JP2010227108A - 菌類細胞中で遺伝子を発現させるためのプロモーター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリペプチドを製造する方法であって、(a)菌類宿主細胞を、ポリペプチドの製造を助ける培地中で培養し、菌類宿主細胞は、核酸配列に対して外来のプロモーターを含む第2の核酸配列に機能しうる形で連結された、ポリペプチドをコードする第1の核酸配列を含み、かつ、プロモーターは、特定の核酸配列およびそのサブ配列;および、ハイブリッドおよび縦列プロモーターからなる群より選択される配列を含むこと;ならびに(b)培養培地からポリペプチドを分離することを含む方法。
【選択図】なし
Description
真菌宿主細胞、特にアスペルギルス属のような糸状真菌細胞中での異種タンパク質の組換え的産生は、商業的に適切な量のタンパク質の製造のためのより望ましいビヒクルを提供する。
異種タンパク質の組換え的産生は、宿主細胞に適した調節遺伝子から切り取られたプロモーターの発現制御下にタンパク質をコードするDNAが置かれる発現カセットを構築することにより達成される。発現カセットは、通常はプラスミド媒介性形質転換により宿主細胞中に導入される。次に、発現カセット上に含入されたプロモーターが適性に機能するのに必要な条件の誘導下で形質転換化宿主細胞を培養することにより、異種タンパク質の産生が達成される。
真菌宿主細胞中でポリペプチドを産生するための改良型方法、ならびにこのような産生のための新規のプロモーターを提供することが、本発明の目的である。
本発明は、配列番号1のヌクレオチド1〜3949、配列番号2のヌクレオチド1〜938および配列番号3のヌクレオチド1〜3060の突然変異体プロモーターを得るための方法に関する。
(a)配列番号4のアミノ酸22〜581と少なくとも65%の、配列番号5のアミノ酸19〜200と少なくとも65%の、配列番号6のアミノ酸1〜187と少なくとも65%の同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする核酸配列、
(b)配列番号1のヌクレオチド4013〜5743と少なくとも65%の、配列番号2のヌクレオチド993〜1593と少なくとも65%の、配列番号3のヌクレオチド3061〜3698と少なくとも65%の相同性を有する核酸配列、
(e)上記(a)、(b)または(c)の対立遺伝子変異体、並びに
(f)上記(a)、(b)、(c)または(e)の亜配列
から成る群から選択される単離核酸配列にも関する。
本発明はさらに、当該核酸配列の構築物、ベクターおよび組換え体宿主細胞に関する。
本発明は、ポリペプチドの製造方法であって、(a)ポリペプチドの産生を促す培地中で真菌宿主細胞を培養するが、この場合、真菌宿主細胞は一次核酸配列に無関係なプロモーターを含む二次核酸配列と操作可能的に連結されるポリペプチドをコードする一次核酸配列を含み、プロモーターは配列番号1のヌクレオチド1〜3949、配列番号2のヌクレオチド1〜938および配列番号3のヌクレオチド1〜3060ならびにこれらの亜配列からなる群から選択される配列、ならびに突然変異体、ハイブリッドおよびそのタンデムプロモーターを含み、そして(b)培養培地からポリペプチドを単離する過程を包含する方法に関する。
その結果生じるポリペプチドは、当業界で既知の方法により回収され得る。例えば、ポリペプチドは、慣用的手法により栄養培地から回収され、その例としては遠心分離、濾過、抽出、噴霧乾燥、蒸発または沈澱が挙げられるが、これらに限定されない。
「プロモーター」という用語は、本明細書中では、RNAポリメラーゼを結合し、ポリペプチドをコードする核酸配列の的確な顆粒転写開始部位にポリペプチドを向けて、転写を開始させるDNA配列と定義される。RNAポリメラーゼは、コード領域の適切なDNA鎖と相補的なメッセンジャーRNAのアッセンブリーを有効に触媒する。「プロモーター」という用語は、mRNAへの転写後の翻訳のための5‘非コード領域(プロモーターおよび翻訳開始部位間)、シス作用転写制御エレメント、例えばエンハンサー、および転写因子と相互作用し得るその他の配列も含むと理解される。
「タンデムプロモーター」という用語は、本明細書中では、その各々がコード配列と操作可能的に連結されて、mRNAへのコード配列の転写を媒介する2つまたはそれ以上のプロモーター配列と定義される。
「操作可能的に連結される」という用語は、本明細書中では、制御配列がコード配列によりコードされるポリペプチドの産生を指図するよう、制御配列、例えばプロモーター配列が、コード配列に関する位置に適切に配置される形状と定義される。
別の好ましい実施態様では、プロモーターは、配列番号2のヌクレオチド1〜938の核酸配列またはその亜配列を有する。亜配列は、好ましくは少なくとも約840ヌクレオチド、さらに好ましくは少なくとも約870ヌクレオチド、最も好ましくは少なくとも約900ヌクレオチドを含有する。
別の好ましい実施態様では、プロモーターは、大腸菌NRRL B-30067中に含入されるプラスミドpECO3に含有される核酸配列である。別の好ましい実施態様では、プロモーターは、大腸菌NRRL B-30071中に含入されるプラスミドpFAMGに含有される核酸配列である。別の好ましい実施態様では、プロモーターは、大腸菌NRRL B-30075中に含入されるプラスミドpQUINNに含有される核酸である。
核酸配列によりコードされるポリペプチドは、当該真菌宿主細胞に対してネイティブまたは異種であり得る。
「ポリペプチド」という用語は、本明細書中では、特定長のコード化生成物を示すことを意味せず、したがってペプチド、オリゴペプチドおよびタンパク質を包含する。「異種ポリペプチド」という用語は、本明細書中では、真菌細胞に対してネイティブでないポリペプチド、ネイティブ配列を変えるよう修飾がなされたネイティブポリペプチド、またはその発現が組換えDNA技術による真菌細胞の操作の結果として定量的に変えられるネイティブポリペプチドと定義される。
本発明は、本発明のプロモーターと操作可能的に連結されるポリペプチドをコードする核酸配列、ならびに制御配列に適合する条件下で適切な宿主細胞中でのコード配列の発現を指図する1つ又はそれ以上の制御配列を包含する核酸構築物にも関する。発現は、ポリペプチドの産生に関与するあらゆる工程、例えば転写、転写後修飾、翻訳、翻訳後修飾および分泌を含むと理解される。
