JP2020080727A - Methods for producing proteins of interest - Google Patents

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Masayuki Muramatsu
昌幸 村松
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Abstract

To provide methods for producing proteins of interest including accumulation of the proteins of interest in an insoluble fraction in the cell.SOLUTION: Disclosed is a method for producing a protein of interest comprising culturing a recombinant cell expressing the protein of interest in the presence of a lower alcohol to cause accumulation of the protein of interest in an insoluble fraction in the cell.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、目的タンパク質の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a target protein.

遺伝子組換え技術により、ヒトを始めとする様々な生物種由来の有用タンパク質を大腸菌等の微生物を宿主として大量に生産することが可能となっている。 The gene recombination technology has enabled large-scale production of useful proteins derived from various species including human beings using microorganisms such as Escherichia coli as a host.

大腸菌内等で異種発現させたタンパク質は、正しく折りたたまれないことで細胞質内に不溶性の凝集体(封入体)を形成することが知られている(非特許文献1)。特に、疎水性アミノ酸に富むタンパク質は、異種発現により、細胞質内に封入体を形成し、可溶性画分への発現がきわめて低いか、まったく発現しない傾向にあると考えられる。そのため、可溶性画分を利用したタンパク質の生産が難しいという問題があった。 It is known that proteins heterologously expressed in Escherichia coli or the like form insoluble aggregates (inclusion bodies) in the cytoplasm because they are not correctly folded (Non-patent Document 1). In particular, it is considered that proteins rich in hydrophobic amino acids form inclusion bodies in the cytoplasm due to heterologous expression, and their expression in the soluble fraction tends to be extremely low or not to occur at all. Therefore, there is a problem that it is difficult to produce a protein using the soluble fraction.

Groot et al. Futuremicrobiology(2008),3(4),423-435Groot et al. Futuremicrobiology(2008),3(4),423-435

しかしながら、大腸菌等の微生物を利用したタンパク質の製造は、最も安価で簡便な生産系であると考えられている上、形成された封入体はプロテアーゼによる分解からも保護されているため、封入体が高純度の目的タンパク質を含有すれば、精製そのものは容易であるという利点がある。 However, protein production using microorganisms such as Escherichia coli is considered to be the cheapest and simplest production system, and since the formed inclusion bodies are protected from degradation by protease, the inclusion bodies are If the target protein of high purity is contained, there is an advantage that purification itself is easy.

そこで、本発明は、不溶性画分に目的タンパク質を蓄積させることを含む、目的タンパク質の製造方法を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the manufacturing method of the target protein including accumulating the target protein in an insoluble fraction.

本発明は、例えば以下の各発明に関する。
[1]
目的タンパク質の製造方法であって、
目的タンパク質を発現している組換え細胞を、低級アルコール存在下で培養することにより、目的タンパク質を不溶性画分に蓄積させることを含む、方法。
[2]
上記目的タンパク質の発現が誘導性である、[1]に記載の方法。
[3]
上記組換え細胞が発現した目的タンパク質の全発現量の80%以上が、不溶性画分に蓄積される、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]
上記目的タンパク質の疎水度が−1.0以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。
[5]
上記組換え細胞の増殖至適温度より低い温度に上記組換え細胞を冷却または維持することを含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。
[6]
上記低級アルコールはエタノールである、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]
上記目的タンパク質が構造タンパク質である、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8]
上記目的タンパク質がフィブロインである、[1]〜[7]のいずれかに記載の方法。
[9]
上記目的タンパク質がクモ糸フィブロインである、[1]〜[8]のいずれかに記載の方法。
[10]
上記組換え細胞が、エシェリヒア属の細菌の細胞である、[1]〜[9]のいずれかに記載の方法。
[11]
目的タンパク質をコードする遺伝子を有する発現する組換え細胞を、低級アルコール存在下で培養することにより、目的タンパク質を不溶性画分に蓄積させる方法。
The present invention relates to the following inventions, for example.
[1]
A method for producing a target protein, comprising:
A method comprising culturing a recombinant cell expressing a target protein in the presence of a lower alcohol to accumulate the target protein in an insoluble fraction.
[2]
The method according to [1], wherein the expression of the target protein is inducible.
[3]
The method according to [1] or [2], wherein 80% or more of the total expression amount of the target protein expressed by the recombinant cell is accumulated in the insoluble fraction.
[4]
The method according to any of [1] to [3], wherein the target protein has a hydrophobicity of -1.0 or more.
[5]
The method according to any one of [1] to [4], which comprises cooling or maintaining the recombinant cells at a temperature lower than the optimum growth temperature of the recombinant cells.
[6]
The method according to any one of [1] to [5], wherein the lower alcohol is ethanol.
[7]
The method according to any one of [1] to [6], wherein the target protein is a structural protein.
[8]
The method according to any one of [1] to [7], wherein the target protein is fibroin.
[9]
The method according to any one of [1] to [8], wherein the target protein is spider silk fibroin.
[10]
The method according to any one of [1] to [9], wherein the recombinant cell is a bacterial cell of the genus Escherichia.
[11]
A method of accumulating a target protein in an insoluble fraction by culturing expressing recombinant cells having a gene encoding the target protein in the presence of lower alcohol.

本発明によれば、不溶性画分に目的タンパク質を蓄積させることを含む、目的タンパク質の製造方法を提供することができる。目的タンパク質を発現している組換え細胞を安価な低級アルコールの存在下で培養するだけで、宿主を改変せず、大幅の培養条件を変更することもなく、不溶性画分中の目的タンパク質を増加させ、目的タンパク質の生産性を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a target protein, which comprises accumulating the target protein in the insoluble fraction. Increasing the amount of target protein in the insoluble fraction by culturing recombinant cells expressing the target protein in the presence of inexpensive lower alcohol without modifying the host or changing culture conditions significantly Therefore, the productivity of the target protein can be increased.

目的タンパク質の発現をポリアクリルアミド電気泳動(SDS−PAGE)により確認した結果を示す染色写真である。染色はIn vision染色液を用いたHis−tag染色を行った。左から1〜3列目は、IPTG添加後20℃で培養した細胞由来のサンプルの泳動結果、4列目は、タンパク質分子量マーカーの泳動結果である。−、1%,3%は、それぞれ添加したEtOHの最終濃度を示す(−は未添加を示す)。また、矢印は、目的タンパク質のサイズに基づくバンドの位置を示す。It is a stained photograph which shows the result of having confirmed the expression of the target protein by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). For staining, His-tag staining using an Invision staining solution was performed. The first to third columns from the left show the migration results of the sample derived from the cells cultured at 20° C. after the addition of IPTG, and the fourth column shows the migration results of the protein molecular weight marker. -1% and 3% indicate the final concentration of EtOH added (- indicates not added). The arrow indicates the position of the band based on the size of the target protein. 可溶性画分及び不溶性画分の各溶液における目的タンパク質の発現を、図1と同様にSDS−PAGEにより確認した結果を示す染色写真である。Sup(1〜3列目)は可溶性画分、Ppt(4〜6列目)は不溶性画分を示す。−、1%、3%はそれぞれ添加したEtOHの最終濃度を示す(−は未添加を示す)。7列目は、タンパク質分子量マーカーの泳動結果である。また、矢印は、目的タンパク質のサイズに基づくバンドの位置を示す。2 is a staining photograph showing the result of confirming the expression of the target protein in each solution of the soluble fraction and the insoluble fraction by SDS-PAGE as in FIG. 1. Sup (rows 1 to 3) shows a soluble fraction, and Ppt (rows 4 to 6) shows an insoluble fraction. -, 1% and 3% indicate the final concentration of EtOH added (- indicates not added). The seventh column shows the results of migration of protein molecular weight markers. The arrow indicates the position of the band based on the size of the target protein.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

[目的タンパク質の製造方法]
本発明の一実施形態に係る目的タンパク質の製造方法は、目的タンパク質を発現している組換え細胞を、低級アルコール存在下で培養することにより、目的タンパク質を不溶性画分に蓄積させることを含む。
[Method for producing target protein]
The method for producing a target protein according to one embodiment of the present invention includes culturing a recombinant cell expressing the target protein in the presence of a lower alcohol to accumulate the target protein in the insoluble fraction.

(組換え細胞)
本発明の一実施形態に係る組換え細胞は、目的タンパク質を発現している。組換え細胞は、目的タンパク質を発現するように組換え操作をした細胞を意味する。
(Recombinant cell)
The recombinant cell according to one embodiment of the present invention expresses a target protein. A recombinant cell means a cell that has been recombinantly engineered to express a protein of interest.

本発明の一実施形態に係る組換え細胞は、例えば、目的タンパク質を発現させるための発現カセットを導入することにより得ることができる。上記発現カセットとしては、例えば、目的タンパク質をコードする核酸配列と、当該核酸配列に作動可能に連結された1又は複数の調節配列とを有する発現カセットが挙げられる。 The recombinant cell according to one embodiment of the present invention can be obtained, for example, by introducing an expression cassette for expressing a target protein. Examples of the expression cassette include an expression cassette having a nucleic acid sequence encoding a protein of interest and one or more regulatory sequences operably linked to the nucleic acid sequence.

発現カセットを宿主細胞に導入する方法としては、例えば、発現カセットを導入した発現ベクターを宿主細胞に形質転換させる方法、及び上記発現ベクター又は本発現カセットを宿主細胞のゲノムDNAに直接組み込む方法が挙げられる。目的タンパク質の発現カセットは宿主細胞のゲノムDNAに組み込むことが好ましい。 Examples of the method of introducing the expression cassette into the host cell include a method of transforming the expression vector into which the expression cassette has been introduced into the host cell, and a method of directly incorporating the expression vector or the present expression cassette into the genomic DNA of the host cell. Be done. The expression cassette for the protein of interest is preferably integrated into the genomic DNA of the host cell.

