JP2012019719A - MODIFIED Stx2e PROTEIN SUPPRESSED OF SUGAR CHAIN MODIFICATION - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for producing Stx2e B subunit protein using a plant of immunogenic protein usable as a vaccine for porcine edema disease caused by Shiga toxin (Stx)2e, concretely, provide the technique for producing Stx2e B subunit protein suppressed of sugar chain modification.SOLUTION: DNA encoding modified Stx2e B subunit protein prepared by modifying a partial amino acid sequence consisting of Asn-X-Cys at 55-57th positions of an amino acid sequence of Stx2e B subunit protein having a specific sequence is brought to be expressed in plant cells.

Description

本発明は、志賀毒素(Stx)2eにより引き起こされるブタ浮腫病のワクチンに用いることができる免疫原性タンパク質の植物を用いた生産技術に関する。   The present invention relates to a technique for producing a plant using an immunogenic protein that can be used in a vaccine for swine edema disease caused by Shiga toxin (Stx) 2e.

Stx2eは、腸管出血性大腸菌(enterohemorrhagic Escherichia coli)が産生するタンパク質性外毒素であり、ブタ浮腫病を引き起こす。ブタ浮腫病は、離乳後1〜2週の子豚に高発生し、その致死率は、50〜90%と極めて高い。Stx2eは、細胞への付着に関与するBサブユニット5量体と毒性を持つAサブユニット1量体からなることが知られている。   Stx2e is a protein exotoxin produced by enterohemorrhagic Escherichia coli and causes porcine edema disease. Porcine edema disease is highly occurring in piglets 1 to 2 weeks after weaning, and the mortality rate is extremely high, 50 to 90%. It is known that Stx2e consists of a B subunit pentamer involved in cell attachment and a toxic A subunit monomer.

従来、ワクチンなどに用いられる医療用タンパク質は、微生物、昆虫細胞、動物細胞等を用いて生産されてきた。Stx2eタンパク質は、例えば、従来、無毒化したStx2eタンパク質を組換え大腸菌を用いて生産させ、注射によりブタに投与する技術が知られている(非特許文献1)。
しかしながら、このような方法は、注射の労力がかかるなど高コストであることなどから、この方法を代替、補完する技術が求められていた。このような技術の一つとして、植物を用いてワクチンを生産し、ワクチン生産植物を家畜に経口投与することが検討されている。
Conventionally, medical proteins used for vaccines and the like have been produced using microorganisms, insect cells, animal cells and the like. As for the Stx2e protein, for example, conventionally, a technique is known in which a detoxified Stx2e protein is produced using recombinant Escherichia coli and administered to a pig by injection (Non-patent Document 1).
However, since such a method is costly because it requires labor for injection, a technique for substituting and supplementing this method has been demanded. As one of such techniques, it has been studied to produce a vaccine using a plant and orally administer the vaccine-producing plant to livestock.

このような背景において、本発明者らは、Stx2e等の細菌毒素タンパク質を、トランスジェニック技術を用いて植物に効率よく生産させる技術の開発を行ってきた(特許文献1、2)。
特許文献1には、植物由来の分泌シグナルペプチドがアミノ末端に付加されたStx2e Bサブユニットタンパク質を、植物由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5'−非翻訳領域(ADH5’UTR)を用いて発現させることにより、Stx2e Bサブユニットタンパク質をレタス等の植物に効率良く生産させ、植物体に高濃度で蓄積させる技術が開示されている。
特許文献2には、2つ又は3つのStx2e Bサブユニットタンパク質を特定のペプチドを介してタンデムに連結したタンパク質を植物に生産させ、Stx2e Bサブユニットタンパク質を、植物体に高濃度で蓄積させる技術が開示されている。
In such a background, the present inventors have developed a technique for causing a plant to efficiently produce a bacterial toxin protein such as Stx2e using a transgenic technique (Patent Documents 1 and 2).
In Patent Document 1, Stx2e B subunit protein to which a plant-derived secretory signal peptide is added at the amino terminus is expressed using a 5′-untranslated region (ADH5′UTR) of a plant-derived alcohol dehydrogenase gene. Discloses a technique for efficiently producing Stx2e B subunit protein in a plant such as lettuce and accumulating it in a plant body at a high concentration.
Patent Document 2 discloses a technique for producing in a plant a protein in which two or three Stx2e B subunit proteins are linked in tandem via a specific peptide, and accumulating the Stx2e B subunit protein in the plant body at a high concentration. Is disclosed.

ところで、真核生物において、糖鎖修飾(グリコシル化、糖鎖付加)はタンパク質の翻訳後修飾の重要な過程の一つである。糖鎖修飾によりタンパク質に付加される糖鎖としては、O−結合型糖鎖及びN−結合型糖鎖が知られる。このうち、N−結合型糖鎖は、Man3GlcNAc2からなる共通のトリマンノシルコア構造を有するが、植物に由来するN−結合型糖鎖のコア糖鎖部分には、動物型には認められない植物特有のα−1,3−フコース修飾、β−1,2−キシロース修飾が存在する。このような植物特有の修飾は、動物の生体内に投与した際に、アレルゲンになる可能性が指摘されている。このような背景において、植物により生産されるタンパク質のフコース修飾を減少、抑制する方法として、GDP−フコースの合成に関与する酵素をコードする遺伝子発現を抑制する遺伝子断片を挿入した植物形質転換用ベクターを、植物体もしくは植物細胞に導入して該植物の形質転換を行うなどの技術が報告されている(特許文献3)。また、植物により生産されるタンパク質のα−1,3−フコース修飾、β−1,2−キシロース修飾を抑制する技術として、非還元末端アセチルグルコサミン残基へのガラクトース残基の転移反応を行い得る酵素の遺伝子および異種糖タンパク質の遺伝子を導入して植物細胞を形質転換する技術が報告されている(特許文献4)。 By the way, in eukaryotes, glycosylation (glycosylation, glycosylation) is one of the important processes of post-translational modification of proteins. As sugar chains added to proteins by sugar chain modification, O-linked sugar chains and N-linked sugar chains are known. Among these, N-linked sugar chains have a common trimannosyl core structure consisting of Man 3 GlcNAc 2, but the core sugar chain portion of N-linked sugar chains derived from plants is recognized in animal types. There are α-1,3-fucose modifications and β-1,2-xylose modifications unique to plants. It has been pointed out that such plant-specific modifications may become allergens when administered in vivo in animals. In such a background, as a method for reducing or suppressing fucose modification of proteins produced by plants, a plant transformation vector into which a gene fragment that suppresses gene expression encoding an enzyme involved in the synthesis of GDP-fucose is inserted. A technique has been reported in which a plant is introduced into a plant body or a plant cell to transform the plant (Patent Document 3). In addition, as a technique for suppressing α-1,3-fucose modification and β-1,2-xylose modification of proteins produced by plants, a transfer reaction of a galactose residue to a non-reducing terminal acetylglucosamine residue can be performed. A technique for transforming plant cells by introducing an enzyme gene and a heterologous glycoprotein gene has been reported (Patent Document 4).

一般に、N−結合型糖鎖はAsn−Y-Ser/Thr(YはPro以外のアミノ酸を示す。)という一次配列中のAsn残基に付加されるといわれている(非特許文献2)。
また、酵母や昆虫細胞においては、N−結合型糖鎖が、Asn−X−Cys(Xは任意のアミノ酸を示す。)配列中のAsn残基に付加されるという報告がある(非特許文献3〜5)。
In general, it is said that an N-linked sugar chain is added to an Asn residue in the primary sequence Asn-Y-Ser / Thr (Y represents an amino acid other than Pro) (Non-patent Document 2).
In yeast and insect cells, there is a report that an N-linked sugar chain is added to an Asn residue in an Asn-X-Cys (X represents an arbitrary amino acid) sequence (non-patent literature). 3-5).

国際公開第2009/004842号パンフレットInternational Publication No. 2009/004842 Pamphlet 国際公開第2009/133882号パンフレットInternational Publication No. 2009/133882 Pamphlet 特開2010−51297号公報JP 2010-51297 A 特開2008−212161号公報JP 2008-212161 A

Makino et al., Microbial Pathogenesis, vol. 31, Number 1, pp. 1-8(08), 2001Makino et al., Microbial Pathogenesis, vol. 31, Number 1, pp. 1-8 (08), 2001 Lerouge et al., Plant Molecular Biology, vol. 38, pp. 31-48, 1998Lerouge et al., Plant Molecular Biology, vol. 38, pp. 31-48, 1998 Sato et al., J. Biochem. vol. 127, pp. 65-72, 2000Sato et al., J. Biochem. Vol. 127, pp. 65-72, 2000 Wang et al., Yang P, J. Dairy Sci. vol. 91, pp. 4466-4476, 2008Wang et al., Yang P, J. Dairy Sci. Vol. 91, pp. 4466-4476, 2008 Borisov et al., Anal. Chem., vol. 81, pp. 9744-9754, 2009Borisov et al., Anal. Chem., Vol. 81, pp. 9744-9754, 2009

本発明者らは、これまでの研究で(特許文献1、2参照)、高効率で植物にStx2e
Bサブユニットタンパク質を生産させることに成功しているが、生産の目的とするStx2e Bサブユニットタンパク質と共に、これより分子量が僅かに大きい分子量のタンパク質も生産されていることを発見した。
本発明者らは、この分子量の大きいタンパク質について解析した結果、該タンパク質は、N−結合型糖鎖を有していることを発見した。さらに、本発明者らは、該タンパク質の糖鎖修飾部位について更に検索を行った結果、これまで酵母や昆虫細胞における糖鎖修飾部位として報告されており、植物における糖鎖修飾部位としては報告されていない部分アミノ酸配列Asn(アスパラギン)−X−Cys(システイン)(Xは、任意のアミノ酸を示す。)のAsn残基に、糖鎖が結合していることを発見した。
In the previous research (see Patent Documents 1 and 2), the present inventors have made Stx2e a highly efficient plant.
Although the B subunit protein was successfully produced, it was discovered that a protein having a slightly higher molecular weight was produced together with the Stx2e B subunit protein which is the production target.
As a result of analyzing the protein having a large molecular weight, the present inventors have found that the protein has an N-linked sugar chain. Furthermore, as a result of further searching for the sugar chain modification site of the protein, the present inventors have been reported as a sugar chain modification site in yeast and insect cells, and have been reported as a sugar chain modification site in plants. It was discovered that a sugar chain was bound to the Asn residue of the partial amino acid sequence Asn (asparagine) -X-Cys (cysteine) (X represents any amino acid).

植物に生産させたStx2eタンパク質を、家畜の経口ワクチンに応用することを考えると、植物により生産されるタンパク質は、本来の抗原、すなわち、大腸菌により産生されるタンパク質に近い、糖鎖が付加されていない構造を有するものが望ましいと考えられる。
特に、植物特有のα−1,3−フコース、β−1,2−キシロースを有する糖鎖は、上述の通り、家畜においてアレルゲンとなる可能性があること、さらには、ワクチンに糖鎖修飾を有するタンパク質が混在すると、本来期待するStx2e免疫原性の低下や品質の均一性の低下が起こる可能性もあることから、糖鎖修飾は回避することが望ましい。
Considering the application of Stx2e protein produced in plants to oral vaccines for domestic animals, the protein produced by plants has a sugar chain added, which is close to the original antigen, ie, the protein produced by E. coli. It is considered desirable to have a structure that does not.
In particular, sugar chains having α-1,3-fucose and β-1,2-xylose peculiar to plants have the possibility of becoming allergens in livestock as described above. When the proteins possessed are mixed, the originally expected Stx2e immunogenicity and quality uniformity may be reduced, so it is desirable to avoid sugar chain modification.

そこで、本発明は、Stx2e Bサブユニットタンパク質を、植物を用いて生産する技術において、糖鎖修飾が抑制されたタンパク質を生産する方法を提供すること、併せて、該方法に用いるDNAや組換えベクターを提供することを課題とする。
また、本発明は、上記方法により生産される新規なタンパク質、これを含む植物、及び
この新規なタンパク質や植物を利用したブタ浮腫病ワクチンを提供することを課題とする。
Accordingly, the present invention provides a method for producing a protein in which sugar chain modification is suppressed in a technique for producing a Stx2e B subunit protein using a plant, as well as DNA and recombinants used in the method. The challenge is to provide vectors.
Moreover, this invention makes it a subject to provide the novel protein produced by the said method, the plant containing this, and the pig edema disease vaccine using this novel protein and plant.

本発明者らは、Stx2e Bサブユニットタンパク質(本明細書において、「Stx2eB」ともいう。)に含まれるAsn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す。)からなる部分配列を改変することで、Stx2e Bサブユニットタンパク質の糖鎖修飾を抑制することができることを明らかにし、本発明を完成させた。   The present inventors modify a partial sequence composed of Asn-X-Cys (X represents an arbitrary amino acid) contained in a Stx2e B subunit protein (also referred to herein as “Stx2eB”). Thus, it was clarified that the sugar chain modification of the Stx2e B subunit protein can be suppressed, and the present invention was completed.

すなわち、上記の課題を解決する本発明は、下記の(A)又は(B)に示す、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をコードする、DNAである。
(A)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の下記の部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列を有する、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す。)
(B)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の前記部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加したアミノ酸配列を有し、かつ、下記の部分アミノ酸配列を含まない、Stx2e免疫原性を有する改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X1−Cys(X1は、Pro又はAsp以外のアミノ酸を示す。)
That is, the present invention that solves the above problems is a DNA that encodes a modified Stx2e B subunit protein shown in (A) or (B) below.
(A) Modified Stx2e B subunit protein Asn-X-Cys (X is an arbitrary amino acid sequence) having an amino acid sequence obtained by modifying the following partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Amino acids are shown.)
(B) an amino acid in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, or added in the amino acid sequence obtained by modifying the partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Modified Stx2e B subunit protein Asn-X1-Cys having the sequence and not including the following partial amino acid sequence (X1 represents an amino acid other than Pro or Asp)

上記DNAを植物細胞内で発現させることで、糖鎖修飾が抑制されたタンパク質を植物に生産させることが可能となる。   By expressing the DNA in a plant cell, it is possible to cause a plant to produce a protein in which sugar chain modification is suppressed.

本発明の好ましい形態では、前記部分アミノ酸配列の改変は、配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位のアミノ酸の、Serへの置換である。また、他の好ましい形態では、前記部分アミノ酸配列の改変は、配列番号1で表されるアミノ酸配列の57位のアミノ酸の、Alaへの置換である。   In a preferred form of the invention, the modification of the partial amino acid sequence is a substitution of the amino acid at position 55 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with Ser. In another preferred embodiment, the modification of the partial amino acid sequence is substitution of the amino acid at position 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with Ala.

本発明のDNAの好ましい形態は、2つ又は3つの、上記の(A)及び/又は(B)に示す、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質が、それぞれ、下記の特徴(x)及び(y)を有するペプチドを介してタンデムに連結された、ハイブリッドタンパク質をコードする、DNAである。
(x)アミノ酸の個数が12〜30個
(y)Proの含有率が20〜35%
前記部分アミノ酸配列の改変の好ましい形態は、上述したとおりである。
The preferable form of the DNA of the present invention is that the modified Stx2e B subunit protein shown in (A) and / or (B) above has the following characteristics (x) and (y), respectively. A DNA encoding a hybrid protein linked in tandem via a peptide having a peptide.
(X) 12-30 amino acids (y) Pro content of 20-35%
A preferred form of modification of the partial amino acid sequence is as described above.

特許文献2に示されるとおり、Stx2e Bサブユニットタンパク質を特定のペプチドでタンデムに連結したハイブリッドタンパク質をコードするDNAを植物細胞内で発現させることにより、植物細胞内に、Stx2e Bサブユニットタンパク質を効率よく蓄積させることが可能となる。このことは、糖鎖が付加されたStx2e Bタンパク質の蓄積量が大きくなることを意味する。従って、上記技術において、Stx2e Bサブユニットタンパク質を、本発明の改変Stx2e Bサブユニットタンパク質に置換すれば、糖鎖修飾が抑制されたタンパク質を植物に効率よく生産させることが可能となる。   As shown in Patent Document 2, the Stx2e B subunit protein is efficiently expressed in plant cells by expressing DNA encoding a hybrid protein in which Stx2e B subunit protein is linked in tandem with a specific peptide. It is possible to accumulate well. This means that the amount of accumulated Stx2e B protein to which a sugar chain has been added increases. Therefore, in the above technique, if the Stx2e B subunit protein is replaced with the modified Stx2e B subunit protein of the present invention, it is possible to allow the plant to efficiently produce a protein in which sugar chain modification is suppressed.

