JP2010220539A - Bacterium deficient in spore formation ability and method for producing protein using the same - Google Patents

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陽介 寺尾
Satoshi Hanzawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide Brevibacillus formosus deficient in spore formation ability, and a method for producing a genetically engineered protein using the bacterium. <P>SOLUTION: The mutant strain of the bacterium is deficient in spore formation ability and has reduced protease activity by treating a wild strain of Brevibacillus formosus with a mutagenic substance. The method for producing the protein using Brevibacillus formosus includes transforming an expression plasmid containing a DNA sequence encoding a human type Fc receptor FcγRI into the mutant strain. The method for producing a recombinant protein has a slight environmental impact while having high protein production ability. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、胞子形成能が欠損したバチルス属細菌、及びそれを用いた組み換えタンパク質、特にFcレセプターの製造方法に関する。   The present invention relates to a bacterium belonging to the genus Bacillus that is deficient in sporulation ability and a method for producing a recombinant protein, particularly an Fc receptor, using the same.

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 by γ interferon in neutrophils (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 forming a homodimer. (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294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, from leucine (Leu) of amino acid number 294 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.

以前、本出願人は、変異原物質で処理することでプロテアーゼ(タンパク質分解酵素)活性が低下したバチルス属細菌変異株を取得し、当該変異株を遺伝子工学的にFcγRIを製造するための宿主として用いることで、バチルス属細菌野生株の有するプロテアーゼに由来した発現タンパク質の分解が低減し、結果としてFcγRIを効率的に生産することを実現している(特願2009−008680号)。しかしながら、前記発明により得られた遺伝子組み替え体変異株は自然環境下で生存する能力を有しているため、前記組み替え体が培養または処分の過程で製造施設等から漏れた場合、前記組み替え体による環境への影響が懸念された。   Previously, the present applicant has obtained a Bacillus bacterium mutant having a reduced protease (proteolytic enzyme) activity by treatment with a mutagen, and uses the mutant as a host for genetically producing FcγRI. By using this, the degradation of the expressed protein derived from the protease possessed by the wild strain of the genus Bacillus is reduced, and as a result, FcγRI is efficiently produced (Japanese Patent Application No. 2009-008680). However, since the genetically modified mutant obtained by the above invention has the ability to survive in the natural environment, when the recombinant is leaked from a manufacturing facility or the like in the course of culture or disposal, the recombinant There was concern about the environmental impact.

自然環境下で生存する能力を有しないバチルス属細菌変異株としては、胞子形成能を欠損させた変異株があり、Brevibacillus choshinensis SP3株(タカラバイオ社製)が知られている。また、特許文献2には胞子形成能を欠損させた変異株が培養や発酵工程で利用されていることを開示している。しかしながら、遺伝子工学的手法によるタンパク質製造に有用なBrevibacillus formosus(NBRC15716)の胞子形成能を欠損させた変異株についての報告はない。   As a Bacillus genus mutant strain that does not have the ability to survive in a natural environment, there is a mutant strain that is deficient in sporulation ability, and Brevibacillus choshinensis SP3 strain (manufactured by Takara Bio Inc.) is known. Patent Document 2 discloses that a mutant strain deficient in spore-forming ability is used in culture and fermentation processes. However, there are no reports on mutant strains deficient in the spore-forming ability of Brevibacillusformus (NBRC15716) useful for protein production by genetic engineering techniques.

特表2004−530419号公報JP-T-2004-530419 特表2006−527589号公報JP 2006-527589 A

J.V.Ravetch等、Annu.Rev.Immunol.、9、457(1991)J. et al. V. Ravetch et al., Annu. Rev. Immunol. , 9, 457 (1991) Toshiyuki Takai、Jpn.J.Clin.Immunol.、28、318(2005)Toshiyuki Takai, Jpn. J. et al. Clin. Immunol. , 28, 318 (2005) A.Paetz等、Biochem.Biophys.Res.Commun.、338、1811(2005)A. Paetz et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 338, 1811 (2005) J.M.Allen等、Science、243、378(1989)J. et al. M.M. Allen et al., Science, 243, 378 (1989) David M.Hoover等、Nucleic Acid Res.、30、e43(2002)David M.M. Hoover et al., Nucleic Acid Res. , 30, e43 (2002) Gang Wu等、Protein Expr Purif.、47、441−445(2006)Gang Wu et al., Protein Expr Purif. 47, 441-445 (2006)

本発明の課題は、遺伝子工学的手法によるタンパク質製造に有用なBrevibacillus formosusの胞子形成能を欠損させた変異株、及び当該変異株を用いて遺伝子工学的にタンパク質を製造する方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a mutant strain lacking the spore-forming ability of Brevibacillus formus useful for protein production by a genetic engineering technique, and a method for producing a protein by genetic engineering using the mutant strain. is there.

上記課題を鑑みてなされた本発明は、以下の発明を包含する:
(1)Brevibacillus formosus野生株(NBRC15716)を変異原物質で処理することで得られる、胞子形成能が欠損したBrevibacillus formosus変異株。
The present invention made in view of the above problems includes the following inventions:
(1) A Brevibacillusformus mutant strain deficient in sporulation ability, obtained by treating a Brevibacillusformus wild strain (NBRC15716) with a mutagen.

(2)さらにBrevibacillus formosus野生株(NBRC15716)と比較しプロテアーゼ活性が低下した、(1)に記載の変異株。   (2) The mutant strain according to (1), wherein the protease activity is further reduced as compared to a Brevibacterium formus wild strain (NBRC15716).

