JP2009201403A - POLYNUCLEOTIDE ENCODING HUMAN Fc RECEPTOR, AND METHOD FOR PRODUCING HUMAN Fc RECEPTOR UTILIZING THE SAME - Google Patents

POLYNUCLEOTIDE ENCODING HUMAN Fc RECEPTOR, AND METHOD FOR PRODUCING HUMAN Fc RECEPTOR UTILIZING THE SAME Download PDF

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秀峰 小林
Teruhiko Ide
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To create a microorganism producing human Fc receptor FcγRI in an industrial scale, and to provide the FcγRI by carrying out the production of the human FcγRI by utilizing the new Fc receptor production system. <P>SOLUTION: The human FcγRI can be expressed in large amount without carrying out the operation for solubilization or the like of the human FcγRI by preparing a polynucleotide in which a codon of the polynucleotide encoding the human FcγRI is converted from a human type to a Bacillus bacterium type, and transforming the plasmid vector into which the polynucleotide is inserted into the Bacillus bacterium. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒト型FcレセプターのひとつであるFcγRIを、バチルス属に属する細菌を用いることで、可溶化等の操作をせずに大量発現させる方法に関する。   The present invention relates to a method for expressing a large amount of FcγRI, which is one of human type Fc receptors, by using a bacterium belonging to the genus Bacillus, without performing an operation such as solubilization.

Fcレセプターは、免疫グロブリン分子のFc領域に結合する一群の分子である。Fcレセプターはその結合する免疫グロブリンの種類によって分類されており、IgGのFc領域に結合するFcγレセプター、IgEのFc領域に結合するFcεレセプター、IgAのFc領域に結合するFcαレセプター等がある(非特許文献1)。また、各レセプターは、その構造の違いによりさらに細かく分類され、Fcγレセプターの場合、FcγRI、FcγRII、FcγRIIIの存在が報告されている(非特許文献1)。   Fc receptors are a group of molecules that bind to the Fc region of immunoglobulin molecules. Fc receptors are classified according to the type of immunoglobulin to which they bind, and include Fcγ receptors that bind to the Fc region of IgG, Fcε receptors that bind to the Fc region of IgE, Fcα receptors that bind to the Fc region of IgA, etc. Patent Document 1). Each receptor is further classified according to the difference in structure. In the case of an Fcγ receptor, the presence of FcγRI, FcγRII, and FcγRIII has been reported (Non-patent Document 1).

Fcγレセプターの一つであるFcγRIは単球とマクロファージ中で発現しており、好中球ではγインターフェロンにより誘導的に発現される(非特許文献1)。また、FcγRIはIgGに対する結合親和性が高く、その平衡解離定数(Kd)は10−8M以下である(非特許文献2)。FcγRIは、細胞外領域、細胞膜貫通領域、細胞質内領域に区分され、IgGとの結合は、IgGのFc領域とFcγRIの細胞外領域で起こり、その後細胞質へとシグナルが伝達される。FcγRIはIgGとの結合に直接関わる分子量約42000のα鎖と、γ鎖の2種類のサブユニットによって構成されており、γ鎖は細胞膜と細胞外領域との境界で共有結合することでホモダイマーを形成している(非特許文献3)。 FcγRI, which is one of the Fcγ receptors, is expressed in monocytes and macrophages, and is inducibly expressed in neutrophils by γ interferon (Non-patent Document 1). FcγRI has high binding affinity for IgG, and its equilibrium dissociation constant (Kd) is 10 −8 M or less (Non-patent Document 2). FcγRI is divided into an extracellular region, a transmembrane region, and an intracytoplasmic region, and binding to IgG occurs in the Fc region of IgG and the extracellular region of FcγRI, and then a signal is transmitted to the cytoplasm. FcγRI is composed of two types of subunits, an α chain with a molecular weight of about 42000 that is directly involved in binding to IgG, and a γ chain. The γ chain covalently binds at the boundary between the cell membrane and the extracellular region, thereby (Non-Patent Document 3).

ヒト型FcγRIのアミノ酸配列、および遺伝子配列(配列番号1)はExPASy(Primary accession number:P12314)などの公的データベースに公表されている。また、FcγRIの構造上の機能ドメイン、細胞膜を貫通するためのシグナルペプチド配列、細胞膜貫通領域の位置についても同様に公表されており、図1にヒト型FcγRIの構造略図を示す。なお、図中のアミノ酸番号は配列番号1に記載のアミノ酸番号に対応する。すなわち、配列番号1のアミノ酸番号1のメチオニン(Met)から289のバリン(Val)までが細胞外領域、配列番号1のアミノ酸番号290のロイシン(Leu)から374のスレオニン(Thr)までが細胞膜貫通領域および細胞内領域とされている。   The amino acid sequence of human FcγRI and the gene sequence (SEQ ID NO: 1) are published in public databases such as ExPASy (Primary accession number: P12314). In addition, the functional domain in the structure of FcγRI, the signal peptide sequence for penetrating the cell membrane, and the position of the transmembrane region are also published, and FIG. 1 shows a schematic diagram of the structure of human FcγRI. The amino acid numbers in the figure correspond to the amino acid numbers described in SEQ ID NO: 1. That is, from methionine (Met) of amino acid number 1 of SEQ ID NO: 1 to valine (Val) of 289, extracellular region, leucine (Leu) of amino acid number 290 of SEQ ID NO: 1 to threonine (Thr) of 374 penetrates the cell membrane. Regions and intracellular regions.

近年になり、Fcレセプターの予想外の免疫抑制的な生物学的特性は、特に自己免疫疾患または自己免疫症候群、移植物の拒絶および悪性リンパ増殖の領域において医薬として注目を浴びつつある(非特許文献2)。また、FcγRIの機能である抗体の吸着能は各種抗体精製用クロマトグラフィーゲルの捕捉機能を担うタンパク質としても利用することができる。   In recent years, the unexpected immunosuppressive biological properties of Fc receptors have attracted attention as pharmaceuticals, particularly in the areas of autoimmune disease or autoimmune syndrome, transplant rejection and malignant lymphoproliferation. Reference 2). Further, the antibody adsorption ability, which is a function of FcγRI, can also be used as a protein responsible for the capture function of various antibody purification chromatography gels.

FcγRIα鎖のアミノ酸配列および遺伝子塩基配列(非特許文献4)はJanet等により明らかにされ、その後、遺伝子組換え技術により、大腸菌(特許文献1)あるいは動物細胞を利用した発現が報告されている。しかしながら、大腸菌を利用した発現系においてはFcγRIの細胞外領域タンパク質の発現量は極めて低く、また、発現されたタンパク質は菌体内発現のため、多くの場合発現したタンパク質は不溶性の封入体となる。封入体タンパク質は可溶化等の操作をすることにより、活性型タンパク質として調製することは可能であるが、煩雑な操作を必要とする。また、動物細胞を用いた系では、大腸菌以上の発現量が報告(非特許文献3)されているが培養に多大な時間を要し、かつ、生産性も高くない。   The amino acid sequence and gene base sequence of the FcγRIα chain (Non-patent Document 4) were clarified by Janet et al., And then expression using E. coli (Patent Document 1) or animal cells has been reported by genetic recombination techniques. However, in the expression system using E. coli, the expression amount of the extracellular region protein of FcγRI is extremely low, and the expressed protein is expressed in the cell, so that the expressed protein often becomes an insoluble inclusion body. Inclusion body protein can be prepared as an active protein by an operation such as solubilization, but it requires a complicated operation. Moreover, in the system using animal cells, an expression level higher than that of Escherichia coli has been reported (Non-patent Document 3), but it takes a long time to culture and the productivity is not high.