本発明の好ましい形態では、前記DNAは、アミノ末端に植物由来の分泌シグナルペプチド(S.P.)が付加された、前記(A)又は(B)の改変Stx2e Bサブユニットタンパク質、若しくは、前記ハイブリッドタンパク質をコードする。また、他の好ましい形態では、前記DNAは、カルボキシル末端に小胞体残留ペプチド又は液胞移行シグナルペプチドが付加された、前記タンパク質をコードする。
当該形態により、上記タンパク質の植物への効率的な蓄積を実現することが可能となる
In a preferred embodiment of the present invention, the DNA comprises the modified Stx2e B subunit protein of (A) or (B), wherein a plant-derived secretory signal peptide (SP) is added to the amino terminus, or the hybrid protein. Code. In another preferred embodiment, the DNA encodes the protein having an endoplasmic reticulum residue peptide or a vacuolar translocation signal peptide added to the carboxyl terminus.
With this form, it is possible to achieve efficient accumulation of the protein in the plant.

本発明は、上述したDNAを含む組換えベクター、及び該組換えベクターで形質転換された形質転換植物細胞又は形質転換植物を提供する。また、本発明は、該形質転換植物から得られる種子を提供する。   The present invention provides a recombinant vector containing the above-described DNA, and a transformed plant cell or transformed plant transformed with the recombinant vector. The present invention also provides seeds obtained from the transformed plant.

また、本発明は、上記の形質転換植物細胞若しくは形質転換植物を原料とする、ブタ浮腫病ワクチンを提供する。   The present invention also provides a swine edema disease vaccine using the above-described transformed plant cell or transformed plant as a raw material.

本発明は、上記のDNAを、植物細胞内で発現させることを含む、Stx2e免疫原性を有するタンパク質の生産方法を提供する。
当該方法により、植物を用いたStx2e Bサブユニットタンパク質の生産における特有の問題である糖鎖修飾を抑制することが可能となる。
The present invention provides a method for producing a protein having Stx2e immunogenicity, which comprises expressing the above DNA in a plant cell.
By this method, it is possible to suppress sugar chain modification, which is a particular problem in the production of Stx2e B subunit protein using plants.

また、本発明は、上記の(A)又は(B)の改変Stx2e Bサブユニットタンパク質、若しくは上記のハイブリッドタンパク質、及び該タンパク質を含む植物を提供する。   The present invention also provides the modified Stx2e B subunit protein of the above (A) or (B), or the above hybrid protein, and a plant containing the protein.

本発明の形質転換植物細胞又は形質転換植物、本発明の植物に含まれるタンパク質は糖鎖修飾が抑制されているので、該植物を動物の経口ワクチンの原料として使用した場合に、家畜におけるアレルギー反応を抑制することが可能となることが期待される。   Since the modified plant cell or the transformed plant of the present invention and the protein contained in the plant of the present invention are suppressed in sugar chain modification, allergic reactions in livestock when the plant is used as a raw material for oral vaccine of animals. It is expected to be possible to suppress this.

本発明者らは、植物細胞で生産されるStx2e Bサブユニットタンパク質について、これまで植物に関しては報告のなかったタイプの糖鎖修飾部位(部分アミノ酸配列)を発見した。そして、この糖鎖修飾部位のアミノ酸配列を人為的に改変することで、タンパク質が糖鎖修飾を受けないよう制御することに成功した。
すなわち、本発明のDNAを植物細胞内で発現させることで、糖鎖修飾が抑制された改変Stx2e Bサブユニットタンパク質を植物に生産させることが可能となる。このようにして得られた改変Stx2e Bサブユニットタンパク質は、アレルゲン性の抑制に寄与する。また、このようなタンパク質は、期待する免疫原性、或いは品質の均一性に寄与することも期待される。
The present inventors have discovered a sugar chain modification site (partial amino acid sequence) of a type that has not been reported for plants so far for the Stx2e B subunit protein produced in plant cells. And it succeeded in controlling protein not to receive a sugar chain modification by artificially changing the amino acid sequence of this sugar chain modification site.
That is, by expressing the DNA of the present invention in a plant cell, it becomes possible to cause a plant to produce a modified Stx2e B subunit protein in which sugar chain modification is suppressed. The modified Stx2e B subunit protein thus obtained contributes to suppression of allergenicity. Such proteins are also expected to contribute to the expected immunogenicity or quality uniformity.

また、本発明者らが既に開発している、植物細胞にStx2e Bサブユニットタンパク質を高生産させる技術を応用した本発明の好ましい形態では、植物への目的タンパク質の効率よい蓄積と、アレルゲン性の抑制を両立することが可能となる。   Further, in a preferred embodiment of the present invention, which has been developed by the present inventors and applied the technology for producing a Stx2e B subunit protein in plant cells at a high production rate, efficient accumulation of the target protein in the plant and allergenicity are achieved. It is possible to achieve both suppression.

試験例で用いた組換えベクターのデザインを示す図である。ベクターType 1は、2つのStx2e Bサブユニットタンパク質をPG12スペーサーを介してタンデムに連結したタンパク質(2×Stx2eB-PG12)をコードするDNAを含み(a)、ベクターType 2は、2つのStx2e Bサブユニットタンパク質をPG12ver2スペーサーを介してタンデムに連結したタンパク質(2×Stx2eB-PG12ver2)をコードするDNAを含み(b)、ベクターType 3は、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をPG12ver2スペーサーを介してタンデムに連結したタンパク質(2×Stx2eBN55S-PG12ver2)をコードするDNAを含む(c)。ベクターType 4は、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をPG12ver2スペーサーを介してタンデムに連結したタンパク質(2×Stx2eBC57A-PG12ver2)をコードするDNAを含む(d)。矢印は、翻訳開始点を示す。It is a figure which shows the design of the recombinant vector used by the test example. Vector Type 1 contains DNA encoding a protein (2 × Stx2eB-PG12) in which two Stx2e B subunit proteins are linked in tandem via a PG12 spacer (a), and Vector Type 2 contains two Stx2e B subs It contains DNA encoding a protein (2 × Stx2eB-PG12ver2) in which a unit protein is linked in tandem via a PG12ver2 spacer (b), and the vector Type 3 contains two modified Stx2e B subunit proteins in tandem via a PG12ver2 spacer. A DNA encoding a protein (2 × Stx2eBN55S-PG12ver2) linked to (c). Vector Type 4 contains DNA encoding a protein (2 × Stx2eBC57A-PG12ver2) in which two modified Stx2e B subunit proteins are linked in tandem via a PG12ver2 spacer (d). The arrow indicates the translation start point. 図1に示すベクターType 1を用いた形質転換実験により得られた、シロイヌナズナ培養細胞形質転換体及びレタス安定形質転換体に蓄積したタンパク質の検出結果を示す写真である(GPF−)。また、上記形質転換体に蓄積したタンパク質をGPF処理した場合の検出結果も併せて示す(GPF+)。処理時間(hour)は、GPFで処理した時間を示す。It is a photograph which shows the detection result of the protein accumulate | stored in the Arabidopsis cultured cell transformant and the lettuce stable transformant obtained by the transformation experiment using the vector Type 1 shown in FIG. 1 (GPF-). Moreover, the detection result when the protein accumulated in the transformant is treated with GPF is also shown (GPF +). Processing time (hour) shows the time processed by GPF. 図1に示すベクターType 1、Type 2、Type 3を用いた一過性発現実験により得られた、シロイヌナズナ培養細胞プロトプラストに蓄積したタンパク質の検出結果を示す写真である(GPF−)。また、上記プロトプラストに蓄積したタンパク質をGPF処理した場合の検出結果も併せて示す(GPF+)。It is a photograph which shows the detection result of the protein accumulate | stored in the Arabidopsis cultured cell protoplast obtained by the transient expression experiment using the vector Type1, Type2, Type3 shown in FIG. 1 (GPF-). Moreover, the detection result when the protein accumulated in the protoplast is treated with GPF is also shown (GPF +). 図1に示すベクターType2、Type 4を用いた一過性発現実験により得られた、シロイヌナズナ培養細胞プロトプラストに蓄積したタンパク質の検出結果を示す写真である。It is a photograph which shows the detection result of the protein accumulate | stored in the Arabidopsis cultured cell protoplast obtained by the transient expression experiment using vector Type2 and Type4 shown in FIG. 図1に示すベクターType 2、Type 3を用いた一過性発現実験により得られた、イネ、コマツヨイグサ、タバコの各プロトプラストに蓄積したタンパク質の検出結果を示す写真である。It is a photograph which shows the detection result of the protein accumulate | stored in each protoplast of rice obtained by the transient expression experiment using vector Type2 and Type3 shown in FIG. 図1に示すベクターType 1、Type 3を用いた形質転換実験により得られた、シロイヌナズナ培養細胞形質転換体及びレタス安定形質転換体に蓄積したタンパク質の検出結果を示す写真である。a、bは、異なるクローンを示す。2 is a photograph showing detection results of proteins accumulated in Arabidopsis cultured cell transformants and lettuce stable transformants obtained by transformation experiments using vectors Type 1 and Type 3 shown in FIG. 1. a and b show different clones.

以下、本発明を実施するための形態を、より詳細に説明する。
本発明のDNAは、Stx2e免疫原性を有するタンパク質をコードする。
本発明において、「Stx2e免疫原性を有する」とは、ブタに投与した場合に抗Stx2e抗体を誘導することを意味する。
本発明の一形態では、本発明のDNAがコードするタンパク質は、(A)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の下記の部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列を有する、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質である。
Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す。)
Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail.
The DNA of the present invention encodes a protein having Stx2e immunogenicity.
In the present invention, “having Stx2e immunogenicity” means inducing an anti-Stx2e antibody when administered to pigs.
In one form of the present invention, the protein encoded by the DNA of the present invention has (A) an amino acid sequence in which the following partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is modified, It is a modified Stx2e B subunit protein.
Asn-X-Cys (X represents any amino acid)

配列番号1は、Stx2e Bサブユニットタンパク質(GenBank Accession No. AAQ63639)の成熟領域(ペリプラズムへの分泌シグナルペプチドを除く、Ala19〜Asn87)のアミノ酸配列を示す。なお、配列番号1に示すアミノ酸配列の55位〜57位は、上記GenBank Accession No. AAQ63639に示されるアミノ酸配列の73位〜75位に対応する。また、配列番号2に、配列番号1で示されるStx2e Bサブユニットタンパク質をコードするDNAの塩基配列の一例を示す。
本明細書において、単に「Stx2e Bサブユニットタンパク質」、「Stx2eB」という場合には、上記成熟領域のアミノ酸配列からなるStx2e Bサブユニットタンパク質を指す。
SEQ ID NO: 1 shows the amino acid sequence of the mature region of the Stx2e B subunit protein (GenBank Accession No. AAQ63639) (Ala19 to Asn87, excluding the secretion signal peptide for the periplasm). Note that positions 55 to 57 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 correspond to positions 73 to 75 of the amino acid sequence shown in GenBank Accession No. AAQ63639. SEQ ID NO: 2 shows an example of the base sequence of the DNA encoding the Stx2e B subunit protein shown in SEQ ID NO: 1.
In the present specification, “Stx2e B subunit protein” and “Stx2eB” simply refer to the Stx2e B subunit protein consisting of the amino acid sequence of the mature region.

55位〜57位の前記の部分アミノ酸配列の改変は、当該配列が失われるような改変であればよく、例えば、55位及び/又は57位のアミノ酸の置換、55位〜57位の何れかのアミノ酸の欠失、55位〜57位のアミノ酸間へのアミノ酸の挿入などが挙げられる。   The modification of the partial amino acid sequence at positions 55 to 57 may be any modification such that the sequence is lost, for example, substitution of amino acids at positions 55 and / or 57, or any of positions 55 to 57. Amino acid deletion, insertion of an amino acid between amino acids at positions 55 to 57, and the like.

改変は、改変によるタンパク質の立体構造の変化が小さくなるように行うことが好ましい。
例えば、55位のAsnを他のアミノ酸に置換する場合には、Asnと同じ親水性のアミノ酸であるSer、Gln、Thr、Asp、Gluに置換することが挙げられる。中でも、Ser、Gln、Thrに置換することが好ましく、更にはSerに置換することが好ましい。Serが特に好ましい理由は、Stx2e Bサブユニットに類似するStx2 Bサブユニットが、上記55位に相当する位置にSerを持つことから見て、置換による立体構造の変化を小さくすることができると考えられるからである。配列番号3に、配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位のAsnがSerに置換されたアミノ酸配
列を示す。
また、例えば、57位のCysを他のアミノ酸に置換する場合には、Cysと同じ親水性のアミノ酸であるTyr、Asn、Glnや、疎水性アミノ酸のうち側鎖の小さなGlyやAlaが挙げられる。配列番号4に、配列番号1で表されるアミノ酸配列の57位のCysがAlaに置換されたアミノ酸配列を示す。
The modification is preferably performed so that the change in the three-dimensional structure of the protein due to the modification is small.
For example, when substituting Asn at position 55 with another amino acid, it may be substituted with Ser, Gln, Thr, Asp, and Glu, which are the same hydrophilic amino acids as Asn. Of these, substitution with Ser, Gln, and Thr is preferred, and substitution with Ser is more preferred. The reason why Ser is particularly preferable is that the Stx2 B subunit similar to the Stx2e B subunit has Ser at the position corresponding to the 55th position, so that the change in the three-dimensional structure due to substitution can be reduced. Because it is. SEQ ID NO: 3 shows an amino acid sequence in which Asn at position 55 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is substituted with Ser.
In addition, for example, when Cys at position 57 is substituted with another amino acid, the same hydrophilic amino acids as Cys, such as Tyr, Asn, and Gln, and Gly and Ala having a small side chain among hydrophobic amino acids can be mentioned. . SEQ ID NO: 4 shows an amino acid sequence in which Cys at position 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is substituted with Ala.

本発明の他の形態では、本発明のDNAがコードするタンパク質は、(B)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の前記部分アミノ酸配列(Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す。))が改変されたアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加したアミノ酸配列を有し、かつ、下記の部分アミノ酸配列を含まない、Stx2e免疫原性を有する改変Stx2e Bサブユニットタンパク質である。
Asn−X1−Cys(X1は、Pro又はAsp以外のアミノ酸を示す。)
In another form of the present invention, the protein encoded by the DNA of the present invention is (B) the partial amino acid sequence (Asn-X-Cys (X is the position of amino acid sequence 55 to 57) of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. And any amino acid.))) Is a modified amino acid sequence having an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, or added, and includes the following partial amino acid sequences: There is no modified Stx2e B subunit protein with Stx2e immunogenicity.
Asn-X1-Cys (X1 represents an amino acid other than Pro or Asp)

すなわち、上記の(A)に示す改変Stx2e Bサブユニットタンパク質の変異型タンパク質であっても、他の部分に上記部分アミノ酸配列からなる糖鎖修飾部位を含まないものであれば、本発明のDNAがコードするタンパク質となり得る。ここで、Kornfeld et al., Ann. Rev. Biochem., 1985, 54: 631-664には、Asn−X−Ser/ThrにおけるXがPro又はAspの場合には、糖鎖付加効率が低いことが記載されている。これと同様に、Asn−X1−Cysにおいても、X1が、Pro又はAspの場合には、糖鎖付加効率が低いことが予測される。従って、前記変異型タンパク質は、Asn−Pro−Cys、又はAsn−Asp−Cysの部分アミノ酸配列は含んでいてもよい場合がある。   That is, even if the modified Stx2e B subunit protein mutant protein shown in (A) above does not contain the sugar chain modification site consisting of the partial amino acid sequence in the other part, the DNA of the present invention Can be a protein encoded by Here, in Kornfeld et al., Ann. Rev. Biochem., 1985, 54: 631-664, when X in Asn-X-Ser / Thr is Pro or Asp, the glycosylation efficiency is low. Is described. Similarly, in Asn-X1-Cys, when X1 is Pro or Asp, it is predicted that sugar chain addition efficiency is low. Therefore, the mutant protein may contain a partial amino acid sequence of Asn-Pro-Cys or Asn-Asp-Cys.

