JP2021040485A - Expression systems of recombinant proteins, expression vectors, recombinant cells and methods for producing recombinant proteins - Google Patents

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Abstract

To provide expression systems with higher recombinant protein expression efficiency than the conventional expression systems.SOLUTION: Disclosed is an expression system for a recombinant protein, which comprises: a T7-like promoter comprising a promoter sequence having a sequence identity of not less than 50% and not more than 95% to a T7 promoter sequence represented by SEQ ID NO:8; a nucleic acid encoding the recombinant protein under the control of the T7-like promoter; and a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase comprising an amino acid sequence having a sequence identity of 40% or more to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO:9.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、組換えタンパク質の発現システム、発現ベクター、組換え細胞、及び組換えタンパク質の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、新規なT7様プロモーターとT7様RNAポリメラーゼを組み合わせた発現システム等に関する。 The present invention relates to a recombinant protein expression system, an expression vector, recombinant cells, and a method for producing a recombinant protein. More specifically, the present invention relates to an expression system or the like in which a novel T7-like promoter and T7-like RNA polymerase are combined.

哺乳類、真核生物及び原核生物を宿主とする組換えタンパク質の発現システムはある程度確立されており、工業生産にも利用されている。特にT7プロモーターとT7RNAポリメラーゼを組み合わせた組換えタンパク質の発現システム(T7組換えタンパク質発現システム)は、組換えタンパク質を大量に発現・取得することができる発現システムとして利用されており、T7システム、pETシステムとしてノバジェン(Novagen)社から入手することもできる。 Expression systems for recombinant proteins hosting mammals, eukaryotes and prokaryotes have been established to some extent and are also used in industrial production. In particular, a recombinant protein expression system (T7 recombinant protein expression system) that combines a T7 promoter and T7 RNA polymerase is used as an expression system capable of expressing and obtaining a large amount of recombinant protein, and the T7 system and pET It can also be obtained from Novagen as a system.

T7組換えタンパク質発現システムの改良技術として、特許文献1には、T7プロモーター配列の下流にオペレーター配列を有し、かつT7プロモーター配列の上流に更なるオペレーター配列を有するT7由来のプロモーター駆動性タンパク質発現システムが開示されている。 As an improved technique for the T7 recombinant protein expression system, Patent Document 1 describes the expression of a promoter-driven protein derived from T7 having an operator sequence downstream of the T7 promoter sequence and a further operator sequence upstream of the T7 promoter sequence. The system is disclosed.

また、T7組換えタンパク質発現システム以外の発現システムとして、特許文献2には、タンパク質発現系であって、a)T7A1、T7A2、T7A3、λpL、λpR、lacUV5、trp、trc、phoAおよびrrnBからなる群より選択されるプロモーター;およびb)完全パリンドロームオペレーター配列を含む、発現系が開示されている。 Further, as an expression system other than the T7 recombinant protein expression system, Patent Document 2 describes a protein expression system, which comprises a) T7A1, T7A2, T7A3, λpL, λpR, lacUV5, trp, trc, foA and rrnB. An expression system is disclosed that comprises a promoter selected from the group; and b) a complete parindrome operator sequence.

特表2001−511352号公報Special Table 2001-511352 Gazette 特開2017−136072号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-136072

本発明は、従来の発現システムよりも組換えタンパク質の発現効率が高い発現システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an expression system in which the expression efficiency of a recombinant protein is higher than that of a conventional expression system.

本発明者は、T7プロモーターの塩基配列を改変したT7様プロモーターと、T7RNAポリメラーゼとはプロモーターの認識形式の異なるT7様RNAポリメラーゼと、を組み合わせて用いることにより、従来のT7組換えタンパク質発現システムと比較して、組換えタンパク質の発現量を飛躍的に向上させることができることを見出した。本発明はこの知見に基づくものである。 The present inventor uses a T7-like promoter in which the base sequence of the T7 promoter is modified and a T7-like RNA polymerase having a promoter recognition format different from that of the T7 RNA polymerase in combination with a conventional T7 recombinant protein expression system. In comparison, it was found that the expression level of recombinant protein can be dramatically improved. The present invention is based on this finding.

本発明は、例えば、以下の[1]〜[15]を提供する。
[1]
組換えタンパク質の発現システムであって、
配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下であるプロモーター配列を含むT7様プロモーターと、
上記T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、
配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼをコードする核酸と、を備える、発現システム。
[2]
上記プロモーター配列は、配列番号8で示されるT7プロモーター配列の第9番目のシトシン(C)残基に相当する残基がチミン(T)残基である、[1]に記載の発現システム。
[3]
上記T7様プロモーターは、配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼと組み合わせたときの転写効率が、配列番号8で示されるT7プロモーター配列と配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼとを組み合わせたときの転写効率と比較して、少なくとも2倍以上である、[1]又は[2]に記載の発現システム。
[4]
上記T7様RNAポリメラーゼは、配列番号1で示される塩基配列を含むT7様プロモーターによる転写を行う活性を有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の発現システム。
[5]
配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下であるプロモーター配列を含むT7様プロモーターと、
上記T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、を有する、発現ベクター。
[6]
配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼをコードする核酸を更に有する、[5]に記載の発現ベクター。
[7]
プラスミドベクター又はウイルスベクターである、[5]又は[6]に記載の発現ベクター。
[8]
[1]〜[4]のいずれかに記載の発現システムを含む、組換え細胞又は無細胞タンパク質合成用反応混合物。
[9]
[5]〜[7]のいずれかに記載の発現ベクターで形質転換された組換え細胞。
[10]
原核生物である、[8]又は[9]に記載の組換え細胞。
[11]
上記原核生物が、エシェリヒア属、ビブリオ属、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からなる群より選択される属に属する微生物である、[10]に記載の組換え細胞。
[12]
真核生物である、[8]又は[9]に記載の組換え細胞。
[13]
上記真核生物が、酵母、糸状真菌又は昆虫細胞である、[12]に記載の組換え細胞。
[14]
上記酵母が、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、クリベロマイセス属、トリコスポロン属、シワニオミセス属、ピキア属、キャンディダ属、ヤロウィア属及びハンゼヌラ属からなる群より選択される属に属する酵母である、[13]に記載の組換え細胞。
[15]
[8]〜[14]のいずれかに記載の組換え細胞を用いた組換えタンパク質の製造方法。
The present invention provides, for example, the following [1] to [15].
[1]
Recombinant protein expression system
A T7-like promoter containing a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8.
Nucleic acids encoding recombinant proteins under the control of the T7-like promoter,
An expression system comprising a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence of 40% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9.
[2]
The expression system according to [1], wherein the above promoter sequence is a thymine (T) residue in which the residue corresponding to the ninth cytosine (C) residue of the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8 is a thymine (T) residue.
[3]
The transcription efficiency of the T7-like promoter when combined with T7-like RNA polymerase having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 is T7 having the T7 promoter sequence shown by SEQ ID NO: 8 and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9. The expression system according to [1] or [2], which is at least twice or more the transcription efficiency when combined with such RNA polymerase.
[4]
The expression system according to any one of [1] to [3], wherein the T7-like RNA polymerase has an activity of performing transcription by a T7-like promoter containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.
[5]
A T7-like promoter containing a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8.
An expression vector comprising a nucleic acid encoding a recombinant protein under the control of the T7-like promoter.
[6]
The expression vector according to [5], further comprising a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence having 40% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9.
[7]
The expression vector according to [5] or [6], which is a plasmid vector or a viral vector.
[8]
A reaction mixture for recombinant cell or cell-free protein synthesis, which comprises the expression system according to any one of [1] to [4].
[9]
Recombinant cells transformed with the expression vector according to any one of [5] to [7].
[10]
The recombinant cell according to [8] or [9], which is a prokaryote.
[11]
The prokaryotes are microorganisms belonging to a genus selected from the group consisting of Escherichia, Vibrio, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium and Pseudomonas. The recombinant cell according to [10].
[12]
The recombinant cell according to [8] or [9], which is a eukaryote.
[13]
The recombinant cell according to [12], wherein the eukaryote is a yeast, filamentous fungus or insect cell.
[14]
The yeast belongs to a genus selected from the group consisting of the genus Saccharomyces, the genus Schizosaccharomyces, the genus Cryberomyces, the genus Tricosporone, the genus Ciwaniomyces, the genus Pikia, the genus Candida, the genus Yarowia and the genus Hanzenula, [13]. Recombinant cells according to.
[15]
The method for producing a recombinant protein using the recombinant cell according to any one of [8] to [14].

本発明によれば、従来の発現システムよりも組換えタンパク質の発現効率が高い発現システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an expression system having a higher expression efficiency of a recombinant protein than a conventional expression system.

T7プロモーター(pT7,配列番号8)とT7様プロモーター(pT7L1,配列番号1)の塩基配列を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the base sequence of the T7 promoter (pT7, SEQ ID NO: 8) and the T7-like promoter (pT7L1, SEQ ID NO: 1). T7RNAポリメラーゼ(T7RNAP,配列番号10)とT7様RNAポリメラーゼ(T7LRNAP,配列番号9)のアミノ酸配列を多重整列した結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the result of multiple alignment of the amino acid sequences of T7 RNA polymerase (T7RNAP, SEQ ID NO: 10) and T7-like RNA polymerase (T7LRNAP, SEQ ID NO: 9). 実施例で合成したT7プロモーターを含む断片を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fragment containing the T7 promoter synthesized in the Example. 発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAPのベクターマップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the vector map of the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP. 実施例で合成したT7様プロモーター(pT7L1)を含む断片を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the fragment containing the T7-like promoter (pT7L1) synthesized in the Example.

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, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

[発現システム]
本実施形態に係る発現システムは、目的とする組換えタンパク質を発現させるためのシステムであり、T7様プロモーターと、T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、T7様RNAポリメラーゼをコードする核酸と、を含む。
[Expression system]
The expression system according to the present embodiment is a system for expressing a target recombinant protein, and is a T7-like promoter, a nucleic acid encoding a recombinant protein under the control of the T7-like promoter, and a T7-like RNA polymerase. Includes nucleic acids encoding.

〔T7様プロモーター〕
本明細書において、T7様プロモーターとは、配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下であるプロモーター配列(以下、「コンセンサス領域相当配列」ともいう。)を含む、プロモーター活性を有する塩基配列を意味する。T7様プロモーターは、配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼにより認識され、その下流にある遺伝子配列の転写開始に関与し得るプロモーターであり、一方、配列番号10で示されるアミノ酸配列を有するT7RNAポリメラーゼに対しては、転写開始に関与しない、又はほとんど関与しないプロモーターである。
[T7-like promoter]
In the present specification, the T7-like promoter refers to a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence represented by SEQ ID NO: 8 (hereinafter, also referred to as “consensus region corresponding sequence”). It means a base sequence having promoter activity including. The T7-like promoter is a promoter that is recognized by T7-like RNA polymerase having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 and can be involved in transcription initiation of the gene sequence downstream thereof, while the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 10 For T7 RNA polymerase having, it is a promoter that is not involved in or hardly participates in transcription initiation.

本実施形態に係るT7様プロモーターは、配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼと組み合わせたときの転写効率が、配列番号8で示されるT7プロモーター配列と配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼとを組み合わせたときの転写効率と比較して、少なくとも2倍以上であることが好ましく、10倍以上であることがより好ましく、100倍以上であることが更に好ましく、400倍以上であることが更により好ましい。 The T7-like promoter according to the present embodiment has a transcription efficiency when combined with a T7-like RNA polymerase having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 9, which is the T7 promoter sequence represented by SEQ ID NO: 8 and the amino acid represented by SEQ ID NO: 9. Compared with the transcription efficiency when combined with T7-like RNA polymerase having a sequence, it is preferably at least 2 times or more, more preferably 10 times or more, still more preferably 100 times or more. Even more preferably, it is 400 times or more.

本実施形態に係るT7様プロモーターは、コンセンサス領域相当配列を含むものであればよく、当該配列の前後(上流及び/又は下流)にプロモーター活性に影響する塩基配列を更に含むものも排除されない。 The T7-like promoter according to the present embodiment may be any one containing a sequence corresponding to the consensus region, and those further containing a base sequence affecting the promoter activity before and after (upstream and / or downstream) the sequence are not excluded.

