JP2020058343A - Method for producing fucose-binding protein - Google Patents

Method for producing fucose-binding protein Download PDF

Info

Publication number
JP2020058343A
JP2020058343A JP2019173252A JP2019173252A JP2020058343A JP 2020058343 A JP2020058343 A JP 2020058343A JP 2019173252 A JP2019173252 A JP 2019173252A JP 2019173252 A JP2019173252 A JP 2019173252A JP 2020058343 A JP2020058343 A JP 2020058343A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amino acid
fucose
binding protein
acid sequence
culture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019173252A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
政浩 林
Masahiro Hayashi
政浩 林
丸山 高廣
Takahiro Maruyama
高廣 丸山
伊藤 博之
Hiroyuki Ito
博之 伊藤
綾 浅越
Aya Asagoshi
綾 浅越
桃 山田
Momo Yamada
桃 山田
耕太 畑山
Kota Hatayama
耕太 畑山
恵 穂谷
Megumi Hotani
恵 穂谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagami Chemical Research Institute, Tosoh Corp filed Critical Sagami Chemical Research Institute
Publication of JP2020058343A publication Critical patent/JP2020058343A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

To provide methods for efficiently producing the protein by culturing Escherichia coli capable of expressing a fucose-binding protein.SOLUTION: When culturing E. coli obtained by transforming with an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein, the growth state of E. coli is appropriately measured, then a carbon source and a nitrogen source are supplied little by little at a specific rate according to its growth rate, thereby E. coli can be cultivated at high density, and as a result it becomes possible to express the protein in a large amount.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、フコース結合性タンパク質を発現可能な大腸菌を効率よく培養することによる、該タンパク質の効率的な製造方法に関する。   The present invention relates to an efficient method for producing a fucose-binding protein by efficiently culturing Escherichia coli capable of expressing the protein.

近年、糖鎖の機能解析に関する研究が進展するに伴い、糖鎖が糖タンパク質などの生体分子の機能や細胞の分化や認識に重要な役割を果たしていることが明らかになってきている。糖鎖の中でもフコース含有糖鎖は生理機能と関連するものが多く、例えば、特許文献1には、ヒトiPS細胞表面の未分化糖鎖マーカーとされるHタイプ1型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−3GlcNAc)およびHタイプ3型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−3GalNAc)に結合性を有するレクチンを利用した未分化細胞の検出方法が開示されている。前記Hタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖に結合性を有するレクチンはグラム陰性細菌(Burkholderia cenocepacia)が産生するBC2L−CレクチンのN末端ドメインに由来する組換えBC2LCNであり、この組換えBC2LCNは前記Hタイプ1型糖鎖やHタイプ3型糖鎖以外に、ルイスY型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−4(Fucα1−3)GlcNAc)やルイスX型糖鎖(Galβ1−4(Fucα1−3)GlcNAc)等の複数種のフコース含有糖鎖に高い結合性を有することが知られている(非特許文献1)。   With the recent progress in research on functional analysis of sugar chains, it has become clear that sugar chains play an important role in the functions of biomolecules such as glycoproteins and in the differentiation and recognition of cells. Of the sugar chains, fucose-containing sugar chains are often associated with physiological functions. For example, in Patent Document 1, an H type 1 type sugar chain (Fucα1-2Galβ1-, which is an undifferentiated sugar chain marker on the surface of human iPS cells, is described. 3GlcNAc) and an H-type 3 type sugar chain (Fucα1-2Galβ1-3GalNAc) are used to detect undifferentiated cells. The lectin capable of binding to the H-type 1 type sugar chain and the H-type 3 type sugar chain is a recombinant BC2LCN derived from the N-terminal domain of BC2L-C lectin produced by Gram-negative bacterium (Burkholderia cenocepacia). In addition to the H type 1 type sugar chain and the H type 3 type sugar chain, BC2LCN contains Lewis Y type sugar chain (Fucα1-2Galβ1-4 (Fucα1-3) GlcNAc) and Lewis X type sugar chain (Galβ1-4 (Fucα1). -3) It is known to have a high binding property to plural types of fucose-containing sugar chains such as GlcNAc) (Non-patent Document 1).

一方、特定の機能を有するタンパク質を安価に製造することを目的に、該タンパク質を発現可能な遺伝子組換え微生物を利用した製造方法がこれまで検討されており(特許文献2)、例えば、遺伝子組換え大腸菌を用いたFc結合性タンパク質の製造方法などが報告されている(特許文献3)。大腸菌や酵母といった微生物の工業的な培養では、必要な栄養源を一度に投入してから培養を行なう回分培養法と比較し、培養中に培地成分を連続的に供給しながら培養する流加培養法の方が、微生物またはその生産物を高い収率で与えることが知られている(以下、培養中に培地成分を連続的に供給することを流加と呼ぶ)。流加培養法は供給する栄養源の濃度を任意に制御ができる利点があるため、高濃度の基質により微生物の増殖や目的物の生産が阻害される場合や、アルコールや有機酸などの副生成物が産生される場合に特に効果的である。副生成物の産生は微生物の増殖を抑制するだけでなく、目的物の品質を低下させたり精製を困難にさせたりするため好ましくない。   On the other hand, for the purpose of inexpensively producing a protein having a specific function, a production method using a gene recombinant microorganism capable of expressing the protein has been studied so far (Patent Document 2). A method for producing an Fc-binding protein using the modified Escherichia coli has been reported (Patent Document 3). In the industrial culture of microorganisms such as Escherichia coli and yeast, compared to the batch culture method in which necessary nutrients are added at one time and then the culture is performed, fed-batch culture in which the medium components are continuously supplied during the culture It is known that the method gives a higher yield of the microorganism or its product (hereinafter, continuous feeding of medium components during culture is called fed-batch). The fed-batch method has the advantage that the concentration of the nutrient source supplied can be controlled arbitrarily.Therefore, when a high-concentration substrate inhibits the growth of microorganisms or the production of the target substance, or by-products such as alcohol and organic acids are generated. It is particularly effective when the product is produced. The production of by-products is not preferable because it not only inhibits the growth of microorganisms but also reduces the quality of the target product and makes purification difficult.

流加の対象となる培地成分としては消費量の多い糖類といった炭素源が挙げられる。しかしながら、炭素源の消費速度は微生物の生育状態によって一定ではないため、培養中、炭素源の濃度を一定に維持するためには、微生物による炭素源消費速度を何らかの方法でモニターしつつ、流加量を制御する必要がある。炭素源の消費速度をモニターするための方法として、例えば、オンライングルコース分析計によりグルコース濃度を測定して制御する方法、酸素消費量を指標として炭素源を流加する方法、排ガス組成の分析による方法である呼吸商を指標として流加を行なう方法、オンラインレーザー濁度計により菌体量をモニターする方法、pH変化を利用する方法、培養液中の溶存酸素濃度の変化によって炭素源の枯渇を検出して炭素源を供給する方法などが開示されている。これらの中で、培養液中の溶存酸素濃度の変化を検出して炭素源を供給する方法は、培地中の炭素源を極めて低濃度に制御することができる利点がある。   Examples of medium components to be fed-batch include carbon sources such as sugars, which are consumed in large amounts. However, since the consumption rate of carbon source is not constant depending on the growth condition of microorganisms, in order to keep the concentration of carbon source constant during culture, the carbon source consumption rate by microorganisms should be monitored by some method while feeding. You need to control the quantity. As a method for monitoring the consumption rate of a carbon source, for example, a method of measuring and controlling the glucose concentration by an online glucose analyzer, a method of feeding a carbon source using oxygen consumption as an index, a method of analyzing exhaust gas composition The method of fed-batch using the respiratory quotient as an index, the method of monitoring the amount of cells by an online laser turbidimeter, the method of using pH change, and the detection of carbon source depletion by the change of dissolved oxygen concentration in the culture solution Then, a method of supplying a carbon source is disclosed. Among these, the method of supplying a carbon source by detecting a change in the dissolved oxygen concentration in the culture medium has an advantage that the carbon source in the medium can be controlled to an extremely low concentration.

大腸菌を効率よく培養するには、培地に炭素源の他に窒素源を含む必要があり、両者の比率が適切であることが重要である。また、流加培養法により大腸菌を培養する場合は、炭素源と窒素源の両方を流加することが必要となる。遺伝子組換え大腸菌を培養して目的物を生産する際、複数の培地成分を流加して培養することの効果や、流加の制御方法については、ヒトプロインスリンを発現可能な大腸菌(Escherichia coli)BL21(DE3)株を用いたヒトプロインスリン生産系で開示されている(非特許文献2)。非特許文献2では、炭素源と窒素源(酵母エキス)を混合した溶液を培地に流加してヒトプロインスリン(分子量約10,000)を発現可能な大腸菌を培養することで、ヒトプロインスリンを製造する際、前記培地に流加する炭素源と窒素源(酵母エキス)の好ましい濃度について検討している。   In order to efficiently culture Escherichia coli, it is necessary that the medium contains a nitrogen source in addition to the carbon source, and it is important that the ratio of the two is appropriate. When culturing Escherichia coli by the fed-batch culture method, it is necessary to feed both the carbon source and the nitrogen source. Regarding the effect of feeding a plurality of medium components for culturing the recombinant Escherichia coli to produce a target product, and the method of controlling the feeding, Escherichia coli capable of expressing human proinsulin can be used. ) A human proinsulin production system using BL21 (DE3) strain is disclosed (Non-patent document 2). In Non-Patent Document 2, human proinsulin is obtained by feeding a solution obtained by mixing a carbon source and a nitrogen source (yeast extract) to a medium to culture Escherichia coli capable of expressing human proinsulin (molecular weight about 10,000). The preferable concentrations of the carbon source and the nitrogen source (yeast extract) to be fed to the medium during the production of are investigated.

一方、前記組換えBC2LCNは分子量が約17,000のタンパク質であり、会合して三量体を形成すると考えられており、分子量および立体構造の面からもヒトプロインスリンとは大きく異なる。よって、非特許文献2で培地に流加する炭素源と窒素源の好ましい濃度について開示があったとしても、この条件を組換えBC2LCNに適用することは困難である。さらに、遺伝子組換え微生物を用いた組換えBC2LCNの高効率な発現系は報告例がなく、安定供給および大量供給の観点から、生産性に課題が残されていた。   On the other hand, the recombinant BC2LCN is a protein having a molecular weight of about 17,000 and is considered to associate with each other to form a trimer, which is greatly different from human proinsulin in terms of molecular weight and three-dimensional structure. Therefore, even if Non-Patent Document 2 discloses the preferable concentrations of the carbon source and the nitrogen source fed to the medium, it is difficult to apply this condition to the recombinant BC2LCN. Furthermore, there has been no report on a highly efficient expression system of recombinant BC2LCN using a genetically modified microorganism, and a problem remains in productivity from the viewpoint of stable supply and large-scale supply.

WO2013/065302号公報WO 2013/065302 特表2000−501936号公報Special table 2000-501936 gazette 特開2008−245580号公報JP, 2008-245580, A

Sulak,O等,Structure,18(1),59−72,2010.Sulak, O et al., Structure, 18 (1), 59-72, 2010. Chul Soo Shin等,Biotechnol.Prog.13,249−257,1997.Chul Soo Shin et al., Biotechnol. Prog. 13, 249-257, 1997.

本発明の目的は、フコース結合性タンパク質を発現可能な大腸菌を効率的に培養することにより、生産性に優れた該タンパク質の製造方法を提供することにある。具体的には、フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターで形質転換して得られた大腸菌を培養する際に、大腸菌の増殖をモニターし、その増殖速度に合わせて炭素源および窒素源を特定の割合で少量ずつ供給することで大腸菌を高密度で培養し、当該タンパク質を大量に発現させる方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a protein having excellent productivity by efficiently culturing Escherichia coli capable of expressing a fucose-binding protein. Specifically, when culturing Escherichia coli obtained by transforming with an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein, the growth of E. coli is monitored and the carbon source and nitrogen source are adjusted according to the growth rate. The purpose of the present invention is to provide a method for culturing Escherichia coli at a high density and supplying a large amount of the protein by supplying a small amount at a specific ratio.

本発明者らは前記課題に対し、流加培養法における溶存酸素濃度を制御するための撹拌条件、および炭素源と窒素源との流加方法について鋭意検討した結果、本発明の完成に至った。   With respect to the above problems, the present inventors have conducted intensive studies on stirring conditions for controlling the dissolved oxygen concentration in a fed-batch culture method, and a feeding method of a carbon source and a nitrogen source, and as a result, the present invention has been completed. .

すなわち、本発明は、以下の第一から第七の発明を包含する:
第一の発明は、フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターで形質転換して得られた大腸菌を使用してフコース結合性タンパク質を製造する方法であって、以下の(1)から(5)の工程を含むことを特徴とする、フコース結合性タンパク質の製造方法である。
(1)培養槽に炭素源と窒素源を含む培地を添加し、フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターで形質転換して得られた大腸菌を植菌し、培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下になるまで、培養液中の溶存酸素濃度を1.0mg/L以上に維持しながら攪拌培養する工程。
(2)培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下となった任意の時点で、供給する窒素源の重量を、供給する炭素源の重量に対して0.15倍以上2.00倍未満の範囲に維持しながら、培養液への炭素源と窒素源の供給(流加)を開始し、培養液中の大腸菌の密度(OD600、600nmにおける培養液の濁度)が60以上となるまで攪拌培養する工程。
(3)工程(2)の培養液中の大腸菌の密度(OD600nm、600nmにおける培養液の濁度)が60以上となった任意の時点で、誘導剤をその添加後の濃度が0.005mM以上5.0mM以下となるように培養液に添加する工程。
(4)工程(3)で誘導剤を培養液に添加したのち、培養液への炭素源と窒素源の供給(流加)と撹拌培養を継続し、培養液中の大腸菌の密度が90以上180以下となった任意の時点で培養を停止する工程。
(5)工程(1)から工程(4)までの大腸菌の培養で得られた培養物からフコース結合性タンパク質を回収する工程。
第二の発明は、前記工程(2)から工程(4)において、培養液中の溶存酸素濃度を0.01mg/Lから5.0mg/Lの範囲に維持しながら炭素源と窒素源を供給(流加)する、第一の発明に記載の製造方法である。
第三の発明は、前記工程(2)から工程(4)において、培養液中の炭素源濃度を5.0g/L以下に維持しながら炭素源と窒素源を供給(流加)する、第一または第二の発明に記載の製造方法である。
第四の発明は、炭素源がグルコースであり、窒素源が酵母エキスである、第一から第三のいずれかに記載の製造方法である。
第五の発明は、誘導剤がイソプロピル−β−チオガラクトピラノシドである、第一から第四のいずれかに記載の製造方法である。
第六の発明は、フコース結合性タンパク質が以下の(a)〜(d)である、第一から第五のいずれかに記載の製造方法である。
(a)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列を含むフコース結合性タンパク質であって、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(b)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列において、1個または複数個のアミノ酸残基が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を含むフコース結合性タンパク質であって、かつ、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有し、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(c)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列において、以下の(1)から(3)に記載のアミノ酸置換のいずれか1つ以上を含むアミノ酸配列を含み、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質
(1)配列番号1で示されるアミノ酸配列の39番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(2)配列番号1で示されるアミノ酸配列の65番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(3)配列番号1で示されるアミノ酸配列の72番目のシステイン残基の、グリシン残基およびアラニン残基から選ばれる1種類のアミノ酸残基への置換
(d)前記(c)のフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列において、配列番号1の39番目、65番目および72番目以外の領域に1個若しくは複数個のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有する、フコース結合性タンパク質。
第七の発明は、フコース結合性タンパク質が以下の(e)〜(h)である、第一から第五のいずれかに記載の製造方法である。
(e)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列からなり、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(f)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列において、1個または複数個のアミノ酸残基が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列からなり、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有し、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(g)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列において、以下の(4)から(6)に記載のアミノ酸置換のいずれか1つ以上を含むアミノ酸配列を含み、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質
(4)配列番号1で示されるアミノ酸配列の39番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(5)配列番号1で示されるアミノ酸配列の65番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(6)配列番号1で示されるアミノ酸配列の72番目のシステイン残基の、グリシン残基およびアラニン残基から選ばれる1種類のアミノ酸残基への置換
(h)前記(d)および/または(e)のフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列において、配列番号1の39番目、65番目および72番目以外の領域に1個若しくは複数個のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列からなり、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有する、フコース結合性タンパク質。
That is, the present invention includes the following first to seventh inventions:
A first invention is a method for producing a fucose-binding protein using Escherichia coli obtained by transforming an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein, comprising the steps (1) to ( A method for producing a fucose-binding protein, which comprises the step 5).
(1) A medium containing a carbon source and a nitrogen source is added to a culture tank, Escherichia coli obtained by transforming with an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein is inoculated, and a carbon source in a culture solution is added. A step of culturing with stirring while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution at 1.0 mg / L or more until the concentration becomes 5.0 g / L or less.
(2) At any time when the concentration of carbon source in the culture solution becomes 5.0 g / L or less, the weight of the nitrogen source supplied is 0.15 times or more and 2.00 times the weight of the carbon source supplied. Supplying (feeding) carbon and nitrogen sources to the culture broth was started while maintaining the range to less than double, and the density of E. coli in the culture broth (OD 600 , turbidity of the culture at 600 nm) was 60 or more. The process of stirring culture until it becomes.
(3) At any time when the density of E. coli (OD 600 nm , turbidity of the culture medium at 600 nm ) in the culture medium of step (2) reached 60 or more, the concentration after the addition of the inducer was 0.005 mM. The step of adding to the culture solution so as to be 5.0 mM or less.
(4) After the inducer is added to the culture medium in the step (3), the carbon source and the nitrogen source are supplied (fed-batch) to the culture medium and the stirring culture is continued, and the density of E. coli in the culture medium is 90 or more. A step of stopping the culture at any time when it becomes 180 or less.
(5) A step of recovering a fucose-binding protein from the culture obtained by culturing Escherichia coli in steps (1) to (4).
A second aspect of the invention is to supply the carbon source and the nitrogen source while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution in the range of 0.01 mg / L to 5.0 mg / L in the steps (2) to (4). (Fed-batch) is the production method according to the first invention.
A third aspect of the invention is to supply (fed-batch) a carbon source and a nitrogen source while maintaining the carbon source concentration in the culture solution at 5.0 g / L or less in the steps (2) to (4). It is the manufacturing method according to the first or second invention.
A fourth invention is the production method according to any one of the first to third aspects, wherein the carbon source is glucose and the nitrogen source is yeast extract.
5th invention is a manufacturing method in any one of 1st-4th whose inducer is isopropyl- (beta) -thiogalactopyranoside.
A sixth invention is the production method according to any one of the first to fifth aspects, in which the fucose-binding protein is the following (a) to (d).
(A) A fucose-binding protein comprising an amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, wherein X is an integer of 120 or more. Sex protein.
(B) Amino acid in which one or more amino acid residues are deleted, substituted or added in the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 A fucose-binding protein containing a sequence, and having a binding affinity for a sugar chain containing a structure composed of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc, and X is an integer of 120 or more. , Fucose-binding protein.
(C) In the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, any one of the following amino acid substitutions (1) to (3) A fucose binding protein (1) in which the amino acid sequence including the above is contained and X is an integer of 120 or more, and the 39th glutamine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is replaced with a leucine residue (2). Substitution of the 65th glutamine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with a leucine residue (3) Glycine residue and alanine residue of the 72nd cysteine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Substitution with one type of amino acid residue selected from (d) In the amino acid sequence of the fucose-binding protein of (c) above, the 39th, 65th and A structure containing an amino acid sequence in which one or more amino acid residues are deleted, substituted, inserted or added in a region other than the second region, and comprising Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc A fucose-binding protein having binding affinity for a sugar chain containing the protein.
The seventh invention is the production method according to any one of the first to fifth aspects, in which the fucose-binding protein is the following (e) to (h).
(E) To the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus is further added, and the C-terminus A fucose-binding protein consisting of an amino acid sequence to which an oligopeptide containing a cysteine residue is added, and X is an integer of 120 or more.
(F) An amino acid in which one or more amino acid residues are deleted, substituted or added in the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. The sequence consists of an amino acid sequence in which an oligopeptide containing a polyhistidine sequence is further added to the N-terminus, and an oligopeptide containing a cysteine residue is added to the C-terminus. A fucose-binding protein having binding affinity for a sugar chain containing a structure consisting of -3GalNAc and X is an integer of 120 or more.
(G) To the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus is further added, and the C-terminus In the amino acid sequence to which an oligopeptide containing a cysteine residue is added, an amino acid sequence containing any one or more of the following amino acid substitutions (4) to (6) is included, and X is an integer of 120 or more. Fucose binding protein (4) Substitution of 39th glutamine residue of amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with leucine residue (5) 65th glutamine residue of amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 with a glycine residue and an alanine residue (6) Substitution with one kind of amino acid residue selected from (h) in the amino acid sequence of the fucose-binding protein of (d) and / or (e), a region other than the 39th position, the 65th position and the 72nd position of SEQ ID NO: 1 In addition to the amino acid sequence in which one or more amino acid residues are deleted, substituted, inserted or added, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence is added to the N-terminal and a cysteine residue is included in the C-terminal. A fucose-binding protein having an amino acid sequence to which an oligopeptide is added and having a binding affinity to a sugar chain containing a structure composed of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc.