(3)タンパク質をコードするDNA配列を含む発現プラスミドを、(1)または(2)に記載の変異株に形質転換することにより得られる、前記タンパク質を発現可能なBrevibacillus formosus変異株組み替え体。   (3) A Brevibacillus mutant mutant which can express the protein obtained by transforming an expression plasmid containing a DNA sequence encoding the protein into the mutant described in (1) or (2).

(4)タンパク質がヒト型FcレセプターFcγRIである、(3)に記載の組み替え体。   (4) The recombinant according to (3), wherein the protein is a human Fc receptor FcγRI.

(5)(4)に記載の組み替え体を用いたヒト型FcレセプターFcγRIの製造方法。   (5) A method for producing a human Fc receptor FcγRI using the recombinant according to (4).

以下本発明をさらに詳細に説明する。   The present invention is described in further detail below.

一般的に変異株の取得方法としては、自然突然変異により派生した優良菌株を選別していく方法の他に、変異原物質や紫外線で細胞を処理することにより変異を加速させた後生産性が向上した菌株を選別していく方法、前記方法で得られた性質の異なる菌株同士を細胞融合させる方法が例示できる。このうち、本発明の変異株は、Brevibacillus formosus野生株(NBRC15716)を変異原物質で処理することにより得ることができ、かつ胞子形成能が欠損していることを特徴としている。   In general, as a method for obtaining mutant strains, in addition to selecting superior strains derived from natural mutations, productivity can be achieved after accelerating mutations by treating cells with mutagens or ultraviolet rays. Examples thereof include a method of selecting improved strains and a method of cell fusion of strains having different properties obtained by the above method. Among these, the mutant strain of the present invention is characterized by being obtained by treating a Brevibacterium formosus wild strain (NBRC15716) with a mutagen and lacking the spore-forming ability.

本発明のBrevibacillus formosus変異株の取得に用いる変異原物質としては、N−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン、メタンスルホン酸エチルといった化合物を例示できる。前記変異原物質を用いた変異株の選択方法としては、あらかじめ培養して得たBrevibacillus formosusの菌体を前記変異原物質の水溶液に懸濁し、一定時間放置した後、遠心分離などの方法で菌体を回収することで変異原物質を除去した後、平板培地上で培養し、優良菌株のコロニーを選択する方法を例示できる。前記選択方法における、コロニーを選択する方法についても特に制限はなく、胞子形成用の固体培地上でのコロニーの見た目や形状(色つや、コロニー周辺部の形状)を指標に選択する方法や、任意の多数のコロニーを選択・分離後、液体培養を行ない胞子形成能を測定する方法が例示できる。胞子形成能を測定する方法としては、胞子形成能が残存していると形成した胞子により熱等の刺激に耐性を示す性質を利用すればよく、具体的には、胞子形成能がないと死滅する程度に熱等の刺激を与えた後、培養して再度生育するかを調べることで測定することができる。   Examples of mutagens used for obtaining the Brevibacillus formusus mutant of the present invention include compounds such as N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine and ethyl methanesulfonate. As a method for selecting a mutant strain using the mutagen, the cells of Brevibacillusformus obtained by culturing in advance are suspended in an aqueous solution of the mutagen, left for a certain period of time, and then centrifuged by a method such as centrifugation. After removing the mutagen by collecting the body, a method of culturing on a plate medium and selecting colonies of excellent strains can be exemplified. The method for selecting a colony in the selection method is not particularly limited, and a method for selecting the appearance and shape of the colony on the solid medium for spore formation (color and shape of the periphery of the colony) as an index, An example is a method of measuring the spore-forming ability by performing liquid culture after selecting and separating a large number of colonies. As a method for measuring the spore-forming ability, it is sufficient to use the property that the spore-forming ability remains resistant to stimuli such as heat when the spore-forming ability remains. After giving a stimulus such as heat to such an extent, it can be measured by examining whether it grows again after culturing.

本発明のBrevibacillus formosus変異株の保存方法については特に限定はなく、任意の培地に継代培養することで菌の活性を維持した状態で保存する方法、凍結法や凍結乾燥法により保存する方法が例示できる。継代培養による保存方法の場合は菌が活発に増殖している状態で新たな培地に継代するのが好ましい。凍結による保存の場合は、培地にグリセロール、マンニトール、ジメチルスルフォキシドといった通常の微生物の保存に用いられる凍結補助剤を添加した後に凍結すればよい。前記凍結補助剤の添加量は菌の生存に影響のない範囲であればよく、例えばグリセロールの場合では培養液容量全体の1/10から1/3が好ましい。凍結の温度は可能な限り低温であることが好ましく、より好ましくは−20℃以下、特に好ましくは−80℃以下である。凍結乾燥による保存の場合は、凍結補助剤を用いてあらかじめ可能な限り低温で凍結後、減圧乾燥すればよい。凍結乾燥の場合の凍結補助剤としては上記の他にスキムミルク等も用いられる。凍結乾燥後の菌体は室温以下の温度で、好ましくは4℃以下で、さらに好ましくは−20℃以下で保存される。   There is no particular limitation on the method for preserving the Brevibacillus formusus mutant of the present invention, and there are a method for preserving the activity of the fungus by subculturing in an arbitrary medium, a method for preserving by a freezing method or a freeze-drying method. It can be illustrated. In the case of the preservation method by subculturing, it is preferable to subculture to a new medium while the bacteria are actively growing. In the case of storage by freezing, it may be frozen after adding a freezing aid such as glycerol, mannitol, dimethyl sulfoxide, or the like, which is commonly used for the preservation of microorganisms, to the medium. The amount of the freezing aid added may be in a range that does not affect the survival of the bacteria. For example, in the case of glycerol, it is preferably 1/10 to 1/3 of the entire culture volume. The freezing temperature is preferably as low as possible, more preferably −20 ° C. or less, and particularly preferably −80 ° C. or less. In the case of storage by freeze-drying, it may be frozen at a low temperature as possible in advance using a freezing aid and then dried under reduced pressure. In addition to the above, skim milk or the like is also used as a freezing aid in the case of freeze-drying. The cells after lyophilization are stored at a temperature of room temperature or lower, preferably 4 ° C. or lower, more preferably −20 ° C. or lower.