発現カセットを導入した発現ベクターを宿主細胞に形質転換させる方法としては、公知の方法を使用することができ、例えば、プラスミドを用いて発現ベクターを宿主細胞に形質転換させることが挙げられる。例えば、上記方法により発現カセットを大腸菌に導入することで、組換え大腸菌を製造することができる。 As a method of transforming an expression vector into which an expression cassette has been introduced into a host cell, a known method can be used, and examples include transforming the expression vector into a host cell using a plasmid. For example, recombinant Escherichia coli can be produced by introducing the expression cassette into Escherichia coli by the above method.

上記発現ベクターあるいは発現カセットを宿主細胞のゲノムDNAへ組み込む方法としては、公知の方法を使用することができ、例えば、λファージの2重鎖切断修復における組換え機構を応用したλred法、Red/ET相同組換え法、pUT−mini Tn5を用いたトランスポゾン活性を利用した転移法が挙げられる。また、例えば、バイオメダル社の「トランスポゾンによる遺伝子導入キット:pUTmini−Tn5 Kit」等を用い、キットに記載の方法に準じて、発現カセットを宿主細胞のゲノムDNAに組み込むことができる。 As a method for incorporating the above-mentioned expression vector or expression cassette into the genomic DNA of a host cell, known methods can be used. For example, the λred method applying the recombination mechanism in the double-strand break repair of λ phage, Red/ The ET homologous recombination method and the transposition method utilizing the transposon activity using pUT-mini Tn5 can be mentioned. In addition, for example, a gene transfection kit using transposon: pUTmini-Tn5 Kit of Biomedal Co., Ltd. can be used to incorporate the expression cassette into the genomic DNA of the host cell according to the method described in the kit.

宿主細胞として、細菌等の原核生物の細胞、並びに酵母細胞、糸状真菌細胞、昆虫細胞、動物細胞、及び植物細胞等の真核生物の細胞のいずれも用いることができる。ただし、増殖が速いかつ培養コストを削減する観点から、宿主細胞は細菌等の原核細胞の細胞であることが好ましい。 As a host cell, any of prokaryotic cells such as bacteria and eukaryotic cells such as yeast cells, filamentous fungal cells, insect cells, animal cells, and plant cells can be used. However, the host cells are preferably prokaryotic cells such as bacteria from the viewpoints of rapid growth and reduction of culture costs.

細菌等の原核生物の宿主細胞としては、エシェリヒア属、ブレビバチルス属、セラチア属、バチルス属、ミクロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、コリネバクテリウム属及びシュードモナス属等に属する微生物を挙げることができる。原核生物の好ましい例としては、例えば、大腸菌、バチルス・ズブチリス、シュードモナス、コリネバクテリウム、及びラクトコッカス等を挙げることができる。宿主細胞は、エシェリヒア属の細菌、特に大腸菌(Escherichia coli)であることが好ましい。 Examples of prokaryotic host cells such as bacteria include microorganisms belonging to Escherichia, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium and Pseudomonas. .. Preferred examples of prokaryotes include E. coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas, Corynebacterium, and Lactococcus. The host cell is preferably a bacterium of the genus Escherichia, in particular Escherichia coli.

エシェリヒア属に属する微生物として、例えば、エシェリヒア・コリ BL21(ノバジェン社)、エシェリヒア・コリ BL21(DE3)(ライフテクノロジーズ社)、エシェリヒア・コリ BLR(DE3)(メルクミリポア社)、エシェリヒア・コリ DH1、エシェリヒア・コリ GI698、エシェリヒア・コリ HB101、エシェリヒア・コリ JM109、エシェリヒア・コリ K5(ATCC 23506)、エシェリヒア・コリ KY3276、エシェリヒア・コリ MC1000、エシェリヒア・コリ MG1655(ATCC 47076)、エシェリヒア・コリ No.49、エシェリヒア・コリ Rosetta(DE3)(ノバジェン社)、エシェリヒア・コリ TB1、エシェリヒア・コリ Tuner(ノバジェン社)、エシェリヒア・コリ Tuner(DE3)(ノバジェン社)、エシェリヒア・コリ W1485、エシェリヒア・コリ W3110(ATCC 27325)、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)XL1−Blue、エシェリヒア・コリ XL2−Blue等を挙げることができる。宿主細胞は、大腸菌(Escherichia coli)であることが好ましい。 Examples of microorganisms belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli BL21 (Novagen), Escherichia coli BL21 (DE3) (Life Technologies), Escherichia coli BLR (DE3) (Merck Millipore), Escherichia coli DH1, Escherichia.・Coli GI698, Escherichia coli HB101, Escherichia coli JM109, Escherichia coli K5 (ATCC 23506), Escherichia coli KY3276, Escherichia coli MC1000, Escherichia coli MG1655 (ATCC No. 47076, Escherichia coli. 49, Escherichia coli Rosetta (DE3) (Novagen), Escherichia coli TB1, Escherichia coli Tuner (Novagen), Escherichia coli Tuner (DE3) (Novagen), Escherichia coli W1485, Escherichia W3185 (Escherichia W3) ATCC 27325), Escherichia coli XL1-Blue, Escherichia coli XL2-Blue and the like. The host cell is preferably Escherichia coli.

上記宿主細胞への本発現カセットの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができる。例えば、カルシウムイオンを用いる方法〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69,2110 (1972)〕、プロトプラスト法(特開昭63−248394号公報)、又はGene,17,107(1982)やMolecular & General Genetics,168,111(1979)に記載の方法等を挙げることができる。 As a method for introducing the present expression cassette into the host cell, any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into the host cell. For example, a method using calcium ions [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)], the protoplast method (JP-A-63-248394), or the method described in Gene, 17, 107 (1982) or Molecular & General Genetics, 168, 111 (1979). Can be mentioned.

ブレビバチルス属に属する微生物の形質転換は、例えば、Takahashiらの方法(J.Bacteriol.,1983,156:1130−1134)や、Takagiらの方法(Agric.Biol.Chem.,1989,53:3099−3100)、又はOkamotoらの方法(Biosci.Biotechnol.Biochem.,1997,61:202−203)により実施することができる。 Transformation of a microorganism belonging to the genus Brevibacillus is performed, for example, by the method of Takahashi et al. (J. Bacteriol., 1983, 156:1130-1134) or the method of Takagi et al. (Agric. Biol. Chem., 1989, 53:3099). -3100), or the method of Okamoto et al. (Biosci. Biotechnol. Biochem., 1997, 61:202-203).

本発現カセットを導入するベクター(以下、単に「ベクター」という。)の種類は、プラスミドベクター、ウイルスベクター、コスミドベクター、フォスミドベクター、人工染色体ベクター等、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。ベクターとしては、例えば、pBTrp2、pBTac1、pBTac2(いずれもベーリンガーマンハイム社より市販)、pKK233−2(Pharmacia社製)、pSE280(Invitrogen社製)、pGEMEX−1(Promega社製)、pQE−8(QIAGEN社製)、pKYP10(特開昭58−110600号公報)、pKYP200〔Agric.Biol.Chem.,48,669(1984)〕、pLSA1〔Agric.Biol.Chem.,53,277(1989)〕、pGEL1〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,4306(1985)〕、pBluescript II SK(−)(Stratagene社製)、pTrs30〔Escherichiacoli JM109/pTrS30(FERM BP−5407)より調製〕、pTrs32〔Escherichia coli JM109/pTrS32(FERM BP−5408)より調製〕、pGHA2〔Escherichia coli IGHA2(FERM B−400)より調製、特開昭60−221091号公報〕、pGKA2〔Escherichia coli IGKA2(FERM BP−6798)より調製、特開昭60−221091号公報〕、pTerm2(米国特許4686191号、米国特許4939094号、米国特許5160735号)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pEG400〔J.Bacteriol.,172,2392(1990)〕、pGEX(Pharmacia社製)、pETシステム(Novagen社製)等を挙げることができる。 The type of vector (hereinafter simply referred to as “vector”) into which the present expression cassette is introduced may be appropriately selected according to the type of host, such as plasmid vector, virus vector, cosmid vector, fosmid vector, artificial chromosome vector, etc. it can. Examples of the vector include pBTrp2, pBTac1, pBTac2 (all commercially available from Boehringer Mannheim), pKK233-2 (Pharmacia), pSE280 (Invitrogen), pGEMEX-1 (Promega), pQE-8 (PQE-8). Manufactured by QIAGEN), pKYP10 (JP-A-58-110600), pKYP200 [Agric. Biol. Chem. , 48, 669 (1984)], pLSA1 [Agric. Biol. Chem. , 53, 277 (1989)], pGEL1 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82, 4306 (1985)], pBluescript II SK(-) (manufactured by Stratagene), pTrs30 [prepared from Escherichia coli JM109/pTrS30 (FERM BP-5407)], pTrs32 [EscherrJsPriSpricheria]. )), pGHA2 [prepared from Escherichia coli IGHA2 (FERM B-400), JP-A-60-221091], pGKA2 [prepared from Escherichia coli IGKA2 (FERM BP-6798), JP-A-60-221091. Gazette], pTerm2 (U.S. Pat. No. 4,686,191, U.S. Pat. No. 4,939,094, U.S. Pat. No. 5,160,735), pSupex, pUB110, pTP5, pC194, pEG400 [J. Bacteriol. , 172, 2392 (1990)], pGEX (manufactured by Pharmacia), pET system (manufactured by Novagen), and the like.

宿主細胞として大腸菌を用いる場合は、pUC18、pBluescriptII、pSupex、pET22b、pCold等を好適なベクターとして挙げることができる。 When E. coli is used as the host cell, pUC18, pBluescriptII, pSupex, pET22b, pCold and the like can be mentioned as suitable vectors.