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

本発明のフコース結合性タンパク質の製造方法(以下、本発明の製造方法とする。)は下記工程(1)から(5)を含む製造方法である。   The method for producing a fucose-binding protein of the present invention (hereinafter referred to as the production method of the present invention) is a production method including the following steps (1) to (5).

本発明の製造方法の工程(1)は、培養槽に培地を添加したのち、フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターで形質転換して得られた大腸菌を植菌し、培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下になるまで、培養液中の溶存酸素濃度を2.0mg/L以上に維持しながら攪拌培養する工程である。   In the step (1) of the production method of the present invention, after adding a medium to a culture tank, Escherichia coli obtained by transforming with an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein is inoculated into a culture medium. Is a step of culturing with stirring while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution at 2.0 mg / L or more until the concentration of carbon source becomes 5.0 g / L or less.

本発明の製造方法に使用する培養槽の大きさや形状に特に制限はなく、フコース結合性タンパク質の製造量に応じて適宜選択すればよい。また、撹拌培養の方法も特に制限はなく、例えば、培養槽全体を回転或いは振とうさせて培養液を撹拌する方法、底部に回転羽根を有する培養槽を用いて培養液を撹拌する方法、撹拌翼を用いて培養液を撹拌する方法を挙げることができる。これらの中では、培養装置全体の小型化が可能である点、撹拌効率が高い点、培養する大腸菌への物理的ダメージを低減できる点で、撹拌翼を用いて培養液を撹拌する方法が好ましい。撹拌翼を用いて培養液を撹拌する場合、撹拌翼の直径や形状にも特に制限はなく、培養槽の大きさや培養液の撹拌効率を考慮して適宜選択すればよい。   The size and shape of the culture tank used in the production method of the present invention are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the production amount of the fucose-binding protein. Further, the method of stirring culture is not particularly limited, and for example, a method of stirring the culture solution by rotating or shaking the entire culture tank, a method of stirring the culture solution using a culture tank having a rotating blade at the bottom, stirring A method of stirring the culture solution using a blade can be mentioned. Among these, the method of stirring the culture solution using a stirring blade is preferable because the culture apparatus as a whole can be downsized, the stirring efficiency is high, and the physical damage to the E. coli to be cultured can be reduced. . When the culture solution is stirred using the stirring blade, the diameter and shape of the stirring blade are not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of the size of the culture tank and the stirring efficiency of the culture solution.

本発明の製造方法に使用することができる培地に特に制限はなく、例えば、Terrific Broth(TB)培地や、必要な栄養源を補ったLysogeny Broth(LB)培地などを挙げることができる。また、培地には炭素源、窒素源および無機塩のほかに、当該技術分野において一般的な栄養源を添加してもよい。培養中に供給(流加)する炭素源の一例として、グルコース、フルクトース、マルトース、ショ糖、粗糖、糖蜜、グリセリンなどが挙げられる。また、炭素源とあわせて供給(流加)する窒素源としては、酵母エキス、ポリペプトン、カゼインおよびそれらの酵素消化物、コーンスティープリカー、大豆タンパク質、肉エキス、魚肉エキスなどを挙げることができる。これらの炭素源および窒素源の中では、形質転換体の増殖が良好であり、さらに、フコース結合性タンパク質を効率よく製造できる点で、炭素源はグルコースやグリセリンが好ましく、窒素源は酵母エキスが好ましい。   The medium that can be used in the production method of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include Terrific Broth (TB) medium and Lysogeny Broth (LB) medium supplemented with necessary nutrient sources. In addition to the carbon source, the nitrogen source and the inorganic salt, a nutrient source commonly used in the art may be added to the medium. Examples of carbon sources supplied (fed-batch) during culture include glucose, fructose, maltose, sucrose, crude sugar, molasses, glycerin and the like. Examples of the nitrogen source supplied (fed-batch) together with the carbon source include yeast extract, polypeptone, casein and their enzymatic digests, corn steep liquor, soy protein, meat extract, fish meat extract and the like. Among these carbon sources and nitrogen sources, the growth of the transformant is good, and further, in that the fucose-binding protein can be efficiently produced, the carbon source is preferably glucose or glycerin, and the nitrogen source is yeast extract. preferable.

本発明の製造方法における培養温度は、当該技術分野において一般的な温度であれば特に制限はなく、10℃から40℃、好ましくは20℃から37℃であり、フコース結合性タンパク質の生産性を勘案しつつ、適宜選択すればよい。また、培地のpHは当該技術分野において一般的な範囲の中から適宜選択すればよく、例えば宿主が大腸菌の場合、好ましくはpH6.8からpH7.4の範囲が好ましく、より好ましくはpH7.0前後である。また、本発明の製造方法における培養時間は任意に設定できるが、通常は数時間から100時間の間に設定される。培養時間が長くなると宿主の細胞の活動が弱まり、やがて細胞死による溶菌につながり、目的のフコース結合性タンパク質の構造が変化する恐れがあるため、工程(1)から工程(4)までの培養時間は好ましくは72時間以内、さらに好ましくは60時間以内が好適である。   The culture temperature in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is a temperature generally used in the art, and is 10 ° C. to 40 ° C., preferably 20 ° C. to 37 ° C., which improves the productivity of fucose-binding protein. It may be selected as appropriate while taking into consideration. The pH of the medium may be appropriately selected from the range generally used in the art. For example, when the host is Escherichia coli, the pH range is preferably 6.8 to 7.4, and more preferably pH 7.0. Before and after. In addition, the culture time in the production method of the present invention can be set arbitrarily, but is usually set between several hours and 100 hours. When the culture time is long, the activity of the host cells is weakened, which may lead to lysis due to cell death, and the structure of the target fucose-binding protein may change. Therefore, the culture time from step (1) to step (4) Is preferably 72 hours or less, more preferably 60 hours or less.

本発明の製造方法では、フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターの導入の有無により、前記形質転換により得られた大腸菌を選択的に増殖させるために、培地に当該発現ベクターに含まれる薬剤耐性遺伝子に対応した薬剤を添加することが好ましく、例えば、当該ベクターがカナマイシン耐性遺伝子を含んでいる場合には、培地にカナマイシンを添加すればよい。さらに、前記形質転換により得られた大腸菌から培養液へのタンパク質の分泌を促すため、グリシンなどの試薬を培地に添加してもよく、具体的には、宿主が大腸菌の場合、培地に対してグリシンを2%(w/v)以下で添加することが好ましい。この他に培地成分に添加することができる成分として、無機塩としてはリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウムなどのリン酸塩や塩化カリウム、塩化ナトリウムなどを、金属イオンとしては、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸鉄(II)、硫酸鉄(III)、塩化鉄(II)、塩化鉄(III)、クエン酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、塩化カルシウム・二水和物、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硫酸銅、塩化銅、硫酸マンガン、塩化マンガンなどを、ビタミン類としては、ビオチン、ニコチン酸、チアミン、リボフラビン、イノシトール、ピリドキシンなどを挙げることができる。   In the production method of the present invention, in order to selectively grow Escherichia coli obtained by the above transformation depending on whether or not an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein is introduced, the expression vector is contained in the medium. It is preferable to add a drug corresponding to the drug resistance gene. For example, when the vector contains a kanamycin resistance gene, kanamycin may be added to the medium. Further, a reagent such as glycine may be added to the medium in order to promote the secretion of the protein from the Escherichia coli obtained by the transformation into the culture solution. Specifically, when the host is Escherichia coli, it may be added to the medium. Glycine is preferably added at 2% (w / v) or less. In addition to these, as components that can be added to the medium components, inorganic salts such as sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate Metal ions such as salt, potassium chloride, and sodium chloride are magnesium chloride, magnesium sulfate, iron sulfate (II), iron sulfate (III), iron chloride (II), iron chloride (III), iron citrate, and ammonium sulfate. Iron, calcium chloride dihydrate, calcium sulfate, zinc sulfate, zinc chloride, copper sulfate, copper chloride, manganese sulfate, manganese chloride, etc., as vitamins, biotin, nicotinic acid, thiamine, riboflavin, inositol, pyridoxine And so on.

工程(1)における炭素源の濃度は、大腸菌の増殖速度や炭素源の種類に応じて適宜設定すればよいが、炭素源がグルコースの場合は10g/Lから50g/Lであることが好ましい。また、工程(1)における窒素源の濃度も大腸菌の増殖速度や窒素源の種類に応じて適宜設定すればよいが、炭素源が酵母エキスの場合は10g/Lから50g/Lであることが好ましい。   The concentration of the carbon source in the step (1) may be appropriately set according to the growth rate of Escherichia coli and the type of the carbon source, but when the carbon source is glucose, it is preferably 10 g / L to 50 g / L. Further, the concentration of the nitrogen source in the step (1) may be appropriately set according to the growth rate of E. coli and the type of the nitrogen source. When the carbon source is yeast extract, it may be 10 g / L to 50 g / L. preferable.

本発明の製造方法の工程(1)では、培養液中の溶存酸素(以下、DOと省略する場合がある。)濃度を計測し、培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下になるまで、培養液中のDO濃度が1.0mg/L以上に維持しながら攪拌培養する。工程(1)では、大腸菌の増殖により炭素源濃度は低下するが、増殖した大腸菌の呼吸によりDO濃度が低下するため、大腸菌を高密度に増殖させる点で、培養液中のDO濃度が1.0mg/L以上となるように培養液の撹拌速度の制御を続けて大腸菌を培養する。培養液中のDO濃度が1.0mg/L以下になると、増殖した大腸菌が死滅する恐れがある。本発明の製造方法において、DO濃度の測定方法に特に制限はなく、例えば、DO電極を使用して測定することができる。また、本発明の製造方法において、培養液中の炭素源の濃度を計測する方法は特に制限はなく、例えば炭素源がグルコースの場合、グルコース分析計を用いてグルコース濃度を測定することができる。   In the step (1) of the production method of the present invention, the concentration of dissolved oxygen (hereinafter, may be abbreviated as DO) in the culture solution is measured to make the carbon source concentration in the culture solution 5.0 g / L or less. The culture is agitated while maintaining the DO concentration in the culture solution at 1.0 mg / L or more. In the step (1), the carbon source concentration decreases due to the growth of Escherichia coli, but the DO concentration decreases due to the respiration of the grown E. coli, so that the DO concentration in the culture solution is 1. Escherichia coli is cultivated by continuously controlling the stirring speed of the culture solution so as to be 0 mg / L or more. When the DO concentration in the culture solution is 1.0 mg / L or less, the proliferated E. coli may be killed. In the production method of the present invention, there is no particular limitation on the method for measuring the DO concentration, and for example, the DO electrode can be used for measurement. Further, in the production method of the present invention, the method of measuring the concentration of the carbon source in the culture solution is not particularly limited. For example, when the carbon source is glucose, the glucose concentration can be measured using a glucose analyzer.

本発明の製造方法の工程(2)は、前記工程(1)における培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下になった任意の時点で、供給する窒素源となる物質の重量を供給する炭素源となる物質の重量に対して0.15倍以上2.00倍未満の範囲に維持しながら、培養液への炭素源と窒素源の連続的な供給(以下、培養中に培地成分を連続的に供給することを流加と呼ぶことがある。)を開始し、培養液中の大腸菌の細胞密度(OD600nm、600nmにおける培養液の濁度)が60以上となるまで攪拌培養する工程である。工程(2)では、炭素源濃度が5.0g/Lを超えた状態で培養を行なうと有機酸が副生して多量に蓄積することにより、大腸菌の増殖やタンパク質生産を阻害する恐れがある。従って、炭素源濃度が5.0g/L以下になった時点で培養液への炭素源と窒素源の流加を開始し、炭素源と窒素源の流加開始後は、炭素源濃度が5g/L以下、好ましくは1g/L以下、さらに好ましくは0.5g/L以下、最も好ましくは0.1g/L以下となるよう、炭素源の供給量を制御することが好ましい。また、培養液中の炭素源の枯渇を防ぎ、大腸菌を高密度に増殖させる点で、DO濃度が0.01mg/Lから5.0mg/Lの範囲、好ましくは0.05mg/Lから4.0mg/Lの範囲に維持されるように、炭素源と窒素源の流加量を制御することが好ましい。炭素源の流加量は、例えば炭素源を供給する原料タンクの減少量、または供給ポンプの駆動時間から把握することができる。 In the step (2) of the production method of the present invention, the weight of the substance serving as the nitrogen source to be supplied is adjusted at any time when the carbon source concentration in the culture solution in the step (1) becomes 5.0 g / L or less. The carbon source and the nitrogen source are continuously supplied to the culture solution while maintaining the range of 0.15 times or more and less than 2.00 times the weight of the substance serving as the carbon source to be supplied (hereinafter, the medium during the culture. Continuous feeding of components is sometimes called fed-batch.), And stirring culture until the cell density of E. coli in the culture solution (OD 600 nm , turbidity of the culture solution at 600 nm) reaches 60 or more. It is a process to do. In step (2), if the culture is carried out in a state where the carbon source concentration exceeds 5.0 g / L, a large amount of organic acid is by-produced and accumulated, which may inhibit the growth of Escherichia coli and protein production. . Therefore, when the carbon source concentration becomes 5.0 g / L or less, the feeding of the carbon source and the nitrogen source to the culture solution is started, and after the feeding of the carbon source and the nitrogen source is started, the carbon source concentration is 5 g. / L or less, preferably 1 g / L or less, more preferably 0.5 g / L or less, and most preferably 0.1 g / L or less, it is preferable to control the supply amount of the carbon source. Further, in order to prevent depletion of the carbon source in the culture medium and to grow Escherichia coli at a high density, the DO concentration is in the range of 0.01 mg / L to 5.0 mg / L, preferably 0.05 mg / L to 4. It is preferable to control the feed rates of the carbon source and the nitrogen source so as to maintain the range of 0 mg / L. The fed amount of the carbon source can be grasped from, for example, the amount of decrease in the raw material tank for supplying the carbon source or the driving time of the supply pump.

