JP2014113106A - Method for producing avian myeloblastoma virus reverse transcriptase - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase by using a gene recombinant, which enables abundant expression of AMV reverse transcriptase by the recombinant.SOLUTION: The problem is solved by culturing the recombinant for 72 hours or longer.

Description

本発明は、遺伝子工学的手法を用いてトリ骨髄芽細胞腫ウイルス逆転写酵素を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing avian myeloblastoma virus reverse transcriptase using genetic engineering techniques.

レトロウイルスの増殖に必須の因子として発見された逆転写酵素は、一本鎖RNAを鋳型としてDNAを合成(逆転写)する、RNA依存性DNAポリメラーゼ活性を有しており、cDNA合成等に必須な遺伝子工学試薬や遺伝子診断用酵素として利用されている。   Reverse transcriptase, discovered as an essential factor for retrovirus growth, has RNA-dependent DNA polymerase activity that synthesizes DNA using single-stranded RNA as a template (reverse transcription), and is essential for cDNA synthesis, etc. It is used as a genetic engineering reagent and enzyme for genetic diagnosis.

逆転写酵素の一つである、トリ骨髄芽球腫ウイルス(AMV)逆転写酵素は、分子量約63kDaのα鎖および分子量約95kDaのβ鎖からなるヘテロダイマーであり、ASLVファミリーとして知られている。このうちα鎖は、タンパク質分解性プロセシングによりβ鎖から形成される(非特許文献1)。   Avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase, one of the reverse transcriptases, is a heterodimer consisting of an α chain with a molecular weight of about 63 kDa and a β chain with a molecular weight of about 95 kDa, and is known as the ASLV family. . Of these, the α chain is formed from the β chain by proteolytic processing (Non-patent Document 1).

AMV逆転写酵素は、所定のバリアントが大腸菌または真核生物昆虫細胞において発現されるとの報告がある(特許文献1)。またシャペロンと共発現することで大腸菌において発現されるとの報告がある(特許文献2)。しかしながら、工業的にAMV逆転写酵素を大量に製造するには、特許文献1および2に記載の方法よりも大量に発現させる必要がある。   AMV reverse transcriptase is reported to be expressed in E. coli or eukaryotic insect cells (Patent Document 1). There is also a report that it is expressed in E. coli by co-expression with chaperone (Patent Document 2). However, in order to industrially produce a large amount of AMV reverse transcriptase, it is necessary to express it in a larger amount than the methods described in Patent Documents 1 and 2.

特表2002−534125号公報Special table 2002-534125 gazette 特開2002−315584号公報JP 2002-315584 A

Le Grice S.F.J.,Reverse Transcriptase,Cold Spring Harbor,New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,163(1993)Le Grice S. F. J. et al. , Reverse Transscriptase, Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 163 (1993)

本発明の目的は、遺伝子組換え体を用いて、トリ骨髄芽細胞腫ウイルス(AMV)逆転写酵素を製造するにあたり、当該組換え体によるAMV逆転写酵素の大量発現が可能な方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method capable of expressing a large amount of AMV reverse transcriptase by a recombinant when producing avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase using the gene recombinant. There is.

本発明者らは、トリ骨髄芽細胞腫ウイルス(AMV)逆転写酵素をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターで大腸菌を形質転換して得られる形質転換体を用いて、AMV逆転写酵素の大量発現が可能な方法について鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。   The present inventors expressed a large amount of AMV reverse transcriptase using a transformant obtained by transforming E. coli with an expression vector containing a polynucleotide encoding avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase. As a result of intensive studies on a method capable of achieving the above, the present invention has been completed.

すなわち本発明の第一の態様は、トリ骨髄芽細胞腫ウイルス(AMV)逆転写酵素をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターで大腸菌を形質転換して得られる形質転換体を培養することでAMV逆転写酵素を製造する方法であって、形質転換体の培養時間を72時間以上とする、前記方法である。   That is, in the first aspect of the present invention, AMV reversal is achieved by culturing a transformant obtained by transforming Escherichia coli with an expression vector containing a polynucleotide encoding avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase. A method for producing a coenzyme, wherein the culture time of the transformant is 72 hours or more.

また本発明の第二の態様は、発現ベクターが誘導性プロモーターを含んでおり、かつ誘導剤添加後の培養温度が10℃から30℃の間である、前記第一の態様に記載の方法である。   A second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein the expression vector contains an inducible promoter, and the culture temperature after addition of the inducing agent is between 10 ° C and 30 ° C. is there.

また本発明の第三の態様は、大腸菌が、大腸菌MV1184株、大腸菌W3110株、大腸菌GM31株、大腸菌HB101株、大腸菌JM101株のいずれかである、請求項1または2に記載の方法である。   The third aspect of the present invention is the method according to claim 1 or 2, wherein the E. coli is any one of E. coli MV1184, E. coli W3110, E. coli GM31, E. coli HB101, and E. coli JM101.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明においてAMV逆転写酵素をコードするポリヌクレオチド(以下、AMV逆転写酵素遺伝子とも表記する)とは、mRNAへの転写と転写されたmRNAの翻訳によってAMV逆転写酵素を製造し得る遺伝子のことをいう。AMVが本来有する、AMV逆転写酵素遺伝子の全長は2574塩基であり、そのヌクレオチド配列を配列番号1に示す。なお配列番号1に記載のヌクレオチド配列からなるAMV逆転写酵素遺伝子は、AMV逆転写酵素β鎖をコードする遺伝子であるが、AMV逆転写酵素にはβ鎖よりも低分子のα鎖も存在し、そのヌクレオチド配列は、配列番号1に記載のヌクレオチド配列のうち5’末端側1716塩基からなる(配列番号2)。これら遺伝子により翻訳されるタンパク質のアミノ酸配列は、公的のデータベース(例えば、National Center for Biotechnology Information)に収録されており、一例として配列番号135(AMV逆転写酵素β鎖)および136(AMV逆転写酵素α鎖)がある。   In the present invention, the polynucleotide encoding AMV reverse transcriptase (hereinafter also referred to as AMV reverse transcriptase gene) is a gene that can produce AMV reverse transcriptase by transcription into mRNA and translation of the transcribed mRNA. Say. The total length of the AMV reverse transcriptase gene originally possessed by AMV is 2574 bases, and its nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 1. The AMV reverse transcriptase gene consisting of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is a gene encoding the AMV reverse transcriptase β chain, but the AMV reverse transcriptase also has a lower α chain than the β chain. The nucleotide sequence consists of 1716 bases on the 5 ′ end side of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 (SEQ ID NO: 2). The amino acid sequences of proteins translated by these genes are recorded in public databases (for example, National Center for Biotechnology Information). As an example, SEQ ID NOs: 135 (AMV reverse transcriptase β chain) and 136 (AMV reverse transcription) Enzyme α chain).