本発明のBrevibacillus formosus変異株は、バチルス属細菌の培養に好適な公知の培地で増殖させることができる。炭素源には糖蜜、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、酢酸等が、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、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、アスパラギン酸・グリシン等のアミノ酸類が、無機塩にはリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム等のリン酸塩、塩化ナトリウム等が、金属イオンには塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸鉄(II)、硫酸鉄(III)、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、クエン酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、塩化カルシウム、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。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。また所望により、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。なお、固体培地を用いる場合には上記の組成の培地に寒天やジェランガムといった固形化剤を添加し加熱溶解させた後に、培養に用いる試験管やシャーレに分注し、目的温度まで冷却して固形化後、用いればよい。バチルス属細菌増殖における培養温度は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5から10、好ましくは7前後である。   The Brevibacillus mutant strain of the present invention can be grown on a known medium suitable for culturing Bacillus bacteria. Carbon sources include molasses, glucose, fructose, maltose, sucrose, starch, lactose, glycerol, acetic acid, etc., and nitrogen sources include natural ingredients such as corn steep liquor, peptone, yeast extract, meat extract, soybean meal, and acetic acid. Amino acids such as ammonium, ammonium chloride, ammonium sulfate, aspartic acid / glycine, inorganic salts include sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, phosphates such as dipotassium hydrogen phosphate, Sodium chloride and other metal ions include magnesium chloride, magnesium sulfate, iron (II) sulfate, iron (III) sulfate, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron citrate, iron iron sulfate, calcium chloride, sulfuric acid Calcium, zinc sulfate, copper sulfate, copper chloride, manganese sulfate, manganese chloride, etc. Yeast extract as an off-biotin, nicotinic acid, thiamine, riboflavin, inositol, pyridoxine, or the like can be used. In addition to carbon, nitrogen and inorganic salt sources, a suitable nutrient source may be added to the medium. If desired, it may contain one or more reducing agents selected from the group consisting of glutathione, cysteine, cystamine, thioglycolate, and dithiothreitol. When a solid medium is used, a solidifying agent such as agar or gellan gum is added to the medium having the above composition and heated to dissolve, then dispensed into a test tube or petri dish used for culture, cooled to the target temperature and solidified. It may be used after conversion. The culture temperature for Bacillus bacterium growth is 20 to 40 ° C, preferably 25 to 35 ° C, more preferably about 30 ° C. The pH of the medium is 5 to 10, preferably around 7.

本発明のBrevibacillus formosus変異株は、胞子形成能が欠損していることを特徴としている。したがって、タンパク質をコードするDNA配列を含む発現プラスミドを本発明の変異株へ形質転換することにより得られる、組み換えBrevibacillus formosus変異株を用いて前記タンパク質を製造する方法は、Brevibacillus formosusの有する高タンパク質分泌能を有しつつ、前記組み換え変異株による環境への影響が少ない製造方法を提供することができる。また、前記組み換え変異株のプロテアーゼ活性がBrevibacillus formosus野生株と比較し低下している場合は、野生株よりもプロテアーゼに由来する発現タンパク質の分解が低減するため、前記タンパク質の生産量がより増大する点で好ましい。以降、本発明のBrevibacillus formosus変異株を用いたタンパク質製造の一例として、ヒト型FcレセプターFcγRIの製造について詳細に説明する。   The Brevibacillus mutant strain of the present invention is characterized by a deficiency in sporulation ability. Therefore, a method for producing the protein using a recombinant Brevibacterium formusus mutant obtained by transforming an expression plasmid containing a DNA sequence encoding the protein into the mutant of the present invention is a method of producing high protein secretion of Brevibacillus formusus. It is possible to provide a production method having the ability to reduce the environmental impact of the recombinant mutant strain. In addition, when the protease activity of the recombinant mutant is reduced compared to the Brevibacterium formosus wild strain, degradation of the expressed protein derived from the protease is reduced compared to the wild strain, and thus the production amount of the protein is further increased. This is preferable. Hereinafter, the production of human Fc receptor FcγRI will be described in detail as an example of protein production using the Brevibacterium forms mutant of the present invention.

本発明のBrevibacillus formosus変異株を用いて遺伝子工学的にヒト型FcレセプターFcγRIを製造する際に使用する、FcγRIをコードするポリヌクレオチドとしては、ヒト型FcγRIをコードする遺伝子の全領域又は一部領域からなるポリヌクレオチドをそのまま用いてもよいが、前記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より好ましい。前記コドン変換したポリヌクレオチドの一態様として、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)に変換したポリヌクレオチドがあげられる(特願2008−046438号)。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、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してもよい。   The FcγRI-encoding polynucleotide used when the human Fc receptor FcγRI is genetically engineered using the Brevibacterium formusus mutant of the present invention includes all or part of the gene encoding the human FcγRI. However, a polynucleotide obtained by converting the codon of the polynucleotide from a human type to a Bacillus bacterium type is more preferable. As one embodiment of the codon-converted polynucleotide, a rare codon in a bacterium belonging to the genus Bacillus present in at least the 64th to 867th polynucleotide of SEQ ID NO: 1 among the genes encoding human FcγRI is encoded. And a polynucleotide in which the amino acid to be converted is converted into a codon that is frequently used in the translation mechanism of Bacillus bacteria (Japanese Patent Application No. 2008-046438). 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 serine (Ser) codon 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. The codon conversion of the human FcγRI-encoding polynucleotide from the human type to the Bacillus bacterium type is performed by converting all rare codons in the human FcγRI gene sequence (SEQ ID NO: 1) from the human type to the Bacillus genus bacterial type. Alternatively, some rare codons, for example, rare codons at positions 64 to 867 in the polynucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 may be converted from human to Bacillus bacteria.