コンセンサス領域相当配列は、配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下である。配列番号8で示されるT7プロモーター配列は、従来のT7組換えタンパク質発現システムで利用されていたT7プロモーターのコンセンサス領域である。したがって、コンセンサス領域相当配列は、従来のT7プロモーターのコンセンサス領域(配列番号8で示されるT7プロモーター配列)に対し、1又は複数の残基を置換、欠失、挿入及び/又は付加する改変を行ったものということもできる。 The sequence corresponding to the consensus region has a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence shown by SEQ ID NO: 8. The T7 promoter sequence represented by SEQ ID NO: 8 is a consensus region of the T7 promoter utilized in the conventional T7 recombinant protein expression system. Therefore, the consensus region equivalent sequence is modified by substituting, deleting, inserting and / or adding one or more residues to the consensus region of the conventional T7 promoter (T7 promoter sequence shown by SEQ ID NO: 8). It can also be said that it is a promoter.

本明細書において、配列同一性とは、比較する塩基配列、又はアミノ酸配列を多重整列(マルチプルアラインメント)したとき、一致する残基の割合(%)をいう。多重整列(マルチプルアラインメント)とは、塩基配列又はアミノ酸配列を相互に比較可能なものにするため、対応する塩基配列又はアミノ酸配列部分が並ぶよう、適宜空白(ギャップ)を入れて塩基配列を整列したものをいう。多重整列にあたっては、公知の多重整列作成プログラムを利用することができる。例えば、Clustal W、Clustal X、BLASTプログラム等が好適に利用可能である。 In the present specification, the sequence identity means the ratio (%) of the residues that match when the base sequence or amino acid sequence to be compared is multiple-aligned. In multiple alignment, in order to make the base sequence or amino acid sequence comparable to each other, the base sequence is aligned by appropriately inserting a blank (gap) so that the corresponding base sequence or amino acid sequence portion is lined up. Say something. A known multiple alignment creation program can be used for multiple alignment. For example, Clustal W, Clustal X, BLAST programs and the like are preferably available.

T7プロモーターのこのコンセンサス領域は、RNAポリメラーゼによるプロモーターの認識及び転写の効率に影響するため重要であるが、コンセンサス領域以外の領域は、プロモーターの認識及び転写の効率に大きく影響しないため、コンセンサス領域以外の領域の塩基配列はT7プロモーターの塩基配列と同じである必要はない。形質転換に利用する宿主に応じて適時、宿主に合わせて配列を改変すればよい。 This consensus region of the T7 promoter is important because it affects the efficiency of promoter recognition and transcription by RNA polymerase, but the region other than the consensus region does not significantly affect the efficiency of promoter recognition and transcription, and therefore is other than the consensus region. The base sequence of the region does not have to be the same as the base sequence of the T7 promoter. The sequence may be modified according to the host in a timely manner according to the host used for transformation.

コンセンサス領域相当配列は、配列番号8で示されるT7プロモーター配列の第9番目のシトシン(C)残基に相当する残基がチミン(T)残基であることが好ましい。これにより、T7様RNAポリメラーゼと組み合わせたときの組換えタンパク質の発現効率がより高くなる。コンセンサス領域相当配列は更に、配列番号8で示されるT7プロモーター配列の第6番目のシトシン(C)残基に相当する残基がアデニン(A)残基であること、第8番目のアデニン(A)塩基に相当する残基がチミン(T)残基であること、第10番目のチミン(T)残基に相当する残基がグアニン(G)残基であること、第19番目のグアニン(G)残基に相当する残基がアデニン(A)残基であること、第20番目のグアニン(G)残基に相当する残基がチミン(T)残基であること、及び第21番目のグアニン(G)残基に相当する残基がアデニン(A)残基であること、の少なくとも1種を満たしていることがより好ましく、全てを満たしていることが更に好ましい。 In the consensus region equivalent sequence, it is preferable that the residue corresponding to the 9th cytosine (C) residue of the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8 is a thymine (T) residue. This increases the expression efficiency of the recombinant protein when combined with T7-like RNA polymerase. The consensus region equivalent sequence further states that the residue corresponding to the 6th thymine (C) residue of the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8 is an adenine (A) residue, and that the 8th adenine (A) residue. ) The residue corresponding to the base is a thymine (T) residue, the residue corresponding to the 10th thymine (T) residue is a guanine (G) residue, and the 19th guanine ( The residue corresponding to the G) residue is an adenine (A) residue, the residue corresponding to the 20th guanine (G) residue is a thymine (T) residue, and the 21st. It is more preferable that at least one of the residues corresponding to the guanine (G) residue of the above is an adenine (A) residue, and it is further preferable that all of them are satisfied.

コンセンサス領域相当配列が、上記改変の全てを有する配列である場合の具体例として、例えば、配列番号1で示される塩基配列を有するT7様プロモーター(pT7L1)を挙げることができる。コンセンサス領域相当配列が、上記改変の一部を有する配列である場合の具体例として、例えば、配列番号2〜7のいずれかで示される塩基配列を有するT7様プロモーター(pT7L2〜pT7L7)を挙げることができる。 As a specific example when the sequence corresponding to the consensus region is a sequence having all of the above modifications, for example, a T7-like promoter (pT7L1) having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 can be mentioned. As a specific example of the case where the sequence corresponding to the consensus region is a sequence having a part of the above modification, for example, a T7-like promoter (pT7L2 to pT7L7) having the nucleotide sequence shown in any of SEQ ID NOs: 2 to 7 can be mentioned. Can be done.

配列番号1で示される塩基配列を有するT7様プロモーター(pT7L1)と、配列番号8で示される塩基配列を有するT7プロモーターとの配列同一性は52%(11/21)である(図1参照)。 The sequence identity between the T7-like promoter (pT7L1) having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and the T7 promoter having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 8 is 52% (11/21) (see FIG. 1). ..

本実施形態に係るT7様プロモーターは、コンセンサス領域相当配列が、配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が、50%以上95%以下であってよく、50%以上90%以下であってよく、50%以上85%以下であってよく、55%以上80%以下であってもよい。 In the T7-like promoter according to the present embodiment, the sequence identity corresponding to the consensus region with the T7 promoter sequence represented by SEQ ID NO: 8 may be 50% or more and 95% or less, and 50% or more and 90% or less. It may be 50% or more and 85% or less, and may be 55% or more and 80% or less.

また、本実施形態に係るT7様プロモーターは、コンセンサス領域相当配列が、配列番号1で示されるT7様プロモーター(pT7L1)との配列同一性が、60%以上であったよく、65%以上であってよく、70%以上であってよく、80%以上であってよく、85%以上であってよく、90%以上であってもよい。 Further, in the T7-like promoter according to the present embodiment, the sequence identity corresponding to the consensus region with the T7-like promoter (pT7L1) represented by SEQ ID NO: 1 was 60% or more, often 65% or more. It may be 70% or more, 80% or more, 85% or more, or 90% or more.

〔T7様RNAポリメラーゼ(T7LRNAP)〕
本明細書において、T7様RNAポリメラーゼ(以下、「T7LRNAP」ということもある。)とは、配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有する、RNAポリメラーゼを意味する。T7様RNAポリメラーゼは、配列番号1で示されるT7様プロモーターによる転写を行う活性を有するRNAポリメラーゼである。T7様RNAポリメラーゼの具体例としては、配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するRNAポリメラーゼを挙げることができる。
[T7-like RNA polymerase (T7LRNAP)]
In the present specification, T7-like RNA polymerase (hereinafter, also referred to as “T7LRNAP”) is an RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence of 40% or more with the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9. Means. The T7-like RNA polymerase is an RNA polymerase having an activity of performing transcription by the T7-like promoter shown in SEQ ID NO: 1. Specific examples of the T7-like RNA polymerase include RNA polymerase having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9.

図2は、従来のT7組換えタンパク質発現システムで利用されていたT7RNAポリメラーゼ(T7RNAP,配列番号10)と一実施形態に係るT7様RNAポリメラーゼ(T7LRNAP,配列番号9)のアミノ酸配列を多重整列した結果を示す模式図である。T7RNAPとT7様RNAPの配列同一性は33%であり、類似性は48%であった。 In FIG. 2, the amino acid sequences of T7 RNA polymerase (T7RNAP, SEQ ID NO: 10) used in the conventional T7 recombinant protein expression system and T7-like RNA polymerase (T7LRNAP, SEQ ID NO: 9) according to one embodiment are multi-aligned. It is a schematic diagram which shows the result. The sequence identity of T7RNAP and T7-like RNAP was 33% and the similarity was 48%.

本実施形態に係るT7様RNAポリメラーゼとしては、配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることが更に好ましく、85%以上であることが更により好ましく、90%以上であることが更によりまた好ましく、95%以上であることが特に好ましい。 As the T7-like RNA polymerase according to the present embodiment, the sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and 80% or more. It is even more preferably 85% or more, even more preferably 90% or more, and particularly preferably 95% or more.

〔組換えタンパク質〕
本実施形態に係る発現システムで生産する組換えタンパク質(以下、「目的とするタンパク質」ということもある。)としては、取得を目的とするタンパク質であればどのようなタンパク質でもよいが、工業規模での製造を目的とするものが好ましい。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、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、完全長抗体又は抗体フラグメント若しくは誘導体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、スパイダーシルク、カイコシルク、ケラチン、コラ−ゲン、エラスチン及びレシリン、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。
[Recombinant protein]
The recombinant protein produced by the expression system according to the present embodiment (hereinafter, may also be referred to as “target protein”) may be any protein as long as it is intended to be obtained, but on an industrial scale. It is preferable that the product is intended for production in Japan. For example, proteins that can be used for industrial purposes, proteins that can be used for medical purposes, structural proteins, and the like can be mentioned. Specific examples of proteins that can be used for industrial or medical purposes include enzymes, regulatory proteins, receptors, peptide hormones, cytokines, membrane or transport proteins, antigens used for vaccination, vaccines, antigen-binding proteins, immunostimulatory proteins, etc. Examples include allergens, full-length antibodies or antibody fragments or derivatives. Specific examples of structural proteins include spider silk, silk moth silk, keratin, collagen, elastin and resilin, and proteins derived from these.

フィブロイン様タンパク質であるスパイダーシルク又はカイコシルク由来のタンパク質として、例えば、式1:[(A)モチーフ−REP]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式1中、(A)モチーフは4〜20アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示し、かつ(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が80%以上である。REPは10〜200アミノ酸残基から構成されるアミノ酸配列を示す。mは8〜300の整数を示す。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。)を挙げることができる。具体的には、配列番号11(PRT410)で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。 As a protein derived from the fibroin-like protein spider silk or silkworm silk, for example, a protein containing a domain sequence represented by the formula 1: [(A) n motif-REP] m (here, (A) in the formula 1). The n motif shows an amino acid sequence composed of 4 to 20 amino acid residues, and (A) the number of alanine residues is 80% or more of the total number of amino acid residues in the n motif. REP is 10 to 200 amino acid residues. Indicates an amino acid sequence composed of groups. M indicates an integer of 8 to 300. Multiple existing (A) n motifs may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. Multiple REPs may be present. The amino acid sequences may be the same as each other, or different amino acid sequences may be used.) Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 11 (PRT410) can be mentioned.

コラーゲン由来のタンパク質として、例えば、式2:[REP2]で表されるドメイン配列を含むタンパク質(ここで、式2中、oは5〜300の整数を示す。REP2は、Gly一X一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。具体的には、配列番号99で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号99で示されるアミノ酸配列は、NCBIデータベースから入手したヒトのコラーゲンタイプ4の部分的な配列(NCBlのGenebankのアクセッション番号:CAA56335.1、GI:3702452)のリピート部分及びモチーフに該当する301残基目から540残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号100で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 As a collagen-derived protein, for example, a protein containing a domain sequence represented by the formula 2: [REP2] o (here, in the formula 2, o represents an integer of 5 to 300. REP2 is Gly-X-Y. Indicates an amino acid sequence composed of, and X and Y indicate arbitrary amino acid residues other than Gly. Multiple REP2s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences.) .. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 99 can be mentioned. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 99 corresponds to the repeat portion and motif of a human collagen type 4 partial sequence (NCBl Genebank accession number: CAA5635.1, GI: 3702452) obtained from the NCBI database. The amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown by SEQ ID NO: 100 is added to the N-terminal of the amino acid sequence from the 301st residue to the 540th residue.