上記(B)に示す改変Stx2e Bサブユニットタンパク質の説明において、「数個」とは、好ましくは2〜10個、更に好ましくは2〜5個、より好ましくは2〜3個である。
また、(B)に示す改変Stx2e Bサブユニットタンパク質は、配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位又は57位のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列と、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上の同一性を有するタンパク質であってもよい。
In the description of the modified Stx2e B subunit protein shown in (B) above, “several” is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 5, and more preferably 2 to 3.
The modified Stx2e B subunit protein shown in (B) is preferably an amino acid sequence in which the amino acid at position 55 or 57 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is substituted with another amino acid, preferably 85% or more, It may be a protein having an identity of 90% or more, more preferably 95% or more.

本発明のDNAがコードするタンパク質は、上記で説明した改変Stx2e Bサブユニットタンパク質以外の構造を含んでいてもよい。すなわち、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質に、種々のペプチドを付加したタンパク質も、その付加によりStx2e免疫原性が失われない限り、本発明のDNAがコードするタンパク質に含まれる。   The protein encoded by the DNA of the present invention may contain a structure other than the modified Stx2e B subunit protein described above. That is, proteins obtained by adding various peptides to the modified Stx2e B subunit protein are also included in the protein encoded by the DNA of the present invention as long as the addition does not lose Stx2e immunogenicity.

また、本発明のDNAがコードするタンパク質は、一般的なN−結合型糖鎖の修飾部位であると報告されているAsn−Y−Ser/Thr(YはPro以外のアミノ酸を示す。)からなるアミノ酸配列を含まないことが好ましい。但し、後述の実施例において示すとおり、下記に説明する、2つ又は3つのStx2e Bサブユニットタンパク質が特定のペプチドを介してタンデムに連結されたハイブリッドタンパク質においては、Asn−Thr−SerはN−結合型糖鎖の修飾部位とならないため、少なくとも該配列は含んでいてもよいことが分かっている。   In addition, the protein encoded by the DNA of the present invention is from Asn-Y-Ser / Thr (Y represents an amino acid other than Pro), which is reported to be a general N-linked sugar chain modification site. It is preferable that the amino acid sequence is not included. However, as shown in the examples described later, in a hybrid protein in which two or three Stx2e B subunit proteins described below are linked in tandem via a specific peptide, Asn-Thr-Ser is N- It has been found that at least the sequence may be included because it does not serve as a modification site for the conjugated sugar chain.

例えば、本発明のDNAがコードするタンパク質として、特許文献2に記載される2つ又は3つのStx2e Bサブユニットタンパク質が、下記の特定のペプチドを介してタンデムに連結されたハイブリッドタンパク質において、Stx2e Bサブユニットタンパク質の少なくとも一つを、上述した改変Stx2e Bサブユニットタンパク質に置換した構造のハイブリッドタンパク質が挙げられる。
本発明の好ましい形態では、本発明のDNAは、2つ又は3つのStx2e Bサブユニットタンパク質が全て改変Stx2e Bサブユニットタンパク質に置換した構造のハイブリッドタンパク質をコードする。
For example, as a protein encoded by the DNA of the present invention, in a hybrid protein in which two or three Stx2e B subunit proteins described in Patent Document 2 are linked in tandem via the following specific peptide, Stx2e B Examples include hybrid proteins having a structure in which at least one of the subunit proteins is replaced with the above-described modified Stx2e B subunit protein.
In a preferred embodiment of the present invention, the DNA of the present invention encodes a hybrid protein having a structure in which two or three Stx2e B subunit proteins are all replaced with modified Stx2e B subunit proteins.

すなわち、本発明の好ましい形態では、本発明のDNAがコードするタンパク質は、2つ又は3つの、上記の(A)及び/又は(B)の改変Stx2e Bサブユニットタンパク質が、それぞれ、下記の特徴(x)及び(y)を有するペプチドを介してタンデムに連結された、ハイブリッドタンパク質である。
(x)アミノ酸の個数が12〜30個
(y)Pro(プロリン)の含有率が20〜35%
That is, in a preferred embodiment of the present invention, two or three proteins encoded by the DNA of the present invention, each of the above-described modified Stx2e B subunit proteins (A) and / or (B), have the following characteristics: It is a hybrid protein linked in tandem via a peptide having (x) and (y).
(X) The number of amino acids is 12-30 (y) The content of Pro (proline) is 20-35%

前記ペプチドのアミノ酸の個数は、好ましくは12〜25個、さらに好ましくは12〜22個である。また、前記ペプチドのプロリンの含有率は、好ましくは、20〜27%、さらに好ましくは、20〜25%である。
また、前記ペプチドにおいて、プロリンは、好ましくは2つ置き、又は3つ置きに配置される。但し、この場合でも、ペプチドの末端においては、プロリン以外のアミノ酸が、5つ以内、好ましくは4つ以内の範囲で連続していてもよい。
The number of amino acids in the peptide is preferably 12-25, more preferably 12-22. The proline content of the peptide is preferably 20 to 27%, more preferably 20 to 25%.
In the peptide, proline is preferably arranged every two or every third. However, even in this case, at the terminal of the peptide, amino acids other than proline may be continuous within 5 or less, preferably 4 or less.

また、前記ペプチドにおいては、プロリン以外のアミノ酸のうち、セリン、グリシン、アルギニン、リジン、スレオニン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン及びアスパラギン酸の合計含有率は、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。また、前記ペプチドにおいては、プロリン以外のアミノ酸のうち、セリン、グリシン及びアスパラギンの合計含有率は、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。また、前記ペプチドにおいては、プロリン以外のアミノ酸のうち、セリン及びグリシンの合計含有率は、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。これは、これらのアミノ酸を多く含むペプチドは、二次構造(ベータシート構造やヘリックス構造)をとりにくいためである。   In the peptide, among amino acids other than proline, the total content of serine, glycine, arginine, lysine, threonine, glutamine, asparagine, histidine and aspartic acid is preferably 70% or more, more preferably 80% or more. More preferably, it is 90% or more. In the peptide, among the amino acids other than proline, the total content of serine, glycine and asparagine is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, more preferably 90% or more. In the peptide, the total content of serine and glycine among amino acids other than proline is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and more preferably 90% or more. This is because peptides containing a large amount of these amino acids are unlikely to have a secondary structure (beta sheet structure or helix structure).

一方、前記ペプチドにおいては、プロリン以外のアミノ酸のうち、アラニン、メチオニン及びグルタミン酸の合計含有率は、好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下である。これは、これらのアミノ酸を多く含むペプチドは、ヘリックス構造をとりやすいためである。また、前記ペプチドにおいては、プロリン以外のアミノ酸のうち、トリプトファン、ロイシン、イソロインシン、チロシン、フェニルアラニン及びバリンの合計含有率は、好ましくは20%以下、さらに好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である。これは、これらのアミノ酸を多く含むペプチドは、ベータシート構造及びヘリックス構造をとりやすいためである。
前記ペプチドは、好ましくは、配列番号5で表されるアミノ酸配列からなるペプチド(PG12スペーサー)、配列番号6で表されるアミノ酸配列からなるペプチド(PG12ver2スペーサー)、配列番号7で表されるアミノ酸配列からなるペプチド(PG17スペーサー)、又は、配列番号8で表されるアミノ酸配列からなるペプチド(PG22スペーサー)から選ばれる。
On the other hand, in the peptide, among the amino acids other than proline, the total content of alanine, methionine and glutamic acid is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and more preferably 10% or less. This is because a peptide containing many of these amino acids tends to have a helix structure. In the peptide, among amino acids other than proline, the total content of tryptophan, leucine, isoloincin, tyrosine, phenylalanine and valine is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, more preferably 5% or less. It is. This is because a peptide containing a large amount of these amino acids tends to take a beta sheet structure and a helix structure.
The peptide is preferably a peptide consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 5 (PG12 spacer), a peptide consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 6 (PG12ver2 spacer), an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 7 Or a peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 (PG22 spacer).

また、上記ハイブリッドタンパク質は、さらにそのC末端に前記ペプチドが付加されていることが好ましい。
本発明のDNAがコードするハイブリッドタンパク質は、例えば、配列番号9や10で表されるアミノ酸配列を有する。配列番号9で表されるアミノ酸配列を有するハイブリッドタンパク質は、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパク質(55位の置換)が、PG12スペーサーを介してタンデムに連結されている。配列番号10で表されるアミノ酸配列を有するハイブリッドタンパク質は、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパ
ク質(55位の置換)が、PG12スペーサーを介してタンデムに連結され、さらにそのC末端にPG12スペーサーが連結されている。このようなハイブリッドタンパク質は、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質として、上述した配列番号1に示すアミノ酸配列における57位が置換されたものであるものであってもよい。
前記PG12スペーサーなどのペプチドを、改変Stx2eBタンパク質を連結するためのリンカーとして使用することにより、改変Stx2eBタンパク質の植物細胞への蓄積レベルが増大する(特許文献2参照)。
The hybrid protein preferably further has the peptide added to the C-terminus.
The hybrid protein encoded by the DNA of the present invention has an amino acid sequence represented by SEQ ID NOs: 9 and 10, for example. In the hybrid protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9, two modified Stx2e B subunit proteins (substitution at position 55) are linked in tandem via a PG12 spacer. In the hybrid protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 10, two modified Stx2e B subunit proteins (substitution at position 55) are tandemly linked via a PG12 spacer, and further a PG12 spacer is linked to the C-terminus thereof Has been. Such a hybrid protein may be a modified Stx2e B subunit protein in which position 57 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is substituted.
By using the peptide such as the PG12 spacer as a linker for linking the modified Stx2eB protein, the accumulation level of the modified Stx2eB protein in plant cells is increased (see Patent Document 2).

また、本発明のDNAがコードするタンパク質は、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質の構造以外に、例えば、Stx2e Aサブユニットタンパク質の構造を含んでいてもよい。すなわち、本発明のDNAがコードするタンパク質は、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質とStx2e Aサブユニットタンパク質とのハイブリッドタンパク質であってもよい。但し、Stx2e Aサブユニットタンパク質を用いる場合には、無毒化することが好ましい。   In addition to the structure of the modified Stx2e B subunit protein, the protein encoded by the DNA of the present invention may include, for example, the structure of a Stx2e A subunit protein. That is, the protein encoded by the DNA of the present invention may be a hybrid protein of a modified Stx2e B subunit protein and a Stx2e A subunit protein. However, when the Stx2e A subunit protein is used, it is preferably detoxified.

また、本発明のDNAがコードするタンパク質は、その末端に、例えば、分泌シグナルペプチド小胞体残留シグナルペプチド、液胞移行シグナルペプチド等のシグナルペプチドが付加されていてもよい。これにより、タンパク質を発現させる植物種に応じて、タンパク質の蓄積レベルを最適化することも可能となる(特許文献1参照)。   In addition, the protein encoded by the DNA of the present invention may be added with a signal peptide such as a secretory signal peptide endoplasmic reticulum residual signal peptide or a vacuolar translocation signal peptide at the end. Thereby, it becomes possible to optimize the accumulation level of protein according to the plant species which express protein (refer patent document 1).

本発明のDNAがコードするタンパク質は、例えば、アミノ末端に植物由来の分泌シグナルペプチドが付加されている。
分泌シグナルペプチドは、好ましくはナス科(Solanaceae)、アブラナ科(Brassicaceae)、キク科(Asteraceae)、アカバナ科(Onagraceae)に属する植物、さらに好ましくはタバコ属(Nicotiana)、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、アキノノゲシ属(Lactuca)、マツヨイグサ属(Oenothera)等に属する植物、より好ましくはタバコ(Nicotiana tabacum)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)、レタス(Lactuca sativa)、コマツヨイグサ(Oenothera laciniata)等に由来する。
また、好ましくはタバコのβ−Dグルカンエキソヒドロラーゼ(β-D-glucan exohydrolase)、タバコの38kDa ペルオキシダーゼ(GenBank Accession D42064)に由来する。
前記分泌シグナルペプチドとしては、例えば、タバコのβ−Dグルカンエキソヒドロラーゼに由来する、配列番号11で表されるアミノ酸配列を有しているペプチドが挙げられる。
The protein encoded by the DNA of the present invention has, for example, a plant-derived secretory signal peptide added to the amino terminus.
The secretory signal peptide is preferably a plant belonging to the family of Solanaceae, Brassicaceae, Asteraceae, Onagraceae, more preferably Nicotiana, Arabidopsis, Akinonogesi It is derived from a plant belonging to the genus (Lactuca), Oenothera, etc., more preferably from tobacco (Nicotiana tabacum), Arabidopsis thaliana, lettuce (Lactuca sativa), Oenothera laciniata and the like.
Preferably, it is derived from tobacco β-D-glucan exohydrolase and tobacco 38 kDa peroxidase (GenBank Accession D42064).
Examples of the secretory signal peptide include a peptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 11 derived from tobacco β-D glucan exohydrolase.

さらに、本発明のDNAがコードするタンパク質は、そのカルボキシル末端に、小胞体残留シグナルペプチド、液胞移行シグナルペプチド等のシグナルペプチドが付加されていてもよい。ここで、「付加」とは、シグナルペプチドが、前記ハイブリッドタンパク質のカルボキシル末端に、直接結合している場合も、他のペプチドを介して結合している場合も含む概念である。
本発明のDNAがコードするタンパク質は、そのカルボキシル末端に、好ましくは、小胞体残留シグナルペプチドが付加されている。小胞体残留シグナルペプチドとしてはHDEL配列(配列番号12)を含む小胞体残留シグナルペプチドが挙げられる。
Furthermore, the protein encoded by the DNA of the present invention may have a signal peptide such as an endoplasmic reticulum residual signal peptide or a vacuolar transit signal peptide added to the carboxyl terminus. Here, the “addition” is a concept including a case where the signal peptide is directly bonded to the carboxyl terminus of the hybrid protein and a case where it is bonded via another peptide.
The protein encoded by the DNA of the present invention preferably has an endoplasmic reticulum residual signal peptide added to its carboxyl terminus. Examples of the endoplasmic reticulum residual signal peptide include an endoplasmic reticulum residual signal peptide containing the HDEL sequence (SEQ ID NO: 12).

液胞移行シグナルペプチドとしては、好ましくはナス科(Solanaceae)、アブラナ科(Brassicaceae)、キク科(Asteraceae)、アカバナ科(Onagraceae)に属する植物、さらに好ましくはタバコ属(Nicotiana)、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、アキノノゲシ属(Lactuca)、セイヨウワサビ属(Armoracia)、マツヨイグサ属(Oenothera)等に属する植物、より好ましくはタバコ(Nicotiana tabacum)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)、レタス(Lactuca sativa)、セイヨウワサビ(Armoracia rusticana)、コマツヨイグサ((Oenothera laciniata))等に由来する。また、好ましくは、キチナーゼに由来する
。また、好ましくは、セイヨウワサビペルオキシダーゼC1a アイソザイムに由来する。
The vacuolar translocation signal peptide is preferably a plant belonging to the family Solanaceae, Brassicaceae, Asteraceae, Onagraceae, more preferably Nicotiana, Arabidopsis. ), Plants belonging to the genus Lactuca, horseradish (Armoracia), Oenothera, etc., more preferably tobacco (Nicotiana tabacum), Arabidopsis thaliana, lettuce (Lactuca sativa), horseradish (Armora) rusticana), Oenothera laciniata, etc. Also preferably derived from chitinase. Also preferably derived from horseradish peroxidase C1a isozyme.

本発明のDNAの塩基配列は、該タンパク質を生産させる宿主細胞に応じて、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質の翻訳量が増大するように、該タンパク質を構成するアミノ酸を示すコドンを適宜改変することも好ましい。
コドン改変の方法としては、例えばKang et al. (2004)の方法を参考にすることができる。また、宿主細胞において使用頻度の高いコドンを選択したり、GC含量が高いコドンを選択したり、宿主細胞のハウスキーピング遺伝子において使用頻度の高いコドンを選択したりする方法が挙げられる。
例えば、GC含量が高いコドンを選択した配列番号13で表される塩基配列を有するDNAを、本発明のDNAとして用いることができる。
In the base sequence of the DNA of the present invention, the codon indicating the amino acid constituting the protein may be appropriately modified so that the translation amount of the modified Stx2e B subunit protein increases according to the host cell that produces the protein. preferable.
As a codon modification method, for example, the method of Kang et al. (2004) can be referred to. In addition, a method of selecting a codon that is frequently used in the host cell, selecting a codon having a high GC content, or selecting a codon that is frequently used in the housekeeping gene of the host cell.
For example, a DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 13 in which a codon having a high GC content is selected can be used as the DNA of the present invention.

