、好ましくは耐熱性タンパク質をコードする遺伝子が挙げられる。耐熱性タンパク質をコードする遺伝子とは、40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、特に70℃以上の温度下でも活性を保持できるタンパク質(例えば、酵素、抗体等)をコードする遺伝子を意味する。
【0058】
より詳細には、耐熱性カナマイシン耐性遺伝子、耐熱性β−グルコシダーゼ遺伝子、耐熱性グルタミナーゼ遺伝子、耐熱性プロテアーゼ遺伝子などの熱安定性酵素をコードする遺伝子、熱ショックタンパク質をコードする遺伝子、groEL遺伝子、groES遺伝子、dnaK遺伝子、hsp70遺伝子などが挙げられる。
【0059】
得られた組換えDNAは、公知の方法により、宿主細胞(好熱菌)に導入(トランスフェクション)することができる。例えば、好熱菌と本発明の組換えDNAを共に培養することが挙げられる(例えば、特開2000−287686等参照。)。
【0060】
このようにして得られた宿主細胞を培養することにより、コートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現させた好熱性ファージを増殖させることができる。増殖したファージのうち、所望の耐熱性タンパク質を発現させた好熱性ファージを精製し、精製したファージを更に宿主細胞に感染させ、増殖させることができる。
【0061】
精製する方法は特に限定されず、通常用いられているタンパク質を精製する方法を使用することができる。例えば、発現させた耐熱性タンパク質に特異的又は選択的に結合する抗体を用いて、免疫沈降法、アフィニティークロマトグラフィー等を行うことによって精製することができる。
【0062】
このようにして、所望の耐熱性タンパク質を発現させた好熱性ファージを高純度にしかも大量に産生することができる。得られたファージから公知の方法により耐熱性タンパク質を分離、精製することにより、所望の耐熱性タンパク質を高純度に大量に(効率良く)得ることができる。
【0063】
また、好熱性ファージ、該ファージが感染する宿主細胞及び耐熱性タンパク質に特異的又は選択的に結合できる抗体を、バイオパニングキットとして使用することもできる。
【0064】
本発明はまた、タンパク質の耐熱化方法を提供することもできる。より詳細には、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNAの下流部分に、常温で機能するタンパク質をコードする遺伝子を組み込むことができる。次に、突然変異誘発物質(例えば、UV、ニトロソグアニジン(NTG)、アクリジンオレンジ、エチルメタンスルホネート(EMS)等)により、得られた組換えDNAに変異を起こすことができる。そして、当該変異DNAを宿主細胞に導入することにより、耐熱性タンパク質をコートタンパク質上に発現させた好熱性ファージが得られる。
【0065】
このようにして、常温で効果を発揮するタンパク質を耐熱化することもできる。更に、その耐熱化したタンパク質を含むファージのDNAを解析することにより、耐熱化したタンパク質のDNA配列も解析することができる。
【0066】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一層明瞭にする。
【0067】
実施例 :好熱性ファージφ IN93 のコートタンパク質の遺伝子配列の決定
Thermus aquaticus TZ2 をA2培地(0.1% tryptone (Difco), 0.1% yeast extract (Difco) and Castenholtz basal salts pH 7.5)を用いて、70℃で一晩培養し、その培養液1mlを100mlのA2培地に植菌し直し、同様に70℃で培養した。
【0068】
濁度としてOD=0.2(波長660nmで測定)に増殖した段階で、好熱性ファージφIN93(1×10pfu/mlの濃度)を 100μlを添加し、70℃で3〜4時間培養した。その結果、培養液中に、2×1010pfu/mlの濃度の好熱性ファージφIN93が確認された。
【0069】
培養液を3000rpmで10分間遠心して、沈殿した菌体破片を除いた上清に、PEG8000溶液(ポリエチレングリコール(分子量8000)20%、2MのNaCl)を100ml添加して混合し、4℃で1時間放置後、10000rpmで30分間遠心し、得られたファージを1mlの蒸留水に溶解し濃縮した。
【0070】
次に、ファージの濃縮液をセシウムクロライドを用いた密度勾配遠心(55000rpmで15時間遠心)により、菌体破片物等の不純物を除いたファージのみに精製した。セシウムクロライドは蒸留水で透析して除き、精製されたファージは最終1mlの溶液として回収した。
【0071】
精製したファージ溶液50μlを95℃で30分間煮沸した。この試料を15%SDSポリアクリルアミドゲルに添加して、電気泳動によりタンパク質の分離を行った。電気泳動後に分離されたタンパク質をクマシーブリリアントブルーにより染色した結果、コートタンパク質として2種類のタンパク質が確認できた(図2)。
【0072】
分離した2種類のタンパク質をトランスブロット法によりニトロセルロース膜に転写し、アミノ酸シークエンサーを用いて、N末端側から10残基目までのアミノ酸の分析を行った。
【0073】
その結果、2種類のコートタンパク質(A、B)に関して、それぞれのN末端アミノ酸配列である(A’)MADTAAIAAQDと(B’)MSENTLLGIAAの配列が得られた。
【0074】
決定したN末端アミノ酸配列をDNA配列に変換して、φIN93のDNAの全塩基配列を基に、GENETYX(日立ソフトウエアー社)を用いて検索した。その結果、2種類のコートタンパク質(それぞれ配列番号2及び4)に対応する遺伝子の位置を決定した。