本発明におけるAMV逆転写酵素遺伝子の一例として、配列番号1または2に記載のヌクレオチド配列を含むAMV逆転写酵素遺伝子を、大腸菌コドンを用いて変換した遺伝子がある。ここで「大腸菌コドンを用いて変換した」とは、配列番号1または2に記載のヌクレオチド配列を含むAMV逆転写酵素遺伝子から転写されるmRNA中に存在する大腸菌レアコドン(rare codon)、すなわち大腸菌での使用頻度が低いコドンを、当該コドンがコードするアミノ酸を変更することなく、大腸菌における使用頻度が高いコドンに変換することをいう。大腸菌におけるコドン使用頻度の高低は、公的データベース(例えば、かずさDNA研究所のホームページにあるCodon Usage Database)を参考にゲノム遺伝子の解析を行なうことで推測できる。具体的には、大腸菌における使用頻度の高いコドンとして、アルギニン(Arg)ではAGA、AGG、CGG、CGAが、イソロイシン(Ile)ではAUAが、ロイシン(Leu)ではCUAが、グリシン(Gly)ではGGAが、プロリン(Pro)ではCCCが、それぞれ例示できる。このように大腸菌における使用頻度の高いコドンに変換されたmRNAが転写されるよう、コドンを変換したAMV逆転写酵素遺伝子は、大腸菌を用いた工業的規模でのAMV逆転写酵素発現が可能となるため好ましい。大腸菌コドンを用いた変換は、当該コドンに対応する(当該コドンに転写される)ヌクレオチド配列の領域(コドン)を変換することにより可能である。ヌクレオチド配列の変換は、例えばSite−directed mutagenesis法等の従来公知の変異導入法を利用して行なうことができる。特に、合成オリゴヌクレオチドとPCRを組み合わせたDNAWorks法(Nucleic acid Res.,30,43,2002)が、好ましい大腸菌コドンを用いた変換方法の一例としてあげられる。当該方法は、数十塩基からなるオリゴヌクレオチド群を合成し、PCRにより合成オリゴヌクレオチドをアッセンブリーさせることによって完全長の遺伝子を合成する方法である。   An example of the AMV reverse transcriptase gene in the present invention is a gene obtained by converting an AMV reverse transcriptase gene comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2 using an E. coli codon. Here, “converted using an E. coli codon” means an E. coli rare codon present in mRNA transcribed from an AMV reverse transcriptase gene containing the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 2, ie, E. coli. Is used to convert a codon with a low usage frequency into a codon with a high usage frequency in E. coli without changing the amino acid encoded by the codon. The level of codon usage in E. coli can be estimated by analyzing a genomic gene with reference to a public database (for example, Codon Usage Database on the website of Kazusa DNA Laboratory). Specifically, as codons frequently used in E. coli, AGA, AGG, CGG, CGA are used for arginine (Arg), AUA is used for isoleucine (Ile), CUA is used for leucine (Leu), and GGA is used for glycine (Gly). However, CCC can be exemplified for proline (Pro). In this way, the AMV reverse transcriptase gene converted to a codon that is frequently used in Escherichia coli can be transcribed so that AMV reverse transcriptase expression on an industrial scale using E. coli can be performed. Therefore, it is preferable. Conversion using an E. coli codon is possible by converting a region (codon) of a nucleotide sequence corresponding to the codon (transcribed to the codon). The nucleotide sequence can be converted using a conventionally known mutagenesis method such as the site-directed mutagenesis method. In particular, a DNAWorks method (Nucleic acid Res., 30, 43, 2002) combining synthetic oligonucleotides and PCR is an example of a preferable conversion method using E. coli codons. This method synthesizes a full-length gene by synthesizing an oligonucleotide group consisting of several tens of bases and assembling the synthetic oligonucleotide by PCR.

配列番号1または2に記載の配列を含むAMV逆転写酵素遺伝子から、大腸菌コドンを用いて変換したAMV逆転写酵素遺伝子を得る際、配列番号1または2に記載のヌクレオチド配列に存在する大腸菌レアコドン(rare codon)の全てを大腸菌における使用頻度が高いコドンに変換してもよいし、その一部(好ましくは50%以上、より好ましくは80%、さらに好ましくは90%以上)を変換してもよい。本発明におけるAMV逆転写酵素遺伝子の好ましい例として、配列番号1に記載のヌクレオチド配列を含むAMV逆転写酵素β鎖遺伝子を、大腸菌コドンを用いて変換した、配列番号3に記載のヌクレオチド配列を含む遺伝子や、配列番号2に記載のヌクレオチド配列を含むAMV逆転写酵素α鎖遺伝子を、大腸菌コドンを用いて変換した、配列番号4に記載のヌクレオチド配列を含む遺伝子をあげることができる。なお、本発明におけるAMV逆転写酵素遺伝子では、その5’末端側または3’末端側に、分析・精製を容易にするためのタグペプチドをコードするオリゴヌクレオチドや、大腸菌での分泌発現を促すためのシグナルペプチドをコードするオリゴヌクレオチドを付加してもよい。具体例としては、配列番号3に記載のヌクレオチド配列の5’末端側にメチオニンをコードするオリゴヌクレオチド(atg)を付加した配列からなる遺伝子(配列番号5)や、配列番号4に記載のヌクレオチド配列の5’末端側にメチオニンをコードするオリゴヌクレオチド(atg)を付加した配列からなる遺伝子(配列番号6)をあげることができる。   When an AMV reverse transcriptase gene converted using an E. coli codon is obtained from an AMV reverse transcriptase gene comprising the sequence described in SEQ ID NO: 1 or 2, an E. coli rare codon present in the nucleotide sequence described in SEQ ID NO: 1 or 2 ( may be converted into codons frequently used in E. coli, or a part thereof (preferably 50% or more, more preferably 80%, more preferably 90% or more) may be converted. . As a preferred example of the AMV reverse transcriptase gene in the present invention, the AMV reverse transcriptase β chain gene containing the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 is converted using an E. coli codon, and the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 is included. Examples thereof include a gene and a gene containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 obtained by converting an AMV reverse transcriptase α chain gene containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 using an E. coli codon. In the AMV reverse transcriptase gene according to the present invention, an oligonucleotide encoding a tag peptide for facilitating analysis / purification on the 5 ′ end side or the 3 ′ end side, or for promoting secretory expression in E. coli. An oligonucleotide encoding the signal peptide may be added. Specific examples include a gene (SEQ ID NO: 5) consisting of a sequence in which an oligonucleotide (atg) encoding methionine is added to the 5 ′ end of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3, or the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4. And a gene (SEQ ID NO: 6) having a sequence in which an oligonucleotide (atg) encoding methionine is added to the 5′-terminal side.

本発明においてAMV逆転写酵素遺伝子は、AMV逆転写酵素と実質的に同一なタンパク質が発現可能な範囲で、当該遺伝子のヌクレオチド配列と実質的に相同的な配列を含む遺伝子であってもよいし、当該遺伝子のヌクレオチド配列とストリンジェントな条件でハイブリダイズ可能な配列を含む遺伝子であってもよい。ここで「AMV逆転写酵素と実質的に同一なタンパク質」とは、具体的には、AMV逆転写酵素が有する3つの酵素活性(逆転写酵素活性、DNAポリメラーゼ活性、リボヌクレアーゼH(RNaseH)活性)のうち1つ以上が、AMVが本来有するAMV逆転写酵素と同等以上の活性を有するタンパク質のことをいう。具体的には、AMVが本来有するAMV逆転写酵素遺伝子のヌクレオチド配列と、少なくとも75%以上(好ましくは85%、より好ましくは95%以上)の相同性を有したヌクレオチド配列を含む遺伝子から翻訳されたタンパク質であればよい。またここで「ストリンジェントな条件」とは、通常の状態と比較してDNA同士が二重鎖を形成し難い条件をいい、具体的には、42℃で、50%(v/v)ホルムアミド、0.1%ウシ血清アルブミン、0.1%フィコール、0.1%ポリビニルピロリドン、50mMリン酸ナトリウムバッファー(pH6.5)、150mM塩化ナトリウム、または75mMクエン酸ナトリウムが共存する条件を例示することができる。   In the present invention, the AMV reverse transcriptase gene may be a gene containing a sequence substantially homologous to the nucleotide sequence of the gene as long as a protein substantially the same as the AMV reverse transcriptase can be expressed. The gene may contain a sequence that can hybridize with the nucleotide sequence of the gene under stringent conditions. Here, “a protein substantially identical to AMV reverse transcriptase” specifically means three enzyme activities of AMV reverse transcriptase (reverse transcriptase activity, DNA polymerase activity, ribonuclease H (RNase H) activity). One or more of them refers to a protein having an activity equal to or higher than the AMV reverse transcriptase originally possessed by AMV. Specifically, it is translated from a gene containing a nucleotide sequence having at least 75% homology (preferably 85%, more preferably 95% or more) with the nucleotide sequence of the AMV reverse transcriptase gene originally possessed by AMV. Any protein can be used. Here, “stringent conditions” refer to conditions in which DNAs are less likely to form double strands as compared with normal conditions. Specifically, 50% (v / v) formamide at 42 ° C. , 0.1% bovine serum albumin, 0.1% ficoll, 0.1% polyvinylpyrrolidone, 50 mM sodium phosphate buffer (pH 6.5), 150 mM sodium chloride, or 75 mM sodium citrate Can do.