本発明の方法において、核酸配列は、1つ又はそれ以上のネイティブ制御配列を含み得るし、あるいは1つ又はそれ以上のネイティブ制御配列は、宿主細胞中でのコード配列の発現を改良するために核酸配列に対して異物である1つ又はそれ以上の制御配列で置換され得る。
糸状真菌宿主細胞のための好ましいターミネーターは、アスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・ニトランス(Aspergillus nidulans)アントラニレートシンターゼ、アスペルギルス・ニガーα−グルコシダーゼおよびフザリウム・オキシスポルム(Fusarium oxysporum)トリプシン様プロテアーゼに関する遺伝子から得られる。
制御配列は、宿主細胞による翻訳のために重要であるmRNAの非翻訳化領域である適切なリーダー配列でもあり得る。リーダー配列は、ポリペプチドをコードする核酸配列の5‘末端に操作可能的に連結される。選定宿主細胞中で機能的である任意のリーダー配列が、本発明で用いられ得る。
酵母菌宿主細胞のための適切なリーダーは、サッカロミセス・セレビシエー(Saccharomyces cerevisiae)エノラーゼ(ENO-1)、サッカロミセス・セレビシエー3−ホスホグリセレートキナーゼ、サッカロミセス・セレビシエー(α−因子)およびビール酵母菌アルコールデヒドロゲナーゼ/グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼ(ADH2/GAP)に関する遺伝子から得られる。
糸状真菌宿主細胞のための好ましいポリアデニル化配列は、アスペルギルス・オリゼー(Aspergillus oryzae)TAKAアミラーゼ、アスペルギルス・ニガー(Aspertillus niger)グルコアミラーゼ、アスペルギルス・ニドランス(Aspergillus nidulans)アントラニレートシンターゼ、フザリウム属のFusarium oxysporumトリプシン様プロテアーゼおよびアスペルギルス・ニガーα−グルコシダーゼから得られる。
制御配列は、ポリペプチドのアミノ末端に連結されたアミノ酸配列をコードし、細胞分泌経路中にコード化ポリペプチドを向けるシグナルペプチドコード領域でもあり得る。核酸配列のコード配列の5'末端は、分泌ポリペプチドをコードするコード領域のセグメントと翻訳読み取り枠内で天然に連結されるシグナルペプチドコード領域を固有に含有し得る。
酵母菌宿主細胞のための有用なシグナルペプチドは、サッカロミセス・セレビシエー(Saccharomyces cerevisiae)α因子およびビール酵母菌インベルターゼに関する遺伝子から得られる。その他の有用なシグナルペプチドコード領域は、Romanos et al., 1992(上記)に記載されている。
宿主細胞の増殖に関してポリペプチドの発現の調節を可能にする調節配列を付加するのも望ましい。調節系の例は、調節化合物の存在を含めて、化学的または物理的刺激に応答して遺伝子の発現を点滅させるものである。原核生物系における調節系としては、lac、tacおよびtrpオペレーター系が挙げられる。
本発明は、本発明のプロモーター、ポリペプチドをコードする核酸配列、ならびに転写および翻訳停止シグナルを包含する組換え体発現ベクターにも関する。前記の種々の核酸および制御配列は一緒に連結されて、この部位でのプロモーターおよび/またはポリペプチドをコードする核酸配列の挿入または置換を可能にするために1つ又はそれ以上の便利な制限部位を含み得る組換え体発現ベクターを産生し得る。あるいは、核酸配列は、核酸配列またはプロモーターおよび/または配列を包含する構築物を発現のための適切なベクター中に挿入することにより発現され得る。発現ベクターを作製する場合、コード配列が本発明のプロモーターおよび発現のための1つ又はそれ以上の適切な制御配列と操作可能的に連結されるように、コード配列はベクター内に置かれる。
宿主細胞ゲノム中への組込みのために、ベクターは、ポリペプチドをコードする核酸配列に、あるいは相同または非相同的組換えによるゲノム中へのベクターの安定組込みのためのベクターの任意のその他の素子に頼り得る。あるいは、ベクターは、宿主細胞のゲノム中への相同的組換えによる組込みを指図するための付加的核酸配列を含有し得る。付加的核酸配列は、単数または複数の染色体中の的確な単数または複数の位置で、宿主細胞ゲノム中にベクターを組み込ませる。
前記の素子を結紮して本発明の組換え発現ベクターを構築するために用いられる手法は、当業者には周知である(例えば、Sambrook et al., 1989、上記参照)。
本発明は、ポリペプチドをコードする核酸配列と操作可能的に連結される本発明のプロモーターを含み、ポリペプチドの組換え的産生に有益に用いられる組換え体宿主細胞にも関する。ポリペプチドをコードする核酸配列と操作可能的に連結される本発明のプロモーターを含むベクターは、前記されているように染色体組込み体としてまたは自己複製染色体外ベクターとしてベクターが保持されるように、宿主細胞中に導入される。「宿主細胞」という用語は、複製中に起きる突然変異のために親細胞と同一でない親細胞のあらゆる子孫を包含する。宿主細胞の選定は、ポリペプチドをコードする遺伝子およびその供給源に大いによっている。
さらに好ましい実施態様では、酵母菌宿主細胞は、カンジダ属、ハンセヌラ属、クルイベロミセス属、ピキア属、サッカロミセス属、シゾサッカロミセス属またはヤロウイア属Yarrowia細胞である。
本発明はさらに、突然変異体プロモーターの生成方法であって、(a)配列番号1のヌクレオチド1〜3949、配列番号2のヌクレオチド1〜938又は配列番号3のヌクレオチド1〜3060の配列に少なくとも1つの突然変異を導入するが、この場合、突然変異体プロモーターはプロモーター活性を有し、そして(b)突然変異体プロモーターを単離する方法に関する。
突然変異体プロモーターは、制限酵素消化またはPCR増幅のような当業界で既知の方法を用いて単離され得る。
本発明は、
(a)配列番号4のアミノ酸22〜581と少なくとも65%の、配列番号5のアミノ酸19〜200と少なくとも65%の、配列番号6のアミノ酸1〜187と少なくとも65%の同一性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードする核酸配列、