【0075】
得られた本発明のコートタンパク質のアミノ酸配列及びそれをコードするDNA配列を配列番号1〜4に示す。
【0076】
実施例2:耐熱性タンパク質のコートタンパク質上での発現
コートタンパク質の遺伝子(配列番号2)の下流にある制限酵素のNruIサイトを切断した。プラスミドpGFP由来のGFPタンパク質遺伝子を制限酵素AgeIと制限酵素EcoRIで切断し、図1に示すリンカー(L1、L2)を用いて、16℃でリガーゼ反応を行った。
【0077】
反応後のDNAをThermus aquaticus TZ2菌へトランスフェクションを行った(特開2000−287686)。Thermus aquaticus TZ2菌を A2培地を用いて、70℃で一晩培養し、その培養液50μlを5mlのA2培地に植菌し直し、同様に70℃で培養した。濁度としてOD=0.2(波長660nmで測定)に増殖した段階で、上記の反応後のDNA(全量約100ng)を10μl添加し、12時間 70℃で培養を行った。
【0078】
上記培養液を3000rpmで10分間遠心後、その上清を、別途A2培地にて5時間培養したThermus aquaticus TZ2菌と、50℃〜60℃に保温した約1.0%寒天を含むA2培地に混ぜて、3%寒天のA2培地プレート上に塗布し、70℃で1晩培養することでプラークを形成させた。
【0079】
φIN93のコートタンパク質遺伝子の下流にGFP遺伝子が導入されたファージは、コートタンパク質上でGFPタンパク質が発現し、緑色に発光した。
【0080】
【発明の効果】
本発現系により70℃以上の高温下でも機能する耐熱性タンパク質を大量に生産することが可能である。ファージのコートタンパク質上で発現することから、ファージを回収する方法と同様の方法で、発現させたタンパク質を回収することができるため、回収率が高く容易に行うことができる。
【0081】
また、常温において機能を発揮する酵素のうち耐熱化したものを効率良くスクリーニングすることもできる。
【0082】
【配列表】

Figure 2004236621
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【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で用いたリンカーを示す図である。
【図2】本発明のタンパク質を電気泳動で確認した結果を示す。
【図3】ファージに外来遺伝子を組み込み、コートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現する際の模式図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermophilic phage and a method for using the same.
[0002]
[Prior art]
A phage is generally composed of DNA (or RNA) that carries genetic information and a coat protein that wraps the DNA. Gene analysis of M13 and λ, which are cold phages that infect Escherichia coli, has progressed, and the gene sequence of the coat protein has been determined.
[0003]
However, φYS40, a phage derived from a thermophilic bacterium (for example, see Non-Patent Document 1),Thermus thermophilus HB27Although it is known to be infected, no genetic analysis has been done.
[0004]
In addition, thermophilic bacteria isolated by the inventor beforeThermus aquaticus TZ2Thermophilic phage φIN93 (see, for example, Patent Document 1) that infects bacteria has double-stranded circular DNA (about 19.6 Kbp), and the DNA is replicated in the cells and amplified as phage. I understand.
[0005]
Analysis of the gene sequence relating to the replication of the φIN93 double-stranded circular DNA has been advanced (for example, refer to Undisclosed Patent Document 1), and the promoter sequence has also been analyzed (for example, refer to Undisclosed Patent Document 2). However, information on coat proteins constituting phage particles has not been elucidated so far.
