JP2006197802A - メタロエンドペプチダーゼ - Google Patents

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Abstract

【課題】メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物、酵素、その製法、該酵素をコードする核酸を提供すること。
【解決手段】ストレプトマイセス セプタタス TH−2(FERM P−17329)を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物およびメタロエンドペプチダーゼの製造方法;メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸;組換えメタロエンドペプチダーゼ;該核酸を含有したメタロエンドペプチダーゼの発現用担体、該核酸を保持した形質転換細胞並びに該形質転換細胞を培養し、メタロエンドペプチダーゼを回収する組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、メタロエンドペプチダーゼを示す培養物、メタロエンドペプチダーゼ、その製造方法、該メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸、該メタロエンドペプチダーゼの発現用担体、形質転換細胞及び組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法に関する。
メタロエンドペプチダーゼは、L−Trpメチルエステルを加水分解して、光学活性α−アミノ酸の生成に重要な役割を果たす。
かかるメタロエンドペプチダーゼは、例えば、特定のメタロエンドペプチダーゼが有する特定の基質特異性を利用して、アミノ末端アミノ酸残基のα−アミノ基がアシル基等で修飾されているポリペプチドからそのアミノ末端ペプチドの単離や、アミノ末端アミノ酸残基のα−アミノ基が修飾されているポリペプチドおよびそのアミノ末端部の同定等に利用されている(特許文献1を参照のこと)。
特開平9−224698
本発明は、第1の側面は、他のタンパク質分解活性が実質的に検出されないこと、有機溶媒に対する耐性能を有すること、高いメタロエンドペプチダーゼ活性を示すこと、メタロエンドペプチダーゼ活性について、高い比活性を示すこと、酵素としての寿命が長いこと等の少なくとも1つの性質を有する、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物を提供することにある。また、本発明は、第2の側面は、容易に精製できること、大量に製造すること、他にタンパク質分解活性を有する酵素を実質的に伴わないこと等の少なくとも1つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法を提供することにある。本発明は、第3の側面では、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうこと、タンパク質の解析等の分析のための手段を提供すること、種々のペプチドを製造すること、医薬のための中間体化合物、リード化合物等を製造すること等の少なくとも1つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼ又は組換えメタロエンドペプチダーゼを提供することにある。また、本発明は、第4の側面では、前記メタロエンドペプチダーゼを大量に製造すること、異種細胞において、前記メタロエンドペプチダーゼを発現させること、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムをスクリーニングすること、メタロエンドペプチダーゼの生理活性を向上させること等の少なくとも1つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸を提供することにある。本発明は、第6の側面は、前記メタロエンドペプチダーゼを異種細胞において発現させること等の少なくとも1つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体を提供することに関する。さらに、本発明は、第7の側面では、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に発現させること、前記メタロエンドペプチダーゼを容易に精製できる状態で発現させること、メタロエンドペプチダーゼの生理活性を向上させること等の少なくとも1つを可能にする、形質転換細胞を提供することにある。本発明は、第8の側面では、容易に精製できること、効率よく製造すること、メタロエンドペプチダーゼの生理活性を向上させること等の少なくとも1つを可能にする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法を提供することにある。本発明の他の課題は、本明細書の以下の記載から明らかに導かれる。
すなわち、本発明の要旨は、
〔1〕 80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、ストレプトマイセス セプタタス TH−2(FERM P−17329)を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物、
〔2〕 80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、ストレプトマイセス セプタタス TH−2(FERM P−17329)を培養して培養上清を得ることを特徴とする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法、
〔3〕 該メタロエンドペプチダーゼが、
(A)配列番号:2に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
(C)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式:
Figure 2006197802
(式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、前記〔2〕載の製造方法、
〔4〕 該メタロエンドペプチダーゼが、配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基が、他のアミノ酸と保存的置換されたアミノ酸配列を有し、該保存的置換が、下記アミノ酸群(1)〜(6):
(1)グリシン及びアラニン、
(2)バリン、イソロイシン及びロイシン、
(3)アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミン、
(4)セリン及びスレオニン、
(5)リジン及びアルギニン、
(6)フェニルアラニン及びチロシン
からなる群より選ばれたアミノ酸群に属するアミノ酸残基内で行なわれるものであり、下記式:
Figure 2006197802
(式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、前記〔3〕載の製造方法、
〔5〕 (A)配列番号:2に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
(C)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式:
Figure 2006197802
(式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する、メタロエンドペプチダーゼ、
〔6〕 前記〔2〕〜〔4〕いずれか1項に記載の製造方法により得られる、前記〔5記載のメタロエンドペプチダーゼ、
〔7〕 (a)配列番号:2に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(b)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(c)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列をコードする塩基配列、及び
(d)配列番号:2に示されるアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖と、ストリンジェントな条件下にハイブリダイズする核酸の塩基配列、
からなる群より選ばれた塩基配列を含有してなり、コードされるポリペプチドが、下記式:
Figure 2006197802
(式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性を有する、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸、
〔8〕 前記〔7〕記載の核酸によりコードされる、組換えメタロエンドペプチダーゼ、
〔9〕 前記〔7〕記載の核酸を含有してなる、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体、
〔10〕 前記〔7〕記載の核酸を保持してなる形質転換細胞、
〔11〕 前記〔10〕記載の形質転換細胞を培養し、得られた培養物からメタロエンドペプチダーゼを回収することを特徴とする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法、