本発明のDNAの好ましい形態では、改変Stx2eタンパク質、若しくは上記のハイブリッドタンパク質のコード領域のDNAは、エンハンサーに発現可能に連結されている。ここで、「発現可能」とは、本発明のDNAが適切なプロモーターを含むベクターに挿入され、該ベクターが適切な宿主細胞に導入された場合に、宿主細胞内で上記タンパク質が生産されることをいう。また、「連結」とは、2つのDNAが直接結合している場合も、他の塩基配列を介して結合している場合も含む概念である。
エンハンサーとしては、Kozak配列や植物由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域が挙げられる。特に好ましくは、上記タンパク質をコードするDNAが、植物由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域に発現可能に連結されている。
In a preferred form of the DNA of the present invention, the modified Stx2e protein or the coding region DNA of the hybrid protein is linked to an enhancer so that it can be expressed. Here, “expressible” means that the protein of the present invention is produced in a host cell when the DNA of the present invention is inserted into a vector containing an appropriate promoter and the vector is introduced into an appropriate host cell. Say. In addition, the term “linkage” is a concept that includes a case where two DNAs are directly bonded and a case where they are bonded via another base sequence.
Examples of the enhancer include a Kozak sequence and a 5′-untranslated region of a plant-derived alcohol dehydrogenase gene. Particularly preferably, the DNA encoding the protein is operably linked to the 5′-untranslated region of a plant-derived alcohol dehydrogenase gene.

アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域とは、アルコールデヒドロゲナーゼをコードする遺伝子の転写開始点から、翻訳開始点(ATG、メチオニン)の前までの塩基配列を含む領域をいう。該領域は、翻訳量増大機能を有している。「翻訳量増大機能」とは、構造遺伝子にコードされた情報が、転写後、翻訳されてタンパク質が産生される際に、翻訳により産生されるタンパク質量を増大させる機能をいう。前記領域は、植物に由来すればよいが、好ましくはナス科(Solanaceae)、アブラナ科(Brassicaceae)、キク科(Asteraceae)、アカバナ科(Onagraceae)に属する植物、さらに好ましくはタバコ属(Nicotiana)、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、アキノノゲシ属(Lactuca)、マツヨイグサ属(Oenothera)等に属する植物、より好ましくはタバコ(Nicotiana tabacum)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)、レタス(Lactuca sativa)、コマツヨイグサ(Oenothera laciniata)等に由来する。
前記アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域としては、例えばタバコ(Nicotiana tabacum)由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域(NtADH5'UTR)である、配列番号14で表される塩基配列からなる領域が挙げられる。
The 5′-untranslated region of the alcohol dehydrogenase gene refers to a region including the base sequence from the transcription start point of the gene encoding alcohol dehydrogenase to the translation start point (ATG, methionine). This region has a function of increasing the translation amount. The “translation amount increasing function” refers to a function of increasing the amount of protein produced by translation when the information encoded by the structural gene is translated and translated to produce a protein. The region may be derived from a plant, preferably a plant belonging to the family Solanaceae, Brassicaceae, Asteraceae, Onagraceae, more preferably Nicotiana, Plants belonging to the genus Arabidopsis, Lactuca, Oenothera and the like, more preferably tobacco (Nicotiana tabacum), Arabidopsis thaliana, lettuce (Lactuca sativa), Koenyo lac Derived from.
As the 5′-untranslated region of the alcohol dehydrogenase gene, for example, the 5′-untranslated region (NtADH5′UTR) of the alcohol dehydrogenase gene derived from tobacco (Nicotiana tabacum), the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 14 The area which becomes is mentioned.

植物由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域は、例えば、アルコールデヒドロゲナーゼを高発現している植物培養細胞のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子から単離することができる(特開2003−79372号公報参照)。また、タバコのアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域等、その塩基配列が確定しているものについては、化学合成、又は該領域の5’及び3’末端の塩基配列をプライマーとし、ゲノムDNAを鋳型としたPCRなどにより合成することもできる。また、塩基配列が確定している前記領域の一部をプローブとして用いることにより、他の植物のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域を探索し、これを単離することもできる。   The 5'-untranslated region of a plant-derived alcohol dehydrogenase gene can be isolated from, for example, the alcohol dehydrogenase gene of a plant cultured cell that highly expresses alcohol dehydrogenase (see JP-A-2003-79372). In addition, as for the 5'-untranslated region of tobacco alcohol dehydrogenase gene, etc. whose nucleotide sequence has been determined, genomic DNA is used as a primer for the chemical synthesis or the 5 'and 3' terminal nucleotide sequences of the region. It can also be synthesized by PCR or the like using as a template. Further, by using a part of the region whose base sequence is determined as a probe, it is possible to search for and isolate the 5'-untranslated region of the alcohol dehydrogenase gene of another plant.

また、配列番号14の塩基配列で表されるような前記アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域は、翻訳量増大機能を保持している限り、1又は数個の塩基の置換、欠失、挿入又は付加を有していてもよい。前記「数個」としては、好ましくは2〜10
個、さらに好ましくは2〜5個、特に好ましくは2〜3個である。
また、前記アルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域と好ましくは85%以上、特に好ましくは90%以上の同一性を有し、かつ翻訳量増大機能を保持しているDNAを使用してもよい。
Further, the 5′-untranslated region of the alcohol dehydrogenase gene represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 14 is substituted or deleted with one or several bases as long as it retains the function of increasing the translation amount. You may have insertions or additions. The “several” is preferably 2 to 10
The number is more preferably 2 to 5, particularly preferably 2 to 3.
Further, DNA having the identity of the 5′-untranslated region of the alcohol dehydrogenase gene, preferably 85% or more, particularly preferably 90% or more, and having the function of increasing the translation amount may be used. .

前記領域が目的とする翻訳量増大機能を有するか否かについては、例えばタバコ培養細胞においてGUS(β−グルクロニダーゼ)遺伝子又はルシフェラーゼ遺伝子をレポーター遺伝子としたトランジェントアッセイ、染色体に組み込ませた形質転換細胞でのアッセイ等により確認することができる。   Whether or not the region has the desired function of increasing the amount of translation can be determined by, for example, a transient assay using a GUS (β-glucuronidase) gene or a luciferase gene as a reporter gene in a cultured tobacco cell, or a transformed cell integrated into a chromosome. This can be confirmed by the assay.

このような塩基配列として、ATG近傍配列改変型タバコアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域(配列番号15)を用いることができる。   As such a base sequence, the 5'-untranslated region (SEQ ID NO: 15) of the ATG neighborhood sequence modified tobacco alcohol dehydrogenase gene can be used.

本発明のDNAは、例えば、配列番号16〜18に表される塩基配列を有する。
配列番号16で表される塩基配列を有するDNAは、ATG近傍配列改変型タバコ由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域(NtADH5'UTRmod、配列番号15)に、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパク質(55位の置換)をPG12スペーサーを介してタンデムに連結したハイブリッドタンパク質をコードするDNAを連結したDNAである。
The DNA of the present invention has a base sequence represented by SEQ ID NOs: 16 to 18, for example.
The DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 16 contains two modified Stx2e B subunits in the 5′-untranslated region (NtADH5′UTRmod, SEQ ID NO: 15) of the alcohol dehydrogenase gene derived from the ATG neighborhood modified tobacco. This is DNA obtained by ligating DNA encoding a hybrid protein in which a protein (substitution at position 55) is tandemly linked through a PG12 spacer.

配列番号17で表される塩基配列を有するDNAは、NtADH5'UTRmodに、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパク質(55位の置換)を、PG12スペーサーを介してタンデムに連結し、アミノ末端に分泌シグナルペプチドを、カルボキシル末端に小胞体残留シグナルペプチドを付加したハイブリッドタンパク質をコードするDNAを連結したDNAである。   DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 17 is linked to NtADH5'UTRmod with two modified Stx2e B subunit proteins (substitution at position 55) in tandem via a PG12 spacer, and a secretory signal at the amino terminus The peptide is a DNA in which a DNA encoding a hybrid protein in which an endoplasmic reticulum residual signal peptide is added to the carboxyl terminus is linked.

配列番号18で表される塩基配列を有するDNAは、NtADH5'UTRmodに、2つのStx2eB サブユニットタンパク質(55位の置換)を、PG12スペーサーを介してタンデムに連結し、アミノ末端に分泌シグナルペプチドを付加し、カルボキシル末端にPG12スペーサーを連結し、さらにそのカルボキシル末端に小胞体残留シグナルペプチドを付加したハイブリッドタンパク質をコードするDNAを連結したDNAである。   The DNA having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 18 is obtained by linking two Stx2eB subunit proteins (substitution at position 55) to NtADH5'UTRmod in tandem via a PG12 spacer, and a secretory signal peptide at the amino terminus. It is a DNA in which a PG12 spacer is added to the carboxyl terminus and a DNA encoding a hybrid protein in which an endoplasmic reticulum residual signal peptide is added to the carboxy terminus.

上記で説明した、本発明のDNAは、一般的な遺伝子工学的手法により作製することができ、必要な場合は、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をコードするDNAに、植物由来のアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5’−非翻訳領域、植物由来の分泌シグナルペプチドをコードするDNA、小胞体残留シグナルペプチドをコードするDNAなどのDNAを、それぞれ、適当な制限酵素により切断し、適当なリガーゼで連結すればよい。
また、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質と他のタンパク質のハイブリッドタンパク質や改変Stx2e Bサブユニットタンパク質を、上記特定のペプチドを介してタンデムに連結したハイブリッドタンパク質をコードするDNAを合成する場合には、各タンパク質をコードするDNAを終止コドンを除いて読み枠を合わせて連結すればよい。例えば、2つの改変Stx2e Bサブユニットタンパク質を、上記特定のペプチドを介してタンデムに連結したハイブリッドタンパク質をコードするDNAは、例えば、配列番号13に示す改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をコードするDNAと、配列番号5に示すPG12スペーサーとを終止コドンを除いて読み枠を合わせて連結することにより、合成することができる。
The DNA of the present invention described above can be prepared by a general genetic engineering technique. If necessary, the DNA encoding the modified Stx2e B subunit protein is added to the plant-derived alcohol dehydrogenase gene 5. '-DNA such as DNA encoding non-translated region, plant-derived secretory signal peptide, DNA encoding endoplasmic reticulum residual signal peptide may be cleaved with an appropriate restriction enzyme and ligated with an appropriate ligase.
In addition, when synthesizing a DNA encoding a hybrid protein in which a modified Stx2e B subunit protein and a hybrid protein of another protein or a modified Stx2e B subunit protein are linked in tandem via the specific peptide, each protein is synthesized. The DNA encoding can be ligated with the reading frame aligned except for the stop codon. For example, a DNA encoding a hybrid protein in which two modified Stx2e B subunit proteins are linked in tandem via the specific peptide, for example, a DNA encoding the modified Stx2e B subunit protein shown in SEQ ID NO: 13; It can be synthesized by ligating the PG12 spacer shown in SEQ ID NO: 5 with the reading frame aligned except for the stop codon.

改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をコードするDNAは、適当なプライマーを用いてPCRにより合成することができる。例えば、実施例において説明するStx2
e Bサブユニットタンパク質をコードするDNAの合成において、用いるプライマーの塩基配列を目的のアミノ酸配列をコードするように変更すればよい。
また、実施例において示すように、Stx2e Bサブユニットタンパク質をコードするDNAを含むプラスミドを鋳型に用い、適当なプライマーを用いて、インバースPCRを行うことにより、目的のアミノ酸に対応するコドンを規定するように塩基置換することができる。
DNA encoding the modified Stx2e B subunit protein can be synthesized by PCR using appropriate primers. For example, Stx2 described in the embodiment
e In the synthesis of DNA encoding the B subunit protein, the base sequence of the primer used may be changed so as to encode the target amino acid sequence.
In addition, as shown in the Examples, a plasmid containing DNA encoding Stx2e B subunit protein is used as a template, and an inverse PCR is performed using appropriate primers to define a codon corresponding to the target amino acid. Thus, the base substitution can be performed.

本発明の組換えベクターは、本発明のDNAを含むことを特徴とする。本発明の組換えベクターは、本発明のDNAが、ベクターが導入される植物細胞において発現可能なように、ベクター内に挿入されていればよい。ベクターは、植物ゲノムに安定的に遺伝子を組み込むためのバイナリープラスミドDNAや、ウィルスDNA等が挙げられる。前者のベクターは薬剤耐性遺伝子等の選択マーカーを含むことが好ましく、市販のプラスミドとして、例えば、pRI909、pBI121、pBI101、pIG121Hm等を用いることもできる。ウィルスDNAとしては、例えばpTB2(Donson et al., 1991)等を用いることができる(Donson J., Kerney CM., Hilf ME., Dawson WO. Systemic expression of
a bacterial gene by a tobacco mosaic virus-based vector. Proc. Natl. Acad. Sci.(1991) 88: 7204-7208を参照。)
The recombinant vector of the present invention is characterized by containing the DNA of the present invention. The recombinant vector of the present invention may be inserted into the vector so that the DNA of the present invention can be expressed in plant cells into which the vector is introduced. Examples of the vector include binary plasmid DNA and viral DNA for stably incorporating a gene into a plant genome. The former vector preferably contains a selection marker such as a drug resistance gene, and commercially available plasmids such as pRI909, pBI121, pBI101, and pIG121Hm can also be used. As the viral DNA, for example, pTB2 (Donson et al., 1991) can be used (Donson J., Kerney CM., Hilf ME., Dawson WO. Systemic expression of
See Proc. Natl. Acad. Sci. (1991) 88: 7204-7208. a bacterial gene by a tobacco mosaic virus-based vector. )

組換えベクター内で用いられるプロモーターは、ベクターが導入される植物細胞に応じて適宜選択することができる。例えば、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター(Odell et al.1985 Nature 313:810)、イネのアクチンプロモーター(Zhang et al.1991 Plant Cell 3:1155)、トウモロコシのユビキチンプロモーター(Cornejo et al.1993 Plant Mol.Biol.23:567)等が好ましく用いられる。また、ベクター内で用いられるターミネーターも、同様にベクターが導入される宿主細胞に応じて適宜選択することができる。例えば、ノパリン合成酵素遺伝子転写ターミネーター、カリフラワーモザイクウイルス35Sターミネーター、シロイヌナズナheat shock protein 18.2 遺伝子のターミネーター(HSP-T)等が好ましく用いられる。   The promoter used in the recombinant vector can be appropriately selected according to the plant cell into which the vector is introduced. For example, cauliflower mosaic virus 35S promoter (Odell et al. 1985 Nature 313: 810), rice actin promoter (Zhang et al. 1991 Plant Cell 3: 1155), maize ubiquitin promoter (Cornejo et al. 1993 Plant Mol. Biol . 23: 567) is preferably used. Similarly, the terminator used in the vector can be appropriately selected according to the host cell into which the vector is introduced. For example, nopaline synthase gene transcription terminator, cauliflower mosaic virus 35S terminator, Arabidopsis heat shock protein 18.2 gene terminator (HSP-T) and the like are preferably used.

本発明の組換えベクターは、例えば以下のようにして作製することができる。
まず、本発明のDNAを適当な制限酵素で切断又はPCRによって制限酵素部位を付加し、ベクターの制限酵素部位又はマルチクローニングサイトに挿入する。
The recombinant vector of the present invention can be prepared, for example, as follows.
First, the DNA of the present invention is cleaved with an appropriate restriction enzyme or a restriction enzyme site is added by PCR and inserted into a restriction enzyme site or a multiple cloning site of a vector.

本発明の形質転換植物細胞又は形質転換植物は、本発明の組換えベクターで形質転換されていることを特徴とする。
形質転換の対象となる植物細胞及び植物の種類は、特に制限されないが、ナス科(Solanaceae)、アブラナ科(Brassicaceae)、キク科(Asteraceae)、アカバナ科(Onagraceae)、アカザ科(Chenopodiaceae)に属する植物、さらに好ましくはタバコ属(Nicotiana)、シロイヌナズナ属(Arabidopsis)、アキノノゲシ属(Lactuca)、マツヨイグサ属(Oenothera)等に属する植物、より好ましくはタバコ(Nicotiana tabacum)、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)、レタス(Lactuca sativa)、コマツヨイグサ(Oenothera laciniata)等が好ましく用いられる。
The transformed plant cell or transformed plant of the present invention is characterized by being transformed with the recombinant vector of the present invention.
Plant cells and plant types to be transformed are not particularly limited, but belong to the family Solanaceae, Brassicaceae, Asteraceae, Onagraceae, Chenopodiaceae Plants, more preferably plants belonging to the genus Tobacco (Nicotiana), Arabidopsis (Arabidopsis), Lactuca, Oenothera, etc., more preferably Nicotiana tabacum, Arabidopsis thaliana, lettuce ( Lactuca sativa), Oenothera laciniata, etc. are preferably used.