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よい。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 ′ end of the above-described polynucleotide. 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.

本発明のBrevibacillus formosus変異株を用いた遺伝子工学的なヒト型FcγRIの製造において、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 production of genetically engineered human FcγRI using the Brevibacillus formusus mutant of the present invention, for the purpose of simply purifying human FcγRI, the above-described polynucleotide is encoded with a peptide serving as a tag. Oligonucleotides may be added. 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Brevibacillus formosus変異株を用いた遺伝子工学的なヒト型FcγRIの製造において、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本発明のBrevibacillus formosus変異株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。   In the production of a genetically engineered human type FcγRI using the Brevibacterium formusus mutant of the present invention, a genetically modified plasmid vector into which a human type FcγRI polynucleotide having a codon changed from a human type to a Bacillus bacterium type is inserted, A gene recombinant plasmid vector capable of expressing human FcγRI can be obtained by genetically inserting the described human FcγRI polynucleotide into an appropriate position of a known expression plasmid vector. 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 above described recombinant plasmid vector into the Brevibacillus formusus mutant of the present invention.

本発明のBrevibacillus formosus変異株を用いた遺伝子工学的なヒト型FcγRIの製造において、Brevibacillus formosus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。   In the production of genetically engineered human FcγRI using the Brevibacillus formusus mutant of the present invention, the procedures and methods for introducing and expressing foreign genes into Brevibacillus formusus are not limited to the methods described in the Examples. Specific examples include those commonly used in the field of genetic engineering, and specific examples include electroporation and Tris-PEG.

本発明のBrevibacillus formosus変異株を用いた遺伝子工学的なヒト型FcγRIの製造において、ヒト型FcγRIの製造で使用する培地の組成としては、本発明の変異株が増殖し、かつヒト型FcγRIを生産し得るものであればよく、前述した炭素源、無機塩、ビタミン類から適宜選択して用いればよい。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Brevibacillus formosusの増殖を選択的に可能にするために、発現プラスミドベクターの構成を基とした選抜剤を培地に含んでもよい。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。発現プラスミドベクターに本発明の変異株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。培養温度は15から40℃が好ましく、pHは6から8が好ましい。また、培養時間はFcγRIが十分に生産される時間であればよく、通常は数時間から200時間の間に設定されるが、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。   In the production of genetically engineered human FcγRI using the Brevibacillus formusus mutant of the present invention, the composition of the medium used for the production of human FcγRI is that the mutant of the present invention grows and produces human FcγRI. It can be used as long as it can be used, and may be appropriately selected from the carbon sources, inorganic salts, and vitamins described above. In a preferred embodiment, a selective agent based on the construction of the expression plasmid vector may be included in the medium in order to selectively allow the growth of Brevibacillusformus containing the expression plasmid vector. For example, neomycin is added to the medium for the growth of cells expressing the neomycin resistance gene. When using a promoter derived from the cell wall protein of the mutant strain of the present invention as an expression plasmid vector, since the growth of the bacteria works actively after entering the stationary phase, the turbidity of the culture solution (absorbance at 600 nm) 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 temperature is preferably 15 to 40 ° C., and the pH is preferably 6 to 8. In addition, the culture time may be any time as long as FcγRI is sufficiently produced, and is usually set between several hours and 200 hours, but the optimum culture time depends on conditions such as medium components, culture temperature, and aeration rate. In order to change, it is preferable to determine by measuring the expression level and activity of the expressed protein.

培養液から、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あげることができる。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 human-type FcγRI from the culture solution, an extraction method may be appropriately selected depending on the form of expression. 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.

本発明のBrevibacillus formosus変異株を用いて遺伝子工学的手法により得られたヒト型FcγRIの分析方法は、培養液から安定に効率的に定量できれば特に限定はないが、ELISA法(酵素結合免疫吸着法)による定量が簡便性の点で好ましい。   The method for analyzing human FcγRI obtained by genetic engineering techniques using the Brevibacterium formusus mutant of the present invention is not particularly limited as long as it can be stably and efficiently quantified from the culture solution. However, ELISA method (enzyme-linked immunosorbent method) ) Is preferable in terms of simplicity.

本発明のバチルス属細菌変異株を用いて遺伝子工学的手法により得られたヒト型FcγRIは、医薬品、臨床検査薬、バイオセンサー、または、アフィニティーリガンド(分離剤)等の様々な用途に用いられる。使用の際の形態や純度はその用途により異なり、培養液のまま使用することも可能であり、高度に精製して用いることもでき、またその中間の純度の様々な精製度合いで使用される。前記精製されたヒト型FcγRIは医薬品、臨床検査薬、バイオセンサー、または、アフィニティーリガンド(分離剤)等として利用される。精製ヒト型FcγRIに要求される純度はその用途により異なり、それぞれの目的に要求される純度に調製されて利用される。   Human FcγRI obtained by genetic engineering techniques using the Bacillus bacterium mutant of the present invention is used in various applications such as pharmaceuticals, clinical test drugs, biosensors, or affinity ligands (separating agents). The form and purity at the time of use vary depending on the application, and it can be used as it is in the culture solution, can be used after highly purified, and is used at various purification levels having intermediate purity. The purified human FcγRI is used as a pharmaceutical, a clinical test agent, a biosensor, an affinity ligand (separating agent) or the like. The purity required for purified human type FcγRI varies depending on its use, and it is prepared and used to the purity required for each purpose.