特表2004−530419号公報JP-T-2004-530419 J.V.Ravetch等,Annu.Rev.Immunol.,9,457,1991J. et al. V. Ravetch et al., Annu. Rev. Immunol. , 9, 457, 1991 Toshiyuki Takai,Jpn.J.Clin.Immunol.,28,318,2005Toshiyuki Takai, Jpn. J. et al. Clin. Immunol. , 28, 318, 2005 A.Paetz等,Biochem.Biophys.Res.Commun.,338,1811,2005A. Paetz et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. , 338, 1811, 2005 J.M.Allen等,Science,243,378,1989J. et al. M.M. Allen et al., Science, 243, 378, 1989 Nucleic Acid Res.,30,e43,2002Nucleic Acid Res. , 30, e43, 2002 Protein Expr Purif.、47、441−445、2006Protein Expr Purif. 47, 441-445, 2006 Masaya Nagao等、Biosci.Biotech.Biochem.、61、670、1997Masa Nagao et al., Biosci. Biotech. Biochem. 61, 670, 1997

本発明の目的は工業生産規模においてヒト型FcレセプターFcγRIを高い生産性を以って生産する微生物を作製することである。さらには、新規Fcレセプター生産系を利用してヒト型FcγRI生産を行ない、当該ヒト型FcγRIを提供することにある。   An object of the present invention is to produce a microorganism that produces human Fc receptor FcγRI with high productivity on an industrial production scale. Furthermore, human FcγRI production is performed using a novel Fc receptor production system to provide the human FcγRI.

本願発明者らは、上記課題に関し鋭意検討した結果、ヒト型FcレセプターFcγRI遺伝子のコドンをヒト型からバチルス(Bacillus)属細菌型に変換後、変換したポリヌクレオチドを発現プラスミドベクターに挿入し、当該挿入されたプラスミドベクターにより形質転換されたバチルス属に属する細菌を用いて発現させることで、可溶化等の操作が不要な活性型FcγRIを直接生産することができ、かつ、その発現量も飛躍的に向上することを見出した。   As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present application have converted the human type Fc receptor FcγRI gene codon from a human type into a Bacillus genus bacterial type, and then inserted the converted polynucleotide into an expression plasmid vector. By using a bacterium belonging to the genus Bacillus transformed by the inserted plasmid vector, active FcγRI that does not require solubilization and the like can be directly produced, and the expression level is also dramatically increased. Found to improve.

すなわち、本発明は、以下の発明を包含する:
(1)配列番号1に示すヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチド配列のうち、少なくとも64番目から867番目のポリヌクレオチドのコドンがヒト型からバチルス属細菌型に変換されたことを特徴とする、ヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチド。
(2)前記ポリヌクレオチドが、配列番号3のポリヌクレオチドであることを特徴とする、(1)に記載のヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチド。
(3)(1)または(2)に記載のポリヌクレオチドが挿入されたプラスミドベクター。
(4)(3)に記載のプラスミドベクターをバチルス属に属する細菌に形質転換することにより得られる、形質転換体。
(5)(4)に記載の形質転換体を培養する工程を含むヒト型FcレセプターFcγRIポリペプチドの製造方法。
That is, the present invention includes the following inventions:
(1) The polynucleotide sequence encoding the human type Fc receptor FcγRI shown in SEQ ID NO: 1 is characterized in that the codon of at least the 64th to 867th polynucleotide is converted from a human type to a Bacillus bacterium type A polynucleotide encoding the human type Fc receptor FcγRI.
(2) The polynucleotide encoding the human Fc receptor FcγRI according to (1), wherein the polynucleotide is the polynucleotide of SEQ ID NO: 3.
(3) A plasmid vector into which the polynucleotide according to (1) or (2) is inserted.
(4) A transformant obtained by transforming the plasmid vector according to (3) into a bacterium belonging to the genus Bacillus.
(5) A method for producing a human-type Fc receptor FcγRI polypeptide comprising the step of culturing the transformant according to (4).

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のポリヌクレオチドは、配列番号1に示す、ヒト型Fcレセプターの一つであるFcγRIをコードするポリヌクレオチド配列のうち、少なくとも64番目から867番目のポリヌクレオチド(配列番号1のアミノ酸番号22のアラニン(Ala)から269のバリン(Val)をコードするポリヌクレオチド)のコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換したポリヌクレオチドを含むことを特徴とする、ヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチドであり、好ましくは、上記64番目から867番目のポリヌクレオチドのコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換したポリヌクレオチドが、配列番号3のポリヌクレオチドであることを特徴とする、ヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチドである。   The polynucleotide of the present invention comprises at least the 64th to 867th polynucleotides of the polynucleotide sequence encoding FcγRI, which is one of the human Fc receptors shown in SEQ ID NO: 1 (the amino acid number 22 of SEQ ID NO: 1). A polynucleotide encoding a human Fc receptor FcγRI comprising a polynucleotide obtained by converting a codon of alanine (Ala) to 269 valine (Val) encoding a codon from a human type to a Bacillus bacterium type Preferably, the human Fc receptor, wherein the polynucleotide obtained by converting the codons of the 64th to 867th polynucleotides from human to Bacillus is a polynucleotide of SEQ ID NO: 3 Polynucleotides encoding FcγRI It is.

本発明のFcγRIをコードするポリヌクレオチドのコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換したポリヌクレオチドは、ヒト型FcγRIをコードする遺伝子のうち、少なくとも配列番号1の64番目から867番目のポリヌクレオチド中に存在するバチルス属細菌におけるレアコドン(rare codon)を、コードするアミノ酸を同一のまま、バチルス属細菌の翻訳機構において利用頻度が高いコドン(codon)に変換することにより得られる。なお、レアコドンとは、その宿主におけるコドンの使用頻度が少ないものをいう。宿主におけるコドンの使用頻度は、ゲノム遺伝子の塩基配列等の解析結果等から推測することが可能であり、例えば、バチルス属細菌の一種であるBrevibacillus choshinensisにおけるレアコドンとしては、アミノ酸セリン(Ser)コドンのUCA、ロイシン(Leu)コドンのCUA、アルギニン(Arg)コドンのCGG、AGA、AGG、イソロイシン(Ile)コドンのAUAがあげられる。また、コドンの使用頻度の情報は公的データベース(http://www.kazusa.or.jp/codon/)からも得ることができる。レアコドンから利用頻度の高いコドンへの変換は対応する塩基配列を変換することにより可能であり、塩基配列の変換はSite−directed mutagenesis法など公知の変異導入法を利用することができるが、好ましい変換方法は、合成オリゴヌクレオチドとPCRを組合わせたDNAWorks法(非特許文献5)やSynthetic Gene Designer法(非特許文献6)である。上記方法では、ポリペプチドをコードするアミノ酸配列を基にして、数十塩基からなるオリゴヌクレオチド群を合成し、PCR法により合成オリゴヌクレオチドをアッセンブリーさせることによって完全長の遺伝子を作製することができる。なお、ヒト型FcγRIをコードするポリヌクレオチドのヒト型からバチルス属細菌型へのコドン変換は、実施例に記載のように、ヒト型FcγRI遺伝子配列(配列番号1)のすべてのレアコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換(配列番号2)しても良いし、一部のレアコドン、例えば配列番号1に示すポリヌクレオチド配列のうち64番目から867番目にあるレアコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換(配列番号3)してもよい。   The polynucleotide obtained by converting the codon of the polynucleotide encoding FcγRI of the present invention from the human type to the Bacillus genus bacterial type is a polynucleotide of at least the 64th to 867th nucleotides of SEQ ID NO: 1 among the genes encoding the human type FcγRI. The rare codon in the Bacillus bacterium present in (1) is converted to a codon that is frequently used in the translation mechanism of the Bacillus bacterium, with the encoded amino acid being the same. The rare codon means a codon that is used less frequently in the host. The frequency of codon usage in the host can be inferred from the analysis result of the base sequence of the genomic gene and the like. For example, as a rare codon in Brevibacterium choshinensis, a kind of bacteria belonging to the genus Bacillus, the amino acid serine (Ser) codon is used. UCA, leucine (Leu) codon CUA, arginine (Arg) codon CGG, AGA, AGG, isoleucine (Ile) codon AUA. Information on codon usage frequency can also be obtained from a public database (http://www.kazusa.or.jp/codon/). Conversion from a rare codon to a frequently used codon is possible by converting the corresponding base sequence, and the base sequence can be converted by a known mutagenesis method such as Site-directed mutationage method. The method is a DNAWorks method (Non-patent document 5) or a Synthetic Gene Designer method (Non-patent document 6) in which a synthetic oligonucleotide and PCR are combined. In the above method, a full-length gene can be prepared by synthesizing an oligonucleotide group consisting of several tens of bases based on the amino acid sequence encoding the polypeptide and assembling the synthetic oligonucleotide by the PCR method. Incidentally, the codon conversion of the human FcγRI-encoding polynucleotide from the human type to the Bacillus genus bacterial type is carried out by removing all rare codons of the human type FcγRI gene sequence (SEQ ID NO: 1) from the human type as described in Examples. It may be converted into a Bacillus bacterium type (SEQ ID NO: 2), or a part of rare codons, for example, a rare codon at positions 64 to 867 in the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 may be changed from a human type to a Bacillus bacterium type. You may convert (sequence number 3).