培養液中の炭素源の枯渇を計測する方法に特に制限はなく、例えば、大腸菌の呼吸活性の低下により計測することができる。呼吸活性の低下は、例えば培養液のDO濃度の上昇、排ガス中の酸素濃度の上昇、炭酸ガス濃度の低下、pHの上昇として現れる。特に、DO濃度の上昇は応答が速く、培養液中の炭素源の濃度が十分に維持されている場合には、微生物の呼吸により酸素が消費されるためDO濃度は酸素飽和濃度より低い値に維持されるが、炭素源が枯渇すると微生物の呼吸活性が低下しDO濃度が急激に上昇するため、培養液中の炭素源の枯渇をモニターするのに好ましい指標である。なお、DO濃度の上昇に連動させて培養液に炭素源を追加する方法をDOスタット法という。DO濃度以外の指標(排ガス組成、炭酸ガス濃度、pH上昇)でモニターした場合は、DO濃度を指標とした場合と比較し応答が遅いという欠点がある。   The method for measuring the depletion of the carbon source in the culture solution is not particularly limited, and can be measured, for example, by the decrease in the respiratory activity of E. coli. The decrease in respiratory activity appears, for example, as an increase in DO concentration in the culture solution, an increase in oxygen concentration in exhaust gas, a decrease in carbon dioxide concentration, and an increase in pH. In particular, an increase in DO concentration has a fast response, and when the concentration of the carbon source in the culture solution is sufficiently maintained, oxygen is consumed by the respiration of microorganisms, so that the DO concentration becomes lower than the oxygen saturation concentration. Although maintained, when the carbon source is depleted, the respiratory activity of the microorganism is reduced and the DO concentration is rapidly increased, which is a preferable index for monitoring the depletion of the carbon source in the culture solution. The method of adding a carbon source to the culture solution in conjunction with the increase in DO concentration is called the DO stat method. When monitored by an index other than the DO concentration (exhaust gas composition, carbon dioxide concentration, pH increase), there is a drawback that the response is slower than when the DO concentration is used as an index.

本発明の製造方法における窒素源の流加量は、炭素源流加量と一定の比率を保ちながら流加することが好ましい。窒素源の供給が少ないと大腸菌の増殖が遅く、発現するフコース結合性タンパク質の生産量が低下する。一方で窒素源の供給が多すぎると大腸菌の増殖を阻害することから、流加の際の窒素源供給量(窒素源となる物質の重量)は炭素源供給量(炭素源となる物質の重量)の0.15倍以上2.00倍未満に設定すればよく、好ましくは0.20倍以上1.50倍未満、より好ましくは0.25倍以上1.00倍未満である。また、流加成分の炭素源がグルコースまたはグリセリンで、窒素源が酵母エキスの場合は、調製した炭素源溶液および窒素源溶液をオートクレーブ(例えば、121℃、20分間)やフィルターろ過により滅菌したのち、クリーンベンチ内で混合した培地を流加することで、培地供給時の炭素源と窒素源の比率を一定に保つことができる。また、培養液の液量増加が抑えられる点で、流加する炭素源と窒素源は高濃度の溶液とすることが好ましく、炭素源をグルコース、窒素源を酵母エキスとした場合、流加するグルコース溶液の濃度は300g/Lから900g/L、酵母エキス溶液の濃度は100g/Lから500g/Lに設定することが好ましい。   The fed amount of the nitrogen source in the production method of the present invention is preferably fed while maintaining a constant ratio with the fed amount of the carbon source. When the supply of nitrogen source is low, the growth of E. coli is slow and the production of the expressed fucose-binding protein is reduced. On the other hand, if too much nitrogen source is supplied, the growth of Escherichia coli is inhibited. Therefore, the nitrogen source supply amount (weight of nitrogen source substance) at the time of fed-batch is the carbon source supply amount (weight of carbon source substance). ) Times 0.15 times or more and less than 2.00 times, preferably 0.20 times or more and less than 1.50 times, and more preferably 0.25 times or more and less than 1.00 times. When the carbon source of the fed-batch component is glucose or glycerin and the nitrogen source is yeast extract, the prepared carbon source solution and nitrogen source solution are sterilized by autoclaving (for example, 121 ° C, 20 minutes) or filter filtration. By feeding the mixed medium in a clean bench, the ratio of carbon source and nitrogen source at the time of supplying the medium can be kept constant. Further, from the viewpoint that the increase in the volume of the culture solution is suppressed, it is preferable that the carbon source and the nitrogen source to be fed are high-concentration solutions. When the carbon source is glucose and the nitrogen source is yeast extract, the fed solution is fed. The glucose solution concentration is preferably set to 300 g / L to 900 g / L, and the yeast extract solution concentration is preferably set to 100 g / L to 500 g / L.

本発明の製造方法の工程(3)は、工程(2)における培養液への炭素源と窒素源の流加開始後も培養液中のDO濃度の計測と培養液への炭素源と窒素源の流加を継続し、培養液中の大腸菌の密度(OD600nm、600nmにおける培養液の濁度)が60以上となった任意の時点で、誘導剤をその添加後の濃度が0.005mM以上5.0mM以下となるように培養液に添加する工程である。 In the step (3) of the production method of the present invention, the DO concentration in the culture solution is measured and the carbon source and the nitrogen source in the culture solution are measured even after the feeding of the carbon source and the nitrogen source to the culture solution in the step (2) is started. At any time when the density of E. coli in the culture solution (OD 600 nm , turbidity of the culture solution at 600 nm) reached 60 or more, the concentration after the addition of the inducer was 0.005 mM or more. This is a step of adding to the culture solution so that the concentration becomes 5.0 mM or less.

本発明の製造方法で製造されるフコース結合性タンパク質を発現可能な大腸菌の作製に使用した発現ベクターに誘導性のプロモータが含まれているため、工程(3)では、前記タンパク質が効率的に発現できるような条件下で誘導剤を添加して、フコース結合性タンパク質の発現を誘導する。本発明の製造方法で使用することができる誘導剤に特に制限はないが、フコース結合性タンパク質を効率的に発現できる点で、イソプロピル−β−チオガラクトピラノシド(以下、IPTGとする。)であることが好ましい。IPTG添加濃度は、添加後の濃度が0.005mMから5.0mMの範囲から適宜選択すればよく、好ましくは0.01mMから2.0mMである。IPTGの添加によるフコース結合性タンパク質の発現誘導に関する種々の条件は、当該技術分野において周知の条件で行えばよく、例えば、培養液のOD600nmが60以上となった任意の時点で、IPTGをその添加後の濃度が2.0mM以下の濃度となるよう培養液に添加し、引き続き培養することにより、フコース結合性タンパク質発現を誘導することができる。なお、IPTGを添加して誘導を開始した後の培養液の温度は、10℃から30℃、好ましくは15℃から25℃、より好ましくは20℃前後とすることで大腸菌の増殖が抑えられ、より効率的にタンパク質の発現が促される。 Since the expression vector used for producing Escherichia coli capable of expressing the fucose-binding protein produced by the production method of the present invention contains an inducible promoter, in step (3), the protein is efficiently expressed. An inducer is added under such conditions to induce the expression of the fucose-binding protein. The inducer that can be used in the production method of the present invention is not particularly limited, but isopropyl-β-thiogalactopyranoside (hereinafter, referred to as IPTG) in that the fucose-binding protein can be efficiently expressed. Is preferred. The concentration of IPTG added may be appropriately selected from the range of 0.005 mM to 5.0 mM after the addition, and is preferably 0.01 mM to 2.0 mM. Various conditions for inducing the expression of the fucose-binding protein by the addition of IPTG may be carried out under the conditions well known in the art. For example, at any time when the OD 600nm of the culture reaches 60 or more, the IPTG The fucose-binding protein expression can be induced by adding to the culture medium so that the concentration after the addition becomes 2.0 mM or less, and then culturing. The temperature of the culture medium after the induction by adding IPTG is 10 ° C. to 30 ° C., preferably 15 ° C. to 25 ° C., more preferably around 20 ° C. to suppress the growth of E. coli, The protein expression is promoted more efficiently.

本発明の製造方法の工程(4)は、前記工程(3)で誘導剤を培養液に添加したのち、工程(2)の条件で培養液への炭素源と窒素源の供給(流加)と撹拌培養を継続し、培養液中の大腸菌の細胞密度が90以上180以下となった任意の時点で培養を停止する工程である。工程(4)において、大腸菌培養の終了は培養液のOD600nmで判断すればよく、具体的には、OD600nmが90以上180以下となった範囲の任意の時点で培養を終了すればよい。培養液のOD600nmが90以下の場合は大腸菌の増殖が不十分であり、目的のフコース結合性タンパク質の収量が低下する恐れがある。また、培養液のOD600nmが180以上の場合は、大腸菌の増殖が過剰となるため、大腸菌の溶菌により目的のフコース結合性タンパク質の加水分解する恐れや、立体構造の変化によりフコースを含む糖鎖への結合性が低下する恐れがある。 In the step (4) of the production method of the present invention, after the inducer is added to the culture medium in the step (3), the carbon source and the nitrogen source are supplied (fed-batch) to the culture medium under the condition of the step (2). And agitation culture are continued, and the culture is stopped at any time when the cell density of E. coli in the culture solution becomes 90 or more and 180 or less. In step (4), the completion of E. coli culture may be judged by the OD 600 nm of the culture solution, and specifically, the culture may be completed at any time in the range where the OD 600 nm is 90 or more and 180 or less. When the OD 600 nm of the culture solution is 90 or less, the growth of Escherichia coli is insufficient and the yield of the target fucose-binding protein may be reduced. Further, when the OD 600 nm of the culture solution is 180 or more, the growth of E. coli becomes excessive, so that the lysis of E. coli may hydrolyze the target fucose-binding protein or the sugar chain containing fucose due to a change in the three-dimensional structure. There is a risk that the binding property to

本発明の製造方法の工程(5)は、前記工程(1)から(4)までの大腸菌の培養で得られた培養物からフコース結合性タンパク質を回収する工程である。本明細書において、培養物とは、培養された形質転換体の大腸菌自体や大腸菌分泌物のほか、培養に用いた培地等も含まれる。工程(5)において、得られた培養物からフコース結合性タンパク質を回収するには、フコース結合性タンパク質の発現形態に応じて当業者が通常用いる回収方法を適宜選択すればよい。すなわち、フコース結合性タンパク質が大腸菌内に発現する場合には、遠心分離操作により菌体を集めたのち、酵素処理剤や界面活性剤などを添加することにより菌体を破砕し、フコース結合性タンパク質を可溶性画分として回収すればよい。一方、フコース結合性タンパク質が培養液中に分泌される場合は、菌体を遠心分離操作によって分離し、得られる培養上清からフコース結合性タンパク質を回収すればよい。   Step (5) of the production method of the present invention is a step of recovering a fucose-binding protein from the culture obtained by culturing Escherichia coli in the above steps (1) to (4). In the present specification, the culture includes not only the transformed transformant Escherichia coli itself and E. coli secretion but also the medium used for the culture and the like. In the step (5), in order to recover the fucose-binding protein from the obtained culture, a recovery method usually used by those skilled in the art may be appropriately selected depending on the expression form of the fucose-binding protein. That is, when the fucose-binding protein is expressed in Escherichia coli, the cells are collected by a centrifugation operation, and then the cells are crushed by adding an enzyme treatment agent or a surfactant to the fucose-binding protein. May be recovered as a soluble fraction. On the other hand, when the fucose-binding protein is secreted into the culture medium, the cells may be separated by centrifugation and the fucose-binding protein may be recovered from the obtained culture supernatant.

前記方法により回収されたフコース結合性タンパク質の純度を向上させたい場合には、当該技術分野において公知の方法を用いればよく、一例として、液体クロマトグラフィーを用いた分離精製法を挙げることができる。液体クロマトグラフィーとしては、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等を使用することが好ましく、これらのクロマトグラフィーを組み合わせて行なうことがより好ましい。また、前記クロマトグラフィーにより精製した本発明の改良型フコース結合性タンパク質の純度および分子量は当該技術分野において公知の方法を用いて調べればよく、一例として、Sodium dodecyl sulfate(SDS)ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)法やゲルろ過クロマトグラフィー法を挙げることができる。   When it is desired to improve the purity of the fucose-binding protein recovered by the above method, a method known in the art may be used, and an example thereof is a separation and purification method using liquid chromatography. As the liquid chromatography, it is preferable to use ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, gel filtration chromatography, affinity chromatography and the like, and it is more preferable to perform a combination of these chromatography. Further, the purity and the molecular weight of the improved fucose-binding protein of the present invention purified by the above-mentioned chromatography may be examined using a method known in the art, and as an example, Sodium dodecyl sulphate (SDS) polyacrylamide gel electrophoresis. Examples thereof include (SDS-PAGE) method and gel filtration chromatography method.

本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質とは、Hタイプ1型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−3GlcNAc)、Hタイプ3型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−3GalNAc)、ルイスY型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−4(Fucα1−3)GlcNAc)、ルイスb型糖鎖(Fucα1−2Galβ1−3(Fucα1−4)GlcNAc)等のフコース含有糖鎖への結合親和性を有するタンパク質である。具体的には、(a):配列番号1で示される組換えBC2LCNのアミノ酸配列(GenPeptに登録番号WP_006490828として登録されているアミノ酸配列の2番目から156番目までのアミノ酸配列と一致する。)のうち1番目のプロリンからX番目のアミノ酸までのアミノ酸配列を含むタンパク質であって、Xが120以上の整数であるタンパク質、または(b):配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリンからX番目のアミノ酸までのアミノ酸配列において、1個若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、Hタイプ1型糖鎖および/またはHタイプ3型糖鎖への結合親和性を有し、Xが120以上の整数であるタンパク質を、大腸菌の形質転換体で組換えタンパク質として発現させたものである。本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質は、前記フコース含有糖鎖、特にFucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有している限り、配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリンからX番目のアミノ酸までのアミノ酸配列において、1個若しくは複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加してもよく、例えば15個以下、好ましくは10個以下のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加してもよい。また、Xは120以上155以下であってよく、125以上155以下であってよい。   The fucose-binding protein in the production method of the present invention refers to an H type 1 type sugar chain (Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc), an H type 3 type sugar chain (Fucα1-2Galβ1-3GalNAc), a Lewis Y type sugar chain (Fucα1-2Galβ1). -4 (Fucα1-3) GlcNAc), a Lewis b-type sugar chain (Fucα1-2Galβ1-3 (Fucα1-4) GlcNAc), and other fucose-containing sugar chains. Specifically, (a): the amino acid sequence of the recombinant BC2LCN represented by SEQ ID NO: 1 (which matches the amino acid sequence from the 2nd to the 156th amino acid sequence registered in GenPept as accession number WP_006490828). A protein containing an amino acid sequence from the 1st proline to the Xth amino acid, wherein X is an integer of 120 or more, or (b): from the 1st proline of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. The amino acid sequence up to the Xth amino acid consists of an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added, and has an H type 1 type sugar chain and / or an H type 3 type sugar chain. A protein having a binding affinity and X being an integer of 120 or more is recombined with a transformant of E. coli. In which was expressed as a Park protein. As long as the fucose-binding protein in the production method of the present invention has a binding affinity to the fucose-containing sugar chain, particularly to a sugar chain containing a structure composed of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc In the amino acid sequence from the 1st proline to the Xth amino acid of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, one or more amino acids may be deleted, substituted or added, for example, 15 or less, preferably May have 10 or less amino acids deleted, substituted or added. Further, X may be 120 or more and 155 or less, and 125 or more and 155 or less.

また、本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質は、熱に対する安定性を向上させる点で、(1)配列番号1で示されるアミノ酸配列の39番目のグルタミン残基のロイシン残基への置換、(2)配列番号1で示されるアミノ酸配列の72番目のシステイン残基のグリシン残基およびアラニン残基から選ばれる1種類のアミノ酸残基への置換、(3)配列番号1で示されるアミノ酸配列の65番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換、のいずれか1つ以上を含んでいてもよい。前記(1)から(3)に記載のアミノ酸置換を行うことにより、熱に対する安定性を向上させることができる。前記(1)から(3)に記載のアミノ酸置換は、単独であっても複数を組み合わせても熱に対する安定性の向上に効果があるが、熱に対する安定性をさらに向上させることができる点で、前記(1)から(3)に記載のアミノ酸置換を複数組合せることがより好ましい。さらに、本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質は、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合性を有している限り、配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリンからX番目のアミノ酸までのアミノ酸配列において、前記(1)から(3)の置換により置換された位置以外の領域に1個若しくは複数個のアミノ酸残基が欠失、置換若しくは挿入してもよく、例えば15個以下、好ましくは10個以下のアミノ酸残基が欠失、置換若しくは挿入してもよい。   Further, the fucose-binding protein in the production method of the present invention is (1) substituted with a leucine residue at the 39th glutamine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in order to improve stability against heat, (2) Substitution of the 72nd cysteine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with one kind of amino acid residue selected from glycine residue and alanine residue, (3) amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 Substitution of the 65th glutamine residue of the above with a leucine residue may be included. By performing the amino acid substitution described in (1) to (3) above, the stability against heat can be improved. The amino acid substitutions described in (1) to (3) above are effective in improving the stability to heat, either alone or in combination, but in that they can further improve the stability to heat. It is more preferable to combine a plurality of amino acid substitutions described in (1) to (3) above. Furthermore, the fucose-binding protein in the production method of the present invention is represented by SEQ ID NO: 1 as long as it has the ability to bind to a sugar chain containing a structure composed of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc. In the amino acid sequence from the 1st proline to the Xth amino acid of the amino acid sequence described above, one or more amino acid residues are deleted in a region other than the position substituted by the substitutions of (1) to (3) above. , May be substituted or inserted, for example, 15 or less, preferably 10 or less amino acid residues may be deleted, substituted or inserted.