本発明の製造方法では、前述したAMV逆転写酵素遺伝子を適切な発現ベクターに挿入し、それを用いて大腸菌を形質転換して得られる形質転換体を培養することで製造する。AMV逆転写酵素遺伝子の発現ベクターへの挿入は、挿入するベクターの適切な位置に遺伝子工学的に挿入すればよい。ここでいう適切な位置とは、発現ベクターの複製機能、所望の抗生物質マーカー、または伝達性に関わる領域を破壊しない範囲で自由に決定してよい。また発現ベクターに挿入する場合、例えばプロモータ機能を有するオリゴヌクレオチドを付加してもよい。大腸菌で機能するプロモータとして、例えばlacプロモータ、trcプロモータまたはT7プロモータが例示できる。その中でもtrcプロモータは、転写活性の調節が容易なため好ましい。挿入する発現ベクターは、形質転換する大腸菌内で安定に存在し、複製することができるものであれば特に制限はない。発現ベクターの具体例として、大腸菌内で安定に存在し複製できるプラスミドベクターとして知られている、pTrc系、pUC系、pBR系、pET系、広宿主域(Broad−Host−Range)プラスミドベクターをあげることができる。その中でもtrcプロモータを有する点で、pTrc99aベクターが好ましいプラスミドベクターとして例示できる。   In the production method of the present invention, the above-described AMV reverse transcriptase gene is inserted into an appropriate expression vector, and the transformant obtained by transforming Escherichia coli using the gene is cultured. The AMV reverse transcriptase gene may be inserted into the expression vector by genetic engineering at an appropriate position of the vector to be inserted. The appropriate position herein may be freely determined within a range that does not destroy the replication function of the expression vector, a desired antibiotic marker, or a region related to transmissibility. Moreover, when inserting in an expression vector, you may add the oligonucleotide which has a promoter function, for example. Examples of the promoter that functions in E. coli include lac promoter, trc promoter, and T7 promoter. Of these, the trc promoter is preferred because it allows easy regulation of transcriptional activity. The expression vector to be inserted is not particularly limited as long as it is stably present in E. coli to be transformed and can be replicated. Specific examples of expression vectors include pTrc, pUC, pBR, pET, and broad host range (Broad-Host-Range) plasmid vectors known as plasmid vectors that stably exist and replicate in E. coli. be able to. Among them, the pTrc99a vector can be exemplified as a preferable plasmid vector in that it has a trc promoter.

本発明における宿主は大腸菌であり、好ましくは大腸菌MV1184株、大腸菌GM31株、大腸菌HB101株、大腸菌JM101株、大腸菌W3110株であり、より好ましくは大腸菌W3110株である。なお前述した大腸菌に対し、ニトロソグアニジンやメタンスルホン酸エチル等の化学物質、紫外線、放射線等の従来公知の手段により変異処理した大腸菌変異株を使用してもよい。   The host in the present invention is E. coli, preferably E. coli MV1184, E. coli GM31, E. coli HB101, E. coli JM101, E. coli W3110, and more preferably E. coli W3110. In addition, E. coli mutant strains that have been subjected to mutation treatment by a conventionally known means such as chemical substances such as nitrosoguanidine and ethyl methanesulfonate, ultraviolet rays, radiation, etc. may be used.

発現ベクターを用いて大腸菌を形質転換する方法については、例えば、Method in Enzymology,216,p.469−631,1992,Academic PressやMethod in Enzymology,204,p.305−636,1991,Academic Pressに記載された方法により行なえばよい。
前述した方法で得られた形質転換体は、例えば必要な栄養源を補ったLB(Luria−Bertani)培地により培養すればよい。なお発現ベクターを含んだ形質転換体を選択して培養することを目的に、発現ベクターの構成を基にした選抜剤を培地に添加するとよい。例えば、アンピシリン耐性遺伝子を有する発現ベクターを使用する場合には、培地にアンピシリンやカルベニシリンを添加すればよい。また培地には、炭素、窒素、無機塩供給源の他に、適当な栄養源を添加してもよい。さらにグルタチオン、システイン、シスタミン、チオグリコレート、ジチオスレイトールからなる群から選択される一種類以上の還元剤を添加しても良い。培養温度は、例えば約20℃から40℃までの範囲であればよく、好ましくは35℃から38℃までの範囲、より好ましくは37℃付近である。pHは5.9から8.1までの範囲であればよく、好ましくは5.9から7.1までの範囲である。
For a method for transforming E. coli using an expression vector, see, for example, Method in Enzymology, 216, p. 469-631, 1992, Academic Press and Method in Enzymology, 204, p. 305-636, 1991, Academic Press.
The transformant obtained by the above-described method may be cultured in, for example, an LB (Luria-Bertani) medium supplemented with necessary nutrient sources. For the purpose of selecting and cultivating a transformant containing the expression vector, a selection agent based on the structure of the expression vector may be added to the medium. For example, when using an expression vector having an ampicillin resistance gene, ampicillin or carbenicillin may be added to the medium. In addition to carbon, nitrogen, and inorganic salt sources, an appropriate nutrient source may be added to the medium. Further, one or more reducing agents selected from the group consisting of glutathione, cysteine, cystamine, thioglycolate and dithiothreitol may be added. The culture temperature may be, for example, in the range of about 20 ° C. to 40 ° C., preferably in the range of 35 ° C. to 38 ° C., more preferably in the vicinity of 37 ° C. The pH may be in the range of 5.9 to 8.1, and preferably in the range of 5.9 to 7.1.