本発明の培養物は、他のタンパク質分解活性が実質的に検出されず、有機溶媒に対する耐性能を有し、高いメタロエンドペプチダーゼ活性及び高い比活性を示し、酵素としての寿命が長いという優れた性質を発現する。したがって、本発明の培養物によれば、タンパク質の解析等の分析を行なうことができ、種々のペプチド、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができるという優れた効果を奏する。また、本発明のメタロエンドペプチダーゼの製造方法によれば、有機溶媒に対する耐性能を有し、特定のアミノ酸配列を認識し、切断するメタロエンドペプチダーゼを、容易に精製することができ、大量に製造することができるという優れた効果を奏する。本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は組換えメタロエンドペプチダーゼによれば、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうことができ、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができるという優れた効果を奏する。さらに、本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に製造することができ、異種細胞において、前記メタロエンドペプチダーゼを発現させることができるという優れた効果を奏する。さらに、本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムをスクリーニングすることができる。本発明のメタロエンドペプチダーゼの発現用担体によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを異種細胞において発現させることができるという優れた効果を奏する。したがって、前記メタロエンドペプチダーゼの工業的な生産のための手段を提供することができるという優れた効果を奏する。さらに、本発明の形質転換細胞によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に、容易に精製できる状態で発現させることができ、該メタロエンドペプチダーゼを工業的に生産することができるという優れた効果を奏する。また、本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法によれば、前記メタロペプチダーゼを、容易に精製でき、効率よく製造することができるという優れた効果を奏する。
本明細書において、アミノ酸の表記を、3文字又は1文字で表記する場合がある。すなわち、アラニンは、Ala又はA、アルギニンは、Arg又はR、アスパラギンは、Asn又はN、アスパラギン酸は、Asp又はD、システインは、Cys又はC、グルタミン酸は、Glu又はE、グルタミンは、Gln又はQ、グリシンは、Gly又はG、ヒスチジンは、His又はH、イソロイシンは、Ile又はI、ロイシンは、Leu又はL、リジンは、Lys又はK、メチオニンは、Met又はM、フェニルアラニンは、Phe又はF、プロリンは、Pro又はP、セリンは、Ser又はS、スレオニンは、Thr又はT、トリプトファンは、Trp又はW、チロシンは、Tyr又はY、バリンは、Val又はVを示す。
本発明は、1つの側面では、80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、ストレプトマイセス セプタタス(S.septatus) TH−2〔Streptomyces sp. TH−2と命名・表示され、寄託番号:FERM P−17329(寄託日:1999年3月24日)として、独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1丁目1−1)に寄託されている〕を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物に関する。
本発明の培養物は、80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、S.septatus TH−2を培養して培養上清であることに1つの大きな特徴がある。
したがって、本発明の培養物は、メタロエンドペプチダーゼ以外のタンパク質分解活性が実質的に検出されないという優れた性質を発現する。そのため、本発明の培養物は、基質として認識し、切断する化合物の分解により生じる産物にばらつきが実質的に生じないため、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチド、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造に好適である。また、かかる培養物によれば、後述のメタロエンドペプチダーゼを容易に精製することができる。
また、本発明の培養物によれば、80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、S.septatus TH−2を培養して得られたものであるため、高いメタロエンドペプチダーゼ活性及び比活性を示すという優れた性質を発現する。したがって、さらに精製することなく、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチド、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造等に用いることができる。
本発明の培養物の製造に用いられる培地としては、S.septatus TH−2の生育に適した培地であり、炭素源としてグルコースを含有し、無機リン酸を含有するものであればよく、例えば、80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4とを含有し、かつ0.05重量% MgSO4・7H2Oと0.5重量% ポリペプトンと0.5重量% 酵母エキスとを含有した培地等が挙げられる。
前記培地中におけるグルコースの含有量は、メタロエンドペプチダーゼ活性の発現を十分に誘導する観点から、好ましくは、80mM以上であり、より好ましくは、100mM以上であり、該グルコースによるメタロエンドペプチダーゼ活性の発現の誘導能を十分に発揮させる観点から、好ましくは、160mM以下であり、より好ましくは、120mM以下である。
なお、本発明においては、前記グルコースのかわりに、該グルコースの誘導体化合物として、例えば、培地中の他の成分と反応して生じた産物として用いてもよい。かかるグルコースの誘導体化合物としては、例えば、培地とともにオートクレーブすることにより生じる化合物が挙げられる。なお、この場合には、培地へのグルコースの配合量として、メタロエンドペプチダーゼ活性の発現を十分に誘導する観点から、最終濃度が、好ましくは、80mM以上、より好ましくは、100mM以上、該グルコースによるメタロエンドペプチダーゼ活性の発現の誘導能を十分に発揮させる観点から、好ましくは、160mM以下、より好ましくは、120mM以下となるように配合されていることが望ましい。
前記培地中における無機リン酸の含有量は、例えば、K2HPO4の場合、メタロエンドペプチダーゼ活性の発現を十分に誘導する観点から、好ましくは、10mM以上であり、より好ましくは、30mM以上であり、該K2HPO4によるメタロエンドペプチダーゼ活性の発現の誘導能を十分に発揮させる観点から、好ましくは、50mM以下であり、より好ましくは、50mM以下である。
前記S.septatus TH−2の培養条件としては、該S.septatus TH−2が生育する範囲であれば、特に限定されないが、30℃前後、例えば、25〜34℃で、5日間前後、例えば、3〜5日間培養する条件が挙げられる。なお、前記S.septatus TH−2の培養は、菌体を良好に生育させる観点から、エアレーションを十分にすることが望ましく、例えば、125rpmで回転振盪させることが望ましい。
本発明の培養物は、前記S.septatus TH−2を培養することにより得られた培養物を、細胞と培地成分とを分離しうる手段、例えば、遠心分離、限外ろ過等に供し、培地上清として得られうる。なお、本発明においては、得られた培養上清を適切な緩衝液等で透析してもよい。
本発明の培養物によるメタロエンドペプチダーゼ活性は、例えば、100μM FRETS−GRYFA〔D-A2pr(Nma)-Gly-Arg-Tyr-Phe-Ala-Phe-Pro-Lys(Dnp)-D-Arg-D-Arg〕〔D−A2pr(Nma)−は、側鎖に2−(N−メチルアミノ)ベンゾイル(Nma)基を有するD−2,3−ジアミノプロピオン酸(D−A2pr)基を示し、Lys(Dnp)は、ε−アミノ基に2,4−ジニトロフェニル(Dnp)基を有するリジン残基を示す;配列番号:4〕を含有した溶液を、2mM CaCl2を含む50mM 酢酸緩衝液(pH6.1)に溶解した溶液〕中、測定対象となる試料を、37℃で1分間インキュベーションし、分光蛍光光度計によりλex 340nm、λem 440nmを測定することにより、評価されうる。なお、メタロエンドペプチダーゼの活性の1ユニットは、1分間に1μmolのFRETS−GRYFAを消化する酵素量として算出されうる。また、前記メタロエンドペプチダーゼ活性は、例えば、インキュベーション緩衝液〔8mM CaCl2を含む0.2M 酢酸緩衝液(pH6.1)中、リゾルフィン標識カゼインと測定対象の試料を、37℃で15分間インキュベーションし、その後、得られた産物に、5w/v% トリクロロ酢酸を添加して、反応を停止させ、上清について、574nmの吸収を測定することにより、タンパク質分解活性としても評価されうる。ここで、タンパク質分解活性の1ユニットは、1時間あたり、1μmolのリゾルフィン〔524nmのリゾルフィンの分子減衰係数(εmM=6.6)〕を遊離した量として定義される。
また、本発明の培養物は、有機溶媒に対して耐性能を示すという優れた性質を発現する。したがって、本発明の培養物によれば、有機溶媒を用いた反応系において、メタロエンドペプチダーゼ活性に基づく反応を行なうことができる。そのため、例えば、一連の反応を有機溶媒中で行なう必要がある化合物の製造等にも用いることができる。
本発明は、他の側面では、80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、S.septatus TH−2を培養して培養上清を得ることを特徴とする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法に関する。
本発明のメタロエンドペプチダーゼの製造方法は、本発明の培養物と同様の培養条件下にS.septatus TH−2を培養して培地上清を得ることに1つの大きな特徴がある。したがって、本発明の製造方法によれば、前記培地上清中に、メタロエンドペプチダーゼ以外のタンパク質分解活性が実質的に検出されないため、該メタロエンドペプチダーゼを、容易に精製することができる。
また、本発明の製造方法によれば、前記培地上清におけるメタロエンドペプチダーゼが前記培養条件下での培養により増加しているため、容易に、かつ大量に効率よくメタロエンドペプチダーゼを得ることができるという優れた効果を発揮する。
本発明の製造方法としては、具体的には、例えば、
I) 80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、S.septatus TH−2を培養して培養上清を得る工程、
