JP2014512814A - A novel expression and secretion vector system for heterologous protein production in E. coli - Google Patents

A novel expression and secretion vector system for heterologous protein production in E. coli Download PDF

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Abstract

本発明は、大腸菌(E. coli)での組換え体DNA発現/分泌系に関し、前記系は、細胞外間隙への分泌をさらに助けるために、大腸菌のペリプラズム間隙への組換え体タンパク質のシグナルペプチドに基づく転位の能力を、大腸菌の不完全膜突然変異体に組み合わせたものである。本発明は、過度に発現される組換え体タンパク質の向上したペリプラズム分泌を促進するために、トランスロコンの発現を推進するためのヘルパープラスミドをさらに含む発現系にさらに関する。さらに、この系は、大腸菌での対象の特定のタンパク質の効率的な生成も促進する。  The present invention relates to a recombinant DNA expression / secretion system in E. coli, said system further signaling the recombinant protein to the periplasmic space of E. coli to further aid secretion into the extracellular space. The ability of peptide-based translocation is combined with an incomplete membrane mutant of E. coli. The present invention further relates to an expression system further comprising a helper plasmid for driving the expression of the translocon in order to promote improved periplasmic secretion of overexpressed recombinant proteins. In addition, this system also facilitates efficient production of specific proteins of interest in E. coli.

Description

本発明は、大腸菌BL21 DE3および大腸菌K12を含むがこれらに限定されない大腸菌などのグラム陰性原核生物での、組換え体DNA発現/分泌系に関する。より詳細には、本発明は、細胞外間隙への分泌をさらに助けるために、大腸菌のペリプラズム間隙への組換え体タンパク質のシグナルペプチドに基づく転位の能力を、大腸菌の膜不完全突然変異体に組み合わせる系に関する。   The present invention relates to a recombinant DNA expression / secretion system in Gram negative prokaryotes such as, but not limited to, E. coli BL21 DE3 and E. coli K12. More particularly, the present invention provides the ability of a recombinant protein signal peptide-based translocation to the periplasmic space of E. coli to incomplete membrane mutants of E. coli to further facilitate secretion into the extracellular space. It relates to the system to be combined.

原核生物は、組換え体タンパク質の生成のために広く使われている。所望のポリペプチドまたはタンパク質の制御された発現は、組換えDNA技術を通してプロモーターの後にタンパク質をコードする遺伝子を結合することによって達成され、プロモーターの活性は外部因子によって調節することができる。この発現構築物は、ベクター、最も多くの場合プラスミドで運ばれる。宿主細菌への発現構築物を運ぶプラスミドの導入、およびプロモーターを活性化する化合物の存在下でその生物体を培養することは、所望のタンパク質の高レベルの発現をもたらす。このようにして、大量の所望タンパク質を生成することができる。   Prokaryotes are widely used for the production of recombinant proteins. Controlled expression of the desired polypeptide or protein is achieved by linking the gene encoding the protein after the promoter through recombinant DNA technology, and the activity of the promoter can be regulated by external factors. This expression construct is carried in a vector, most often a plasmid. Introduction of a plasmid carrying the expression construct into the host bacterium and culturing the organism in the presence of a compound that activates the promoter results in high levels of expression of the desired protein. In this way, a large amount of the desired protein can be produced.

大腸菌は、タンパク質生成のために最も一般的に用いられる原核生物である。発現系を構築するための大腸菌での使用のために、多くの異なる種類のプラスミドベクターが開発されている。異なる変形形態は、いくつかの異なる型のプロモーター、選択マーカーおよび複製開始点を使用し、そこで、異なる構成の各々は発現ベクターに特異な特性を付与する。最も一般的な配置では、発現されるタンパク質は細胞質に蓄積する。このアプローチは一部のタンパク質に有用であるが、全てのタンパク質を活性状態で細胞質に蓄積することができるとは限らない。しばしば、宿主タンパク質に対して所望のタンパク質が高いレベルで生成される場合は、タンパク質は封入体としても知られる不溶性粒子として蓄積する。封入体として蓄積するタンパク質は、活性型で回収するのが困難である。   E. coli is the most commonly used prokaryote for protein production. Many different types of plasmid vectors have been developed for use in E. coli to construct expression systems. Different variants use several different types of promoters, selectable markers and origins of replication, where each different configuration confers specific properties on the expression vector. In the most common arrangement, the expressed protein accumulates in the cytoplasm. This approach is useful for some proteins, but not all proteins can be accumulated in the cytoplasm in an active state. Often, if the desired protein is produced at a high level relative to the host protein, the protein accumulates as insoluble particles, also known as inclusion bodies. Proteins that accumulate as inclusion bodies are difficult to recover in active form.

この問題点を解決する2つの方法は、内側と外側の膜の間のペリプラズムに標的タンパク質を送り出すか、細胞外間隙への分泌を促進するかのいずれかである。ペリプラズム間隙/細胞外培地にクローン遺伝子生成物を分泌させることには、以下を含むいくつかの潜在的利点がある: 1)タンパク質生成物は、細胞質のプロテアーゼを回避することができる;2)ホルモン、リグニン溶解酵素およびデキストラナーゼなどの通常分泌されるタンパク質は、分泌される場合、大腸菌ではそれらの活性な立体構造でのみ折り畳むことができる;3)ペリプラズム間隙が細胞質よりも酸化的な環境を提供するので、ジスルフィド結合の正しい形成を促進することができる;4)ヌクレアーゼまたはプロテアーゼなどの毒性の酵素は、宿主に対する毒作用を発揮するそれらの能力のために、細胞質で生成され得ない;ならびに5)精製の容易さ。   Two ways to solve this problem are either to send the target protein to the periplasm between the inner and outer membranes or to promote secretion into the extracellular space. Secreting the clonal gene product into the periplasmic space / extracellular medium has several potential advantages, including: 1) Protein products can circumvent cytoplasmic proteases; 2) Hormones Normally secreted proteins, such as lignin lytic enzymes and dextranases, can only fold in their active conformation in E. coli when secreted; 3) the periplasmic space has a more oxidative environment than the cytoplasm Can facilitate the correct formation of disulfide bonds; 4) toxic enzymes such as nucleases or proteases cannot be generated in the cytoplasm because of their ability to exert toxic effects on the host; and 5) Ease of purification.

ペリプラズムをタンパク質の標的にするために、異なる分泌経路(例えばSec、TatおよびSRP)をたどるシグナルペプチド配列(例えばPelB、OmpA、DsbA、TorAおよびMalE)との融合体として、それらは発現される。他の戦略としては以下が挙げられる: a.転位を強化するためのシグナルペプチドの改変。b.大腸菌での異種シグナル配列の使用。c.ペリプラズムシャペロン(例えばDsbファミリーのタンパク質)の同時発現。d.タンパク質分解を低減するためのプロテアーゼ陰性突然変異株。   To target the periplasm to proteins, they are expressed as fusions with signal peptide sequences (eg PelB, OmpA, DsbA, TorA and MalE) that follow different secretory pathways (eg Sec, Tat and SRP). Other strategies include: a. Modification of the signal peptide to enhance translocation. b. Use of heterologous signal sequences in E. coli. c. Co-expression of periplasmic chaperones (eg Dsb family proteins). d. Protease negative mutant to reduce proteolysis.