レシリン由来のタンパク質として、例えば、式3:[REP3]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4〜300の整数を示す。REP3はSer一J一J一Tyr一Gly一U−Proから構成されるアミノ酸配列を示す。Jは任意の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REP3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。具体的には、配列番号101で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号101で示されるアミノ酸配列は、レシリン(NCBlのGenebankのアクセッション番号NP 611157、Gl:24654243)のアミノ酸配列において、87残基目のThrをSerに置換し、かつ95残基目のAsnをAspに置換した配列の19残基目から321残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号100で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 As a protein derived from resilin, for example, a protein containing a domain sequence represented by the formula 3: [REP3] p (where, in formula 3, p represents an integer of 4 to 300. REP3 is Ser-J-J-1. The amino acid sequence composed of Tyr-Gly-U-Pro is shown. J indicates an arbitrary amino acid residue, and it is particularly preferable that it is an amino acid residue selected from the group consisting of Asp, Ser and Thr. U is arbitrary. It is preferable that it is an amino acid residue selected from the group consisting of Pro, Ala, Thr and Ser. The plurality of REP3s may have the same amino acid sequence or different amino acid sequences. ) Can be mentioned. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 101 can be mentioned. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 101 replaces Thr at residue 87 with Ser and Asn at residue 95 in the amino acid sequence of lecillin (NCBl Genebank accession number NP 61157, Gl: 24654243). The amino acid sequence (tag sequence and hinge sequence) shown by SEQ ID NO: 100 is added to the N-terminal of the amino acid sequence from the 19th residue to the 321st residue of the sequence in which is replaced with Asp.

エラスチン由来のタンパク質として、例えば、NCBlのGenebank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。具体的には、配列番号102で示されるアミノ酸配列を含むタンパク質を挙げることができる。配列番号102で示されるアミノ酸配列は、NCBlのGenebankのアクセッション番号AAC98395のアミノ酸配列の121残基目から390残基目までのアミノ酸配列のN末端に配列番号100で示されるアミノ酸配列(タグ配列及びヒンジ配列)が付加されたものである。 Examples of the elastin-derived protein include proteins having an amino acid sequence such as NCBl Genebank accession numbers AAC98395 (human), I47076 (sheep), and NP786966 (bovine). Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 102 can be mentioned. The amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 102 is the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 100 at the N-terminal of the amino acid sequence from the 121st residue to the 390th residue of the amino acid sequence of accession number AAC98395 of Genebank of NCBl (tag sequence). And hinge arrangement) is added.

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。具体的には、配列番号103で示されるアミノ酸配列(NCBlのGenebankのアクセッション番号ACY30466のアミノ酸配列)を含むタンパク質を挙げることができる。 Examples of the keratin-derived protein include Type I keratin of Capra hilcus. Specifically, a protein containing the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 103 (amino acid sequence of NCBl Genebank accession number ACY30466) can be mentioned.

本実施形態に係る発現システムは、少なくとも(i)T7様プロモーターと、(ii)T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、(iii)T7様RNAポリメラーゼをコードする核酸と、を含むものであればよく、具体的な態様は特に制限されない。例えば、(i)〜(iii)の全てが宿主のゲノムに組み込まれていてもよく、(i)〜(iii)の少なくとも1種が宿主のゲノムに組み込まれ、その他が染色体外DNA(例えば、プラスミド)として宿主に保持されていてもよく、(i)〜(iii)の全てが染色体外DNA(例えば、プラスミド)として宿主に保持されていてもよい。また、組換えタンパク質をコードする核酸が、T7様プロモーターの制御下にあるとは、T7様プロモーターが機能することにより、当該核酸の転写が行われることを意味する。 The expression system according to the present embodiment includes at least (i) a nucleic acid encoding a T7-like promoter, (ii) a nucleic acid encoding a recombinant protein under the control of the T7-like promoter, and (iii) a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase. ,, And the specific embodiment is not particularly limited. For example, all of (i) to (iii) may be integrated into the host's genome, at least one of (i) to (iii) is integrated into the host's genome, and the others are extrachromosomal DNA (eg, iii). It may be retained in the host as a plasmid), or all of (i) to (iii) may be retained in the host as extrachromosomal DNA (for example, a plasmid). Further, the fact that the nucleic acid encoding the recombinant protein is under the control of the T7-like promoter means that the nucleic acid is transcribed by the function of the T7-like promoter.

[発現ベクター]
本実施形態に係る発現システムは、発現ベクターとして機能させることが好ましい。すなわち、本実施形態に係る発現ベクターは、(i)配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下であるプロモーター配列を含むT7様プロモーターと、(ii)T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、を少なくとも含む。本実施形態に係る発現ベクターは、更に(iii)配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼをコードする核酸を含むものであってもよい。
[Expression vector]
The expression system according to this embodiment preferably functions as an expression vector. That is, the expression vector according to the present embodiment includes (i) a T7-like promoter containing a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence represented by SEQ ID NO: 8, and (ii) T7. It contains at least a nucleic acid encoding a recombinant protein under the control of a promoter. The expression vector according to the present embodiment further contains (iii) a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence of 40% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9. May be good.

なお、本実施形態に係る発現ベクターが、(iii)配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼをコードする核酸を含まない場合、例えば、予めゲノム又は染色体外DNAとして(iii)の核酸を導入し、T7様RNAポリメラーゼを発現するようにした宿主と組み合わせることで、本発明に係る発現システムとして利用することができる。 When the expression vector according to the present embodiment does not contain a nucleic acid encoding T7-like RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence having 40% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in (iii) SEQ ID NO: 9. For example, it can be used as an expression system according to the present invention by introducing a nucleic acid (iii) as a genomic or extrachromosomal DNA in advance and combining it with a host capable of expressing T7-like RNA polymerase.

本実施形態に係る発現ベクターは、(i)T7様プロモーターに作動可能に連結された1又は複数の調節配列を更に含むものであってもよい。調節配列の具体例として、例えば、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、エンハンサー、リボソーム結合配列、ターミネータ(転写終結配列)等)を挙げることができ、宿主の種類に応じて適宜選択することができる。 The expression vector according to this embodiment may further contain (i) one or more regulatory sequences operably linked to a T7-like promoter. Specific examples of regulatory sequences include sequences that control the expression of recombinant proteins in a host (eg, enhancer, ribosome binding sequence, terminator (transcription termination sequence), etc.), and are appropriately used according to the type of host. You can choose.

発現ベクターとしては、宿主細胞において自立複製が可能、又は宿主細胞のゲノムDNAへの組込みが可能なものであればいずれも用いることができ、例えば、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、及び人工染色体ベクター等、宿主細胞に応じて適宜選択することができる。 As the expression vector, any vector can be used as long as it can be autonomously replicated in the host cell or can be integrated into the genomic DNA of the host cell. For example, a plasmid vector, a virus vector, a cosmid vector, or a phosmid vector can be used. , And an artificial chromosomal vector, etc., can be appropriately selected depending on the host cell.

発現ベクターとして、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〔Escherichia coli 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(US4686191、US4939094、US5160735)、pSupex、pUB110、pTP5、pC194、pEG400〔J.Bacteriol.,172,2392(1990)〕、pGEX(Pharmacia社製)、pACYC184((株)ニッポンジーン社 製品番号313−02201)、pETシステム(Novagen社製)、YEP13(ATCC37115)、YEp24(ATCC37051)、YCp50(ATCC37419)、YIp、pHS19、pHS15、pA0804、pHIL3Ol、pHIL−S1、pPIC9K、pPICZα、pGAPZα、pPICZ B、夜盗蛾科昆虫に感染するウイルスであるアウトグラファ・カリフォルニカ・ヌクレアー・ポリヘドロシス・ウイルス(Autographa californica nuclear polyhedrosis virus)等のバキュロウイルス(Baculovirus Expression Vectors, A Laboratory Manual,W.H.Freeman and Company,New York(1992))等を挙げることができる。 Expression vectors include, for example, pBTrp2, pBTac1, pBTac2 (all commercially available from Boehringer Mannheim), pKK233-2 (Pharmacia), pSE280 (Invitrogen), pGEMEX-1 (Promega), pQE-8 (). QIAGEN), pKYP10 (Japanese Patent Laid-Open No. 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 [Escherichia] Prepared from 5408)], prepared from pGHA2 [Escherichia coli IGHA2 (FERM B-400), JP-A-60-221091], pGKA2 [prepared from Escherichia coli IGKA2 (FERM BP-6798), JP-A-60-221091 No.], pTerm2 (US4686191, US4939094, US5160735), pSupex, pUB110, pTP5, pC194, pEG400 [J. Bacteriol. , 172, 2392 (1990)], pGEX (manufactured by Virus), pACYC184 (manufactured by Nippon Gene Co., Ltd., product number 313-02201), pET system (manufactured by Novagen), YEP13 (ATCC37115), YEp24 (ATCC37051), YCp50 ( ATCC37419), YIp, pHS19, pHS15, pA0804, pHIL3Ol, pHIL-S1, pPIC9K, pPICZα, pGAPZα, pPICZ B, the virus that infects night-stealing baculoviridae insects: Examples include baculoviruses such as nuclear polyhedrosis virus (Baculovirus Expression Virus, A Laboratory Manual, WH Freeman and Company, New York (1992)) and the like.

本発明に係る発現ベクターは、形質転換体された組換え細胞選択のための選択マーカー遺伝子をさらに含有していることが好ましい。例えば、原核生物においては、選択マーカー遺伝子としては、テトラサイクリン、アンピシリン、カナマイシン等の各種薬剤に対する耐性遺伝子を用いることができる。栄養要求性に関与する遺伝子変異を相補できる劣性の選択マーカーも使用できる。真核生物、例えば酵母においては、選択マーカー遺伝子として、ジェネティシンに対する耐性遺伝子を用いることができ、栄養要求性に関与する遺伝子変異を相補する遺伝子、LEU2、URA3、TRP1、HIS3等の選択マーカーも使用できる。糸状真菌においては、選択マーカー遺伝子として、niaD(Biosci.Biotechnol.Biochem.,59,1795−1797(1995))、argB(Enzyme Microbiol Technol,6,386−389,(1984)),sC(Gene,84,329−334,(1989))、ptrA(BiosciBiotechnol Biochem,64,1416−1421,(2000))、pyrG(BiochemBiophys Res Commun,112,284−289,(1983)),amdS(Gene,26,205−221,(1983))、オーレオバシジン耐性遺伝子(Mol Gen Genet,261,290−296,(1999))、ベノミル耐性遺伝子(Proc Natl Acad Sci USA,83,4869−4873,(1986))及びハイグロマイシン耐性遺伝子(Gene,57,21−26,(1987))からなる群より選ばれるマーカー遺伝子、ロイシン要求性相補遺伝子等が挙げられる。また、宿主が栄養要求性変異株の場合には、選択マーカー遺伝子として当該栄養要求性を相補する野生型遺伝子を用いることもできる。 The expression vector according to the present invention preferably further contains a selectable marker gene for selection of transformed recombinant cells. For example, in prokaryotes, resistance genes to various drugs such as tetracycline, ampicillin, and kanamycin can be used as selectable marker genes. Recessive selectable markers that can complement gene mutations involved in auxotrophy can also be used. In eukaryotes such as yeast, a resistance gene to geneticin can be used as a selectable marker gene, and a gene that complements a gene mutation involved in auxotrophy, a selectable marker such as LEU2, URA3, TRP1, or HIS3 is also used. it can. In filamentous fungi, as selectable marker genes, niaD (Biosci. Biotechnol. Biochem., 59, 1795-1797 (1995)), argB (Enzyme Microbiol Technol, 6,386-389, (1984)), sC (Gene, Gene, 84,329-334, (1989)), ptrA (BiosciBiotechnol Biochem, 64,1416-1421, (2000)), pyrG (BiochemBiophyss Res Commun, 112,284-289, (1983)), amdS (Gene, Gene) 205-221, (1983)), aureobasidin resistance gene (Mol Gen Genet, 261,290-296, (1999)), benomil resistance gene (Proc Natl Acad Sci USA, 83, 4869-4873 (1986)) A marker gene selected from the group consisting of the hyglomycin resistance gene (Gene, 57, 21-26, (1987)), a leucine-requiring complementary gene, and the like can be mentioned. When the host is an auxotrophic mutant, a wild-type gene that complements the auxotrophy can be used as a selectable marker gene.

[組換え細胞]
本実施形態に係る組換え細胞は、本実施形態に係る発現システムを含む組換え細胞である。本実施形態に係る組換え細胞は、例えば、本実施形態に係る発現ベクターで宿主を形質転換することにより得ることができる。
[Recombinant cells]
The recombinant cell according to the present embodiment is a recombinant cell containing the expression system according to the present embodiment. The recombinant cell according to the present embodiment can be obtained, for example, by transforming the host with the expression vector according to the present embodiment.

宿主として、原核生物、並びに酵母、糸状真菌、昆虫細胞、動物細胞及び植物細胞等の真核生物のいずれも好適に用いることができる。 As the host, any of prokaryotes and eukaryotes such as yeast, filamentous fungi, insect cells, animal cells and plant cells can be preferably used.