(b)配列番号1のヌクレオチド4013〜5743と少なくとも65%の、配列番号2のヌクレオチド993〜1593と少なくとも65%の、配列番号3のヌクレオチド3061〜3698と少なくとも65%の相同性を有する核酸配列、
(e)(a)、(b)または(c)の対立遺伝子変異体、並びに
(f)(a)、(b)、(c)または(e)の亜配列
から成る群から選択される単離核酸配列にも関する。
本発明の核酸配列は、任意の属の微生物から得られる。本発明の目的のために、「〜得られる」という用語は、本明細書中に適宜したように用いられる。好ましい実施態様では、本発明の核酸配列によりコードされるポリペプチドは、細胞外に分泌される。
これらの種の菌株は、多数の培養コレクション、例えばアメリカ培養細胞コレクションAmerican Type Culture Collection(ATCC)、Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(DSM)、Centraalbureau Voor Schimmelcultures(CBS)およびAgricultural Research Service Patent Culture Collection, Northern Regional Research Center(NRRL)において、公的に容易に入手かのうである。
本発明は、前記の核酸配列を含有する核酸構築物、組換えベクターおよび宿主細胞にも関する。同一方法は、それらの構築に関して全期されているように用いられ得る。
本発明はさらに、前記の核酸配列によりコードされるポリペプチド、ならびに本明細書中に記載した方法を用いたポリペプチドの製造方法に関する。
以下の実施例により本発明をさらに説明するが、それらは本発明の範囲を限定するものではない。
培地および溶液
COVE微量金属溶液は、1リットル当たり0.04 gのNaB4O7・10H2O、0.4 gのCuSO4・5H2O、1.2 gのFeSO4・7H2O、0.7 gのMnSO4・H2O、0.8 gのNa2MoO2・2H2Oおよび10 gのZnSO4・7H2Oで構成された。
COVE培地は、1リットル当たり342.3 gのスクロース、20 mlの50XCOVE塩溶液、10 mlの1 Mアセトアミド、10 mlの1.5 MCsClおよび25 gのノーブル寒天で構成された。
50Xフォーゲル培地は、1リットル当たり150 gのクエン酸ナトリウム、250 gのKH2PO4、10 gのMgSO4・7H2O、10 gのCaCl2・2H2O、2.5 mlのビオチンストック溶液および5.0 mlのAMG微量金属溶液で構成された。
COVE最上アガロースは、1リットル当たり20 mlの50XCOVE塩、0.8 Mスクロース、1.5 M塩化セシウム、1.0 Mアセトアミドおよび10 gの低融点アガロースで構成され、pHを6.0に調整した。
BASTA最上アガロースは、10 mg/mlの除草剤バスタBasta(Hoechst Schering, Rodovre, Denmark)を補充したCOVE最上アガロースで構成された。
YEPG培地は、1リットル当たり10 gの酵母抽出物、20 gのペプトンおよび20 gのグルコースで構成された。
STCは、0.8 Mソルビトール、25 mMトリス、pH8、25 mMCaCl2で構成された。
SPTCは、40%PEG4000、0.8 Mソルビトール、25 mMトリス、pH8、25 mMCaCl2で構成された。
M400Da培地は、1リットル当たり50 gのマルトデキストリン、2 gのMgSO4・7H2O、2 gのKH2PO4、4 gのクエン酸、8 gの酵母抽出物、2 gの尿素および1 mlのCOVE微量金属溶液で構成された。
フザリウム菌株ATCC20334(Wiebe et al., 1991, Mycological Research 95:1284-1288)の形態学的突然変異体であるFusarium venenatumCC1〜3を、炭素供給源としてのヌトリオースNUTRIOSE(Roquette Freres, S.A., Beinheim, France)および酵母抽出物を用いた供給バッチ発酵計画を用いて、2リットル実験室規模発酵器中で増殖させた。リン酸アンモニウムを餌中に提供した。pHを6〜6.5に保持し、温度を陽性溶解酸素を用いて30℃に維持した。
菌糸体試料を接種後2、4、6および8日目に収穫し、液体窒素中で急速凍結した。RNA抽出のために粉砕されるまで、試料を-80℃で保存した。
TimberlakeとBarnard(1981, Cell 26:29-37)の方法にしたがって、実施例1に記載した菌糸体試料から、総細胞RNAを抽出し、1%ホルムアルデヒド−aがロスゲルからブロッティング後に、ノーザンハイブリダイゼーションによりRNA試料を分析した(Davis et al., 1986, Basic Methods in Molecular Biology, Elsevier Science Publishing Co., Inc., New York)。メーカーの使用説明書にしたがって、mRNA分離器キット(Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA)を用いて、ポリアデニル化mRNA分画を総RNAから分離した。
実施例2に記載した各cDNAライブラリーから、1192個の形質転換体コロニーを、形質転換プレートから、200μlの2YTブロス(Miller, 1992、上記)を50μg/mlカナマイシンとともに含入する96ウエル微小滴定皿中に直接摘み入れた。プレートを振盪せずに37℃で一夜インキュベートした。インキュベーション後、100μlの滅菌50%グリセロールを各ウエルに付加した。
ヌクレオチド配列データを品質に関して精査して、9.2以下の不適正間隔および3%を越える多義性レベルを示す試料を廃棄するかまたは再検査した。FACTURAソフトウェア(Perkin-Elmer Applied Biosystems, Inc., Foster City, CA)の助けを借りてベクター配列を切り取った。さらに、多義性塩基の数が増大したことが示された場合には、各試料の末端で配列を切頭化した。