前述した方法で得られた形質転換体を培養してAMV逆転写酵素を製造する際、当該形質転換体に含まれる発現ベクターにtrcプロモータといった誘導性のプロモータが含まれている場合は、培養開始時に誘導剤を添加してAMV逆転写酵素を発現させてもよいし、良好なAMV逆転写酵素の生産性が得られる程度まで培養を行なった後に誘導剤を添加し、AMV逆転写酵素を発現させてもよい。好ましくは、培養液の濁度(660nmにおける吸光度)が約0.5から20.0を示す増殖期間、より好ましくは濁度が1.0から10.0を示す増殖期間に、誘導剤を添加する誘導操作を行ない、引き続き培養する方法が例示できる。添加する誘導剤は、使用するプロモータに応じて適宜選択して使用すればよい。例えば、誘導性のプロモータがtrcプロモータの場合、添加する誘導剤としてIPTG(イソプロピル−β−チオガラクトピラノシド)を例示することができる。IPTGの添加濃度は終濃度で約0.1から10.0mMまでの範囲の中から適宜選択すればよいが、好ましくは1.0mMから10.0mMまでの範囲、より好ましくは5.0mM付近である。なお、本発明の製造方法では、誘導操作後(誘導剤添加後)の培養温度を大腸菌の至適培養温度よりも低い温度まで下げると好ましく、具体的には10℃から30℃までの範囲、より好ましくは15℃から25℃までの範囲、さらに好ましくは25℃付近である。   When an AMV reverse transcriptase is produced by culturing the transformant obtained by the method described above, if the expression vector contained in the transformant contains an inducible promoter such as trc promoter, the culture is started. Occasionally, an inducer may be added to express AMV reverse transcriptase, or after culturing to the extent that good AMV reverse transcriptase productivity is obtained, an inducer is added to express AMV reverse transcriptase. You may let them. Preferably, the inducer is added during the growth period in which the turbidity (absorbance at 660 nm) of the culture solution shows about 0.5 to 20.0, more preferably in the growth period in which the turbidity shows 1.0 to 10.0. An example is a method in which the guidance operation is performed, followed by culturing. What is necessary is just to select and use the induction | guidance | derivation agent to add suitably according to the promoter to be used. For example, when the inducible promoter is a trc promoter, IPTG (isopropyl-β-thiogalactopyranoside) can be exemplified as an inducing agent to be added. The addition concentration of IPTG may be appropriately selected from the range of about 0.1 to 10.0 mM in the final concentration, but preferably in the range of 1.0 mM to 10.0 mM, more preferably in the vicinity of 5.0 mM. is there. In the production method of the present invention, it is preferable to lower the culture temperature after the induction operation (after the addition of the inducer) to a temperature lower than the optimal culture temperature of Escherichia coli, specifically in the range from 10 ° C to 30 ° C, More preferably, it is the range from 15 degreeC to 25 degreeC, More preferably, it is about 25 degreeC.

本発明における培養時間は72時間以上と、一般的な大腸菌の培養時間よりも長時間であることを特徴としており、好ましくは100時間以上、より好ましくは100時間から170時間、最も好ましくは100時間から150時間である。   The culture time in the present invention is 72 hours or longer, which is longer than the general culture time of E. coli, preferably 100 hours or longer, more preferably 100 hours to 170 hours, most preferably 100 hours. 150 hours.

前述した方法で得られた形質転換体の培養液からAMV逆転写酵素を抽出する際には、発現の形態によって適宜抽出方法を選択すればよい。例えば、発現したAMV逆転写酵素が大腸菌内に蓄積する場合は遠心分離操作等により菌体を集めた後、酵素処理剤や超音波破砕等により菌体を破砕して抽出すればよい。なお前記抽出段階では種々の蛋白質が混在しているが、ストレプトマイシン塩酸塩やポリミンPを添加することで核酸と共沈させることにより効率的にAMV逆転写酵素を沈澱回収することができる。さらに、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーといったクロマトグラフィーを単独または組み合わせて適用することにより、AMV逆転写酵素を高純度に精製することができる。クロマトグラフィーを用いたAMV逆転写酵素精製の一例として、ポリプロピレングリコール基を導入した疎水性相互作用クロマトグラフィーを用いてAMV逆転写酵素を精製後、ホスホセルロース担体を用いたイオン交換クロマトグラフィーを用いてさらに精製することで、AMV逆転写酵素α鎖、AMV逆転写酵素β鎖、およびAMV逆転写酵素α鎖β鎖ヘテロ複合体を、分離精製することができる。   When AMV reverse transcriptase is extracted from the culture medium of the transformant obtained by the above-described method, an extraction method may be appropriately selected depending on the form of expression. For example, when the expressed AMV reverse transcriptase accumulates in Escherichia coli, the bacterial cells may be collected by centrifugation or the like, and then disrupted and extracted by an enzyme treatment agent or ultrasonic disruption. Although various proteins are mixed in the extraction step, AMV reverse transcriptase can be efficiently precipitated and recovered by coprecipitation with nucleic acid by adding streptomycin hydrochloride or polymin P. Furthermore, AMV reverse transcriptase can be purified with high purity by applying chromatography such as ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, gel filtration chromatography, and affinity chromatography alone or in combination. As an example of AMV reverse transcriptase purification using chromatography, after purifying AMV reverse transcriptase using hydrophobic interaction chromatography into which a polypropylene glycol group has been introduced, ion exchange chromatography using a phosphocellulose carrier is used. By further purification, the AMV reverse transcriptase α chain, the AMV reverse transcriptase β chain, and the AMV reverse transcriptase α chain β chain heterocomplex can be separated and purified.

本発明の製造方法は、トリ骨髄芽細胞腫ウイルス(AMV)逆転写酵素をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターで大腸菌を形質転換して得られる形質転換体を用いて、AMV逆転写酵素を製造するにあたり、培養時間を72時間以上とすることでAMV逆転写酵素を大量に発現させることを可能としており、AMV逆転写酵素を工業的に製造するのに有用である。   The production method of the present invention produces AMV reverse transcriptase using a transformant obtained by transforming Escherichia coli with an expression vector containing a polynucleotide encoding avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase. In doing so, it is possible to express a large amount of AMV reverse transcriptase by setting the culture time to 72 hours or longer, which is useful for industrial production of AMV reverse transcriptase.

トリ骨髄芽細胞腫ウイルスが本来有する、AMV逆転写酵素β鎖遺伝子のヌクレオチド配列(配列番号1、下段)と、実施例1で設計したAMV逆転写酵素β鎖遺伝子のヌクレオチド配列(配列番号3、上段)とを比較した結果である。The nucleotide sequence of the AMV reverse transcriptase β chain gene (SEQ ID NO: 1, bottom) originally possessed by the avian myeloblastoma virus and the nucleotide sequence of the AMV reverse transcriptase β chain gene designed in Example 1 (SEQ ID NO: 3, This is a result of comparison with (upper). トリ骨髄芽細胞腫ウイルスが本来有する、AMV逆転写酵素β鎖遺伝子のヌクレオチド配列(配列番号1、下段)と、実施例1で設計したAMV逆転写酵素β鎖遺伝子のヌクレオチド配列(配列番号3、上段)とを比較した結果である。The nucleotide sequence of the AMV reverse transcriptase β chain gene (SEQ ID NO: 1, bottom) originally possessed by the avian myeloblastoma virus and the nucleotide sequence of the AMV reverse transcriptase β chain gene designed in Example 1 (SEQ ID NO: 3, This is a result of comparison with (upper). プラスミドベクターpTrcAMVBの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of plasmid vector pTrcAMVB. プラスミドベクターpTrcAMVAの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of plasmid vector pTrcAMVA. プラスミドベクターpTrcAMVBwildの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of plasmid vector pTrcAMVBwild. プラスミドベクターpTrcAMVAwildの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of plasmid vector pTrcAMVAwild. プラスミドベクターの違いによる大腸菌での発現量の差を示す電気泳動(SDS−PAGE)写真である。It is the electrophoresis (SDS-PAGE) photograph which shows the difference in the expression level in colon_bacillus | E._coli by the difference in a plasmid vector. 宿主である大腸菌菌株の違いによる発現量の差を示した図である。It is the figure which showed the difference in the expression level by the difference in Escherichia coli strain which is a host. 培養中の濁度の変化とAMV逆転写酵素生産量の変化を示す図である。図中黒丸は培養中の濁度変化を、白丸はAMV逆転写酵素生産量の変化を、それぞれ示している。It is a figure which shows the change of the turbidity during culture | cultivation, and the change of AMV reverse transcriptase production amount. In the figure, black circles indicate changes in turbidity during culture, and white circles indicate changes in AMV reverse transcriptase production.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本実施例は本発明の実施の一形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this Example is for describing one Embodiment of this invention, and does not limit this invention.