[0006]
In M13 of a room temperature phage that infects Escherichia coli, there has been reported an example in which a foreign gene is linked to a coat protein gene and expressed as a fusion protein on the surface of a phage particle (for example, see Non-Patent Document 2). However, thermophilic phages did not previously exist.
[0007]
[Non-patent document 1]
Sakiki, Y .; and Oshima, T .; Authors, "Isolation and Characterization of a Bacteriophage Infectious to an Extreme Thermophile, Thermos thermophilus HB8.", Journal of virology, Journal of virology. 1449-1453, 1975
[0008]
[Non-patent document 2]
Katsumi Maenaka and Masaru Furuta al., "A Stable Phage-Display System Using a Phagemid Vector: Phage Display of Hen Egg White Lysozyme (HEL), Escherichia coli Alkaline phosphatase, and Anti-HEL Monoclonal Antibody, HyHEL 10", Biochemical and Biophysical Rsearch Communications, 218, p. 682-687, 1996
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-7-67633
[0010]
[Undisclosed patent document 1]
Japanese Patent Application No. 2001-218934
[0011]
[Undisclosed patent document 2]
Japanese Patent Application 2001-201085
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
A main object of the present invention is to efficiently produce a thermostable protein using a thermophilic phage.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found a method for expressing a thermostable protein on a coat protein of a thermophilic phage, and have completed the present invention.
[0014]
That is, the present invention relates to the following items 1 to 11.
[0015]
1. A thermophilic phage coat protein consisting of the following amino acid sequence (a) or (b);
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
(B) an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence (a), and which constitutes a thermophilic phage coat protein.
[0016]
2. A thermophilic phage coat protein consisting of the following amino acid sequence (c) or (d);
(C) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4,
(D) An amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence (c), which constitutes a thermophilic phage coat protein.
[0017]
3. DNA consisting of the following (a), (b), (c) or (d);
(A) the gene sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(B) a gene sequence encoding the amino acid sequence represented by (b) above,
(C) a DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (a) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein;
(D) DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (b) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein.
[0018]
4. DNA consisting of the following (e), (f), (g) or (h);
(E) the gene sequence represented by SEQ ID NO: 3,
(F) a gene sequence encoding the amino acid sequence represented by (d),
(G) a DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (v) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein;
(H) DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (f) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein.
[0019]
5. (1) a step of incorporating a gene encoding a thermostable protein into the DNA of a thermophilic phage, (2) a step of introducing the recombinant DNA obtained in the step (1) into a host cell,
(3) a step of growing a thermophilic phage in which a thermostable protein is expressed on a coat protein in the host cell;
[0020]
6. DNA of a thermophilic phage containing a gene encoding a thermostable protein to be expressed on a coat protein of the thermophilic phage.
[0021]
7. Item 7. A host cell containing the DNA according to Item 6.
[0022]
8. Item 6. A heat-resistant protein obtained by the method according to Item 5.
[0023]
9. Thermophilic phage expressing a thermostable protein on coat protein.
[0024]
10. (1) a step of incorporating a gene encoding a protein into the DNA of a thermophilic phage, (2) a step of mutating the recombinant DNA obtained in the step (1), and (3) a step obtained by the steps (2). Introducing a mutant DNA into a host cell, and (4) growing a thermophilic phage in which the protein is expressed on a coat protein in the host cell.
[0025]
11. Item 6. The method according to Item 5, wherein the thermophilic phage is φIN93.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the thermophilic phage means a phage capable of infecting a thermophilic bacterium, and its type is not limited, and examples thereof include φIN93 and φYS40. The thermophilic bacterium refers to, for example, a bacterium that can grow at about 55 ° C. or higher, and its type is not limited. Examples of the thermophilic bacteria to which the thermophilic phage can infect include bacteria belonging to the genus Thermus, Bacillus, Clostridium, Pyrococcus, and the like.
[0027]
For example, when φIN93 is used as the phage, it is preferable to use a thermophilic bacterium, Thermus sp., As the host cell. The phage has about 19.6 Kbp of double-stranded bacterium DNA, and the DNA is replicated in the cells and amplified as phage.
[0028]
As bacteria of the genus Thermus, Thermus aquaticus (Thermus aquaticus TZ2 strain (FERM P-13713 deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Organism Depositary on June 29, 1993, Thermus aquaticus X-1 strain (Robert et al. (1950), Methods Med. Res., 2, 1-73), Thermus aquaticus strain YT-1 (J. Bacteriol. 98, 289-297, (1969), etc.), Thermus thermophilus, Thermus nonproteolies, and the like.