多くの場合、大腸菌のペリプラズムへの組換え体タンパク質の送り出しは、細胞質の生成にとって好ましい。しかし、タンパク質が過剰発現する場合は、送り出し効率は著しく低下し、系のいくつかの利点が失われる。シグナルペプチド-組換え体タンパク質融合体の過剰発現に続く宿主の転位機構の過負荷を回避するために、分泌経路からの対応するトランスロコンを本来の分泌機構に追加することが試みられた。   In many cases, delivery of the recombinant protein to the periplasm of E. coli is preferred for cytoplasmic production. However, if the protein is overexpressed, the delivery efficiency is significantly reduced and some of the benefits of the system are lost. In order to avoid overloading the host translocation mechanism following overexpression of the signal peptide-recombinant protein fusion, attempts were made to add the corresponding translocon from the secretory pathway to the original secretory mechanism.

組換え体タンパク質の細胞外生成は、ペリプラズムへの分泌に勝るいくつかの利点を有する。細胞外生成は標的タンパク質を回収するために外膜破壊を必要とせず、したがって、それはペリプラズムプロテアーゼによる細胞内タンパク質分解を回避し、組換え体タンパク質の連続生成を可能にする。   Extracellular production of recombinant proteins has several advantages over secretion into the periplasm. Extracellular production does not require disruption of the outer membrane to recover the target protein, thus it avoids intracellular proteolysis by periplasmic proteases and allows continuous production of recombinant proteins.

大腸菌からの組換え体タンパク質の細胞外分泌を促進するために、いくつかの方法が適用された。これらには、生化学物質、物理的方法(浸透圧ショック、凍結および解凍)、リゾチーム処理ならびにクロロホルムショックの使用が含まれる。しかし、これらの方法は、細胞を収集した後にのみ適用することができる。大腸菌は、毒素およびヘモリシンなどの2、3の種類のタンパク質を除いて、細胞外にタンパク質を通常分泌しない。一般に、ペリプラズムから培地への組換え体タンパク質の移動は、外膜の完全性を損なう結果である。   Several methods have been applied to promote extracellular secretion of recombinant proteins from E. coli. These include the use of biochemicals, physical methods (osmotic shock, freezing and thawing), lysozyme treatment and chloroform shock. However, these methods can only be applied after the cells are collected. E. coli does not normally secrete proteins outside the cell, except for a few types of proteins such as toxins and hemolysin. In general, the transfer of recombinant proteins from the periplasm to the medium is the result of compromising the integrity of the outer membrane.

細菌の外膜の完全性を損なうことは、いくつかのアプローチによって達成することができる。一つの方法は、生成物を、通常培地に分泌される担体タンパク質(例えばヘモリシン)、または外膜の上で発現されるタンパク質(例えばOmpF)と、融合することを含む。   Impairing the integrity of the bacterial outer membrane can be achieved by several approaches. One method involves fusing the product with a carrier protein (eg, hemolysin) that is normally secreted into the medium, or a protein (eg, OmpF) expressed on the outer membrane.

大腸菌ペリプラズムに分泌されるタンパク質は、kilまたは膜貫通タンパク質TolA(TolAIII)の第3トポロジードメインをコードする遺伝子またはE.クリサンテミ(E. chrysanthemi) EC16からのout遺伝子の同時発現によって、培地に放出させることもできる。大腸菌での組換え体タンパク質の細胞外生成では、バクテリオシン放出タンパク質(BRP)を用いることもできる。   Proteins secreted into the E. coli periplasm are released into the medium by co-expression of the gene encoding the third topology domain of kil or the transmembrane protein TolA (TolAIII) or the out gene from E. chrysanthemi EC16 You can also. Bacteriocin-releasing protein (BRP) can also be used for extracellular production of recombinant proteins in E. coli.

標的タンパク質の細胞外生成の別のアプローチは、L型菌細胞、壁がないか不完全な壁の細胞を用いる。外膜タンパク(omp、tol、lpp、env)のノックアウトを構築し、分泌性組換え体タンパク質の発現を促進するために対応する漏出株を用いた。   Another approach for extracellular production of target proteins uses L-type bacterial cells, cells with no or imperfect walls. To construct the outer membrane protein (omp, tol, lpp, env) knockout and to promote the expression of the secreted recombinant protein, the corresponding leaking strain was used.

大腸菌K12はGRAS生物体であるため、治療的タンパク質の大規模生産のための安全な系となる。しかし、K12は、分泌性組換え体タンパク質発現株と通常みなされない。本発明に記載の効率的な分泌性大腸菌K12株の生成のアプローチは、シグナルペプチド-タンパク質融合体の能力およびトランスロコン構成成分の過剰発現を膜不完全突然変異体と組み合わせる。   Since E. coli K12 is a GRAS organism, it is a safe system for large-scale production of therapeutic proteins. However, K12 is not normally considered a secreted recombinant protein expression strain. The efficient secretory E. coli strain K12 generation approach described in this invention combines the ability of signal peptide-protein fusions and overexpression of translocon components with membrane incomplete mutants.

本発明は、新規シグナルペプチドの力を利用するものであり、このペプチドのヌクレオチド配列は、対象のタンパク質を大腸菌細胞の異なる細胞コンパートメントへ導くことができるように選択される。したがって、本発明は、対象のタンパク質の分泌性発現のために可能な最良の組合せを判定するために試験することができる、7つの異なるシグナルペプチドのプラットホームを提供する。   The present invention takes advantage of the power of a novel signal peptide, and the nucleotide sequence of this peptide is selected so that the protein of interest can be directed to different cell compartments of E. coli cells. Thus, the present invention provides a platform of seven different signal peptides that can be tested to determine the best possible combination for secretory expression of the protein of interest.

本発明は、大腸菌K12または大腸菌BL21 DE3を含むがこれらに限定されない大腸菌などのグラム陰性原核生物での、組換え体DNA発現/分泌系に関する。前記系は、細胞外間隙への分泌をさらに助けるために、大腸菌のペリプラズム間隙への組換え体タンパク質のシグナルペプチドに基づく転位の能力を、膜不完全突然変異体に組み合わせたものである。   The present invention relates to recombinant DNA expression / secretion systems in Gram negative prokaryotes such as, but not limited to, E. coli K12 or E. coli BL21 DE3. The system combines the ability of a recombinant protein signal peptide-based translocation into the periplasmic space of E. coli with membrane incomplete mutants to further aid secretion into the extracellular space.