本発明の形質転換植物細胞は、一般的な遺伝子工学的手法を用いて、本発明の組換えベクターを植物細胞に導入することにより作製することができる。例えば、アクロバクテリウムを利用した導入方法(Hood, et al., 1993, Transgenic, Res. 2:218,Hiei, et al.,1994 Plant J. 6:271)、エレクトロポレーション法(Tada, et al., 1990, Theor.Appl.Genet, 80:475)、ポリエチレングリコール法(Lazzeri, et al., 1991, Theor. Appl. Genet. 81:437)、パーティクルガン法(Sanford, et al., 1987, J. Part. Sci.
tech. 5:27)、ポリカチオン法(Ohtsuki)などの方法を用いることが可能である。
本発明の組換えベクターを植物細胞に導入した後、選択マーカーの表現型によって本発
明の形質転換植物細胞を選抜することができる。また、選抜した形質転換植物細胞を培養することにより、目的とするタンパク質を生産することができる。培養に用いる培地及び条件は、形質転換植物細胞の種に応じて適宜選択することができる。
また、選抜した形質転換植物細胞を常法に従って培養することにより、植物体を再生することで、本発明の形質転換植物を得ることができ、植物細胞内又は植物細胞の細胞膜外に目的とするタンパク質を蓄積させることができる。植物体を再生する方法としては、例えば、植物細胞の種類により異なるが、ジャガイモであればVisserら(Theor.Appl.Genet 78:594(1989))の方法が挙げられ、タバコであればNagataとTakebe(Planta 99:12(1971))の方法が挙げられる。
The transformed plant cell of the present invention can be prepared by introducing the recombinant vector of the present invention into a plant cell using a general genetic engineering technique. For example, the introduction method using Acrobacterium (Hood, et al., 1993, Transgenic, Res. 2: 218, Hiei, et al., 1994 Plant J. 6: 271), electroporation method (Tada, et al. al., 1990, Theor.Appl.Genet, 80: 475), polyethylene glycol method (Lazzeri, et al., 1991, Theor. Appl. Genet. 81: 437), particle gun method (Sanford, et al., 1987) , J. Part. Sci.
tech. 5:27), polycation method (Ohtsuki) and the like can be used.
After introducing the recombinant vector of the present invention into a plant cell, the transformed plant cell of the present invention can be selected according to the phenotype of the selection marker. Moreover, the target protein can be produced by culturing the selected transformed plant cells. The medium and conditions used for the culture can be appropriately selected according to the species of the transformed plant cell.
In addition, the transformed plant cell of the present invention can be obtained by regenerating the plant body by culturing the selected transformed plant cell according to a conventional method, and the intended purpose is inside the plant cell or outside the cell membrane of the plant cell. Protein can be accumulated. As a method of regenerating a plant body, for example, the method of Visser et al. (Theor. Appl. Genet 78: 594 (1989)) can be cited for potato, and Nagata for tobacco can be used. Takebe (Planta 99:12 (1971)) is the method.

レタスの場合は0.1 mg /lのNAA(ナフタレン酢酸)、0.05 mg/lのBA(ベンジルアデニン)および0.5 g/lのpolyvinylpyrrolidoneを含むMS培地でシュートの再生が可能であり、再生したシュートを0.5 g/lのpolyvinylpyrrolidoneを含む1/2 MS培地で培養することで発根が可能である。   In the case of lettuce, shoot regeneration is possible with MS medium containing 0.1 mg / l NAA (naphthalene acetic acid), 0.05 mg / l BA (benzyladenine) and 0.5 g / l polyvinylpyrrolidone. Rooting is possible by culturing in 1/2 MS medium containing g / l polyvinylpyrrolidone.

また、本発明の種子は、上記のようにして再生した植物体から種子を採取することにより得ることができる。本発明の種子は適当な方法で播種し栽培することにより、前記改変Stx2e Bサブユニットタンパク質、若しくはハイブリッドタンパク質を生産する植物体を生産することができ、このような植物体も、本発明の形質転換植物に含まれる。   The seeds of the present invention can be obtained by collecting seeds from plants regenerated as described above. The seed of the present invention can be sown and cultivated by an appropriate method to produce a plant that produces the modified Stx2e B subunit protein or hybrid protein. Included in convertible plants.

本発明のブタ浮腫病ワクチンは、本発明の形質転換植物細胞若しくは形質転換植物を原料とすることを特徴とする。本発明のブタ浮腫病ワクチンは、上記の改変Stx2e Bサブユニットタンパク質やハイブリッドタンパク質を生産する形質転換植物そのものとすることもできるが、形質転換植物細胞や形質転換植物を乾燥、粉砕するなどして、他の成分と共に加工することにより製造することもできる。また、本発明のブタ浮腫病ワクチンには、上記タンパク質の免疫原性を高めるアジュバントを配合することもできる。一般的には、安全性を考慮して水酸化アルミニウムなどがアジュバントとして用いられる。   The porcine edema disease vaccine of the present invention is characterized by using the transformed plant cell or transformed plant of the present invention as a raw material. The pig edema disease vaccine of the present invention can be a transformed plant itself that produces the above-described modified Stx2e B subunit protein or hybrid protein. However, the transformed plant cell or transformed plant is dried, pulverized, or the like. It can also be produced by processing together with other components. Moreover, the pig edema disease vaccine of this invention can also be mix | blended with the adjuvant which raises the immunogenicity of the said protein. In general, aluminum hydroxide or the like is used as an adjuvant in consideration of safety.

本発明のブタ浮腫病の防除方法は、本発明のブタ浮腫病ワクチンをブタに投与することを特徴とする。本発明のブタ浮腫病ワクチンによる免疫は、浮腫病の発生率が高い子豚に対して行うことが好ましい。免疫の方法としては、本発明のブタ浮腫病ワクチンを母豚に投与して、母豚が産生した抗体を、乳汁により子豚に与える方法、本発明ブタ浮腫病ワクチンを子豚に投与し、子豚を直接免疫する方法等が挙げられる。
本発明のブタ浮腫病ワクチンをブタに投与する方法としては、ブタの飼料に本発明のブタ浮腫病ワクチンを混合してブタに与える方法、ブタに点鼻する方法などが挙げられる。
The method for controlling porcine edema disease of the present invention is characterized by administering the porcine edema disease vaccine of the present invention to pigs. Immunization with the pig edema disease vaccine of the present invention is preferably performed on piglets with a high incidence of edema disease. As a method of immunization, the pig edema disease vaccine of the present invention is administered to a mother pig, and the antibody produced by the mother pig is given to the piglet by milk, the pig edema disease vaccine of the present invention is administered to the piglet, A method of directly immunizing a piglet is mentioned.
Examples of the method for administering the pig edema disease vaccine of the present invention to pigs include a method in which the pig edema disease vaccine of the present invention is mixed with pig feed and given to pigs, and a method of nasally irrigating pigs.

以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
[試験例1]Stx2e Bサブユニットタンパク質の翻訳後修飾の解析
Stx2e Bサブユニットタンパク質(Stx2eB、配列番号1)の翻訳後修飾を解析するため、Stx2e B組換えベクター(ベクターType 1)で、シロイヌナズナ培養細胞、レタス子葉断片を形質転換し、形質転換体に蓄積したタンパク質を解析した。
(1)ベクターType 1の構築
2つのStx2eBをコードするDNAが、PG12スペーサー(配列番号5)をコードするDNAを介して連結されたDNAを含むベクターType 1を以下のようにして作製した。上記DNAのデザインを図1(a)に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Test Example 1] Analysis of post-translational modification of Stx2e B subunit protein In order to analyze post-translational modification of Stx2e B subunit protein (Stx2eB, SEQ ID NO: 1), Arabidopsis Cultured cells and lettuce cotyledon fragments were transformed, and proteins accumulated in the transformants were analyzed.
(1) Construction of Vector Type 1 Vector Type 1 containing DNA in which DNAs encoding two Stx2eBs were linked via DNA encoding PG12 spacer (SEQ ID NO: 5) was prepared as follows. The design of the DNA is shown in FIG.

ベクターの作製手法を以下に示す。
まず始めに、配列番号2に示す塩基配列に基づいて、GC含量が高くなるように、Stx2eBをコードするコドン改変DNAをデザインした(配列番号19)。次に、この配列番号
19に示す塩基配列に基づいて、下記の6種類の塩基配列を有するプライマーを作製した。
Stx2eB A:配列番号20
Stx2eB B:配列番号21
Stx2eB C:配列番号22
Stx2eB D:配列番号23
Stx2eB E:配列番号24
Stx2eB F:配列番号25
A method for producing a vector is shown below.
First, based on the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, a codon-modified DNA encoding Stx2eB was designed so as to increase the GC content (SEQ ID NO: 19). Next, primers having the following six types of base sequences were prepared based on the base sequence shown in SEQ ID NO: 19.
Stx2eB A: SEQ ID NO: 20
Stx2eB B: SEQ ID NO: 21
Stx2eB C: SEQ ID NO: 22
Stx2eB D: SEQ ID NO: 23
Stx2eB E: SEQ ID NO: 24
Stx2eB F: SEQ ID NO: 25

上記で作製したプライマーを使用し、以下の手順でPCRを行い、Stx2eBをコードするコドン改変型のDNAを合成した。すなわち、プライマーAとB、CとD、EとFの組み合わせで1st PCRを行い、それぞれ92bp(A+B)、78bp(C+D)、86bp(E+F)の遺伝子断片を合成した。次にA+BとC+Dの組み合わせで2nd PCRを行い、153bp(A+B+C+D)の遺伝子断片を合成した。最後にA+B+C+DとE+Fの組み合わせで3rd PCRを行い、最終的に210bpの遺伝子を合成した。反応条件は最終容量が25μlとなるよう、10 pmol オリゴヌクレオチド、0.2mM dNTP、pfu DNA polymerase buffer、0.3U pfu DNA polymeraseを添加し、94℃, 5分間加熱した後、94℃, 1分間、56℃または60℃, 1分間、72℃, 1分間の加熱処理を25または30サイクル行い、最後に72℃で5分間加熱した。2nd PCR、3rd PCRには、それぞれ、1st PCR、2nd PCR後の反応液1μlをテンプレートとして使用した。得られたDNA断片をpUC118のHincIIサイトに導入した(plasmid 1)。   Using the primers prepared above, PCR was performed according to the following procedure to synthesize codon-modified DNA encoding Stx2eB. That is, 1st PCR was performed using a combination of primers A and B, C and D, and E and F to synthesize gene fragments of 92 bp (A + B), 78 bp (C + D), and 86 bp (E + F), respectively. Next, 2nd PCR was performed using a combination of A + B and C + D, and a gene fragment of 153 bp (A + B + C + D) was synthesized. Finally, 3rd PCR was performed with a combination of A + B + C + D and E + F, and finally a 210 bp gene was synthesized. The reaction conditions were such that 10 pmol oligonucleotide, 0.2 mM dNTP, pfu DNA polymerase buffer, 0.3 U pfu DNA polymerase were added to a final volume of 25 μl, heated at 94 ° C. for 5 minutes, then at 94 ° C. for 1 minute, 56 The heat treatment was carried out at 25 ° C. or 30 ° C. for 1 minute, 72 ° C. for 1 minute, and finally heated at 72 ° C. for 5 minutes. For 2nd PCR and 3rd PCR, 1 μl of the reaction solution after 1st PCR and 2nd PCR was used as a template, respectively. The obtained DNA fragment was introduced into the HincII site of pUC118 (plasmid 1).

ATG近傍配列改変型タバコアルコールデヒドロゲナーゼ遺伝子の5'非翻訳領域(NtADH 5’UTRmod、配列番号15)を、ADH-221(Sato et. al., J. Biosci. Bioeng., vol. 98, pp. 1-8, 2004参照)を鋳型として、ADH XbaIKpnI-F プライマー(配列番号26)及びADHmod NsiI-R プライマー(配列番号27)を用いたPCR により増幅した。β-D glucan exohydrolase(GenBank Accession No. AB017502)の分泌シグナルペプチド(S.P.、配列番号11)をコードするDNA領域(配列番号28)を、タバコゲノムDNAを鋳型にして、βD NsiI-F プライマー(配列番号29)およびβD BamHI-R プライマー(配列番号30)を用いて増幅した。得られたNtADH 5'UTRmod および分泌シグナルペプチドの各DNA断片をNsiI (TOYOBO社製)で処理し、ligation high (TOYOBO社)を用いてライゲーションした後、末端を平滑化してpBluescript II SK (Stratagene社製)のEcoRV ギャップにクローニングした(plasmid 2)。
続いて、plasmid 2をNsiI で処理し、T4 DNA polymerase (TOYOBO社製)で末端を平滑化した後セルフライゲーションして、NtADH 5'UTRmodの開始コドン(atg)と分泌シグナルペプチドの開始コドンが一致するように連結した(plasmid 3)。
The 5 ′ untranslated region (NtADH 5 ′ UTRmod, SEQ ID NO: 15) of the ATG neighborhood sequence modified tobacco alcohol dehydrogenase gene was transferred to ADH-221 (Sato et. Al., J. Biosci. Bioeng., Vol. 98, pp. 1-8, 2004) was used as a template and amplified by PCR using ADH XbaIKpnI-F primer (SEQ ID NO: 26) and ADHmod NsiI-R primer (SEQ ID NO: 27). βD NsiI-F primer (SEQ ID NO: 28) encoding a secretory signal peptide (SP, SEQ ID NO: 11) of β-D glucan exohydrolase (GenBank Accession No. AB017502) using tobacco genomic DNA as a template No. 29) and βD BamHI-R primer (SEQ ID NO: 30). The obtained NtADH 5'UTRmod and each of the secretory signal peptide DNA fragments were treated with NsiI (TOYOBO), ligated using ligation high (TOYOBO), the ends were blunted, and pBluescript II SK (Stratagene) In the EcoRV gap (plasmid 2).
Subsequently, plasmid 2 was treated with NsiI, the ends were blunted with T4 DNA polymerase (manufactured by TOYOBO), self-ligated, and the start codon (atg) of NtADH 5'UTRmod and the start codon of the secretory signal peptide were matched. Were ligated (plasmid 3).

次に、NtADH 5'UTRmod 断片および分泌シグナルペプチドの連結DNAを、plasmid 3 を鋳型として用い、ADH XbaIKpnI-F プライマー(配列番号26)とβD BamHI-R プライマー(配列番号30)を用いて増幅した。得られたDNA 断片を、KpnI とBamHI で処理し、plasmid 1のKpnI-BamHI ギャップに挿入した(plasmid 4)。   Next, the ligated DNA of NtADH 5′UTRmod fragment and secretory signal peptide was amplified using plasmid 3 as a template and using ADH XbaIKpnI-F primer (SEQ ID NO: 26) and βD BamHI-R primer (SEQ ID NO: 30). . The obtained DNA fragment was treated with KpnI and BamHI and inserted into the KpnI-BamHI gap of plasmid 1 (plasmid 4).

続いて、小胞体残留シグナル(配列番号12)付加のために、HDEL-Fプライマー(配列番号31)とHDEL-Rプライマー(配列番号32)をアニーリングしてT4 PNK でリン酸化し、アルカリフォスファターゼ(AP)(TaKaRa社)で脱リン酸化処理したplasmid 4のBglIIギャップに挿入した(plasmid 5)。   Subsequently, in order to add an endoplasmic reticulum residual signal (SEQ ID NO: 12), the HDEL-F primer (SEQ ID NO: 31) and the HDEL-R primer (SEQ ID NO: 32) were annealed, phosphorylated with T4 PNK, AP) (TaKaRa) was inserted into the BglII gap of plasmid 4 dephosphorylated (plasmid 5).