[0029]
The present inventor has for the first time found that the amino acid sequence of the coat protein in the thermophilic phage φIN93 (SEQ ID NO: 2 (coat protein A) and SEQ ID NO: 4 (coat protein B)) and the gene sequence encoding the protein (SEQ ID NO: 2) 1 (coat protein A) and SEQ ID NO: 3 coat protein (B)).
[0030]
Further, the present inventors introduce a gene encoding a thermostable protein (hereinafter, referred to as “foreign gene”) into the downstream portion of the gene encoding the coat protein, so that the thermostable phage has a thermostable phage on the coat protein. It has been found for the first time that a protein can be expressed.
[0031]
In the present invention, the coat protein of the thermophilic phage (hereinafter, also referred to as “the protein of the present invention”) is represented by SEQ ID NO: 2 or 4. Further, even a protein consisting of an amino acid sequence in which one or more, preferably one or several amino acids are substituted, deleted, inserted or added in SEQ ID NO: 2 or 4, may constitute a coat protein of a thermophilic phage. For example, it is included in the protein of the present invention.
[0032]
The present invention also includes a DNA encoding a coat protein of a thermophilic phage (hereinafter, sometimes referred to as “DNA of the present invention”). For example, (I) a DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 or 4 (preferably, a sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 3, respectively); (II) an amino acid represented by SEQ ID NO: 2 or 4 A DNA encoding an amino acid sequence in which one or more, preferably one or several amino acids have been substituted, deleted, inserted or added in the sequence, and which constitutes a thermophilic phage coat protein, (III ) DNA that hybridizes with the DNA consisting of the base sequence represented by the above (I) under stringent conditions and encodes a coat protein of a thermophilic phage; (IV) the base sequence represented by the above (II) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of, and encodes a thermophilic phage coat protein. It is possible.
[0033]
Here, examples of the DNA that hybridizes with the above-described DNA under stringent conditions include the following:
(I) Under conditions of 50 ° C. in 0.2 × SSC containing 0.1% SDS or 60 ° C. in 1 × SSC containing 0.1% SDS, hybridizes with a DNA consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. DNA molecule having soy base sequence
(II) Hybridization with a DNA consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 at 50 ° C. in 0.2 × SSC containing 0.1% SDS or at 60 ° C. in 1 × SSC containing 0.1% SDS DNA molecule having soy base sequence
The protein of the present invention can be obtained by a known biotechnological technique using the DNA of the present invention. For example, the DNA of the present invention can be amplified by a known method such as the PCR method to obtain a large number of copies (PCR products) of the gene sequence.
[0034]
Primers used in this PCR method can be appropriately set based on the sequence of the DNA, and can be synthesized by a known method. In addition, the amplified PCR product can be isolated, purified, and confirmed by a known method.
[0035]
The protein of the present invention can be obtained by a known gene recombination technique (for example, Science, 224, 1431, (1984); Bichem. Biophys. Res. Comm., 130, 692 (1985); Proc. Natl. Acad. Sci., USA., 80, 5990 (1983), etc.).
[0036]
For example, as for the protein of the present invention, a recombinant DNA (expression vector) capable of expressing a gene encoding the same in a host cell is prepared, and this is introduced into a host cell for transformation, and the transformant is cultured. Can then be recovered from the resulting culture.
[0037]
As the above host cells, both prokaryote and eukaryote can be used. As prokaryotic hosts, for example, commonly used ones such as Escherichia coli and Bacillus subtilis are widely used. Preferably E. coli, especially Escherichia. Coli-JM109 and the like.
[0038]
Eukaryotic host cells include cells such as vertebrates and yeast. As vertebrate cells, for example, monkey COS cells [Cell, 23: 175 (1981)], Chinese hamster ovary cells and their dihydrofolate reductase-deficient strains [Proc. Natl. Acad. Sci. , USA. , 77: 4216 (1980)]. Saccharomyces yeast cells and the like can be suitably used as yeast cells. Of course, it is not limited to these.