本発明の別の態様は、過剰発現される組換え体タンパク質の向上したペリプラズム分泌を促進するために、トランスロコンの発現を促進するヘルパープラスミドを任意選択で含む発現ベクターである。この系は、大腸菌宿主によって分泌される特定のタンパク質であって、この宿主によって通常は分泌されないタンパク質の生成のためにさらに用いることができる。さらに、この系は、大腸菌で対象の特定のタンパク質の効率的な生成も促進する。発現ベクターは、分泌性シグナル配列、誘導可能なプロモーターおよび対象の遺伝子を含む。   Another aspect of the invention is an expression vector optionally comprising a helper plasmid that promotes translocon expression in order to promote enhanced periplasmic secretion of overexpressed recombinant protein. This system can be further used for the production of specific proteins secreted by E. coli hosts that are not normally secreted by this host. In addition, this system also facilitates efficient production of specific proteins of interest in E. coli. The expression vector contains a secretory signal sequence, an inducible promoter and the gene of interest.

本発明のさらに別の態様は、組換え体細胞を得る方法であり、前記方法は、(a)組換え体ベクターを得るステップ、(b)組換え体ベクターにより宿主細胞を形質転換するステップ、および(c)組換え体細胞を得るために任意選択でヘルパープラスミドにより宿主細胞を同時形質転換するステップを含む。   Yet another aspect of the present invention is a method for obtaining a recombinant cell, the method comprising: (a) obtaining a recombinant vector; (b) transforming a host cell with the recombinant vector; And (c) optionally co-transforming the host cell with a helper plasmid to obtain a recombinant cell.

本発明のさらに別の態様は、組換え体ペプチドを得る方法であり、前記方法は、(a)分泌性シグナル配列、誘導可能なプロモーターおよび対象の遺伝子を含む組換え体ベクターを得るステップ、(b)組換え体ベクターで宿主細胞を形質転換し、任意選択でヘルパープラスミドにより宿主細胞を同時形質転換するステップ、(c)組換え体ベクターを発現させ、細胞外の培地に組換え体ペプチドを分泌させるステップ、ならびに(d)任意選択で精製して組換え体ペプチドを得るステップを含む。   Yet another aspect of the present invention is a method for obtaining a recombinant peptide comprising the steps of: (a) obtaining a recombinant vector comprising a secretory signal sequence, an inducible promoter and a gene of interest; b) transforming the host cell with the recombinant vector and optionally co-transforming the host cell with a helper plasmid; (c) expressing the recombinant vector and placing the recombinant peptide in the extracellular medium; Secreting, and (d) optionally purifying to obtain a recombinant peptide.

本発明のさらに別の態様は、発現ベクター、組換え体細胞またはその組合せを含む、組換え体ペプチドを得るためのキット;および、発現ベクター、組換え体細胞またはその組合せを組み合わせるステップを含む、組換え体ペプチドを得るためのキットを組み立てる方法である。   Yet another aspect of the invention includes a kit for obtaining a recombinant peptide comprising an expression vector, a recombinant cell or a combination thereof; and combining the expression vector, the recombinant cell or a combination thereof, A method for assembling a kit for obtaining a recombinant peptide.

本発明が容易に理解され、実際に実行されるように、添付の図に例証された例示的な実施形態について以下に言及する。図は、下記の詳細な説明と一緒に明細書に組み込まれてその一部を形成し、本発明に従って実施形態をさらに例示し、様々な原理および利点を説明するのに役立つ。   Reference will now be made to the exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings so that the present invention may be readily understood and practiced. The drawings are incorporated into and form a part of the specification together with the following detailed description to further illustrate embodiments according to the present invention and to illustrate various principles and advantages.

本発明の実施形態による、誘導可能なT5プロモーターの制御下でシグナルペプチド-標的タンパク質融合体を運ぶ発現ベクターpAEV01のプラスミドマップを表す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram representing a plasmid map of expression vector pAEV01 carrying a signal peptide-target protein fusion under the control of an inducible T5 promoter, in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、バシラス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus)のマルトジェニックアミラーゼのT7プロモーター、シグナルペプチド配列、リボソーム結合部位および転写開始点の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the T7 promoter, signal peptide sequence, ribosome binding site and transcription start site of a Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、0.1mM IPTG誘導後の、マルトジェニックアミラーゼとのMalE、TorAおよびpelBシグナルペプチド融合体を発現する株からの溶解物のSDS-PAGE分析を示す図である。FIG. 6 shows SDS-PAGE analysis of lysates from strains expressing MalE, TorA and pelB signal peptide fusions with maltogenic amylase after induction of 0.1 mM IPTG, according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態による、0.1mM IPTG誘導試験後の、マルトジェニックアミラーゼとのDsbA、YcdO、FhuD、MdoDおよびpelBシグナルペプチド融合体を発現する株からの溶解物のSDS-PAGE分析を示す図である。FIG. 7 shows an SDS-PAGE analysis of lysates from strains expressing DsbA, YcdO, FhuD, MdoD and pelB signal peptide fusions with maltogenic amylase after a 0.1 mM IPTG induction test according to embodiments of the present invention. is there. 本発明の実施形態による、1mM IPTG誘導試験後の、マルトジェニックアミラーゼとのMalE、YcdO、TorA、FhuDおよびpelBシグナルペプチド融合体を発現する株からの溶解物のSDS-PAGE分析を示す図である。FIG. 4 shows SDS-PAGE analysis of lysates from strains expressing MalE, YcdO, TorA, FhuD and pelB signal peptide fusions with maltogenic amylase after a 1 mM IPTG induction test according to embodiments of the present invention. . 本発明の実施形態による、対応する非誘導培養と比較した、pelB、MalE、FhuD、DsbAおよびMdoDに融合した0.1mMのマルトジェニックアミラーゼ活性による誘導倍率を示す図である。FIG. 4 shows the induction factor due to 0.1 mM maltogenic amylase activity fused to pelB, MalE, FhuD, DsbA and MdoD compared to the corresponding non-induced cultures according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、対応する非誘導培養と比較した、MalE、FhuD、TorA、YcdOおよびpelBに融合した1mMのマルトジェニックアミラーゼ活性による誘導倍率を示す図である。FIG. 4 shows the induction factor due to 1 mM maltogenic amylase activity fused to MalE, FhuD, TorA, YcdO and pelB compared to the corresponding non-induced culture according to an embodiment of the present invention.

表の簡単な説明
表1は、本発明の実施形態によるシグナル配列のアミノ酸残基およびそれぞれの送り出し経路を掲載したものである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE TABLES Table 1 lists the amino acid residues of signal sequences and their delivery routes according to embodiments of the present invention.

表2は、本発明の実施形態によるシグナル配列を掲載したものである。   Table 2 lists signal sequences according to embodiments of the present invention.

表3は、本発明の実施形態によるシグナル配列プラスミドの情報を掲載したものである。   Table 3 lists signal sequence plasmid information according to embodiments of the present invention.

特許請求される発明の対象物を、より明らかにかつ簡潔に説明し示すために、以下の明細書で用いられる特定の用語のための定義を以下に定める。   In order to more clearly and concisely describe and illustrate the claimed subject matter, definitions for specific terms used in the following specification are set forth below.