本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質は、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有している限り、そのN末端側および/またはC末端側に、夾雑物質存在下の溶液から分離する際に有用な付加的なアミノ酸配列を有していてもよい。前記付加的なアミノ酸配列としては、ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチド、グルタチオンS−トランスフェラーゼや、マルトース結合タンパク質、セルロース結合性ドメイン、mycタグ、FLAGタグ等が挙げられる。これらの付加的なアミノ酸配列の中では、ニッケルキレートアフィニティークロマトグラフィーによる精製が容易に行える点で、ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドであることが好ましい。ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドにおけるヒスチジンの繰返し配列数特に制限はないが、ヒスチジンの繰返し配列が短い場合はニッケルキレートアフィニティークロマトグラフィーによる精製が困難となり、長い場合は、フコース結合性タンパク質の前記糖鎖への結合親和性が損なわれる可能性がある。従って、ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドにおけるヒスチジンの繰返し配列数の長さはヒスチジンが5個から15個からなる繰返し配列であることが好ましく、5個から10個からなる繰返し配列であることがより好ましい。前記ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドがフコース結合性タンパク質に付加する位置に特に制限はなく、N末端側とC末端側の双方、または、N末端側或いはC末端側のいずれかであってもよいが、ニッケルキレートアフィニティークロマトグラフィーによる精製が効率的に行える点で、前記ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドはフコース結合性タンパク質のN末端側に付加されていることが好ましい。   As long as the fucose-binding protein in the production method of the present invention has a binding affinity to a sugar chain containing a structure composed of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc, the fucose-binding protein has N-terminal side and / or Alternatively, the C-terminal side may have an additional amino acid sequence useful for separation from the solution in the presence of contaminants. Examples of the additional amino acid sequence include oligopeptides containing a polyhistidine sequence, glutathione S-transferase, maltose binding protein, cellulose binding domain, myc tag, FLAG tag and the like. Among these additional amino acid sequences, oligopeptides containing a polyhistidine sequence are preferable because they can be easily purified by nickel chelate affinity chromatography. The number of repeating histidine sequences in an oligopeptide containing a polyhistidine sequence is not particularly limited, but if the repeating sequences of histidine are short, purification by nickel chelate affinity chromatography becomes difficult, and if long, the sugar chain of the fucose-binding protein is The binding affinity for can be compromised. Therefore, the length of the number of repeated histidine sequences in the oligopeptide containing the polyhistidine sequence is preferably a repeated sequence consisting of 5 to 15 histidines, and more preferably a repeating sequence consisting of 5 to 10 histidines. preferable. The position where the oligopeptide containing the polyhistidine sequence is added to the fucose-binding protein is not particularly limited, and may be on both the N-terminal side and the C-terminal side, or on either the N-terminal side or the C-terminal side. However, from the viewpoint of efficient purification by nickel chelate affinity chromatography, the oligopeptide containing the polyhistidine sequence is preferably added to the N-terminal side of the fucose-binding protein.

さらに、本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質は、そのN末端側および/またはC末端側に、フコース結合性タンパク質をクロマトグラフィー用の支持体等の担体に固定化する際に有用な、システイン残基またはリジン残基を含むオリゴペプチドからなる付加的なアミノ酸配列(以下、担体固定化用タグと呼ぶ。)を有していても良い。前記担体固定化用タグの長さは、フコース結合性タンパク質がFucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有している限り、特に制限はない。担体固定化用タグとしては、不溶性担体への固定化が高選択的かつ高効率に行える点で、システイン残基を1つ以上含む2から10アミノ酸残基からなるオリゴペプチドが好ましく、具体的には、「Gly−Gly−Cys」の3アミノ酸残基からなるオリゴペプチド、「Ala−Ser−Gly−Gly−Cys」の5アミノ酸残基からなるオリゴペプチドおよび「Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Cys」の7アミノ酸残基からなるオリゴペプチドを例示することができる。前記システインを1つ以上含むオリゴペプチドがフコース結合性タンパク質に付加する位置に特に制限はなく、N末端側とC末端側の双方、N末端側或いはC末端側のいずれかであってもよいが、フコース結合性タンパク質の担体への固定化が効率的に行える点で、前記システイン残基を1つ以上含むオリゴペプチドはフコース結合性タンパク質のC末端側に付加されていることが好ましい。   Furthermore, the fucose-binding protein in the production method of the present invention has a cysteine that is useful for immobilizing the fucose-binding protein on a carrier such as a support for chromatography on the N-terminal side and / or the C-terminal side. It may have an additional amino acid sequence consisting of an oligopeptide containing a residue or a lysine residue (hereinafter referred to as a carrier immobilization tag). The length of the carrier-immobilizing tag is particularly limited as long as the fucose-binding protein has a binding affinity to a sugar chain containing a structure composed of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc. There is no. As the carrier immobilization tag, an oligopeptide consisting of 2 to 10 amino acid residues containing at least one cysteine residue is preferable, since immobilization on an insoluble carrier can be performed with high selectivity and high efficiency. Is an oligopeptide consisting of 3 amino acid residues of "Gly-Gly-Cys", an oligopeptide consisting of 5 amino acid residues of "Ala-Ser-Gly-Gly-Cys" and "Gly-Gly-Gly-Ser-Gly". An oligopeptide consisting of 7 amino acid residues of "-Gly-Cys" can be exemplified. The position at which the oligopeptide containing one or more cysteines is added to the fucose-binding protein is not particularly limited, and it may be on both the N-terminal side and the C-terminal side, either the N-terminal side or the C-terminal side. From the viewpoint of efficiently immobilizing the fucose-binding protein on the carrier, the oligopeptide containing one or more cysteine residues is preferably added to the C-terminal side of the fucose-binding protein.

本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質の具体例としては、配列番号1、配列番号2(配列番号1で示されるアミノ酸配列のうち1番目から127番目までのアミノ酸配列)、配列番号3(配列番号2の72番目のシステイン残基をグリシン残基に置換したアミノ酸配列)、配列番号4(配列番号2の39番目のグルタミン残基をロイシン残基に、72番目のシステイン残基をグリシン残基に置換したアミノ酸配列)配列番号5(配列番号3の39番目のグルタミン残基をロイシン残基に、65番目のグルタミン残基をロイシン残基に、72番目のシステイン残基をグリシン残基に置換したアミノ酸配列)配列番号6(配列番号1で示されるアミノ酸配列のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したアミノ酸配)、配列番号7(配列番号2で示されるアミノ酸配列のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したアミノ酸配)、配列番号8(配列番号3で示されるアミノ酸配列のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したアミノ酸配)、配列番号9(配列番号4で示されるアミノ酸配列のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したアミノ酸配)および配列番号10(配列番号5で示されるアミノ酸配列のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したアミノ酸配)のいずれかで示されるフコース結合性タンパク質を挙げることができる。 本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質のN末端側には、宿主での効率的な発現を促すためのシグナルペプチドを付加してもよい。宿主が大腸菌の場合における前記シグナルペプチドとしては、PelB、DsbA、MalE、TorT等といったペリプラズムにタンパク質を分泌させるシグナルペプチドを例示することができる。   Specific examples of the fucose-binding protein in the production method of the present invention include SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 (amino acid sequence from 1 to 127 of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1), SEQ ID NO: 3 (sequence Amino acid sequence in which the 72nd cysteine residue of No. 2 is replaced with a glycine residue), SEQ ID NO: 4 (39th glutamine residue of SEQ ID NO: 2 is a leucine residue, and 72nd cysteine residue is a glycine residue) The amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 (the glutamine residue at position 39 in SEQ ID NO: 3 is replaced with a leucine residue, the glutamine residue at position 65 is replaced with a leucine residue, and the cysteine residue at position 72 is replaced with a glycine residue) Amino acid sequence) SEQ ID NO: 6 (an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminal of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 1 Amino acid sequence to which an oligopeptide containing an amino acid residue is added), SEQ ID NO: 7 (an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminal, and an oligopeptide having a cysteine residue at the C-terminal is SEQ ID NO: 8 (added amino acid sequence), SEQ ID NO: 8 (amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 with an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus and an oligopeptide containing a cysteine residue at the C-terminus), SEQ ID NO: 9 (an amino acid sequence obtained by adding an oligopeptide containing a polyhistidine sequence to the N-terminus of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4 and an oligopeptide containing a cysteine residue at the C-terminus) and SEQ ID NO: 10 (represented by SEQ ID NO: 5) An oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus of the amino acid sequence and a cysteine residue at the C-terminus It can be exemplified fucose binding protein represented by any one of the amino acid distribution) obtained by adding the oligopeptide. A signal peptide for promoting efficient expression in the host may be added to the N-terminal side of the fucose-binding protein in the production method of the present invention. When the host is Escherichia coli, examples of the signal peptide include PelB, DsbA, MalE, TorT, and other signal peptides that secrete proteins into the periplasm.

本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質をコードするDNAは、公知の方法により調製することができる。前記DNAの調製法として、本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列から塩基配列に変換し、当該塩基配列を含むDNAを人工的に合成する方法や、本発明の製造方法におけるフコース結合性タンパク質をコードするDNAを直接人工的に調製する方法、またはBurkholderia cenocepaciaのゲノムDNA等からPCR法などのDNA増幅法を用いて調製する方法を例示することができる。なお、当該調製法において、前記塩基配列を設計する際は、形質転換する大腸菌におけるコドンの使用頻度を考慮することが好ましく、例えば、アルギニン(Arg)ではAGA、AGG、CGGまたはCGAが、イソロイシン(Ile)ではATAが、ロイシン(Leu)ではCTAが、グリシン(Gly)ではGGAが、プロリン(Pro)ではCCCが、それぞれ使用頻度が少ないコドン(レアコドン)であるため、これらのコドン以外のコドンを選択して変換することが好ましい。コドンの使用頻度の解析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、http://www.kazusa.or.jp/codon/、アクセス日:2018年5月7日)を利用することによっても可能である。   The DNA encoding the fucose-binding protein in the production method of the present invention can be prepared by a known method. As the method for preparing the DNA, a method of converting the amino acid sequence of the fucose-binding protein into a base sequence in the production method of the present invention and artificially synthesizing a DNA containing the base sequence, or a fucose bond in the production method of the present invention Examples of the method include a method for directly artificially preparing a DNA encoding a sex protein, or a method for preparing a DNA from Burkholderia cenocepacia using a DNA amplification method such as a PCR method. In the preparation method, when designing the nucleotide sequence, it is preferable to consider the frequency of codon usage in transformed E. coli. For example, in arginine (Arg), AGA, AGG, CGG or CGA is isoleucine ( Ile) is ATA, leucine (Leu) is CTA, glycine (Gly) is GGA, and proline (Pro) is CCC, which are rare codons (rare codons). It is preferable to select and convert. Analysis of codon usage frequency is available in public databases (for example, Codon Usage Database on the website of Kazusa DNA Research Institute, http://www.kazusa.or.jp/codon/, access date: May 7, 2018). It is also possible to use.

前記方法により調製したフコース結合性タンパク質をコードするDNAを用いて大腸菌を形質転換するには、当該DNAそのものを用いて形質転換してもよいが、例えば、原核細胞や真核細胞の形質転換に通常用いるバクテリオファージ、コスミドまたはプラスミド等を基にしたベクター中の適切な位置に当該DNAを挿入して発現ベクターとし、それを用いて形質転換することが、安定した形質転換が実施できる点で好ましい。ここで、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、および伝達性に関わる領域を破壊しない位置を意味する。またベクターに当該DNAを挿入する際は、発現に必要なプロモータといった機能性DNAに連結される状態でベクターに挿入することが好ましい。前記発現ベクターとして使用するベクターは、宿主内で安定に存在し複製できるものであれば特に制限はなく、pETベクター、pUCベクター、pTrcベクター、pCDFベクター、pBBRベクター等が例示できる。また、前記プロモータとしては、trpプロモータ、tacプロモータ、trcプロモータ、lacプロモータ、T7プロモータ、recAプロモータ、lppプロモータ、さらにはλファージのλPLプロモータ、λPRプロモータ等を挙げることができる。前記発現ベクターを用いて宿主である大腸菌を形質転換するには、当業者が通常用いる方法で行えばよく、例えば、宿主として大腸菌JM109株、大腸菌BL21(DE3)株、大腸菌NiCo21(DE3)株、大腸菌W3110株などを選択する場合には、公知の文献(例えば、Molecular Cloning,Cold Spring Harbor Laboratory,256,1992)に記載の方法等を使用することができる。   In order to transform Escherichia coli with the DNA encoding the fucose-binding protein prepared by the above method, the DNA itself may be used for transformation. For example, for transforming prokaryotic cells or eukaryotic cells, It is preferable to insert the DNA at an appropriate position in a vector based on a commonly used bacteriophage, cosmid, plasmid or the like to give an expression vector, and to transform the expression vector, because stable transformation can be carried out. . Here, the appropriate position means a position that does not destroy the region involved in the replication function of the expression vector, the desired antibiotic marker, and transmissibility. When inserting the DNA into the vector, it is preferable to insert the DNA in a state in which it is linked to a functional DNA such as a promoter required for expression. The vector used as the expression vector is not particularly limited as long as it can stably exist and replicate in the host, and examples thereof include pET vector, pUC vector, pTrc vector, pCDF vector, pBBR vector and the like. Examples of the promoter include trp promoter, tac promoter, trc promoter, lac promoter, T7 promoter, recA promoter, lpp promoter, and λ phage λPL promoter and λPR promoter. To transform Escherichia coli as a host using the expression vector, a method commonly used by those skilled in the art may be used. For example, as a host, Escherichia coli JM109 strain, Escherichia coli BL21 (DE3) strain, Escherichia coli NiCo21 (DE3) strain, When selecting Escherichia coli W3110 strain etc., the method etc. described in a well-known literature (for example, Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory, 256, 1992) can be used.

また、本発明の製造方法で得られたフコース結合性タンパク質の糖鎖への結合親和性の評価は、Enzyme−linked immunosorbent assay法や表面プラズモン共鳴法等により評価することができる。一例として、表面プラズモン共鳴法について説明する。表面プラズモン共鳴法による結合親和性評価は、例えば、Biacore T200機器(GEヘルスケア製)を用い、アナライトを組換えタンパク質、固相を糖鎖として測定することができる。糖鎖を固定したセンサーチップの作製は、ビオチン標識糖鎖を利用して、ストレプトアビジンをコートしたセンサーチップ(Sensor Chip SA、GEヘルスケア製)や、デキストランがコートされたセンサーチップ(Sensor Chip CM5、GEヘルスケア製)にあらかじめストレプトアビジンを固定したものを利用して行うことができる。また、結合性親和評価は当該機器に付属のカイネティクス解析プログラムを利用して行うことができる。   In addition, the binding affinity of the fucose-binding protein obtained by the production method of the present invention to a sugar chain can be evaluated by the Enzyme-linked immunosorbent assay method, the surface plasmon resonance method, or the like. The surface plasmon resonance method will be described as an example. For the binding affinity evaluation by the surface plasmon resonance method, for example, a Biacore T200 device (manufactured by GE Healthcare) can be used to measure the analyte as a recombinant protein and the solid phase as a sugar chain. The production of a sensor chip with a sugar chain immobilized was carried out by using a biotin-labeled sugar chain, a sensor chip coated with streptavidin (Sensor Chip SA, manufactured by GE Healthcare), or a sensor chip coated with dextran (Sensor Chip CM5). , GE Healthcare) to which streptavidin is immobilized in advance. In addition, the binding affinity evaluation can be performed using a kinetics analysis program attached to the device.

本発明の製造方法により、過剰な炭素源供給により副生される有機酸などによる大腸菌の生育阻害およびフコース結合性タンパク質の発現阻害を抑制することができる。その結果、大腸菌に導入した発現ベクターにコードされたフコース結合性タンパク質を大量かつ効率よく生産することが可能となっただけでなく、過剰の原料による生産コスト上昇を抑制する効果、ならびに製品回収後の培養廃液中に残留する有機物の減少による環境汚染の低減および廃液処理コストの抑制効果も得ることができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to suppress growth inhibition of Escherichia coli and expression inhibition of fucose-binding protein due to organic acids and the like that are by-produced by supplying an excessive carbon source. As a result, not only was it possible to efficiently produce a large amount of fucose-binding protein encoded by the expression vector introduced into E. coli, but also the effect of suppressing an increase in production cost due to excess raw materials, and after product recovery. It is also possible to obtain the effects of reducing environmental pollution and suppressing the cost of waste liquid treatment due to the reduction of organic substances remaining in the culture waste liquid.

本発明の製造方法における各測定パラメーターの推移である。7 is a transition of each measurement parameter in the production method of the present invention. 実施例1における培養中の溶存酸素(DO)濃度とグルコース濃度の推移を示したものである。横軸は時間(単位は時間)を示し、縦軸は溶存酸素濃度(単位はmg/L)およびグルコース濃度(単位はg/L)を示す。3 shows changes in dissolved oxygen (DO) concentration and glucose concentration during culture in Example 1. The horizontal axis represents time (unit is time), and the vertical axis represents dissolved oxygen concentration (unit is mg / L) and glucose concentration (unit is g / L).

以下、実施例および比較例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1
実施例1は、127アミノ酸からなる配列番号2(配列番号1の1番目から127番目)で示されるフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したフコース結合性タンパク質(以下、フコース結合性タンパク質127とする。)の製造に関するものである。
(1)発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysおよび組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127)cysの作製
発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysは、フコース結合性タンパク質127を発現させるための発現ベクターである。フコース結合性タンパク質127のアミノ酸配列は配列番号7であり、その5番目から10番目まではポリヒスチジン配列、15番目から141番目までは配列番号2のアミノ酸配列、142番目から148番目まではシステインを含むオリゴペプチド配列に相当する。
Example 1
In Example 1, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminal of the amino acid sequence of the fucose-binding protein represented by SEQ ID NO: 2 (1 to 127 of SEQ ID NO: 1) consisting of 127 amino acids and cysteine at the C-terminal The present invention relates to the production of a fucose-binding protein (hereinafter referred to as fucose-binding protein 127) to which an oligopeptide containing a residue is added.
(1) Preparation of expression vector pET-BC2LCN (127) cys and recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127) cys The expression vector pET-BC2LCN (127) cys expresses the fucose-binding protein 127. Is an expression vector. The amino acid sequence of the fucose-binding protein 127 is SEQ ID NO: 7, and the 5th to 10th amino acid sequences are polyhistidine sequences, the 15th to 141st amino acid sequences of SEQ ID NO: 2, and the 142nd to 148th amino acids are cysteines. Corresponds to the containing oligopeptide sequence.