さらにヒト型FcγRIをコードするポリヌクレオチドは、ヒト型FcγRIをコードするポリヌクレオチドのコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換したポリヌクレオチドの5’末端側に、転写を開始するためのメチオニンをコードするオリゴヌクレオチドを付加しても良く、また上記記載のポリヌクレオチドの5’末端側にシグナルペプチド配列をコードするオリゴヌクレオチドを付加しても良い。ここに述べる、シグナルペプチドとは、細胞質内で発現したタンパク質が細胞膜を通過し、細胞膜外において分泌するためのポリペプチドであり、通常、当該タンパク質のN末端側に存在しており、細胞膜通過後、特定のプロテアーゼ酵素によって切断される。シグナルペプチドの例としては、配列番号1のアミノ酸番号1から15、あるいは1から20のペプチドをあげることができる。   Further, the polynucleotide encoding human FcγRI encodes methionine for initiating transcription on the 5 ′ end side of the polynucleotide obtained by converting the codon of the polynucleotide encoding human FcγRI from the human type to the Bacillus genus bacterial type. May be added, or an oligonucleotide encoding a signal peptide sequence may be added to the 5′-terminal side of the polynucleotide described above. The signal peptide described here is a polypeptide for allowing a protein expressed in the cytoplasm to pass through the cell membrane and be secreted outside the cell membrane, and is usually present on the N-terminal side of the protein and after passing through the cell membrane. Cleaved by specific protease enzymes. Examples of the signal peptide include peptides of amino acid numbers 1 to 15 or 1 to 20 of SEQ ID NO: 1.

本発明は、ヒト型FcγRIを簡便に精製することを目的として、上記記載のポリヌクレオチドに、タグ(tag)となるペプチドをコードするオリゴヌクレオチドを付加させてもよい。タグペプチドとしてはポリヒスチジンタグ(His−tag)、ミックタグ(C−myc tag)等を例示することができる。付加させる位置は、上述のポリペプチドの生物活性を損なわない限りにおいて、N末端側、C末端側どちらでも構わない。上記記載のオリゴヌクレオチドへのタグペプチドをコードするオリゴヌクレオチドの付加は、当業者に周知の方法にて遺伝子工学的に作製することが可能である。   In the present invention, for the purpose of easily purifying human FcγRI, an oligonucleotide encoding a peptide serving as a tag may be added to the polynucleotide described above. Examples of the tag peptide include polyhistidine tag (His-tag), Mick tag (C-myc tag) and the like. The position to be added may be on either the N-terminal side or the C-terminal side as long as the biological activity of the above-mentioned polypeptide is not impaired. Addition of an oligonucleotide encoding a tag peptide to the oligonucleotide described above can be made by genetic engineering by a method well known to those skilled in the art.

本発明の、コドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換したヒト型FcγRIポリヌクレオチドが挿入された遺伝子組換えプラスミドベクターは、上記記載のヒト型FcγRIポリヌクレオチドを公知の発現プラスミドベクターの適当な位置に遺伝子工学的に挿入することにより、ヒト型FcγRIが発現可能な遺伝子組換えプラスミドベクターを得ることができる。公知の発現プラスミドベクターとしては、例えば、バチルス属細菌の形質転換に利用されるpUB110、pC194、pE194、pWVO1等をあげることができる。ここで述べる適当な位置とはプラスミドベクターの複製機能、所望の抗生物質マーカー、あるいは伝達性に関わる領域を破壊しないような位置等を意味する。そして、上記記載の遺伝子組換えプラスミドベクターをバチルス属の属する細菌に形質転換して得られる形質転換体を培養することにより、ヒト型FcγRIを発現させることがきる。   The gene recombinant plasmid vector into which the human type FcγRI polynucleotide in which the codon has been converted from the human type to the Bacillus bacterium type according to the present invention is inserted into the above-described human type FcγRI polynucleotide at an appropriate position of the known expression plasmid vector. By genetic engineering, a recombinant plasmid vector capable of expressing human FcγRI can be obtained. Examples of known expression plasmid vectors include pUB110, pC194, pE194, pWVO1, etc. used for transformation of Bacillus bacteria. The appropriate position mentioned here means a position that does not destroy the replication function of the plasmid vector, a desired antibiotic marker, or a region related to transmissibility. Then, human FcγRI can be expressed by culturing a transformant obtained by transforming the aforementioned recombinant plasmid vector into a bacterium belonging to the genus Bacillus.

本発明で形質転換に用いる宿主細胞は、コドンの変換対象であるバチルス属に属する細菌であれば良く、例えばBacillus amyloliquefaciens、Bacillus circulans、Bacillus licheniformis、Bacillus stearothermophilus、 Bacillus subtilis、Bacillus polymyxa、Bacillus cereus、Bacillus megaterium、Bacillus mecerans、Bacillus coagulans、Bacillus lentus等をあげることができる。特に、胞子形成関連遺伝子が破壊されており、かつ、菌体内プロテアーゼ遺伝子jmpや菌体外プロテアーゼ遺伝子empも破壊されている、Brevibacillus choshinensis(非特許文献7)を宿主細胞として用いるのが好ましい。また、上記バチルス属に属する細菌を変異処理することにより誘導されるバチルス属細菌変異株を利用することもできる。変異処理はニトロソグアニジン、メタンスルホン酸エチル、紫外線、放射線等の当業者において周知の変異処理剤を利用して行なえばよい。   The host cell used for transformation in the present invention may be any bacterium belonging to the genus Bacillus that is the target of codon conversion. Examples include megaterium, Bacillus mecerans, Bacillus coagulans, Bacillus lentus, and the like. In particular, Brevibacillus choshinensis (Non-patent Document 7), in which a spore formation-related gene is destroyed and the intracellular protease gene jmp and extracellular protease gene emp are also preferably used as the host cell. Moreover, the Bacillus bacterium mutant induced | guided | derived by carrying out the mutation process of the bacteria which belong to the said Bacillus genus can also be utilized. Mutation treatment may be performed using a mutating agent well known to those skilled in the art, such as nitrosoguanidine, ethyl methanesulfonate, ultraviolet light, and radiation.