II)前記工程II)で得られた培養上清を、例えば、25mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)に対して透析し、得られた産物を、前記緩衝液で平衡化された適切なイオン交換クロマトグラフィー、例えば、25mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化された商品名:Vivapure−Qスピンカラム(Vivascience社製、プロダクト番号:VS−IX20QHGP)に供し、例えば、0.5M NaClを含有した25mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)で溶出する工程、
III)前記工程II)で得られた画分を、10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)に対して透析し、得られた産物を、ハイドロキシアパタイトカラムに供して、10〜400mM リン酸カリウムのリニアグラジェントで、200mM リン酸カリウムの溶出画分として、メタロエンドペプチダーゼを含む画分を得る工程、及び
IV)前記工程III)で得られた画分を20mM Tris−HCl緩衝液に対して透析し、前記緩衝液で平衡化された適切なイオン交換クロマトグラフィー、例えば、25mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化された商品名:Mono Q HR5/5カラム〔アマシャム バイオテック社製〕に供して、0〜0.5M NaClのリニアグラジェントで溶出し、115mMの溶出画分として、メタロエンドペプチダーゼを含む画分を得る工程、
を含む方法等が挙げられる。なお、前記各工程において、メタロエンドペプチダーゼの活性測定は、前記と同様の手法により行なわれうる。また、各工程の間に必要に応じて、透析後の画分について、4000×gで10分間の遠心分離に供してもよい。
かかる製造方法により得られるメタロエンドペプチダーゼも本発明に含まれる。
本発明は、別の側面では、前記メタロエンドペプチダーゼに関する。
本発明のメタロエンドペプチダーゼは、より具体的には、以下の1.〜6.の性質を示す。
1.分子量
本発明のメタロエンドペプチダーゼは、12.5重量% SDS−PAGEにより算出された分子量が、約35kDで、リン酸緩衝化生理的食塩水で平衡化された商品名:Superdex 200 10/300 GLカラム〔アマシャム バイオテック社製〕を用いたゲル濾過法(流速0.5ml/分、カラムサイズ:1cm(内径)×30cm)により算出された分子量が、約40kDであり、単量体である。
2.分子中の金属イオンの存在
本発明のメタロエンドペプチダーゼ1分子あたり、0.9亜鉛分子を有する。
3.インヒビターの影響
EDTA及びホスホルアミドンにより阻害される。
4.反応至適pH
pH5〜8、好ましくは、pH5.5〜7であり、特にpH6.0付近で活性が最大になる
5.金属イオンの影響
1) 2mM カルシウム存在下で、至適反応温度の範囲の上限が約10℃上昇し、カルシウム非存在下かつ15℃でインキュベーションした場合の活性に対して、約100%の相対活性の熱安定性を示す範囲の上限が約10℃上昇する。
2) 2mM MgCl2、2mM CoCl2、2mM NiSO4、2mM FeSO4及び2mM ZnSO4の存在下では、活性が増加せず、特に、2mM NiSO4、2mM FeSO4及び2mM ZnSO4の添加により、最大活性の20%未満まで活性が減少する。
6.基質特異性
1) 前記メタロペプチダーゼ活性の測定法の条件下において、前記配列番号:3に示される基質について、P1位において、Phe残基、Leu残基、Tyr残基、Met残基、Thr残基及びAla残基の順で選択性があり、P2位における疎水性又は塩基性の残基及びP3位における塩基性又は小さい残基に選択的であり、P2及びP3位における酸性残基に選択的でない。具体的には、P2位において、Ala残基、Arg残基、Val残基、Phe残基及びLys残基に対する選択性、P3位において、Arg残基、Val残基及びAla残基に対する選択性を示す。
2) 前記FRETS−GRYFAに対し、Km値:5.0±1.6μM、kcat値:5.0±1.0(1/秒)、kcat/Km:1.0±0.30(1/秒・1/μM)。
また、本発明のメタロエンドペプチダーゼは、有機溶媒、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、エタノール、メタノール、エチレングリコール等、の存在下でもタンパク質分解活性、メタロエンドペプチダーゼ活性を示し、有機溶媒に対する耐性能を示す。したがって、本発明のメタロエンドペプチダーゼによれば、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうことができ、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができる。
本発明のメタロエンドペプチダーゼとしては、より具体的には、
(A)配列番号:2に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
(C)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式:
Figure 2006197802
(式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチド等が挙げられる。
前記(A)において、配列番号:2に示されるアミノ酸配列は、S.septatus TH−2のメタロエンドペプチダーゼのアミノ酸配列である。
また、本発明においては、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法の条件下に、前記配列番号:3に示されるアミノ酸配列(認識配列)を認識し、該アミノ酸配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性、具体的には、該ペプチド結合を切断する活性を少なくとも示すものであれば、本発明のメタロエンドペプチダーゼには、前記配列番号:2に示されるアミノ酸配列のバリアントの配列を有するポリペプチドも含まれる。前記配列番号:2に示され
るアミノ酸配列のバリアントとしては、前記(B)又は(C)のアミノ酸配列が挙げられる。また、後述の核酸によりコードされるポリペプチドであって、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法の条件下に、前記認識配列を認識し、切断する活性を示すものであれば、本発明のメタロエンドペプチダーゼに含まれる。
前記アミノ酸配列のバリアントの天然の供給源となる生物は、特に限定されるものではなく、S.septatusに分類される他の株等が挙げられる。
前記(B)のアミノ酸配列について、配列番号:2に示される配列におけるアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加(以下、「変異」ともいう)の数は、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法の条件下に、前記認識配列を認識し、切断する活性を示す範囲であればよく、少なくとも1個、好ましくは、1個〜複数個、より好ましくは、1個〜数個である。前記変異を有するアミノ酸配列は、天然に存在するアミノ酸配列、すなわち、自然発生による変異を有するアミノ酸配列であってもよく、人為的に、所望の部位又はアミノ酸残基に変異を導入したアミノ酸配列であってもよい。人為的に、所望の部位又はアミノ酸残基に変異を導入する場合、天然に存在する配列番号:2に示される配列のバリアントに準じて人為的に変異を導入してもよい。人為的な変異の導入は、例えば、慣用のPCRを用いた部位特異的変異導入方法等により行なわれうる。
前記(B)のアミノ酸配列としては、特に限定されないが、例えば、配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基が、類似した物理学的性質を有する他のアミノ酸残基に置換(保存的置換)されたアミノ酸配列が挙げられる。前記保存的置換は、例えば、疎水性、電荷、pK、立体構造上における特徴等に類似した機能を発揮するアミノ酸残基との置換、本来のポリペプチドの生理活性を維持する程度にのみしか該ポリペプチドの立体構造、折り畳み構造を変化させ得ないアミノ酸残基との置換等が挙げられる。より具体的には、前記(B)のアミノ酸配列としては、配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基が、他のアミノ酸と保存的置換されたアミノ酸配列を有し、該保存的置換が、下記アミノ酸群(1)〜(6):
(1)グリシン及びアラニン、
(2)バリン、イソロイシン及びロイシン、
(3)アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミン、
(4)セリン及びスレオニン、
(5)リジン及びアルギニン、
(6)フェニルアラニン及びチロシン
からなる群より選ばれたアミノ酸群に属するアミノ酸残基内で行なわれたものであるアミノ酸配列が挙げられる。
前記(C)において、前記配列同一性は、参照配列(例えば、配列番号:2に示されるアミノ酸配列)に対して、クエリー配列(評価対象の配列)を、適切にアラインメントし、算出された値である。具体的には、本明細書においては、前記配列同一性は、商品名:GENETYX−MAC(ソフトウェア開発株式会社製)によるマルチプルアラインメントにおいて使用可能なアルゴリズムをデフォルト値、より具体的には、Pearson及びLipmanによるFASTAアルゴリズムで、KTUP 1〜2(アミノ酸配列ベース)、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で用いて、算出された値である。
本発明においては、前記配列同一性は、少なくとも75%、好ましくは、80%以上、より好ましくは、85%以上、さらに好ましくは、90%以上、特に好ましくは98%以上である。
また、本発明のメタロエンドペプチダーゼは、自己消化を実質的にうけにくいという優れた性質を有し、例えば、サーモライシンに比べ、より酵素としての寿命が長いという優れた性質を発現する。したがって、使用時に安定的に保存できる。
本発明は、別の側面では、(a)配列番号:2に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(b)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列、