本発明の変異株は、Brevibacillus formosus野生株を変異原物質で処理することで得られる。本発明の変異株は胞子形成能が欠損しているため、自然環境下で生存する能力を有さない。そのため、本発明の変異株を遺伝子工学的にタンパク質を製造する際の宿主として用いた場合、Brevibacillus formosusの特徴である高タンパク質分泌能を有しつつ、前記変異株による環境への影響が少ない製造方法を提供することができる。   The mutant strain of the present invention can be obtained by treating a Brevibacterium formosus wild strain with a mutagen. Since the mutant strain of the present invention is deficient in sporulation ability, it does not have the ability to survive in the natural environment. Therefore, when the mutant strain of the present invention is used as a host for producing a protein by genetic engineering, the mutant strain has a high protein secretion ability that is characteristic of Brevibacillus formalus, and the mutant strain has little environmental impact. A method can be provided.

また、前記変異株のプロテアーゼ活性がBrevibacillus formosus野生株と比較し低下している場合は、野生株よりもプロテアーゼに由来する発現タンパク質の分解が低減するため、環境への影響が少なく、かつタンパク質を効率的に生産することができる。   In addition, when the protease activity of the mutant strain is lower than that of the wild type strain of Brevibacillus formosus, the degradation of the expressed protein derived from the protease is reduced compared to the wild type strain. It can be produced efficiently.

特に、本発明の変異株はヒト型FcレセプターFcγRIの遺伝子工学的生産の宿主として好ましく、得られたFcγRIは医薬品、臨床検査薬、バイオセンサー、または分離剤のリガンドとして用いることができる。   In particular, the mutant strain of the present invention is preferable as a host for genetic engineering production of the human type Fc receptor FcγRI, and the obtained FcγRI can be used as a ligand for pharmaceuticals, clinical diagnostic agents, biosensors, or separating agents.

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.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更が可能であることはいうまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Needless to say, the present invention is not limited to these examples, and can be arbitrarily changed without departing from the scope of the invention.

実施例1 本発明の変異株の所得(その1)
以下に示す方法で、胞子形成能が欠損したBrevibacillus formosus変異株を取得した。
Example 1 Income of Mutant of the Present Invention (Part 1)
Brevibacillus formusus mutants lacking the ability to form spores were obtained by the method described below.

(1)LB培地(トリプトン 10g/L、食塩 10g/L、酵母エキス 5g/L)4mL入りの14mL容チューブにBrevibacillus formosus(NBRC15716)を植菌し、37℃、150rpmで一晩振とう培養を行なった。この培養液のうち1.0mLを1.5mL容のエッペンドルフチューブに移し、15000rpm、10分間の遠心分離により菌体を回収した。   (1) Brevibacillus formalus (NBRC15716) is inoculated into a 14 mL tube containing 4 mL of LB medium (tryptone 10 g / L, salt 10 g / L, yeast extract 5 g / L), and cultured overnight at 37 ° C. and 150 rpm. I did it. 1.0 mL of this culture solution was transferred to a 1.5 mL Eppendorf tube, and the cells were collected by centrifugation at 15000 rpm for 10 minutes.

(2)(1)の菌体を10μg/mLのN−メチル−N’−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(以下NTGと略記する)の0.1Mリン酸緩衝液(pH7.2)溶液1.0mLに懸濁し、10から60分間室温で静置して変異導入処理を行なった。   (2) A 0.1 M phosphate buffer solution (pH 7.2) of 10 μg / mL N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine (hereinafter abbreviated as NTG) Suspended in 0 mL and allowed to stand at room temperature for 10 to 60 minutes for mutagenesis treatment.

(3)遠心分離して菌体を回収し0.1Mリン酸緩衝液(pH7.2)に再懸濁する操作を2回繰り返してNTGを除去した。   (3) Centrifugation collect | recovered the microbial cells, The operation which resuspends in a 0.1M phosphate buffer (pH 7.2) was repeated twice, and NTG was removed.

(4)回収した菌体を2mLの胞子形成培地(ニュートリエントブロス 8g/L、塩化カリウム 1g/L、硫酸マグネシウム・七水和物 120mg/L、硝酸カルシウム・四水和物 236mg/L、塩化マンガン・四水和物 198mg/L、硫酸鉄・七水和物 0.278mg/L、pH7.0)に懸濁して、37℃で一晩振とう培養を行なった。   (4) 2 mL of sporulated medium (nutrient broth 8 g / L, potassium chloride 1 g / L, magnesium sulfate heptahydrate 120 mg / L, calcium nitrate tetrahydrate 236 mg / L, chloride Manganese tetrahydrate 198 mg / L, iron sulfate heptahydrate 0.278 mg / L, pH 7.0) was suspended and cultured overnight at 37 ° C. with shaking.

(5)(4)の培養液を適宜希釈し、シングルコロニーを作成するよう適当量を胞子形成固体培地(胞子形成培地1Lに対し寒天を14g添加して溶解後、固化させた培地)に塗布し、37℃で3日間静置培養した。   (5) Appropriately dilute the culture solution of (4) and apply an appropriate amount to a spore-forming solid medium (medium solidified after adding 14 g of agar to 1 L of spore-forming medium and dissolving) And static culture at 37 ° C. for 3 days.