ブレビバチルス属に属する微生物に好適なベクターの具体例として、枯草菌ベクターとして公知であるpUB110、又はpHY500(特開平2−31682号公報)、pNY700(特開平4−278091号公報)、pHY4831(J.Bacteriol.,1987,1239−1245)、pNU200(鵜高重三、日本農芸化学会誌1987,61:669−676)、pNU100(Appl.Microbiol.Biotechnol.,1989,30:75−80)、pNU211(J.Biochem.,1992,112:488−491)、pNU211R2L5(特開平7−170984号公報)、pNH301(Appl.Environ.Microbiol.,1992,58:525−531)、pNH326、pNH400(J.Bacteriol.,1995,177:745−749)、pHT210(特開平6−133782号公報)、pHT110R2L5(Appl.Microbiol.Biotechnol.,1994,42:358−363)、又は大腸菌とブレビバチルス属に属する微生物とのシャトルベクターであるpNCO2(特開2002−238569号公報)等を挙げることができる。 Specific examples of a vector suitable for a microorganism belonging to the genus Brevibacillus include pUB110, which is known as a Bacillus subtilis vector, or pHY500 (JP-A-2-31682), pNY700 (JP-A-4-278091), pHY4831 (J Bacteriol., 1987, 1239-1245), pNU200 (Shigezo Utaka, Journal of Japan Society of Agricultural Chemistry 1987, 61: 669-676), pNU100 (Appl. Microbiol. Biotechnol., 1989, 30: 75-80), pNU211. (J. Biochem., 1992, 112:488-491), pNU211R2L5 (JP-A-7-170984), pNH301 (Appl. Environ. Microbiol., 1992, 58:525-531), pNH326, pNH400 (J. Bacteriol., 1995, 177: 745-749), pHT210 (JP-A-6-133782), pHT110R2L5 (Appl. Microbiol. Biotechnol., 1994, 42: 358-363), or microorganisms belonging to Escherichia coli and Brevibacillus. And pNCO2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-238569), which is a shuttle vector of

真核生物の宿主細胞としては、例えば、酵母及び糸状真菌(カビ等)を挙げることができる。 Examples of eukaryotic host cells include yeast and filamentous fungi (mold and the like).

酵母としては、例えば、サッカロマイセス(Saccharomyces)属、シゾサッカロマイセス(Schizosaccharomyces)属、クリベロマイセス(Kluyveromyces)属、トリコスポロン(Trichosporon)属、シワニオミセス(Schwanniomyces)属、ピキア(Pichia)属、キャンディダ(Candida)属、ヤロウィア属及びハンゼヌラ属等に属する酵母を挙げることができる。 As yeast, for example, Saccharomyces genus, Schizosaccharomyces genus, Kluyveromyces genus, Trichosporon (Trichospida) genus, Schwanniomyces (Schiwanes, Schywanes), , Yarrowia genus, Hansenula genus and the like.

酵母を宿主細胞として用いる場合の発現ベクターは通常、複製起点(宿主細胞における増幅が必要である場合)及び大腸菌中でのベクターの増殖のための選抜マーカー、酵母における組換えタンパク質発現のための誘導性プロモータ及びターミネータ、並びに酵母のための選抜マーカーを含むことが好ましい。 When yeast is used as a host cell, the expression vector is usually an origin of replication (if amplification in the host cell is needed) and a selectable marker for growth of the vector in E. coli, induction for recombinant protein expression in yeast. It is preferred to include a sex promoter and terminator, and a selectable marker for yeast.

発現ベクターが非組込みベクターの場合、さらに自己複製配列(ARS)を含むことが好ましい。これにより細胞内における発現ベクターの安定性を向上させることができる(Myers、A.M.、et al.(1986)Gene 45:299−310)。 When the expression vector is a non-integrated vector, it is preferable that the expression vector further contains an autonomously replicating sequence (ARS). This can improve the stability of the expression vector in cells (Myers, AM, et al. (1986) Gene 45:299-310).

酵母を宿主細胞として用いる場合のベクターとしては、例えば、YEP13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、YCp50(ATCC37419)、YIp、pHS19、pHS15、pA0804、pHIL3Ol、pHIL−S1、pPIC9K、pPICZα、pGAPZα、pPICZ B等を挙げることができる。 Examples of the vector when yeast is used as a host cell include YEP13 (ATCC37115), YEp24 (ATCC37051), YCp50 (ATCC37419), YIp, pHS19, pHS15, pA0804, pHIL3Ol, pHIL-S1, pPIC9K, pPICZα, pGAPZα, PGAPZα, PGAPZα, PGAPZα, B etc. can be mentioned.

酵母を宿主細胞とした場合のプロモータの具体例として、ガラクトース誘導性のgal 1プロモータ及びgal 10プロモータ;銅誘導性のCUP 1プロモータ;チアミン誘導性のnmt1プロモータ;並びにメタノール誘導性のAOX1プロモータ、AOX2プロモータ、DHASプロモータ、DASプロモータ、FDHプロモータ、FMDHプロモータ、MOXプロモータ、ZZA1、PEX5−、PEX8−及びPEX14−プロモータ等を挙げることができる。 Specific examples of the promoter when yeast is used as a host cell include galactose-inducible gal 1 promoter and gal 10 promoter; copper-inducible CUP 1 promoter; thiamine-inducible nmt1 promoter; and methanol-inducible AOX1 promoter, AOX2. Examples thereof include promoters, DHAS promoters, DAS promoters, FDH promoters, FMDH promoters, MOX promoters, ZZA1, PEX5-, PEX8- and PEX14-promoters.

酵母への発現ベクターの導入方法としては、酵母にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法(Methods Enzymol.,194,182(1990))、スフェロプラスト法(Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,81,4889(1984))、酢酸リチウム法(J.Bacteriol.,153,163(1983))、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)記載の方法等を挙げることができる。 As a method for introducing an expression vector into yeast, any method can be used as long as it is a method for introducing DNA into yeast. For example, electroporation method (Methods Enzymol., 194, 182 (1990)), spheroplast Method (Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 81, 4889 (1984)), lithium acetate method (J. Bacteriol., 153, 163 (1983)), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978) and the like.

糸状真菌としては、例えば、アクレモニウム(Acremonium)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、ウスチラーゴ(Ustilago)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、ノイロスポラ(Neurospora)属、フザリウム(Fusarium)属、フミコーラ(Humicola)属、ペニシリウム(Penicillium)属、マイセリオフトラ(Myceliophtora)属、ボトリティス(Botryts)属、マグナポルサ(Magnaporthe)属、ムコア(Mucor)属、メタリチウム(Metarhizium)属、モナスカス(Monascus)属、リゾプス(Rhizopus)属、及びリゾムコア属に属する菌等を挙げることができる。 Examples of filamentous fungi include the genus Acremonium, the genus Aspergillus, the genus Ustilago, the genus Trichoderma, the genus Neurospora, the genus Fusarium, and the genus Fusarium. Penicillium genus, Myceliophtora genus, Botrytis genus, Magnaporthe genus, Mucor genus, Metalithium (Metarhizus genus), Monascus (Rhizopus) , And bacteria belonging to the genus Rhizomucor.

糸状真菌を宿主細胞とした場合のプロモータの具体例として、サリチル酸誘導性PR1aプロモータ;シクロヘキシミド誘導性Placcプロモータ;及びキナ酸誘導性Pqa−2プロモータ等を挙げることができる。 Specific examples of the promoter when a filamentous fungus is used as the host cell include salicylic acid-inducible PR1a promoter; cycloheximide-inducible Placc promoter; and quinic acid-inducible Pqa-2 promoter.

糸状真菌への発現ベクターの導入は,従来公知の方法を用いて行うことができる。例えば、Cohenらの方法(塩化カルシウム法)[Proc.Natl.Acad.Sci.USA,69:2110(1972)]、プロトプラスト法[Mol.Gen.Genet.,168:111(1979)]、コンピテント法[J.Mol.Biol.,56:209(1971)]、エレクトロポレーション法等が挙げられる。 The expression vector can be introduced into the filamentous fungus using a conventionally known method. For example, the method of Cohen et al. (calcium chloride method) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69:2110 (1972)], protoplast method [Mol. Gen. Genet. , 168:111 (1979)], the competent method [J. Mol. Biol. 56:209 (1971)], electroporation method and the like.

調節配列は、宿主における組換えタンパク質の発現を制御する配列(例えば、プロモータ、エンハンサ、リボソーム結合配列、転写終結配列等)であり、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。 The regulatory sequence is a sequence that controls the expression of the recombinant protein in the host (for example, promoter, enhancer, ribosome binding sequence, transcription termination sequence, etc.), and can be appropriately selected depending on the type of host.

プロモータは、下流遺伝子の転写を調節するために細胞転写因子と特異的に相互作用するDNA配列の任意のアレイであり得る。特定のプロモータの選択は、対象となるタンパク質を発現するためにどの細胞型が使用されるかに依存する。転写調節配列は宿主微生物からのものであり得る。宿主細胞に応じて、公知でかつ宿主細胞の機能を操作し得るプロモータを用いることができる。 A promoter can be any array of DNA sequences that specifically interacts with cellular transcription factors to regulate the transcription of downstream genes. The choice of a particular promoter depends on which cell type is used to express the protein of interest. The transcriptional regulatory sequence can be from the host microorganism. Depending on the host cell, known promoters capable of manipulating the function of the host cell can be used.

組換え技術で広く利用されるプロモータとして、例えば原核生物誘導性プロモータの例は、バクテリオファージの主要な右及び左プロモータのtrp、recA、lacZ、AraC、及び大腸菌のgalプロモータ、枯草菌のα−アミラーゼ(Ulmanen Ett at., J. Bacteriol. 162:176−182, 1985)及びσ−D特異的プロモータ(Gilman et al., Gene sequence 32:11−20(1984))、バチルスのバクテリオファージのプロモータ(Gryczan, In: The Molecular Biology of the Bacilli, Academic Press, Inc., NY (1982))、ストレプトマイセスのプロモータ(Ward et at., MoI. Gen. Genet. 203:468−478, 1986)などを含む。例示的な原核生物プロモータは、Glick(J. Ind. Microtiot. 1 :277−282, 1987);Cenatiempo(Biochimie 68:505−516, 1986);及びGottesrnan(Ann. Rev. Genet. 18:415−442, 1984)に概説される。 Examples of promoters widely used in recombinant technology include, for example, prokaryotic inducible promoters such as trp, recA, lacZ, AraC of major right and left promoters of bacteriophage, and gal promoter of E. coli, α-of Bacillus subtilis. Amylase (Ullmanen Ett at., J. Bacteriol. 162:176-182, 1985) and σ-D specific promoter (Gilman et al., Gene sequence 32: 11-20 (1984)), Bacillus bacteriophage promoter. (Gryczan, In: The Molecular Biology of the Bacilli, Academic Press, Inc., NY (1982)), the promoter of Streptomyces (Ward et at., MoI.-6, 203. Gene. 68: 203). including. Exemplary prokaryotic promoters are Glick (J. Ind. Microtiot. 1:277-282, 1987); Cenatempo (Biochimie 68:505-516, 1986); and Gottesranan (Ann. Rev. Genet. 41:41. 442, 1984).