細菌等の原核生物の宿主としては、エシェリヒア属、ビブリオ属、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。 Examples of hosts for prokaryotes such as bacteria include microorganisms belonging to the genus Escherichia, Vibrio, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium, Pseudomonas, etc. Can be done.

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 BL21(Merck Millipore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。 Examples of microorganisms belonging to the genus Escherichia include Escherichia coli BL21 (Novagen), Escherichia coli BL21 (DE3) (Life Technologies), Escherichia coli BL21 (Merck Millipore), and 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 K5 (ATCC 23506), Escherichia Coli KY3276, Escherichia Coli G. ), Escherichia coli No. 49, Escherichia coli Rosetta (DE3) (Novagen), Escherichia coli TB1, Escherichia coli Tuner (Novagen), Escherichia coli Tuner (DE3) (Novagen), Escherichia coli W1485, Escherichia coli W1485, Escherichia coli ATCC 27325), Escherichia coli XL1-Blue, Escherichia coli XL2-Blue and the like can be mentioned.

ビブリオ属に属する微生物として、非病原性のものが望ましく、例えば、ビブリオ・アバロニカス(V. abalonicus) ATCC27390、ビブリオ・アダプタタス(V. adaptatus) ATCC19263、ビブリオ・アエロゲナス(V. aerogenes) ATCC700797、ビブリオ・アエスタリアヌス(V. aestuarianus) ATCC35048、ビブリオ・アルギノリティクス(V.alginolyticus) ATCC14582、ビブリオ・アラゴサス(V. algosus) ATCC14390、ビブリオ・アンギラルム(V.anguillarum) ATCC43305、ビブリオ・カルビエンシス(V. calviensis) ATCC BAA−606、ビブリオ・キャンベリイ(V.campbellii) ATCC25920、ビブリオ・カーチャリアエ(V. carchariae) ATCC35084、ビブリオ・カラリイリティクス(V. coralliilyticus) ATCC BAA−450、ビブリオ・コスティコラ(V. costicola) ATCC43147、ビブリオ・シクリトロヒクス(V. cyclitrophicus) ATCC700982、ビブリオ・シクロシテス(V. cyclosites) ATCC14635、ビブリオ・ジアゾトロフィクス(V.diazotrophicus) ATCC33466、ビブリオ・フィシェリ(V. fischeri) ATCC25918、ビブリオ・ガゾゲネス(V. gazogenes) ATCC29988、ビブリオ・ハリオティコリ(V. halioticoli) ATCC700680、ビブリオ・ハーベイイ(V.harveyi) ATCC14126、ビブリオ・ヒスパニカ(V. hispanica) ATCC51589、ビブリオ・イチティオエンテリ(V. ichthyoenteri) ATCC700023、ビブリオ・イリオピスカリウス(V. iliopiscarius) ATCC51760、ビブリオ・レンタス(V. lentus) ATCC BAA−539、ビブリオ・リキュエファシエンス(V. liquefaciens) ATCC17058、ビブリオ・ロゲイ(V. logei) ATCC15382、ビブリオ・マリナギリス(V. marinagilis) ATCC14398、ビブリオ・マリノフルブス(V. marinofulvus) ATCC14395、ビブリオ・マリノブルガリス(V. marinovulgaris) ATCC14394、ビブリオ・メディテラネイ(V. mediterranei) ATCC43341、ビブリオ・メチャニコビイ(V. metschnikovii) ATCC7708、ビブリオ・ミティリ(V. mytili) ATCC51288、ビブリオ・ナトリーゲンス(V. natriegens) NBRC15636(ATCC14048)、ビブリオ・ナバレンシス(V. navarrensis) ATCC51183、ビブリオ・ネレイス(V. nereis) ATCC25917、ビブリオ・ニグリプルチリツド(V. nigripulchritudo) ATCC27043、ビブリオ・オルダリイ(V. ordalii) ATCC33509、ビブリオ・オリエンタリス(V. orientalis) ATCC33933、ビブリオ・ペクテニチダ(V. pectenicida) ATCC700783、ビブリオ・ペラギウス(V. pelagius) ATCC33504、ビブリオ・ペナエイチダ(V. penaeicida) ATCC51841、ビブリオ・ポンティクス(V. ponticus) ATCC14391、ビブリオ・プロテオリティクス(V.proteolyticus) ATCC53559、ビブリオ・シュクロエリテラルス(V. psychroerythrus) ATCC27364、ビブリオ・サルモニシダ(V. salmonicida) ATCC43839、ビブリオ・シロイイ(V. shiloii) ATCC BAA−91、ビブリオ・スプレンディダス(V. splendidus) ATCC33125、ビブリオ・チロシナティクス(V. tyrosinaticus) ATCC19378、ビブリオ・ビスコサス(V. viscosus) ATCC BAA−105、ビブリオ・ウォダニス(V. wodanis) ATCC BAA−104等を挙げることができる。 Non-pathogenic microorganisms belonging to the genus Vibrio are desirable, for example, Vibrio avalonicus ATCC27390, V. apatatus ATCC19263, Vibrio aerogenes ATCC700797, Vibrio aerogenes. V. aestuarianus ATCC35048, Vibrio arginolytics ATCC14582, Vibrio argosus ATCC14390, Vibrio angiralum (V. angilarum) Vibrio angiralum (V. angilarum) BAA-606, Vibrio Cambellii ATCC25920, Vibrio carchariae ATCC35084, Vibrio colorilytics ATCC BAA-450, Vibrio 43 Vibrio・ V. cyclitropicus ATCC700982, Vibrio cyclocites ATCC14635, Vibrio diazotropicus ATCC33466, Vibrio fibrio ge, vibrio fisci , Vibrio Harveyoli ATCC700680, Vibrio Harveyi ATCC14126, Vibrio Hispanica ATCC51589, Vibrio Ichitio Enteri (V. V. iliopiscarius ATCC51760, V. lentus ATCC BAA-539, V. liquefaciens ATCC1 7058, Vibrio Rogain (V. logei ATCC15382, Vibrio Marinagiris ATCC14398, Vibrio Marinofulbus ATCC14395, Vibrio Marinobulgaris (V. marinovulgaris), Vibrio Marinobulgaris (V. marinovulgaris) ATCC14. V. methschnikovii ATCC7708, V. mytili ATCC51288, V. natriegens NBRC15636 (ATCC14048), Vibrio Navalensis (ATCC14048), Vibrio Navalensis (ATCC14048), Vibrio Navalensis (V.・ V. nigripulchritudo ATCC27043, Vibrio ordalii ATCC33509, Vibrio orientalis ATCC33933, Vibrio pectenicitida (V. vibrio pectenitide) ATCC33504, Vibrio penaechida (V. penaeicida) ATCC51841, Vibrio pontics (V. pontis) ATCC14391, Vibrio proteolytics (V. V. salmonicida ATCC43839, Vibrio siroii ATCC BAA-91, Vibrio splendidas ATCC33125, Vibrio tyrosinatics (V. tyrosinatics) ATCC33125, Vibrio tyrosinatics (V. tyrosinatics) viscos) ATCC BAA-105, Vibrio wodanis ATCC BAA-104, etc. Can be done.

ブレビバチルス属に属する微生物として、例えば、ブレビバチルス・アグリ、ブレビバチルス・ボルステレンシス、ブレビバチルス・セントロポラスブレビバチルス・フォルモサス、ブレビバチルス・インボカツス、ブレビバチルス・ラチロスポラス、ブレビバチルス・リムノフィルス、ブレビバチルス・パラブレビス、ブレビバチルス・レウスゼリ、ブレビバチルス・サーモルバー、ブレビバチルス・ブレビス47(FERM BP−1223)、ブレビバチルス・ブレビス47K(FERM BP−2308)、ブレビバチルス・ブレビス47−5(FERM BP−1664)、ブレビバチルス・ブレビス47−5Q(JCM8975)、ブレビバチルス・チョウシネンシスHPD31(FERM BP−1087)、ブレビバチルス・チョウシネンシスHPD31−S(FERM BP−6623)、ブレビバチルス・チョウシネンシスHPD31−OK(FERM BP−4573)、ブレビバチルス・チョウシネンシスSP3株(Takara社製)等を挙げることができる。 Examples of microorganisms belonging to the genus Brevibacillus include Brevibacillus agri, Brevibacillus bolsterensis, Brevibacillus centroporus Brevibacillus formosas, Brevibacillus invocatus, Brevibacillus lachilosporus, Brevibacillus limnofilus, Brevibacillus parabis. , Brevibacillus Reus Zeri, Brevibacillus Thermolver, Brevibacillus Brevis 47 (FERM BP-1223), Brevibacillus Brevis 47K (FERM BP-2308), Brevibacillus Brevis 47-5 (FERM BP-1664), Brevi Brevibacillus chocinensis 47-5Q (JCM8975), Brevibacillus chocinensis HPD31 (FERM BP-1087), Brevibacillus chocinensis HPD31-S (FERM BP-6623), Brevibacillus chocinensis HPD31-OK (FERM BP-) 4573), Brevibacillus chocinensis SP3 strain (manufactured by Takara), and the like.

セラチア属に属する微生物として、例えば、セラチア・リクエファシエンス(Serratia liquefacience)ATCC14460、セラチア・エントモフィラ(Serratia entomophila)、セラチア・フィカリア(Serratia ficaria)、セラチア・フォンティコーラ(Serratia fonticola)、セラチア・グリメシ(Serratia grimesii)、セラチア・プロテアマキュランス(Serratia proteamaculans)、セラチア・オドリフェラ(Serratia odorifera)、セラチア・プリムシカ(Serratia plymuthica)、セラチア・ルビダエ(Serratia rubidaea)等を挙げることができる。 Examples of microorganisms belonging to the genus Serratia include, for example, Serratia liquiefacience ATCC14460, Serratia entomophila, Serratia ficiaria, Serratia ficiaria, Serratia ficaria, Serratia ficaria. (Serratia grimesii), Serratia proteamaculans, Serratia odorifera, Serratia primushika (Serratia primusica), Serratia primusica, etc.

バチルス属に属する微生物として、例えば、バチルス・サチラス(Bacillus subtilis)、バチルス・アミロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)等を挙げることができる。 Examples of microorganisms belonging to the genus Bacillus include Bacillus subtilis and Bacillus amyloliquefaciens.

ミクロバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム ATCC15354等を挙げることができる。 Examples of microorganisms belonging to the genus Microbacterium include Microbacterium / Ammonia Philum ATCC15354 and the like.

ブレビバクテリウム属に属する微生物として、例えば、ブレビバクテリウム・ディバリカタム(コリネバクテリウム・グルタミカム)ATCC14020、ブレビバクテリウム・フラバム(コリネバクテリウム・グルタミカムATCC14067)ATCC13826、ATCC14067、ブレビバクテリウム・インマリオフィラム(Brevibacterium immariophilum)ATCC14068、ブレビバクテリウム・ラクトフェルメンタム(コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13869)ATCC13665、ATCC13869、ブレビバクテリウム・ロゼウムATCC13825、ブレビバクテリウム・サッカロリティカム(Brevibacterium saccharolyticum)ATCC14066、ブレビバクテリウム・チオゲニタリスATCC19240、ブレビバクテリウム・アルバムATCC15111、ブレビバクテリウム・セリヌムATCC15112等を挙げることができる。 Examples of microorganisms belonging to the genus Brevibacterium include Brevibacterium divaricatum (Corinebacterium glutamicum) ATCC14020, Brevibacterium flavum (Corinebacterium glutamicum ATCC14067) ATCC13826, ATCC14067, Brevibacterium immariophyllum. (Brevibacterium immunophilium) ATCC14068, Brevibacterium lactofermentum (Colinebacterium glutamicum ATCC13869) ATCC13665, ATCC13869, Brevibacterium roseum ATCC13825, Brevibacterium saccharolitamic, Brevibacterium Thiogenitalis ATCC19240, Brevibacterium album ATCC15111, Brevibacterium serinum ATCC15112 and the like can be mentioned.