[0039]
When a prokaryotic cell is used as the host, a promoter and an SD (Shine and Dalgarno) are used upstream of the gene so that the gene of the present invention can be expressed in the vector using a vector capable of replicating in the host cell. An expression plasmid to which a nucleic acid sequence and an initiation codon (for example, ATG) necessary for initiation of protein synthesis have been added can be suitably used.
[0040]
As the above vector, a plasmid derived from Escherichia coli, for example, pET-21d, pBR322, pBR325, pUC12, pUC13 and the like are often used, but not limited thereto, and various known vectors can be used. Commercially available products of the above-mentioned vectors used in an expression system using Escherichia coli include, for example, pGEX-4T (Amersham Pharmacia Biotech), pMAL-C2, pMAl-P2 (New England Biolabs), pET21, pET21 / lacqen (Invitro). And pBAD / His (Invitrogen). Among these, pET-21d is particularly preferred.
[0041]
There is no particular limitation on the promoter, and when a genus Escherichia is used as a host, for example, tryptophan (trp) promoter, lpp promoter, lac promoter, recA promoter, PL / PR promoter and the like can be preferably used. When the host is a bacterium belonging to the genus Bacillus, SP01 promoter, SP02 promoter, penP promoter and the like are preferable. When yeast is used as a host, for example, a pH05 promoter, a PGK promoter, a GAP promoter, an ADH promoter and the like can be suitably used. When an animal cell is used as a host, preferable promoters include an SV40-derived promoter, a retrovirus promoter, a metallothionein promoter, a heat shock promoter, a cytomegalovirus promoter, and an SRα promoter.
[0042]
As an expression vector for the gene of the present invention, a normal fusion protein expression vector can also be preferably used. Specific examples of the vector include pGEX (Promega) for expression as a fusion protein with glutathione-S-transferase (GST).
[0043]
Examples of the nucleic acid sequence whose coding sequence of the mature polypeptide assists the expression and secretion of the polypeptide from a host cell include a secretory sequence and a leader sequence. These sequences can also be used for production of the protein (chitinase) of the present invention. In producing the protein of the present invention, a marker sequence (hexahistidine tag, histidine tag) used for purification of the fusion mature polypeptide with a bacterial host, and a hemagglutinin (HA) tag in the case of mammalian cells Etc. can also be used.
[0044]
A method for introducing a desired recombinant DNA (expression vector) into a host cell and a transformation method using the same are not particularly limited, and various general methods can be employed.
[0045]
The transformant can be cultured according to a conventional method, and the target protein (enzyme) of the present invention encoded by a gene designed as desired by the culture is expressed in the transformant, extracellularly, or on the cell membrane of the transformant. Produced (accumulated, secreted).
[0046]
As the medium used for the culture, various types of media commonly used depending on the host cells used can be appropriately selected and used. Culturing can also be performed under conditions suitable for the growth of the host cells.
[0047]
If desired, the recombinant protein of the present invention obtained as described above may be subjected to various separation operations utilizing its physical properties, chemical properties, etc. [“Biochemical Data Book II”, pp. 1175-1259, p. First edition, published on June 23, 1980 by Tokyo Chemical Co., Ltd .; Biochemistry, 25 (25), 8274 (1986); Eur. J. Biochem. , 163, 313 (1987)].
[0048]
Specific examples of the method include ordinary reconstitution treatment, treatment with a protein precipitant (salting out method), centrifugation, osmotic shock method, ultrasonic crushing, ultrafiltration, molecular sieve chromatography (gel filtration). And various types of liquid chromatography such as adsorption chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, high performance liquid chromatography (HPLC), dialysis, and combinations thereof.
[0049]
Since the protein of the present invention is heat-resistant, it can be purified by heating. For example, a protein at room temperature is denatured and precipitated by heating, but a heat-resistant protein can be present in a supernatant because it does not denature. Using this technique, thermostable proteins can be easily separated.
[0050]
The protein of the present invention can also be obtained by chemical synthesis. As a chemical synthesis method, it can be produced by a known polypeptide synthesis method, for example, a liquid phase synthesis method or a solid phase synthesis method.
[0051]
Thus, the coat protein of the thermophilic phage of the present invention represented by SEQ ID NO: 2 or 4 can be obtained. As long as the protein of the present invention constitutes a coat protein of a thermostable phage, one or more, preferably one or several amino acids of these amino acid sequences may be deleted, substituted or added. .
[0052]
The protein of the present invention can be confirmed to be a coat protein by analyzing the N-terminal sequence after purification.