発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysの作製は以下の操作で行った。特開2018−000038号公報で開示されているプラスミドpET−BC2LCNcysを鋳型として、配列番号16および配列番号17に記載の配列からなる各オリゴヌクレオチドをPCRプライマーとして用い、特開2018−000038号公報に記載の方法によりPCRを実施した。次に、このPCR産物を鋳型として、配列番号16および配列番号17に記載の配列からなる各オリゴヌクレオチドをPCRプライマーとして用いて、同様の方法でPCRを実施した。得られたPCR産物は、制限酵素NcoIおよびXhoIで消化し、同様に制限酵素処理した発現ベクターpET28a(+)(メルクミリポア製)とライゲーション反応を行った。このライゲーション産物を用いて大腸菌BL21(DE3)を形質転換し、組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127)cysを作製した。特開2018−000038号公報で開示されている方法により、得られた組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127)cysを培養し、菌体から抽出することで発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysを得た。配列解析により塩基配列を確認した結果、発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysには配列番号2のアミノ酸配列をコードする配列番号12の塩基配列が含まれることを確認した。
(2)組換え大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質127の生産
前記実施例1の(1)で作製した組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127)cysを、培養容器として500mLのバッフル付き三角フラスコを用いて、100mLの2×YT培地にカナマイシン硫酸塩を50mg/Lの濃度で含む前培養培地(表1、滅菌済み)に植菌し、30℃で20時間、毎分130回の振とう速度(振幅25mm)で前培養を行なった。
The expression vector pET-BC2LCN (127) cys was prepared by the following procedure. Using the plasmid pET-BC2LCNcys disclosed in JP-A-2018-003838 as a template, each oligonucleotide comprising the sequences of SEQ ID NO: 16 and SEQ ID NO: 17 as a PCR primer, and disclosed in JP-A-2018-000038. PCR was performed according to the method described. Next, using this PCR product as a template, each oligonucleotide consisting of the sequences of SEQ ID NO: 16 and SEQ ID NO: 17 was used as a PCR primer, and PCR was carried out in the same manner. The obtained PCR product was digested with restriction enzymes NcoI and XhoI, and ligated with the expression vector pET28a (+) (manufactured by Merck Millipore) similarly treated with restriction enzymes. Escherichia coli BL21 (DE3) was transformed with this ligation product to prepare recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127) cys. The recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127) cys obtained by the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-000038 is cultured, and the expression vector pET-BC2LCN ( 127) cys was obtained. As a result of confirming the base sequence by sequence analysis, it was confirmed that the expression vector pET-BC2LCN (127) cys contained the base sequence of SEQ ID NO: 12 encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
(2) Production of fucose-binding protein 127 using recombinant Escherichia coli The recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127) cys produced in (1) of Example 1 above was used as a culture vessel in 500 mL of baffle. Using an Erlenmeyer flask equipped with a flask, inoculate a pre-culture medium (Table 1, sterilized) containing kanamycin sulfate at a concentration of 50 mg / L in 100 mL of 2 × YT medium and incubate at 30 ° C. for 20 hours at 130 times / min. The preculture was carried out at the shaking speed (amplitude 25 mm).

本培養培地の調製は、まず始めに、表2に示す全成分を3L容の発酵槽に添加して溶液としたのち、オートクレーブ滅菌(121℃,20分間)し、室温まで冷却した。   In the preparation of the main culture medium, first, all components shown in Table 2 were added to a 3 L fermentor to prepare a solution, which was then sterilized by autoclave (121 ° C., 20 minutes) and cooled to room temperature.

次に、表3に示す各成分の水溶液を別々に調製し、カナマイシン硫酸塩水溶液以外の水溶液をオートクレーブ滅菌後(121℃,20分間)、室温まで冷却した。また、カナマイシン硫酸塩水溶液は0.22μmの滅菌フィルター(アドバンテック製)で滅菌した。これら滅菌した各成分の水溶液を、前述の表2に示した成分を含む滅菌済み水溶液が入った3L容の発酵槽に添加(表3に示した量を添加)して、本培養培地を調製した。   Next, an aqueous solution of each component shown in Table 3 was prepared separately, and aqueous solutions other than the kanamycin sulfate aqueous solution were sterilized by autoclaving (121 ° C, 20 minutes) and then cooled to room temperature. The kanamycin sulfate aqueous solution was sterilized with a 0.22 μm sterilizing filter (manufactured by Advantech). The sterilized aqueous solution of each component was added to the 3 L-volume fermenter containing the sterilized aqueous solution containing the components shown in Table 2 above (the amount shown in Table 3 was added) to prepare the main culture medium. did.

次に、流加用培地(表4に示す成分)を調製した。具体的には、適切な濃度で調製したグルコース水溶液、酵母エキス水溶液、硫酸マグネシウム七水和物水溶液を別々にオートクレーブ滅菌(121℃,20分間)し、室温まで冷却したのち、オートクレーブ滅菌した各水溶液、フィルター滅菌したカナマイシン硫酸塩水溶液および滅菌水を、表4に示す組成となるよう、滅菌容器内で混合することにより調製した。   Next, a feeding medium (components shown in Table 4) was prepared. Specifically, the glucose aqueous solution, the yeast extract aqueous solution, and the magnesium sulfate heptahydrate aqueous solution, which were prepared at appropriate concentrations, were autoclaved separately (121 ° C, 20 minutes), cooled to room temperature, and then autoclaved sterilized. The filter-sterilized aqueous solution of kanamycin sulfate and sterilized water were mixed in a sterilized container so as to have the composition shown in Table 4.

調製した本培養培地を含む発酵槽に、前述の前培養液90mLを添加して、本培養を開始した。本培養は、培養装置としてエイブル製BMS−03PI型、撹拌翼としてエイブル製φ70mmの4枚インペラ2段に籠型の網を組み合わせた羽根、DO電極としてエイブル製DO電極を用い、フィルター滅菌後の空気の通気量を1.8L/分、培養温度を30℃として、培養液のpHを6.9から7.1の範囲に調節することで行った。また、培養液のpH調節には、適切な濃度のアンモニア水溶液またはリン酸水溶液を使用した。また、本培養開始時の撹拌回転数は400rpmとし、溶存酸素濃度が2.2mg/Lを下回った時点で撹拌回転数をステップで上げていく、いわゆる撹拌回転数カスケードモードと呼ばれる制御方法で培養を続けた。本培養に使用した培養装置では、エイブル製培養制御プログラムをインストールしたコンピューターを用いてDO電極による信号を検出することにより、培養液中のDO濃度、すなわち本培養初期に投入した炭素源の消費状態を確認した。なお、本DO電極は、前述の本培養培地を発酵槽に添加して30℃にしたのち、通気量=1.8L/分、撹拌翼の速度=900rpmで10分間撹拌した状態の溶存酸素濃度を7.5mg/L(飽和濃度)として校正後に使用した。   To the fermenter containing the prepared main culture medium, 90 mL of the above preculture liquid was added to start main culture. In the main culture, Able's BMS-03PI type was used as the culture device, Able's φ70 mm four-blade impeller two-stage impeller combined with a cage net was used as the stirring blade, and the Able DO electrode was used as the DO electrode. It was carried out by adjusting the pH of the culture solution in the range of 6.9 to 7.1 with an air flow rate of 1.8 L / min, a culture temperature of 30 ° C. In addition, an aqueous ammonia solution or an aqueous phosphoric acid solution having an appropriate concentration was used to adjust the pH of the culture solution. The stirring speed at the start of main culture is 400 rpm, and the stirring speed is increased in steps when the dissolved oxygen concentration falls below 2.2 mg / L. Continued. In the culture device used for the main culture, the DO concentration in the culture medium, that is, the consumption state of the carbon source introduced in the initial stage of the main culture, is detected by detecting the signal from the DO electrode using a computer installed with the culture control program manufactured by Able. It was confirmed. The DO electrode was prepared by adding the above-mentioned main culture medium to a fermenter and bringing the temperature to 30 ° C., and then dissolved oxygen concentration in a state of stirring at an aeration rate of 1.8 L / min and a stirring blade speed of 900 rpm for 10 minutes. Was used as 7.5 mg / L (saturation concentration) after calibration.

培養中に定期的に採取したサンプリング液は、分光光度計(日立ハイテクサイエンス製U−2900型)を用いてOD600(600nmでの濁度)を、さらにグルコース分析計(YSI製2700型)を用いてグルコース濃度を測定した。 The sampling solution periodically collected during the culture was analyzed by a spectrophotometer (U-2900 manufactured by Hitachi High-Tech Science) for OD 600 (turbidity at 600 nm), and a glucose analyzer (2700 manufactured by YSI). Was used to measure glucose concentration.

本培養開始から5時間後にDO濃度が下がらなくなり(撹拌回転数が上がらなくなり)、この時のサンプル液の分析値は、OD600=24、グルコース濃度=0.1g/Lであった。つまり、培養開始時に培養液に添加したグルコースが大腸菌に代謝されて枯渇し、大腸菌の増殖が抑制された結果として酸素消費量が低下し、DOセンサーで示されるDO濃度が上昇したことを示唆している。 Five hours after the start of the main culture, the DO concentration did not decrease (the stirring rotation number did not increase), and the analysis values of the sample solution at this time were OD 600 = 24 and glucose concentration = 0.1 g / L. In other words, it was suggested that glucose added to the culture medium at the start of the culture was metabolized and depleted by Escherichia coli, and the growth of E. coli was suppressed, resulting in a decrease in oxygen consumption and an increase in the DO concentration indicated by the DO sensor. ing.

本培養開始から6時間後に撹拌回転数カスケード制御を終了して撹拌回転数を800rpmに固定し、DO濃度が3.0mg/Lを超えた時点で表3に示した流加培地(グルコース、酵母エキス、硫酸マグネシウム)が0.2mLずつ滴下供給されるように設定した。供給にはワトソン・マーロウ製定量ポンプ101Uの高速型を使用し、流速は0.3mL/分に設定した。   After 6 hours from the start of the main culture, the stirring rotation speed cascade control was terminated, the stirring rotation speed was fixed at 800 rpm, and at the time when the DO concentration exceeded 3.0 mg / L, the fed-batch medium (glucose, yeast, shown in Table 3 was used. The extract and magnesium sulfate) were set to be supplied dropwise by 0.2 mL each. A high-speed Watson Marlow metering pump 101U was used for supply, and the flow rate was set to 0.3 mL / min.

本培養開始から10時間後にOD600が70に達し、培養液の設定温度を20℃に変更した。培養液が20℃になったことを確認し、撹拌回転数を600rpmに変更し、IPTG(富士フイルム和光純薬製)を用いて調製した0.5MのIPTG水溶液を1.8mL添加して、誘導を開始した(IPTGの終濃度=0.5mM)。本培養開始から27時間後にOD600は100に達し、撹拌翼の回転数を400rpmへ下げた。本培養開始から48時間後にOD600は120に達し、培養を終了した。 10 hours after the start of the main culture, OD 600 reached 70, and the preset temperature of the culture solution was changed to 20 ° C. After confirming that the culture solution reached 20 ° C., the stirring rotation speed was changed to 600 rpm, and 1.8 mL of a 0.5 M IPTG aqueous solution prepared using IPTG (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, Induction was initiated (final IPTG concentration = 0.5 mM). OD 600 reached 100 after 27 hours from the start of the main culture, and the rotation speed of the stirring blade was lowered to 400 rpm. 48 hours after the start of the main culture, the OD 600 reached 120, and the culture was completed.

DO濃度の上昇に連動させて培養液に炭素源を追加する方法(DOスタット法)で流加培地を滴下した結果、流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(50時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.1mg/Lから3.7mg/Lの範囲で変動した(図2)。これは、培養中にグルコースの不足に呼応して上昇するDO濃度を指標に、断続的に炭素源および窒素源が供給されたことを示している。また、培養終了時の流加培地使用量は401gであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は156.6g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は75.1g/L(初期投入量29.3g/Lを含む)であった。   As a result of dropping the fed-batch medium by the method of adding a carbon source to the culture solution (DO stat method) in synchronism with the increase in DO concentration, as a result of the start of feeding (6 hours after the start of main culture), the end of culture (after 50 hours) ), The glucose concentration in the culture solution was maintained at 0.1 g / L or less, and the dissolved oxygen concentration during the same period fluctuated within the range of 0.1 mg / L to 3.7 mg / L (FIG. 2). ). This indicates that the carbon source and the nitrogen source were intermittently supplied by using the DO concentration that increased in response to the lack of glucose during the culture as an index. The amount of fed-batch medium used at the end of the culture was 401 g, the total carbon source (glucose) amount fed through the main culture was 156.6 g (including the initial input amount), and the total nitrogen source (yeast extract) amount was It was 75.1 g / L (including the initial input amount of 29.3 g / L).

培養終了後、得られた1650mLの培養液を500mLの遠心分離用容器に分注し、遠心分離機(本体:工機ホールディングス製CR22H、ローター:工機ホールディングス製R10A3)を用いて遠心分離(4℃、3,000×g、15分)することにより、320gの菌体を回収した。表5に組成を示す抽出液を回収した菌体に添加して室温で30分間振とう撹拌したのち、表6に示す添加剤を添加して室温で30分間、次いで4℃で一晩振とう撹拌後、前述の遠心分離機を用いて遠心分離(4℃、12,000×g、30分)することにより上清を回収することにより、フコース結合性タンパク質127を含む可溶性タンパク質抽出液を回収した。回収したフコース結合性タンパク質127を含む可溶性タンパク質抽出液は0.22μmのフィルター(アドバンテック製)でろ過したのち、His・Bind Resin(メルクミリポア製)を用いたニッケルキレートアフィニティークロマトグラフィーにより、フコース結合性タンパク質127を精製し、光路長1cmの石英セルを用いて精製したフコース結合性タンパク質127を含む水溶液の280nmにおける吸光度を測定した。フコース結合性タンパク質127のモル吸光係数を1.0として前記水溶液中のタンパク質濃度を算出後、得られたタンパク質濃度を基に、フコース結合性タンパク質127の培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は1240mg/L−培養液であった。   After completion of the culturing, 1650 mL of the obtained culture solution was dispensed into a 500 mL centrifuge container, and centrifuged using a centrifuge (main body: CR22H manufactured by Koki Holdings, rotor: R10A3 manufactured by Koki Holdings) (4 320 ° C, 3,000 xg, 15 minutes) to recover 320 g of bacterial cells. The extract having the composition shown in Table 5 was added to the collected cells and shaken and stirred at room temperature for 30 minutes, and then the additives shown in Table 6 were added and shaken at room temperature for 30 minutes and then at 4 ° C. overnight. After stirring, the soluble protein extract containing the fucose-binding protein 127 is recovered by collecting the supernatant by centrifugation (4 ° C., 12,000 × g, 30 minutes) using the aforementioned centrifuge. did. The recovered soluble protein extract containing the fucose-binding protein 127 was filtered through a 0.22 μm filter (manufactured by Advantech), and then the fucose-binding property was determined by nickel chelate affinity chromatography using His / Bind Resin (manufactured by Merck Millipore). The protein 127 was purified, and the absorbance at 280 nm of an aqueous solution containing the fucose-binding protein 127 purified using a quartz cell having an optical path length of 1 cm was measured. As a result of calculating the protein concentration in the aqueous solution by setting the molar extinction coefficient of the fucose-binding protein 127 to 1.0, and then calculating the productivity of the fucose-binding protein 127 per liter of the culture solution based on the obtained protein concentration. The productivity was 1240 mg / L-culture liquid.

実施例2
実施例2は、155アミノ酸からなる配列番号1で示される組換えBC2LCNのアミノ酸配列のN末端ポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したフコース結合性タンパク質(以下、フコース結合性タンパク質155とする。)の製造に関するものである。
(1)発現ベクターpET−BC2LCN(155)cysおよび組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(155)cysの作製
発現ベクターpET−BC2LCN(155)cysは、フコース結合性タンパク質155を発現させるための発現ベクターである。フコース結合性タンパク質155のアミノ酸配列は配列番号6であり、その5番目から10番目まではポリヒスチジン配列、15番目から169番目までは配列番号1のアミノ酸配列(GenPept登録番号:WP_006490828の2番目から156番目の領域のアミノ酸配列に一致)、170番目から174番目まではシステイン残基を含むオリゴペプチド配列に相当する。
Example 2
Example 2 was a fucose-binding protein in which an oligopeptide containing an N-terminal polyhistidine sequence of the amino acid sequence of recombinant BC2LCN represented by SEQ ID NO: 1 consisting of 155 amino acids was added to an oligopeptide containing a cysteine residue at the C-terminus. (Hereinafter, referred to as fucose-binding protein 155).
(1) Preparation of expression vector pET-BC2LCN (155) cys and recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (155) cys The expression vector pET-BC2LCN (155) cys expresses fucose-binding protein 155. Is an expression vector. The amino acid sequence of the fucose-binding protein 155 is SEQ ID NO: 6, the 5th to 10th amino acid sequences are polyhistidine sequences, and the 15th to 169th amino acid sequences are SEQ ID NO: 1 (GenPept accession number: WP_006490828 (It matches the amino acid sequence of the 156th region), and the 170th to 174th positions correspond to oligopeptide sequences containing cysteine residues.