Stx2eB検出用のペプチドタグとして、HAタグを付加した。HAタグの付加のために、HA-F プライマー(配列番号33)とHA-R プライマー(配列番号34) をアニーリングしてT4 PNK でリン酸化した。得られたリン酸化HA断片を、plasmid 5のBglIIギャップに挿入した(plasmid 6)。   An HA tag was added as a peptide tag for detecting Stx2eB. For addition of the HA tag, the HA-F primer (SEQ ID NO: 33) and the HA-R primer (SEQ ID NO: 34) were annealed and phosphorylated with T4 PNK. The obtained phosphorylated HA fragment was inserted into the BglII gap of plasmid 5 (plasmid 6).

Stx2eBとHAタグの間にPG12スペーサー(配列番号5)を挿入するため、PG12-F プライマー(配列番号35)とPG12-R プライマー(配列番号36)をアニーリングしてT4 PNK でリン酸化した。得られたリン酸化DNA断片を、plasmid 6のBglIIギャップに挿入した(plasmid 7)。   In order to insert a PG12 spacer (SEQ ID NO: 5) between Stx2eB and the HA tag, PG12-F primer (SEQ ID NO: 35) and PG12-R primer (SEQ ID NO: 36) were annealed and phosphorylated with T4 PNK. The obtained phosphorylated DNA fragment was inserted into the BglII gap of plasmid 6 (plasmid 7).

Stx2eBをコードするDNAとPG12スペーサーをコードするDNAが連結したDNA断片(1×Stx2eB-PG12)をBamHI-BglIIを用いてplasmid 7から切り出し、plasmid 7のBglIIギャップに挿入した(plasmid 8)。   A DNA fragment (1 × Stx2eB-PG12) in which the DNA encoding Stx2eB and the DNA encoding the PG12 spacer were ligated was excised from plasmid 7 using BamHI-BglII and inserted into the BglII gap of plasmid 7 (plasmid 8).

カリフラワーモザイクウイルス35S RNA プロモーター(35S pro.)断片を、35S XbaI-F プライマー(配列番号37)と35S SmaIKpnI-R プライマー(配列番号38)を用いてPCR増幅し、pRI909 (TaKaRa Bio Inc.)のXbaI-KpnIサイトに挿入した(plasmid 9)。
シロイヌナズナheat shock protein 18.2 遺伝子のターミネーター領域(HSP-T)断片を、HSPT-SacI-F プライマー(配列番号39)とHSPT-SpeIEcoRI-Rプライマー(配列番号40)を用いてPCR増幅し、plasmid 9のSacI-EcoRIギャップに挿入した(plasmid 10)。
NtADH5'UTRmod-S.P.-2×(Stx2eB-PG12)-HA-HDELに相当するDNA断片をKpnI-SacIを用いてplasmid 8から切り出し、plasmid 10のKpnI-SacIギャップに挿入し、2つのStx2eBがPG12スペーサーを介してタンデムに連結されたハイブリッドタンパク質2×Stx2eB-PG12をコードするDNAを含むベクターType 1を得た(図1(a))。
The cauliflower mosaic virus 35S RNA promoter (35S pro.) Fragment was PCR amplified using 35S XbaI-F primer (SEQ ID NO: 37) and 35S SmaIKpnI-R primer (SEQ ID NO: 38), and pRI909 (TaKaRa Bio Inc.) It inserted into the XbaI-KpnI site (plasmid 9).
The Arabidopsis heat shock protein 18.2 gene terminator region (HSP-T) fragment was PCR amplified using HSPT-SacI-F primer (SEQ ID NO: 39) and HSPT-SpeIEcoRI-R primer (SEQ ID NO: 40), and plasmid 9 It was inserted into the SacI-EcoRI gap (plasmid 10).
A DNA fragment corresponding to NtADH5'UTRmod-SP-2 × (Stx2eB-PG12) -HA-HDEL was excised from plasmid 8 using KpnI-SacI, inserted into the KpnI-SacI gap of plasmid 10, and two Stx2eB were added to PG12 Vector Type 1 containing DNA encoding the hybrid protein 2 × Stx2eB-PG12 linked in tandem via a spacer was obtained (FIG. 1 (a)).

(2)形質転換実験
(i)形質転換アグロバクテリウムの作製
作製したベクターType 1を、エレクトロポレーション法を用いて、Agrobacterium tumefacience EHA105(Hood et al., Transgenic Res., vol. 2, pp. 208-218, 1993参照)に導入した。
EHA105の単一コロニーを 5 mlのYEB培地(Bacto-peptone 5 g/l, Beaf extract 5 g/l, Yeast extract 1 g/l, sucrose 5 g/l, MgSO4・7H2O 0.5 g/l)に植菌し、28 ℃で1晩振盪培養した。この培養液を、500 mlのYEP培地に植菌し、600 nmにおける濁度が0.5になるまで28 ℃で振盪培養した。培養液を遠心分離 (5000 rpm, 10分, 4 ℃ ;BECKMAN JLA-10,500ローター)により集菌して上清を捨て、菌体を洗浄するため 500 ml の滅菌水を加えて懸濁し、再度遠心分離 (5000 rpm, 10分, 4 ℃; BECKMAN JLA-10,500ローター) により集菌して上清を捨てた。この操作を 2 回繰り返した後、沈殿に20 ml の冷却した滅菌 10% glycerol を加えて懸濁した。ナルゲンチューブに移し遠心分離 (5000 rpm, 10 min, 4℃ BECKMAN JLA-10,500ローター) により集菌して上清を捨てた。沈殿に3 mlの冷却した滅菌10% Glycerolを加えて懸濁し、40 μlずつ1.5 ml微小遠心管に分注して、液体窒素で凍結させてから-80 ℃で保存した。
コンピテントセルを氷中で解凍後、1〜2 μlのベクターType 1溶液を加え、氷令した2 mmキュベットに移した。エレクトロポレーター(BIO RAD、Gene Pulser)により電気パルス(2.5 KV、25 μF、400 Ω)を与え、組換えベクターを導入した。1 mlのSOC培地を加え、28 ℃で1時間振盪培養した後、スピンダウンして上清を大部分除き、残った培地に菌体を懸濁して適当な抗生物質を含む LB 寒天培地上に広げ、30 ℃で2晩培養した。
(2) Transformation experiment (i) Production of transformed Agrobacterium Using the produced vector Type 1, Agrobacterium tumefacience EHA105 (Hood et al., Transgenic Res., Vol. 2, pp. 208-218, 1993).
A single colony of EHA105 was added to 5 ml of YEB medium (Bacto-peptone 5 g / l, Beaf extract 5 g / l, Yeast extract 1 g / l, sucrose 5 g / l, MgSO 4・ 7H 2 O 0.5 g / l ) And cultured with shaking at 28 ° C. overnight. This culture was inoculated into 500 ml of YEP medium and cultured with shaking at 28 ° C. until the turbidity at 600 nm reached 0.5. The culture is collected by centrifugation (5000 rpm, 10 minutes, 4 ° C; BECKMAN JLA-10,500 rotor), the supernatant is discarded, 500 ml of sterile water is added to suspend the cells, and the suspension is centrifuged again. The cells were collected by separation (5000 rpm, 10 minutes, 4 ° C; BECKMAN JLA-10,500 rotor) and the supernatant was discarded. After this operation was repeated twice, 20 ml of chilled sterilized 10% glycerol was added to the precipitate and suspended. The cells were transferred to a Nalgen tube, collected by centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 ° C. BECKMAN JLA-10,500 rotor), and the supernatant was discarded. The precipitate was suspended in 3 ml of chilled sterilized 10% Glycerol, dispensed 40 μl each into a 1.5 ml microcentrifuge tube, frozen in liquid nitrogen, and stored at −80 ° C.
After thawing competent cells in ice, 1-2 μl of Vector Type 1 solution was added and transferred to an iced 2 mm cuvette. An electric pulse (2.5 KV, 25 μF, 400 Ω) was applied by an electroporator (BIO RAD, Gene Pulser), and the recombinant vector was introduced. Add 1 ml of SOC medium and shake culture at 28 ° C for 1 hour. Spin down and remove most of the supernatant. Suspend the cells in the remaining medium and place on an LB agar medium containing appropriate antibiotics. Spread and incubate at 30 ° C for 2 nights.

(ii)レタス安定形質転換体の作製
レタス(Lactuca sativa L. cv. green wave)の種子を表面殺菌した後、0.8% アガーで固形化した3% スクロースを含む1/2 MS培地に播いた。25 ℃、16時間明期−8時間暗期の条件で培養し、発芽させた。子葉を0.5 cm角程度の大きさに切断して断片を作製し、これを1% (w/v) のTween 20を含むMS液体培地12 mlに浮かべた。光学密度(O.D.)が0.1程度になるまで培養したアグロバクテリウムの培養液3 mlと、終濃度 100 μM のアセトシリンゴンを添加し、10 分間静置した。余分な液をふき取った子葉を、選抜培地(0.05 mg/l
BA, 0.1 mg/l NAA, 0.5 g/l PVP, 50 mg/l カナマイシン、250 mg/l セフォタキシムを含むMS培地を0.8% アガーで固形化した培地)に静置した。25 ℃、16時間明期−8時間暗期の条件で培養し、1週間ごとに新しい選抜培地にのせかえた。4−8週間後に得られた再分化個体を、発根培地(0.5 g/l PVP、50 mg/l カナマイシン、250 mg/l セフォタキシムを含むMS培地を0.8 %アガーで固形化した培地)に移植した。
(Ii) Preparation of stable lettuce transformant The seeds of lettuce (Lactuca sativa L. cv. Green wave) were surface sterilized and then seeded in 1/2 MS medium containing 3% sucrose solidified with 0.8% agar. The cells were cultured and germinated at 25 ° C. for 16 hours in the light period to 8 hours in the dark period. A cotyledon was cut into a size of about 0.5 cm square to prepare a fragment, which was floated on 12 ml of MS liquid medium containing 1% (w / v) Tween 20. 3 ml of an Agrobacterium culture solution that had been cultured until the optical density (OD) reached about 0.1 and acetosyringone with a final concentration of 100 μM were added and allowed to stand for 10 minutes. The cotyledons from which excess liquid has been wiped off are added to the selection medium (0.05 mg / l
MS medium containing BA, 0.1 mg / l NAA, 0.5 g / l PVP, 50 mg / l kanamycin, 250 mg / l cefotaxime was allowed to stand in a medium solidified with 0.8% agar). The cells were cultured under conditions of 25 ° C., 16 hours light period to 8 hours dark period, and replaced with a new selection medium every week. 4-8 weeks later, the redifferentiated individuals were transferred to a rooting medium (MS medium containing 0.5 g / l PVP, 50 mg / l kanamycin, 250 mg / l cefotaxime solidified with 0.8% agar). did.

(iii)シロイヌナズナ培養細胞の形質転換
シロイヌナズナ培養細胞は、100 mlの改変LS培地を入れた300 mlのフラスコを連続明期、22 ℃で振盪培養した。1週間ごとに、2 mlの懸濁培養液を新しい改変LS培地に植え継いだ。カナマイシン100 mg/l を含む5 mlのLB培地で28 ℃、2晩培養したアグロバテリウム培養液500 μlと終濃度100 μMのアセトシリンゴンを、培養4日目のシロイヌナズナ培養細胞懸濁液 100 mlに添加し、2日間振盪培養した。アグロバクテリウムを除くため、培養液を 50 mlの遠心管に移して遠心(500 rpm, 5分, 25 ℃)し、上清を取り除いた。250
mg/lのカルベニシリンを含む改変LS培地を入れて遠心分離(500 rpm, 5分, 25 ℃)し、細胞を洗浄した。この操作を4回繰り返し、アグロバクテリウムを除いた培養細胞を250 mg/lのカルベニシリンを含む改変LS培地 100 mlに添加し、2日間振盪培養した。培養液を 50 mlの遠心管に移して遠心(500 rpm, 5分, 25 ℃)し、上清を一部取り除いて細胞濃度を1/2 v/v程度に調整した。250 mg/lのカルベニシリンと40 mg/l のカナマイシンを含む改変
LS寒天培地にまき、22 ℃、連続明期下に静置して培養した。約2-3週間後にカルス化した細胞を新しいプレートに移植し、増殖しているクローンを選択した。250 mg/lのカルベニシリンと40 mg/lのカナマイシンを含む改変LS培地に移し、継代培養を行った。
(Iii) Transformation of Arabidopsis cultured cells The Arabidopsis cultured cells were cultured in a 300 ml flask containing 100 ml of modified LS medium at 22 ° C. with continuous light period. Every week, 2 ml of suspension culture was inoculated into fresh modified LS medium. 500 μl of agrobacterium cultured in 5 ml of LB medium containing 100 mg / l of kanamycin at 28 ° C. overnight and 100 μM of acetosyringone at a final concentration of 100 μM of Arabidopsis cultured cell suspension on day 4 of culture 100 Added to ml and shake cultured for 2 days. In order to remove Agrobacterium, the culture solution was transferred to a 50 ml centrifuge tube and centrifuged (500 rpm, 5 minutes, 25 ° C.), and the supernatant was removed. 250
Modified LS medium containing mg / l carbenicillin was added and centrifuged (500 rpm, 5 minutes, 25 ° C.) to wash the cells. This operation was repeated 4 times, and cultured cells from which Agrobacterium had been removed were added to 100 ml of a modified LS medium containing 250 mg / l carbenicillin and cultured with shaking for 2 days. The culture solution was transferred to a 50 ml centrifuge tube and centrifuged (500 rpm, 5 minutes, 25 ° C.), and a part of the supernatant was removed to adjust the cell concentration to about 1/2 v / v. Modifications containing 250 mg / l carbenicillin and 40 mg / l kanamycin
The cells were seeded on LS agar medium and allowed to stand at 22 ° C. under continuous light period and cultured. About 2-3 weeks later, the callus cells were transplanted to a new plate, and proliferating clones were selected. The cells were transferred to a modified LS medium containing 250 mg / l carbenicillin and 40 mg / l kanamycin and subcultured.

(3)GPF処理
上記で得られた、形質転換されたシロイヌナズナ培養細胞及びレタス子葉断片を液体窒素中で破砕し、湿重量1 gあたり1 mlの10 mM Tris-HCl pH8.0と混合した。得られた混合液を遠心し(15,000 rpm, 20分, 4 ℃)、上清を回収した(GPF未処理試料)。回収した上清の一部を、タンパク質からN−結合型糖鎖を根本から切断する酵素であるグリコペプチダーゼF(GPF、TaKaRa Bio Inc.)で処理した(GPF処理試料)。
(3) GPF treatment The transformed Arabidopsis cultured cells and lettuce cotyledon fragments obtained above were crushed in liquid nitrogen and mixed with 1 ml of 10 mM Tris-HCl pH 8.0 per 1 g of wet weight. The obtained mixed solution was centrifuged (15,000 rpm, 20 minutes, 4 ° C.), and the supernatant was collected (GPF untreated sample). A part of the collected supernatant was treated with glycopeptidase F (GPF, TaKaRa Bio Inc.), an enzyme that cleaves N-linked sugar chains from proteins fundamentally (GPF-treated sample).

(4)ウェスタン解析
上記で得られたGPF未処理試料、及びGPF処理試料に、細胞湿重量1mgあたり5 μlとなるようにSDS-sample buffer を加え、95℃で10分間熱変性させ、解析用試料とした。15%アクリルアミドゲルを用いてタンパク質を分離後、エレクトロトランスファー装置を用いてPVDFメンブレン(Hybond-P; Amersham 社)上にタンパク質をブロットした。抗HA抗体(No. 11 867 423 001, Roche)を用いて、Stx2eBを検出した。
(4) Western analysis SDS-sample buffer was added to the GPF untreated sample and GPF-treated sample obtained above so that the cell wet weight would be 5 μl per mg, and heat-denatured at 95 ° C for 10 minutes for analysis. A sample was used. After separating the protein using a 15% acrylamide gel, the protein was blotted onto a PVDF membrane (Hybond-P; Amersham) using an electrotransfer apparatus. Stx2eB was detected using an anti-HA antibody (No. 11 867 423 001, Roche).