コリネバクテリウム属に属する微生物として、例えば、コリネバクテリウム・アンモニアゲネス(Corynebacterium ammoniagenes)ATCC6871、ATCC6872、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)ATCC13032、コリネバクテリウム・グルタミカム ATCC14067、コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム(Corynebacterium acetoacidophilum)ATCC13870、コリネバクテリウム・アセトグルタミカムATCC15806、コリネバクテリウム・アルカノリティカムATCC21511、コリネバクテリウム・カルナエATCC15991、コリネバクテリウム・グルタミカムATCC13020,ATCC13032,ATCC13060、コリネバクテリウム・リリウムATCC15990、コリネバクテリウム・メラセコーラATCC17965、コリネバクテリウム・サーモアミノゲネスAJ12340(FERMBP−1539)、コリネバクテリウム・ハーキュリスATCC13868等を挙げることができる。 Examples of microorganisms belonging to the genus Corynebacterium include Corynebacterium ammoniagenes ATCC6781, ATCC6782, Corynebacterium glutamicum ATCC13032, Corynebacterium glutamicum ATCC140. Lamb (Corynebacterium acetoacidophilum) ATCC13870, Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806, Corynebacterium alkanolitamicum ATCC21511, Corynebacterium carnae ATCC15991, Corynebacterium glutamicum ATCC13020, ATCC13032, ATCC130 Examples thereof include Corynebacterium melanocera ATCC17965, Corynebacterium thermoaminogenes AJ12340 (FERMBP-1539), Corynebacterium herculis ATCC13868 and the like.

シュードモナス(Pseudomonas)属に属する微生物として、例えば、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonas fluorescens)、シュードモナス・ブラシカセラム(Pseudomonas brassicacearum)、シュードモナス・フルバ(Pseudomonas fulva)、及びシュードモナス・エスピー(Pseudomonas sp.)D−0110等を挙げることができる。 Pseudomonas microorganisms belonging to the genus Pseudomonas include, for example, Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas esudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas Pseudomonas (Pseudomonas sp.) D-0110 and the like can be mentioned.

真核生物の宿主としては、例えば、酵母及び糸状真菌(カビ等)を挙げることができる。 Eukaryotic hosts include, for example, yeast and filamentous fungi (molds, etc.).

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。より具体的には、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロマイセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、クリベロマイセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、クリベロマイセス・マルキシアヌス(Kluyveromyces marxianus)、トリコスポロン・プルランス(Trichosporon pullulans)、シワニオマイセス・アルビウス(Schwanniomyces alluvius)、シワニオマイセス・オシデンタリス(Schwanniomyces occidentalis)、キャンディダ・ユーティリス(Candida utilis)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)ピキア・アングスタ(Pichia angusta)、ピキア・メタノリカ(Pichia methanolica)、ピキア・ポリモルファ(Pichia polymorpha)、ピキア・スチピチス(Pichia stipitis)、ヤロウィア・リポリティカ(Yarrowia lipolytica)、ハンゼヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)等を挙げることができる。 Examples of yeast include the genus Saccharomyces, the genus Schizoccharomyces, the genus Kluyveromyces, the genus Trichosporon, the genus Trichosporon, the genus Candida, the genus Candida, and the genus Candida. , Yeasts belonging to the genus Pichia, the genus Pichia, and the like. More specifically, Saccharomyces cerevisiae (Saccharomyces cerevisiae), Schizosaccharomyces pombe (Schizosaccharomyces pombe), Kluyveromyces lactis (Kluyveromyces lactis), Kluyveromyces marxianus (Kluyveromyces marxianus), Trichosporon pullulans (Trichosporon pullulans), Shiwaniomaisesu - Albius (Schwanniomyces alluvius), Swanniomyces occidentalis, Candida utilis, Pichia pastris (Pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia pichia (Pichia polymorpha), Pichia stypitis, Yarrowia lipolytica, Hansenula polymorpha, 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。 Filamentous fungi include, for example, the genus Acremonium, the genus Aspergillus, the genus Ustirago, the genus Trichoderma, the genus Neurospora, the genus Fusalium, the genus Fusaria, and the genus Fusarium. Penicillium, Myceliophtra, Botryts, Magnaporthe, Mucor, Metalithium, Monascus, Monascus , And bacteria belonging to the genus Risomcoa.

糸状真菌の具体例として、アクレモニウム・アラバメンゼ(Acremonium alabamense)、アクレモニウム・セルロリティカス(Acremonium cellulolyticus)、アスペルギルス・アクレアツス(アキュレータス)(Aspergillus aculeatus)、アスペルギルス・アワモリ(Aspergillus awamori)、アスペルギルス・オリゼ(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス・サケ(Aspergillus sake)、アスペルギルス・ゾジエ(ソーヤ)(Aspergillus sojae)、アスペルギルス・テュビゲンシス(Aspergillus tubigensis)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アスペルギルス・ニデュランス(Aspergillus nidulans)、アスペルギルス・パラシチクス(Aspergillus parasiticus)、アスペルギルス・フィクム(フィキュウム)(Aspergillus ficuum)、アスペルギルス・フェニクス(Aspergillus phoeicus)、アスペルギルス・フォエチズス(フェチダス)(Aspergillus foetidus)、アスペルギルス・フラーブス(Aspergillus flavus)、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)、アスペルギルス・ヤポニクス(ジャポニカス)(Aspergillus japonicus)、トリコデルマ・ビリデ(Trichoderma viride)、トリコデルマ・ハージアヌム(Trichoderma harzianum)、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reseei)、クリソスポリウム・ルクノエンス(Chrysosporium lucknowense)、サーモアスクス(Thermoascus)、スポロトリクム(Sporotrichum)、スポロトリクム・セルロフィルム(Sporotrichum cellulophilum)、タラロマイセス(Talaromyces)、チエラビア・テレストリス(Thielavia terrestris)、チラビア(Thielavia)、ノイロスポラ・クラザ(Neurospora crassa)、フザリウム・オキシスポーラス(Fusarium oxysporus)、フザリウム・グラミネルム(Fusarium graminearum)、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)、フミコーラ・インソレンス(Humicola insolens)、ペニシリウム・クリゾゲナム(Penicillium chrysogenum)、ペニシリウム・カマンベルティ(Penicillium camemberti)、ペニシリウム・カネセンス(Penicillium canescens)、ペニシリウム・エメルソニ(Penicillium emersonii)、ペニシリウム・フニクロスム(Penicillium funiculosum)、ペニシリウム・グリゼオロゼウム(Penicillium griseoroseum)、ペニシリウム・パープロゲナム(Penicillium purpurogenum)、ペニシリウム・ロケフォルチ(Penicillium roqueforti)、マイセリオフトラ・サーモフィルム(Myceliophtaora thermophilum)、ムコア・アンビグス(Mucor ambiguus)、ムコア・シイルシネロイデェス(Mucor circinelloides)、ムコア・フラギリス(Mucor fragilis)、ムコア・ヘマリス(Mucor hiemalis)、ムコア・イナエクイスポラス(Mucor inaequisporus)、ムコア・オブロンジエリプティカス(Mucor oblongiellipticus)、ムコア・ラセモサス(Mucor racemosus)、ムコア・レクルバス(Mucor recurvus)、ムコア・サトゥルニナス(Mocor saturninus)、ムコア・サブティリススミウス(Mocor subtilissmus)、オガタエア・ポリモルファ(Ogataea polymorpha)、ファネロケーテ・クリソスポリウム(Phanerochaete chrysosporium)、リゾムコア・ミーヘイ(Rhizomucor miehei)、リゾムコア・プシルス(Rhizomucor pusillus)、リゾプス・アルヒザス(Rhizopus arrhizus)等を挙げることができる。 Specific examples of filamentous fungi include Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus aspergillus Aspergillus oryzae, Aspergillus sake, Aspergillus sojae, Aspergillus tubignis, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus, Aspergillus aspergillus Parashichikusu (Aspergillus parasiticus), Aspergillus Fikumu (Fikyuumu) (Aspergillus ficuum), Aspergillus Fenikusu (Aspergillus phoeicus), Aspergillus Foechizusu (Fechidasu) (Aspergillus foetidus), Aspergillus Furabusu (Aspergillus flavus), Aspergillus fumigatus (Aspergillus fumigatus ), Aspergillus japonics, Aspergillus japonicus, Trichoderma viride, Trichoderma harzianum, Trichoderma harzianum, Trichoderma risseim Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus cellulophyllum, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus, Aspergillus. ora crassa), fusalium oxysporus, fusalium graminearum, fusalium venenatum, fumicola insolence penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium penicillium (Penicillium camemberti), Penicillium Kanesensu (Penicillium canescens), Penicillium Emerusoni (Penicillium emersonii), Penicillium funiculosum (Penicillium funiculosum), Penicillium Gurizeorozeumu (Penicillium griseoroseum), Penicillium Papurogenamu (Penicillium purpurogenum), Penicillium Rokeforuchi (Penicillium roqueforti), Myceriophtaora thermofilm, Mucor ambigus, Mucor cyllineroides, Mucor cyrcinelloides, Mucor cyrcinelloides, Mucoa filalis・ Inaequisporus, Mucor inaequisporus, Mucor oblongillilipticus, Mucor racemosus, Mucor recurbus, Mucor recurvus, Mucor recurvus, Mucor recurvus Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium, Penicillium arrhizus) and the like.

昆虫細胞としては、例えば、鱗翅類の昆虫細胞が挙げられ、より具体的には、Sf9、及びSf21等のスポドプテラ・フルギペルダ(Spodoptera frugiperda)由来の昆虫細胞、並びに、High 5等のイラクサギンウワバ(Trichoplusia ni)由来の昆虫細胞等が挙げられる。 Examples of the insect cell include a winged insect cell, more specifically, an insect cell derived from Prodenia frugiperda such as Sf9 and Sf21, and a cabbage looper (Trichoplusa) such as High 5. Examples include insect cells derived from ni).

上記宿主細胞への発現ベクター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、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〔特開昭63−248394、Gene,17,107(1982)、Molecular & General Genetics,168,111(1979)に記載の方法〕、スフェロプラスト法(Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,81,4889(1984))、Takahashiらの方法(J.Bacteriol.,1983,156:1130−1134)、Takagiらの方法(Agric.Biol.Chem.,1989,53:3099−3100)、Okamotoらの方法(Biosci.Biotechnol.Biochem.,1997,61:202−203)、エレクトロポレーション法(Methods Enzymol.,194,182(1990))、酢酸リチウム法(J.Bacteriol.,153,163(1983))、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,75,1929(1978)に記載の方法、コンピテント法[J.Mol.Biol.,56:209(1971)]等が挙げられる。 As a method for introducing an expression vector into the host cell, any method for introducing DNA into the host cell can be used. For example, the method of Cohen et al. (Calcium chloride method) [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972)], Proporation method [Method described in JP-A-63-248394, Gene, 17, 107 (1982), Molecular & General Genetics, 168, 111 (1979)], Spheroplast method. (Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 81, 4889 (1984)), Takahashi et al. (J. Bacteriol., 1983, 156: 1130-1134), Takagi et al. (Agric. Biol. Chem. , 1989, 53: 3099-3100), Okamoto et al. (Bioscii. Biotechnol. Biochem., 1997, 61: 202-203), Electroporation method (Methods Enzymol., 194,182 (1990)), Lithium acetate. Method (J. Bacteriol., 153, 163 (1983)), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1929 (1978), Competitive Method [J. et al. Mol. Biol. , 56: 209 (1971)] and the like.

本実施形態に係る組換え細胞は、本実施形態に係る発現システム又は発現システムを含む発現ベクターが染色体(染色体DNA)に組み込まれていてもよい。 In the recombinant cell according to the present embodiment, the expression system according to the present embodiment or an expression vector containing the expression system may be integrated into a chromosome (chromosomal DNA).

本実施形態に係る発現システム又は発現システムを含む発現ベクターを宿主の染色体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宿主の染色体に組み込むことができる。 As a method for incorporating the expression system according to the present embodiment or an expression vector containing the expression system into the host chromosome, a known method can be used, and for example, a recombination mechanism in double strand cleavage repair of λ phage is applied. Examples thereof include the λ red method, the Red / ET homologous recombination method, and the transfer method using the transposon activity using pUT-mini Tn5. Further, for example, a “transposon gene transfer kit: pUTmini-Tn5 Kit” manufactured by Biomedal Co., Ltd. can be used and integrated into the host chromosome according to the method described in the kit.

本発明に係る発現ベクターで形質転換された組換え細胞の選択は、発現ベクターに含まれる核酸に選択的に結合するプローブを用いたプラークハイブリダイゼーション及びコロニーハイブリダイゼーション等で行うことができる。当該プローブとしては、本発明に係る発現ベクターの塩基配列情報に基づき、PCR法によって増幅した部分DNA断片をラジオアイソトープ又はジゴキシゲニンで修飾したものを用いることができる。 The recombinant cells transformed with the expression vector according to the present invention can be selected by plaque hybridization, colony hybridization or the like using a probe that selectively binds to the nucleic acid contained in the expression vector. As the probe, a probe obtained by modifying a partial DNA fragment amplified by the PCR method with a radioisotope or digoxigenin based on the nucleotide sequence information of the expression vector according to the present invention can be used.