(目的タンパク質)
本発明の一実施形態に係る組換え細胞は、目的タンパク質を発現するものである。目的タンパク質とは、タンパク質発現方法により発現させた後、回収等して利用することを目的とするタンパク質のことを意味する。目的タンパク質としては、工業規模での製造が好ましい任意のタンパク質を挙げることができ、例えば、工業用に利用できるタンパク質、医療用に利用できるタンパク質、及び構造タンパク質等を挙げることができる。工業用又は医療用に利用できるタンパク質の具体例としては、酵素、制御タンパク質、受容体、ペプチドホルモン、サイトカイン、膜又は輸送タンパク質、予防接種に使用する抗原、ワクチン、抗原結合タンパク質、免疫刺激タンパク質、アレルゲン、及び完全長抗体又は抗体フラグメント若しくは誘導体等を挙げることができる。構造タンパク質の具体例としては、フィブロイン(例えば、スパイダーシルク、カイコシルク等)、ケラチン、コラ−ゲン、エラスチン、レシリン、及びこれらタンパク質の断片、並びにこれら由来のタンパク質等を挙げることができる。
(Target protein)
The recombinant cell according to one embodiment of the present invention expresses a target protein. The target protein means a protein whose purpose is to recover and utilize the protein after expressing it by the protein expression method. Examples of the target protein include any protein that is preferably produced on an industrial scale, and examples thereof include a protein that can be used industrially, a protein that can be used medically, and a structural protein. Specific examples of proteins that can be used industrially or medically include enzymes, regulatory proteins, receptors, peptide hormones, cytokines, membrane or transport proteins, antigens used for vaccination, vaccines, antigen-binding proteins, immunostimulatory proteins, Examples include allergens, full-length antibodies, antibody fragments or derivatives, and the like. Specific examples of structural proteins include fibroin (eg, spider silk, silkworm silk, etc.), keratin, collagen, elastin, resilin, fragments of these proteins, and proteins derived therefrom.

本明細書においてフィブロインは、天然由来のフィブロインと改変フィブロインとを含む。本明細書において「天然由来のフィブロイン」とは、天然由来のフィブロインと同一のアミノ酸配列を有するフィブロインを意味し、「改変フィブロイン」とは、天然由来のフィブロインとは異なるアミノ酸配列を有するフィブロインを意味する。 As used herein, fibroin includes naturally occurring fibroin and modified fibroin. As used herein, "naturally-derived fibroin" means a fibroin having the same amino acid sequence as naturally-derived fibroin, and "modified fibroin" means a fibroin having an amino acid sequence different from that of naturally-derived fibroin. To do.

フィブロインは、クモ糸フィブロインであってよい。クモ糸フィブロインには、天然クモ糸フィブロイン、及び天然クモ糸フィブロインに由来する改変フィブロインが含まれる。天然クモ糸フィブロインとしては、例えば、クモ類が産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。 The fibroin may be spider silk fibroin. Spider silk fibroin includes natural spider silk fibroin and modified fibroin derived from natural spider silk fibroin. Examples of the natural spider silk fibroin include spider silk protein produced by spiders.

フィブロインは、例えば、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質であってもよい。本実施形態に係るフィブロインは、ドメイン配列のN末端側及びC末端側のいずれか一方又は両方に更にアミノ酸配列(N末端配列及びC末端配列)が付加されていてもよい。N末端配列及びC末端配列は、これに限定されるものではないが、典型的には、フィブロインに特徴的なアミノ酸モチーフの反復を有さない領域であり、100残基程度のアミノ酸からなる。 Fibroin is, for example, a protein containing a domain sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif. May be. The fibroin according to the present embodiment may further have an amino acid sequence (N-terminal sequence and C-terminal sequence) added to either or both of the N-terminal side and the C-terminal side of the domain sequence. The N-terminal sequence and the C-terminal sequence are typically, but not limited to, regions having no repeat of the amino acid motif characteristic of fibroin, and consist of about 100 amino acids.

本明細書において「ドメイン配列」とは、フィブロイン特有の結晶領域(典型的には、アミノ酸配列の(A)モチーフに相当する。)と非晶領域(典型的には、アミノ酸配列のREPに相当する。)を生じるアミノ酸配列であり、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるアミノ酸配列を意味する。ここで、(A)nモチーフは、アラニン残基を主とするアミノ酸配列を示し、アミノ酸残基数は2〜27である。(A)モチーフのアミノ酸残基数は、2〜20、4〜27、4〜20、8〜20、10〜20、4〜16、8〜16、又は10〜16の整数であってよい。また、(A)モチーフ中の全アミノ酸残基数に対するアラニン残基数の割合は40%以上であればよく、60%以上、70%以上、80%以上、83%以上、85%以上、86%以上、90%以上、95%以上、又は100%(アラニン残基のみで構成されることを意味する。)であってもよい。ドメイン配列中に複数存在する(A)モチーフは、少なくとも7つがアラニン残基のみで構成されてもよい。REPは2〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。REPは、10〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列であってもよい。は2〜300の整数を示し、10〜300の整数であってもよい。複数存在する(A)モチーフは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。複数存在するREPは、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。 In the present specification, the “domain sequence” refers to a crystalline region (typically corresponding to the (A) n motif of an amino acid sequence) and an amorphous region (typically, a REP of an amino acid sequence) peculiar to fibroin. The amino acid sequence represented by Formula 1: [(A) n motif-REP] m or Formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif. Means an array. Here, the (A) n motif represents an amino acid sequence mainly containing an alanine residue, and the number of amino acid residues is 2 to 27. (A) The number of amino acid residues of the n motif may be an integer of 2 to 20, 4 to 27, 4 to 20, 8 to 20, 10 to 20, 4 to 16, 8 to 16, or 10 to 16. .. Further, the ratio of the number of alanine residues to the total number of amino acid residues in the (A) n motif may be 40% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 83% or more, 85% or more, It may be 86% or more, 90% or more, 95% or more, or 100% (meaning that it is composed of only alanine residues). At least seven of the (A) n motifs present in the domain sequence may be composed of only alanine residues. REP indicates an amino acid sequence composed of 2 to 200 amino acid residues. REP may be an amino acid sequence composed of 10 to 200 amino acid residues. m represents an integer of 2 to 300, and may be an integer of 10 to 300. The plurality of (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. The plurality of REPs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.

天然由来のフィブロインとしては、例えば、式1:[(A)モチーフ−REP]、又は式2:[(A)モチーフ−REP]−(A)モチーフで表されるドメイン配列を含むタンパク質を挙げることができる。天然由来のフィブロインの具体例としては、例えば、昆虫又はクモ類が産生するフィブロインが挙げられる。 Examples of naturally-occurring fibroin include, for example, a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m or the formula 2: [(A) n motif-REP] m -(A) n motif. The proteins included can be mentioned. Specific examples of naturally-derived fibroin include, for example, fibroin produced by insects or arachnids.

昆虫が産生するフィブロインとしては、例えば、ボンビックス・モリ(Bombyx mori)、クワコ(Bombyx mandarina)、天蚕(Antheraea yamamai)、柞蚕(Anteraea pernyi)、楓蚕(Eriogyna pyretorum)、蓖蚕(Pilosamia Cynthia ricini)、樗蚕(Samia cynthia)、栗虫(Caligura japonica)、チュッサー蚕(Antheraea mylitta)、ムガ蚕(Antheraea assama)等のカイコが産生する絹タンパク質、及びスズメバチ(Vespa simillima xanthoptera)の幼虫が吐出するホーネットシルクタンパク質が挙げられる。 Examples of fibroin produced by insects include Bombyx mori (Bombyx mori), mulberry (Bombyx mandarina), terrestrial silkworm (Antheraea yamai mai), 柞蚓ya pyramy (Atera ea peri pyna), Anteraea peri ny (Atera pera pyna), Pomegranate (Anteraea pernii) ), silk proteins produced by silkworms such as Anthera ea limata (Antheraea assama), and silk proteins produced by Bombyx mori (Antheraea assama), such as silkworms (Samia cynthia), chrysanthemums (Caligura japonica), chusser silkworms (Antheraea mylitta), and moth silkworms (Antherae a assama). Hornet silk protein is mentioned.

昆虫が産生するフィブロインのより具体的な例としては、例えば、カイコ・フィブロインL鎖(GenBankアクセッション番号M76430(塩基配列)、及びAAA27840.1(アミノ酸配列))が挙げられる。 More specific examples of fibroin produced by insects include, for example, silkworm fibroin L chain (GenBank Accession No. M76430 (base sequence) and AAA278840.1 (amino acid sequence)).