実施例1 トリ骨髄芽細胞腫ウイルス(AMV)逆転写酵素遺伝子の配列設計
配列番号1に記載のヌクレオチド配列からなるAMV逆転写酵素β鎖遺伝子(AMVコドン)から、大腸菌コドンを用いて変換した、配列番号3に記載のヌクレオチド配列からなるAMV逆転写酵素β鎖遺伝子を、DNAWorks法により設計した。AMV逆転写酵素β鎖遺伝子(AMVコドン)のヌクレオチド配列(配列番号1)と、AMV逆転写酵素β鎖遺伝子(大腸菌コドン)のヌクレオチド配列(配列番号3)とを比較した結果を図1および2に示す。配列番号1および3に記載の配列からなる遺伝子により翻訳されるAMV逆転写酵素β鎖のアミノ酸配列は同一(配列番号135)であるが、ヌクレオチド配列の相同性は74%であった。
Example 1 Sequence design of avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase gene The AMV reverse transcriptase β chain gene (AMV codon) consisting of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 was converted using an E. coli codon. The AMV reverse transcriptase β chain gene consisting of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 was designed by the DNAWorks method. The results of comparing the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) of the AMV reverse transcriptase β chain gene (AMV codon) with the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 3) of the AMV reverse transcriptase β chain gene (E. coli codon) are shown in FIGS. Shown in The amino acid sequence of the AMV reverse transcriptase β chain translated by the gene consisting of the sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 3 was the same (SEQ ID NO: 135), but the nucleotide sequence homology was 74%.

実施例2 AMV逆転写酵素遺伝子の作製
(1)実施例1で設計した、配列番号3に記載のヌクレオチド配列からなるAMV逆転写酵素β鎖遺伝子を作製するため、配列番号7から126に記載のヌクレオチド配列からなる120種類のオリゴヌクレオチドを合成した。
(2)(1)で合成したオリゴヌクレオチドから配列番号3に記載のヌクレオチド配列からなるAMV逆転写酵素β鎖遺伝子を作製するため、以下に示す二段階のPCR反応を行なった。
(2−1)表1に示す反応液を作製し、94℃で5分間熱処理後、94℃で30秒間の第一ステップ、62℃で30秒間の第二ステップ、72℃で1分間の第三ステップを25サイクル行ない、最後に72℃で7分間反応させることで一段階目のPCRを行なった。なお、表1中のDNAミックスとは、配列番号7から126に記載の配列からなる120種類のオリゴヌクレオチド溶液(濃度:50pmol/μL)をそれぞれ等量ずつ採取し、混合した溶液である。
Example 2 Production of AMV Reverse Transcriptase Gene (1) In order to produce the AMV reverse transcriptase β chain gene composed of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 designed in Example 1, 120 kinds of oligonucleotides composed of nucleotide sequences were synthesized.
(2) In order to produce the AMV reverse transcriptase β chain gene consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 from the oligonucleotide synthesized in (1), the following two-step PCR reaction was performed.
(2-1) Prepare reaction solutions shown in Table 1, heat treatment at 94 ° C. for 5 minutes, first step at 94 ° C. for 30 seconds, second step at 62 ° C. for 30 seconds, first step at 72 ° C. for 1 minute. The first step PCR was carried out by performing 25 cycles of 3 steps and finally reacting at 72 ° C. for 7 minutes. In addition, the DNA mix in Table 1 is a solution obtained by collecting 120 parts of oligonucleotide solutions (concentration: 50 pmol / μL) each having the sequence described in SEQ ID NOs: 7 to 126 and mixing them.

Figure 2014113106
(2−2)表2に示す反応液を作製し、94℃で5分間熱処理後、94℃で30秒間の第一ステップ、65℃で30秒間の第二ステップ、72℃で1分間の第三ステップを25サイクル行ない、最後に72℃で7分間反応させることで二段階目のPCRを行なった。なお、PCRプライマーとして配列番号7(5’−ATGACGGTGGCGTTACACCTG−3’)および配列番号126(5’−TTAGGCAAACAGCGGAGAGGCTTCGTCCTTCTTCGTCACTTCGTCT−3’)に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを用いた。
Figure 2014113106
(2-2) Prepare reaction solutions shown in Table 2, heat treatment at 94 ° C. for 5 minutes, first step at 94 ° C. for 30 seconds, second step at 65 ° C. for 30 seconds, first step at 72 ° C. for 1 minute. The second step PCR was performed by performing 25 cycles of 3 steps and finally reacting at 72 ° C. for 7 minutes. In addition, the oligonucleotide which consists of a sequence | arrangement of sequence number 7 (5'-ATGACGGGTGCGGTTACACCTG-3 ') and sequence number 126 (5'-TTAGGCAAACAGCGGAGAGGCTTCGTCCCTTCTCTCTCTCTGCTCT-3') was used as a PCR primer.