メーカーの使用説明書、ならびに実施例4に記載したようなNRDBにおける配列との推定アミノ酸配列の比較にしたがって、Applied Biosystemsモデル377XL自動DNAシーケンサーを用いて、無作為cDNAクローンの部分シーケンシングにより、推定グルコアミラーゼクローンを同定した。分析した2000より多いcDNA配列から、ライブラリーAからの2つのクローンおよびライブラリーBからの9つのクローンが、他の真菌および酵母菌からのグルコアミラーゼタンパク質とのアミノ酸配列相同性を示した。
Berka等(1998, Appl. Environ. Microbiol. 64, 4423-4427)の手法により特定されるようなλZipLox中でゲノムライブラリーを構築した。要するに、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)全細胞DNAを部分的にTsp5091で消化して、1%アガロースゲル上でサイズ分別した。3〜7 kbの範囲のサイズで移動するDNA断片を切り取って、Prep-a-Gene試薬(BioRad, Hercules, CA)を用いてアガロースゲルから溶離した。
フサリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)ゲノムDNAライブラリー(実施例6)からの約50,000プラークを、高ストリンジェンシー(stringency)条件を用いて、pFA0401(実施例5)からのクローン化したcDNA挿入断片を含む放射能標識したプローブ断片を用いたハイブリダイゼーション(デイビス(Davis)ら、1980、前出)(すなわち、50%ホルムアミド、5xSSPE、0.3%SDS、200μg/mlの剪断し変性したサケ血清DNA中、45℃でのハイブリダイゼーション;45℃にて0.1%SDSを有する0.2xSSPEで1回、次いで同じ温度でSDSなしの0.2xSSPEで2回フィルターを洗浄)により、スクリーニングした。
フサリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)の発酵ブイヨン(実施例1)の試料中のタンパク質を、8〜16%のトリス-グリシンSDS-PAGE(ノベックス(Novex)、サン ディエゴ(San Diego)、CA)により分離し、25ボルトにて2時間、pH=11.0で、10%メタノール中の10mMのCAPS(3-[シクロヘキシルアミノ]-1-プロパンスルホン酸)を用いて、PVDF膜(ノベックス(Novex)、サン ディエゴ(San Diego)、CA)上にエレクトロブロッティングを行った。PVDF膜を、40%メタノール/1%酢酸中の0.1%クマシー ブルー(Commassie Blue)R-250で20秒間染色し、50%エタノール中で脱色して、タンパク質のバンドを観察した。
2つの追加的cDNA種を、ライブラリーAおよびB(実施例2)に存在するクローンの中のそれらの相対的存在量に基づいて選択した。
クローンFA0035(pFA0035を含む)は、18個のアミノ酸からなる可能なシグナルペプチドを有する200個のアミノ酸からなる一次の翻訳生成物をコードしていて、これは、SignalPコンピュータ プログラム(ニールセン(Nielsen)ら、1997、前出)を用いて検出された。
未知の分泌されたタンパク質「ダリア」および推定の液胞関連タンパク質をコードする、フサリウム ベネナタム(Fusarium venenatum)ゲノムDNAセグメントが、実施例6および7で記載したλZipLoxライブラリーをスクリーニングすることによって分離された。プラスミドpFA0035およびpFA0759からの放射能標識したcDNA挿入断片をプローブとして使用して、ライブラリーをスクリーニングした。実施例7と同じ条件を用いていずれのプローブにも強くハイブリダイズするプラークを、大腸菌(E. coli)Y1090ZL細胞で2回精製し、次に個々のクローンを、pZL1-誘導体(ダレッシオ(D'Alessio)ら、1992、前出)としてλZipLoxベクターから切り取った。
1.2kbのフサリウム オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシンプロモーターを1.1kbのフサリウム オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシンターミネーターに融合させる、スプライス重複伸長(slice overlap extension)法を用いて、プラスミドpDM181を構築した。SwaI、KpnIおよびPacI制限部位を含むポリリンカーを、重複(overlapping)PCR法の一部として、プロモーターとターミネーターとの間に挿入した。プロモーターの5'末端にXhoI部位を加え、元のEcoRI部位を保存した。ターミネーターの3'末端にEcoRI、HindIIIおよびNsiI部位をPCR反応によって組み込んだ。
フサリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)発現ベクターpSheB1(図5)を、pDM181の修飾によって生成させた。修飾は、(a)pDM181配列内の2つのNcoI部位の除去および(b) フサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシンプロモーターの天然の翻訳開始の回復(ATG開始コドンでのNcoI部位の再構築)を含んでいた。
5'-dCAGTGAATTGGCCTCGATGGCCGCGGCCGCGAATT-3'プラス(配列番号:11)
5'-dAATTCGCGGCCGCGGCCATCGAGGCCAATTCACTG-3'(配列番号:12)
5'-dCACGAAGGAAAGACGATGGCTTTCACGGTGTCTG-3'プラス(配列番号:13)
5'-dCAGACACCGTGAAAGCCATCGTCTTTCCTTCGTG-3'(配列番号:14)
5'-dCTATCTCTTCACCATGGTACCTTAATTAAATACCTTGTTGGAAGCG-3'プラス(配列番号:15)
5'-dCGCTTCCAACAAGGTATTTAATTAAGGTACCATGGTGAAGAGATAG-3'(配列番号:16)
すべての部位特異的変化は、適当なベクター領域のDNA配列分析によって確認した。