本発明の、バチルス属細菌への外来遺伝子の導入および発現のための手順、および方法は、実施例に記載した方法のほかにも、遺伝子工学の分野により慣用されているものを含み、具体的にはエレクトロポレーション法、Tris−PEG法等をあげることができる。   The procedures and methods for the introduction and expression of foreign genes into Bacillus bacteria of the present invention include those conventionally used in the field of genetic engineering in addition to the methods described in the Examples. Examples of the method include electroporation method and Tris-PEG method.

本発明の、ヒト型FcγRIを生産するために用いられるバチルス属に属する細菌は、選択した宿主細胞の培養に好適な公知の培地で増殖させることができる。なお、本発明に用いる培地としては細菌が増殖し、ヒト型FcγRIを生産し得るものであれば何れも使用してよく、炭素源には廃糖蜜、グルコース、フルクトース、マルトース、ショ糖、デンプン、乳糖、グリセロール、酢酸などが、窒素源にはコーンスティープリカー、ペプトン、酵母エキス、肉エキス、大豆粕等の天然成分や、酢酸アンモニウム、アスパラギン酸、グリシン等のアミノ酸類が、無機塩にはリン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム等のリン酸塩や塩化ナトリウムなどが、金属イオンには塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、クエン酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、塩化カルシウム二水和物、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、塩化銅、硫酸マンガン、塩化マンガン等が、ビタミン類としては酵母エキス、ビオチン、ニコチン酸、チアミン、リボフラビン、イノシトール、ピリドキシン等が使用できる。好ましい実施態様では、発現プラスミドベクターを含有するバチルス属細菌の増殖を選択的に可能にするために、培地は発現プラスミドベクターの構成を基にした選抜剤を含んでもよい。例えば、ネオマイシン耐性遺伝子を発現する細胞の増殖のためにネオマイシンを培地に添加する。培地には、炭素、窒素および無機塩供給源の他に、適当な栄養源を加えてもよい。所望により、グルタチオン、システイン、シスタミン、チオグリコレート、ジチオスレイトールからなる群から選択される一種類以上の還元剤を含んでも良い。バチルス属細菌増殖における培養温度は、約20から40℃、好ましくは25から35℃であり、より好ましくは約30℃である。培地のpHは、約5から10、好ましくは7.0である。   The bacterium belonging to the genus Bacillus used for producing human-type FcγRI of the present invention can be grown in a known medium suitable for culturing selected host cells. Any medium can be used as the medium used in the present invention as long as bacteria can grow and produce human FcγRI. The carbon source includes molasses, glucose, fructose, maltose, sucrose, starch, Lactose, glycerol, acetic acid, etc. are used for the nitrogen source, natural ingredients such as corn steep liquor, peptone, yeast extract, meat extract, soybean meal, etc., and amino acids such as ammonium acetate, aspartic acid, glycine, etc. Phosphate and sodium chloride such as monosodium acid, disodium phosphate, monopotassium phosphate, and dipotassium phosphate include magnesium chloride, magnesium sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, and chloride. Ferrous, ferric chloride, iron citrate, iron iron sulfate, calcium chloride dihydrate, calcium sulfate, zinc sulfate, copper sulfate Copper chloride, manganese sulfate, manganese chloride, and yeast extract as vitamins, biotin, nicotinic acid, thiamine, riboflavin, inositol, pyridoxine, or the like can be used. In a preferred embodiment, the medium may contain a selection agent based on the construction of the expression plasmid vector in order to selectively allow growth of Bacillus bacteria containing the expression plasmid vector. For example, neomycin is added to the medium for the growth of cells expressing the neomycin resistance gene. In addition to carbon, nitrogen and inorganic salt sources, a suitable nutrient source may be added to the medium. If desired, one or more reducing agents selected from the group consisting of glutathione, cysteine, cystamine, thioglycolate, and dithiothreitol may be included. The culture temperature for Bacillus bacterium growth is about 20 to 40 ° C, preferably 25 to 35 ° C, more preferably about 30 ° C. The pH of the medium is about 5 to 10, preferably 7.0.

本発明の発現プラスミドベクターに宿主菌の細胞壁タンパク質由来のプロモータを用いる場合には、菌の生育が定常期に入ってから活発に働くため、培養液の濁度(600nmにおける吸光度)を測定し、対数増殖期から定常期に移行した後、引き続き培養することによりタンパク質を培養液中へ分泌発現させることができる。培養時間は24から96時間、好ましくは40から50時間であるが、最適な培養時間は培地成分、培養温度、および通気量といった条件により変化するため、発現したタンパク質の発現量や活性等を測定して決定するのが好ましい。   When a promoter derived from the cell wall protein of the host fungus is used for the expression plasmid vector of the present invention, since the growth of the fungus works actively after entering the stationary phase, the turbidity (absorbance at 600 nm) of the culture solution is measured, After the transition from the logarithmic growth phase to the stationary phase, the protein can be secreted and expressed in the culture solution by subsequent culturing. The culture time is 24 to 96 hours, preferably 40 to 50 hours, but the optimum culture time varies depending on conditions such as medium components, culture temperature, and aeration volume, so the expression level and activity of the expressed protein are measured. Is preferably determined.

培養液から、本発明のヒト型FcγRIを取得するには、発現の形態によって適宜抽出方法を選択すればよい。培養上清に発現する場合は菌体を遠心分離操作によって分離し、得られる培養上清からヒト型FcγRIを抽出すればよい。細胞質内で発現する場合には、遠心分離操作により菌体を集め、酵素処理剤や界面活性剤等を添加することにより菌体を破砕し、ヒト型FcγRIを抽出することができる。抽出タンパク質の中からヒト型FcγRIを分離・精製するためには液体クロマトグラフィーを利用することができる。液体クロマトグラフィーとしては、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、ゲルろ過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を挙げることができる。これらのクロマトグラフィーを組み合わせて精製操作を行なうことにより高純度なヒト型FcγRIを調製することができる。   In order to obtain the human FcγRI of the present invention from the culture solution, an extraction method may be appropriately selected depending on the expression form. When expressed in the culture supernatant, the cells are separated by centrifugation, and human-type FcγRI may be extracted from the resulting culture supernatant. When expressed in the cytoplasm, the bacterial cells are collected by centrifugation, and the bacterial cells are disrupted by adding an enzyme treatment agent, a surfactant or the like, and human FcγRI can be extracted. In order to separate and purify human FcγRI from the extracted protein, liquid chromatography can be used. Examples of liquid chromatography include ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, gel filtration chromatography, affinity chromatography and the like. A high-purity human FcγRI can be prepared by performing a purification operation by combining these chromatographies.

本発明により得られた精製したヒト型FcγRIを、固定相に固定化することにより抗体を液相から吸着させ分離することができる。固定相としてはセルロース、アガロース等の多糖類、ガラス、セラミックス、あるいは、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリスチレン等のプラスチック素材を例示することができる。また、固相に固定したヒト型FcγRIをカラムに充填することにより抗体に対するクロマトグラフィーゲルとしても利用することができる。また、ヒト血清を検体にすることにより特異性の高いイムノアッセイが可能であり各種診断材料としても利用することができる。   By immobilizing the purified human FcγRI obtained according to the present invention on the stationary phase, the antibody can be adsorbed and separated from the liquid phase. Examples of the stationary phase include polysaccharides such as cellulose and agarose, glass, ceramics, and plastic materials such as polypropylene, vinyl chloride, and polystyrene. It can also be used as a chromatography gel for antibodies by filling a column with human FcγRI immobilized on a solid phase. Moreover, by using human serum as a specimen, highly specific immunoassay is possible, and it can be used as various diagnostic materials.