クモ類が産生するフィブロインとしては、例えば、オニグモ、ニワオニグモ、アカオニグモ、アオオニグモ及びマメオニグモ等のオニグモ属(Araneus属)に属するクモ、ヤマシロオニグモ、イエオニグモ、ドヨウオニグモ及びサツマノミダマシ等のヒメオニグモ属(Neoscona属)に属するクモ、コオニグモモドキ等のコオニグモモドキ属(Pronus属)に属するクモ、トリノフンダマシ及びオオトリノフンダマシ等のトリノフンダマシ属(Cyrtarachne属)に属するクモ、トゲグモ及びチブサトゲグモ等のトゲグモ属(Gasteracantha属)に属するクモ、マメイタイセキグモ及びムツトゲイセキグモ等のイセキグモ属(Ordgarius属)に属するクモ、コガネグモ、コガタコガネグモ及びナガコガネグモ等のコガネグモ属(Argiope属)に属するクモ、キジロオヒキグモ等のオヒキグモ属(Arachnura属)に属するクモ、ハツリグモ等のハツリグモ属(Acusilas属)に属するクモ、スズミグモ、キヌアミグモ及びハラビロスズミグモ等のスズミグモ属(Cytophora属)に属するクモ、ゲホウグモ等のゲホウグモ属(Poltys属)に属するクモ、ゴミグモ、ヨツデゴミグモ、マルゴミグモ及びカラスゴミグモ等のゴミグモ属(Cyclosa属)に属するクモ、及びヤマトカナエグモ等のカナエグモ属(Chorizopes属)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質、並びにアシナガグモ、ヤサガタアシナガグモ、ハラビロアシダカグモ及びウロコアシナガグモ等のアシナガグモ属(Tetragnatha属)に属するクモ、オオシロカネグモ、チュウガタシロカネグモ及びコシロカネグモ等のシロカネグモ属(Leucauge属)に属するクモ、ジョロウグモ及びオオジョロウグモ等のジョロウグモ属(Nephila属)に属するクモ、キンヨウグモ等のアズミグモ属(Menosira属)に属するクモ、ヒメアシナガグモ等のヒメアシナガグモ属(Dyschiriognatha属)に属するクモ、クロゴケグモ、セアカゴケグモ、ハイイロゴケグモ及びジュウサンボシゴケグモ等のゴケグモ属(Latrodectus属)に属するクモ、及びユープロステノプス属(Euprosthenops属)に属するクモ等のアシナガグモ科(Tetragnathidae科)に属するクモが産生するスパイダーシルクタンパク質が挙げられる。スパイダーシルクタンパク質としては、例えば、MaSp(MaSp1及びMaSp2)、ADF(ADF3及びADF4)等の牽引糸タンパク質、MiSp(MiSp1及びMiSp2)等が挙げられる。 Examples of fibroin produced by spiders include spiders belonging to the genus Araneus, such as Onigumo, Niwaonigamo, Akanonigumo, Aonigumo and Maenoonigumo, spiders of the genus Araneus, spiders of the genus Neon sp. Spiders belonging to the genus Proton, spiders belonging to the genus Pronus, spiders belonging to the genus Cyrtarachne such as Torinofundamas and Otorinofundamas; Spiders belonging to the genus Gasteracantha, spiders belonging to the genus Ordgarius such as Mameitaiseki spider and Mutsugai spider, and belonging to the genus Argiopsis such as Argiogiope, Argiope brue and Argiope spp. Spiders belonging to the genus Arachnura, Spiders belonging to the genus Acusilas such as Spider Spider, spiders belonging to the genus Cytophora (Spider Spider), such as Spiders, Spiders, and Black Spiders (genus Cytophora). Spider silk protein produced by spiders belonging to the genus Cyclopsa (genus Cyclosa), such as spiders, spider silk proteins, and spider silk spiders belonging to the genus Cyclozopes, such as the spider silk spider, and the spider silk spider, which belong to the genus Cyclosopes. Spiders belonging to the genus Tetragnatha, such as the herring-tailed spider, the pearl-billed spider, and the white-bellied spider, the spider belonging to the genus Leucaug Spiders belonging to the genus Nephila, spiders belonging to the genus Menosira, such as black spiders, spiders belonging to the genus Dyschiriognatha, such as dwarf spiders, such as black spiders, black widow spiders, black widow spiders, and black spiders. Spiders produced by spiders belonging to the family Tetragnathidae, such as spiders belonging to the genus (Latrodectus) and spiders belonging to the genus Euprosthenops (Euprosthenops) Examples include pider silk protein. Examples of the spider silk protein include dragline proteins such as MaSp (MaSp1 and MaSp2) and ADF (ADF3 and ADF4), and MiSp (MiSp1 and MiSp2).

ケラチン由来のタンパク質として、例えば、カプラ・ヒルクス(Capra hircus)のタイプIケラチン等を挙げることができる。 Examples of keratin-derived proteins include Capra hircus type I keratin.

コラーゲン由来のタンパク質としては、例えば、式3:[REP2]pで表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式3中、pは5〜300の整数を示す。REP2は、Gly−X−Yから構成されるアミノ酸配列を示し、X及びYはGly以外の任意のアミノ酸残基を示す。複数存在するREP2は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。 As the collagen-derived protein, for example, a protein containing a domain sequence represented by Formula 3: [REP2]p (wherein, in Formula 3, p represents an integer of 5 to 300. REP2 is Gly-X-. An amino acid sequence composed of Y is shown, and X and Y are arbitrary amino acid residues other than Gly. A plurality of REP2s may be the same amino acid sequence or different amino acid sequences. it can.

エラスチン由来のタンパク質としては、例えば、NCBIのGenBankのアクセッション番号AAC98395(ヒト)、I47076(ヒツジ)、NP786966(ウシ)等のアミノ酸配列を有するタンパク質を挙げることができる。 Examples of the elastin-derived protein include proteins having amino acid sequences such as NCBI GenBank Accession Nos. AAC98395 (human), I47076 (sheep), and NP786966 (bovine).

レシリン由来のタンパク質としては、例えば、式4:[REP3]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式4中、は4〜300の整数を示す。REP3はSer−J−J−Tyr−Gly−U−Proから構成されるアミノ酸配列を示す。Jは任意アミノ酸残基を示し、特にAsp、Ser及びThrからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。Uは任意のアミノ酸残基を示し、特にPro、Ala、Thr及びSerからなる群から選ばれるアミノ酸残基であることが好ましい。複数存在するREP4は、互いに同一のアミノ酸配列でもよく、異なるアミノ酸配列でもよい。)を挙げることができる。 As the protein derived from resilin, for example, a protein containing a domain sequence represented by Formula 4: [REP3] q (wherein, q is an integer of 4 to 300 in Formula 4, REP3 is Ser-JJ). Shows an amino acid sequence composed of -Tyr-Gly-U-Pro, J represents an arbitrary amino acid residue, particularly preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser and Thr, U is arbitrary. The amino acid residue is preferably an amino acid residue selected from the group consisting of Pro, Ala, Thr, and Ser, and a plurality of REP4s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. ) Can be mentioned.

目的タンパク質は、親水性タンパク質であってもよく、疎水性タンパク質であってもよい。目的タンパク質を構成する全てのアミノ酸残基の疎水性指標(ハイドロパシー・インデックス、HI)の総和を求め、次にその総和を全アミノ酸残基数で除した値(平均HI、以下「疎水度」とも表す)が−1.0以上であるものが好ましい。アミノ酸残基の疎水性指標については、公知の指標(Hydropathy index:Kyte J,&Doolittle R(1982)“A simple method for displaying the hydropathic character of a protein”,J.Mol.Biol.,157,pp.105−132)を使用する。具体的には、各アミノ酸の疎水性指標は、下記表1に示すとおりである。本発明の一実施形態において、目的タンパク質の疎水度は、−0.9以上、−0.8以上、−0.7以上、−0.6以上、−0.5以上、−0.4以上、−0.3以上、−0.2以上、−0.1以上、0以上、0.1以上、0.2以上、0.3以上、又は0.4以上であってよく、また、目的タンパク質の疎水度は、1.0以下、0.9以下、0.8以下、0.7以下、0.6以下、又は0.5以下であってよい。 The target protein may be a hydrophilic protein or a hydrophobic protein. The sum of the hydrophobicity indices (hydropathic index, HI) of all amino acid residues that compose the target protein was calculated, and then the sum was divided by the total number of amino acid residues (average HI, hereinafter "hydrophobicity"). Is also represented) is preferably -1.0 or more. Regarding the hydrophobic index of amino acid residues, a known index (Hydropathy index: Kyte J, & Doolittle R (1982) "A simple method for displaying the hydropathic charactor of a pro. 105-132). Specifically, the hydrophobicity index of each amino acid is as shown in Table 1 below. In one embodiment of the present invention, the hydrophobicity of the target protein is -0.9 or higher, -0.8 or higher, -0.7 or higher, -0.6 or higher, -0.5 or higher, -0.4 or higher. , -0.3 or more, -0.2 or more, -0.1 or more, 0 or more, 0.1 or more, 0.2 or more, 0.3 or more, or 0.4 or more, and the purpose. The hydrophobicity of the protein may be 1.0 or less, 0.9 or less, 0.8 or less, 0.7 or less, 0.6 or less, or 0.5 or less.

目的タンパク質の分子量は、特に限定されないが、例えば、10kDa以上700kDa以下であってよい。目的タンパク質の分子量は、例えば、20kDa以上、30kDa以上、40kDa以上、50kDa以上、60kDa以上、70kDa以上、80kDa以上、90kDa以上、又は100kDa以上であってよく、例えば、600kDa以下、500kDa以下、400kDa以下、300kDa以下、又は200kDa以下であってよい。一般にタンパク質の分子量が大きくなる程凝集しやすくなる傾向にある。 The molecular weight of the target protein is not particularly limited, but may be, for example, 10 kDa or more and 700 kDa or less. The molecular weight of the target protein may be, for example, 20 kDa or more, 30 kDa or more, 40 kDa or more, 50 kDa or more, 60 kDa or more, 70 kDa or more, 80 kDa or more, 90 kDa or more, or 100 kDa or more, for example, 600 kDa or less, 500 kDa or less, 400 kDa or less. , 300 kDa or less, or 200 kDa or less. Generally, the larger the molecular weight of a protein, the easier it is for aggregation to occur.