用語「発現」は、文脈に応じて、転写もしくは翻訳、または両方を意味する。   The term “expression” means transcription or translation, or both, depending on the context.

用語「発現ベクター」は、特定の宿主細胞での作動可能に連結するヌクレオチド配列の発現のために必要である適当な制御ヌクレオチド配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、リプレッサー、オペレーター配列およびリボソーム結合部位)を含有する組換えDNA分子を指す。発現ベクターは、プラスミドのように自己複製するものであってよく、したがって複製部位を運ぶものであってよく、あるいはまた、宿主染色体に、ランダムにもしくは標的部位に組み込まれるベクターであってよい。発現ベクターは、形質転換細胞で表現型選択をもたらす選択マーカーとして選択遺伝子を含有することができる。発現ベクターは、翻訳の制御のために有用である配列を含むこともできる。   The term `` expression vector '' refers to appropriate regulatory nucleotide sequences (e.g., promoters, enhancers, repressors, operator sequences and ribosome binding sites) that are necessary for the expression of operably linked nucleotide sequences in a particular host cell. Refers to a recombinant DNA molecule containing An expression vector may be self-replicating like a plasmid and thus carry a replication site, or it may be a vector that is integrated randomly into the host chromosome or at the target site. Expression vectors can contain a selection gene as a selectable marker that provides phenotypic selection in transformed cells. Expression vectors can also contain sequences that are useful for the control of translation.

用語「作動可能に連結される/連結する」または「作動可能に結合する」は、制御ヌクレオチド配列に対して、所望のタンパク質分子の転写および/または合成を開始、調節、さもなければ導くように位置されるヌクレオチド配列を指す。   The term “operably linked / linked” or “operably linked” refers to initiating, modulating, or otherwise directing transcription and / or synthesis of a desired protein molecule relative to a regulatory nucleotide sequence. Refers to the located nucleotide sequence.

用語「ヌクレオチド」は、リボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドを指す。「核酸」は、ヌクレオチドのポリマーを指し、一本鎖または二本鎖であってよい。「ポリヌクレオチド」は、長さが12ヌクレオチド以上である核酸を指す。   The term “nucleotide” refers to a ribonucleotide or deoxyribonucleotide. “Nucleic acid” refers to a polymer of nucleotides and may be single-stranded or double-stranded. “Polynucleotide” refers to a nucleic acid of 12 or more nucleotides in length.

用語「対象のヌクレオチド配列」は、「対象のタンパク質、ポリペプチドまたはペプチド配列」をコードするヌクレオチド配列を意味し、それらの生成が何らかの理由で望まれると当業者が考えることができるものである。そのようなヌクレオチド配列には、構造遺伝子、調節遺伝子、抗体遺伝子、酵素遺伝子などのコード配列、またはその一部が含まれるが、これらに限定されない。対象のヌクレオチド配列は、多くの異なる生物体の1つからの遺伝子のコード配列を含むことができる。   The term “subject nucleotide sequence” means a nucleotide sequence that encodes a “subject protein, polypeptide or peptide sequence”, as those skilled in the art can consider that their production is desired for some reason. Such nucleotide sequences include, but are not limited to, coding sequences such as structural genes, regulatory genes, antibody genes, enzyme genes, or portions thereof. The nucleotide sequence of interest can include the coding sequence of a gene from one of many different organisms.

ヌクレオチド配列をタンパク質のアミノ酸配列に翻訳することができる場合、そのヌクレオチド配列はそのタンパク質を「コードする(encode)」か「コードする(code for)」。ヌクレオチド配列は、実際の翻訳開始コドンまたは終結コドンを含んでも含まなくてもよい。   A nucleotide sequence "encodes" or "codes for" a protein when the nucleotide sequence can be translated into the amino acid sequence of the protein. The nucleotide sequence may or may not include the actual translation initiation codon or termination codon.

「対象のタンパク質、ポリペプチドまたはペプチド配列」は、「対象のヌクレオチド配列」によってコードされる。タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドは、限定はされないが、哺乳動物、昆虫、微生物、例えば細菌およびウイルスを含む、任意の生物体からのタンパク質であってよい。それは、限定はされないが、構造タンパク質、調節タンパク質、抗体、酵素、阻害剤、トランスポータ、ホルモン、親水性もしくは疎水性のタンパク質、単量体または二量体、治療関連のタンパク質、産業関連のタンパク質、またはその一部を含む、任意の種類のタンパク質であってよい。   A “subject protein, polypeptide or peptide sequence” is encoded by a “subject nucleotide sequence”. A protein, polypeptide or peptide may be a protein from any organism, including but not limited to mammals, insects, microorganisms, eg, bacteria and viruses. It includes, but is not limited to, structural proteins, regulatory proteins, antibodies, enzymes, inhibitors, transporters, hormones, hydrophilic or hydrophobic proteins, monomers or dimers, therapeutic proteins, industrial proteins Or any type of protein, including a portion thereof.

「ペプチド」は4〜20アミノ酸のポリマーであり、「ポリペプチド」は21〜50アミノ酸のポリマーであり、「タンパク質」は50アミノ酸を超えるポリマーである。   A “peptide” is a polymer of 4-20 amino acids, a “polypeptide” is a polymer of 21-50 amino acids, and a “protein” is a polymer of more than 50 amino acids.

タンパク質に関して用いられる場合、用語「部分」は、そのタンパク質の断片を指す。断片は、タンパク質の4アミノ酸残基の大きさから、アミノ酸配列全体から1アミノ酸を引いた大きさまでの範囲であってよい。   The term “portion” when used in reference to a protein refers to a fragment of that protein. Fragments can range from the size of the 4 amino acid residues of the protein to the size of the entire amino acid sequence minus one amino acid.

用語「精製された」または「精製すること」は、試料からの望ましくない構成成分の除去を指す。例えば、増殖培地から分泌タンパク質を精製することは、培地の他の構成成分(すなわち、タンパク質および他の有機分子)を除去し、それによって分泌タンパク質の百分率を増加させることを意味することができる。本明細書では、用語「改変された」、「突然変異体」または「変異体」は互換的に用いられ、以下を指す:(a)1つもしくは複数のヌクレオチドが付加または削除されるか、または異なるヌクレオチドもしくは修飾塩基で置換されたヌクレオチド配列、あるいは(b)1つもしくは複数のアミノ酸が付加または削除されるか、または異なるアミノ酸で置換された、タンパク質、ペプチドまたはポリペプチド。変異体は天然に生じたものでよく、または当分野の技術者により実験的に作製されたものでよい。変異体は、親配列から1つもしくは複数のアミノ酸またはヌクレオチドが異なる(すなわち、付加、欠失または置換)タンパク質、ペプチド、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドであってよい。   The term “purified” or “purifying” refers to the removal of unwanted components from a sample. For example, purifying a secreted protein from a growth medium can mean removing other components of the medium (ie, proteins and other organic molecules), thereby increasing the percentage of secreted protein. As used herein, the terms “modified”, “mutant” or “variant” are used interchangeably and refer to: (a) one or more nucleotides are added or deleted, Or a nucleotide sequence substituted with a different nucleotide or modified base, or (b) a protein, peptide or polypeptide in which one or more amino acids have been added or deleted, or substituted with a different amino acid. Variants may be naturally occurring or may have been created experimentally by those skilled in the art. A variant may be a protein, peptide, polypeptide or polynucleotide that differs in one or more amino acids or nucleotides (ie, additions, deletions or substitutions) from the parent sequence.