結果を図2に示す。シロイヌナズナ培養細胞およびレタスの安定形質転換体のいずれを用いた場合にも、17 kDa(バンド1), 20 kDa(バンド2), 23 kDa(バンド3)の位置にシグナルが検出された。
タンパク質サンプルを、GPFで処理した後にウェスタン解析を行った場合には、バンド2と3のシグナル強度が減少し、バンド1のシグナル強度が増加した。
このことから、バンド2は2×Stx2eB-PG12における2つのStx2eB-PG12の何れかにN-結合型糖鎖が付加したタンパク質に相当し、バンド3は2×Stx2eB-PG12における2つのStx2eB-PG12の両方にN-結合型糖鎖が付加したタンパク質に相当し、バンド1はN-結合型糖鎖が付加していない2×Stx2eB-PG12であると考えられた。
The results are shown in FIG. Signals were detected at positions of 17 kDa (band 1), 20 kDa (band 2), and 23 kDa (band 3) using both Arabidopsis cultured cells and lettuce stable transformants.
When the protein sample was treated with GPF and then Western analysis was performed, the signal intensity of bands 2 and 3 decreased and the signal intensity of band 1 increased.
Therefore, band 2 corresponds to a protein in which an N-linked sugar chain is added to one of two Stx2eB-PG12 in 2 × Stx2eB-PG12, and band 3 corresponds to two Stx2eB-PG12 in 2 × Stx2eB-PG12. The band 1 was considered to be 2 × Stx2eB-PG12 with no N-linked sugar chain added.

[試験例2]糖鎖修飾部位の探索
次に、Stx2eB-PG12のN-結合型糖鎖修飾部位について、解析した。
(1)Stx2e B組換えベクターの構築
(a)ベクターType 1の構築
試験例1の方法でベクターType 1を構築した(図1(a))。
(b)ベクターType 2の構築
一般に、N-結合型糖鎖はAsn-Y-Ser/Thr(YはPro以外のアミノ酸を示す。)という配列中のAsn残基に付加されるといわれている(非特許文献2)。Stx2eBのアミノ酸配列中にはこの配列は存在しないが、PG12スペーサーとStx2eBのつなぎ目にはAsn-Arg-Ser(AsnがStx2eBのC末端アミノ酸であり、その後にPG12スペーサーのアミノ酸配列が続く)という配列が存在する。このAsn残基にN-結合型糖鎖が付加されているかどうかを検証するために、このつなぎ目に存在するSer(配列番号5に示すアミノ酸配列の2位)をAlaに置換したPG12ver2スペーサー(配列番号6)を介して2つのStx2eBを連結したハイブリッドタンパク質をコードするDNAを含むベクターType 2を、以下の方法で作製した(図1(b))。
[Test Example 2] Search for sugar chain modification site Next, the N-linked sugar chain modification site of Stx2eB-PG12 was analyzed.
(1) Construction of Stx2e B recombinant vector (a) Construction of vector Type 1 Vector Type 1 was constructed by the method of Test Example 1 (FIG. 1 (a)).
(B) Construction of Vector Type 2 Generally, N-linked sugar chains are said to be added to Asn residues in the sequence Asn-Y-Ser / Thr (Y is an amino acid other than Pro). (Non-patent document 2). This sequence does not exist in the amino acid sequence of Stx2eB, but the sequence of Asn-Arg-Ser (Asn is the C-terminal amino acid of Stx2eB, followed by the amino acid sequence of PG12 spacer) at the junction of PG12 spacer and Stx2eB Exists. In order to verify whether an N-linked sugar chain is added to this Asn residue, a PG12ver2 spacer (sequence) in which Ser (position 2 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5) is replaced with Ala is present at this junction. A vector Type 2 containing DNA encoding a hybrid protein in which two Stx2eBs were linked via No. 6) was prepared by the following method (FIG. 1 (b)).

上記で得たベクターType 1を鋳型として、ADH KpnI-F プライマー(配列番号26)とPG12ver2-Rプライマー(配列番号41)を用いてPCRを行い、NtADH5'UTRmod-S.P.-2×Stx2eB-PG12ver2に相当するDNA断片を増幅した。得られたDNA断片をKpnIとBglIIで処理し、ベクターType 1のKpnI-BglIIサイトに導入し、2つのStx2eBがPG12ver2スペーサーを介してタンデムに連結されたハイブリッドタンパク質2×Stx2eB-PG12ver2をコードするDNAを含む組換えベクターを得た(ベクターType 2)。   Using the vector Type 1 obtained above as a template, PCR was performed using the ADH KpnI-F primer (SEQ ID NO: 26) and the PG12ver2-R primer (SEQ ID NO: 41), and NtADH5′UTRmod-SP-2 × Stx2eB-PG12ver2 The corresponding DNA fragment was amplified. DNA obtained by treating the obtained DNA fragment with KpnI and BglII, introducing it into the KpnI-BglII site of vector Type 1, and encoding the hybrid protein 2 × Stx2eB-PG12ver2 in which two Stx2eBs are linked in tandem via the PG12ver2 spacer A recombinant vector containing (vector Type 2) was obtained.

(c)ベクターType 3の構築
酵母や昆虫細胞においてはAsn-X-CysXは任意のアミノ酸を示す。という配列中のAsn残基にN-結合型糖鎖が付加されるという報告がある(非特許文献3〜5)。Stx2eBの一次配列中にはAsn-Thr-Cysという配列が存在する。
このAsn-Thr-CysへのN-結合型糖鎖付加の有無を検証するために、上記で得たベクターType 2において、Stx2eBに存在するAsn-Thr-Cys配列(配列番号1の55〜57位に相当する配列)のAsnをSerに置換したDNAを含むベクターType 3を、以下の方法で作製した(図1(c))。
(C) Construction of Vector Type 3 In yeast and insect cells, Asn-X-CysX represents any amino acid. There is a report that an N-linked sugar chain is added to the Asn residue in the sequence (Non-Patent Documents 3 to 5). The primary sequence of Stx2eB contains the sequence Asn-Thr-Cys.
In order to verify the presence or absence of N-linked sugar chain addition to this Asn-Thr-Cys, in the vector Type 2 obtained above, the Asn-Thr-Cys sequence present in Stx2eB (55 to 57 of SEQ ID NO: 1) A vector Type 3 containing DNA in which Asn of the sequence corresponding to the position was substituted with Ser was prepared by the following method (FIG. 1 (c)).

下記の要領で、配列番号1に示すStx2eBのアミノ酸配列の55位のAsnをSerに置換した改変Stx2eB(以下、Stx2eBN55S)をコードするDNA (配列番号13)を含むベクターを作製した。
まず、上記のplasmid 2を鋳型として用い、Stx2eBN55S-Fプライマー (配列番号42)とStx2eBN55S-Rプライマー(配列番号43)を用いてインバースPCRを行い、Stx2eBのアミノ酸配列の55位のAsnを規定するコドンを構成する塩基を置換した(plasmid 11)。
続いて、Stx2eBN55Sの下流にPG12スペーサーを挿入するために、PG12-F プライマー(配列番号35)とPG12-R プライマー(配列番号36)をアニーリングしてT4 PNK でリン酸化した。得られたリン酸化DNA断片を、plasmid 11のBglIIギャップに挿入した(plasmid
12)。plasmid 12を鋳型として、Stx2eB Aプライマー(配列番号20)とPG12ver2-Rプライマー(配列番号41)を用いてPCRを行い、Stx2eBN55SとPG12スペーサーとのつなぎ目のAsn-Arg-Ser配列のSerを規定する塩基配列をAlaを規定する塩基配列に置換し、得られたDNA断片をpUC118のHincIIサイトに導入した(plasmid 13)。
plasmid 13からBamHIとBglIIを用いてStx2eBN55S-PG12ver2に相当するDNA断片を切り出し、このDNA断片を、plasmid 13のBamHIサイトに挿入して2つのStx2eBN55S-PG12ver2に相当するDNA断片を連結した(plasmid 14)。plasmid 14から、2×Stx2eBN55S-PG12ver2に相当するDNA断片を、BamHIとBglIIを用いて切り出し、ベクターType 1のBamHI-BglIIギャップに挿入した(ベクターType 3)。
In the following manner, a vector containing a DNA (SEQ ID NO: 13) encoding a modified Stx2eB (hereinafter, Stx2eBN55S) in which Asn at position 55 of the amino acid sequence of Stx2eB shown in SEQ ID NO: 1 was replaced with Ser was prepared.
First, using the above plasmid 2 as a template, inverse PCR is performed using the Stx2eBN55S-F primer (SEQ ID NO: 42) and the Stx2eBN55S-R primer (SEQ ID NO: 43) to define Asn at position 55 of the amino acid sequence of Stx2eB. The base constituting the codon was replaced (plasmid 11).
Subsequently, in order to insert a PG12 spacer downstream of Stx2eBN55S, PG12-F primer (SEQ ID NO: 35) and PG12-R primer (SEQ ID NO: 36) were annealed and phosphorylated with T4 PNK. The obtained phosphorylated DNA fragment was inserted into the BglII gap of plasmid 11 (plasmid
12). Perform PCR using plasmid 12 as a template and Stx2eB A primer (SEQ ID NO: 20) and PG12ver2-R primer (SEQ ID NO: 41) to define the Ser of Asn-Arg-Ser sequence at the junction of Stx2eBN55S and PG12 spacer The base sequence was replaced with a base sequence defining Ala, and the obtained DNA fragment was introduced into the HincII site of pUC118 (plasmid 13).
A DNA fragment corresponding to Stx2eBN55S-PG12ver2 was excised from plasmid 13 using BamHI and BglII, and this DNA fragment was inserted into the BamHI site of plasmid 13 to join two DNA fragments corresponding to Stx2eBN55S-PG12ver2 (plasmid 14 ). A DNA fragment corresponding to 2 × Stx2eBN55S-PG12ver2 was excised from plasmid 14 using BamHI and BglII, and inserted into the BamHI-BglII gap of vector Type 1 (vector Type 3).

(d)ベクターType 4の構築
典型的なN-結合型糖鎖付加配列であるAsn-Y-Ser/Thr(YはPro以外のアミノ酸を示す。)においては、三番目のSerもしくはThrが重要な働きをすることが示されている。Stx2eBのAsn-Thr-Cys配列へのN-結合型糖鎖付加においても三番目のCysが重要であると予想される
。このことを検証するために、上記で得たベクターType 2において、Stx2eBに存在するAsn-Thr-Cys(配列番号1の55〜57位に相当する配列)のCysをAlaに置換したDNAを含むベクターType 4を、以下の方法で作製した(図1(d))。
下記の要領で、配列番号1に示すStx2eBのアミノ酸配列の57位のCysをAlaに置換した改変Stx2eB(以下、Stx2eBC57A)をコードするDNAを含むベクターを作製した。plasmid 2を鋳型として用い、Stx2eBC57A-Fプライマー (配列番号44)とStx2eBC57A-Rプライマー(配列番号45)を用いてインバースPCRを行い、57位のCysに相当する塩基を置換した(plasmid 15)。続いて、Stx2eB5C57Aの下流にPG12スペーサーを挿入するために、PG12-F プライマー(配列番号35)とPG12-R プライマー(配列番号36)をアニーリングしてT4 PNK でリン酸化した。得られたリン酸化DNA断片を、plasmid 15のBglIIギャップに挿入した(plasmid 16)。Plasmid 16を鋳型として、Stx2eB Aプライマー(配列番号20)とPG12ver2-Rプライマー(配列番号41)を用いてPCRを行い、リンカー領域のAsn-Arg-Ser配列をAsn-Arg-Alaに置換し、得られたDNA断片をpUC118のHincIIサイトに導入した(plasmid 17)。
plasmid 17からBamHIとBglIIを用いてStx2eBC57A-PG12ver2に相当するDNA断片を切り出し、このDNA断片を、Plasmid 17のBamHIサイトに挿入して、2つのStx2eBC57A-PG12ver2に相当するDNA断片を連結した(plasmid 18)。plasmid 18から2×Stx2eBC57A-PG12ver2に相当するDNA断片を、BamHIとBglIIを用いて切り出し、ベクターType 1のBamHI-BglIIギャップに挿入した(ベクターType 4)。
(D) Construction of Vector Type 4 In Asn-Y-Ser / Thr (Y is an amino acid other than Pro), which is a typical N-linked glycosylation sequence, the third Ser or Thr is important. Has been shown to work. The third Cys is also expected to be important in N-linked glycosylation of the Asx-Thr-Cys sequence of Stx2eB. In order to verify this, the vector Type 2 obtained above contains DNA in which Cys of Asn-Thr-Cys (sequence corresponding to positions 55 to 57 of SEQ ID NO: 1) present in Stx2eB is replaced with Ala. Vector Type 4 was produced by the following method (FIG. 1 (d)).
In the following manner, a vector containing a DNA encoding a modified Stx2eB (hereinafter, Stx2eBC57A) in which Cys at position 57 in the amino acid sequence of Stx2eB shown in SEQ ID NO: 1 was replaced with Ala was prepared. Inverse PCR was performed using plasmid 2 as a template and Stx2eBC57A-F primer (SEQ ID NO: 44) and Stx2eBC57A-R primer (SEQ ID NO: 45) to replace the base corresponding to Cys at position 57 (plasmid 15). Subsequently, in order to insert a PG12 spacer downstream of Stx2eB5C57A, the PG12-F primer (SEQ ID NO: 35) and the PG12-R primer (SEQ ID NO: 36) were annealed and phosphorylated with T4 PNK. The obtained phosphorylated DNA fragment was inserted into the BglII gap of plasmid 15 (plasmid 16). Using Plasmid 16 as a template, PCR was performed using Stx2eB A primer (SEQ ID NO: 20) and PG12ver2-R primer (SEQ ID NO: 41), and the Asn-Arg-Ser sequence in the linker region was replaced with Asn-Arg-Ala. The obtained DNA fragment was introduced into the HincII site of pUC118 (plasmid 17).
A DNA fragment corresponding to Stx2eBC57A-PG12ver2 was excised from plasmid 17 using BamHI and BglII, and this DNA fragment was inserted into the BamHI site of Plasmid 17 to connect two DNA fragments corresponding to Stx2eBC57A-PG12ver2 (plasmid 18). A DNA fragment corresponding to 2 × Stx2eBC57A-PG12ver2 was excised from plasmid 18 using BamHI and BglII and inserted into the BamHI-BglII gap of vector Type 1 (vector Type 4).

(2)一過性発現実験
(i)プロトプラストの作製
シロイヌナズナの培養細胞懸濁液を、40 gで5分間遠心分離して、培養細胞を回収した。回収した培養細胞を50mlのプロトプラスト化酵素溶液 (1.0% cellulose RS (ヤクルト本社), 0.25% macerozyme R-10 (ヤクルト本社), 400mM マンニトール, 8mM CaCl2, and 5mM Mes-KOH, pH 5.6)に浸漬し、室温で約一時間半振盪した。続いて、プロトプラスト懸濁液を60gで5分間遠心し、プロトプラストを沈殿させた。プロトプラストを167mMマンニトールおよび133mM CaCl2を含む水溶液に再懸濁し、40gで5分間遠心した。プロトプラストを333mMマンニトールおよび66.7mM CaCl2を含む水溶液に再懸濁し、40gで5分間遠心した。プロトプラストをW5 solution (154mM NaCl, 125mM CaCl2, 5mM KCl, 2mM Mes-KOH, pH 5.6)に懸濁し、氷上に1時間静置した。プロトプラスト懸濁液を40gで5分間遠心し、プロトプラスト濃度が2×106個/mlになるように、MaMg solution (400mM マンニトール, 15mM MgCl2, and 4mM Mes-KOH, pH 5.6)に懸濁した。
(2) Transient expression experiment (i) Preparation of protoplasts A cultured cell suspension of Arabidopsis thaliana was centrifuged at 40 g for 5 minutes to recover the cultured cells. The collected cultured cells are immersed in a 50 ml protoplastase solution (1.0% cellulose RS (Yakult Honsha), 0.25% macerozyme R-10 (Yakult Honsha), 400 mM mannitol, 8 mM CaCl 2 , and 5 mM Mes-KOH, pH 5.6). And shaken at room temperature for about an hour and a half. Subsequently, the protoplast suspension was centrifuged at 60 g for 5 minutes to precipitate the protoplast. Protoplasts were resuspended in an aqueous solution containing 167 mM mannitol and 133 mM CaCl 2 and centrifuged at 40 g for 5 minutes. Protoplasts were resuspended in an aqueous solution containing 333 mM mannitol and 66.7 mM CaCl 2 and centrifuged at 40 g for 5 minutes. Protoplasts were suspended in W5 solution (154 mM NaCl, 125 mM CaCl 2 , 5 mM KCl, 2 mM Mes-KOH, pH 5.6) and left on ice for 1 hour. The protoplast suspension was centrifuged at 40 g for 5 minutes and suspended in MaMg solution (400 mM mannitol, 15 mM MgCl 2 , and 4 mM Mes-KOH, pH 5.6) so that the protoplast concentration was 2 × 10 6 cells / ml. .