(6)生じたコロニーから透明なコロニー、または、末端もしくは全体がウェット状でクリーム色をしたコロニーを選択し、染色後、顕微鏡で観察することで、胞子形成能が欠損した変異株を取得した。   (6) A transparent colony or a wet or creamy colony was selected from the resulting colonies, and after staining, a mutant strain lacking the ability to form spores was obtained by observing under a microscope. .

(7)(6)で取得した変異株が胞子を作らないことを、以下に示すマラカイトグリーンとサフラニンを用いた染色法(Wirtz法)により確認した。
(7−1)(6)で選択した変異株のコロニーをスライドガラス上に滴下した約50μLの水に懸濁し乾燥後、炎で軽くあぶることで、固定化した。
(7−2)固定化したコロニーに200μLの5%マラカイトグリーン水溶液を滴下し、3分間加温染色した。
(7−3)冷却後、固定化したコロニーを洗い流さないように水洗することで余分なマラカイトグリーン水溶液を洗い流し、200μLの0.5%サフラニン液を滴下後、30秒間染色した。
(7−4)水洗・乾燥後、顕微鏡にて菌体及び胞子の染色具合を観察し、緑色に染まった胞子が存在しないことを確認した。
(7) It was confirmed by the staining method (Wirtz method) using malachite green and safranin that the mutant strain obtained in (6) did not produce spores.
(7-1) The colony of the mutant strain selected in (6) was suspended in about 50 μL of water dropped on a slide glass, dried, and lightly exposed to flame to immobilize.
(7-2) 200 μL of a 5% malachite green aqueous solution was dropped on the immobilized colonies, and heated and stained for 3 minutes.
(7-3) After cooling, the excess colony green aqueous solution was washed away by washing so that the immobilized colonies were not washed away, and 200 μL of 0.5% safranin solution was added dropwise, followed by staining for 30 seconds.
(7-4) After washing with water and drying, the degree of staining of bacterial cells and spores was observed with a microscope, and it was confirmed that there were no spores stained in green.

(8)(6)で取得した変異株が胞子形成能を欠損していることを以下の熱処理法にて確認した。
(8−1)(6)で選択した変異株を胞子形成固体培地で培養後、生じたコロニーを500μLの生理食塩水に懸濁して、80℃・20分間熱処理した。胞子形成能が残存していれば胞子を形成するため前記熱処理でも生存し、胞子形成能が欠損していれば前記熱処理で死滅する。
(8−2)ネガティブコントロール株として、胞子形成能を示すBacillus subtilis 168株を、ポジティブコントロール株として、胞子形成能欠損株として市販されているBrevibacillus choshinensis SP3株(タカラバイオ社製)を(8−1)と同様な方法で処理した。
(8−3)LB固体培地上に塗布後、37℃で静置培養することで胞子形成能を欠損しているかを確認した。
(8) It was confirmed by the following heat treatment method that the mutant strain obtained in (6) lacked the spore-forming ability.
(8-1) After culturing the mutant strain selected in (6) in a spore-forming solid medium, the resulting colonies were suspended in 500 μL of physiological saline and heat-treated at 80 ° C. for 20 minutes. If the spore-forming ability remains, spore is formed to survive the heat treatment, and if the spore-forming ability is deficient, it is killed by the heat treatment.
(8-2) Bacillus subtilis 168 strain showing spore-forming ability as a negative control strain, Brevibacillus choshinensis SP3 strain (manufactured by Takara Bio Inc.) commercially available as a spore-forming ability-deficient strain as a positive control strain (8- It processed by the method similar to 1).
(8-3) After coating on the LB solid medium, it was confirmed whether or not the spore-forming ability was lost by stationary culture at 37 ° C.

(6)で取得したBrevibacillus formosus変異株(L−D7−HK1株)、Bacillus subtilis 168株(胞子形成能あり)、Brevibacillus chosinensis SP3株(胞子形成能なし)、及びBrevibacillus formosus野生株(NBRC15716)(胞子形成能あり)の熱処理後の育成状況をまとめた結果を表1に示す。L−D7−HK1株は80℃・20分間の熱処理により生育しなかったことから、L−D7−HK1株が胞子形成能を欠損していることを確認した。   Brevibacillus formusus mutant strain (L-D7-HK1 strain) obtained in (6), Bacillus subtilis strain 168 (with spore-forming ability), Brevibacterium chosinensis SP3 strain (without spore-forming ability), and Brevibacillus 15 wild-type strain 16 Table 1 shows the results of summarizing the growth situation after heat treatment (with spore formation ability). Since the L-D7-HK1 strain did not grow by heat treatment at 80 ° C. for 20 minutes, it was confirmed that the L-D7-HK1 strain was deficient in sporulation ability.

Figure 2010220539
実施例2 L−D7−HK1株の保存
(1)実施例1で得られたL−D7−HK1株をLB培地で培養した。得られた培養液1mLに、滅菌した70%グリセロ−ル水溶液0.4mLを加えてよく混合後、あらかじめ滅菌したサンプル瓶(容量2mL)に分注することでグリセロールストックを調製した。前記グリセロールストックは−80℃にて凍結保存した。
(2)LB培地プレート上にL−D7−HK1株を植菌して37℃で静置培養後、生じたコロニーを20%スキムミルク水溶液で懸濁した。次いで、アンプル管に約0.1mLずつ分注して、液体窒素中で凍結した後に凍結乾燥機で乾燥し、減圧を保ったまま封管することで凍結乾燥菌体を調製した。
Figure 2010220539
Example 2 Storage of L-D7-HK1 strain (1) The L-D7-HK1 strain obtained in Example 1 was cultured in an LB medium. A glycerol stock was prepared by adding 0.4 mL of a sterilized 70% aqueous glycerol solution to 1 mL of the obtained culture and mixing well, and then dispensing into a pre-sterilized sample bottle (volume 2 mL). The glycerol stock was stored frozen at -80 ° C.
(2) The L-D7-HK1 strain was inoculated on the LB medium plate, and after standing at 37 ° C., the resulting colony was suspended in a 20% skim milk aqueous solution. Next, about 0.1 mL each was dispensed into an ampoule tube, frozen in liquid nitrogen, dried with a freeze dryer, and sealed with the vacuum maintained to prepare freeze-dried cells.