用語「ペリプラズム」は、グラム陰性菌の細胞膜の外側表面とリポポリサッカライド層の内側表面との間のゲル様領域を指す。   The term “periplasm” refers to the gel-like region between the outer surface of the cell membrane of Gram-negative bacteria and the inner surface of the lipopolysaccharide layer.

用語「分泌」は、ペリプラズムまたは細胞外の増殖培地への、細菌で発現される組換え体タンパク質の排出を指す。   The term “secretion” refers to the excretion of recombinant proteins expressed in bacteria to the periplasm or extracellular growth medium.

好ましい実施形態に従って、本発明は、分泌性シグナル配列、誘導可能なプロモーターおよび対象の遺伝子を含む発現ベクターに関する。本発明は、前記ベクターを、任意選択でヘルパープラスミドと一緒に含む、膜不完全細胞である組換え体細胞にさらに関する。   According to a preferred embodiment, the invention relates to an expression vector comprising a secretory signal sequence, an inducible promoter and a gene of interest. The invention further relates to a recombinant cell, which is a membrane defective cell, optionally containing said vector together with a helper plasmid.

本発明の別の好ましい実施形態は、組換え体細胞を得る方法に関し、前記方法は、以下のステップを含む: a.組換え体ベクターを得るステップ、b.組換え体ベクターにより宿主細胞を形質転換するステップ;および(c)組換え体細胞を得るために任意選択でヘルパープラスミドにより宿主細胞を同時形質転換するステップ。   Another preferred embodiment of the invention relates to a method of obtaining a recombinant cell, said method comprising the following steps: a. Obtaining a recombinant vector, b. Traiting a host cell with the recombinant vector. Transforming; and (c) co-transforming host cells, optionally with a helper plasmid, to obtain recombinant cells.

別の実施形態は、組換え体ペプチドを得る方法に関し、前記方法は、以下のステップを含む: a.分泌性シグナル配列、誘導可能なプロモーターおよび対象の遺伝子を含む組換え体ベクターを得るステップ; b.組換え体ベクターで宿主細胞を形質転換し、任意選択でヘルパープラスミドにより宿主細胞を同時形質転換するステップ; c.組換え体ベクターを発現させ、細胞外の培地に組換え体ペプチドを分泌させるステップ;ならびに、d.任意選択で精製して組換え体ペプチドを得るステップ。   Another embodiment relates to a method for obtaining a recombinant peptide, said method comprising the following steps: a. Obtaining a recombinant vector comprising a secretory signal sequence, an inducible promoter and a gene of interest; b. transforming the host cell with the recombinant vector and optionally co-transforming the host cell with a helper plasmid; c. expressing the recombinant vector and secreting the recombinant peptide into the extracellular medium And d. Optionally purifying to obtain a recombinant peptide.

本発明の実施形態では、前記分泌性シグナル配列は、配列番号1から配列番号7を含む群から選択されるコドン最適化配列であり;誘導可能なプロモーターは、T5プロモーターである。   In an embodiment of the invention, the secretory signal sequence is a codon optimized sequence selected from the group comprising SEQ ID NO: 1 to SEQ ID NO: 7; the inducible promoter is a T5 promoter.

本発明の一実施形態では、対象の前記遺伝子は、原核生物および真核生物の遺伝子を含む群から選択される。   In one embodiment of the invention, the gene of interest is selected from the group comprising prokaryotic and eukaryotic genes.

本発明のさらに別の実施形態では、前記細胞は原核細胞、好ましくは大腸菌K12であり;ヘルパープラスミドは、原核生物の分泌系からのシャペロンまたはトランスロコンを運ぶプラスミドである。   In yet another embodiment of the invention, the cell is a prokaryotic cell, preferably E. coli K12; the helper plasmid is a plasmid carrying a chaperone or translocon from a prokaryotic secretion system.

本発明の別の実施形態は、発現ベクター、組換え体細胞またはその組合せを含む、組換え体ペプチドを得るためのキットに関する。   Another embodiment of the invention relates to a kit for obtaining a recombinant peptide comprising an expression vector, a recombinant cell or a combination thereof.

本発明は、発現ベクター、組換え体細胞またはその組合せを組み合わせる行為を含む、組換え体ペプチドを得るためのキットを組み立てる方法をさらに含む。   The invention further includes a method of assembling a kit for obtaining a recombinant peptide comprising the act of combining expression vectors, recombinant cells or combinations thereof.

本発明のさらに別の実施形態では、ヘルパープラスミドは、細菌の分泌機構からのシャペロンまたはトランスロコンの任意の構成成分を運ぶプラスミドを含む群から選択され;実例は、SECおよびTATである。   In yet another embodiment of the invention, the helper plasmid is selected from the group comprising plasmids that carry any component of the chaperone or translocon from the bacterial secretion machinery; examples are SEC and TAT.

本発明は、細胞外増殖培地への対象の組換え体タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドの分泌を通してその組換え体タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドを生成する方法にさらに関する。   The invention further relates to a method of producing a recombinant protein, polypeptide or peptide of interest through secretion of the recombinant protein, polypeptide or peptide of interest into the extracellular growth medium.

本発明の一実施形態では、この方法は、単独のまたは組み合わせたSEC、TATまたはSRP送り出し経路を通して組換え体タンパク質、ポリペプチドまたはペプチドの分泌をペリプラズムに導くために、天然の大腸菌分泌性シグナル配列の特定のコドン最適化変形体を運ぶ発現ベクターを利用する(Table 1 (表1))。   In one embodiment of the invention, the method comprises a native E. coli secretory signal sequence to direct the secretion of recombinant protein, polypeptide or peptide to the periplasm through single or combined SEC, TAT or SRP delivery pathways. An expression vector carrying a specific codon-optimized variant of is utilized (Table 1).

本発明の実施形態では、発現ベクターは、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6または配列番号7からなる群から選択されるシグナル配列を、誘導可能なT5プロモーターの下流に運ぶ(Table 2 (表2))。   In an embodiment of the invention, the expression vector induces a signal sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6 or SEQ ID NO: 7. Carries downstream of possible T5 promoter (Table 2).

一実施形態では、発現ベクターは、プラスミドpAEV01、pAEV02、pAEV03、pAEV04、pAEV05、pAEV06、pAEV07からなる群から選択される(Table 3 (表3))。   In one embodiment, the expression vector is selected from the group consisting of plasmids pAEV01, pAEV02, pAEV03, pAEV04, pAEV05, pAEV06, pAEV07 (Table 3).