Figure 2014113106
(3)PCR反応終了後、0.9%アガロース電気泳動により設計通りのサイズに相当するDNAバンドを確認し、当該DNAバンドから市販の試薬(QIAquick Gel extraction kit:キアゲン社)を用いてDNAを抽出した。
(4)抽出したDNAの5’末端を市販の試薬(TaKaRa BKL Kit:タカラバイオ社)を用いてリン酸化し、制限酵素SmaIで消化したpTrc99aプラスミドベクターに挿入後、当該ベクターを用いて大腸菌JM109株(タカラバイオ社)を形質転換した。調製したプラスミドベクターpTrcAMVB(図3)は制限酵素解析およびヌクレオチド配列決定(実施例3)を行なった。プラスミドベクターpTrcAMVBのヌクレオチド配列を配列番号131に示した。
(5)配列番号4に記載のヌクレオチド配列からなるAMV逆転写酵素α鎖遺伝子をPCR反応により作製した。PCR反応は、鋳型としてpTrcAMVBを、PCRプライマーとして配列番号7および配列番号127(5’−TTAATACGCTTGAAACGTGGCCTGGCTATCCGCC−3’)に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを、それぞれ用いた他は、(2−2)に記載の方法と同様な方法で実施した。
(6)PCR反応終了後、(3)から(4)に記載の方法と同様な方法で、形質転換体を取得し、プラスミドベクターpTrcAMVAを調製した。調製したプラスミドベクターpTrcAMVA(図4)は制限酵素解析およびヌクレオチド配列決定(実施例3)を行なった。プラスミドベクターpTrcAMVAのヌクレオチド配列を配列番号132に示した。
(7)AMV逆転写酵素β鎖遺伝子(AMVコドン)を含むプラスミドを保持した大腸菌クローン(ATCC 31990)からPCR反応によりAMV逆転写酵素β鎖をコードする遺伝子を作製した。PCR反応は、鋳型としてATCC31990の培養抽出物を、PCRプライマーとして配列番号128(5’−ATGACTGTTGCGCTACATCTGGCTATTCCGCTC−3’)および配列番号129(5’−TTATGCAAAAAGAGGGCTCGCCTCATC−3’)に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを用いた他は、(2−2)に記載の方法と同様な方法で実施した。
(8)PCR反応終了後、(3)から(4)に記載の方法と同様な方法で、形質転換体を取得し、プラスミドベクターpTrcAMVBwild(図5)を調製した。プラスミドベクターpTrcAMVBwildのヌクレオチド配列を配列番号133に示した。
(9)ATCC 31990からPCR反応によりAMV逆転写酵素α鎖をコードする遺伝子を作製した。PCR反応は、鋳型としてATCC 31990の培養抽出物を、PCRプライマーとして配列番号128および配列番号130(5’−TTAATACGCTTGAAAGGTGGCTTGGCTATCTGCC−3’)に記載の配列からなるオリゴヌクレオチドを用いた他は、(2−2)に記載の方法と同様な方法で実施した。
(10)PCR反応終了後、(3)から(4)に記載の方法と同様な方法で、形質転換体を取得し、プラスミドベクターpTrcAMVAwildを調製(図6)した。プラスミドベクターpTrcAMVAwildのヌクレオチド配列を配列番号134に示した。
Figure 2014113106
(3) After completion of the PCR reaction, a DNA band corresponding to the designed size is confirmed by 0.9% agarose electrophoresis, and DNA is extracted from the DNA band using a commercially available reagent (QIAquick Gel extraction kit: Qiagen). Extracted.
(4) The 5 ′ end of the extracted DNA is phosphorylated using a commercially available reagent (TaKaRa BKL Kit: Takara Bio Inc.), inserted into a pTrc99a plasmid vector digested with the restriction enzyme SmaI, and then E. coli JM109 is used using the vector. A strain (Takara Bio Inc.) was transformed. The prepared plasmid vector pTrcAMVB (FIG. 3) was subjected to restriction enzyme analysis and nucleotide sequencing (Example 3). The nucleotide sequence of the plasmid vector pTrcAMVB is shown in SEQ ID NO: 131.
(5) An AMV reverse transcriptase α chain gene consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 was prepared by PCR reaction. (2-2) except that pTrcAMVB was used as a template for the PCR reaction, and an oligonucleotide having the sequence described in SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 127 (5′-TTATATACGCTTGAAACGGTGCCCTGGCTATCCGCC-3 ′) was used as the PCR primer. The same method as described was carried out.
(6) After completion of the PCR reaction, a transformant was obtained by the same method as described in (3) to (4), and a plasmid vector pTrcAMVA was prepared. The prepared plasmid vector pTrcAMVA (FIG. 4) was subjected to restriction enzyme analysis and nucleotide sequencing (Example 3). The nucleotide sequence of the plasmid vector pTrcAMVA is shown in SEQ ID NO: 132.
(7) A gene encoding the AMV reverse transcriptase β chain was prepared by PCR reaction from an E. coli clone (ATCC 31990) carrying a plasmid containing the AMV reverse transcriptase β chain gene (AMV codon). In the PCR reaction, a culture extract of ATCC 31990 was used as a template, and an oligonucleotide consisting of the sequence described in SEQ ID NO: 128 (5′-ATGACTGTTGCGCTACATCTGCCTTCCCGCTC-3 ′) and SEQ ID NO: 129 (5′-TTATGCAAAAAGAGGGCTCGCCCTCATC-3 ′) as PCR primers. Other than using, the same method as described in (2-2) was performed.
(8) After completion of the PCR reaction, a transformant was obtained by the same method as described in (3) to (4), and a plasmid vector pTrcAMVBwild (FIG. 5) was prepared. The nucleotide sequence of the plasmid vector pTrcAMVBwild is shown in SEQ ID NO: 133.
(9) A gene encoding AMV reverse transcriptase α chain was prepared from ATCC 31990 by PCR reaction. The PCR reaction was carried out using a culture extract of ATCC 31990 as a template, and an oligonucleotide having the sequence described in SEQ ID NO: 128 and SEQ ID NO: 130 (5′-TTATATACGCTTGAAAGGTGGCTTGGCTATCTGCCC-3 ′) as a PCR primer (2- It implemented by the method similar to the method as described in 2).
(10) After completion of the PCR reaction, a transformant was obtained by the same method as described in (3) to (4), and a plasmid vector pTrcAMVAwild was prepared (FIG. 6). The nucleotide sequence of the plasmid vector pTrcAMVAwild is shown in SEQ ID NO: 134.

実施例3 配列の確認
実施例2で作製したプラスミドベクターpTrcAMVB(図3)およびpTrcAMVA(図4)に挿入したAMV逆転写酵素遺伝子のヌクレオチド配列を、チェーンターミネータ法に基づく市販の試薬キット(Big Dye Terminator Cycle Sequencing FS read Reaction kit、PEアプライドバイオシステム社)を用いてサイクルシークエンス反応に供し、全自動DNAシークエンサーABI Prism 3700 DNA Analyzer(PEアプライドバイオシステム社)にて解析した。なお、シークエンス用プライマーには合成した120種類のオリゴヌクレオチドを適宜使用した。その結果、pTrcAMVBおよびpTrcAMVAに挿入したDNAのヌクレオチド配列は設計通りであることを確認した。
Example 3 Sequence Confirmation The nucleotide sequence of the AMV reverse transcriptase gene inserted into the plasmid vectors pTrcAMVB (FIG. 3) and pTrcAMVA (FIG. 4) prepared in Example 2 was converted into a commercially available reagent kit (Big Dye) based on the chain terminator method. Terminator Cycle Sequencing FS read Reaction kit (PE Applied Biosystems) was used for a cycle sequence reaction and analyzed with a fully automated DNA sequencer ABI Prism 3700 DNA Analyzer (PE Applied Biosystems). In addition, 120 kinds of synthesized oligonucleotides were appropriately used as sequencing primers. As a result, it was confirmed that the nucleotide sequences of the DNA inserted into pTrcAMVB and pTrcAMVA were as designed.

実施例4 AMV逆転写酵素の発現確認
(1)プラスミドベクターpTrcAMVB(図3)を用いて大腸菌JM109株(タカラバイオ社)を形質転換し、50μg/mLの抗生物質アンピシリンを添加したLB寒天培地を用いて37℃で18時間培養した。
(2)培養後、出現した任意のコロニーを選択することで形質転換体を得た。ここで得られた形質転換体をJM109/pTrcAMVBと命名した。なお、pTrcAMVA(図4)、pTrcAMVBwild(図5)、pTrcAMVAwild(図6)についても同様に実施し、形質転換体(JM109/pTrcAMVA、JM109/pTrcAMVBwild、JM109/pTrcAMVAwild)をそれぞれ得た。
(3)得られた形質転換体をそれぞれ50μg/mLの抗生物質アンピシリンを添加したLB液体培地に接種し、37℃で培養した。OD660nmの値が約0.5になったところで0.15mMのIPTG(イソプロピル−β−チオガラクトピラノシド)(タカラバイオ社)を添加した。
(4)IPTG添加から適当な間隔で各形質転換体培養液を採取し、市販のキット(Bugbuster protein extraction Kit、ノバジェン社)を用いてタンパク質溶液を調製した。調製したタンパク質溶液を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動(SDS−PAGE)(実施例10)に供した。
Example 4 Confirmation of AMV Reverse Transcriptase Expression (1) Plasmid vector pTrcAMVB (FIG. 3) was used to transform E. coli JM109 strain (Takara Bio), and LB agar medium supplemented with 50 μg / mL antibiotic ampicillin was used. And cultured at 37 ° C. for 18 hours.
(2) After the culture, a transformant was obtained by selecting an arbitrary colony that appeared. The transformant obtained here was named JM109 / pTrcAMVB. In addition, it implemented similarly about pTrcAMVA (FIG. 4), pTrcAMVBwild (FIG. 5), and pTrcAMVAwild (FIG. 6), and obtained the transformant (JM109 / pTrcAMVA, JM109 / pTrcAMVBwild, JM109 / pTrcAMVAwild), respectively.
(3) The obtained transformant was inoculated into an LB liquid medium supplemented with 50 μg / mL antibiotic ampicillin and cultured at 37 ° C. When the value of OD660 nm reached about 0.5, 0.15 mM IPTG (isopropyl-β-thiogalactopyranoside) (Takara Bio Inc.) was added.
(4) Each transformant culture solution was collected at an appropriate interval from the addition of IPTG, and a protein solution was prepared using a commercially available kit (Bugbuster protein extraction Kit, Novagen). The prepared protein solution was subjected to SDS-polyacrylamide electrophoresis (SDS-PAGE) (Example 10).