実施例3 本発明の変異株を用いたFcγRI生産
実施例1で得られた変異株(L−D7−HK1株)、及びBrevibacillus formosus野生株(NBRC15716)の有するプロテアーゼ活性、及び前記2つの株を宿主として用いたときのヒト型FcレセプターFcγRI発現量を比較した。
Example 3 FcγRI production using the mutant strain of the present invention The protease activity possessed by the mutant strain (L-D7-HK1 strain) obtained in Example 1 and Brevibacterium formosus wild strain (NBRC15716), and the two strains The expression level of human Fc receptor FcγRI when used as a host was compared.

(1)プラスミドベクターを用いた一般的な遺伝子工学的手法により、FcγRI遺伝子(当該遺伝子のC末端側には精製・標識用のC−mycタグが付加されている)を、野生株、または実施例1で取得した変異株(L−D7−HK1株)へ形質転換後、BTYm2培地(ポリペプトン 30g/L、酵母エキス 7.5g/L、グルコース 15g/L、硫酸第二鉄・七水和物 0.01g/L、硫酸マンガン・四水和物 0.01g/L、硫酸亜鉛・七水和物 0.001g/L)200mLに植菌し、30℃にて2日間培養した。   (1) The FcγRI gene (with a C-myc tag for purification and labeling added to the C-terminal side of the gene) is wild-type or carried out by a general genetic engineering technique using a plasmid vector. After transformation into the mutant strain obtained in Example 1 (L-D7-HK1 strain), BTYm2 medium (polypeptone 30 g / L, yeast extract 7.5 g / L, glucose 15 g / L, ferric sulfate heptahydrate 0.01 g / L, manganese sulfate tetrahydrate 0.01 g / L, zinc sulfate heptahydrate 0.001 g / L) was inoculated into 200 mL, and cultured at 30 ° C. for 2 days.

(2)遠心上清を回収した後、上清中のプロテアーゼ活性を、下記に示すカゼイン法により測定した。
(2−1)1%(w/v)カゼインを含む0.2Mリン酸緩衝液(pH7.2)0.2mLを30℃で5分間加温した後、酵素濃度を適宜調整した酵素溶液(培養上清)0.2mLを添加し、30℃で10分から半日程度反応を行なった。
(2−2)反応停止液(0.1Mトリクロロ酢酸、0.2M酢酸ナトリウム、0.3M酢酸)0.4mLを添加して反応を停止し、30℃にて30分間放置した後、酸変性タンパク質を遠心分離(15000rpm、10分間)した。
(2−3)遠心分離した上清0.2mLを分注し、アルカリ溶液(0.4M炭酸ナトリウム)1.0mLとフェリン試薬(フェノール試薬を脱イオン水で5倍希釈したもの)0.2mLを添加し、30℃にて20分間加温した。
(2−4)分光光度計を用いて660nmにおける吸光度を測定し、酸可溶性タンパク質分解物の生成量を求めた。菌の濁度あたりの吸光度を計算し、プロテアーゼ活性の比較を行なった。なお、上記の酵素反応系に反応停止液を加えた後、酵素溶液を加えた系をブランクとする。
(2) After collecting the centrifugal supernatant, the protease activity in the supernatant was measured by the casein method shown below.
(2-1) 0.2 mL of a 0.2 M phosphate buffer solution (pH 7.2) containing 1% (w / v) casein was heated at 30 ° C. for 5 minutes, and then an enzyme solution in which the enzyme concentration was appropriately adjusted ( Culture supernatant) 0.2 mL was added, and the reaction was performed at 30 ° C. for about 10 minutes to half a day.
(2-2) The reaction was stopped by adding 0.4 mL of a reaction stop solution (0.1 M trichloroacetic acid, 0.2 M sodium acetate, 0.3 M acetic acid), left at 30 ° C. for 30 minutes, and then acid-denatured. The protein was centrifuged (15000 rpm, 10 minutes).
(2-3) Dispensing 0.2 mL of the centrifuged supernatant, 1.0 mL of an alkaline solution (0.4 M sodium carbonate) and ferrin reagent (phenol reagent diluted 5 times with deionized water) 0.2 mL And heated at 30 ° C. for 20 minutes.
(2-4) Absorbance at 660 nm was measured using a spectrophotometer to determine the amount of acid-soluble protein degradation product produced. The absorbance per turbidity of the bacteria was calculated and the protease activity was compared. In addition, after adding a reaction stop solution to said enzyme reaction system, let the system which added the enzyme solution be a blank.