ヒト型FcレセプターFcγRIをコードする遺伝子のコドンを、ヒト型からバチルス属細菌型に変換し、当該ポリヌクレオチドが挿入されたプラスミドをバチルス属に属する細菌に形質転換させることで、ヒト型FcγRIを可溶化等の操作なく大量に発現させることが可能となる。この発現系は、工業生産規模におけるヒト型FcγRIの生産に有用なものである。   The human type FcγRI can be obtained by converting the codon of the gene encoding the human type Fc receptor FcγRI from a human type to a bacterium belonging to the genus Bacillus, and transforming a plasmid into which the polynucleotide has been inserted into a bacterium belonging to the genus Bacillus. It can be expressed in large quantities without manipulation such as solubilization. This expression system is useful for the production of human FcγRI on an industrial production scale.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1 ヒト型FcレセプターをコードするDNA配列の設計
配列番号1に記載のヒト型FcレセプターFcγRIのアミノ酸配列を基にDNAworks法(非特許文献5)により、コドンをブレビバチルス属細菌型に変換した。該方法によりコドンを変換したヒト型FcγRIの塩基配列(配列番号2)とコドン変換前のヒト型FcγRIの塩基配列(配列番号1)を比較した結果を図2に示す。図2の通り、アミノ酸配列はそのままにDNA配列の変換が行われ、そのDNA配列間の類似性は75%であった。
実施例2 ヒト型FcレセプターをコードするDNA配列の作製
ヒト型FcγRI遺伝子のコドンをヒト型からブレビバチルス属細菌型に変換したDNA配列を以下の方法で作製した。
(1)ヒト型FcγRI遺伝子のコドンをヒト型からブレビバチルス属細菌型に変換したDNA配列を作製するための52種類のオリゴヌクレオチドを合成した。合成したオリゴヌクレオチドを配列番号4から55に示す。
(2)(1)で合成したオリゴヌクレオチドから完全長のヒト型FcγRIをコードするDNAを作製するために、二段階のPCRを行なった。
(2−1)一段階目のPCRの反応液は表1の通りで、反応条件は94℃・5分の熱処理後、94℃・30秒間の第一ステップ、62℃・30秒間の第二ステップ、72℃・1分間の第三ステップを25サイクル行ない、次いで、72℃・7分の第四ステップである。表1中のDNAミックスは52種類の合成した50pmol/μLのオリゴヌクレオチドをそれぞれ一定量サンプリングし混合した溶液である。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1 Design of DNA sequence encoding human Fc receptor Codons were converted to Brevibacillus genus by DNAworks method (Non-patent Document 5) based on the amino acid sequence of human Fc receptor FcγRI described in SEQ ID NO: 1. did. FIG. 2 shows the result of comparing the base sequence of human FcγRI (SEQ ID NO: 2) whose codons were converted by this method with the base sequence of human FcγRI (SEQ ID NO: 1) before codon conversion. As shown in FIG. 2, the DNA sequence was converted without changing the amino acid sequence, and the similarity between the DNA sequences was 75%.
Example 2 Preparation of DNA sequence encoding human Fc receptor A DNA sequence in which the codon of the human FcγRI gene was converted from human to Brevibacillus was prepared by the following method.
(1) 52 types of oligonucleotides for synthesizing a human FcγRI gene codon from a human type to a Brevibacillus genus bacterial type were synthesized. The synthesized oligonucleotides are shown in SEQ ID NOs: 4 to 55.
(2) In order to prepare DNA encoding full-length human FcγRI from the oligonucleotide synthesized in (1), two-step PCR was performed.
(2-1) The reaction solution of the first stage PCR is as shown in Table 1, and the reaction conditions are 94 ° C for 5 minutes after heat treatment, 94 ° C for 30 seconds first step, 62 ° C for 30 seconds second. Step, the third step of 72 ° C. for 1 minute is performed 25 cycles, followed by the fourth step of 72 ° C. for 7 minutes. The DNA mix in Table 1 is a solution in which a fixed amount of each of 52 types of synthesized 50 pmol / μL oligonucleotides was sampled and mixed.

Figure 2009201403
(2−2)二段階目のPCRは一段階目のPCRの反応液を用いて、表2の反応液組成で行なった。PCRプライマーの配列は、配列番号4(5’−ATgTggTTCTTgACAACTCTCCTgCTTTgggTCCC−3’)と配列番号55(5’−AgTAgCgCCTTgCggTTCTTTACgATgCACgCCCTCC−3’)のオリゴヌクレオチドを用いた。反応条件は94℃・5分の熱処理後、94℃・30秒間の第一ステップ、65℃・30秒間の第二ステップ、72℃・1分間の第三ステップを25サイクル行ない、最後に、72℃・7分の第四ステップである。
Figure 2009201403
(2-2) The second-stage PCR was performed with the reaction liquid composition shown in Table 2 using the first-stage PCR reaction liquid. As the sequence of the PCR primer, the oligonucleotide of SEQ ID NO: 4 (5′-ATgTggTTCTTgACAACTCTCCCTgCTTTggggTCCC-3 ′) and SEQ ID NO: 55 (5′-AgTAgCgCCTTgCggTTCTTTTACgATgCACgCCCTCC-3 ′) was used. The reaction conditions were as follows: heat treatment at 94 ° C. for 5 minutes, 25 cycles of the first step at 94 ° C. for 30 seconds, the second step at 65 ° C. for 30 seconds, and the third step at 72 ° C. for 1 minute. The fourth step at 7 ° C.