SDS−PAGE結果を図7に示す。AMV逆転写酵素遺伝子を含むプラスミドベクターを用いて大腸菌を形質転換して得られる形質転換体により、AMV逆転写酵素を発現させる際、AMV逆転写酵素遺伝子として、AMVコドンを利用したもの(JM109/pTrcAMVBwild、JM109/pTrcAMVAwild)よりも、宿主と同一である大腸菌コドンを利用したもの(JM109/pTrcAMVB、JM109/pTrcAMVA)のほうが、発現量が多いことが分かる。   The SDS-PAGE result is shown in FIG. When an AMV reverse transcriptase is expressed by a transformant obtained by transforming E. coli using a plasmid vector containing an AMV reverse transcriptase gene, an AMV codon is used as an AMV reverse transcriptase gene (JM109 / It can be seen that the expression level of the one using the E. coli codon which is the same as the host (JM109 / pTrcAMVB, JM109 / pTrcAMVA) is higher than that of pTrcAMVBwild, JM109 / pTrcAMVAwild).

実施例5 宿主大腸菌株の検討
(1)プラスミドベクターpTrcAMVB(図3)を用いて、大腸菌JM109株(タカラバイオ社)、大腸菌JM110株(タカラバイオ社)、大腸菌JM101株(アジレント・テクノロジー社)、大腸菌W3110株(ATCC 27325)、大腸菌SK383株、大腸菌KY1436株、大腸菌TG1株(アジレント・テクノロジー社)、大腸菌HB101株(タカラバイオ社)、大腸菌RB791株(ATCC 53622)、大腸菌MV1184株(タカラバイオ社)、大腸菌C600(アジレント・テクノロジー社)、大腸菌MC4110株、大腸菌GM31株(NBRP ME7741)、大腸菌CC118株、大腸菌BL21株、大腸菌DH5株(東洋紡績社)、または大腸菌DH5α株(東洋紡績社)をそれぞれ形質転換後、50μg/mLの抗生物質(アンピシリン)を添加したLB寒天培地を用いて37℃で18時間培養した。
(2)培養後、出現した任意のコロニーを選択し50μg/mLの抗生物質カルベニシリンを添加した2×YT液体培地に接種した。
(3)37℃・160rpmで振盪培養し、OD660nmの値が約0.5になったところで、培養温度を15℃または25℃に下げ、5mMのIPTG(タカラバイオ社)を添加しさらに45時間振盪培養を行なった。
(4)培養菌体を4℃・5000rpmで30分間遠心分離することで回収し、−30℃で凍結保存した。
(5)凍結菌体を5mL/湿菌体質量のバッファーA(20mM Tris−HCl(pH7.4)、10%(w/v)グリセロール、1mM DTT、0.2% TritonX−100(商品名))に懸濁し、超音波破砕後、4℃・5000rpmで30分間遠心分離することで未破砕の菌体を取り除き抽出液を得た。
(6)抽出液の活性を下記に示すTRC法(Transcription Reverse−transcription Concerted reaction)を利用した方法(特開2003−334095号公報)により評価した。
(6−1)TRCRtest NoroW(東ソー社)に添付の陽性標準液を、TRCRtest NoroW(東ソー社)に添付の陰性標準液で5倍希釈することにより、RNA試料を調製した。
(6−2)TRCRtest NoroW(東ソー社)に添付の基質試薬10μLおよびTRCRtest NoroW(東ソー社製)に添付のプライマー試薬10μLを0.5mL容量PCR用チューブ(Individual Dome Cap PCR Tube、SSI社)に分注し、これに(1)で調製したRNA試料5μLを添加した。
(6−3)(6−2)の混合液を42℃で5分間保温後、あらかじめ42℃で2分間保温した、以下の組成からなる酵素液5μLを添加した。
Example 5 Examination of host E. coli strain (1) Using plasmid vector pTrcAMVB (FIG. 3), E. coli JM109 strain (Takara Bio), E. coli JM110 strain (Takara Bio), E. coli JM101 strain (Agilent Technology), E. coli W3110 (ATCC 27325), E. coli SK383, E. coli KY1436, E. coli TG1 (Agilent Technology), E. coli HB101 (Takara Bio), E. coli RB791 (ATCC 53622), E. coli MV1184 (Takara Bio) ), E. coli C600 (Agilent Technology), E. coli MC4110, E. coli GM31 (NBRP ME7741), E. coli CC118, E. coli BL21, E. coli DH5 (Toyobo), or E. coli DH5α (Toyobo) After spinning, Inc.), respectively transformed, was cultured for 18 hours at 37 ° C. using a LB agar medium supplemented with 50 [mu] g / mL of the antibiotic (Ampicillin).
(2) After culture, an arbitrary colony that appeared was selected and inoculated into 2 × YT liquid medium supplemented with 50 μg / mL antibiotic carbenicillin.
(3) After shaking culture at 37 ° C. and 160 rpm, when the value of OD660 nm reaches about 0.5, the culture temperature is lowered to 15 ° C. or 25 ° C., and 5 mM IPTG (Takara Bio Inc.) is added for an additional 45 hours. Shaking culture was performed.
(4) The cultured cells were collected by centrifugation at 4 ° C. and 5000 rpm for 30 minutes, and stored frozen at −30 ° C.
(5) 5 mL / wet cell mass of buffer A (20 mM Tris-HCl (pH 7.4), 10% (w / v) glycerol, 1 mM DTT, 0.2% Triton X-100 (trade name) ), And after ultrasonic disruption, the mixture was centrifuged at 4 ° C. and 5000 rpm for 30 minutes to remove unbroken cells and obtain an extract.
(6) The activity of the extract was evaluated by a method using the TRC method (Translation Reverse-translation Concerted reaction) shown below (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-334095).
(6-1) An RNA sample was prepared by diluting the positive standard solution attached to TRCRtest NoroW (Tosoh Corp.) five times with the negative standard solution attached to TRCRtest NoroW (Tosoh Corp.).
(6-2) Add 10 μL of the substrate reagent attached to TRCRtest NoroW (Tosoh Corporation) and 10 μL of the primer reagent attached to TRCRtest NoroW (Tosoh Corporation) to a 0.5 mL capacity PCR tube (Individual Dome Cap PCR Tube, SSI). The RNA sample was dispensed and 5 μL of the RNA sample prepared in (1) was added thereto.
(6-3) The mixed solution of (6-2) was incubated at 42 ° C. for 5 minutes, and then 5 μL of an enzyme solution having the following composition, which was kept warm at 42 ° C. for 2 minutes in advance, was added.