一実施形態では、発現ベクターは、原核生物の宿主細胞、例えば大腸菌またはその株で使用するものである。   In one embodiment, the expression vector is for use in a prokaryotic host cell, such as E. coli or a strain thereof.

本発明のさらに別の実施形態では、核酸によってコードされる対象のタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドをその細胞が発現して分泌するように、発現ベクターのいずれかによって形質転換されている単離された宿主細胞が提供される。一実施形態では、宿主細胞は、原核生物の宿主細胞、例えば大腸菌またはその株である。   In yet another embodiment of the invention, an isolated that has been transformed by any of the expression vectors such that the cell expresses and secretes the protein, polypeptide or peptide of interest encoded by the nucleic acid. A host cell is provided. In one embodiment, the host cell is a prokaryotic host cell, such as E. coli or a strain thereof.

本発明のさらに別の実施形態では、単一のヌクレオチド配列で2つのペリプラズム分泌シグナルの特徴を利用する、配列番号2、3および5に対応するシグナルペプチドの使用が記載される。したがって、対応する発現ベクターの使用は、特定の分泌経路の閉塞を回避して、タンパク質収量を向上させることができる。本発明に記載される発現ベクターは、誘導可能なT5プロモーターの制御下のシグナルペプチド標的タンパク質融合体を運び、したがって異種タンパク質発現を誘導するための大腸菌K12宿主での使用にそれらを適合させる。   In yet another embodiment of the present invention, the use of signal peptides corresponding to SEQ ID NOs: 2, 3 and 5 that utilize the characteristics of two periplasmic secretion signals in a single nucleotide sequence is described. Thus, the use of a corresponding expression vector can avoid blockage of specific secretion pathways and improve protein yield. The expression vectors described in the present invention carry signal peptide target protein fusions under the control of an inducible T5 promoter and thus adapt them for use in E. coli K12 hosts to induce heterologous protein expression.

本発明のさらに別の実施形態では、SECおよびTAT分泌経路に属するトランスロコンを同時発現するためのヘルパープラスミドの使用が記載される。詳細には、これらのヘルパープラスミドの1つは、遺伝子secY、secEおよびsecGを単一のオペロンとしてコードする。別のヘルパープラスミドは、tatA、tatBおよびtatCを単一のオペロンとしてコードする。トランスロコンをコードするこれらの両方のオペロンは、誘導可能なT5プロモーターの制御下にあり、したがって異種タンパク質発現を誘導するための大腸菌K12宿主での使用にそれらを適合させる。   In yet another embodiment of the invention, the use of a helper plasmid to co-express translocons belonging to the SEC and TAT secretion pathways is described. Specifically, one of these helper plasmids encodes the genes secY, secE and secG as a single operon. Another helper plasmid encodes tatA, tatB and tatC as a single operon. Both these operons encoding the translocon are under the control of an inducible T5 promoter, thus adapting them for use in E. coli K12 hosts to induce heterologous protein expression.

本開示のさらに別の実施形態では、シグナルペプチド-組換え体タンパク質融合体ベクターおよびトランスロコンをコードするプラスミドで同時形質転換された、不完全な外膜を有する大腸菌株。この大腸菌株は、ペリプラズム間隙を組換え体タンパク質の標的にするだけでなく、外膜を通しての細胞外培地へのその漏出タンパク質の受動拡散も促進する。   In yet another embodiment of the present disclosure, an E. coli strain having an incomplete outer membrane co-transformed with a signal peptide-recombinant protein fusion vector and a plasmid encoding a translocon. This E. coli strain not only targets the periplasmic space for recombinant proteins, but also facilitates passive diffusion of the leaked protein through the outer membrane into the extracellular medium.

(実施例)
本発明がより完全に理解されるように、以下に準備的および試験的実施例を示す。これらの実施例は例示のみが目的であり、本発明の範囲を限定するものと決してみなすべきではない。
(Example)
In order that the present invention may be more fully understood, the following preparatory and experimental examples are provided. These examples are for illustrative purposes only and should in no way be construed as limiting the scope of the invention.

(実施例1)
マルトジェニックアミラーゼのクローニング
以下の実施例は、pET20b+へのマルトジェニックアミラーゼコード遺伝子のクローニング、および本発明に記載される7つの他のシグナルペプチド配列番号1、2、3、4、5、6および7による、pET20b+マルトジェニックアミラーゼ(MA)のpelBシグナルペプチドの置換を例示する。
(Example 1)
Cloning of the Maltogenic Amylase The following example shows the cloning of the maltogenic amylase-encoding gene into pET20b + and the seven other signal peptides described in the present invention SEQ ID NO: 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 Illustrates the replacement of the pelB signal peptide of pET20b + maltogenic amylase (MA) by

NcoIおよびBamHI部位を運ぶプライマーを用いて、バシラス・ステアロサーモフィルスからのマルトジェニックアミラーゼ遺伝子を増幅した。プライマー配列は以下の通りである: MANcoIフォワードプライマー: 5'-gatcgtaccatgggaATGAGCAGTTCCGCAAGCGT-3'およびMABglIIリバースプライマー: 5'-gatcgtacagatctTCTAGACTAGTTTTGCCACG-3'。   A maltogenic amylase gene from Bacillus stearothermophilus was amplified using primers carrying NcoI and BamHI sites. The primer sequences are as follows: MANcoI forward primer: 5'-gatcgtaccatgggaATGAGCAGTTCCGCAAGCGT-3 'and MABglII reverse primer: 5'-gatcgtacagatctTCTAGACTAGTTTTGCCACG-3'.

次に、このPCR生成物をNcoIおよびBglII酵素で消化して、NcoIおよびBamHIで消化したpET-20b(+)ベクターにクローニングした。生じたライゲーション混合物をDH5α大腸菌細胞に形質転換させた。プラスミドは、正しいマルトジェニックアミラーゼコード遺伝子を確かめるために配列を検証し、次に、ゲル溶出によってpelBシグナルペプチドを除去するためにNdeIおよびNcoIで消化した。7つのシグナルペプチド(配列番号1、2、3、4、5、6および7)をNdeIおよびNcoIオーバーハングで合成し、このベクターにクローニングした。生じたベクターは、pET-20b(+)からのATG開始コドンによって定義される読み枠を保持していた(図2)。これらの7つのプラスミドを、DH5α大腸菌細胞に形質転換させた。プラスミドをDH5α大腸菌細胞から単離、検証し、次にBL21 DE3(IPTGを用いて異種遺伝子発現を誘導することができる産生株)を形質転換するために用いた。   The PCR product was then digested with NcoI and BglII enzymes and cloned into pET-20b (+) vector digested with NcoI and BamHI. The resulting ligation mixture was transformed into DH5α E. coli cells. The plasmid was verified for sequence to confirm the correct maltogenic amylase encoding gene and then digested with NdeI and NcoI to remove the pelB signal peptide by gel elution. Seven signal peptides (SEQ ID NOs: 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7) were synthesized with NdeI and NcoI overhangs and cloned into this vector. The resulting vector retained the reading frame defined by the ATG start codon from pET-20b (+) (FIG. 2). These seven plasmids were transformed into DH5α E. coli cells. The plasmid was isolated and verified from DH5α E. coli cells and then used to transform BL21 DE3 (a production strain capable of inducing heterologous gene expression using IPTG).