発現ベクターpET−BC2LCN(155)cysは、特開2018−000038号公報で開示されているプラスミドpET−BC2LCNcysと同一の塩基配列であり、当該公報に開示されている方法で作製した。次いで、発現ベクターpET−BC2LCN(155)cysを用いて大腸菌BL21(DE3)を形質転換し、組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(155)cysを作製した。特開2018−000038号公報で開示されている方法により、得られた組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(155)cysを培養し、菌体から抽出することで発現ベクターpET−BC2LCN(155)cysを得た。配列解析により塩基配列を確認した結果、発現ベクターpET−BC2LCN(155)cysには配列番号1のアミノ酸配列をコードする配列番号11の塩基配列が含まれることを確認した。
(2)組換え大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質155の製造
前記実施例2の(1)で作製した組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(155)cysを用いた以外は、実施例1に記載の培養条件により、フコース結合性タンパク質155を製造した。
The expression vector pET-BC2LCN (155) cys has the same nucleotide sequence as the plasmid pET-BC2LCNcys disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-000038, and was produced by the method disclosed in that publication. Next, E. coli BL21 (DE3) was transformed with the expression vector pET-BC2LCN (155) cys to prepare recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (155) cys. The recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (155) cys obtained by the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-000038 is cultured, and the expression vector pET-BC2LCN ( 155) cys was obtained. As a result of confirming the base sequence by sequence analysis, it was confirmed that the expression vector pET-BC2LCN (155) cys contained the base sequence of SEQ ID NO: 11 encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
(2) Production of fucose-binding protein 155 using recombinant Escherichia coli Examples except that the recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (155) cys prepared in (1) of Example 2 was used. The fucose-binding protein 155 was produced under the culture conditions described in 1.

本培養開始から5時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同6時間後から流加培地の滴下を開始し、同50時間後にOD600が140まで達し、培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 5 hours after the start of the main culture, and dropping of the fed-batch medium was started 6 hours after the start, and OD 600 reached 140 after the same 50 hours. The culture was completed.

実施例1と同様にDOスタット法で流加培地を滴下した結果、流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(50時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.1mg/Lから3.8mg/Lの範囲で変動した。また、培養終了時の流加培地使用量は380gであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は148.0g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は72.3g/L(初期投入量29.3g/Lを含む)であった。   As a result of dropping the fed-batch medium by the DO-stat method as in Example 1, the glucose concentration in the culture medium was 0 during the period from the start of feeding (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 50 hours). It was maintained below 0.1 g / L, and the dissolved oxygen concentration during the same period varied from 0.1 mg / L to 3.8 mg / L. The amount of fed-batch medium used at the end of the culture was 380 g, the amount of total carbon source (glucose) input through the main culture was 148.0 g (including the initial input amount), and the amount of total nitrogen source (yeast extract) was It was 72.3 g / L (including the initial input amount of 29.3 g / L).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1600mLの培養液を遠心分離することにより、330gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質155を精製し、フコース結合性タンパク質155の培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は910mg/L−培養液であった。   After the completion of the culture, by the method described in Example 1, 1600 mL of the obtained culture broth was centrifuged to collect 330 g of bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 155 was purified from the cells recovered by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 155 per liter of the culture solution was calculated. As a result, the productivity was 910 mg / L- It was a culture solution.

実施例3
実施例3は、127アミノ酸残基からなる配列番号3で示されるフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列(配列番号2の72番目のシステイン残基をグリシン残基に置換したアミノ酸配列)のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したフコース結合性タンパク質(以下、フコース結合性タンパク質127C72Gとする。)の製造に関するものである。
(1)発現ベクターpET−BC2LCN(127C72G)cysおよび組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127C72G)cysの作製
発現ベクターpET−BC2LCN(127C72G)cysは、フコース結合性タンパク質127C72Gを発現させるための発現ベクターである。フコース結合性タンパク質127C72Gのアミノ酸配列は配列番号8であり、その5番目から10番目まではポリヒスチジン配列、15番目から141番目までは配列番号3のアミノ酸配列、142番目から148番目まではシステイン残基を含むオリゴペプチド配列に相当する。
Example 3
Example 3 was prepared by adding a polyacetic acid at the N-terminal of the amino acid sequence of the fucose-binding protein consisting of 127 amino acid residues represented by SEQ ID NO: 3 (the amino acid sequence in which the 72nd cysteine residue of SEQ ID NO: 2 is replaced with a glycine residue). The present invention relates to the production of a fucose-binding protein (hereinafter referred to as fucose-binding protein 127C72G) in which an oligopeptide containing a histidine sequence is added to the C-terminal oligopeptide containing a cysteine residue.
(1) Preparation of expression vector pET-BC2LCN (127C72G) cys and recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127C72G) cys The expression vector pET-BC2LCN (127C72G) cys expresses the fucose-binding protein 127C72G. Is an expression vector. The amino acid sequence of the fucose-binding protein 127C72G is SEQ ID NO: 8, and the 5th to 10th amino acid sequences are polyhistidine sequences, the 15th to 141st amino acid sequences of SEQ ID NO: 3, and the 142nd to 148th amino acid residues are cysteine residues. Corresponds to oligopeptide sequences containing groups.

実施例1の(1)の発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysを鋳型として、配列番号16および配列番号18に記載の配列からなる各オリゴヌクレオチドをPCRプライマーとして、特開2018−000038号公報で開示されている方法によりPCRを実施した。得られたPCR産物を制限酵素NcoIおよびKpnIで消化し、同様に制限酵素NcoIおよびKpnIで処理した実施例1の(1)に記載の発現ベクターpET−BC2LCN(127)cysとライゲーション反応を行った。このライゲーション産物を用いて大腸菌BL21(DE3)を形質転換し、組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127C72G)cysを得た。特開2018−000038号公報で開示されている方法により、得られた組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127C72G)cysを培養し、菌体から抽出することで発現ベクターpET−BC2LCN(127C72G)cysを得た。配列解析により塩基配列を確認した結果、発現ベクターpET−BC2LCN(127C72G)cysには配列番号3のアミノ酸配列をコードする配列番号13の塩基配列が含まれることを確認した。
(2)組換え大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質127C72Gの製造
前記実施例3の(1)で作製した組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127C72G)cysを用いた以外は、実施例1に記載の培養条件により、フコース結合性タンパク質127C72Gを製造した。
Using the expression vector pET-BC2LCN (127) cys of Example 1 (1) as a template, each oligonucleotide consisting of the sequences of SEQ ID NO: 16 and SEQ ID NO: 18 as a PCR primer, JP-A-2018-000038. PCR was performed according to the disclosed method. The obtained PCR product was digested with restriction enzymes NcoI and KpnI, and similarly ligated with the expression vector pET-BC2LCN (127) cys described in (1) of Example 1 which was treated with the restriction enzymes NcoI and KpnI. . E. coli BL21 (DE3) was transformed with this ligation product to obtain recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127C72G) cys. The recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127C72G) cys obtained by the method disclosed in JP-A-2018-000038 is cultured, and the expression vector pET-BC2LCN ( 127C72G) cys was obtained. As a result of confirming the nucleotide sequence by sequence analysis, it was confirmed that the expression vector pET-BC2LCN (127C72G) cys contained the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 13 encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
(2) Production of fucose-binding protein 127C72G using recombinant Escherichia coli Examples except that the recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127C72G) cys produced in (1) of Example 3 was used. The fucose-binding protein 127C72G was produced under the culture conditions described in 1.

本培養開始から5時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同6時間後から流加培地の滴下を開始し、同52時間後にOD600が110まで達し、培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 5 hours after the start of the main culture, dripping of the fed-batch medium was started 6 hours later, and OD 600 reached 110 after 52 hours later. The culture was completed.

実施例1と同様にDOスタット法で流加培地を滴下した結果、流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(52時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.1mg/Lから3.8mg/Lの範囲で変動した。また、培養終了時の流加培地使用量は450mLであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は225.6g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は1033.5g/L(初期投入量を含む)であった。   As a result of dropping the fed-batch medium by the DO-stat method as in Example 1, the glucose concentration in the culture medium was 0 during the period from the start of feeding (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 52 hours). It was maintained below 0.1 g / L, and the dissolved oxygen concentration during the same period varied from 0.1 mg / L to 3.8 mg / L. The amount of fed-batch medium used at the end of the culture was 450 mL, the amount of total carbon source (glucose) input through the main culture was 225.6 g (including the initial input amount), and the amount of total nitrogen source (yeast extract) was It was 1033.5 g / L (including the initial input amount).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1570mLの培養液を遠心分離することにより、313gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質127C72Gを精製し、フコース結合性タンパク質127C72Gの培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は920mg/L−培養液であった。   After the completion of the culture, by the method described in Example 1, 1570 mL of the obtained culture solution was centrifuged to recover 313 g of the bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 127C72G was purified from the cells recovered by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 127C72G per 1 L of the culture solution was calculated. As a result, the productivity was 920 mg / L- It was a culture solution.

実施例4
実施例4は、127アミノ酸残基からなる配列番号4で示されるフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列(配列番号2の39番目のグルタミン残基をロイシン残基に、72番目のシステイン残基をグリシン残基に置換したアミノ酸配列)のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したフコース結合性タンパク質(以下、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gとする。)の製造に関するものである。
(1)発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysおよび組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysの作製
発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysは、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gを発現させるための発現ベクターである。フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gのアミノ酸配列は配列番号9であり、その5番目から10番目まではポリヒスチジン配列、15番目から141番目までは配列番号4のアミノ酸配列、142番目から148番目まではシステイン残基を含むオリゴペプチド配列に相当する。
Example 4
Example 4 is an amino acid sequence of the fucose-binding protein represented by SEQ ID NO: 4 consisting of 127 amino acid residues (the glutamine residue at position 39 of SEQ ID NO: 2 is a leucine residue, and the cysteine residue at position 72 is a glycine residue). An oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus of the amino acid sequence substituted with the group) is a fucose-binding protein (hereinafter, fucose-binding protein 127Q39L / C72G) to which an oligopeptide containing a cysteine residue is added at the C-terminus. ) Related to the production of.
(1) Preparation of expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys and recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys Expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys was fucose-binding. It is an expression vector for expressing the protein 127Q39L / C72G. The amino acid sequence of the fucose-binding protein 127Q39L / C72G is SEQ ID NO: 9, the 5th to 10th amino acid sequences of which are polyhistidine sequences, the 15th to 141st amino acid sequences of SEQ ID NO: 4 and the 142nd to 148th amino acids. Corresponds to oligopeptide sequences containing cysteine residues.

フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gをコードする塩基配列(配列番号19に示すXbaIとXhoIの制限酵素サイトを有する塩基配列、GenScript社)を合成し、制限酵素XbaIおよびXhoIで消化したのち、制限酵素XbaIおよびXhoIで処理した発現ベクターpET28a(+)(メルクミリポア製)とライゲーション反応を行った。なお、配列番号19に示す塩基配列の54番目から71番目まではポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチド、84番目から464番目までは配列番号4のアミノ酸配列に相当するポリペプチド、465番目から485番目まではシステイン残基を含むオリゴペプチドをそれぞれコードするポリヌクレオチドに相当する。次に、実施例1に記載の方法により、組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysおよび発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを得たのち、配列解析により塩基配列を確認した結果、発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysには配列番号4のアミノ酸配列をコードする配列番号14の塩基配列が含まれることを確認した。
(2)組換え大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gの製造
前記実施例4の(1)で作製した組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを用いた以外は、実施例1に記載の培養条件により、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gを製造した。
A nucleotide sequence encoding the fucose-binding protein 127Q39L / C72G (a nucleotide sequence having a restriction enzyme site of XbaI and XhoI shown in SEQ ID NO: 19, GenScript) was synthesized and digested with the restriction enzymes XbaI and XhoI, and then the restriction enzyme XbaI. And the expression vector pET28a (+) (manufactured by Merck Millipore) treated with XhoI were ligated. In addition, 54th to 71st of the base sequence shown in SEQ ID NO: 19 is an oligopeptide containing a polyhistidine sequence, 84th to 464th is a polypeptide corresponding to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, 465th to 485th Correspond to polynucleotides encoding respective oligopeptides containing cysteine residues. Next, by the method described in Example 1, recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys and expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys were obtained, and then the base was analyzed by sequence analysis. As a result of confirming the sequence, it was confirmed that the expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys contained the base sequence of SEQ ID NO: 14 encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
(2) Production of fucose-binding protein 127Q39L / C72G using recombinant Escherichia coli except that the recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys produced in (1) of Example 4 was used. Produced the fucose-binding protein 127Q39L / C72G under the culture conditions described in Example 1.

本培養開始から5時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同6時間後から流加培地の滴下を開始し、同48時間後にOD600が115まで達し、培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 5 hours after the start of the main culture, and dropping of the fed-batch medium was started 6 hours later, and OD 600 reached 115 after 48 hours later. The culture was completed.

実施例1と同様にDOスタット法で流加培地を滴下した結果、流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(50時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.1mg/Lから3.8mg/Lの範囲で変動した。また、培養終了時の流加培地使用量は483gであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は240.4g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は108.5g/L(初期投入量を含む)であった。   As a result of dropping the fed-batch medium by the DO-stat method as in Example 1, the glucose concentration in the culture medium was 0 during the period from the start of feeding (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 50 hours). It was maintained below 0.1 g / L, and the dissolved oxygen concentration during the same period varied from 0.1 mg / L to 3.8 mg / L. The amount of fed-batch medium used at the end of the culture was 483 g, the total carbon source (glucose) amount input through the main culture was 240.4 g (including the initial input amount), and the total nitrogen source (yeast extract) amount was It was 108.5 g / L (including the initial input amount).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1676mLの培養液を遠心分離することにより、327gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gを精製し、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gの培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は883mg/L−培養液であった。   After the completion of the culture, the culture solution (1676 mL) obtained by the method described in Example 1 was centrifuged to recover 327 g of bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 127Q39L / C72G was purified from the cells recovered by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 127Q39L / C72G per 1 L of the culture solution was calculated. It was 883 mg / L-culture liquid.

実施例5
実施例5は、127アミノ酸残基からなる配列番号5で示されるフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列(配列番号2の39番目のグルタミン残基をロイシン残基に、65番目のグルタミン残基をロイシン残基に、72番目のシステイン残基をグリシン残基に置換したアミノ酸配列)のN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドを、C末端にシステイン残基を含むオリゴペプチドを付加したフコース結合性タンパク質(以下、フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gとする。)の製造に関するものである。
(1)発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysおよび組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysの作製
発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysは、フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gを発現させるための発現ベクターである。フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gのアミノ酸配列は配列番号10であり、その5番目から10番目まではポリヒスチジン配列、15番目から141番目までは配列番号5のアミノ酸配列、142番目から148番目まではシステイン残基を含むオリゴペプチド配列に相当する。
Example 5
Example 5 is an amino acid sequence of the fucose-binding protein represented by SEQ ID NO: 5 consisting of 127 amino acid residues (the glutamine residue at position 39 of SEQ ID NO: 2 is a leucine residue, and the glutamine residue at position 65 is a leucine residue. (Amino acid sequence in which the cysteine residue at the 72nd position is replaced with a glycine residue), and a fucose-binding protein obtained by adding an oligopeptide containing a polyhistidine sequence to the N-terminus and an oligopeptide containing a cysteine residue to the C-terminus ( Hereinafter, it will be referred to as fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G.).
(1) Preparation of expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys and recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys Expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys is an expression vector for expressing the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G. The amino acid sequence of the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G is SEQ ID NO: 10, the 5th to 10th amino acid sequences of which are polyhistidine sequences, the 15th to 141st amino acid sequences of SEQ ID NO: 5 and the 142nd to 148th amino acids. Up to correspond to oligopeptide sequences containing cysteine residues.

フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gをコードする塩基配列(配列番号20に示すXbaIとXhoIの制限酵素サイトを有する塩基配列、GenScript社)を合成し、制限酵素XbaIおよびXhoIで消化したのち、制限酵素XbaIおよびXhoIで処理した発現ベクターpET28a(+)(メルクミリポア製)とライゲーション反応を行った。なお、配列番号20に示す塩基配列の54番目から71番目まではポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチド、84番目から464番目までは配列番号5のアミノ酸配列に相当するポリペプチド、465番目から485番目まではシステイン残基を含むオリゴペプチドをそれぞれコードするポリヌクレオチドに相当する。次に、実施例1に記載の方法により、組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysおよび発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysを得たのち、配列解析により塩基配列を確認した結果、発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysには配列番号5のアミノ酸配列をコードする配列番号15の塩基配列が含まれることを確認した。
(2)組換え大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gの製造
前記実施例5の(1)で作製した組換え大腸菌BL21(DE3)/pET−BC2LCN(127Q39L/Q65L/C72G)cysを用いた以外は、実施例1に記載の培養条件により、フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gを製造した。
A nucleotide sequence encoding the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G (a nucleotide sequence having a restriction enzyme site for XbaI and XhoI shown in SEQ ID NO: 20, GenScript) was synthesized, digested with restriction enzymes XbaI and XhoI, and then restricted. A ligation reaction was performed with the expression vector pET28a (+) (manufactured by Merck Millipore) treated with the enzymes XbaI and XhoI. In addition, 54th to 71st of the base sequence shown in SEQ ID NO: 20 is an oligopeptide containing a polyhistidine sequence, 84th to 464th is a polypeptide corresponding to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, 465th to 485th Correspond to polynucleotides encoding respective oligopeptides containing cysteine residues. Next, by the method described in Example 1, recombinant E. coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys and expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys were obtained, As a result of confirming the base sequence by sequence analysis, it was confirmed that the expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys contained the base sequence of SEQ ID NO: 15 encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5.
(2) Production of fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G using recombinant Escherichia coli Recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) / pET-BC2LCN (127Q39L / Q65L / C72G) cys prepared in (1) of Example 5 above The fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G was produced under the culture conditions described in Example 1 except that the above was used.

本培養開始から5時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同6時間後から流加培地の滴下を開始し、同48時間後にOD600が120まで達し、培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 5 hours after the start of the main culture, and dropping of the fed-batch medium was started 6 hours after the start, and OD 600 reached 120 after 48 hours. The culture was completed.