(c)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列をコードする塩基配列、及び
(d)配列番号:2に示されるアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖と、ストリンジェントな条件下にハイブリダイズする核酸の塩基配列、
からなる群より選ばれた塩基配列を含有してなり、コードされるポリペプチドが、前記配列番号:3を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性を有する、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸に関する。
本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に製造することができる。また、本発明の核酸によれば、S.septatus TH−2とは異なる異種細胞において、前記メタロエンドペプチダーゼを発現させることができる。
前記(a)〜(b)の塩基配列は、それぞれ、前記(A)〜(C)のアミノ酸配列をコードする塩基配列である。
前記(c)の「ストリンジェントな条件」とは、中ストリンジェントな条件、好ましくは、高ストリンジェントな条件をいう。前記「ストリンジェントな条件」としては、より具体的には、例えば、6×SSC(1×SSCの組成:0.15M NaCl、0.015M クエン酸ナトリウム、pH7.0)と0.5重量% SDSと5×デンハルトと100μg/ml 変性サケ精子DNAと50体積% ホルムアミドとを含む溶液中、室温、よりストリンジェントには、45℃、よりストリンジェントには、60℃で12時間インキュベーションし、より低イオン強度、例えば、0.5×SSC、好ましくは、0.2×SSC、より好ましくは、0.1×SSC等の条件及び/又はより高温、例えば、用いられる核酸のTm値により異なるが、50℃以上、好ましくは、60℃以上、より好ましくは、65℃以上等の条件下で洗浄等の条件下での洗浄を行なう条件が挙げられる。また、本発明においては、前記配列番号:2のアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸は、該核酸によりコードされるアミノ酸配列に関して、配列番号:2のアミノ酸配列との配列同一性が、少なくとも75%、好ましくは、80%以上、より好ましくは、85%以上、さらに好ましくは、90%以上、特に好ましくは98%以上であり、該核酸の塩基配列に関して、配列番号:2のアミノ酸配列をコードする塩基配列との配列同一性が、少なくとも70%、好ましくは、80%以上、より好ましくは、85%以上、さらに好ましくは、90%以上、特に好ましくは95%以上となる核酸との特異的なハイブリダイゼーションが達成されうる条件であることが望ましい。
なお、本明細書においては、塩基配列の配列同一性は、FASTAアルゴリズムで、KTUP 6、expect value 2.0、Cost to open gap 14、Cost to extend gap 2の条件で算出された値である
また、本発明の核酸に基づき、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムをスクリーニングするための、プローブ及びプライマー対も提供できる。
前記プローブとしては、本発明の核酸若しくはそのアンチセンス鎖の全部又は一部が挙げられる。本発明の核酸の一部又はアンチセンス鎖の一部としては、例えば、前記配列番号:2のアミノ酸配列をコードする核酸又はそのアンチセンス鎖の塩基配列(例えば、配列番号:1の塩基配列等)と、公知のデータベースの塩基配列とを比較して、例えば、30%以下、好ましくは、20%以下、より好ましくは、10%以下、特に好ましくは、0%の配列同一性を示す領域中の少なくとも12ヌクレオチド長、好ましくは、18ヌクレオチド長以上であり、配列番号:1に示される塩基配列よりも短い長さである塩基配列からなる核酸が挙げられる。
前記プライマー対としては、本発明の核酸の塩基配列における連続した少なくとも9ヌクレオチド、好ましくは、連続した9〜40ヌクレオチド、より好ましくは、連続した12〜30ヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドと、本発明の核酸の塩基配列中、前記オリゴヌクレオチドに対応する塩基配列の3’末端のヌクレオチド残基から少なくとも100ヌクレオチド残基離れたヌクレオチド残基を含む塩基配列に対応し、かつ連続した少なくとも9ヌクレオチド、好ましくは、連続した9〜40ヌクレオチド、より好ましくは、連続した12〜30ヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドとからなるプライマー対等が挙げられる。なお、前記プライマー対は、二次構造の形成、Tm値等を考慮し、慣用のプライマー設計用ソフトウェア等により、本発明のメタロエンドペプチダーゼに特有のアミノ酸配列を含有した領域、本発明の核酸に特有の塩基配列を含有した領域等を増幅するに適したプライマー対として設計されうる。
さらに、本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムを、S.septatus TH−2以外の生物から、スクリーニングすることができる。アイソザイムのスクリーニングは、本発明の核酸、前記プローブ又は前記プライマー対を用い、S.septatus TH−2以外の生物由来の核酸中の本発明の核酸、該プローブに対応する領域、該プライマー対を用いて得られたPCR増幅産物に対応する領域等を検出し、ついで、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法により、メタロエンドペプチダーゼ活性を検出できるポリペプチドをコードする核酸をスクリーニングすることにより行なわれうる。
特に、本発明の核酸及び前記プローブを用いる場合、被験試料として、例えば、生物の細胞や微生物のコロニー等の試料、該試料から抽出された核酸を膜上に固定したもの、該試料から抽出された核酸等が用いられうる。本発明の核酸又は前記プローブを用いる場合、上記のストリンジェント条件でハイブリダイゼーションを行なうことにより、アイソザイムをコードする核酸をスクリーニングできる。一方、プライマーを用いる場合、被験試料として、例えば、細胞、該細胞由来の抽出物等の試料が用いられうる。なお、PCRの際の鋳型となる核酸を損なわない範囲で前記試料中の他の成分を除去する操作を行なってもよい。かかるスクリーニングには、核酸を固定するための膜やハイブリダイゼーション緩衝液等に代表されるハイブリダイゼーション用の各種試薬、耐熱性DNAポリメラーゼ、dNTP混合液、PCR用緩衝液等に代表されるPCR用試薬、プローブや増幅されたDNAを検出するための試薬や微生物増殖用の培地、試料より核酸を抽出するための試薬等を適宜用いうる。
本発明は、他の側面では、本発明の核酸によりコードされる、組換えメタロエンドペプチダーゼに関する。
本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼによれば、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうことができ、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができるという優れた効果を奏する。
本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼは、以下の製造方法により得られうる。
また、本発明は、別の側面では、本発明の核酸を含有した、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体に関する。本明細書において、「発現用担体」とは、慣用の生物ベクター等を基本骨格として含有し、かつ適切な位置に本発明の核酸が作動可能に連結された核酸構築物;金粒子、リポソーム、デキストラン、リン酸カルシウム等の担体に、細胞内での発現に適したエレメント等を有する本発明の核酸を担持させた構築物等を意味する。
本発明のメタロエンドペプチダーゼの発現用担体によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを、S.septatus TH−2以外の細胞に導入することができ、それにより、異種細胞において、本発明のメタロエンドペプチダーゼを発現させることができる。したがって、本発明のメタロエンドペプチダーゼの工業的な生産のための手段を提供することができる。
前記生物ベクターとしては、pUC118、pUC119、pBR322、pCR3、pCMVSPORT、pETkmS2〔ミシマ(Mishima N.)ら、Biotechnol.Prog.第13巻、864−868(1997)〕、pOMal〔ニューイングランドバイオラボ(New England Biolab)等の大腸菌用プラスミドベクター;λZAPII、λgt11等の大腸菌用ファージベクター;pYES2、pYEUra3、pICZα(インビトロジェン社製)等の酵母用ベクター;pAcSGHisNT−A等の昆虫細胞用ベクター;pKCR、pEFBOS、cDM8、pCEV4等の動物細胞用ベクター等が挙げられる。かかるベクターには、適切なプロモーター(例えば、lacプロモーター、tacプロモーター、trcプロモーター、trpプロモーター、CMVプロモーター、SV40初期プロモーター等)、選択用マーカー遺伝子、ターミネーター等のエレメントを適宜有していてもよい。
また、前記ベクターは、本発明のメタロエンドペプチダーゼを、慣用のタグ(例えば、Hisタグ等)や融合パートナー(例えば、グルタチオンS−トランスフェラーゼ等)と融合した状態で発現させうるベクターであってもよい。
本発明は、さらに別の側面では、本発明の核酸を保持した形質転換細胞に関する。本発明の形質転換細胞は、本発明のメタロエンドペプチダーゼの発現用担体を適切な宿主に導入することにより得られる。
本発明の形質転換細胞によれば、本発明の前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に、容易に精製できる状態で発現させることができ、それにより、該メタロエンドペプチダーゼを工業的に生産することができる
前記宿主としては、大腸菌、酵母(例えば、メタノール資化性酵母Pichia等)、枯草菌等が挙げられる。