(実施例2)
この実施例は、SDS-PAGEおよびマルトジェニックアミラーゼ活性度アッセイを用いる、異なるマルトジェニックアミラーゼシグナルペプチド融合体での誘導試験を例示する。
(Example 2)
This example illustrates induction testing with different maltogenic amylase signal peptide fusions using SDS-PAGE and a maltogenic amylase activity assay.

37℃、200rpmのインキュベーター振盪機に一晩保った、炭素源としてグルコース、および100ug/mlアンピシリンを追加した最少培地で、全8つのBL21(DE3)株を増殖させた。この培養物を1:100に希釈して、アンピシリンを含有する50mlの酵母抽出物培地を含む新鮮な250mlフラスコに入れ、200rpmの振盪機インキュベーター内にて37℃で増殖させた。600nmのODが0.6に到達したときに、0.1mM IPTGを培養物に加えた。次に、培養物を200rpm、26℃で16時間インキュベートした。誘導および未誘導(IPTGを加えなかったこと以外は誘導された培養物と同じ方法で増殖させた)の培養物を、3500rpmで15分間ペレット化した。10mM NaClを含有するpH5の試料緩衝液に、ペレットを再懸濁した。このペレットを超音波処理して可溶性タンパク質を放出し、細胞片をペレットから取り出し、上清をSDS-PAGEで分析した。同様に、培養物に1mM IPTGを加えることによって誘導を実行し、誘導温度は30℃に維持した。   All eight BL21 (DE3) strains were grown in minimal medium supplemented with glucose as a carbon source and 100 ug / ml ampicillin kept overnight in an incubator shaker at 37 ° C. and 200 rpm. The culture was diluted 1: 100, placed in a fresh 250 ml flask containing 50 ml yeast extract medium containing ampicillin and grown at 37 ° C. in a 200 rpm shaker incubator. When the OD at 600 nm reached 0.6, 0.1 mM IPTG was added to the culture. The culture was then incubated for 16 hours at 200 rpm and 26 ° C. Cultures induced and uninduced (grown in the same way as induced cultures except that no IPTG was added) were pelleted at 3500 rpm for 15 minutes. The pellet was resuspended in pH 5 sample buffer containing 10 mM NaCl. The pellet was sonicated to release soluble protein, cell debris was removed from the pellet, and the supernatant was analyzed by SDS-PAGE. Similarly, induction was performed by adding 1 mM IPTG to the culture and the induction temperature was maintained at 30 ° C.

0.1mM IPTGによる誘導および26℃で16時間の増殖の後、pAEV01、pAEV05、pAEV06およびpET-20b(+)構築物を運ぶ株は、12%SDS-PAGEでマルトジェニックアミラーゼの予想されるサイズである70kDaに目立ったタンパク質バンドを表した。pAEV06およびpAEV01でのマルトジェニックアミラーゼタンパク質レベルの誘導は、親ベクターのそれと同等で、pAEV05のそれは親より高かった(図3Aおよび図3B)。pAE04およびpAEV07を運ぶ株では、生成されたマルトジェニックアミラーゼはなかった。   After induction with 0.1 mM IPTG and growth for 16 hours at 26 ° C., strains carrying the pAEV01, pAEV05, pAEV06 and pET-20b (+) constructs are the expected size of a maltogenic amylase on 12% SDS-PAGE A prominent protein band at 70 kDa was represented. Induction of maltogenic amylase protein levels with pAEV06 and pAEV01 was comparable to that of the parent vector, which was higher than that of the parent (FIGS. 3A and 3B). In strains carrying pAE04 and pAEV07, no maltogenic amylase was produced.

pAEV03プラスミドを運ぶ株はトランケーションされたタンパク質の誘導を示し、pAEV02株はマルトジェニックアミラーゼの目立った漏出性発現を示し、すなわち、誘導の有る無しで生成されたマルトジェニックアミラーゼの量に差はなかった(図3Aおよび図3B)。   The strain carrying the pAEV03 plasmid showed induction of the truncated protein, and the pAEV02 strain showed significant leaky expression of the maltogenic amylase, i.e. there was no difference in the amount of maltogenic amylase produced with or without induction. (FIGS. 3A and 3B).

マルトジェニックアミラーゼタンパク質の局在化を判定する実験が実行される。これは、シグナルペプチド融合体の分泌性質を解明する。異なるシグナルペプチドとの融合は、対象の異なるタンパク質の発現分泌に異なって寄与することを、我々のデータは示唆している。   Experiments are performed to determine the localization of the maltogenic amylase protein. This elucidates the secretory nature of the signal peptide fusion. Our data suggest that fusion with different signal peptides contributes differently to the expression secretion of different proteins of interest.

1mM IPTGによる誘導および30℃で6時間の増殖の後、pAEV01、pAEV02、pAEV04、pAEV05およびpET-20b(+)構築物を運ぶ株は、12%SDS-PAGEでマルトジェニックアミラーゼの予想されるサイズである70kDaに目立ったタンパク質バンドを表した(図4)。誘導後の異なるIPTG濃度および温度が、異種タンパク質の発現で重要な役割を演ずることをこのデータは示す。   After induction with 1 mM IPTG and growth for 6 hours at 30 ° C., strains carrying the pAEV01, pAEV02, pAEV04, pAEV05 and pET-20b (+) constructs are at the expected size of maltogenic amylase on 12% SDS-PAGE. A prominent protein band at 70 kDa was represented (FIG. 4). This data shows that different IPTG concentrations and temperatures after induction play an important role in the expression of heterologous proteins.

超音波処理した上清を、グルコースオキシダーゼ法を用いるマルトジェニックアミラーゼ活性度の判定にもかけた。培養物を0.1mM IPTGで誘導したとき、親と比較してpAEV01構築物で、マルトジェニックアミラーゼ活性度に関してより高い倍率の誘導が観察された(図5A)。   The sonicated supernatant was also subjected to the determination of maltogenic amylase activity using the glucose oxidase method. When cultures were induced with 0.1 mM IPTG, a higher fold induction was observed for maltogenic amylase activity with the pAEV01 construct compared to the parent (FIG. 5A).