(3)遠心上清を回収した後、上清中のFcγRI分解活性を下記に示す方法で測定した。
(3−1)培養液の遠心上清0.675mLと適度に希釈した精製FcγRI溶液0.075mLを混和後、4℃および30℃にて静置し、一定時間経過ごとに0.15mLずつサンプリングを行なった。
(3−2)経時変化に対してFcγRIの残存率を下記に示すELISA法で測定し、培養上清中のFcγRI分解活性を測定した。
(3−2−1)96穴プレート(Nunc社製)に50μg/mL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℃で一晩静置することにより固定した。
(3−2−2)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。
(3−2−3)TBS緩衝液で洗浄後、形質転換体の培養上清を100μL添加し、固定化した抗体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、Anti−c−myc−HRP抗体(Meltenyi Biotec BmgH社製)を添加した。
(3−2−4)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。
(3) After recovering the centrifugal supernatant, the FcγRI degradation activity in the supernatant was measured by the method described below.
(3-1) A mixture of 0.675 mL of the centrifugal supernatant of the culture solution and 0.075 mL of a suitably diluted purified FcγRI solution, and then allowed to stand at 4 ° C. and 30 ° C. Was done.
(3-2) The residual ratio of FcγRI with respect to changes over time was measured by the ELISA method shown below, and the FcγRI degradation activity in the culture supernatant was measured.
(3-2-1) A gamma globulin preparation (manufactured by Chemo-Serum Therapy Laboratories) diluted to 50 μg / mL was added to each well in a 96-well plate (manufactured by Nunc), and 100 μL was added to each well and allowed to stand overnight at 4 ° C. It was fixed by doing.
(3-2-2) After washing with TBS buffer solution (Tris-HCl buffer solution (pH 8.0) containing 0.2% (w / v) Tween 20, 150 mM NaCl), Starting Block Blocking Buffers (manufactured by PIERCE) ) To perform a blocking operation.
(3-2-3) After washing with TBS buffer, 100 μL of the culture supernatant of the transformant was added and reacted with the immobilized antibody gamma globulin (30 ° C., 2 hours). After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with TBS buffer and Anti-c-myc-HRP antibody (Meltenyi Biotec BmgH) was added.
(3-2-4) After completion of the reaction, the mixture was washed with TBS buffer, TMB Peroxidase Substrate (manufactured by KPL) was added, and the absorbance at 450 nm was measured.

(4)遠心上清を回収した後、上清中のFcγRI生産量を、(3−2)に示すELISA法にて測定し、形質転換体でのFcγRI生産性を測定した。   (4) After collecting the centrifugal supernatant, the FcγRI production amount in the supernatant was measured by the ELISA method shown in (3-2), and the FcγRI productivity in the transformant was measured.

結果を表2に示す。かっこ内の数字は、それぞれ野生株の結果を100%とした際のL−D7−HK1株の相対値(%)を示す。L−D7−HK1株が有するプロテアーゼ活性は7.61(濁度あたりのプロテアーゼ活性、以降同じ)、野生株が有する活性(24.8)より約70%低下していた。また、FcγRI分解活性で比較すると、30℃・24時間後のFcγRI残存率が野生株では36%に対し、L−D7−HK1株では76%とプロテアーゼ活性抑制効果がみられた。以上より、実施例1で得られたL−D7−HK1株は胞子形成能を欠損し、かつ野生株よりプロテアーゼ活性が低下した株であることが判明した。   The results are shown in Table 2. The numbers in parentheses indicate the relative value (%) of the L-D7-HK1 strain when the result of the wild strain is 100%. The protease activity of the L-D7-HK1 strain was 7.61 (protease activity per turbidity, hereinafter the same), which was about 70% lower than the activity of the wild strain (24.8). Further, when compared with the FcγRI degradation activity, the FcγRI remaining rate after 24 hours at 30 ° C. was 36% in the wild strain, and 76% in the L-D7-HK1 strain, showing an inhibitory effect on protease activity. As described above, the L-D7-HK1 strain obtained in Example 1 was found to be a strain that lacks the spore-forming ability and has a protease activity lower than that of the wild strain.

FcγRI発現量で比較すると、野生株を宿主として用いたときはが77μg/Lであったのに対して、L−D7−HK1株を宿主として用いたときのFcγRI発現量は80μg/Lと野生株より向上していた。前述したように、L−D7−HK1株は野生株よりプロテアーゼ活性が低下した株であるため、プロテアーゼに由来する発現タンパク質の分解が低減している。そのため、FcγRI発現量が向上したと考えられる。   When compared with the expression level of FcγRI, it was 77 μg / L when the wild strain was used as the host, whereas the expression level of FcγRI when using the L-D7-HK1 strain as the host was 80 μg / L. It was better than the stock. As described above, since the L-D7-HK1 strain has a protease activity lower than that of the wild strain, degradation of the expressed protein derived from the protease is reduced. Therefore, it is considered that the expression level of FcγRI was improved.

Figure 2010220539
Figure 2010220539

Claims (5)

Brevibacillus formosus野生株(NBRC15716)を変異原物質で処理することで得られる、胞子形成能が欠損したBrevibacillus formosus変異株。 A Brevibacillus formusus mutant strain deficient in sporulation ability, obtained by treating a Brevibacillus formosa wild strain (NBRC15716) with a mutagen. さらにBrevibacillus formosus野生株(NBRC15716)と比較しプロテアーゼ活性が低下した、請求項1に記載の変異株。 Furthermore, the mutant strain of Claim 1 in which protease activity fell compared with Brevibacterium formosus wild strain (NBRC15716). タンパク質をコードするDNA配列を含む発現プラスミドを、請求項1または2に記載の変異株に形質転換することにより得られる、前記タンパク質を発現可能なBrevibacillus formosus変異株組み替え体。 A recombinant Brevibacillus formusus strain capable of expressing the protein, obtained by transforming an expression plasmid containing a DNA sequence encoding the protein into the mutant strain according to claim 1 or 2. タンパク質がヒト型FcレセプターFcγRIである、請求項3に記載の組み替え体。 The recombinant according to claim 3, wherein the protein is human Fc receptor FcγRI. 請求項4に記載の組み替え体を用いたヒト型FcレセプターFcγRIの製造方法。 A method for producing a human Fc receptor FcγRI using the recombinant according to claim 4.
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