フサリウム ベネナタム(Fusarium venenatum)におけるサーモミセス・ラヌジノサス(Thermomyces lanuginosus)(以前はフミコラ・ラヌジノサ(Humicola lanuginosa)と呼ばれた)リパーゼの発現を得るために使用した7.8kbのプラスミドpDM194(7.8kb)は、以下の遺伝子要素を有している:
サーモミセス・ラヌジノサス(Thermomyces lanuginosus)リパーゼcDNA(EP305 216)を含む、0.9kbのDNA断片。
フサリウム・オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシン遺伝子ターミネーター(ロイヤーら、1995前出)を含む、1.1kbのDNAセグメント。
pDM218を、pJRoy35(図7)から構築した。NotIおよびPmeI制限部位を、PCRによって、フサリウム オキシスポラム(Fusarium oxysporum)トリプシンプロモーターの5'末端に導入した。プロモーターの5'末端を含む、362bpのアンプリコン(amplicon)を、以下のプライマーを用いて、鋳型としてpDM194を使用して製造した。
マルチ1:5'-ATAAGAATGCGGCCGCTAGTTTAAACTTACAAACCTTCAACAGTG-3'(配列番号:19)
マルチ2:5'-TAGCATCTATCTCCGTCTT-3'(配列番号:20)
マルチ3:5'-GTGTGCAGTGACCCAGAAT-3'(配列番号:21)
マルチ4:5'-GATTGGGTCCCTACGTAGTTAACACTATAGGCCATCGTTTAC-3'(配列番号:22)
0.25kbのNotI/BcuI断片、2.3kbのBcuI/ NheI断片および0.62kbのNheI/PpuMI断片を共に、NotIで部分的に消化し、PpuMIで完全に消化したpDM194へとクローン化して、pDM218を作った(図8)。
プラスミドpMWR60を、発現ベクターpEJG25Aから誘導した。pEJG25Aは、次のようにして、ペニオフォラ・リシイ(Peniophora lycii)(WO98/28408)からのフィターゼ(phytase)コード配列をpDM181(実施例11)へ挿入することによって、構築した:
まず、以下に示した2つの合成オリゴヌクレオチドプライマーを、PCRによって、鋳型としてプラスミドpA1phy2(WO98/28408)からペニオフォラ・リシイ(Peniophora lycii)のフィターゼコード配列を増幅するように設計した。
後方(reverse)プライマー:5'-TTAATTAACTATTCCGACGGAACAAAGC-3'(配列番号:24)
(下記は、コード配列を示す)
プライマーA:5'-CTCTTGGATATCTATCTCTTCACCATGGTTTCTTCGGCATTCGC-3'(配列番号:25)
プライマーB:5'-GCGAATGCCGAAGAAACCATGGTGAAGAGTAGATATCCAAGAG-3'(配列番号:26)
次に、pMWR60-Int2を、SfuIおよびNheIで消化し、1.8kbの断片を100ボルトにて1時間、1%アガロースゲルで電気泳動し、削り取り、そして、Qiaex IIを用いて精製した。分離した断片を、pDM218のSfuI-NheIベクター断片と連結して、pMWR60-Int3と呼ばれる新しい中間体を生成させた。この中間体をNotIで開裂させ、5.35kbの断片を上記のようにして精製した。
LIPOLASE(商標)(ノボ ノルディスク(Novo Nordisk) A/S、Bagsaerd、デンマーク)として知られている、フミコラ ラヌジノサ(Humicola lanuginosa)リパーゼの変異体の構築のために、カメレオン(Chameleon)二重鎖部位特異的変異誘発キットを、販売業者の使用説明書にしたがって使用した。
LIPOLASE(商標)酵素をコードする遺伝子を、pAHL(WO92/05249)から得た。製造業者の使用説明書にしたがって、プライマー7258の使用によって、pAHLのアンピシリン遺伝子のScaI部位をMluI部位に変え、かくして、アンピシリン抵抗性遺伝子に見出され、切断のために使用されたScaI部位をMluI部位に変えた。
次に、LIPOLASE(商標)遺伝子を含むpAHLベクターを、オリゴ7258および7770を有するDNAポリメラーゼのための鋳型として使用し、かくしてアミノ酸配列部位は変えずに、LIPOLASE(商標)遺伝子に見出されたScaI部位を変えた。
プライマー7770:5'-TCTAGCCCAGAATACTGGATCAAATC-3'(配列番号:28)
上記した部位特異的変異誘発を使用して、LIPOLASE(商標)変異体1S、E239C、Q249Rをコードする遺伝子を含むプラスミドを、以下のプライマーを用いて構築した:
プライマー107581:5'-CTTAACTTTGACTTGAAAAACATATCTGACATTTGCTCC-3'(配列番号:29)
以下に示したプライマー101782を使用して、SPPCGRRP(-E)を導入した。
プライマー101782:5'-GGACGGCCTTGGCTAGCCCTCCGTGCGGCCGCCGGCCGGTCTCGCAGGATCTGTTTAAC-3'(配列番号:30)
以下に示したプライマー9639を使用して、E239Cを導入した。
プライマー9639:5'-ATATCGTGAAGATATGCGGCATTGATGCCACC-3'(配列番号:31)
プライマー8829:5'-GGCGGCAATAACCGGCCGAACATTCCGGATATCCC-3'(配列番号:32)
全部の遺伝子を配列決定することによって、変異を検証した。得られたプラスミドは、pEVill63と呼ばれた。
pMWR60からの6.5kbのSfuI-NheIベクター断片を、pSheB1からの0.5kbのSfuI-NheI断片と連結することによって、プラスミドpRaMB60を構築した。すべての断片は、アガロースゲル電気泳動によって分離し、バイオラッド プレップ-ア-ジーン 試薬(BioRad Prep-a-Gene reagent)(バイオラッド ラボラロリーズ(BioRad Laboratories)、ヘルクレス(Hercules)、CA)を用いて、ゲル片から精製した。