また、宿主への本発明の発現用担体の導入法としては、例えば、リン酸カルシウム法、DEAE−デキストラン法、エレクトロポレーション法、パーティクル銃によるボンバードメント法等が挙げられる。
宿主への本発明の発現用担体の導入により得られた細胞が、目的の形質転換細胞であることは、細胞又は該細胞の培養上清について、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法により、前記メタロエンドペプチダーゼ活性が検出されることを指標として、確認されうる。
本発明は、さらに別の側面では、本発明の形質転換細胞を培養し、得られた培養物からメタロエンドペプチダーゼを回収することを特徴とする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法に関する。
本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法によれば、本発明の形質転換細胞が用いられているため、前記メタロペプチダーゼを、容易に精製でき、効率よく製造することができるという優れた効果を奏する。
本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法においては、培地組成、培地のpH、培養温度、培養時間の他、インデューサーの使用量、使用時間等について、メタロエンドペプチダーゼの発現の最適な条件を決定することによって、効率よく組換えメタロエンドペプチダーゼを生産させることができる。
形質転換細胞の培養物からメタロエンドペプチダーゼ活性を有するポリペプチドを精製するには通常の方法が用いられる。形質転換細胞が大腸菌のように細胞内にメタロエンドペプチダーゼ活性を有するポリペプチドが蓄積する場合には、培養終了後、遠心分離によって形質転換細胞を集め、得られた細胞を超音波処理等によって破砕した後、遠心分離等によって無細胞抽出液を得る。これを出発材料とし、塩析法の他、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等の各種クロマトグラフィー等の一般的なタンパク質精製法により精製することができる。用いる形質転換細胞によっては発現産物が細胞外に分泌される場合がある。このような場合、培養上清から同様に精製を行なえばよい。
形質転換細胞が生産する組換えメタロエンドペプチダーゼは、それが細胞内に生産されるときは細胞内の他のタンパク質、他のポリペプチド等が共存するが、これらは発現されるメタロエンドペプチダーゼの量に比べて微量にすぎないため、その精製は極めて容易であるという優れた利点がある。また、ベクターとして菌体外分泌型のベクターを用いた場合、メタロエンドペプチダーゼが菌体外に分泌される。
本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼを用い、例えば、カレント プロトコルズ イン イムノロジー(Current Protocols in Immunology)〔ジョン E.コリガン(John E.Coligan)編集、1992年、ジョンワイリー&サンズ社(John Weily & Sons, Inc)発行〕等に記載の方法に準じて、適切な動物を免疫することにより、本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼに対するモノクローナル抗体又はその抗体断片を得ることができる。前記抗体としては、本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼに特異的に結合する能力を有するものであれば、特に限定されないが、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体が挙げられる。かかる抗体又はその抗体断片によれば、本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼのアフィニティー精製、検出、機能阻害等が可能になる。前記抗体断片としては、モノクローナル抗体を、例えば、パパインで消化することにより得られるFabフラグメント、モノクローナル抗体を、例えば、ペプシンで消化することにより得られるF(ab’)2フラグメント等が挙げられる。
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
Streptomyces septatus(S.septatus) TH−2の培地上清中にタンパク質分解活性が見出された。かかる培地上清中に見出されるタンパク質分解活性について、S.septatus TH−2を、500mL容バッフルフラスコにおいて、炭素源と窒素源と0.05重量% MgSO4・7H2Oと0.5重量% ポリペプトンと0.5重量% 酵母エキスとを含む培地 50mL中、30℃で5日間、125rpmで回転振盪させながら培養し、炭素源及び無機リン酸による影響を調べた。
また、タンパク質分解活性を、以下のように決定した。1.5mL容試料チューブ中、基質溶液[ユニバーサルプロテアーゼ基質〔リゾルフィン標識カゼイン、ロシュ モレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)社製〕、4mg/mL 水] 50μLと、インキュベーション緩衝液〔8mM CaCl2を含む0.2M 酢酸緩衝液(pH6.1)〕 50μLと測定対象の試料溶液 100μLとを混合し、得られた反応混合物を、37℃で15分間インキュベーションした。その後、前記混合物に、5w/v% トリクロロ酢酸 480μLを添加することにより反応を停止させた。ついで、前記混合物を、37℃で10分間インキュベーションし、ついで、20000×g、5分間で遠心分離した。得られた上清 400μLと、0.5M Tris−HCl緩衝液(pH8.8) 600μLとをピペットでとり、1.5mL容キュベットに入れ、混合した。その後、試料の代わりに蒸留水を反応混合物に添加したブランクに対して、その574nmの吸収を直ちに測定した。なお、タンパク質分解活性の1ユニットは、アッセイ条件下で1時間あたり、1μmolのリゾルフィンを遊離した量として定義した。また、524nmのリゾルフィンの分子減衰係数(εmM=6.6)を、タンパク質分解活性を算出するのに用いた。また、タンパク質量を、タンパク質アッセイキット〔バイオラッド(Bio−Rad)社製〕を用いて、製造者の説明書に従って、測定した。
その結果、炭素源のなかでも、グルコースを含む培地でS.septatus TH−2を培養した場合、フルクトース等の他の炭素源を含む培地で培養した場合に比べ、培地上清中に見出されるタンパク質分解活性が高くなることがわかった。
ついで、S.septatus TH−2の培地上清中のタンパク質分解活性に対するグルコース及びK2HPO4の影響を調べた。その結果を図1に示す。
図1に示されるように、培地中におけるグルコース含有量の増加により、S.septatus TH−2の培地上清中に見出されるタンパク質分解活性が増加した。また、2.0重量% グルコースと0.8重量% K2HPO4とを含む培地を用いた場合、培地上清の比活性及びSSMP含有量が最も高かった。したがって、以下の実施例において、S.septatus TH−2の培養には、培地〔組成:2.0重量%(110mM) グルコース、0.8重量%(45mM) K2HPO4、0.05重量% MgSO4・7H2O、0.5重量% ポリペプトン、0.5重量% 酵母エキス、残部水〕を用いた。
また、前記培養上清について、リゾルフィンカゼインの分解活性を調べた。その結果、前記培養上清中には、タンパク質分解活性を示す酵素は1種類しか見出されなかった。したがって、S.septatus TH−2により、工業的に、タンパク質分解活性を示す酵素を製造できることが示唆された。
S.septatus TH−2を、500mL容バッフルフラスコにおいて、培地〔組成:2.0重量%(110mM) グルコース、0.8重量%(45mM) K2HPO4、0.05重量% MgSO4・7H2O、0.5重量% ポリペプトン、0.5重量% 酵母エキス、残部水〕 50mL中、30℃で5日間、125rpmで回転振盪させながら培養し、培養物を得た。
なお、以下の操作について、特に言及しない限り、全ての実験を4℃で行なった。また、タンパク質分解活性の測定は、前記実施例と同様に行なった。
前記培養物 20mLを、限外ろ過装置(ミリポア社製、0.45μm孔径)に供して、培地ろ過物を得た。得られたろ過物を、25mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)に対して透析した。
透析後に得られた産物を、7400×gで10分間で遠心分離した。得られた試料を、前記25mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)で平衡化した商品名:Vivapure−Qスピンカラム〔Vivascience社製〕に供し、ついで、前記カラムに結合したタンパク質を、0.5M NaClを含有した25mM Tris−HCl(pH8.0)緩衝液で溶出させた。得られた溶出液を、10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)に対して透析した。
透析後に得られた産物を、7400×gで10分間遠心分離した。得られた上清を、10mM リン酸カリウム緩衝液(pH7.0)で予め平衡化した商品名:バイオスケールCHT2−Iハイドロキシアパタイトカラム〔バイオラッド(Bio−Rad)社製;0.7cm(内径)×5.2cm、流速:1ml/分〕に供し、10mM〜400mMのリン酸カリウム(pH7.0)によるリニアグラジェントによる溶出により、200mM リン酸カリウムの溶出画分として、高いタンパク質分解活性を有する画分を得た。得られた画分を、20mM Tris−HCl(pH8.0)緩衝液に対して透析した。
透析後に得られた産物を、7400×gで10分間遠心分離した。得られた上清を、20mM Tris−HCl(pH8.0)緩衝液で予め平衡化した商品名:Mono Q HR5/5カラム〔アマシャム バイオテック(Amersham Biotech)社製;0.5cm(内径)×5cm、流速:1ml/分〕に供し、0〜0.5M NaClのリニアグラジェントで溶出し、115mMの溶出画分として高いタンパク質分解活性を有する画分を得た。
S.septatus TH−2の培地上清からのタンパク質分解活性を有する酵素の精製表を表1に示す。