[組換えタンパク質の製造方法]
本発明に係る発現システムを含む組換え細胞において、目的とするタンパク質をコードする核酸を発現させることにより、目的とするタンパク質を生産することができる。発現方法としては、直接発現のほか、モレキュラー・クローニング第2版に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。酵母、動物細胞、昆虫細胞により発現させた場合には、糖又は糖鎖が付加されたポリペプチドとして目的とするタンパク質を得ることができる。
[Method for producing recombinant protein]
By expressing a nucleic acid encoding a protein of interest in a recombinant cell containing the expression system according to the present invention, the protein of interest can be produced. As an expression method, in addition to direct expression, secretory production, fusion protein expression, etc. can be performed according to the method described in Molecular Cloning 2nd Edition. When expressed by yeast, animal cells, or insect cells, the desired protein can be obtained as a polypeptide to which a sugar or sugar chain is added.

目的とするタンパク質は、例えば、本発明に係る発現システムを含む組換え細胞を培養培地中で培養し、培養培地中に目的とするタンパク質を生成蓄積させ、該培養培地から採取することにより製造することができる。本発明に係る組換え細胞を培養培地中で培養する方法は、宿主の培養に通常用いられる方法に従って行うことができる。 The target protein is produced, for example, by culturing recombinant cells containing the expression system according to the present invention in a culture medium, producing and accumulating the target protein in the culture medium, and collecting the protein from the culture medium. be able to. The method for culturing the recombinant cells according to the present invention in a culture medium can be carried out according to a method usually used for culturing a host.

宿主が、大腸菌等の原核生物又は酵母等の真核生物である場合、本発明に係る組換え細胞の培養培地として、該組換え細胞が資化し得る炭素源、窒素源及び無機塩類等を含有し、該組換え細胞の培養を効率的に行える培地であれば天然培地、合成培地のいずれを用いてもよい。 When the host is a prokaryote such as Escherichia coli or a eukaryote such as yeast, the culture medium for the recombinant cells according to the present invention contains a carbon source, a nitrogen source, inorganic salts and the like that can be assimilated by the recombinant cells. However, as long as the medium can efficiently culture the recombinant cells, either a natural medium or a synthetic medium may be used.

炭素源としては、該組換え細胞が資化し得るものであればよく、例えば、グルコース、フラクトース、スクロース、及びこれらを含有する糖蜜、デンプン及びデンプン加水分解物等の炭水化物、酢酸及びプロピオン酸等の有機酸、並びにエタノール及びプロパノール等のアルコール類を用いることができる。 The carbon source may be any assimilated by the recombinant cells, such as glucose, fructose, sucrose, carbohydrates containing them such as molasses, starch and starch hydrolysates, acetic acid and propionic acid. Organic acids and alcohols such as ethanol and propanol can be used.

窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、酢酸アンモニウム及びリン酸アンモニウム等の無機酸又は有機酸のアンモニウム塩、その他の含窒素化合物、並びにペプトン、肉エキス、酵母エキス、コーンスチープリカー、カゼイン加水分解物、大豆粕及び大豆粕加水分解物、各種発酵菌体及びその消化物を用いることができる。 Examples of the nitrogen source include ammonium salts of inorganic or organic acids such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium acetate and ammonium phosphate, other nitrogen-containing compounds, and peptone, meat extract, yeast extract and corn steep liquor. Casein hydrolyzate, soybean meal and soybean meal hydrolyzate, various fermented bacterial cells and their digests can be used.

無機塩としては、例えば、リン酸第一カリウム、リン酸第二カリウム、リン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸銅及び炭酸カルシウムを用いることができる。 As the inorganic salt, for example, primary potassium phosphate, secondary potassium phosphate, magnesium phosphate, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, manganese sulfate, copper sulfate and calcium carbonate can be used.

ビブリオのように、海洋性の細菌を宿主とした場合には高塩濃度の培地とすることが好ましく、例えばNaClを0.5〜5%添加した培地が好ましい。 When a marine bacterium is used as a host such as Vibrio, a medium having a high salt concentration is preferable, and for example, a medium containing 0.5 to 5% of NaCl is preferable.

原核生物又は真核生物の培養は、例えば、振盪培養又は深部通気攪拌培養等の好気的条件下で行うことができる。培養温度は、例えば、15〜40℃である。培養時間は、通常16時間〜7日間である。培養中の培養培地のpHは3.0〜9.0に保持することが好ましい。培養培地のpHの調整は、無機酸、有機酸、アルカリ溶液、尿素、炭酸カルシウム及びアンモニア等を用いて行うことができる。 The prokaryotic or eukaryotic culture can be carried out under aerobic conditions such as shaking culture or deep aeration stirring culture. The culture temperature is, for example, 15-40 ° C. The culture time is usually 16 hours to 7 days. The pH of the culture medium during culturing is preferably maintained at 3.0 to 9.0. The pH of the culture medium can be adjusted using an inorganic acid, an organic acid, an alkaline solution, urea, calcium carbonate, ammonia or the like.

また、培養中必要に応じて、アンピシリン及びテトラサイクリン等の抗生物質を培養培地に添加してもよい。プロモーターとして誘導性のプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した組換え細胞を培養するときには、必要に応じてインデューサーを培地に添加してもよい。例えば、T7様RNAポリメラーゼの発現に、lacプロモーターを用いたベクターで形質転換した組換え細胞を培養するときにはイソプロピル−β−D−チオガラクトピラノシド等を、trpプロモーターを用いた発現ベクターで形質転換した組換え細胞を培養するときにはインドールアクリル酸等を培地に添加してもよい。 In addition, antibiotics such as ampicillin and tetracycline may be added to the culture medium as needed during the culture. When culturing recombinant cells transformed with an expression vector using an inducible promoter as a promoter, an inducer may be added to the medium as needed. For example, when culturing recombinant cells transformed with a vector using the lac promoter for the expression of T7-like RNA polymerase, isopropyl-β-D-thiogalactopyranoside or the like is transformed with the expression vector using the trp promoter. When culturing transformed recombinant cells, indol acrylic acid or the like may be added to the medium.

昆虫細胞の培養培地としては、一般に使用されているTNM−FH培地(Pharmingen社製)、Sf−900 II SFM培地(Life Technologies社製)、ExCell400、ExCell405(いずれもJRH Biosciences社製)、Grace’s Insect Medium(Nature,195,788(1962))等を用いることができる。 As the culture medium for insect cells, commonly used TNM-FH medium (manufactured by Harmingen), Sf-900 II SFM medium (manufactured by Life Technologies), ExCell400, ExCell405 (all manufactured by JRH Biosciences), Race' s Insect Medium (Nature, 195, 788 (1962)) and the like can be used.

昆虫細胞の培養は、例えば、培養培地のpH6〜7、培養温度25〜30℃等の条件下で、培養時間1〜5日間とすることができる。また、培養中必要に応じて、ゲンタマイシン等の抗生物質を培養培地に添加してもよい。 Insect cells can be cultured under conditions such as a culture medium having a pH of 6 to 7 and a culture temperature of 25 to 30 ° C. for a culture time of 1 to 5 days. In addition, an antibiotic such as gentamicin may be added to the culture medium as needed during the culture.

例えば、目的とするタンパク質が組換え細胞内又は組換え細胞外膜上に生産される場合、ポールソンらの方法(J.Biol.Chem.,264,17619(1989))、ロウらの方法(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,8227(1989)、Genes Develop.,4,1288(1990))、又は特開平5−336963号公報、国際公開第94/23021号等に記載の方法を準用することにより、目的とするタンパク質を組換え細胞外に積極的に分泌させるように変更させることができる。すなわち、遺伝子組換えの手法を用いて、目的とするタンパク質の活性部位を含むポリペプチドにシグナルペプチドを付加した形で発現させることにより、目的とするタンパク質を組換え細胞外に積極的に分泌させることができる。 For example, when the protein of interest is produced in the recombinant cell or on the extracellular membrane of the recombinant cell, the method of Paulson et al. (J. Biol. Chem., 264,17619 (1989)), the method of Rowe et al. (Proc). . Natl. Acad. Sci. USA, 86, 8227 (1989), Genes Protein., 4, 1288 (1990)), or JP-A-5-336963, International Publication No. 94/23021, etc. By applying it mutatis mutandis, the protein of interest can be changed to be actively secreted outside the recombinant cell. That is, the target protein is actively secreted outside the recombinant cell by expressing the target protein in the form of adding a signal peptide to the polypeptide containing the active site of the target protein using a gene recombination method. be able to.

本発明に係る発現システムを含む組換え細胞により生産された目的とするタンパク質は、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法で単離及び精製することができる。例えば、目的とするタンパク質が、細胞内に溶解状態で発現した場合には、培養終了後、組換え細胞を遠心分離により回収し、水系緩衝液に懸濁した後、超音波破砕機、フレンチプレス、マントンガウリンホモゲナイザー及びダイノミル等により組換え細胞を破砕し、無細胞抽出液を得る。該無細胞抽出液を遠心分離することにより得られる上清から、タンパク質の単離精製に通常用いられている方法、すなわち、溶媒抽出法、硫安等による塩析法、脱塩法、有機溶媒による沈殿法、ジエチルアミノエチル(DEAE)−セファロース、DIAION HPA−75(三菱化成社製)等のレジンを用いた陰イオン交換クロマトグラフィー法、S−Sepharose FF(Pharmacia社製)等のレジンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィー法、ブチルセファロース、フェニルセファロース等のレジンを用いた疎水性クロマトグラフィー法、分子篩を用いたゲルろ過法、アフィニティークロマトグラフィー法、クロマトフォーカシング法、等電点電気泳動等の電気泳動法等の方法を単独又は組み合わせて使用し、精製標品を得ることができる。 The protein of interest produced by recombinant cells containing the expression system according to the present invention can be isolated and purified by a method usually used for isolation and purification of proteins. For example, when the target protein is expressed in a lysed state in cells, after the culture is completed, the recombinant cells are collected by centrifugation, suspended in an aqueous buffer solution, and then an ultrasonic crusher or a French press. , Mantongaulin homogenizer, dynomil and the like to disrupt the recombinant cells to obtain a cell-free extract. From the supernatant obtained by centrifuging the cell-free extract, a method usually used for isolating and purifying a protein, that is, a solvent extraction method, a salting-out method using sulfuric acid, a desalting method, or an organic solvent Precipitation method, anion exchange chromatography method using a resin such as diethylaminoethyl (DEAE) -Sepharose, DIAION HPA-75 (manufactured by Mitsubishi Kasei), positive using a resin such as S-Sepharose FF (manufactured by Pharmacia). Ion exchange chromatography method, hydrophobic chromatography method using resins such as butyl Sepharose and phenyl Sepharose, gel filtration method using molecular sieve, affinity chromatography method, chromatofocusing method, electrophoresis method such as isoelectric point electrophoresis Purified preparations can be obtained by using the above methods alone or in combination.

上記クロマトグラフィーとしては、フェニル−トヨパール(東ソー)、DEAE−トヨパール(東ソー)、セファデックスG−150(ファルマシアバイオテク)を用いたカラムクロマトグラフィーが好ましく用いられる。 As the above chromatography, column chromatography using phenyl-toyopearl (Tosoh), DEAE-toyopearl (Tosoh), or Sephadex G-150 (Pharmacia Biotech) is preferably used.

また、目的とするタンパク質が細胞内に不溶体を形成して発現した場合は、同様に組換え細胞を回収後、破砕し、遠心分離を行うことにより、沈殿画分として目的とするタンパク質の不溶体を回収する。回収した目的とするタンパク質の不溶体は蛋白質変性剤で可溶化することができる。該操作の後、上記と同様の単離精製法により目的とするタンパク質の精製標品を得ることができる。 When the target protein is expressed by forming an insoluble substance in the cells, the recombinant cells are similarly recovered, crushed, and centrifuged to insolubilize the target protein as a precipitate fraction. Collect the body. The recovered insoluble form of the target protein can be solubilized with a protein denaturing agent. After the operation, a purified preparation of the desired protein can be obtained by the same isolation and purification method as described above.