ユニークBspLU11I部位を、クイック-チェインジ(Quick-Change)(商標)変異誘発キットと組合せて、以下のプライマーを使用して、プラスミドpFAMGの部位特異的変異誘発によって、生成させた:
プライマー1:5'-dCACTGCTATCACCAACATGTTTACTCAAGTCC-3'(配列番号:33)
プライマー2:5'-dGGACTTGAGTAAACATGTTGGTGATAGCAGTG-3'(配列番号:34)
部位特異的変化は、DNA配列決定によって検証し、得られたプラスミド誘導体は、pMWR62-Int1と呼ばれた。
前方(forward)プライマー:5'-GACTCATGAGGAGCTCCCTTGTGCTGTTC-3'(配列番号:35)
後方(reverse)プライマー:5'-TGATTAATTAACCTAAAGACATGTCCCAATTAAC-3'(配列番号:36)
pECO3(実施例10)からのプロモーター領域(「ダリア」プロモーターという)を、PCRを用いて、以下のプライマー対(消化されて、プロモーターセグメントの5'および3'末端にそれぞれSwaIおよびBspLU11I部位を導入する)と共に増幅した:
プライマー1:5'-GCATTTAAATTACTACTGTGATGTG-3'(配列番号:37)
プライマー2:5'-GATTGATGTGAAACACATGTTGATG-3'(配列番号:38)
0.9kbのPCR生成物を、100ボルトにて1時間、1%アガロースゲルで電気泳動し、削り取り、そして、Qiaex IIを用いて精製した。
推定の液胞関連タンパク質をコードする、pQUINN(実施例10)からのプロモーターセグメントを、PCRによって、以下のプライマー(プロモーターの5'および3'末端にそれぞれSmaI部位およびNcoI部位を導入した)を用いて増幅した:
プライマー1:5'-dCGACCCGGGAATTAGAGAGGTTAGG-3'(配列番号:39)
プライマー2:5'-dCGTATAACCCATGGTGGACTTGTCGGAC-3'(配列番号:40)
3.1kbの増幅したDNA断片を、pCR-Script(ストラタジーン (Stratagene)、ラ ジョラ(La Jolla)、CA)へサブクローン化して、中間体プラスミドpQUINN-プロモーーターAを生成した。2つの制限断片をこのプラスミドから分離した;2.4kbのSmaI-NdeI断片および0.7kbのNdeI-NcoI断片(共に、これらのセグメントは、全部のプロモーター領域にわたる)。分離した断片を、先の実施例で記載した、pRaMB60の8kbのPmeI-NcoI断片および、リパーゼリポーター遺伝子をコードする0.9kbのBspHI-PacIセグメントとの4部分連結で、合わせた。この連結の生成物(pRaMB66(図13))は、推定の液胞関連タンパク質遺伝子プロモーターの転写制御下で、リパーゼリポーター遺伝子を含んでいた。
2.5%グルコースおよび2.5mM硝酸ナトリウムを補った、1xボーゲルス(Vogels)培地プレート(2.5%ノーブル寒天(Noble agar))からの10個のプラグ(plug)を、RA胞子形成培地500mlを含むフラスコに接種し、28℃にて150rpmで2〜3日間インキュベートすることにより、フサリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)CC1-3(MLY-3)の胞子を生成させた。
表1〜表3に示した結果は、活性リパーゼが発現され、pRaMB62、pRaMB64およびpRaMB66に存在するフサリウム ベネナタム(Fusarium venenatum)プロモーター要素を用いて分泌されることを証明した。
実施例20で記載したようにして製造された、pRamB64(実施例17)またはpDM218(実施例13)を含むフサリウム・ベネナタム(Fusarium venenatum)CC1-3形質転換体を、29℃、1200rpm、pH6.25にて180時間、適当な炭素源、窒素源および痕跡量の金属源を含み、飼料として尿素またはリン酸アンモニウムを補足した2リットルの発酵槽中で培養した。各発酵からの細胞を含まない培養ブイヨンを、18〜24時間間隔で、基質としてp-ニトロフェニルブチレートを用いて(ロイヤーら、1995、前出)、180時間、リパーゼ活性についてアッセイした。
以下の生物材料は、ブダペスト条約の約定下で、アグリカルチュラル リサーチ サービス パテント カルチャー コレクション(Agricultural Research Service Patent Culture Collection)、ノーザン リージョナル リサーチ センター(Northern Regional Research Center)、1815 ユニバーシティ ストリート(University Street)、ペオリア(Peoria)、イリノイ州(Illinois)、61604に寄託され、以下の受け入れ番号を与えられた:
本明細書において種々の参考文献を引用したが、その開示は、その全部が参照することによって本明細書に組入れられる。
Claims (56)
- ポリペプチドを製造する方法であって、
(a)菌類宿主細胞を、ポリペプチドの製造を助ける培地中で培養しここで、該菌類宿主細胞は、第1の核酸配列に対して外来のプロモーターを含む第2の核酸配列に機能しうる形で連結された、ポリペプチドをコードする第1の核酸配列を含み、かつ、前記プロモーターは、配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938および配列番号:3のヌクレオチド1〜3060並びにそのサブ配列;並びに、その変異体、ハイブリッドおよび縦列プロモーターからなる群より選択される配列を含み;そして
(b)培養培地からポリペプチドを分離する;
ことを含んで成る。 - 前記プロモーターが、配列番号:1のヌクレオチド1〜3949の核酸配列もしくはその変異体、ハイブリッドまたは縦列プロモーターを含む請求項1記載の方法。
- 前記プロモーターが、配列番号:1のヌクレオチド1〜3949の核酸配列を含む請求項2記載の方法。
- 前記プロモーターが、大腸菌(E. coli) NRRL B-30067に含有されるプラスミドpECO3に含まれる核酸配列を含む請求項3記載の方法。
- 前記プロモーターが、配列番号:2のヌクレオチド1〜938の核酸配列またはその変異体、ハイブリッドもしくは縦列プロモーターを含む請求項1記載の方法。