また、商品名:Mono Q HR5/5カラムに供した後に得られた画分について、12.5重量% ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)用ゲル〔バイオラッド(Bio−Rad)社製〕に供した。その結果を図2に示す。
Figure 2006197802
表1及び図2に示されるように、タンパク質分解活性を有する酵素を、培養濾過物(培地上清) 20mLから3ステップ手順により、純度2.2倍、収率16.6%で、均一に精製することができた。また、SDS−PAGEの結果より、前記タンパク質分解活性を有する酵素は、約35kDの分子量を有することがわかった。
さらに、前記商品名:Mono Q HR5/5カラムに供した後に得られた画分を、リン酸緩衝化生理的食塩水で平衡化された商品名:Superdex 200 10/300 GLカラム〔アマシャム バイオテック(Amersham Biotech)社製〕に供した。なお、分子量マーカーとして、ゲル濾過用タンパク質分子マーカー.(オリエンタル酵母株式会社製)を用いた。
その結果、タンパク質分解活性を有する酵素は、分子量約40kDの単量体であることがわかった。
(1)タンパク質分解活性を有する酵素に対するインヒビターの影響
前記実施例2で得られた酵素を、24μg/mLのタンパク質濃度に調整し、酵素溶液を得た。得られた酵素溶液 20μLと、インヒビター溶液[プロテアーゼインヒビターセット〔ロシュ モレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)〕] 5μLと、8mM CaCl2を含む0.2M 酢酸緩衝液(pH6.1) 12.5μLとを混合し、37℃で10分間インキュベーションした。ついで、得られた混合物に、ユニバーサル基質溶液(H2O中、4mg/mL) 12.5μLを添加し、得られた混合物を37℃で10分間インキュベーションした。その後、得られた産物を、3000×gで5分間、遠心分離し、上清を得た。得られた上清 100μLと0.5M Tris−HCl緩衝液(pH8.8) 150μLとを、96ウェルマイクロプレートのウェルに添加し、混合した。
その後、得られた混合物について、残存活性を、マイクロプレートリーダーにより570nmでプレート中の溶液の吸収を測定することにより、決定した。その結果を、表2に示す。
Figure 2006197802
表2に示されるように、前記実施例2で得られた酵素は、EDTA及びホスホルアミドンにより特に阻害された。これは、かかる酵素がメタロエンドペプチダーゼファミリーに属することを示す。以下、かかるS.septatus由来のメタロエンドペプチダーゼをSSMPともいう。
(2)SSMP中の亜鉛量の解析
原子吸光分析法による、SSMPに存在する亜鉛の解析を行なった。その結果、1酵素分子あたり、0.9亜鉛分子が測定された。
(3)SSMPのタンパク質分解活性へのpHの影響
前記実施例1におけるタンパク質分解活性の測定において、インキュベーション緩衝液に用いる緩衝液として、pH5.3、pH5.5、pH5.8、pH6.1及びpH6.5それぞれの酢酸緩衝液、pH6.0、pH6.3、pH6.8、pH7.1及びpH7.4それぞれのリン酸カリウム緩衝液並びにpH7.0、pH7.2、pH7.6、pH7.9及びpH8.2それぞれのTris−HCl緩衝液を用いて、SSMPのタンパク質分解活性を測定した。結果を、図3に示す。なお、図3中、相対活性は、最も高い活性を示したpHにおける活性を100として算出した値により示した。
その結果、図3に示されるように、活性は、pH6.0付近で至適化され、弱酸性条件下で最大であった。
(4)SSMPのタンパク質分解活性へのカルシウムイオンの影響
SSMP活性及び安定性へのカルシウムイオンの影響を調べた。
SSMP溶液(24μg/mL) 20mLを、0〜10mM カルシウム存在下に、37℃で5分間プレインキュベーションした。ついで、得られた混合物を用い、前記実施例1のタンパク質分解活性の測定と同様に、活性を測定した。図4のパネル(A)に結果を示す。なお、相対活性は、カルシウム非存在下の場合の活性を、100として算出した値で示す。
図4のパネル(A)に示されるように、カルシウムの最終濃度が、2mMを超えた場合、SSMP活性は、阻害された。
また、SSMP溶液(24μg/mL) 20mLを、最終濃度2mM カルシウム存在下に、37℃で5分間プレインキュベーションした。ついで、得られた混合物を用い、前記実施例1のタンパク質分解活性の測定と同様に、活性を測定した。図4のパネル(B)に結果を示す。なお、相対活性は、至適温度における活性を100として算出した値で示す。
さらに、SSMP溶液の濃度を、0.1mg タンパク質/mLの濃度に調整した。前記SSMP溶液を、サーマルサイクラー(タカラバイオ社製、商品名:TaKaRa PCR サーマルサイクラーMP)を用いて、最終濃度2mM カルシウム存在下又は非存在下に、15〜80℃で10分間インキュベーションした。インキュベーション後、残存活性を、タンパク質分解活性から決定した。結果を図4のパネル(C)に示す。なお、残存活性は、15℃でのインキュベーションの場合の活性を100として算出した値で示す。
その結果、図4のパネル(B)及びパネル(C)に示されるように、カルシウムの存在により、カルシウム非存在下での至適温度及び熱安定性に比べ、至適温度及び熱安定性が約10℃シフトした。なお、同条件下、2mM MgCl2、2mM CoCl2、2mM NiSO4、2mM FeSO4及び2mM ZnSO4を用いても活性の増加は見られなかった。特に、2mM NiSO4、2mM FeSO4及び2mM ZnSO4の添加により、最大活性の20%未満まで活性が減少した。
(1)蛍光エネルギー転移(FRETS)コンビナトリアルライブラリーによる基質特異性の解析
FRETS−25Xaaライブラリー〔ペプチド研究所製〕は、図5に示される構造を有し、アミノ末端D−2,3−ジアミノプロピオン酸(D−A2pr)残基の側鎖に結合した高い蛍光2−(N−メチルアミノ)ベンゾイル(Nma)基を含み、Lysのε−アミノ基に連結した2,4−ジニトロフェニル(Dnp)基により効率よく消光するという性質を有する基質のライブラリーである。
図5に示されるFRETS−25Xaaライブラリー(475ペプチド基質の全て)と、2mM CaCl2を含む50mM 酢酸緩衝液(pH6.1)と、実施例2で得られた精製SSMP 50ngとを混合し、37℃でインキュベーションし、λex 355nm及びλem 460nmでの蛍光強度の増加について、商品名:ARVO 1420マルチラベルカウンター〔パーキンエルマー(Perkin Elmer)社製〕を用いて、モニターした。なお、XaaがGlyであるFRETS−25Glyの2種の分解産物を用いて、検量線を作成し、該検量線に基づき、SSMPのFRETS−25Xaaに対する基質特異性を評価した。結果を図6に示す。
その結果、図6に示されるように、基質中のP1位(図5中、Xaa)におけるアミノ酸残基について、SSMPは、P1位において、降順で、Phe残基、Leu残基、Tyr残基、Met残基、Thr残基及びAla残基に選択性があった。
ついで、二次スクリーニングのために最もよい基質として、Xaaが、Phe残基であるFRETS−25Pheと、2mM CaCl2を含む50mM 酢酸緩衝液(pH6.1)と、200ngの精製SSMP 200ngとを混合し、37℃で5分間インキュベーションし、ついで、EDTAを反応混合物に添加して、反応を停止させ、基質の切断速度を商品名:ARVO 1420マルチラベルカウンター〔パーキンエルマー(Perkin Elmer)社製〕で測定した。これにより、基質中のP2位(図5中、Yaa)及びP3位(図5中、Zaa)に対するSSMPによる選択性を調べた。なお、XaaがGlyであるFRETS−25Glyの2種の分解産物を用いて、検量線を作成し、該検量線に基づき、SSMPのFRETS−25Xaaに対する基質特異性を評価した。
その結果、得られた産物は、反応前の試料に比べ、約15%まで消化された。また、得られた産物を、液体クロマトグラフィー(LC)−質量分析(MS)に供し、SSMPにより消化されたFRETS−25Phe由来の配列を同定した。
図7に示されるように、SSMPは、P2位のTyr、Ala、Arg、Val、Phe及びLysに対する選択性並びにP3位のArg、Val及びAlaに対する選択性を示した。すなわち、SSMPは、P2位における疎水性又は塩基性の残基及びP3位における塩基性又は小さい残基に選択的であり、SSMPは、P2及びP3位における酸性残基に選択的でないことがわかる。
(2)反応速度論的解析
前記(1)の結果に基づき、コンセンサス基質:
D-A2pr(Nma)-Gly-Arg-Tyr-Phe-Ala-Phe-Pro-Lys(Dnp)-D-Arg-D-Arg
(FRETS−GRYFA;配列番号:4)をデザインし、合成した。2mM CaCl2を含む50mM 酢酸緩衝液(pH6.1)で、前記コンセンサス基質を、1.6〜100μMとなるように希釈し、各基質溶液 490μLを得た。得られた希釈溶液 490μLを、37℃で5分間プレインキュベーションした。精製SSMP(2.5ng/μL) 10μLを前記基質溶液に添加し、ついで、得られた混合物を、37℃で1分間インキュベーションした。なお、サーマルセルホルダーに設置した前記混合物について、Hitachi分光蛍光光度計F−4500を用い、λex 340nm、λem 440nmを測定した。反応速度は、Nma溶液を用いてプロットした標準曲線から推定した。
その結果、前記コンセンサス基質に対するKm、kcat及びkcat/Kmは、それぞれ、5.0±1.6μM、5.0±1.0(1/秒)及び1.0±0.30(1/秒・1/μM)であった。
(1)SSMPのN末端アミノ酸配列及び内部アミノ酸配列の決定
前記実施例2で得られた精製SSMPを、12.5重量% SDS−PAGEに供した。ついで、得られたゲル中のタンパク質を、商品名:トランスブロットSDセル〔バイオラッド(BioRad)社製〕を用い、製造者の説明書に準じて、商品名:シーケブロットPVDF〔バイオラッド(BioRad)社製〕にエレクトロブロッティングした。ブロットされたSSMPについて、プロテインシークエンサーに供して、N末端アミノ酸配列を同定した。また、SSMPを、トリプシンで処理し、トリプシン処理ペプチド断片を得た。得られたトリプシン処理ペプチド断片を、LC−MSにより解析し、内部アミノ酸配列を同定した。なお、アミノ酸配列の解析において、Ile及びLeuは、同じ分子量のため、互いに区別できなかった。Gln及びLysは、分子量がほぼ等しいため、互いに区別化できなかった。