目的とするタンパク質、又は目的とするタンパク質に糖鎖の付加された誘導体が細胞外に分泌された場合には、培養上清から目的とするタンパク質又はその誘導体を回収することができる。すなわち、培養物を遠心分離等の手法により処理することにより培養上清を取得し、該培養上清から、上記と同様の単離精製法を用いることにより、精製標品を得ることができる。 When the target protein or a derivative having a sugar chain added to the target protein is secreted extracellularly, the target protein or its derivative can be recovered from the culture supernatant. That is, a purified sample can be obtained by treating the culture by a method such as centrifugation to obtain a culture supernatant, and using the same isolation and purification method as described above from the culture supernatant.

[無細胞タンパク質合成用反応混合物を用いたタンパク質合成]
本実施形態に係る無細胞タンパク質合成用反応混合物は、本実施形態に係る発現システムを含むものである。本実施形態に係る無細胞タンパク質合成用反応混合物を、例えば、Methods in molecular biology,vol.267,pp.169−182、Mol.Syst.Biol.,2008年,vol.4,Article No.220及びBiotechnol.Bioeng.,2011年,vol.108,pp.1570−1578に記載の公知の方法に準じて調製することにより、目的とするタンパク質を合成することができる。反応混合物の成分に関しては、例えば米国特許第7,338,789号及び同第7,351,563号、並びに米国特許出願公開第2010/0184135号及び同第2010/0093024号の記載を参考とすることができる。鋳型核酸としては、目的タンパク質をコードするDNAを利用することができる。
[Protein synthesis using reaction mixture for cell-free protein synthesis]
The reaction mixture for cell-free protein synthesis according to the present embodiment includes the expression system according to the present embodiment. The reaction mixture for cell-free protein synthesis according to the present embodiment is described, for example, in Methods in molecular biology, vol. 267, pp. 169-182, Mol. System. Biol. , 2008, vol. 4, Article No. 220 and Biotechnol. Bioeng. , 2011, vol. 108, pp. The protein of interest can be synthesized by preparing according to the known method described in 1570-1578. For the components of the reaction mixture, refer to, for example, US Pat. Nos. 7,338,789 and 7,351,563, and US Patent Application Publication Nos. 2010/0184135 and 2010/090324. be able to. As the template nucleic acid, DNA encoding the target protein can be used.

以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

<1.発現ベクターp15A−pT7/T7RNAPの構築>
(i)lac UV5 プロモーター配列、lac オペレータ配列及びT7RNAポリメラーゼ遺伝子配列を含むDNA断片(1)の調製
BL21(DE3)(Novagen社,製品番号69450)のゲノム配列情報を利用し、lac UV5 プロモーター配列、lac オペレータ配列及びT7RNAポリメラーゼ(「T7RNAP」ともいう。)遺伝子配列を含む4484塩基対(bp)のDNA断片(1)を合成し、表1に示す2種類のプライマー(表1参照)を用いてPCR法により増幅した。PCRは98℃10秒、55℃5秒、72℃30秒の条件を35サイクル行った。
<1. Construction of expression vector p15A-pT7 / T7RNAP>
(I) Preparation of DNA fragment (1) containing lac UV5 promoter sequence, lac operator sequence and T7 RNA polymerase gene sequence Using the genomic sequence information of BL21 (DE3) (Novagen, product number 69450), the lac UV5 promoter sequence, A 4484 base pair (bp) DNA fragment (1) containing the lac operator sequence and the T7 RNA polymerase (also referred to as "T7RNAP") gene sequence was synthesized and used with the two primers shown in Table 1 (see Table 1). It was amplified by the PCR method. PCR was carried out under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 30 seconds for 35 cycles.

Figure 2021040485
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(ii)複製起点配列及びクロラムフェニコール耐性遺伝子配列を含むDNA断片(2)の調製
p15A DNA複製開始領域を有するpACYC184((株)ニッポンジーン社,製品番号313−02201)を鋳型として、複製起点配列及びクロラムフェニコール耐性遺伝子配列を含むDNA断片(2)を、表2に示す2種類のプライマー(表2参照)を用いてPCR法により増幅した。PCRは98℃10秒、55℃5秒、72℃30秒の条件を35サイクル行った。
(Ii) Preparation of DNA fragment (2) containing replication origin sequence and chloramphenicol resistance gene sequence replication origin using pACYC184 (Nippon Gene Co., Ltd., product number 313-02201) having a p15A DNA replication initiation region as a template. The DNA fragment (2) containing the sequence and the chloramphenicol resistance gene sequence was amplified by the PCR method using the two types of primers shown in Table 2 (see Table 2). PCR was carried out under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 30 seconds for 35 cycles.

Figure 2021040485
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(iii)pelB signal配列、T7プロモーター配列、リボソーム結合サイト(RBS)配列及びT7ターミネーター配列を含むDNA断片(3)の調製
pET22b(+)(Novagen社,製品番号69744)の塩基配列情報を利用し、pelB signal配列、T7プロモーター配列、リボソーム結合サイト(RBS)配列及びT7ターミネーター配列を含む395bpのDNA断片(3)を合成し、表3に示す2種類のプライマー(表3参照)を用いてPCR法により増幅した。PCRは98℃10秒、55℃5秒、72℃5秒の条件を35サイクル行った。
(Iii) Preparation of DNA fragment (3) containing pelB signal sequence, T7 promoter sequence, ribosome binding site (RBS) sequence and T7 terminator sequence Using the nucleotide sequence information of pET22b (+) (Novagen, product number 69744). , PelB signal sequence, T7 promoter sequence, ribosome binding site (RBS) sequence and T7 terminator sequence, 395 bp DNA fragment (3) was synthesized and PCR was performed using the two primers shown in Table 3 (see Table 3). Amplified by the method. PCR was carried out under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 5 seconds for 35 cycles.

Figure 2021040485
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上記(i)〜(iii)で調製したDNA断片(1)〜(3)をIn−Fusion(登録商標)クローニングシステム(タカラバイオ株式会社製)を使用して連結し、ベクター(1)を調製した。 The DNA fragments (1) to (3) prepared in the above (i) to (iii) are ligated using an In-Fusion (registered trademark) cloning system (manufactured by Takara Bio Inc.) to prepare a vector (1). did.

ベクター(1)を制限酵素BglII及びSacIで切断して直鎖化した断片と、表4に示す4種類のプライマー(表4参照)を使用してOverlap extension PCR(OE−PCR)法により連結及び増幅して調製したT7プロモーターを含む断片(図3参照)とをIn−Fusion(登録商標)クローニングシステム(タカラバイオ株式会社製)を使用して連結し、pelB signal配列が除去された、発現ベクターp15A−pT7/T7RNAPを構築した。発現ベクターp15A−pT7/T7RNAPの塩基配列を配列番号22に示した。当該塩基配列は、サンガー法によって確認した。 The vector (1) was cleaved with restriction enzymes BglII and SacI and linearized, and ligated and linked by the Overlap extension PCR (OE-PCR) method using the four types of primers shown in Table 4 (see Table 4). An expression vector in which a fragment containing the T7 promoter (see FIG. 3) prepared by amplification was ligated using an In-Fusion (registered trademark) cloning system (manufactured by Takara Bio Co., Ltd.) and the pelB signal sequence was removed. p15A-pT7 / T7RNAP was constructed. The nucleotide sequence of the expression vector p15A-pT7 / T7RNAP is shown in SEQ ID NO: 22. The base sequence was confirmed by the Sanger method.

Figure 2021040485
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<2.発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAPの構築>
T5−HollyGFP(コスモバイオ社製)を鋳型として、C末端に6×Hisタグを付加したHolly green fluorescent protein(HGFP−His)をコードする配列を含むDNA断片(4)を、表5に示す2種類のプライマー(表5参照)を用いてPCR法により増幅した。PCRは98℃10秒、55℃5秒、72℃10秒の条件を35サイクル行った。
<2. Construction of expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP>
A DNA fragment (4) containing a sequence encoding Holly green fluorescent protein (HGFP-His) with a 6 × His tag added to the C-terminal using T5-HollyGFP (manufactured by Cosmo Bio Co., Ltd.) as a template is shown in Table 5. Amplified by PCR using different primers (see Table 5). PCR was carried out under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 10 seconds for 35 cycles.

Figure 2021040485
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発現ベクターp15A−pT7/T7RNAPを制限酵素NdeI及びSacIで切断した断片と、DNA断片(4)とをIn−Fusion(登録商標)クローニングシステム(タカラバイオ株式会社製)を使用して連結し、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP(図4参照)を構築した。発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP中のHGFPの塩基配列は、サンガー法によって確認した。 A fragment obtained by cleaving the expression vector p15A-pT7 / T7RNAP with restriction enzymes NdeI and SacI and a DNA fragment (4) are ligated and expressed using an In-Fusion (registered trademark) cloning system (manufactured by Takara Bio Co., Ltd.). The vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP (see FIG. 4) was constructed. The nucleotide sequence of HGFP in the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP was confirmed by the Sanger method.

<3.T7様RNAポリメラーゼ(T7LRNAP)遺伝子の合成>
配列番号9に記載のアミノ酸配列を有するT7LRNAPをコードする塩基配列を含むDNA断片(5)を下記方法で合成した。
<3. Synthesis of T7-like RNA polymerase (T7LRNAP) gene>
A DNA fragment (5) containing a base sequence encoding T7LRNAP having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 was synthesized by the following method.

T7LRNAPをコードする塩基配列を網羅するように、表6及び表7に示す66種類のプライマーを設計(表6参照)、及び合成した(合成は、株式会社ファスマックに委託)。各プライマーは、センス鎖及びアンチセンス鎖が交互に20塩基程度オーバーラップするように設計されている。 66 types of primers shown in Tables 6 and 7 were designed (see Table 6) and synthesized so as to cover the nucleotide sequence encoding T7LRNAP (synthesis was outsourced to Fasmac Co., Ltd.). Each primer is designed so that the sense strand and the antisense strand alternately overlap by about 20 bases.

Figure 2021040485
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Figure 2021040485
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合成したプライマー(T7LRNAP−#1〜#66)を用いたDual asymmetric PCR(DA−PCR)法等により、以下に示す方法で全てのプライマーを連結して、T7LRNAPをコードする塩基配列を含むDNA断片(5)を取得した。 A DNA fragment containing a base sequence encoding T7LRNAP by ligating all the primers by the method shown below by the Dual assay PCR (DA-PCR) method or the like using the synthesized primers (T7LRNAP- # 1 to # 66). (5) was acquired.

(第1段階:DA−PCR)
まず、T7LRNAP−#1〜#56については、昇順で8つの連続したプライマー毎に1つの反応チューブに入れ、T7LRNAP−#57〜#66については、昇順で4つの連続したプライマー毎に1つの反応チューブに入れ、それぞれ98℃10秒、55℃5秒、72℃5秒の条件を25サイクル行った。各反応チューブには、連結後に最も外側に位置する2つのプライマーを内側のプライマーの5倍モル過剰で添加した。
(First stage: DA-PCR)
First, for T7LRNAP- # 1 to # 56, put in one reaction tube for every eight consecutive primers in ascending order, and for T7LRNAP- # 57 to # 66, one reaction for every four consecutive primers in ascending order. It was placed in a tube, and 25 cycles were performed under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 5 seconds, respectively. Two outermost primers after ligation were added to each reaction tube in a molar excess of 5 times that of the inner primers.

得られた反応生成物(反応チューブに加えたプライマーが特異的に連結された断片)は、Wizard(登録商標)SV Gel and PCR Clean−Up System(プロメガ社製)を用いて、添付のマニュアルに従って精製した。 The obtained reaction product (fragment in which the primer added to the reaction tube is specifically linked) was prepared using Wizard (registered trademark) SV Gel and PCR Clean-Up System (manufactured by Promega) according to the attached manual. Purified.

(第2段階:DA−PCR)
次いで、精製した反応生成物(T7LRNAP−#1〜#8の連結された断片、T7LRNAP−#9〜#16の連結された断片、T7LRNAP−#17〜#24の連結された断片、及びT7LRNAP−#25〜#32の連結された断片)を各5μLづつ新しい反応チューブに加え、更に表8に示すプライマーRNAP_F(10pmol/μL)とプライマーT7LRNAP−#32(10pmol/μL)をそれぞれ1μL、PrimeSTAR(登録商標)Max(タカラバイオ株式会社製)を30μL、超純水を最終容量60μLとなるように添加し、第1段階DA−PCRと同条件でPCRを行った。
(Second stage: DA-PCR)
The purified reaction products (T7LRNAP- # 1 to # 8 ligated fragments, T7LRNAP- # 9 to # 16 ligated fragments, T7LRNAP- # 17 to # 24 ligated fragments, and T7LRNAP- (Connected fragments of # 25 to # 32) were added to the new reaction tube by 5 μL each, and 1 μL of primer RNAP_F (10 pmol / μL) and primer T7LRNAP- # 32 (10 pmol / μL) shown in Table 8 were added to the new reaction tube, respectively. Max (registered trademark) Max (manufactured by Takara Bio Co., Ltd.) was added so as to have a final volume of 60 μL, and ultrapure water was carried out under the same conditions as in the first stage DA-PCR.