- 前記プロモーターが、配列番号:2のヌクレオチド1〜938の核酸配列を含む請求項5記載の方法。
- 前記プロモーターが、大腸菌(E. coli) NRRL B-30071に含有されるプラスミドpFAMGに含まれる核酸配列を含む請求項6記載の方法。
- 前記プロモーターが、配列番号:3のヌクレオチド1〜3060の核酸配列、そのサブ配列;またはその変異体、ハイブリッドもしくは縦列プロモーターを含む請求項1記載の方法。
- 前記プロモーターが、配列番号:3のヌクレオチド1〜3060の核酸配列を含む請求項8記載の方法。
- 前記プロモーターが、大腸菌(E. coli) NRRL B-30075に含有されるプラスミドpQUINNに含まれる核酸配列を含む請求項9記載の方法。
- 変異体プロモーターが、配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938および配列番号:3のヌクレオチド1〜3060からなる群より選択されるプロモーターの1つ以上のヌクレオチドの置換、欠失および/または挿入を含み、変異体プロモーターは、対応するプロモーターとほぼ同じプロモーター活性を有する請求項1、2、5および8のいずれか1項記載の方法。
- ハイブリッドプロモーターが、2つ以上のプロモーターの部分からなる請求項1、2、5および8のいずれか1項記載の方法。
- 前記ハイブリッドプロモーターが、配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938および配列番号:3のヌクレオチド1〜3060からなる群より選択される、1つ以上の部分を含む請求項12記載の方法。
- 前記ハイブリッドプロモーターが、別のプロモーターの部分をさらに含む請求項13記載の方法。
- 前記縦列プロモーターが、2つ以上のプロモーターからなる請求項1記載の方法。
- 前記縦列プロモーターが、配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938および配列番号:3のヌクレオチド1〜3060からなる群より選択される2つ以上のプロモーターを含む請求項15記載の方法。
- 前記縦列プロモーターが、別のプロモーターをさらに含む請求項16記載の方法。
- 前記縦列プロモーターの2つ以上のプロモーターが、核酸配列の転写を同時に促進する請求項15記載の方法。
- 前記縦列プロモーターの2つ以上のプロモーターのうちの1つ以上が、菌類宿主細胞の増殖の異なる段階で、核酸配列の転写を促進する請求項15記載の方法。
- 前記菌類宿主細胞が、核酸配列の1つ以上の複製を含む請求項1〜19のいずれか1項記載の方法。
- 前記菌類宿主細胞が、核酸配列の1つの複製を含む請求項1〜19のいずれか1項記載の方法。
- 前記核酸配列が、菌類宿主細胞と非相同のポリペプチドをコードする請求項1〜21のいずれか1項記載の方法。
- 前記ポリペプチドが、ホルモンもしくはホルモン変異体、酵素、リセプターもしくはその一部分、抗体もしくはその一部分、またはリポーターである請求項1〜22のいずれか1項記載の方法。
- 前記酵素が、オキシドレダクターゼ、トランスフェラーゼ、ヒドロラーゼ、リアーゼ、イソメラーゼまたはリガーゼである請求項23記載の方法。
- 前記酵素が、アミノペプチダーゼ、アミラーゼ、カルボヒドラーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、セルラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリン グリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エステラーゼ、アルファ-ガラクトシダーゼ、ベータ-ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、アルファ-グルコシダーゼ、ベータ-グルコシダーゼ、インベルターゼ、ラッカーゼ、リパーゼ、マンノシダーゼ、ムタナーゼ、オキシダーゼ、ペクチン分解酵素、ペルオキシダーゼ、フィターゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、タンパク質分解酵素、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼまたはキシラナーゼである請求項23記載の方法。
- 前記核酸配列が、菌類宿主細胞の染色体に含まれる請求項1〜25のいずれか1項記載の方法。
- 前記核酸配列が、染色体外要素に含まれる請求項1〜25のいずれか1項記載の方法。
- 前記菌類宿主細胞が、糸状菌または酵母細胞である請求項1〜27のいずれか1項記載の方法。
- 前記糸状菌細胞が、アクレモニウム(Acremonium)、アスペルギルス(Aspergillus)、フサリウム(Fusarium)、フミコラ(Humicola)、ムコール(Mucor)、ミセリオフソラ(Myceliophthora)、ニューロスポラ(Neurospora)、ペニシリウム(Penicillium)、シエラビア(Thielavia)、トリポクラジウム(Tolypocladium)またはトリコデルマ(Trichoderma)の細胞である請求項28記載の方法。
- 前記酵母細胞が、カンジダ(Candida)、ハンセヌラ(Hansenula)、クリュイベロミセス(Kluyveromyces)、ピチア(Pichia)、サッカロミセス(Saccharomyces)、シゾサッカロミセス(Schizosaccharomyces)またはヤロウィア(Yarrowia)の細胞である請求項28記載の方法。
- 前記糸状菌宿主細胞が、アスペルギルス(Aspergillus)の細胞である請求項28記載の方法。
- 前記糸状菌宿主細胞が、フサリウム(Fusarium)の細胞である請求項28記載の方法。
- 配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938および配列番号:3のヌクレオチド1〜3060およびそのサブ配列;ならびに、その変異体、ハイブリッドおよび縦列プロモーターからなる群より選択される核酸配列を含む分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:1のヌクレオチド1〜3949の核酸配列もしくはそのサブ配列;または、その変異体、ハイブリッドもしくは縦列プロモーターを含む請求項33記載の分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:1のヌクレオチド1〜3949の核酸配列を含む請求項34記載の分離されたプロモーター配列。