培養物を1mM IPTGで誘導したとき、pAEV05およびpAEV01構築物で形質転換させた両株は、親と比較して、マルトジェニックアミラーゼ活性度に関してより高い倍率の誘導を示した(図5B)。SDS-PAGEでマルトジェニックアミラーゼ発現を示した他の構築物を運ぶ株は、親に類似した機能的マルトジェニックアミラーゼ活性度を示した(図5Aおよび図5B)。   When the cultures were induced with 1 mM IPTG, both strains transformed with the pAEV05 and pAEV01 constructs showed a higher fold induction for maltogenic amylase activity compared to the parent (FIG. 5B). Strains carrying other constructs that showed maltogenic amylase expression on SDS-PAGE showed functional maltogenic amylase activity similar to the parent (FIGS. 5A and 5B).

pAEV01およびpAEV05の場合、親プラスミドと比較して非常により多い量の機能的マルトジェニックアミラーゼがペリプラズム間隙に向けられることを結果は示す。大腸菌ペリプラズム間隙へのマルトジェニックアミラーゼの局在化に関しては、pelBと比較してMalEおよびFhuDは向上したシグナルペプチドを表すと考えられる。   The results show that in the case of pAEV01 and pAEV05, a much higher amount of functional maltogenic amylase is directed to the periplasmic space compared to the parental plasmid. Regarding the localization of maltogenic amylase in the E. coli periplasmic gap, MalE and FhuD appear to represent an improved signal peptide compared to pelB.

このように、本発明は、ヌクレオチド配列が効率的な翻訳を助けるように最適化された新規シグナルペプチドの力を利用する。これらの配列は、それらが、対象のタンパク質を大腸菌細胞の異なる細胞コンパートメントに導くことができるように選択される。したがって、本発明は、対象のタンパク質の分泌性発現のために可能な最良の組合せを判定するために試験することができる、7つの異なるシグナルペプチドのプラットホームを提供する。   Thus, the present invention takes advantage of the power of a novel signal peptide that is optimized to assist in efficient translation of nucleotide sequences. These sequences are selected so that they can direct the protein of interest to different cell compartments of E. coli cells. Thus, the present invention provides a platform of seven different signal peptides that can be tested to determine the best possible combination for secretory expression of the protein of interest.

Claims (16)

発現ベクターを、任意選択でヘルパープラスミドと一緒に含む、膜不完全細胞である組換え体宿主細胞。   A recombinant host cell, which is a membrane-deficient cell, optionally containing an expression vector together with a helper plasmid. 適する宿主細胞においてタンパク質、ポリペプチドまたはペプチドの発現および分泌を導くことが可能であり、分泌性シグナル配列、誘導可能なプロモーターおよび対象の遺伝子をさらに含む、請求項1に記載の発現ベクター。   2. The expression vector of claim 1 capable of directing the expression and secretion of a protein, polypeptide or peptide in a suitable host cell, further comprising a secretory signal sequence, an inducible promoter and the gene of interest. SEC、TAT、SRP送り出し経路に属するトランスロコンまたはその組合せを同時発現する、請求項1に記載のヘルパープラスミド。   2. The helper plasmid according to claim 1, wherein the helper plasmid coexpresses a translocon belonging to the SEC, TAT, SRP delivery pathway or a combination thereof. 対象の遺伝子が原核生物および真核生物の遺伝子を含む、請求項2に記載の発現ベクター。   3. The expression vector according to claim 2, wherein the gene of interest includes prokaryotic and eukaryotic genes. 分泌性シグナル配列が、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8または配列番号9からなる群から選択される、請求項2に記載の発現ベクター。   The secretory signal sequence is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9. Item 3. The expression vector according to Item 2. 原核生物である宿主細胞で用いられる、請求項2に記載の発現ベクター。   The expression vector according to claim 2, which is used in a prokaryotic host cell. 大腸菌またはその株である、請求項6に記載の単離された宿主細胞。   7. The isolated host cell according to claim 6, which is E. coli or a strain thereof. pAEV01、pAEV02、pAEV03、pAEV04、pAEV05、pAEV06またはpAEV07からなる群から選択されるプラスミドの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の発現ベクター。   The expression vector according to claim 2, comprising at least one plasmid selected from the group consisting of pAEV01, pAEV02, pAEV03, pAEV04, pAEV05, pAEV06 or pAEV07. a)組換え体ベクターを得るステップと、
b)組換え体ベクターにより宿主細胞を形質転換するステップと、
c)任意選択でヘルパープラスミドにより宿主細胞を同時形質転換して組換え体細胞を得るステップと
を含む、組換え体細胞を得る方法。
a) obtaining a recombinant vector;
b) transforming a host cell with the recombinant vector;
c) optionally obtaining a recombinant cell comprising cotransforming the host cell with a helper plasmid to obtain a recombinant cell.
a)分泌性シグナル配列、誘導可能なプロモーターおよび対象の遺伝子を含む組換え体ベクターを得るステップと、
b)組換え体ベクターで宿主細胞を形質転換し、任意選択でヘルパープラスミドにより宿主細胞を同時形質転換するステップと、
c)組換え体ベクターを発現させ、細胞外の培地に組換え体ペプチドを分泌させるステップと、
d)任意選択で組換え体ペプチドを精製するステップと
を含む、組換え体ペプチドを得る方法。
a) obtaining a recombinant vector comprising a secretory signal sequence, an inducible promoter and the gene of interest;
b) transforming the host cell with the recombinant vector and optionally co-transforming the host cell with a helper plasmid;
c) expressing the recombinant vector and secreting the recombinant peptide into the extracellular medium;
d) optionally obtaining a recombinant peptide comprising the step of purifying the recombinant peptide.
SEC、TAT、SRP送り出し経路に属するトランスロコンまたはその組合せを同時発現する、請求項9および10に記載のヘルパープラスミド。   The helper plasmid according to claim 9 and 10, wherein a translocon belonging to the SEC, TAT, SRP delivery pathway or a combination thereof is coexpressed. 発現ベクターが、pAEV01、pAEV02、pAEV03、pAEV04、pAEV05、pAEV06またはpAEV07からなる群から選択されるプラスミドの少なくとも1つを含む、請求項9および10に記載の方法。   11. The method according to claim 9 and 10, wherein the expression vector comprises at least one plasmid selected from the group consisting of pAEV01, pAEV02, pAEV03, pAEV04, pAEV05, pAEV06 or pAEV07. 発現ベクターが、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8または配列番号9からなる群から選択されるコドン最適化分泌性シグナル配列を含む、請求項9および10に記載の方法。   Codon optimized secretion wherein the expression vector is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, or SEQ ID NO: 9. 11. The method according to claim 9 and 10, comprising a sex signal sequence. 誘導可能なプロモーターがT5プロモーターである、請求項10に記載の方法。   11. The method of claim 10, wherein the inducible promoter is a T5 promoter. 不完全な外膜を有し、シグナルペプチド-組換え体タンパク質融合体ベクターおよびトランスロコンをコードするプラスミドでさらに同時形質転換される、請求項7に記載の宿主細胞。   8. The host cell of claim 7, which has an incomplete outer membrane and is further co-transformed with a signal peptide-recombinant protein fusion vector and a plasmid encoding a translocon. 発現ベクター、組換え体細胞またはその組合せを含む、組換え体ペプチドを得るためのキット。   A kit for obtaining a recombinant peptide comprising an expression vector, a recombinant cell or a combination thereof.
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