本発明の一実施形態において、目的タンパク質の発現は誘導性であってよい。例えば、宿主細胞中で機能し、目的タンパク質を発現誘導可能な誘導性プロモータを、目的タンパク質の発現を制御するプロモータとして用いることで、目的タンパク質の発現を誘導性にすることができる。誘導性プロモータは、イソプロピル-β-チオガラクトピラノシド(IPTG)等の誘導物質(発現誘導剤)の存在、リプレッサー分子の非存在、又は温度、浸透圧若しくはpH値の上昇若しくは低下等の物理的要因により、転写を制御できるプロモータである。 In one embodiment of the invention, expression of the protein of interest may be inducible. For example, by using an inducible promoter that functions in a host cell and is capable of inducing the expression of a target protein as a promoter that controls the expression of the target protein, the expression of the target protein can be inducible. Inducible promoters include the presence of inducers (expression inducers) such as isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG), the absence of repressor molecules, or increase or decrease in temperature, osmotic pressure or pH value. It is a promoter that can control transcription by physical factors.

(培養)
組換え細胞を培養するための培地は特に限定されず、組換え細胞の種類に応じて、公知の天然培地又は合成培地から選択することができる。培地としては、例えば、炭素源、窒素源、リン酸源、硫黄源、その他の各種有機成分や無機成分から選択される成分を必要に応じて含有する液体培地を用いることができる。培地成分の種類や濃度は、当業者が適宜設定してよい。
(culture)
The medium for culturing the recombinant cells is not particularly limited, and can be selected from known natural medium or synthetic medium according to the type of the recombinant cells. As the medium, for example, a liquid medium containing a carbon source, a nitrogen source, a phosphoric acid source, a sulfur source, and other components selected from various organic components and inorganic components as necessary can be used. Those skilled in the art may appropriately set the types and concentrations of the medium components.

本発明の一実施形態に係る目的タンパク質の製造方法において、培養は、例えば、通気培養または振盪培養により、好気的に行うことができる。培養は、回分培養(batch culture)、流加培養(fed−batch culture)、連続培養(continuous culture)、またはそれらの組み合わせにより実施することができる。培地のpHは、例えば、3.0〜9.0であってよい。培養温度は、例えば、15〜40℃である。培養時間は、例えば、1〜60時間であってよい。 In the method for producing a target protein according to one embodiment of the present invention, the culture can be aerobically carried out, for example, by aeration culture or shaking culture. The culturing can be carried out by a batch culture, a fed-batch culture, a continuous culture, or a combination thereof. The pH of the medium may be, for example, 3.0 to 9.0. The culture temperature is, for example, 15 to 40°C. The culture time may be, for example, 1 to 60 hours.

培養条件は、上記組換え細胞が増殖でき、かつ目的タンパク質を発現している組換え細胞において目的タンパク質を不溶性画分に蓄積させることができる限り、特に制限されない。なお、目的タンパク質が発現している期間においては、組換え細胞は増殖してもよく、しなくてもよい。培養条件は、目的タンパク質が発現する前の期間と発現を開始した後の期間において同一であってもよく、同一でなくてもよい。培養条件は、封入体を形成させる手法の種類等の諸条件に応じて当業者が適宜設定することができる。 The culture conditions are not particularly limited as long as the recombinant cells can grow and the target protein can be accumulated in the insoluble fraction in the recombinant cells expressing the target protein. The recombinant cells may or may not grow during the period in which the target protein is being expressed. The culture conditions may or may not be the same in the period before the target protein is expressed and the period after the expression is started. Cultivation conditions can be appropriately set by those skilled in the art according to various conditions such as the type of technique for forming inclusion bodies.

培養温度は、通常、微生物の増殖に対して大きな影響を与える。一般的にいえば、増殖の下限の温度は細胞中の水分の凍結温度である0℃ないしそれよりやや低い温度であり、上限の温度はタンパク質、核酸などの高分子化合物の変性温度で定まる。ある菌株について増殖可能な温度範囲は比較的せまく、例えば大腸菌では増殖の下限温度は0〜15℃、上限は46℃、増殖至適温度は36〜42℃付近にある。増殖至適温度によって微生物を分類すると、20℃以下に至適温度のある好低温菌、20〜45℃に至適温度のある好中温菌、45℃以上に至適温度のある好熱菌にわけられる。ここで増殖至適温度とは、培養する微生物が最大の比増殖速度を得られる温度をいい、また、比増殖速度とは、単位微生物量あたりの増殖速度をいい、微生物に固有の値で、培養条件により変化する。 The culture temperature usually has a great influence on the growth of microorganisms. Generally speaking, the lower limit temperature of growth is 0° C., which is the freezing temperature of water in cells, or a temperature slightly lower than it, and the upper limit temperature is determined by the denaturing temperature of high molecular compounds such as proteins and nucleic acids. The temperature range in which a certain strain can grow is relatively narrow. For example, in Escherichia coli, the lower limit temperature of growth is 0 to 15°C, the upper limit temperature is 46°C, and the optimum growth temperature is around 36 to 42°C. When the microorganisms are classified according to the optimum growth temperature, they are psychrophilic bacteria having an optimum temperature of 20°C or lower, mesophilic bacteria having an optimum temperature of 20 to 45°C, and thermophilic bacteria having an optimum temperature of 45°C or higher. Can be divided. Here, the optimum growth temperature refers to the temperature at which the microorganism to be cultured can obtain the maximum specific growth rate, and the specific growth rate refers to the growth rate per unit amount of the microorganism, which is a value specific to the microorganism. Varies depending on culture conditions.

本発明の一実施形態において、「増殖至適温度」とは、pH、溶存酸素濃度などの培養温度以外の条件が、培養開始時に一定の場合に、微生物が最大の比増殖速度を得ることができる温度をいう。本発明の一実施形態において、組換え細胞が目的タンパク質を発現している際(目的タンパク質の発現が誘導性の場合には発現誘導後)に、培養温度の調整等により、組換え細胞の増殖至適温度よりも低い温度に上記組換え細胞を冷却又は維持することで、組換え細胞において目的タンパク質の発現量を増加させることができる。また、組換え細胞の増殖至適温度よりも低い温度に上記組換え細胞を冷却又は維持することで、不溶性画分中の目的タンパク質の発現量を増加させることができる。組換え細胞の増殖至適温度よりも低い温度とは、例えば、組換え細胞の増殖至適温度の下限値よりも3〜25℃低い温度であってよく、8〜20℃低い温度であってよく、10〜18℃低い温度であってよく、12℃〜18℃低い温度であってよく、14℃〜17℃低い温度であってよく、3〜10℃低い温度であってよく、5〜8℃低い温度であってよい。 In one embodiment of the present invention, the "optimum growth temperature" means that the microorganism obtains the maximum specific growth rate when conditions other than the culture temperature such as pH and dissolved oxygen concentration are constant at the start of the culture. The temperature that can be achieved. In one embodiment of the present invention, when the recombinant cell expresses the target protein (after the induction of the expression of the target protein when the expression of the target protein is inducible), the growth of the recombinant cell is controlled by adjusting the culture temperature or the like. By cooling or maintaining the recombinant cell at a temperature lower than the optimum temperature, the expression level of the target protein in the recombinant cell can be increased. Further, by cooling or maintaining the recombinant cells at a temperature lower than the optimum growth temperature of the recombinant cells, the expression level of the target protein in the insoluble fraction can be increased. The temperature lower than the optimum growth temperature of the recombinant cell may be, for example, a temperature 3 to 25°C lower than the lower limit of the optimum growth temperature of the recombinant cell, or a temperature lower than 8 to 20°C. Well, the temperature may be 10 to 18°C lower, 12°C to 18°C lower, 14°C to 17°C lower, 3 to 10°C lower, 5 The temperature may be 8°C lower.

(低級アルコール)
本発明の一実施形態に係る目的タンパク質の製造方法は、目的タンパク質を発現している状態の組換え細胞を低級アルコール存在下で培養すればよい。例えば、目的タンパク質を未だ発現していない状態の組換え細胞から低級アルコール存在下で培養し続け、その後目的タンパク質が発現してもよく、組換え細胞が目的タンパク質を発現してから低級アルコール下で培養してもよく、組換え細胞が目的タンパク質を発現すると同時に低級アルコール下で培養してもよい。低級アルコール存在下で組換え細胞を培養する前に、低級アルコールの非存在下で組換え細胞を培養してもよい。発現誘導等により目的タンパク質を発現させる前に組換え細胞を所定の量まで増殖させておくことで、目的タンパク質をより効率的に生産することができる。また、低級アルコール存在下で培養すればよいため、例えば、組換え細胞の培養のための培地にあらかじめ低級アルコールを含めていてもよく、培養時に培地に低級アルコールを添加してもよい。
(Lower alcohol)
In the method for producing a target protein according to an embodiment of the present invention, recombinant cells expressing the target protein may be cultured in the presence of lower alcohol. For example, the target protein may be continuously cultured in the presence of a lower alcohol from a recombinant cell in which the target protein is not yet expressed, and then the target protein may be expressed. The cells may be cultured, or at the same time when the recombinant cells express the target protein, they may be cultured under a lower alcohol. Before culturing the recombinant cells in the presence of lower alcohol, the recombinant cells may be cultured in the absence of lower alcohol. By proliferating the recombinant cells to a predetermined amount before expressing the target protein by expression induction or the like, the target protein can be produced more efficiently. Further, since the culture may be performed in the presence of a lower alcohol, for example, the medium for culturing the recombinant cells may contain the lower alcohol in advance, or the lower alcohol may be added to the medium during the culture.