[0053]
In the present invention, a foreign gene can be incorporated into phage DNA by a conventional gene recombination technique using phage (for example, Scott, JM and Smith, GP, Science, 249, 386-390 (1990); Smith, GP and Scott, JK, Methods in Enzymology, 217, 228-257 (1993), etc.).
[0054]
The place where the foreign gene is incorporated in the DNA of the phage is not limited as long as the heat-resistant protein is expressed on the coat protein, and preferably includes a downstream portion of the DNA encoding the coat protein. When the thermophilic phage has a plurality of coat proteins, it may be incorporated into a downstream portion of the DNA encoding any coat protein.
[0055]
More specifically, for example, when φIN93 is used as a thermophilic phage, φIN93 has a coat protein (A) (SEQ ID NO: 2) and a coat protein (B) (SEQ ID NO: 4). A foreign gene may be incorporated into the downstream portion of the DNA encoding the protein.
[0056]
More preferably, a foreign gene can be incorporated into the “NruI site” located downstream of the DNA (SEQ ID NO: 1) encoding the coat protein (A). Thus, by incorporating a foreign gene into this portion, a heat-resistant protein can be expressed on the coat protein.
[0057]
There is no particular limitation on the foreign gene to be incorporated into the DNA of the thermophilic phage, and any gene can be used, and a gene encoding a thermostable protein is preferable. A gene encoding a thermostable protein refers to a protein (eg, an enzyme, an antibody, etc.) that can retain activity even at a temperature of 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and especially 70 ° C. or higher. Means the gene to be used.
[0058]
More specifically, a gene encoding a thermostable enzyme such as a thermostable kanamycin resistance gene, a thermostable β-glucosidase gene, a thermostable glutaminase gene, a thermostable protease gene, a gene encoding a heat shock protein, a groEL gene, groES Gene, dnaK gene, hsp70 gene and the like.
[0059]
The obtained recombinant DNA can be introduced (transfected) into a host cell (thermophilic bacterium) by a known method. For example, it is possible to cultivate thermophilic bacteria and the recombinant DNA of the present invention together (for example, see JP-A-2000-287686).
[0060]
By culturing the host cell thus obtained, a thermophilic phage in which a heat-resistant protein is expressed on a coat protein can be grown. Among the grown phages, a thermophilic phage expressing a desired heat-resistant protein can be purified, and the purified phage can be further infected to a host cell and grown.
[0061]
The method for purification is not particularly limited, and a commonly used method for purifying a protein can be used. For example, the antibody can be purified by immunoprecipitation, affinity chromatography, or the like using an antibody that specifically or selectively binds to the expressed thermostable protein.
[0062]
In this way, thermophilic phage expressing the desired thermostable protein can be produced in high purity and in large quantities. By separating and purifying the heat-resistant protein from the obtained phage by a known method, a desired heat-resistant protein can be obtained in a large amount with high purity (efficiently).
[0063]
In addition, an antibody that can specifically or selectively bind to a thermophilic phage, a host cell infected with the phage, and a thermostable protein can also be used as a biopanning kit.
[0064]
The present invention can also provide a method for improving protein heat resistance. More specifically, a gene encoding a protein that functions at room temperature can be incorporated into a downstream portion of a DNA encoding a coat protein of a thermophilic phage. The resulting recombinant DNA can then be mutated with a mutagen (eg, UV, nitrosoguanidine (NTG), acridine orange, ethyl methanesulfonate (EMS), etc.). Then, a thermophilic phage in which a heat-resistant protein is expressed on a coat protein can be obtained by introducing the mutant DNA into a host cell.
[0065]
In this way, a protein that exerts its effect at room temperature can be made heat-resistant. Further, by analyzing the DNA of the phage containing the protein whose temperature has been improved, the DNA sequence of the protein whose temperature has been improved can also be analyzed.
[0066]
【Example】
Examples are shown below to further clarify the features of the present invention.
[0067]
Example 1 : Thermophilic phage φ IN93 Of the gene sequence of the coat protein
Thermus aquaticus TZ2 FungusWas cultured overnight at 70 ° C. in an A2 medium (0.1% tryptone (Difco), 0.1% yeast extract (Difco) and Castenholtz basal salts pH 7.5), and 1 ml of the culture solution was added to 100 ml. The cells were re-inoculated into A2 medium and cultured at 70 ° C. in the same manner.