その結果、SSMPのN末端アミノ酸配列は、GTGTSTYSGNVPLTT(配列番号:5)であった。下線部の配列を用いて、センスプライマーを作製した。また、SSMPの内部アミノ酸配列は、TGSGF(Q/K)(I/L)EDGAR(配列番号:6)、TYNSPTYDNSK(配列番号:7)TTYFTSTTNYK(配列番号:8)及びAATWTA(I/L)NVK(配列番号:9)であった。下線部の配列を用いて、アンチセンスプライマーを作製した。
(2)インバースPCRによるssmp遺伝子のクローニング
ゲノムDNAを、ホップウッド(D.A Hopwood)らの方法〔A Laboratory Manual,The John Ines Foundation,Norwich,1985年、第70頁−第84頁〕に準じて、S.septatus TH−2から調製した。
SSMPのN末端アミノ酸配列及び内部アミノ酸配列からデザインした2つの縮重プライマー(各4μM):
5’-GG(GC)AACGT(GC)CC(GC)CT(GC)AC(GC)AC-3’(配列番号:10)、及び
5’-TCGTA(GC)GT(GC)GG(GC)(GC)(AT)GTTGTA-3’(配列番号:11)
と、GC−RICH PCRシステム〔ロシュ モレキュラーバイオケミカル(Roche Molecular Biochemicals)社製〕と、0.5M GC−RICHリゾルーションソルーション(商品名)とを用い、前記S.septatus TH−2のゲノムDNAを鋳型として、PCRを行ない、ssmp遺伝子の一部からなるDNA断片を増幅した。前記PCRのサーマルプロファイルは、95℃で3分インキュベーションし、95℃で30秒と54℃で30秒と72℃で45秒とからなる反応を10サイクル、95℃で30秒と、54℃で30秒と72℃で45秒(ただし、1サイクル毎に5秒延長)とからなる反応を20サイクル、72℃で7分間の伸長を行なう条件とした。
PCR産物を、商品名:pGEM−T Easy〔プロメガ(Promega)社製〕にクローン化し、シークエンスした。
ついで、クローン化されたPCR産物の内部DNA配列プライマー:
5’-ACCAACTCCACCGACACCTGG-3’(配列番号:12、配列番号:1のヌクレオチド番号:2083−2103に対応)、及び
5’-CTTGTCGGTGCCGTTGTTGGC-3’(配列番号:13、配列番号:1のヌクレオチド番号:ヌクレオチド番号:2455−2475の相補鎖に対応)
と、商品名:PCR DIGプローブ合成キット〔ロシュ モレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)〕とを用い、95℃2分のインキュベーション後、95℃10秒と60℃30秒と72℃2分とを1サイクルとする10サイクルの反応を行ない、ついで、95℃10秒と60℃30秒と72℃2分(ただし1サイクル毎に20秒増やす)とを1サイクルとする20サイクルの反応を行ない、72℃で7分間インキュベーションすることにより、ジゴキシゲニン(DIG)標識プローブを合成した。
前記S.septatus TH−2のゲノムDNAを種々の制限酵素で消化し、1.0重量% アガロースゲルで電気泳動した。得られたゲルを、商品名:HybondN(アマシャム バイオサイエンス社製)にブロッティングした。得られた膜と、前記DIG標識プローブと、商品名:Easy Hyb(ロシュ社製)とを、42℃一晩ハイブリダイゼーションを行なった。ついで、膜を、2×SSCと0.1重量% SDSとを含む溶液を用いて25℃で5分間2回洗浄し、0.1×SSCと0.1重量% DSDとを含む溶液を用いて68℃で15分間2回洗浄した。その後、商品名:Anti-Digoxgenin AP Fabフラグメントと、NBT/BCIP Stock solution(ロシュ社製)とを用いて、シグナルを検出した。
その結果、約1.6kbのVan91I消化断片、約1.1kbのSalI消化断片及び3.3kbのApaI消化断片がプローブとハイブリダイズした。
ついで、これらの断片を、アガロース電気泳動で回収し、セルフライゲーションした。ライゲーション産物を鋳型とし、ssmp遺伝子の部分DNA断片からデザインしたプライマー(各1μM)のセット:
Van91I消化断片の増幅のために、
5'-TACCTGCTGTCCGAGGGCAGC-3'(配列番号:14、配列番号:1のヌクレオチド番号:2638-2658に対応)、及び
5'-CGCCCCGTCTTCGAGCTGGAAGCC-3'(配列番号:15、配列番号:1のヌクレオチド番号:1999-2022の相補鎖に対応);
SalI消化断片の増幅のために、
5'-TACCTGCTGTCCGAGGGCAGC-3'(配列番号:16、配列番号:1のヌクレオチド番号:2638−2658に対応)、及び
5'-GTAGAAGTCCCAGGTGACGGC-3'(配列番号:17、配列番号:1のヌクレオチド番号:2149−2169の相補鎖に対応);
ApaI消化断片の増幅のために、
5'-TGCGCTGTCGGAGGCGGTGG-3'(配列番号:18、配列番号:1のヌクレオチド番号:2989−3008に対応)、及び
5'-CGCCGAGCCGCTCTGCACTCC-3'(配列番号:19、配列番号:1のヌクレオチド番号:1369−1389の相補鎖に対応)
と、0.5M 商品名:GC−RICHリゾルーションソルーションと、GC−RICH PCRシステム〔ロシュ モレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)社製〕とを用いて、PCRを行なった。
前記PCRのサーマルプロファイルは、アニーリング温度を58℃、伸長時間を、Van91I消化断片の場合、45秒、SalI消化断片の場合、25秒、ApaI消化断片の場合、60秒としたことを除き、上記と同様である。得られたPCR産物を、商品名:pGEM−T Easy〔プロメガ(Promega)社製〕にクローン化し、シークエンスした。結果を図8に示す。
図8に示されるように、得られた塩基配列(配列番号:1、DDBJデータベースアクセッション番号:AB18036)は、全ssmp遺伝子の塩基配列を含む。
前記配列番号:1に示される塩基配列と、N末端アミノ酸配列解析及び内部アミノ酸配列解析の結果から、配列番号:1のヌクレオチド番号:2902−2904にインフレーム終止コドンTGAが存在することがわかる。
推定アミノ酸配列から、N末端プレ配列(33アミノ酸残基)及びN末端プロ配列(184アミノ酸残基)を有すると思われる。また、前記配列番号:1に示される塩基配列において、推定リボソーム結合部位(図8中、「SD」)が、N末端プレ配列に対応する塩基配列の上流に見出された。推定リボソーム結合部位からN−プレ配列に対応する塩基配列の領域において、ATG開始コドンはなかったが、ヌクレオチド1288−1290に見出されたTTGコドンが、開始コドンとして同様に作用することが推定された。
ssmp遺伝子のオープンリーディングフレームは、1617ヌクレオチド長であり、推定分子量56232を有する538アミノ酸のSSMPをコードすることが推定された。成熟SSMP酵素の算出された分子量は、34062であり、図2に示されるSDS−PAGE解析に基づき算出された分子量(約35kD)と一致した。
培養上清 50μLと、50mM 酢酸緩衝液(pH6.0)と、2mM CaCl2 2950μLと、脱イオン水(対照)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、エタノール(EtOH)、エチレングリコール(EG)又はメタノール(MeOH) 1000μLとを混合した。得られた混合物を、30℃で、160rpm/分で回転振盪しながらインキュベーションした。対照として、前記脱塩水を用いた混合物について、4℃で静置してインキュベーションした。なお、インキュベーション開始から0時間、20.1時間後、68.1時間後、115.9時間後、187.4時間後、287.0時間後及び355.0時間後それぞれに、混合物から10μL容量の溶液をサンプリングした。
前記溶液 10μLを、50μM FRETS−GRYFAと2mM CaCl2 とを含む50mM 酢酸緩衝液(pH6.0) 490μLに添加し、37℃でインキュベーションし、5−10秒の反応速度をλEx/Em=340/440nm(340nmで励起、440nmで発光)により測定した。結果を図9に示す。
図9に示されるように、培養上清に見出されるタンパク質分解活性は、有機溶媒存在下においても安定して見出された。したがって、SSMPが、有機溶媒に対して耐性であることが示唆される。
比較例1
市販のサーモライシンについて、20mM Tris−HCl(pH8.0)で一晩透析し、透析前及び透析後のサーモライシン 10μgを15重量% SDS−PAGEに供した。結果を図10に示す。
その結果、図10に示されるように、サーモライシンは、透析により自己消化をうけることがわかる。一方、本発明のメタロエンドペプチダーゼは、図2に示されるように、透析後であっても、自己消化産物が検出されず、酵素としての寿命がサーモライシンに比べても長いことがわかる。
本発明により、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造のたけの手段が提供される。
図1は、S.septatus TH−2によるプロテアーゼ産生におけるグルコース及びK2HPO4の影響に示す図である。培地A−Eは、グルコース、K2HPO4、0.05% MgSO4・7H2O、0.5重量% ポリペプトン及び0.5重量% 酵母エキスを含む。グルコース含有量及びK2HPO4含有量を図中に示す。黒バーは、培地上清のタンパク質分解活性を示し、バーは、比活性を示す。
図2は、S.septatus TH−2由来の精製SSMPのSDS−PAGEの結果を示す図である。レーン1は、低分子量タンパク質マーカー(分子量、94,000、67,000、43,000、30,000、20,100及び14,400)、レーン2は、2μgの精製SSMPを示す。
図3は、SSMPのタンパク質分解活性のpHの影響を示す図である。活性は、最も高いpH〔酢酸緩衝液(pH6.1)〕の相対活性として示す。黒丸印は、酢酸緩衝液、黒三角印は、リン酸カリウム緩衝液、黒四角は、Tris−HCl緩衝液を示す。