また、目的タンパク質の発現が誘導性である場合には、例えば、目的タンパク質の発現誘導の前に低級アルコールを培地に添加してもよく、発現誘導と同時に低級アルコールを培地に添加してもよく、発現誘導とおよそ同時に低級アルコールを培地に添加してもよく、発現誘導後に低級アルコールを培地に添加してもよく、発現誘導の直前若しくは直後に低級アルコールを培地に添加してもよい。上記組換え細胞を培養し、発現誘導と同時又は直前若しくは直後に、低級アルコールを添加することにより、組換え細胞において目的タンパク質の発現量を増大させることができる。なお、目的タンパク質の発現誘導と同時及び直前若しくは直後をまとめて「発現誘導時」と表すこともでき、培養開始から発現誘導までの期間を「発現誘導前の期間」、発現誘導から培養終了までの期間を「発現誘導後の期間」と表すこともできる。発現誘導の直前は、例えば、発現誘導の開始を基準として、例えば、60分前、30分前、又は15分前であってもよい。発現誘導の直後とは、例えば、発現誘導の開始を基準として、例えば、15分後、30分後、又は60分後であってもよい。発現誘導と同時又は直前若しくは直後とは、例えば、発現誘導の開始を基準として、60分前〜60分後、30分前〜30分後、15分前〜15分後、10分前〜10分後、又は5分前〜5分後であってもよい。 Further, when the expression of the target protein is inducible, for example, lower alcohol may be added to the medium before the induction of expression of the target protein, or lower alcohol may be added to the medium at the same time as the induction of expression. The lower alcohol may be added to the medium at about the same time as the expression induction, the lower alcohol may be added to the medium after the expression induction, or the lower alcohol may be added to the medium immediately before or after the expression induction. By culturing the above recombinant cells and adding a lower alcohol at the same time as, immediately before or immediately after the induction of expression, the expression level of the target protein in the recombinant cells can be increased. It should be noted that the expression induction of the target protein can be expressed as "at the time of expression induction" collectively and immediately before or after, and the period from the start of culture to the expression induction is "the period before expression induction", from the expression induction to the end of culture. The period of may be represented as "the period after expression induction". The time immediately before the expression induction may be, for example, 60 minutes, 30 minutes, or 15 minutes before the start of the expression induction, for example. Immediately after expression induction may be, for example, 15 minutes, 30 minutes, or 60 minutes after the start of expression induction. Simultaneously with or immediately before or after expression induction means, for example, 60 minutes before to 60 minutes later, 30 minutes before to 30 minutes later, 15 minutes before to 15 minutes later, and 10 minutes before to 10 minutes before, based on the start of the expression induction. It may be after 5 minutes or 5 minutes before to 5 minutes.

上述したように、目的タンパク質を発現誘導可能な誘導性プロモータとして、発現誘導剤を必要とするプロモータを使用することができるが、この場合、低級アルコールは、上記発現誘導剤として添加するものではない。目的タンパク質を発現誘導可能な誘導性プロモータとして低級アルコールを発現誘導剤として使用するプロモータを除いてもよい。 As described above, a promoter requiring an expression inducer can be used as an inducible promoter capable of inducing expression of the target protein, but in this case, lower alcohol is not added as the above expression inducer. .. A promoter using a lower alcohol as an expression inducer as an inducible promoter capable of inducing expression of a target protein may be excluded.

低級アルコールは、炭素原子数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状アルコールを意味し、具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、アミルアルコール、ネオペンチルアルコール等が挙げられる。好ましい低級アルコールはメタノール又はエタノールであり、より好ましい低級アルコールはエタノールである。 The lower alcohol means a straight or branched chain alcohol having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-. Examples include butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, amyl alcohol, neopentyl alcohol and the like. The preferred lower alcohol is methanol or ethanol, and the more preferred lower alcohol is ethanol.

低級アルコールの添加はワンショット若しくはドロップインすることができる。又は、シャワー状噴射方式で添加してもよい。 The lower alcohol can be added by one shot or drop-in. Alternatively, it may be added by a shower-like injection method.

培地中の低級アルコールの濃度は、例えば、0.1〜10w/v%、1〜5w/v%、5〜10w/v%、又は1〜3w/v%であってよい。 The concentration of lower alcohol in the medium may be, for example, 0.1 to 10 w/v%, 1 to 5 w/v%, 5 to 10 w/v%, or 1 to 3 w/v%.

(不溶性画分−封入体)
目的タンパク質の製造方法は、目的タンパク質を不溶性画分に蓄積させることを含む。本明細書においては、振盪培養液から回収した菌体をFreeze thaw処理後、20mM Tris−HCl buffer(pH8.0)に懸濁し、ソニケーター(ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH−50,SMT Company)を用いて、1分×6回、OUTPUT8の条件で菌体破砕を行い、得られた菌体破砕液を遠心分離処理した後の上清を可溶性画分、遠心後の沈殿物を不溶性画分とする。
(Insoluble fraction-inclusion body)
The method for producing a target protein includes accumulating the target protein in an insoluble fraction. In the present specification, the bacterial cells collected from the shaking culture solution are treated with Freeze thaw, suspended in 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), and a sonicator (ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-50, SMT Company) is used. The microbial cells are disrupted under the condition of OUTPUT 8 for 1 minute×6 times, and the resulting disrupted cell suspension is subjected to centrifugal separation to obtain a supernatant as a soluble fraction and a precipitate after centrifugation as an insoluble fraction.

細胞質由来の不溶性画分は、細胞残渣と封入体(inclusion body)から構成される。封入体とは、細胞質内の不溶性の凝集体を意味する。発現したタンパク質が疎水性であったり、適切にフォールディングされなかったりする際に、凝集し、封入体となる。そのため、封入体の主要な成分はタンパク質である。 The insoluble fraction derived from the cytoplasm is composed of cell debris and inclusion bodies. Inclusion bodies mean insoluble aggregates in the cytoplasm. When the expressed protein is hydrophobic or does not fold properly, it aggregates into inclusion bodies. Therefore, the main component of inclusion bodies is protein.

変性剤を用いることで、精製された封入体から標的タンパク質を可溶化することができる。変性剤としては、例えば、グアニジン塩酸溶液や尿素溶液等を用いることができる。封入体には非標的タンパク質や核酸が混入してもよい。 By using the denaturing agent, the target protein can be solubilized from the purified inclusion body. As the denaturant, for example, a guanidine hydrochloric acid solution, a urea solution or the like can be used. Non-target proteins and nucleic acids may be mixed in the inclusion body.

ペリプラズム酵素やペリプラズム輸送シグナルを持つ目的タンパク質を発現させる場合には、発現したタンパク質のペリプラズムへの局在化が実現され、ペリプラズムに封入体が形成されることもある。 When a target protein having a periplasmic enzyme or a periplasmic transport signal is expressed, localization of the expressed protein to the periplasm is achieved, and inclusion bodies may be formed in the periplasm.

本発明の一実施形態において、組換え細胞が発現した目的タンパク質の全体(全発現量)に対して、例えば80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の目的タンパク質が不溶性画分に蓄積されることが好ましい。ここで、例えば、可溶性画分及び不溶性画分の合計量を目的タンパク質の全体の量とみなすことができる。不溶性画分に蓄積した目的タンパク質の割合は、例えば、SDS−PAGE及びウエスタンブロット法等当業者に既知の方法により解析して、可溶性画分と不溶性画分に含まれるタンパク質の量を数値化することで算出することができる。 In one embodiment of the present invention, for example, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 98% with respect to the entire target protein expressed by the recombinant cells (total expression level). It is preferable that at least 99% or more of the target protein is accumulated in the insoluble fraction. Here, for example, the total amount of the soluble fraction and the insoluble fraction can be regarded as the total amount of the target protein. The ratio of the target protein accumulated in the insoluble fraction is analyzed by a method known to those skilled in the art such as SDS-PAGE and Western blotting to quantify the amounts of the soluble fraction and the protein contained in the insoluble fraction. This can be calculated.

また、不溶性画分に含まれるタンパク質は、ほぼ全量が封入体を形成すると推測される。したがって、上記不溶性画分に蓄積した目的タンパク質の全体に対する割合を封入体に含まれる目的タンパク質の割合とみなすこともできる。例えば、組換え細胞が発現した目的タンパク質の全体(全発現量)に対して、例えば80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の目的タンパク質が封入体に含まれる(封入体を形成する)ことが好ましい。封入体を利用することにより、組換え細胞内に存在するプロテアーゼによる消化から目的タンパク質を保護し、組換え細胞(菌体等)破砕に続く遠心分離操作によって簡単に精製できることが期待される。 It is presumed that almost all the proteins contained in the insoluble fraction form inclusion bodies. Therefore, the ratio of the target protein accumulated in the insoluble fraction to the whole can be regarded as the ratio of the target protein contained in the inclusion body. For example, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 95% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more with respect to the entire target protein expressed by the recombinant cells (total expression level) It is preferable that the target protein of (3) is contained in the inclusion body (forming an inclusion body). It is expected that the inclusion body can be used to protect the target protein from digestion by proteases present in the recombinant cells and to easily purify it by disruption of the recombinant cells (eg, bacterial cells) followed by centrifugation.

本発明の一実施形態に係る目的タンパク質の製造方法は、不溶性画分に蓄積された目的タンパク質を回収することをさらに含んでもよい。目的タンパク質の回収は、遠心分離、ドラムフィルタやプレスフィルタ等のフィルタろ過等、一般的な方法により行うことができる。 The method for producing a target protein according to one embodiment of the present invention may further include collecting the target protein accumulated in the insoluble fraction. Recovery of the target protein can be carried out by a general method such as centrifugation, filtration with a filter such as a drum filter or a press filter.

1)プラスミド発現株の作製
ネフィラ・クラバタ(Nephila clavata)由来のフィブロインタンパク質の1つであるMaSp1の塩基配列及びアミノ酸配列に基づき、配列番号1で示されるアミノ酸配列を有する改変フィブロイン(以下、「PRT967」ともいう。)を設計した。なお、配列番号1で示されるアミノ酸配列は、ネフィラ・クラバタ由来のMasp1のアミノ酸配列に対して、生産性の向上を目的としてアミノ酸残基の置換、挿入及び欠失を施したアミノ酸配列を有し、さらにN末端に配列番号2で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されている。
1) Preparation of plasmid expression strain Based on the base sequence and amino acid sequence of MaSp1, which is one of the fibroin proteins derived from Nephila clavata, a modified fibroin having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (hereinafter referred to as “PRT967”). Also referred to as "." The amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 has an amino acid sequence obtained by substituting, inserting and deleting amino acid residues for the purpose of improving productivity with respect to the amino acid sequence of Masp1 derived from Nephila clavata. Furthermore, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 (tag sequence and hinge sequence) is added to the N-terminus.