Figure 2009201403
反応終了後0.9%のアガロース電気泳動で確認したところ、設計通りのサイズのDNAバンド(約1100塩基対)を確認することができた。
(3)目的バンドをアガロースゲルから抽出(QIAquick Gel extraction kit(商品名):キアゲン社製)後、抽出DNAの5’末端をリン酸化し、制限酵素SmaIで消化したpUC19プラスミドベクターに挿入し、50μg/mLの抗生物質カルベシニリンを添加したLB寒天培地により大腸菌JM109株(タカラバイオ社製)を形質転換した。これをpBBFcRとした。図3に構造を示す。
実施例3 ヒト型FcγRI細胞外領域発現プラスミドベクターの作製
ヒト型FcγRIの細胞外領域を発現させるために、以下に示す方法でヒト型FcγRI発現プラスミドベクターの作製を行なった。
(1)pBBFcRをテンプレートにし配列番号56(5’−ACATg[CCATgg]CTTTCgCTgCAggATCCgCTgTAATCACTCTgCAgCCAC−3’:角かっこ内の塩基は制限酵素NcoIサイト)と配列番号57(5’−gC[TCTAgA]CTAATggTgATggTgATggTggACTggAgTAggCAgTTg−3’:角かっこ内の塩基は制限酵素XbaIサイト)のオリゴヌクレオチドをプライマーにしてPCRを行ない、細胞外領域をコードするDNAを増幅した。なお、ヒト型FcγRIの調製および定量を行なうために、発現タンパク質のC末端側にポリヒスチジンタグが付加されるようにPCRプライマーを設計した(配列番号57)。反応条件は94℃・5分の熱処理後、94℃・30秒間の第一ステップ、65℃・30秒間の第二ステップ、72℃・1分間の第三ステップを25サイクル行ない、最後に、72℃・7分の第四ステップである。反応液組成を表3に示す。
Figure 2009201403
When the reaction was confirmed by 0.9% agarose electrophoresis, a DNA band having a size as designed (about 1100 base pairs) could be confirmed.
(3) After extracting the target band from an agarose gel (QIAquick Gel extraction kit (trade name): Qiagen), the 5 ′ end of the extracted DNA is phosphorylated and inserted into a pUC19 plasmid vector digested with the restriction enzyme SmaI. Escherichia coli JM109 strain (manufactured by Takara Bio Inc.) was transformed with an LB agar medium supplemented with 50 μg / mL of antibiotic carbecinillin. This was designated as pBBFcR. FIG. 3 shows the structure.
Example 3 Preparation of Human FcγRI Extracellular Region Expression Plasmid Vector In order to express the human FcγRI extracellular region, a human FcγRI expression plasmid vector was prepared by the following method.
(1) SEQ ID NO: 56 (5′-ACATg [CCATgg] CTTTTCgCTgCAggATCCgCTgTAATCACTCTgCAgCCAC-3 ′: the base in brackets is the restriction enzyme NcoI site) and SEQ ID NO: 57 (5′-gC [TCTAgA] CTAATggTgTgTgTgTgTgTgTgTgTgTg : The base in square brackets was subjected to PCR using the oligonucleotide of the restriction enzyme XbaI site) as a primer to amplify the DNA encoding the extracellular region. In order to prepare and quantify human FcγRI, a PCR primer was designed such that a polyhistidine tag was added to the C-terminal side of the expressed protein (SEQ ID NO: 57). The reaction conditions were 94 ° C and 5 minutes heat treatment, followed by 25 cycles of the first step of 94 ° C and 30 seconds, the second step of 65 ° C and 30 seconds, and the third step of 72 ° C and 1 minute. This is the fourth step at 7 ° C. Table 3 shows the reaction solution composition.

Figure 2009201403
反応終了後、0.9%のアガロース電気泳動で確認したところ、設計通りのサイズのDNAバンドを確認することができた。
(2)目的バンドをアガロースゲルから抽出(QIAquick Gel extraction kit(商品名):キアゲン社製)後、抽出DNAを制限酵素NcoIとXbaIにより消化し、これらの制限酵素により事前に消化したpNCMO2(タカラバイオ社製)とライゲーションし、50μg/mLの抗生物質カルベシニリンを添加したLB寒天培地により大腸菌JM109株を形質転換し調製した。これをpNCBBFcRとした。図4にpNCMO2プラスミドベクターのマルチクローニングサイト周辺の塩基配列、図5に上記に記載したプラスミドベクターpNCBBFcRの作製方法の概略を示す。
(3)並行して、ヒト型FcγRIの細胞外領域をコードするヒト型コドンのDNAを用いた発現ベクターも作製した。挿入断片の作製はPCRで行ない、Human cDNA clone TC119841プラスミドベクター(Origene社製)をテンプレートとし、配列番号58(5’−CgC[ggATCC]gCAgTgATCACTTTgCAgCCTCCATggg−3’:角かっこ内の塩基は制限酵素BamHIサイト)と配列番号59(5’−gC[TCTAgA]CTAATggTgATggTgATggTggACAggAgTTggTAACTgg−3’:角かっこ内の塩基は制限酵素XbaIサイト)のオリゴヌクレオチドをPCRプライマーとして使用した。なお、ヒト型FcγRIの調製および定量を行なうために、発現タンパク質のC末端側にポリヒスチジンタグが付加されるようにPCRプライマーを設計した(配列番号59)。PCRは94℃・5分の熱処理後、94℃・30秒間の第一ステップ、65℃・30秒間の第二ステップ、72℃・1分間の第三ステップを25サイクル行ない、最後に、72℃・7分の第四ステップである。反応液組成を表4に示す。
Figure 2009201403
When the reaction was confirmed by 0.9% agarose electrophoresis, a DNA band of the designed size could be confirmed.
(2) After extracting the target band from an agarose gel (QIAquick Gel extraction kit (trade name): Qiagen), the extracted DNA was digested with restriction enzymes NcoI and XbaI, and pNCMO2 (Takara) previously digested with these restriction enzymes. And the Escherichia coli JM109 strain was transformed and prepared using an LB agar medium supplemented with 50 μg / mL of the antibiotic carbesinillin. This was designated as pNCBBBFcR. FIG. 4 shows the base sequence around the multicloning site of the pNCMO2 plasmid vector, and FIG. 5 shows an outline of the method for preparing the plasmid vector pNCBBFcR described above.
(3) In parallel, an expression vector using human codon DNA encoding the extracellular region of human FcγRI was also prepared. An insert fragment was prepared by PCR, and a human cDNA clone TC119841 plasmid vector (manufactured by Origen) was used as a template. ) And SEQ ID NO: 59 (5′-gC [TCTAgA] CTAATggTgATggTgATggTggACAggAgTTggTAACTgg-3 ′: the base in brackets is the restriction enzyme XbaI site) was used as a PCR primer. In order to prepare and quantify human FcγRI, a PCR primer was designed so that a polyhistidine tag was added to the C-terminal side of the expressed protein (SEQ ID NO: 59). In PCR, after heat treatment at 94 ° C. for 5 minutes, the first step at 94 ° C. for 30 seconds, the second step at 65 ° C. for 30 seconds, and the third step at 72 ° C. for 1 minute are performed for 25 cycles.・ The fourth step of 7 minutes. Table 4 shows the reaction solution composition.

Figure 2009201403
反応終了後0.9%のアガロース電気泳動で確認したところ、設計通りのサイズのDNAバンドを確認することができた。
(4)目的バンドをアガロースゲルから抽出(QIAquick Gel extraction kit(商品名):キアゲン社製)後、抽出DNAを制限酵素BamHIとXbaIにより消化し、これらの制限酵素により事前に消化したpNCMO2(タカラバイオ社製)とライゲーションし(Ligation Kit Ver.2(商品名):タカラバイオ社製)、50μg/mLの抗生物質カルベシニリンを添加したLB寒天培地により大腸菌JM109株を形質転換し調製した。これをpNCHUFcRとした。図6に、上記に記載したプラスミドベクターpNCHUFcRの作製方法の概略を示す。
実施例4 配列の確認
実施例3において作製したpNCBBFcR およびpNCHUFcRプラスミドベクターに挿入したDNAの配列をチェーンターミネータ法に基づくBig Dye Terminator v3.1 Cycle Sequencing kit(商品名)(PEアプライドバイオシステム社)を用いてサイクルシークエンス反応に供し、全自動DNAシークエンサーABI Prism 310 DNA analyzer(商品名)(PEアプライドバイオシステム社)にて解析した。なお、配列番号60(5’−CgCTTgCAggATTCgg−3’)と61(5’−CAATgTAATTgTTCCCTACCTgC−3’)に示すオリゴヌクレオチドをシークエンス用プライマーとして使用した。
Figure 2009201403
When the reaction was confirmed by 0.9% agarose electrophoresis, a DNA band having the size as designed could be confirmed.
(4) After extracting the target band from an agarose gel (QIAquick Gel extraction kit (trade name): Qiagen), the extracted DNA was digested with restriction enzymes BamHI and XbaI, and pNCMO2 (Takara) previously digested with these restriction enzymes. (Manufactured by Bio Inc.) and ligated (Ligation Kit Ver. 2 (trade name): manufactured by Takara Bio Inc.), and Escherichia coli JM109 strain was transformed and prepared using an LB agar medium supplemented with 50 μg / mL of the antibiotic carbesinillin. This was designated as pNCHUFcR. FIG. 6 shows an outline of a method for preparing the plasmid vector pNCHUFcR described above.
Example 4 Confirmation of Sequence A Big Dye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (trade name) (PE Applied Biosystems) based on the chain terminator method was used to insert the DNA sequences inserted into the pNCBBFcR and pNCHUFcR plasmid vectors prepared in Example 3. The sample was subjected to a cycle sequence reaction and analyzed with a fully automatic DNA sequencer ABI Prism 310 DNA analyzer (trade name) (PE Applied Biosystems). In addition, the oligonucleotide shown to sequence number 60 (5'-CgCTTgCAggATTCgg-3 ') and 61 (5'-CAATgTAATTgTTCCCTACCTgC-3') was used as a primer for a sequence.