図4は、SSMPのタンパク質分解活性の活性及び熱安定性におけるカルシウムの影響を示す図である。パネル(A)は、SSMP活性におけるカルシウム濃度の影響を示す。活性は、最も高い至適温度における場合の相対活性として示す。パネル(B)は、SSMP活性の至適温度におけるカルシウムの影響を示す図である。活性は、最も高い至適温度における場合の相対活性として示す。パネル(C)は、SSMP活性の熱安定性におけるカルシウムの影響を示す。15℃でのインキュベーションにおける相対活性として示す。白丸は、カルシウム非存在下、黒丸は、2mM カルシウム存在下を示す。
図5は、FRETS−25Xaaコンビナトリアルライブラリーの構造を示す。Xaaは、システインを除く19天然アミノ酸のそれぞれを取り込んだ定位置である。それぞれ決まったXaaについて、Yaa位における5アミノ酸残基(P、Y、K、I及びD)の混合物を、Zaa位の5アミノ酸残基(F、A、V、E及びR)の混合物とともに取り込んだ。
図6は、FRETS−25 Xaaコンビナトリアルライブラリーを用いたP1位の一次スクリーニングを示す図である。
図7は、FRETS−25Pheを用いたP2位及びP3位の二次スクリーニングを示す図である。パネル(A)は、FRETS−25Pheの構造を示す。パネル(B)は、FRETS−25Pheを用いて決定したP2及びP3選択性を示す。相対蛍光強度を、LC−MSによるピーク面積から決定した。切断部位を矢印で示す。
図8は、ssmp遺伝子の塩基配列を示す図である。ssmp遺伝子の推定−35及び−10配列に下線を付す。高プリン配列、AGGAGA、開始コドンの上流5ヌクレオチドはリボソーム結合(SD)配列として働く。亜鉛結合のコンセンサス配列(HEXXH)を囲んだ。ssmp遺伝子のシグナル配列は、Argクラスター領域(Arg残基は、太字で示す)及び疎水性領域(斜線)に分けることができた。シグナルペプチドについての推定切断部位(白三角)を示す。SSMP成熟の際、二次切断(部位は、黒三角により示される)は、恐らく、分泌後に起こる。アミノ酸配列から推定される一次構造において、N末端配列(下線)及び内部配列(二重線)が見出された。
図9は、有機溶媒耐性を示す図である。
図10は、サーモライシンの自己消化を示す図である。図中、パネル(A)は、透析前のサーモライシンのSDS−PAGEの結果であり、パネル(B)は、20mM Tris−HCl(pH8.0)で一晩透析した後のサーモライシンのSDS−PAGEの結果である。
配列番号:3は、SSMPの基質のコンセンサス配列のアミノ酸配列である。第2位のXaaは、F、A、V、E又はRである。第3位のXaaは、P、Y、K、I又はDである。第4位のXaaは、F、L、Y、M、T、A、H、R、S、I、K、Q、N、W、V、G、E、P又はDである。
配列番号:4は、SSMPの基質のコンセンサス配列のアミノ酸配列である。第1位のGlyは、側鎖に2−(N−メチルアミノ)ベンゾイル基を有するD−2、3−ジアミノプロピオン酸基を有する。第8位のLysは、ε−アミノ基に2、4−ジニトロフェニル基を有する。
配列番号:6において、第6位のXaaは、Q又はKである。第7位のXaaは、I又はLである。
配列番号:9において、第7位のXaaは、I又はLである。
配列番号:10は、SSMPの部分配列を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:11は、SSMPの部分配列を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:12は、SSMP内部配列プライマーの配列である。
配列番号:13は、SSMP内部配列プライマーの配列である。
配列番号:14は、Van91I断片を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:15は、Van91I断片を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:16は、SalI断片を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:17は、SalI断片を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:18は、ApaI断片を増幅するためのプライマーの配列である。
配列番号:19は、ApaI断片を増幅するためのプライマーの配列である。

Claims (11)

  1. 80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、ストレプトマイセス セプタタス TH−2(FERM P−17329)を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物。
  2. 80〜160mM グルコースと、10〜50mM K2HPO4との存在下に、ストレプトマイセス セプタタス TH−2(FERM P−17329)を培養して培養上清を得ることを特徴とする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法。
  3. 該メタロエンドペプチダーゼが、
    (A)配列番号:2に示されるアミノ酸配列、
    (B)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
    (C)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列、
    からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式:
    Figure 2006197802
    (式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
    に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、請求項2記載の製造方法。
  4. 該メタロエンドペプチダーゼが、配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基が、他のアミノ酸と保存的置換されたアミノ酸配列を有し、該保存的置換が、下記アミノ酸群(1)〜(6):
    (1)グリシン及びアラニン、
    (2)バリン、イソロイシン及びロイシン、
    (3)アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミン、
    (4)セリン及びスレオニン、
    (5)リジン及びアルギニン、
    (6)フェニルアラニン及びチロシン
    からなる群より選ばれたアミノ酸群に属するアミノ酸残基内で行なわれるものであり、下記式:
    Figure 2006197802
    (式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
    に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、請求項3記載の製造方法。
  5. (A)配列番号:2に示されるアミノ酸配列、
    (B)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
    (C)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列、
    からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式:
    Figure 2006197802
    (式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
    に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する、メタロエンドペプチダーゼ。
  6. 請求項2〜4いずれか1項に記載の製造方法により得られる、請求項5記載のメタロエンドペプチダーゼ。
  7. (a)配列番号:2に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
    (b)配列番号:2において、少なくとも1個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列、
    (c)配列番号:2に示される配列に対し、FASTAアルゴリズムで、KTUP 2、expect value 10.0、Cost to open gap 11、Cost to extend gap 1の条件で算出された配列同一性が、少なくとも75%であるアミノ酸配列をコードする塩基配列、及び
    (d)配列番号:2に示されるアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖と、ストリンジェントな条件下にハイブリダイズする核酸の塩基配列、
    からなる群より選ばれた塩基配列を含有してなり、コードされるポリペプチドが、下記式:
    Figure 2006197802
    (式中、Xaaは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Yaaは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Zaaは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す)
    に示される配列(配列番号:3)を認識し、該配列番号:3のアミノ酸番号:4のアミノ酸残基とアミノ酸番号:5のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性を有する、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸。
  8. 請求項7記載の核酸によりコードされる、組換えメタロエンドペプチダーゼ。
  9. 請求項7記載の核酸を含有してなる、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体。
  10. 請求項7記載の核酸を保持してなる形質転換細胞。
  11. 請求項10記載の形質転換細胞を培養し、得られた培養物からメタロエンドペプチダーゼを回収することを特徴とする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法。
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