実施例1と同様にDOスタット法で流加培地を滴下した結果、流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(50時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.1mg/Lから3.8mg/Lの範囲で変動した。また、培養終了時の流加培地使用量は470gであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は234.6g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は106.5g/L(初期投入量を含む)であった。   As a result of dropping the fed-batch medium by the DO-stat method as in Example 1, the glucose concentration in the culture medium was 0 during the period from the start of feeding (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 50 hours). It was maintained below 0.1 g / L, and the dissolved oxygen concentration during the same period varied from 0.1 mg / L to 3.8 mg / L. In addition, the amount of fed-batch medium used at the end of the culture was 470 g, the total carbon source (glucose) amount input through the main culture was 234.6 g (including the initial input amount), and the total nitrogen source (yeast extract) amount was It was 106.5 g / L (including the initial input amount).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1580mLの培養液を遠心分離することにより、310gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gを精製し、フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gの培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は900mg/L−培養液であった。   After the culturing was completed, according to the method described in Example 1, 1580 mL of the obtained culture solution was centrifuged to recover 310 g of bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G was purified from the bacterial cells collected by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G per 1 L of culture solution was calculated. The productivity was 900 mg / L-culture liquid.

実施例6
実施例6は、実施例4とは異なる宿主大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gの製造に関するものである。
(1)発現ベクターpTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysおよび組換え大腸菌W3110/pTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysの作製
発現ベクターpTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysは、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gを発現させるための発現ベクターである。実施例3の(1)の発現ベクターpET−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを鋳型として、配列番号21および配列番号22に記載の配列からなる各オリゴヌクレオチドをPCRプライマーとして、特開2018−000038号公報で開示されている方法によりPCRを実施した。得られたPCR産物を制限酵素NcoIおよびHindIIIで消化し、同様に制限酵素NcoIおよびHindIIIで消化した発現ベクターpTrc−PelBV3Km(WO2015/199154号に記載の方法で作製した発現ベクターpTrc−PelBV3中のカルベニシリン耐性遺伝子の代わりにカナマイシン耐性遺伝子を導入した発現ベクター)とライゲーション反応を行った。このライゲーション産物を用いて大腸菌W3110を形質転換し、組換え大腸菌W3110/pTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを得た。特開2018−000038号公報で開示されている方法により、得られた組換え大腸菌W3110/pTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを培養し、菌体から抽出することで発現ベクターpTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを得た。配列解析により塩基配列を確認した結果、発現ベクターpTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysには配列番号4のアミノ酸配列をコードする配列番号14の塩基配列が含まれることを確認した。
(2)組換え大腸菌を用いたフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gの製造
前記実施例6の(1)で作製した組換え大腸菌W3110/pTrc−BC2LCN(127Q39L/C72G)cysを用いた以外は、実施例1に記載の培養条件により、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gを製造した。
Example 6
Example 6 relates to the production of fucose-binding protein 127Q39L / C72G using a host Escherichia coli different from that of Example 4.
(1) Preparation of expression vector pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys and recombinant Escherichia coli W3110 / pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys Expression vector pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys is fucose binding protein 127Q39 / protein 127Q39. It is an expression vector for expressing C72G. Using the expression vector pET-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys of Example 1 (1) as a template, each oligonucleotide consisting of the sequences of SEQ ID NO: 21 and SEQ ID NO: 22 as a PCR primer, JP-A-2018-000038. PCR was performed by the method disclosed in the publication. The obtained PCR product was digested with restriction enzymes NcoI and HindIII, and similarly digested with restriction enzymes NcoI and HindIII. Expression vector pTrc-PelBV3Km (carbenicillin in expression vector pTrc-PelBV3 prepared by the method described in WO2015 / 199154) Ligation reaction was performed with an expression vector into which a kanamycin resistance gene was introduced instead of the resistance gene. Escherichia coli W3110 was transformed with this ligation product to obtain recombinant E. coli W3110 / pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys. The recombinant E. coli W3110 / pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys obtained by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2018-000038 was cultured, and the expression vector pTrc-BC2LCN (127Q39L) was extracted by culturing the cells. / C72G) cys was obtained. As a result of confirming the base sequence by sequence analysis, it was confirmed that the expression vector pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys contained the base sequence of SEQ ID NO: 14 encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4.
(2) Production of fucose-binding protein 127Q39L / C72G using recombinant Escherichia coli Performed except that the recombinant Escherichia coli W3110 / pTrc-BC2LCN (127Q39L / C72G) cys produced in (1) of Example 6 was used. The fucose-binding protein 127Q39L / C72G was produced under the culture conditions described in Example 1.

本培養開始から12時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同13時間後から流加培地の滴下を開始し、同72時間後にOD600が130まで達し、培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 12 hours after the start of the main culture, and dropping of the fed-batch medium was started 13 hours after the start, and OD 600 reached 130 after 72 hours. The culture was completed.

実施例1と同様にDOスタット法で流加培地を滴下した結果、流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(50時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.1mg/Lから3.8mg/Lの範囲で変動した。また、培養終了時の流加培地使用量は468gであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は233.7g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は106.2g/L(初期投入量を含む)であった。   As a result of dropping the fed-batch medium by the DO-stat method as in Example 1, the glucose concentration in the culture medium was 0 during the period from the start of feeding (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 50 hours). It was maintained below 0.1 g / L, and the dissolved oxygen concentration during the same period varied from 0.1 mg / L to 3.8 mg / L. The amount of fed-batch medium used at the end of the culture was 468 g, the amount of total carbon source (glucose) input through the main culture was 233.7 g (including the initial input amount), and the amount of total nitrogen source (yeast extract) was It was 106.2 g / L (including the initial input amount).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1650mLの培養液を遠心分離することにより、340gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gを精製し、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gの培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は950mg/L−培養液であった。   After the completion of the culture, the obtained 1650 mL of the culture solution was centrifuged by the method described in Example 1 to recover 340 g of bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 127Q39L / C72G was purified from the cells recovered by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 127Q39L / C72G per 1 L of the culture solution was calculated. It was 950 mg / L-culture liquid.

比較例1
本培養で用いる流加培地の組成を表7に記載の組成に変更し、炭素源(グルコース)に対する窒素源(酵母エキス)の重量比を0.10倍にした以外は、実施例1に記載の組換え大腸菌および培養条件により、フコース結合性タンパク質127を製造した。
Comparative Example 1
Described in Example 1 except that the composition of the fed-batch medium used in the main culture was changed to the composition shown in Table 7 and the weight ratio of the nitrogen source (yeast extract) to the carbon source (glucose) was 0.10 times. The fucose-binding protein 127 was produced by the recombinant E. coli and the culture conditions.

本培養開始から5時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同6時間後に撹拌回転数カスケードモードを終了し、回転数800rpm固定で表6に示した流加培地の滴下を開始した。本培養開始10時間後のOD600は30となり、大腸菌の増殖が著しく悪いことが示唆された。本培養開始15時間後に、OD600は33であったが、IPTGを添加し誘導を開始した(IPTGの終濃度=0.5mM、培養温度=20℃)。本培養開始後24時間後のOD600は35、48時間後のOD600は36であった。培養開始から56時間で培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 5 hours after the start of the main culture, the stirring rotation speed cascade mode was terminated 6 hours after the same, and the flow shown in Table 6 was fixed at a rotation speed of 800 rpm. The dropping of the supplemented medium was started. The OD 600 was 30 after 10 hours from the start of the main culture, suggesting that the growth of E. coli was remarkably poor. 15 hours after the start of the main culture, OD 600 was 33, but induction was initiated by adding IPTG (final IPTG concentration = 0.5 mM, culture temperature = 20 ° C.). The OD 600 after 24 hours from the start of the main culture was 35, and the OD 600 after 48 hours was 36. The culture was completed 56 hours after the start of the culture.

流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(56時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.7mg/Lから3.9mg/Lの範囲で変動した。また、流加培地の使用量は120mLであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は70.9g(初期投入量を含む)、全窒素源(酵母エキス)量は34.4g/L(初期投入量29.3g/Lを含む)であった。   During the period from the start of fed-batch (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 56 hours), the glucose concentration in the culture solution was maintained at 0.1 g / L or less, and the dissolved oxygen concentration during the same period was The range was from 0.7 mg / L to 3.9 mg / L. The amount of the fed-batch medium used was 120 mL, the total carbon source (glucose) amount input through the main culture was 70.9 g (including the initial input amount), and the total nitrogen source (yeast extract) amount was 34.4 g. / L (including the initial input amount of 29.3 g / L).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1300mLの培養液を遠心分離することにより、100gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質127を精製し、フコース結合性タンパク質127の培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は130mg/L−培養液であった。   After the completion of the culture, the obtained 1300 mL of culture solution was centrifuged by the method described in Example 1 to recover 100 g of bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 127 was purified from the cells recovered by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 127 per liter of the culture solution was calculated. As a result, the productivity was 130 mg / L- It was a culture solution.

比較例2
IPTGによる誘導を行わない以外は、実施例1に記載の組換え大腸菌および培養条件により、フコース結合性タンパク質127を製造した。
Comparative Example 2
The fucose-binding protein 127 was produced using the recombinant E. coli and the culture conditions described in Example 1 except that induction with IPTG was not performed.

本培養開始から5時間後に初発培地に含まれるグルコース(19.5g/L)が完全に消費され、同6時間後に撹拌回転数カスケードモードを終了し、回転数800rpm固定で表3に示した流加培地の滴下を開始した。本培養開始10時間後のOD600は65となり、大腸菌の増殖が著しく悪いことが示唆された。本培養開始15時間後にOD600は65となり、培養液を20℃に下げてIPTGを添加せずにそのまま培養を継続した。本培養開始後27時間後のOD600は95、48時間後のOD600は115となり、この段階で培養を終了した。 Glucose (19.5 g / L) contained in the initial medium was completely consumed 5 hours after the start of the main culture, the stirring rotation speed cascade mode was terminated 6 hours after the same, and the flow shown in Table 3 was fixed at a rotation speed of 800 rpm. The dropping of the supplemented medium was started. The OD 600 after 10 hours from the start of the main culture was 65, suggesting that the growth of E. coli was remarkably poor. 15 hours after the start of the main culture, the OD 600 became 65, and the culture solution was lowered to 20 ° C. and the culture was continued without adding IPTG. The OD 600 27 hours after the start of the main culture was 95, and the OD 600 after 48 hours was 115, and the culture was completed at this stage.

流加開始時点(本培養開始6時間後)から培養終了(48時間後)までの期間、培養液中のグルコース濃度は0.1g/L以下に維持されており、同期間の溶存酸素濃度は0.7mg/Lから4.0mg/Lの範囲で変動した。また、流加培地の使用量は300mLであり、本培養を通して投入された全炭素源(グルコース)量は148.0g/L(初期投入量を含む)であり、全窒素源(酵母エキス)量は72.3g/L(初期投入量を含む)であった。   During the period from the start of fed-batch (6 hours after the start of main culture) to the end of the culture (after 48 hours), the glucose concentration in the culture solution was maintained at 0.1 g / L or less, and the dissolved oxygen concentration during the same period was The range was from 0.7 mg / L to 4.0 mg / L. In addition, the amount of the fed-batch medium used was 300 mL, the total carbon source (glucose) amount input through the main culture was 148.0 g / L (including the initial input amount), and the total nitrogen source (yeast extract) amount. Was 72.3 g / L (including the initial dose).

培養終了後、実施例1に記載の方法により、得られた1600mLの培養液を遠心分離することにより、310gの菌体を回収した。同様に、実施例1と記載の方法により回収した菌体からフコース結合性タンパク質127を精製し、フコース結合性タンパク質127の培養液1Lあたりの生産性を算出した結果、生産性は70mg/L−培養液であった。   After the completion of the culturing, according to the method described in Example 1, 1600 mL of the obtained culture solution was centrifuged to collect 310 g of bacterial cells. Similarly, the fucose-binding protein 127 was purified from the cells collected by the method described in Example 1 and the productivity of the fucose-binding protein 127 per liter of the culture solution was calculated. As a result, the productivity was 70 mg / L- It was a culture solution.

試験例1
試験例1では、表面プラズモン共鳴法により、実施例1で製造したフコース結合性タンパク質127、実施例2で製造したフコース結合性タンパク質155、実施例3で製造したフコース結合性タンパク質127C72G、実施例4で製造したフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gおよび実施例5で製造したフコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gの、糖鎖への結合親和性評価を行った。具体的には、Biacore T100(T200 Sensitivity Enhanced)機器(GEヘルスケア製)を用い、アナライトを組換えタンパク質、固相をHタイプ1型糖鎖またはHタイプ3型糖鎖としてカイネティクス解析を行った。センサーチップはデキストランがコートされたSensor Chip CM5(GEヘルスケア製)を使用し、デキストランにストレプトアビジン(和光純薬製)をアミンカップリング法により固定したのち、ビオチン標識されたHタイプ1型糖鎖またはHタイプ3型糖鎖(Glycotech製)を添加し、ビオチンとストレプトアビジンの反応により各糖鎖をセンサーチップ上に固定してHタイプ1型糖鎖またはHタイプ3型糖鎖が固定されたセンサーチップを作製した。糖鎖結合親和性の測定には緩衝液としてHBS−EP+(GEヘルスケア製)を用い、測定条件は流速を30μL/分、結合時間を6分間、解離時間を3分間または6分間とした。センサーチップの再生は25mMの水酸化ナトリウムを用い、流速30μL/分、再生時間30秒で行った。解析はBiacore T100(T200 Sensitivity Enhanced)機器に付属の解析ソフト(Biacore T100 Evaluation Software、versionまたはBiacore T200 Evaluation Software、version)を用いて行い、1:1 Bindingのフィッティングにより解離定数(K)を算出した。
Test example 1
In Test Example 1, by the surface plasmon resonance method, the fucose-binding protein 127 produced in Example 1, the fucose-binding protein 155 produced in Example 2, the fucose-binding protein 127C72G produced in Example 3, and Example 4 were used. The binding affinity of the fucose-binding protein 127Q39L / C72G produced in 1. and the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G produced in Example 5 to sugar chains was evaluated. Specifically, using a Biacore T100 (T200 Sensitivity Enhanced) device (manufactured by GE Healthcare), the analyte is a recombinant protein, and the solid phase is an H type 1 sugar chain or an H type 3 sugar chain for kinetic analysis. went. As the sensor chip, Sensor Chip CM5 (manufactured by GE Healthcare) coated with dextran was used, and streptavidin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was immobilized on dextran by an amine coupling method, and then biotin-labeled H type 1 sugar. Chains or H type 3 sugar chains (manufactured by Glycotech) are added, and each sugar chain is immobilized on the sensor chip by the reaction of biotin and streptavidin to fix the H type 1 sugar chains or H type 3 sugar chains. A sensor chip was prepared. HBS-EP + (manufactured by GE Healthcare) was used as a buffer solution for measuring the sugar chain binding affinity, and the measurement conditions were a flow rate of 30 μL / min, a binding time of 6 minutes, and a dissociation time of 3 minutes or 6 minutes. Regeneration of the sensor chip was performed using 25 mM sodium hydroxide at a flow rate of 30 μL / min and a regeneration time of 30 seconds. Analysis was performed using Biacore T100 (T200 Sensitivity Enhanced) analysis software supplied with the instrument (Biacore T100 Evaluation Software, version or Biacore T200 Evaluation Software, version), and 1: calculate 1 Binding fitted by dissociation constants of the (K D) did.

実施例1で製造したフコース結合性タンパク質127のHタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖に対する解離定数を算出した結果、Hタイプ1型糖鎖に対する解離定数は2.4nM、Hタイプ3型糖鎖に対する解離定数は2.5nMであった。実施例2で製造したフコース結合性タンパク質155のHタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖に対する解離定数を算出した結果、Hタイプ1型糖鎖に対する解離定数は3.9nM、Hタイプ3型糖鎖に対する解離定数は11nMであった。実施例3で製造したフコース結合性タンパク質127C72GのHタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖に対する解離定数を算出した結果、Hタイプ1型糖鎖に対する解離定数は2.1nM、Hタイプ3型糖鎖に対する解離定数は5.3nMであった。実施例4で製造したフコース結合性タンパク質127Q39L/C72GのHタイプ3型糖鎖に対する解離定数を算出した結果、Hタイプ3型糖鎖に対する解離定数は3.9nMであった。実施例5で製造したフコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72GのHタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖に対する解離定数を算出した結果、Hタイプ1型糖鎖に対する解離定数は3.9nM、Hタイプ3型糖鎖に対する解離定数は4.6nMであった。   As a result of calculating the dissociation constants of the fucose-binding protein 127 produced in Example 1 for the H type 1 type sugar chain and the H type 3 type sugar chain, the dissociation constant for the H type 1 type sugar chain was 2.4 nM and H type 3 The dissociation constant for the type sugar chain was 2.5 nM. As a result of calculating the dissociation constants of the fucose-binding protein 155 produced in Example 2 for the H type 1 type sugar chain and the H type 3 type sugar chain, the dissociation constant for the H type 1 type sugar chain was 3.9 nM and H type 3 The dissociation constant for the type sugar chain was 11 nM. As a result of calculating the dissociation constants of the fucose-binding protein 127C72G produced in Example 3 for the H type 1 type sugar chain and the H type 3 type sugar chain, the dissociation constant for the H type 1 type sugar chain was 2.1 nM and H type 3 The dissociation constant for the type sugar chain was 5.3 nM. As a result of calculating the dissociation constant of the fucose-binding protein 127Q39L / C72G produced in Example 4 for the H type 3 sugar chain, the dissociation constant for the H type 3 sugar chain was 3.9 nM. As a result of calculating the dissociation constant of the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G produced in Example 5 for the H type 1 type sugar chain and the H type 3 type sugar chain, the dissociation constant for the H type 1 type sugar chain was 3.9 nM. , H type 3 sugar chain dissociation constant was 4.6 nM.