[0068]
At the stage when the turbidity was increased to OD = 0.2 (measured at a wavelength of 660 nm), the thermophilic phage φIN93 (1 × 109(pfu / ml concentration) was added, and the cells were cultured at 70 ° C. for 3 to 4 hours. As a result, 2 × 1010Thermophilic phage φIN93 at a concentration of pfu / ml was confirmed.
[0069]
The culture solution was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes, and 100 ml of a PEG 8000 solution (polyethylene glycol (molecular weight 8000), 20%, 2M NaCl) was added to the supernatant from which the precipitated cell debris had been removed, and mixed. After standing for a period of time, the mixture was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes, and the obtained phage was dissolved in 1 ml of distilled water and concentrated.
[0070]
Next, the phage concentrate was purified into only phage from which impurities such as bacterial cell debris were removed by density gradient centrifugation using cesium chloride (centrifugation at 55000 rpm for 15 hours). Cesium chloride was removed by dialysis with distilled water, and the purified phage was recovered as a final 1 ml solution.
[0071]
50 μl of the purified phage solution was boiled at 95 ° C. for 30 minutes. This sample was added to a 15% SDS polyacrylamide gel, and proteins were separated by electrophoresis. As a result of staining the proteins separated after the electrophoresis with Coomassie brilliant blue, two types of proteins were confirmed as coat proteins (FIG. 2).
[0072]
The separated two kinds of proteins were transferred to a nitrocellulose membrane by a transblot method, and amino acids from the N-terminal to the tenth residue were analyzed using an amino acid sequencer.
[0073]
As a result, with respect to the two types of coat proteins (A and B), the sequences of (A ') MADTAAIAAAQD and (B') MSENTLLGIAA, which are the N-terminal amino acid sequences, were obtained.
[0074]
The determined N-terminal amino acid sequence was converted into a DNA sequence, and searched using GENETYX (Hitachi Software) based on the entire base sequence of the DNA of φIN93. As a result, the positions of the genes corresponding to the two types of coat proteins (SEQ ID NOs: 2 and 4, respectively) were determined.
[0075]
The amino acid sequence of the obtained coat protein of the present invention and the DNA sequence encoding it are shown in SEQ ID NOs: 1 to 4.
[0076]
Example 2: Expression of heat-stable protein on coat protein
The NruI site of the restriction enzyme downstream of the coat protein gene (SEQ ID NO: 2) was cleaved. The GFP protein gene derived from the plasmid pGFP was digested with the restriction enzymes AgeI and EcoRI, and a ligase reaction was performed at 16 ° C. using the linkers (L1, L2) shown in FIG.
[0077]
DNA after reactionThermus aquaticus TZ2Bacteria were transfected (JP-A-2000-287686).Thermus aquaticus TZ2The bacteria were cultured overnight at 70 ° C. using A2 medium, and 50 μl of the culture was reinoculated into 5 ml of A2 medium and cultured at 70 ° C. in the same manner. At the stage where the turbidity was increased to OD = 0.2 (measured at a wavelength of 660 nm), 10 μl of the above-reacted DNA (total amount: about 100 ng) was added, and the cells were cultured at 70 ° C. for 12 hours.
[0078]
The above culture solution was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes, and the supernatant was separately cultured in A2 medium for 5 hours.Thermus aquaticus TZ2The bacteria were mixed with A2 medium containing about 1.0% agar kept at 50 ° C to 60 ° C, applied on an A2 medium plate containing 3% agar, and cultured at 70 ° C overnight to form plaque. Was.
[0079]
In the phage into which the GFP gene was introduced downstream of the coat protein gene of φIN93, the GFP protein was expressed on the coat protein and emitted green light.
[0080]
【The invention's effect】
With this expression system, it is possible to produce a large amount of heat-resistant protein that functions even at a high temperature of 70 ° C. or higher. Since the expressed protein is expressed on the coat protein of the phage, the expressed protein can be recovered in the same manner as the method for recovering the phage.
[0081]
In addition, it is possible to efficiently screen for an enzyme exhibiting a function at room temperature and having an increased temperature.
[0082]
[Sequence list]
Figure 2004236621
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a linker used in Examples.
FIG. 2 shows the results of confirming the protein of the present invention by electrophoresis.
FIG. 3 is a schematic diagram when a foreign gene is incorporated into a phage and a heat-resistant protein is expressed on a coat protein.