酵素液の組成:
0.12mg/mL 牛血清アルブミン
2.0%(w/v) ソルビトール
28.4U/μL T7 RNAポリメラーゼ
3μL 抽出画分または6.4U AMV−RT対照品(Life Techno
logy社)
(6−4)引き続きPCRチューブを直接測定可能な温調機能付き蛍光分光光度計を用い、42℃で反応させると同時に反応溶液の蛍光強度(励起波長470nm、蛍光波長520nm)を経時的に20分間測定した。蛍光測定値が初期蛍光値の1.2倍になった時間を検出時間とした。
Composition of enzyme solution:
0.12 mg / mL bovine serum albumin 2.0% (w / v) sorbitol 28.4 U / μL T7 RNA polymerase 3 μL extracted fraction or 6.4 U AMV-RT control (Life Techno)
logy)
(6-4) Subsequently, using a fluorescence spectrophotometer with a temperature control function capable of directly measuring a PCR tube, the reaction solution is reacted at 42 ° C. and simultaneously the fluorescence intensity (excitation wavelength: 470 nm, fluorescence wavelength: 520 nm) of the reaction solution is increased with time. Measured for minutes. The time when the fluorescence measurement value was 1.2 times the initial fluorescence value was taken as the detection time.

結果を図8に示す。今回検討した大腸菌株のうち、DH5α株、C600株、JM110株、MC4110株、TG1株、MV1184株、W3110株、GM31株、HB101株、JM101株を形質転換して得られた形質転換体を用いた場合、JM109株を形質転換して得られた形質転換体と比較して検出時間が短縮しており、前記形質転換体ではAMV逆転写酵素発現量が増大していることがわかる。その中でも特に、MV1184株、W3110株、GM31株、HB101株、JM101株を形質転換して得られた形質転換体が、AMV逆転写酵素を高く発現していることがわかる。   The results are shown in FIG. Among the E. coli strains examined this time, transformants obtained by transforming DH5α strain, C600 strain, JM110 strain, MC4110 strain, TG1 strain, MV1184 strain, W3110 strain, GM31 strain, HB101 strain, JM101 strain are used. In this case, the detection time is shortened as compared with the transformant obtained by transforming the JM109 strain, and it can be seen that the AMV reverse transcriptase expression level is increased in the transformant. In particular, it can be seen that transformants obtained by transforming MV1184 strain, W3110 strain, GM31 strain, HB101 strain, and JM101 strain highly express AMV reverse transcriptase.

実施例6 AMV逆転写酵素の培養生産
実施例5で得た形質転換体のうち、プラスミドベクターpTrcAMVB(図3)を用いて、大腸菌W3110株を形質転換して得られた形質転換体(W3110/pTrcAMVB)を用いてAMV逆転写酵素を発現させた。
(1)2×YT培地(16g/Lトリプトン、10g/L酵母エキス、5g/L塩化ナトリウム、0.1mg/mLカルベニシリンナトリウム)100mLに、W3110/pTrcAMVBを植菌し、500mLバッフル付三角フラスコ中、30℃・130rpmで一晩振とう培養を行なうことで前培養を行なった。
(2)表3に示す培地3.25Lを全容5.0L発酵槽(サクラ精機社、TFL−5)に入れ、121℃で20分間滅菌後、(1)で得られた前培養液を32.5mL植菌し、本培養を開始した。発酵槽の培養温度は37℃に、撹拌速度は450rpmに、pHは5.9から6.1に、それぞれ設定し、50%のリン酸水溶液を用いてpHの調整を行なった。
Example 6 Culture Production of AMV Reverse Transcriptase Among the transformants obtained in Example 5, a transformant obtained by transforming Escherichia coli W3110 strain using plasmid vector pTrcAMVB (FIG. 3) (W3110 / pTrcAMVB) was used to express AMV reverse transcriptase.
(1) Inoculate W3110 / pTrcAMVB into 100 mL of 2 × YT medium (16 g / L tryptone, 10 g / L yeast extract, 5 g / L sodium chloride, 0.1 mg / mL carbenicillin sodium) in a 500 mL baffled Erlenmeyer flask Pre-culture was performed by shaking culture at 30 ° C. and 130 rpm overnight.
(2) 3.25 L of the medium shown in Table 3 was placed in a 5.0 L fermentor (Sakura Seiki Co., Ltd., TFL-5), sterilized at 121 ° C. for 20 minutes, and then the preculture solution obtained in (1) was added to 32 .5 mL was inoculated and main culture was started. The culture temperature of the fermenter was set to 37 ° C., the stirring speed was set to 450 rpm, the pH was set to 5.9 to 6.1, and the pH was adjusted using a 50% phosphoric acid aqueous solution.

Figure 2014113106
(3)培養開始から3時間後に発酵槽の培養温度を25℃に下げ、0.5MのIPTG水溶液を32.5mL添加した。
(4)約140時間、培養を行なった。培養中は、適宜、培養液を20mL採取し、4℃・8000rpmで20分間遠心分離することで、菌体を回収した。
(5)回収した菌体から実施例5(5)に記載の方法でタンパク質を抽出後、抽出液の活性を実施例5(6)に記載のTRC法により測定した。
Figure 2014113106
(3) The culture temperature of the fermenter was lowered to 25 ° C. 3 hours after the start of the culture, and 32.5 mL of a 0.5 M IPTG aqueous solution was added.
(4) Culture was performed for about 140 hours. During the culture, 20 mL of the culture solution was appropriately collected and centrifuged at 4 ° C. and 8000 rpm for 20 minutes to collect the cells.
(5) After extracting the protein from the collected cells by the method described in Example 5 (5), the activity of the extract was measured by the TRC method described in Example 5 (6).

培養中の濁度変化およびTRC法で求めたAMV逆転写酵素生産量の変化を図9に示す。100時間以上培養することで、50時間培養時点と比較し約2倍の生産量を得られることがわかる。   FIG. 9 shows changes in turbidity during culture and changes in AMV reverse transcriptase production determined by the TRC method. It can be seen that by culturing for 100 hours or more, a production amount approximately twice as large as that obtained at the 50-hour culture time can be obtained.

Claims (3)

トリ骨髄芽細胞腫ウイルス(AMV)逆転写酵素をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターで大腸菌を形質転換して得られる形質転換体を培養することでAMV逆転写酵素を製造する方法であって、形質転換体の培養時間を72時間以上とする、前記方法。 A method for producing AMV reverse transcriptase by culturing a transformant obtained by transforming Escherichia coli with an expression vector comprising a polynucleotide encoding avian myeloblastoma virus (AMV) reverse transcriptase, The method as described above, wherein the culture time of the transformant is 72 hours or more. 発現ベクターが誘導性プロモーターを含んでおり、かつ誘導剤添加後の培養温度が10℃から30℃の間である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the expression vector contains an inducible promoter, and the culture temperature after addition of the inducing agent is between 10 ° C and 30 ° C. 大腸菌が、大腸菌MV1184株、大腸菌W3110株、大腸菌GM31株、大腸菌HB101株、大腸菌JM101株のいずれかである、請求項1または2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the Escherichia coli is any one of Escherichia coli MV1184, Escherichia coli W3110, Escherichia coli GM31, Escherichia coli HB101, and Escherichia coli JM101.
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