次に、PRT967をコードする核酸を合成した。当該核酸には、5’末端にNdeIサイト及び終止コドン下流にEcoRIサイトを付加した。当該核酸をクローニングベクター(pUC118)にクローニングした。その後、同核酸をNdeI及びEcoRIで制限酵素処理して切り出した後、タンパク質発現ベクターpET−22b(+)に組換えて発現ベクターを得た。 Next, a nucleic acid encoding PRT967 was synthesized. An NdeI site at the 5'end and an EcoRI site downstream of the stop codon were added to the nucleic acid. The nucleic acid was cloned into a cloning vector (pUC118). Then, the same nucleic acid was digested with restriction enzymes NdeI and EcoRI and cut out, and then recombined into a protein expression vector pET-22b(+) to obtain an expression vector.

(2)目的タンパク質の誘導発現
配列番号1で示されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードする核酸を含むpET22b(+)発現ベクターで、大腸菌BLR(DE3)(ilvA T219C)を形質転換した(以下、この形質転換した大腸菌を「形質転換大腸菌」ともいう)。当該形質転換大腸菌を、アンピシリンを含む2mLのLB培地で15時間培養し、アンピシリンを含むLB培地にOD600が0.03となるように添加した。培養液温度を37℃に保ち、OD600が0.4になるまでフラスコで振盪培養を行った後、終濃度1mMのイソプロピル−β−チオガラクトピラノシド(IPTG)、および終濃度1%または3%のエタノール(終濃度1%または3%)を添加し、引き続き20℃で20時間振盪培養を行なった。
(2) Inducible Expression of Target Protein Escherichia coli BLR(DE3) (ilvAT219C) was transformed with the pET22b(+) expression vector containing the nucleic acid encoding the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (hereinafter, referred to as this The transformed E. coli is also referred to as "transformed E. coli". The transformed Escherichia coli was cultured in 2 mL of LB medium containing ampicillin for 15 hours and added to the LB medium containing ampicillin so that the OD 600 was 0.03. The culture solution temperature was maintained at 37° C., shake culture was performed in a flask until OD 600 reached 0.4, and then isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) having a final concentration of 1 mM and a final concentration of 1% or 3% ethanol (final concentration 1% or 3%) was added, and then shaking culture was carried out at 20° C. for 20 hours.

(3)発現タンパク質の確認
2.5mlの発現誘導後の振盪培養液を遠心分離処理後、上清を除いて菌体を回収した。当該菌体を100μlの2M塩化リチウム含有DMSO溶液で懸濁後、80℃処理を行い、菌体タンパク質の可溶化を行なった。処理後サンプル1μlに対し、7.5M Urea 4μlおよびSDS sample buffer 5μlを添加後、95℃で5分間処理を行いSDS−PAGEを行なった。引き続きIn vision染色液を用いてHis−tag染色を行い、目的タンパク質の検出を行なった。その結果を図1に示す。左から1〜3列目は、IPTG添加後20℃で培養した細胞由来のサンプルの泳動結果である。−、1%、3%は、それぞれ添加したEtOHの最終濃度を示す(−は未添加を示す)。また、矢印は、目的タンパク質のサイズに基づくバンドの位置を示す。表2には、目的タンパク質のバンド強度をImageJ(version:2.0.0−rc−68/1.52h)を用いて定量した結果を示す。EtOH未添加サンプル(列1)の目的タンパク質のバンド強度に対する、EtOH1%添加(列2)および3%添加(列3)サンプルそれぞれの目的タンパク質のバンド強度を相対値で示す。
(3) Confirmation of expressed protein After shaking treatment of 2.5 ml of the shaking culture medium after expression induction, the supernatant was removed to collect the bacterial cells. The cells were suspended in 100 μl of a 2M lithium chloride-containing DMSO solution and treated at 80° C. to solubilize the cell proteins. After 1 μl of the treated sample, 4 μl of 7.5 M Urea and 5 μl of SDS sample buffer were added, followed by treatment at 95° C. for 5 minutes to perform SDS-PAGE. Subsequently, His-tag staining was performed using an Invision staining solution to detect the target protein. The result is shown in FIG. The first to third columns from the left show the results of electrophoresis of cell-derived samples cultured at 20° C. after addition of IPTG. -, 1% and 3% indicate the final concentration of EtOH added (- indicates not added). The arrow indicates the position of the band based on the size of the target protein. Table 2 shows the results of quantifying the band intensity of the target protein using ImageJ (version: 2.0.0-rc-68/1.52h). The band intensity of the target protein of each sample added with 1% EtOH (column 2) and the sample added with 3% EtOH (column 3) is shown as a relative value to the band intensity of the target protein of the sample without addition of EtOH (column 1).

可溶性画分と不溶性画分それぞれにおける目的タンパク質の発現の確認は、以下の通り行なった。25mlの発現誘導後の振盪培養液を遠心分離処理後、上清を除いて菌体を回収した。当該菌体をFreeze thaw処理後、1mlの20mM Tris−HCl buffer(pH8.0)に懸濁し、ソニケーター(ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH−50,SMT Company)を用いて、1分×6回、OUTPUT8の条件で菌体破砕を行なった。当該菌体破砕液から100μl分取して遠心分離処理を行なった後、上清を分取し可溶性画分とした。一方、遠心後の沈殿物(不溶性画分)については、100μlの2M塩化リチウム含有DMSO溶液に懸濁して80℃処理を行った。可溶性画分及び不溶性画分の各溶液を図1で行なった場合と同様にSDS−PAGEにて泳動後、In vision染色液を用いて目的のタンパク質の検出を行なった。その結果を図2に示す。Sup(1〜3列目)は可溶性画分、Ppt(4〜6列目)は不溶性画分を示す。また、7列目はタンパク質分子量マーカーの泳動結果である。−、1%、3%はそれぞれ添加したEtOHの最終濃度を示す(−は未添加を示す)。また、矢印は、目的タンパク質のサイズに基づくバンドの位置を示す。表3には、不溶性画分サンプル中の目的タンパク質のバンド強度をImageJ(version:2.0.0−rc−68/1.52h)を用いて定量した結果を示す。EtOH未添加サンプル(列4)の目的タンパク質のバンド強度に対する、EtOH1%添加(列5)および3%添加(列6)サンプルそれぞれの目的タンパク質のバンド強度を相対値で示す。 The expression of the target protein in each of the soluble fraction and the insoluble fraction was confirmed as follows. 25 ml of the shaken culture solution after the induction of expression was subjected to centrifugation, and the supernatant was removed to collect the bacterial cells. After the Freeze Thaw treatment, the cells were suspended in 1 ml of 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), and a sonicator (ULTRA SONIC HOMOGENIZER UH-50, SMT Company) was used for 1 minute x 6 times under the condition of OUTPUT8. The cells were disrupted at. A 100 μl aliquot of the disrupted cell suspension was centrifuged, and the supernatant was aliquoted as a soluble fraction. On the other hand, the precipitate (insoluble fraction) after centrifugation was suspended in 100 µl of a 2M lithium chloride-containing DMSO solution and treated at 80°C. Each solution of the soluble fraction and the insoluble fraction was subjected to SDS-PAGE in the same manner as in FIG. 1, and then the target protein was detected using an Invision staining solution. The result is shown in FIG. Sup (rows 1 to 3) shows a soluble fraction, and Ppt (rows 4 to 6) shows an insoluble fraction. In addition, the 7th column shows the migration results of the protein molecular weight markers. -, 1% and 3% indicate the final concentration of EtOH added (- indicates not added). Further, the arrow indicates the position of the band based on the size of the target protein. Table 3 shows the results of quantifying the band intensity of the target protein in the insoluble fraction sample using ImageJ (version: 2.0.0-rc-68/1.52h). The band intensity of the target protein of each sample with addition of 1% EtOH (column 5) and 3% (column 6) is shown as a relative value to the band intensity of the target protein of the sample without addition of EtOH (column 4).

Claims (10)

目的タンパク質の製造方法であって、
目的タンパク質を発現している組換え細胞を、低級アルコール存在下で培養することにより、目的タンパク質を不溶性画分に蓄積させることを含む、方法。
A method for producing a target protein, comprising:
A method comprising culturing a recombinant cell expressing a target protein in the presence of a lower alcohol to accumulate the target protein in an insoluble fraction.
前記目的タンパク質の発現が誘導性である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the expression of the target protein is inducible. 前記組換え細胞が発現した目的タンパク質の全発現量の80%以上が、不溶性画分に蓄積される、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein 80% or more of the total expression amount of the target protein expressed by the recombinant cell is accumulated in the insoluble fraction. 前記目的タンパク質の疎水度が−1.0以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the target protein has a hydrophobicity of −1.0 or more. 前記組換え細胞の増殖至適温度より低い温度に前記組換え細胞を冷却または維持することを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, which comprises cooling or maintaining the recombinant cell at a temperature lower than the optimum growth temperature of the recombinant cell. 前記低級アルコールはエタノールである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the lower alcohol is ethanol. 前記目的タンパク質が構造タンパク質である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the target protein is a structural protein. 前記目的タンパク質がフィブロインである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the target protein is fibroin. 前記目的タンパク質がクモ糸フィブロインである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the target protein is spider silk fibroin. 前記組換え細胞が、エシェリヒア属の細菌の細胞である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the recombinant cell is a cell of a bacterium of the genus Escherichia.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018150637A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 Spiber株式会社 High-shrinkage artificial fibroin fiber and manufacturing method therefor, and method for shrinking artificial fibroin fiber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011078421A (en) * 2002-07-31 2011-04-21 Lek Pharmaceuticals Dd Process for production of increased amount of correctly folded heterologous protein in inclusion body
JP2018150637A (en) * 2017-03-10 2018-09-27 Spiber株式会社 High-shrinkage artificial fibroin fiber and manufacturing method therefor, and method for shrinking artificial fibroin fiber

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