以上の結果から、本発明の製造方法により製造したフコース結合性タンパク質はHタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖に対して結合親和性を有していることが明らかとなった。実施例1から5で製造した各フコース結合性タンパク質のHタイプ1型糖鎖およびHタイプ3型糖鎖糖鎖への結合親和性評価の結果を表8に示す。   From the above results, it was revealed that the fucose-binding protein produced by the production method of the present invention has binding affinity for H type 1 type sugar chains and H type 3 type sugar chains. Table 8 shows the results of evaluation of the binding affinities of the fucose-binding proteins produced in Examples 1 to 5 to the H type 1 type sugar chain and the H type 3 type sugar chain sugar chain.

試験例2
試験例2では、実施例1で製造したフコース結合性タンパク質127、実施例2で製造したフコース結合性タンパク質155、実施例3で製造したフコース結合性タンパク質127C72G、実施例4で製造したフコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gおよび実施例5で製造したフコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gの熱安定性評価として、各フコース結合性タンパク質の変性中点温度の測定を行った。具体的には、前記各フコース結合性タンパク質のD−PBS(−)溶液を再生セルロース膜(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、分画分子量3500)を用いて、透析用緩衝液(50mM酢酸ナトリウム、150mM塩化ナトリウム、pH5.5)中で緩衝液交換を行った。透析内液の組換えタンパク質を紫外吸収法により濃度を測定し、透析用緩衝液を用いて500μg/mLになるよう希釈し、示差走査熱量計(マルバーン・パナテリティカル社製、MicroCalVP−Capillary DSC)を用いて変性中点温度を測定した。なお、変性中点温度はタンパク質の半分が変性する温度であり、変性中点温度が高いほど熱に対する安定性が高いことを示す。変性中点温度の測定条件は、前記透析後の各フコース結合性タンパク質の溶液量を400μL、昇温速度を60℃/h、加熱温度を40℃−110℃とした。
Test example 2
In Test Example 2, fucose-binding protein 127 produced in Example 1, fucose-binding protein 155 produced in Example 2, fucose-binding protein 127C72G produced in Example 3, fucose-binding protein produced in Example 4. As the thermal stability evaluation of the protein 127Q39L / C72G and the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G produced in Example 5, the denaturation midpoint temperature of each fucose-binding protein was measured. Specifically, a D-PBS (-) solution of each of the fucose-binding proteins was used as a dialysis buffer (50 mM sodium acetate, 50 mM sodium acetate, manufactured by Thermo Fisher Scientific, Inc., molecular weight cutoff 3500). Buffer exchange was performed in 150 mM sodium chloride, pH 5.5). The concentration of the recombinant protein in the dialysis solution was measured by the ultraviolet absorption method, diluted with a dialysis buffer to 500 μg / mL, and then subjected to a differential scanning calorimeter (MicroCalVP-Capillary DSC manufactured by Malvern Panatellitical Co., Ltd.). ) Was used to measure the denaturation midpoint temperature. The denaturation midpoint temperature is the temperature at which half of the protein is denatured, and the higher the denaturation midpoint temperature, the higher the stability to heat. The measurement conditions of the denaturation midpoint temperature were as follows: the amount of each fucose-binding protein solution after dialysis was 400 μL, the temperature rising rate was 60 ° C./h, and the heating temperature was 40 ° C.-110 ° C.

測定の結果、フコース結合性タンパク質127C72Gの変性中点温度は81.9±0.5℃、フコース結合性タンパク質155の変性中点温度は82.3±0.5℃、フコース結合性タンパク質127C72Gの変性中点温度は88.3±0.5℃、フコース結合性タンパク質127Q39L/C72Gの変性中点温度は94.4℃、フコース結合性タンパク質127Q39L/Q65L/C72Gの変性中点温度は88.3±0.5℃であった。実施例1から5で製造した各フコース結合性タンパク質の変性中点温度の測定結果を表9に示す。   As a result of the measurement, the denaturation midpoint temperature of the fucose-binding protein 127C72G was 81.9 ± 0.5 ° C., the denaturation midpoint temperature of the fucose-binding protein 155 was 82.3 ± 0.5 ° C., and the fucose-binding protein 127C72G was The denaturation midpoint temperature is 88.3 ± 0.5 ° C., the denaturation midpoint temperature of the fucose-binding protein 127Q39L / C72G is 94.4 ° C., and the denaturation midpoint temperature of the fucose-binding protein 127Q39L / Q65L / C72G is 88.3. It was ± 0.5 ° C. Table 9 shows the measurement results of the denaturation midpoint temperature of each fucose-binding protein produced in Examples 1 to 5.

Claims (7)

フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターで形質転換して得られた大腸菌を使用してフコース結合性タンパク質を製造する方法であって、以下の(1)から(5)の工程を含むことを特徴とする、フコース結合性タンパク質の製造方法。
(1)培養槽に炭素源と窒素源を含む培地を添加し、フコース結合性タンパク質をコードするDNAを含む発現ベクターで形質転換して得られた大腸菌を植菌し、培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下になるまで、培養液中の溶存酸素濃度を1.0mg/L以上に維持しながら攪拌培養する工程。
(2)培養液中の炭素源濃度が5.0g/L以下となった任意の時点で、供給する窒素源の重量を、供給する炭素源の重量に対して0.15倍以上2.00倍未満の範囲に維持しながら、培養液への炭素源と窒素源の流加を開始し、培養液中の大腸菌の密度(OD600、600nmにおける培養液の濁度)が60以上となるまで攪拌培養する工程。
(3)工程(2)の培養液中の大腸菌の密度(OD600nm、600nmにおける培養液の濁度)が60以上となった任意の時点で、誘導剤をその添加後の濃度が0.005mM以上5.0mM以下となるように培養液に添加する工程。
(4)工程(3)で誘導剤を培養液に添加したのち、培養液への炭素源と窒素源の供給と撹拌培養を継続し、培養液中の大腸菌の密度が90以上180以下となった任意の時点で培養を停止する工程。
(5)工程(1)から工程(4)までの大腸菌の培養で得られた培養物からフコース結合性タンパク質を回収する工程。
A method for producing a fucose-binding protein using Escherichia coli obtained by transforming an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein, comprising the following steps (1) to (5) A method for producing a fucose-binding protein, which comprises:
(1) A medium containing a carbon source and a nitrogen source is added to a culture tank, Escherichia coli obtained by transforming with an expression vector containing a DNA encoding a fucose-binding protein is inoculated, and a carbon source in a culture solution is added. A step of culturing with stirring while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution at 1.0 mg / L or more until the concentration becomes 5.0 g / L or less.
(2) At any time when the concentration of carbon source in the culture solution becomes 5.0 g / L or less, the weight of the nitrogen source supplied is 0.15 times or more and 2.00 times the weight of the carbon source supplied. Feeding of the carbon source and nitrogen source to the culture solution was started while maintaining the range of less than double, until the density of E. coli in the culture solution (OD 600 , turbidity of the culture solution at 600 nm) became 60 or more. Process of stirring culture.
(3) At any time when the density of E. coli (OD 600 nm , turbidity of the culture medium at 600 nm ) in the culture medium of step (2) reached 60 or more, the concentration after the addition of the inducer was 0.005 mM. The step of adding to the culture solution so as to be 5.0 mM or less.
(4) After adding the inducer to the culture medium in step (3), the carbon source and the nitrogen source are continuously supplied to the culture medium and the stirring culture is continued until the density of E. coli in the culture medium becomes 90 or more and 180 or less. And a step of stopping the culture at any time.
(5) A step of recovering a fucose-binding protein from the culture obtained by culturing Escherichia coli in steps (1) to (4).
前記工程(2)から工程(4)において、培養液中の溶存酸素濃度を0.01mg/Lから5.0mg/Lの範囲に維持しながら炭素源と窒素源を流加する、請求項1に記載の製造方法。 The carbon source and the nitrogen source are fed while maintaining the dissolved oxygen concentration in the culture solution in the range of 0.01 mg / L to 5.0 mg / L in the steps (2) to (4). The manufacturing method described in. 前記工程(2)から工程(4)において、培養液中の炭素源濃度を5.0g/L以下に維持しながら炭素源と窒素源を流加する、請求項1または2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein, in the steps (2) to (4), the carbon source and the nitrogen source are fed while maintaining the carbon source concentration in the culture solution at 5.0 g / L or less. . 炭素源がグルコースであり、窒素源が酵母エキスである、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the carbon source is glucose and the nitrogen source is yeast extract. 誘導剤がイソプロピル−β−チオガラクトピラノシドである、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the inducer is isopropyl-β-thiogalactopyranoside. フコース結合性タンパク質が以下の(a)〜(d)である、請求項1から5のいずれかに記載の製造方法:
(a)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列を含むフコース結合性タンパク質であって、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(b)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列において、1個または複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を含むフコース結合性タンパク質であって、かつ、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有し、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(c)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列において、以下の(1)から(3)に記載のアミノ酸置換のいずれか1つ以上を含むアミノ酸配列を含み、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質
(1)配列番号1で示されるアミノ酸配列の39番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(2)配列番号1で示されるアミノ酸配列の72番目のシステイン残基の、グリシン残基およびアラニン残基から選ばれる1種類のアミノ酸残基への置換
(3)配列番号1で示されるアミノ酸配列の65番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(d)前記(c)のフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列において、配列番号1の39番目、65番目および72番目以外の領域に1個若しくは複数個のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列を含み、かつ、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有する、フコース結合性タンパク質。
The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein the fucose-binding protein is the following (a) to (d):
(A) A fucose-binding protein comprising an amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, wherein X is an integer of 120 or more. Sex protein.
(B) an amino acid sequence from the first proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 in which one or more amino acids are deleted, substituted or added A fucose, which is a fucose-binding protein containing and has a binding affinity for a sugar chain containing a structure consisting of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc, and X is an integer of 120 or more. Binding protein.
(C) In the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, any one of the following amino acid substitutions (1) to (3) A fucose binding protein (1) in which the amino acid sequence including the above is contained and X is an integer of 120 or more, and the 39th glutamine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 is replaced with a leucine residue (2). Substitution of 72nd cysteine residue of amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with one kind of amino acid residue selected from glycine residue and alanine residue (3) 65th position of amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 In the amino acid sequence of the fucose-binding protein of (c) above, wherein the glutamine residue of SEQ ID NO: 39 is replaced with a leucine residue. A structure containing an amino acid sequence in which one or more amino acid residues are deleted, substituted, inserted or added in a region other than the second region, and comprising Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc A fucose-binding protein having binding affinity for a sugar chain containing the protein.
フコース結合性タンパク質が以下の(e)〜(h)である、請求項1から5のいずれかに記載の製造方法:
(e)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステインを含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列からなり、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(f)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列において、1個または複数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列が付加され、かつC末端にシステインを含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列からなり、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有し、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質。
(g)配列番号1で示されるアミノ酸配列の1番目のプロリン残基からX番目のアミノ酸残基までのアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステインを含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列において、以下の(4)から(6)に記載のアミノ酸置換のいずれか1つ以上を含むアミノ酸配列を含み、Xが120以上の整数である、フコース結合性タンパク質
(4)配列番号1で示されるアミノ酸配列の39番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(5)配列番号1で示されるアミノ酸配列の72番目のシステイン残基の、グリシン残基およびアラニン残基から選ばれる1種類のアミノ酸残基への置換
(6)配列番号1で示されるアミノ酸配列の65番目のグルタミン残基の、ロイシン残基への置換
(h)前記(g)のフコース結合性タンパク質のアミノ酸配列において、配列番号1の39番目、65番目および72番目以外の領域に1個若しくは複数個のアミノ酸残基が欠失、置換、挿入若しくは付加されたアミノ酸配列に対し、さらにN末端にポリヒスチジン配列を含むオリゴペプチドが付加され、かつC末端にシステインを含むオリゴペプチドが付加されたアミノ酸配列からなり、Fucα1−2Galβ1−3GlcNAcおよび/またはFucα1−2Galβ1−3GalNAcからなる構造を含む糖鎖への結合親和性を有する、フコース結合性タンパク質。
The production method according to any one of claims 1 to 5, wherein the fucose-binding protein is the following (e) to (h):
(E) To the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus is further added, and the C-terminus A fucose-binding protein consisting of an amino acid sequence to which an oligopeptide containing cysteine is added, and X is an integer of 120 or more.
(F) In the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added On the other hand, a saccharide comprising an amino acid sequence having a polyhistidine sequence added to the N-terminal and an oligopeptide containing cysteine added to the C-terminal, and containing a structure consisting of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc. A fucose-binding protein, which has a binding affinity for a chain and X is an integer of 120 or more.
(G) To the amino acid sequence from the 1st proline residue to the Xth amino acid residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus is further added, and the C-terminus In the amino acid sequence to which an oligopeptide containing cysteine is added, an amino acid sequence containing any one or more of the following amino acid substitutions (4) to (6) is included, and X is an integer of 120 or more, Fucose-binding protein (4) Substitution of the 39th glutamine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 with a leucine residue (5) Of the 72nd cysteine residue of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, Substitution with one type of amino acid residue selected from glycine residue and alanine residue (6) The 65th group of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 Substitution of a tamine residue with a leucine residue (h) In the amino acid sequence of the fucose-binding protein of (g) above, one or a plurality of amino acid sequences in regions other than the 39th position, the 65th position and the 72nd position of SEQ ID NO: 1 From an amino acid sequence having an amino acid residue deleted, substituted, inserted or added, an oligopeptide containing a polyhistidine sequence at the N-terminus and an oligopeptide containing cysteine at the C-terminus And a fucose-binding protein having a binding affinity for a sugar chain containing a structure consisting of Fucα1-2Galβ1-3GlcNAc and / or Fucα1-2Galβ1-3GalNAc.
JP2019173252A 2018-10-05 2019-09-24 Method for producing fucose-binding protein Pending JP2020058343A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018189728 2018-10-05
JP2018189728 2018-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020058343A true JP2020058343A (en) 2020-04-16

Family

ID=70220189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019173252A Pending JP2020058343A (en) 2018-10-05 2019-09-24 Method for producing fucose-binding protein

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020058343A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011205979A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for producing recombinant protein
JP2013146234A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Tosoh Corp Fc-BINDING PROTEIN OF IMPROVED PRODUCTIVITY
JP2013188141A (en) * 2012-03-12 2013-09-26 Tosoh Corp Method for producing protein with gene recombination escherichia coli
JP2013540106A (en) * 2010-08-30 2013-10-31 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲー Tetranectin-apolipoprotein AI, lipid particles containing the same, and use thereof
JP2018000038A (en) * 2016-06-28 2018-01-11 東ソー株式会社 Fucose-binding lectins with cysteine tags and adsorbents using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011205979A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd Method for producing recombinant protein
JP2013540106A (en) * 2010-08-30 2013-10-31 エフ.ホフマン−ラ ロシュ アーゲー Tetranectin-apolipoprotein AI, lipid particles containing the same, and use thereof
JP2013146234A (en) * 2012-01-20 2013-08-01 Tosoh Corp Fc-BINDING PROTEIN OF IMPROVED PRODUCTIVITY
JP2013188141A (en) * 2012-03-12 2013-09-26 Tosoh Corp Method for producing protein with gene recombination escherichia coli
JP2018000038A (en) * 2016-06-28 2018-01-11 東ソー株式会社 Fucose-binding lectins with cysteine tags and adsorbents using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2736086C1 (en) Mutant nitrile hydratase, nucleic acid which encodes said mutant nitrile hydratase, expression vector and transformant containing said nucleic acid, method of producing said mutant nitrile hydratase and method of producing amide compound
CN109593805B (en) Method for synthesizing L-carnosine by using L-amino acid ligase one-step method
MX2009000813A (en) High-cell density fed-batch fermentation process for producing recombinant protein.
CN109251881A (en) The Escherichia coli recombinant strain and its application of one plant of heterogenous expression nitrile hydratase
TWI751154B (en) A preparation method of recombinant human granulocyte colony stimulating factor
CN112824527B (en) Artificially designed lysyl endonuclease, coding sequence and fermentation method
CN110804596B (en) Novel proline 3-hydroxylase and application thereof
JP2020058343A (en) Method for producing fucose-binding protein
CN109295023B (en) Glutamate oxidase mutant, nucleic acid molecule, application and method for preparing ketoglutaric acid
JP5768341B2 (en) Method for producing Fc binding protein
CN104119445A (en) Fusion protein containing leucine-rich repetitive sequence, and preparation method and application thereof
JP2021532730A (en) Leader sequence for increasing expression levels of recombinant proteins
CN111979208A (en) L-glutamate dehydrogenase mutant and application thereof
RU2447149C1 (en) RECOMBINANT PLASMID DNA pMSIN4, CODING HYBRIDE POLYPEPTIDE - HUMAN INSULIN PRECURSOR, BL21(DE3)VpMSIN4-PRODUCER STRAIN OF RECOMBINANT HUMAN INSULIN, METHOD FOR PRODUCING RECOMBINANT HUMAN INSULIN
CN109971803A (en) A kind of L- erythrulose and Antierythrite production method
JP6116884B2 (en) Improved Fc-binding protein and method for producing the same
JP2013085531A (en) Method for producing protein with recombinant e.coli
CN111849953B (en) Construction and application of threonine dehydratase mutant
JP2018011515A (en) Method for producing recombinant protein using Escherichia coli
Shen et al. Molecular cloning, bioinformatics analysis and functional characterization of B-cell activating factor in goat (Capra hircus)
JP2022122816A (en) Method for producing fucose-binding protein
JP2014124135A (en) Method of producing protein by recombinant escherichia coli
JP2023102604A (en) Method for producing adeno-associated virus-binding protein
JP5817550B2 (en) Fc-binding protein with improved productivity
JP2012019699A (en) METHOD FOR PRODUCING Fc-BINDING PROTEIN UTILIZING CHAPERONE

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190924

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190927

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230704

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20231226