Claims (11)

以下の(a)又は(b)のアミノ酸配列からなる好熱性ファージのコートタンパク質;
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列、
(b)アミノ酸配列(a)において、1又は複数のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列であって、好熱性ファージのコートタンパク質を構成するアミノ酸配列。
A thermophilic phage coat protein consisting of the following amino acid sequence (a) or (b):
(A) the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
(B) an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence (a), and which constitutes a thermophilic phage coat protein.
以下の(c)又は(d)のアミノ酸配列からなる好熱性ファージのコートタンパク質;
(c)配列番号4で表されるアミノ酸配列、
(d)アミノ酸配列(c)において、1又は複数のアミノ酸が欠失、置換、挿入又は付加されたアミノ酸配列であって、好熱性ファージのコートタンパク質を構成するアミノ酸配列。
A thermophilic phage coat protein consisting of the following amino acid sequence (c) or (d);
(C) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4,
(D) An amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted, inserted or added in the amino acid sequence (c), which constitutes a thermophilic phage coat protein.
以下の(イ)、(ロ)、(ハ)又は(ニ)からなるDNA;
(イ)配列番号1で表される遺伝子配列、
(ロ)上記(b)で表されるアミノ酸配列をコードする遺伝子配列、
(ハ)(イ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA、
(ニ)(ロ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA。
DNA consisting of the following (a), (b), (c) or (d);
(A) the gene sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(B) a gene sequence encoding the amino acid sequence represented by (b) above,
(C) a DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (a) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein;
(D) DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (b) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein.
以下の(ホ)、(ヘ)、(ト)又は(チ)からなるDNA;
(ホ)配列番号3で表される遺伝子配列、
(ヘ)上記(d)で表されるアミノ酸配列をコードする遺伝子配列、
(ト)(ホ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA、
(チ)(ヘ)の塩基配列からなるDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、好熱性ファージのコートタンパク質をコードするDNA。
DNA consisting of the following (e), (f), (g) or (h);
(E) the gene sequence represented by SEQ ID NO: 3,
(F) a gene sequence encoding the amino acid sequence represented by (d),
(G) a DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (v) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein;
(H) DNA which hybridizes with the DNA consisting of the nucleotide sequence of (f) under stringent conditions and encodes a thermophilic phage coat protein.
(1)好熱性ファージのDNAに耐熱性タンパク質をコードする遺伝子を組み込む工程、(2)(1)の工程で得られた組換えDNAを宿主細胞に導入する工程、(3)該宿主細胞内で耐熱性タンパク質をコートタンパク質上に発現させた好熱性ファージを増殖させる工程、を含む耐熱性タンパク質の製造方法。(1) a step of incorporating a gene encoding a thermostable protein into the DNA of a thermophilic phage; (2) a step of introducing the recombinant DNA obtained in the step of (1) into a host cell; Growing a thermophilic phage in which the thermostable protein has been expressed on the coat protein in step (a). 好熱性ファージのコートタンパク質上に発現させる耐熱性タンパク質をコードする遺伝子を含む好熱性ファージのDNA。DNA of a thermophilic phage containing a gene encoding a thermostable protein to be expressed on a coat protein of the thermophilic phage. 請求項6に記載のDNAを含む宿主細胞。A host cell comprising the DNA according to claim 6. 請求項5に記載の方法で得られた耐熱性タンパク質。A heat-resistant protein obtained by the method according to claim 5. コートタンパク質上に耐熱性タンパク質を発現させた好熱性ファージ。Thermophilic phage expressing a thermostable protein on coat protein. (1)好熱性ファージのDNAにタンパク質をコードする遺伝子を組み込む工程、(2)(1)の工程で得られた組換えDNAに変異を起こす工程、(3)(2)の工程で得られた変異DNAを宿主細胞に導入する工程、(4)該宿主細胞内でタンパク質をコートタンパク質上に発現させた好熱性ファージを増殖させる工程、を含むタンパク質の耐熱化方法。(1) a step of incorporating a gene encoding a protein into the DNA of a thermophilic phage, (2) a step of mutating the recombinant DNA obtained in the step (1), and (3) a step obtained by the steps (2). Introducing a mutant DNA into a host cell, and (4) growing a thermophilic phage in which the protein is expressed on a coat protein in the host cell. 好熱性ファージがφIN93である請求項5に記載の方法。The method according to claim 5, wherein the thermophilic phage is φIN93.
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