(ii)組換えベクターの導入
上記で作製したベクターType 1、Type 2、Type 3、Type 4を、それぞれ120μlのプロトプラスト懸濁液と混合した後、140μlのPEG solution (400mM マンニトール, 100mM Ca(NO3)2, and 40% PEG)を加えて穏やかに混和し、7分間インキュベートした。約20分間かけて1mlのW5 solutionをプロトプラスト懸濁液に添加した。遠心により沈殿させたプロトプラストに、400mM マンニトールとW5 solutionを4:1の割合で混ぜた溶液を1ml添加した。遠心により沈殿させたプロトプラストに、1%スクロース、400mM マンニトールおよび0.3mMカルベニシリンを含むLS培地を0.5 ml添加し、暗所25 ℃で24時間培養した。
(Ii) Introduction of Recombinant Vector After the vectors Type 1, Type 2, Type 3 and Type 4 prepared above were mixed with 120 μl of protoplast suspension, 140 μl of PEG solution (400 mM mannitol, 100 mM Ca (NO 3 ) 2 , and 40% PEG) were added and mixed gently and incubated for 7 minutes. Over about 20 minutes, 1 ml of W5 solution was added to the protoplast suspension. To the protoplasts precipitated by centrifugation, 1 ml of a solution prepared by mixing 400 mM mannitol and W5 solution in a ratio of 4: 1 was added. 0.5 ml of LS medium containing 1% sucrose, 400 mM mannitol and 0.3 mM carbenicillin was added to the protoplasts precipitated by centrifugation, and cultured at 25 ° C. in the dark for 24 hours.

(3)GPF処理
上記で得られた、培養細胞を液体窒素中を用いて破砕し、実施例1と同様の方法で、GPF処理した。
(3) GPF treatment The cultured cells obtained above were crushed using liquid nitrogen and subjected to GPF treatment in the same manner as in Example 1.

(4)ウェスタン解析
実施例1と同様の方法で、ウェスタン解析を行った。結果を図3、図4に示す。
ベクターType 1を導入した場合は、17 kDa(バンド1)と20 kDa (バンド2)の2本のバンドが検出され、23 kDaのバンドは検出限界以下であった(図3)。タンパク質サンプルをGP
Fで処理した後にウェスタン解析を行った場合、バンド2が消失しバンド1のみが検出された。このことから、一過性発現実験においても2×Stx2eB-PG12にはN-結合型糖鎖が付加されることがわかった。ベクターType 2を発現した場合も、バンド1とバンド2の2本のバンドが検出された(図3)ことから、Stx2eB C末端のAsnは主な修飾部位ではないと考えられる。一方、ベクターType 3を発現した場合にはバンド1のみが検出された(図3)。このことからStx2eBのAsn-Thr-Cys配列中のAsn(配列番号1の55位)にN-結合型糖鎖が付加されていると考えられる。同時に、Asn-Thr-Cys配列中のAsnをSerに置換することでN-結合型糖鎖付加を回避できることがわかった。また、ベクターType 4を発現した場合には、バンド1のみが検出された(図4)。このことから、三番目のCys残基がN-結合型糖鎖付加において重要であり、同時にこのCysに変異を導入することでN-結合型糖鎖の付加を回避できることがわかった。
(4) Western analysis Western analysis was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS.
When vector Type 1 was introduced, two bands of 17 kDa (band 1) and 20 kDa (band 2) were detected, and the 23 kDa band was below the detection limit (FIG. 3). GP protein sample
When Western analysis was performed after F treatment, band 2 disappeared and only band 1 was detected. From this, it was found that N-linked sugar chains were added to 2 × Stx2eB-PG12 even in transient expression experiments. Even when vector Type 2 was expressed, two bands of band 1 and band 2 were detected (FIG. 3). Therefore, it is considered that Asn at the Stx2eB C-terminal is not the main modification site. On the other hand, when vector Type 3 was expressed, only band 1 was detected (FIG. 3). From this, it is considered that an N-linked sugar chain is added to Asn (position 55 of SEQ ID NO: 1) in the Asn-Thr-Cys sequence of Stx2eB. At the same time, it was found that N-linked glycosylation can be avoided by substituting Asn in the Asn-Thr-Cys sequence with Ser. In addition, when vector Type 4 was expressed, only band 1 was detected (FIG. 4). From this, it was found that the third Cys residue is important in N-linked glycosylation, and at the same time, introduction of mutation into this Cys can avoid the addition of N-linked glycosylation.

[試験例3]様々な植物細胞を用いた一過性発現実験
イネの培養細胞、タバコの培養細胞、コマツヨイグサの葉から作製したプロトプラストを用いてベクターType 2、ベクターType 3の一過性発現実験を行った。
[Test Example 3] Transient expression experiment using various plant cells Transient expression of vector type 2 and vector type 3 using protoplasts made from cultured rice cells, tobacco cultured cells, and leaves of Japanese evening primrose The experiment was conducted.

(1)一過性発現実験
(i)プロトプラストの作製
イネの培養細胞、タバコの培養細胞、コマツヨイグサの葉を用いて、試験例2と同様の方法によりプロトプラスト懸濁液を調製した。
(1) Transient expression experiment (i) Preparation of protoplast A protoplast suspension was prepared in the same manner as in Test Example 2 using rice cultured cells, tobacco cultured cells, and leaf of primrose.

(ii)組換えベクターの導入
上記で作製したベクターType 2、Type 3を、それぞれ120μlのプロトプラスト懸濁液と混合した後、140μlのPEG solution (400mM マンニトール, 100mM Ca(NO3)2, and 40% PEG)を加えて穏やかに混和し、7分間インキュベートした。約20分間かけて1mlのW5 solutionをプロトプラスト懸濁液に添加した。遠心により沈殿させたプロトプラストに、400mM マンニトールとW5 solutionを4:1の割合で混ぜた溶液を1ml添加した。遠心により沈殿させたプロトプラストに、1%スクロース、400mM マンニトールおよび0.3mMカルベニシリンを含むLS培地を0.5 ml添加し、暗所25 ℃で24時間培養した。
(Ii) Introduction of Recombinant Vector After the vectors Type 2 and Type 3 prepared above were mixed with 120 μl of protoplast suspension, 140 μl of PEG solution (400 mM mannitol, 100 mM Ca (NO 3 ) 2 , and 40 % PEG) and gently mixed and incubated for 7 minutes. Over about 20 minutes, 1 ml of W5 solution was added to the protoplast suspension. To the protoplasts precipitated by centrifugation, 1 ml of a solution prepared by mixing 400 mM mannitol and W5 solution in a ratio of 4: 1 was added. 0.5 ml of LS medium containing 1% sucrose, 400 mM mannitol and 0.3 mM carbenicillin was added to the protoplasts precipitated by centrifugation, and cultured at 25 ° C. in the dark for 24 hours.

(2)ウェスタン解析
試験例1と同様の方法で、ウェスタン解析を行った。結果を図5に示す。
いずれの細胞を用いた場合も、ベクターType 2を導入した場合は、17 kDa(バンド1)と20 kDa (バンド2)の2本のバンドが検出されたが、ベクターType 3を発現した場合にはバンド1のみが検出された。このことから、様々な植物種において、Asn-Thr-Cys配列中のAsnにN-結合型糖鎖が付加されており、同時にAsn-Thr-Cys配列中のAsnをSerに置換することでN-結合型糖鎖付加を回避できることがわかった。
(2) Western analysis Western analysis was performed in the same manner as in Test Example 1. The results are shown in FIG.
In both cases, when vector Type 2 was introduced, two bands of 17 kDa (band 1) and 20 kDa (band 2) were detected, but when vector type 3 was expressed. Only band 1 was detected. Therefore, in various plant species, N-linked sugar chains are added to Asn in the Asn-Thr-Cys sequence, and at the same time, by replacing Asn in the Asn-Thr-Cys sequence with Ser, N -It was found that conjugated glycosylation can be avoided.

[試験例4]様々な植物細胞を用いた形質転換実験
一過性発現実験においてN-結合型糖鎖の付加が見られなかったベクターType 3の有用性を、シロイヌナズナ培養細胞、レタス子葉断片を用いた形質転換実験で確認した。
[Test Example 4] Transformation experiment using various plant cells The usefulness of Vector Type 3 in which addition of N-linked sugar chains was not observed in transient expression experiments was demonstrated using Arabidopsis cultured cells and lettuce cotyledon fragments. This was confirmed by the transformation experiment used.

(1)形質転換
試験例1と同様の方法で、シロイヌナズナ培養細胞、レタス子葉断片の形質転換を行った。
(1) Transformation In the same manner as in Test Example 1, Arabidopsis cultured cells and lettuce cotyledon fragments were transformed.

(2)ウェスタン解析
試験例1と同様の方法で、ウェスタン解析を行った。結果を図6に示す。
ベクターType 3による形質転換体では、17 kDaのバンド1に相当するシグナルのみが検出された。このことから、形質転換体においても、Stx2eBのAsn-Thr-Cys配列中のAsn(配
列番号1の55位)をSerに置換することでN-結合型糖鎖付加を回避できることがわかった。
(2) Western analysis Western analysis was performed in the same manner as in Test Example 1. The results are shown in FIG.
In the transformant of vector Type 3, only a signal corresponding to band 1 of 17 kDa was detected. From this, it was found that N-linked glycosylation can also be avoided in the transformant by substituting Asn (position 55 of SEQ ID NO: 1) in the Asn-Thr-Cys sequence of Stx2eB with Ser.

本発明は、ブタ浮腫病ワクチンの開発に有用である。   The present invention is useful for developing a porcine edema disease vaccine.

Claims (14)

下記の(A)又は(B)に示す、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質をコードする、DNA。
(A)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の下記の部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列を有する、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す)
(B)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の前記部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加したアミノ酸配列を有し、かつ、下記の部分アミノ酸配列を含まない、Stx2e免疫原性を有する改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X1−Cys(X1は、Pro又はAsp以外のアミノ酸を示す)
DNA encoding the modified Stx2e B subunit protein shown in (A) or (B) below.
(A) Modified Stx2e B subunit protein Asn-X-Cys (X is an arbitrary amino acid sequence) having an amino acid sequence obtained by modifying the following partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (Indicates amino acid)
(B) an amino acid in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, or added in the amino acid sequence obtained by modifying the partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Modified Stx2e B subunit protein Asn-X1-Cys having a sequence and not including the following partial amino acid sequence (X1 represents an amino acid other than Pro or Asp)
2つ又は3つの、下記の(A)及び/又は(B)に示す、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質が、それぞれ、下記の特徴(x)及び(y)を有するペプチドを介してタンデムに連結された、ハイブリッドタンパク質をコードする、DNA。
(A)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の下記の部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列を有する、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す)
(B)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の前記部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加したアミノ酸配列を有し、かつ、下記の部分アミノ酸配列を含まない、Stx2e免疫原性を有する改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X1−Cys(X1は、Pro又はAsp以外のアミノ酸を示す)
(x)アミノ酸の個数が12〜30個
(y)Proの含有率が20〜35%
Two or three modified Stx2e B subunit proteins shown in (A) and / or (B) below are linked in tandem via peptides having the following characteristics (x) and (y), respectively: DNA encoding a hybrid protein.
(A) Modified Stx2e B subunit protein Asn-X-Cys (X is an arbitrary amino acid sequence) having an amino acid sequence obtained by modifying the following partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (Indicates amino acid)
(B) an amino acid in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, or added in the amino acid sequence obtained by modifying the partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Modified Stx2e B subunit protein Asn-X1-Cys having a sequence and not including the following partial amino acid sequence (X1 represents an amino acid other than Pro or Asp)
(X) 12-30 amino acids (y) Pro content of 20-35%
前記部分アミノ酸配列の改変が、前記55位のアミノ酸の、Serへの置換である、請求項1又は2に記載のDNA。   The DNA according to claim 1 or 2, wherein the modification of the partial amino acid sequence is substitution of the amino acid at position 55 with Ser. 前記部分アミノ酸配列の改変が、前記57位のアミノ酸の、Alaへの置換である、請求項1〜3の何れか一項に記載のDNA。   The DNA according to any one of claims 1 to 3, wherein the modification of the partial amino acid sequence is substitution of the 57th amino acid with Ala. アミノ末端に植物由来の分泌シグナルペプチドが付加された前記ハイブリッドタンパク質をコードする、請求項2〜4の何れか一項に記載のDNA。   The DNA according to any one of claims 2 to 4, which encodes the hybrid protein having a plant-derived secretory signal peptide added to the amino terminus. カルボキシル末端に小胞体残留ペプチド、又は液胞移行シグナルペプチドが付加された前記ハイブリッドタンパク質をコードする、請求項2〜5の何れか一項に記載のDNA。   The DNA according to any one of claims 2 to 5, which encodes the hybrid protein having an endoplasmic reticulum residual peptide or a vacuolar translocation signal peptide added to a carboxyl terminus. 請求項1〜6の何れか一項に記載のDNAを含む組換えベクター。   A recombinant vector comprising the DNA according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載の組換えベクターで形質転換された形質転換植物細胞又は形質転換植物。   A transformed plant cell or transformed plant transformed with the recombinant vector according to claim 7. 請求項8に記載の形質転換植物から得られる種子。   A seed obtained from the transformed plant according to claim 8. 請求項8に記載の形質転換植物細胞若しくは形質転換植物を原料とする、ブタ浮腫病ワクチン。   A pig edema disease vaccine using the transformed plant cell or transformed plant according to claim 8 as a raw material. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のDNAを、植物細胞内で発現させることを含む、
Stx2e免疫原性を有するタンパク質の生産方法。
Including expressing the DNA according to any one of claims 1 to 6 in a plant cell,
A method for producing a protein having Stx2e immunogenicity.
下記の(A)又は(B)の改変Stx2e Bサブユニットタンパク質。
(A)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の下記の部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列を有する、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す)
(B)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の前記部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加したアミノ酸配列を有し、かつ、下記の部分アミノ酸配列を含まない、Stx2e免疫原性を有する改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X1−Cys(X1は、Pro又はAsp以外のアミノ酸を示す)
The modified Stx2e B subunit protein of the following (A) or (B).
(A) Modified Stx2e B subunit protein Asn-X-Cys (X is an arbitrary amino acid sequence) having an amino acid sequence obtained by modifying the following partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (Indicates amino acid)
(B) an amino acid in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, or added in the amino acid sequence obtained by modifying the partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Modified Stx2e B subunit protein Asn-X1-Cys having a sequence and not including the following partial amino acid sequence (X1 represents an amino acid other than Pro or Asp)
2つ又は3つの、下記の(A)及び/又は(B)に示す、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質が、それぞれ、下記の特徴(x)及び(y)を有するペプチドを介してタンデムに連結された、ハイブリッドタンパク質。
(A)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の下記の部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列を有する、改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X−Cys(Xは、任意のアミノ酸を示す)
(B)配列番号1で表されるアミノ酸配列の55位〜57位の前記部分アミノ酸配列が改変されたアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、又は付加したアミノ酸配列を有し、かつ、下記の部分アミノ酸配列を含まない、Stx2e免疫原性を有する改変Stx2e Bサブユニットタンパク質
Asn−X1−Cys(X1は、Pro又はAsp以外のアミノ酸を示す)
(x)アミノ酸の個数が12〜30個
(y)Proの含有率が20〜35%
Two or three modified Stx2e B subunit proteins shown in (A) and / or (B) below are linked in tandem via peptides having the following characteristics (x) and (y), respectively: Hybrid protein.
(A) Modified Stx2e B subunit protein Asn-X-Cys (X is an arbitrary amino acid sequence) having an amino acid sequence obtained by modifying the following partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (Indicates amino acid)
(B) an amino acid in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, or added in the amino acid sequence obtained by modifying the partial amino acid sequence at positions 55 to 57 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Modified Stx2e B subunit protein Asn-X1-Cys having a sequence and not including the following partial amino acid sequence (X1 represents an amino acid other than Pro or Asp)
(X) 12-30 amino acids (y) Pro content of 20-35%
請求項12に記載のタンパク質又は請求項13に記載のハイブリッドタンパク質を細胞内に保持する植物。   A plant which retains the protein according to claim 12 or the hybrid protein according to claim 13 in a cell.
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