解析の結果、pNCBBFcRおよびpNCHUFcRに挿入したDNAの塩基配列は設計通りであることを確認した。pNCBBFcRおよびpNCHURcRにより発現されるヒト型FcγRIのアミノ酸配列を配列番号62および63にそれぞれ示す。それぞれの配列にはpNCMO2プラスミドベクター上のシグナル配列を含めている。
実施例5 形質転換体の培養
pNCBBFcRプラスミドベクターを10μg/mLの抗生物質ネオマイシンを添加したTM寒天培地(表5)によりBrevibacillus choshinensis SP3株(タカラバイオ社製)に形質転換した。
As a result of the analysis, it was confirmed that the base sequences of the DNAs inserted into pNCBBFcR and pNCHUFcR were as designed. The amino acid sequences of human FcγRI expressed by pNCBBFcR and pNCHURcR are shown in SEQ ID NOs: 62 and 63, respectively. Each sequence includes a signal sequence on the pNCMO2 plasmid vector.
Example 5 Culture of Transformant The pNCBBFcR plasmid vector was transformed into Brevibacillus choshinensis SP3 strain (manufactured by Takara Bio Inc.) using TM agar medium (Table 5) supplemented with 10 μg / mL antibiotic neomycin.

Figure 2009201403
37℃で18時間培養後、出現した任意のコロニーを選択し10μg/mLの抗生物質ネオマイシンを添加したTM液体培地1mLを含む試験管に接種した。表6にTM液体培地の組成を示す。
Figure 2009201403
After culturing at 37 ° C. for 18 hours, an arbitrary colony that appeared was selected and inoculated into a test tube containing 1 mL of TM liquid medium supplemented with 10 μg / mL antibiotic neomycin. Table 6 shows the composition of the TM liquid medium.

Figure 2009201403
激しく撹拌しながら30℃で48時間培養後、遠心分離操作(10000rpm、10分間)により菌体と培養上清に分離した。pBBHUFcRプラスミドベクターについても同様に操作し、任意にコロニーから培養上清を調製した。
実施例6 形質転換体の抗体結合活性評価
実施例5で調製した形質転換体の培養上清をELISA反応により抗体結合活性を評価した。
(1)96穴のELISAプレート(Nunc社製)に50μg/mLから段階的に希釈したガンマグロブリン製剤(化学及血清療法研究所製)を各ウェルに100μLずつ添加し、4℃で18時間静置することにより固定した。
(2)TBS緩衝液(0.2%(w/v)Tween 20、150mM NaClを含むTris−HCl緩衝液(pH8.0))で洗浄後、Starting Block Blocking Buffers(PIERCE社製)によりブロッキング操作を施した。
(3)同様に、TBS緩衝液で洗浄後、実施例5で調製した任意のコロニー由来の培養上清を100μL添加し、固定化した抗体であるヒトガンマグロブリンと反応させた(30℃、2時間)。反応終了後、TBS緩衝液で洗浄し、His−probe(H−15)HRP抗体(Santa Cruz Biotechnology社製)を添加した。
(4)反応終了後、TBS緩衝液で洗浄し、TMB Peroxidase Substrate(KPL社製)を添加し450nmの吸光度を測定した。
Figure 2009201403
The cells were cultured at 30 ° C. for 48 hours with vigorous stirring, and then separated into bacterial cells and culture supernatant by centrifugation (10000 rpm, 10 minutes). The pBBHUFcR plasmid vector was similarly operated, and a culture supernatant was arbitrarily prepared from the colony.
Example 6 Evaluation of Antibody Binding Activity of Transformant Antibody binding activity of the culture supernatant of the transformant prepared in Example 5 was evaluated by ELISA reaction.
(1) To a 96-well ELISA plate (manufactured by Nunc), add 100 μL of a gamma globulin preparation (manufactured by Chemo-Serum Therapy Laboratories) stepwise from 50 μg / mL to each well, and leave at 4 ° C. for 18 hours. It was fixed by placing.
(2) After washing with TBS buffer (Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.2% (w / v) Tween 20, 150 mM NaCl), blocking operation is performed with Starting Block Blocking Buffers (manufactured by PIERCE). Was given.
(3) Similarly, after washing with TBS buffer, 100 μL of the culture supernatant derived from any colony prepared in Example 5 was added and reacted with human gamma globulin, which was immobilized (30 ° C., 2 time). After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with TBS buffer, and His-probe (H-15) HRP antibody (manufactured by Santa Cruz Biotechnology) was added.
(4) After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with TBS buffer, TMB Peroxidase Substrate (manufactured by KPL) was added, and the absorbance at 450 nm was measured.