- 大腸菌(E. coli) NRRL B-30067に含まれるプラスミドpECO3に含有される核酸配列を含む請求項35記載の分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:2のヌクレオチド1〜938の核酸配列もしくはそのサブ配列;または、その変異体、ハイブリッドもしくは縦列プロモーターを含む請求項33記載の分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:2のヌクレオチド1〜938の核酸配列を含む請求項37記載の分離されたプロモーター配列。
- 大腸菌(E. coli) NRRL B-30071に含まれるプラスミドpFAMGに含有される核酸配列を含む請求項38記載の分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:3のヌクレオチド1〜3060の核酸配列もしくはそのサブ配列;または、その変異体、ハイブリッドもしくは縦列プロモーターを含む請求項33記載の分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:3のヌクレオチド1〜3060の核酸配列を含む請求項40記載の分離されたプロモーター配列。
- 大腸菌(E. coli) NRRL B-30075に含まれるプラスミドpQUINNに含有される核酸配列を含む請求項41記載の分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938または配列番号:3のヌクレオチド1〜3060の配列の、少なくとも20%のプロモーター活性を有する請求項33〜42のいずれか1項記載の分離されたプロモーター配列。
- 請求項33〜43のいずれか1項記載のプロモーター配列と同じプロモーター活性を有する分離されたプロモーター配列。
- 配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938もしくは配列番号:3のヌクレオチド1〜3060の配列またはそのサブ配列中に少なくとも1つの変異を有する核酸配列を含み;変異体プロモーターはプロモーター活性を有する、分離されたプロモーター配列。
- 請求項33〜45のいずれか1項記載のプロモーターに機能しうる形で連結された、ポリペプチドをコードする核酸配列を含む核酸構築物。
- 請求項46記載の核酸構築物を含む組換え発現ベクター。
- 請求項46記載の核酸構築物を含む組換え宿主細胞。
- ポリペプチドを製造する方法であって、(a)請求項33〜45のいずれか1項記載のプロモーターを含む新しい転写単位、エキソンおよび/または、ポリペプチドをコードする内在性核酸配列の第2のエキソンに機能しうる形で連結されたスプライスドナー部位がそこに組み込まれている相同的組換え細胞を、ポリペプチドの製造を助ける条件下で培養すること、ならびに(b)ポリペプチドを回収することを含む方法。
- 変異体プロモーターを得るための方法であって、
(a)低いストリンジェンシー条件下でDNAを、(i)配列番号:1、配列番号:2もしくは配列番号:3、(ii) 配列番号:1、配列番号:2もしくは配列番号:3に含まれるcDNA配列、(iii)(i) もしくは(ii)のサブ配列、または(iv)(i)、(ii)もしくは(iii)の相補鎖を含む核酸配列を用いてハイブリダイズすること;ならびに
(b)DNAからの変異体プロモーターを分離すること
を含む方法。 - 変異体プロモーターを得るための方法であって、(a) 配列番号:1のヌクレオチド1〜3949、配列番号:2のヌクレオチド1〜938または配列番号:3のヌクレオチド1〜3060のプロモーターへ、少なくとも1つの変異を導入し、変異体プロモーターはプロモーター活性を有すること;および(b)変異体プロモーターを分離することを含む方法。
- (a) 配列番号:4のアミノ酸22〜581、配列番号:5のアミノ酸19〜200または配列番号:6のアミノ酸1〜187と少なくとも65%の同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核酸配列;
(b) 配列番号:1のヌクレオチド4013〜5746、配列番号:2のヌクレオチド993〜1593または配列番号:3のヌクレオチド3061〜3678と少なくとも65%の相同性を有する核酸配列;
(c)非常に低い、低い、中間の、中より高い、高いまたは非常に高いストリンジェンシー条件下で、(i) 配列番号:1のヌクレオチド4013〜5746、配列番号:2のヌクレオチド993〜1593もしくは配列番号:3のヌクレオチド3061〜3678;(ii) 配列番号:1のヌクレオチド4013〜5746、配列番号:2のヌクレオチド993〜1593もしくは配列番号:3のヌクレオチド3061〜3678に含まれるcDNA配列、(iii)少なくとも100のヌクレオチドからなる、(i)もしくは(ii)のサブ配列、または(iv) (i)、(ii)もしくは(iii)の相補鎖を用いてハイブリダイズする核酸配列;
(d) 1つ以上のアミノ酸の置換、欠失、および/または挿入を含む、配列番号:4、配列番号:5または配列番号:6のアミノ酸配列を含むポリペプチドの変異体をコードする核酸配列;
(e)(a)、(b)または(c)の対立遺伝子変異体;ならびに
(f) (a)、(b)、(c)または(e)のサブ配列
からなる群より選択される、分離された核酸配列。 - 適当な発現宿主中でポリペプチドの製造を命令する、1つ以上の制御配列に機能しうるように連結された、請求項52記載の核酸配列を含む核酸構築物。
- 請求項53記載の核酸構築物、プロモーターならびに、転写および翻訳停止シグナルを含む組換え発現ベクター。
- 請求項53記載の核酸構築物を含む組換え宿主細胞。
- 請求項52記載の核酸配列によってコードされるポリペプチド。
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