結果を図7に示す。図7の通り、pNCBBFcRにより形質転換されたバチルス属細菌由来の培養上清の抗体結合活性はpNCHUFcRのものに比べて有意に高いことが分かった。すなわち、ヒト型FcγRIを宿主バチルス属細菌において発現させる場合、同タンパク質をコードする塩基配列のコドンをヒト型からバチルス属細菌型に変換した遺伝子の方がバチルス属細菌宿主にとっては高発現であった。また、実施例5で調製した形質転換体を用いて発現させたヒト型FcγRIは、可溶化等の操作をしなくても抗体結合性を持った活性型のタンパク質が得られたことから、実施例5で調製した形質転換体を用いた当該タンパク質の生産方法は従来技術である大腸菌や動物細胞を用いた系と比較し、当該タンパク質の生産に有用なものといえる。
実施例7 pNCBBFcRにより形質転換されたバチルス属細菌の培養経時変化
実施例5で評価した任意のコロニーの中から最も抗体結合活性の高かったクローンを選択しフラスコにより培養した。すなわち、10μg/mLの抗生物質ネオマイシンを添加した200mLのTM液体培地(表6)を添加した500mL容のバッフル付フラスコに高活性クローンを接種し、150rpmの撹拌により30℃で培養した。適当な時間、培養液をサンプリングし実施例6と同様に培養上清を調製し、実施例6と同様に抗体結合活性を評価した。結果を図8に示した。図8の通り、ヒト型FcγRIは培養約24時間から生産され培養53時間で最も多く生産されることが分かった。
実施例8 ウエスタンブロッティング法によるFcレセプターの検出
実施例7で調製した培養上清をSDS―PAGE電気泳動に供し、ウエスタンブロッティング法による検出を行なった。
(1)培養上清10μLとメルカプトエタノールを含むサンプル緩衝液10μLを混合し、98℃、5分間の熱処理後、10から20%グラジエントのポリアクリルアミドゲルを使用した電気泳動を行なった。
(2)CBB染色後、4%のスキンミルクにより事前にブロッキングしたPVDFメンブランに転写した(150mA、120分間)。
(3)0.05%(w/v)のTween20を含むリン酸緩衝液で2000倍希釈した抗CD64(FcレセプターFcγRIの別名)抗体(goat polyclonal抗体)(R&D systems社製)を添加し、30℃で2時間反応させた。
(4)反応終了後、0.05%(w/v)のTween20を含むリン酸緩衝液を用いて洗浄し、二次抗体である抗goatIgG(H+L)抗体−HRP標識(ZYMED Laboratories社製)を2000倍希釈し添加、反応させた。
(5)0.05%(w/v)のTween20を含むリン酸緩衝液で洗浄後、電気泳動ゲル1枚あたり2mLのECL plus solution(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を添加し、メンブラン上で5分間静置後、フィルムを感光させた。
The results are shown in FIG. As shown in FIG. 7, it was found that the antibody binding activity of the culture supernatant derived from Bacillus bacteria transformed with pNCBBFcR was significantly higher than that of pNCHUFcR. That is, when human-type FcγRI is expressed in a host Bacillus bacterium, a gene in which the codon of the base sequence encoding the protein is converted from a human type to a Bacillus bacterium type is higher expressed in the Bacillus bacterium host. . In addition, human type FcγRI expressed using the transformant prepared in Example 5 was obtained because an active protein having antibody binding property was obtained without any manipulation such as solubilization. The protein production method using the transformant prepared in Example 5 can be said to be useful for production of the protein as compared with the conventional system using E. coli or animal cells.
Example 7 Changes in culture time of Bacillus bacteria transformed with pNCBBFcR Among the arbitrary colonies evaluated in Example 5, the clone with the highest antibody binding activity was selected and cultured in a flask. That is, a highly active clone was inoculated into a 500 mL baffled flask to which 200 mL of TM liquid medium (Table 6) added with 10 μg / mL antibiotic neomycin was added, and cultured at 30 ° C. with stirring at 150 rpm. The culture solution was sampled for an appropriate time, and a culture supernatant was prepared in the same manner as in Example 6. The antibody binding activity was evaluated in the same manner as in Example 6. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, it was found that human FcγRI was produced from about 24 hours in culture and most produced in 53 hours of culture.
Example 8 Detection of Fc receptor by Western blotting method The culture supernatant prepared in Example 7 was subjected to SDS-PAGE electrophoresis, and detection by Western blotting was performed.
(1) 10 μL of the culture supernatant and 10 μL of a sample buffer containing mercaptoethanol were mixed, and after heat treatment at 98 ° C. for 5 minutes, electrophoresis using a polyacrylamide gel with a 10 to 20% gradient was performed.
(2) After CBB staining, the product was transferred to a PVDF membrane previously blocked with 4% skin milk (150 mA, 120 minutes).
(3) An anti-CD64 (also known as Fc receptor FcγRI) antibody (goat polyclonal antibody) (manufactured by R & D systems) diluted 2000-fold with a phosphate buffer containing 0.05% (w / v) Tween20, The reaction was carried out at 30 ° C. for 2 hours.
(4) After completion of the reaction, the resultant was washed with a phosphate buffer containing 0.05% (w / v) Tween 20, and anti-goat IgG (H + L) antibody-HRP labeled as a secondary antibody (ZYMED Laboratories) Was diluted 2000 times and added to react.
(5) After washing with a phosphate buffer containing 0.05% (w / v) Tween 20, add 2 mL of ECL plus solution (GE Healthcare Biosciences) per electrophoresis gel, and The film was exposed to light after standing for 5 minutes.

現像結果を図9に示す。図9の通り、培養24時間後から100時間後までの間にサンプリングした調製液からヒト型FcγRIが検出された。
The development results are shown in FIG. As shown in FIG. 9, human-type FcγRI was detected from the preparation solution sampled between 24 hours and 100 hours after culturing.

ヒト型FcレセプターFcγRIの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of human type | mold Fc receptor FcγRI. ヒト型FcγRIのヒト型コドンおよびバチルス属細菌型コドン間の塩基配列を比較した図である。図中、BacillusFcγRIがバチルス属細菌型コドンに変換したヒト型FcγRIの塩基配列(配列番号2)、HumanFcγRIがコドン変換前のヒト型FcγRIの塩基配列(配列番号1)である。It is the figure which compared the base sequence between the human type | mold codon of a human type | mold FcγRI, and a Bacillus genus bacteria type codon. In the figure, Bacillus FcγRI is the base sequence of human FcγRI (SEQ ID NO: 2) converted to a Bacillus bacterial codon, and HumanFcγRI is the base sequence of human FcγRI (SEQ ID NO: 1) before codon conversion. プラスミドベクターpBBFcRの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of plasmid vector pBBFcR. プラスミドベクターpNCMO2マルチクローニングサイトの塩基配列を示す図である。It is a figure which shows the base sequence of plasmid vector pNCMO2 multicloning site. プラスミドベクターpNCBBFcRの作製方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation methods of plasmid vector pNCBBFcR. プラスミドベクターpNCHUFcRの作製方法を示す図である。It is a figure which shows the preparation methods of plasmid vector pNCHUFcR. 実施例5で調製した形質転換体(ヒト型コドン由来、またはバチルス属細菌型コドン由来)を用いて発現させたヒト型FcγRIの抗体結合活性を比較した図である。It is the figure which compared the antibody binding activity of the human type FcγRI expressed using the transformant (derived from human type codon or derived from Bacillus genus bacterial type codon) prepared in Example 5. バチルス属細菌によるヒト型FcγRIの生産を示す図である。It is a figure which shows the production of human type FcγRI by Bacillus bacteria. ウエスタンブロッティング法によるヒト型FcγRIの検出結果を示す図である。なお、図中のレーン番号は、1が培養24時間後、2が33時間後、3が48時間後、4が58時間後、5が100時間経過後の培養上清に対して、抗CD64抗体により検出した結果である。It is a figure which shows the detection result of human-type FcγRI by Western blotting. The lane numbers in the figure are: 1 for 24 hours after culture, 2 for 33 hours, 3 for 48 hours, 4 for 58 hours, and 5 for 100 hours after anti-CD64. It is the result detected by the antibody.

Claims (5)

配列番号1に示すヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチド配列のうち、少なくとも64番目から867番目のポリヌクレオチドのコドンがヒト型からバチルス属細菌型に変換されたことを特徴とする、ヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチド。 A human type wherein the codons of at least the 64th to 867th polynucleotides of the polynucleotide sequence encoding the human type Fc receptor FcγRI shown in SEQ ID NO: 1 are changed from a human type to a Bacillus genus bacterial type A polynucleotide encoding the Fc receptor FcγRI. 前記ポリヌクレオチドが、配列番号3のポリヌクレオチドであることを特徴とする、請求項1に記載のヒト型FcレセプターFcγRIをコードするポリヌクレオチド。 The polynucleotide encoding the human Fc receptor FcγRI according to claim 1, wherein the polynucleotide is the polynucleotide of SEQ ID NO: 3. 請求項1または2に記載のポリヌクレオチドが挿入されたプラスミドベクター。 A plasmid vector into which the polynucleotide according to claim 1 or 2 is inserted. 請求項3に記載のプラスミドベクターをバチルス属に属する細菌に形質転換することにより得られる、形質転換体。 A transformant obtained by transforming the plasmid vector according to claim 3 into a bacterium belonging to the genus Bacillus. 請求項4に記載の形質転換体を培養する工程を含むヒト型FcレセプターFcγRIポリペプチドの製造方法。 A method for producing a human type Fc receptor FcγRI polypeptide, comprising a step of culturing the transformant according to claim 4.
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