同様に、精製した反応生成物(T7LRNAP−#33〜#40の連結された断片、T7LRNAP−#41〜#48の連結された断片、T7LRNAP−#49〜#56の連結された断片、T7LRNAP−#57〜#61の連結された断片、及びT7LRNAP−#62〜#66の連結された断片)を各5μLづつ別の新しい反応チューブに加え、更に表8に示すプライマーRNAP_R(10pmol/μL)とプライマーT7LRNAP−#33(10pmol/μL)をそれぞれ1μL、PrimeSTAR(登録商標)Max(タカラバイオ株式会社製)を30μL、超純水を最終容量60μLとなるように添加し、第1段階DA−PCRと同条件でPCRを行った。 Similarly, purified reaction products (T7LRNAP- # 33- # 40 ligated fragments, T7LRNAP- # 41- # 48 ligated fragments, T7LRNAP- # 49- # 56 ligated fragments, T7LRNAP- 5 μL each of the ligated fragments of # 57 to # 61 and the ligated fragments of T7LRNAP- # 62 to # 66) were added to another new reaction tube, and further added to the primer RNAP_R (10 pmol / μL) shown in Table 8. Primer T7LRNAP- # 33 (10 pmol / μL) was added to 1 μL each, PrimeSTAR® Max (manufactured by Takara Bio Inc.) to 30 μL, and ultrapure water was added to a final volume of 60 μL, and the first step DA-PCR was added. PCR was performed under the same conditions as above.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

得られた反応生成物(反応チューブに加えた第1段階の反応生成物が特異的に連結された断片)は、Wizard(商標登録)SV Gel and PCR Clean−Up System(プロメガ社製)を用いて、添付のマニュアルに従って精製した。 The obtained reaction product (fragment in which the first-stage reaction product added to the reaction tube was specifically linked) was prepared using Wizard (registered trademark) SV Gel and PCR Clean-Up System (manufactured by Promega). And purified according to the attached manual.

(第3段階)
精製した二つの反応生成物(T7LRNAP−#1〜#32の連結された断片、及びT7LRNAP−#33〜#66の連結された断片)、並びに制限酵素HincIIで切断して直鎖化し、BAPにより脱リン酸化処理を施したpUC118(タカラバイオ株式会社製,製品番号3322)を、In−Fusion(登録商標)クローニングシステム(タカラバイオ株式会社製)を使用して連結した。
(Third stage)
Two purified reaction products (a linked fragment of T7LRNAP- # 1 to # 32 and a linked fragment of T7LRNAP- # 33 to # 66), and a restriction enzyme HincII cleaved and linearized by BAP. Dephosphorylated pUC118 (manufactured by Takara Bio Inc., product number 3322) was ligated using an In-Fusion® cloning system (manufactured by Takara Bio Inc.).

得られた連結断片(T7LRNAPをコードする塩基配列を含む2本鎖DNA断片)は、サンガー法により塩基配列を確認した後、プライマーT7LRNAP−#1とT7LRNAP−#66を用いてPCR法により増幅した。PCRは98℃10秒、55℃5秒、72℃40秒の条件を35サイクル行った。PCRで得られた反応生成物を、Wizard(商標登録)SV Gel and PCR Clean−Up System(プロメガ社製)を用いて、添付のマニュアルに従って精製し、T7LRNAPをコードする塩基配列を含むDNA断片(5)を得た。 The obtained ligated fragment (double-stranded DNA fragment containing the base sequence encoding T7LRNAP) was amplified by the PCR method using primers T7LRNAP- # 1 and T7LRNAP- # 66 after confirming the base sequence by the Sanger method. .. PCR was carried out under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 55 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 40 seconds for 35 cycles. The reaction product obtained by PCR was purified using Wizard (registered trademark) SV Gel and PCR Clean-Up System (manufactured by Promega) according to the attached manual, and a DNA fragment containing a base sequence encoding T7LARNP (). 5) was obtained.

<4.発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAPの構築>
下記方法により、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP中のT7RNAP遺伝子をコードする塩基配列を、T7LRNAP遺伝子をコードする塩基配列に置き換えた発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAPを構築した。
<4. Construction of expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7LRNAP>
An expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP was constructed by replacing the nucleotide sequence encoding the T7RNAP gene in the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP with the nucleotide sequence encoding the T7RNAP gene by the following method.

まず、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAPを、表9に示す2種類のプライマー(表9参照)を用いてPCR法により増幅し、直鎖化した。PCRは98℃10秒、60℃5秒、72℃40秒の条件を35サイクル行った。 First, the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP was amplified by the PCR method using the two types of primers shown in Table 9 (see Table 9) and linearized. PCR was carried out under the conditions of 98 ° C. for 10 seconds, 60 ° C. for 5 seconds, and 72 ° C. for 40 seconds for 35 cycles.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

次いで、直鎖化p15A−HGFP−pT7/T7RNAP増幅断片と、T7LRNAPをコードする塩基配列を含むDNA断片(5)とをIn−Fusion(登録商標)クローニングシステム(タカラバイオ株式会社製)を使用して連結し、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAPを構築した。 Next, a linearized p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP amplified fragment and a DNA fragment (5) containing a base sequence encoding T7RNAP were combined using an In-Fusion (registered trademark) cloning system (manufactured by Takara Bio Inc.). The expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7LRNAP was constructed by ligation.

<5.T7様プロモーターの合成、及び発現ベクタ−の構築>
(p15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAPの構築)
表10に示す4種類のプライマー(表10参照)をOE−PCR法により連結及び増幅し、T7様プロモーター(pT7L1)配列、lac オペレーター配列及びRBS配列を含むDNA断片(6)を合成した。図5は、DNA断片(6)の塩基配列を示す図である。
<5. Synthesis of T7-like promoter and construction of expression vector>
(Construction of p15A-HGFP-pT7L1 / T7LRNAP)
The four primers shown in Table 10 (see Table 10) were ligated and amplified by the OE-PCR method to synthesize a DNA fragment (6) containing a T7-like promoter (pT7L1) sequence, a lac operator sequence and an RBS sequence. FIG. 5 is a diagram showing the base sequence of the DNA fragment (6).

Figure 2021040485
Figure 2021040485

次いで、下記方法により、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAP中のT7プロモーター配列をT7様プロモーター(pT7L1)配列に置き換えた発現ベクターp15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAPを構築した。 Next, an expression vector p15A-HGFP-pT7L1 / T7LRNAP was constructed by substituting the T7 promoter sequence in the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7LRNAP with a T7-like promoter (pT7L1) sequence by the following method.

まず、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAPを制限酵素BglII及びSacIで切断して直鎖化した。次に、DNA断片(6)と、直鎖化したp15A−HGFP−pT7/T7LRNAP断片とをIn−Fusion(登録商標)クローニングシステム(タカラバイオ株式会社製)を使用して連結し、発現ベクターp15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAPを得た。得られた発現ベクターの塩基配列は、サンガー法によって確認した。 First, the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7LRNAP was cleaved with restriction enzymes BglII and SacI and linearized. Next, the DNA fragment (6) and the linearized p15A-HGFP-pT7 / T7LRNAP fragment were ligated using an In-Fusion (registered trademark) cloning system (manufactured by Takara Bio Inc.), and the expression vector p15A was used. -HGFP-pT7L1 / T7LRNAP was obtained. The nucleotide sequence of the obtained expression vector was confirmed by the Sanger method.

(p15A−HGFP−pT7L2〜pT7L7/T7LRNAPの構築)
使用するプライマーの塩基配列を変えたこと以外は、発現ベクターp15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAPの場合と同様の手順により、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAP中のT7プロモーター配列を、表11に示すT7様プロモーター(pT7L2〜pT7L7)配列に置き換えた発現ベクターp15A−HGFP−pT7L2〜pT7L7/T7LRNAPを構築した。得られた発現ベクターの塩基配列は、サンガー法によって確認した。
(Construction of p15A-HGFP-pT7L2-pT7L7 / T7LARNP)
Table 11 shows the T7 promoter sequence in the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7LARNP by the same procedure as for the expression vector p15A-HGFP-pT7L1 / T7RLNP except that the base sequence of the primer used was changed. An expression vector p15A-HGFP-pT7L2 to pT7L7 / T7LRNAP was constructed by substituting the T7-like promoter (pT7L2 to pT7L7) sequence. The nucleotide sequence of the obtained expression vector was confirmed by the Sanger method.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

<6.HGFP発現組換え細胞の作製、及びHGFPの発現量解析>
大腸菌BL21株(Merck Millipore社)、及びVibrio natriegens NBRC15636株を、上記で調製した発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP、及びp15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAPの2種類の発現ベクターでそれぞれ形質転換し、HGFP発現組換え細胞を作製した。
<6. Preparation of HGFP-expressing recombinant cells and analysis of HGFP expression level>
Escherichia coli BL21 strain (Merck Millipore) and Vibrio natriegens NBRC15636 strain were transformed with two types of expression vectors, p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP and p15A-HGFP-pT7L1 / T7RNAP, respectively, prepared above. HGFP-expressing recombinant cells were prepared.

作製した組換え細胞を以下の方法で培養し、HGFPの発現量解析を行った。 The prepared recombinant cells were cultured by the following method, and the expression level of HGFP was analyzed.

大腸菌BL21株を形質転換したHGFP発現組換え細胞においては、25μg/mLのクロラムフェニコールを含んだLB培地2mLを用い、37℃で振とう培養した。 HGFP-expressing recombinant cells transformed with Escherichia coli BL21 strain were cultured with shaking at 37 ° C. using 2 mL of LB medium containing 25 μg / mL chloramphenicol.

Vibrio natriegens NBRC15636株を形質転換したHGFP発現組換え細胞においては、12.5μg/mLのクロラムフェニコール並びに11.9g/LのNaCl、4.7g/LのMgCl・6HO及び0.31g/LのKClを含んだLB培地2mLを用い、37℃で振とう培養した。 Vibrio natriegens In HGFP expressing recombinant cells transformed with NBRC15636 strain, 12.5 [mu] g / mL of chloramphenicol NaCl of chloramphenicol and 11.9g / L, 4.7g / L MgCl 2 · 6H 2 O and 0. Using 2 mL of LB medium containing 31 g / L of KCl, the cells were cultured with shaking at 37 ° C.

いずれもOD600が約0.5になった時点で、最終濃度1mMになるようにイソプロピル−β−チオガラクトピラノシド(IPTG)を添加し、更に37℃で3時間振とう培養した。培養後、培養菌体を回収し、Spectral cell analyzer SA3800(ソニー株式会社製)を用いて、HGFPの蛍光波長515nm付近の蛍光強度を測定した。細胞数を測定し、5×10個当たりの平均蛍光強度を算出した。従来の発現システムであるp15A−HGFP−pT7/T7RNAPでBL21株を形質転換したHGFP発現組換え細胞の発現量(平均蛍光強度)を100としたときのそれぞれのHGFP発現組換え細胞の発現量(平均蛍光強度)の相対値を表12に示す。 In each case, when OD 600 reached about 0.5, isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG) was added to a final concentration of 1 mM, and the mixture was further shake-cultured at 37 ° C. for 3 hours. After culturing, the cultured cells were collected, and the fluorescence intensity of HGFP near the fluorescence wavelength of 515 nm was measured using a Spectral cell analyzer SA3800 (manufactured by Sony Corporation). The number of cells was measured and the average fluorescence intensity per 5 × 10 4 cells was calculated. The expression level of each HGFP-expressing recombinant cell when the expression level (average fluorescence intensity) of the HGFP-expressing recombinant cell transformed with the BL21 strain with p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP, which is a conventional expression system, is 100. The relative values of (average fluorescence intensity) are shown in Table 12.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

従来の発現システムに相当する、T7プロモーター(pT7)とT7RNAポリメラーゼ(T7RNAP)で構成された発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAPと比較して、本発明の発現システムである、T7様プロモーター(pT7L1)とT7様RNAポリメラーゼ(T7LRNAP)で構成された発現ベクターp15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAPは、いずれの組換え細胞においても発現量が顕著に増加することが確認された。特に大腸菌BL21株では約20倍に増加しており、Vibrio natriegens NBRC15636株においても約1.9倍増加していた。本発明の発現システムは、宿主の属を超えて適用可能であることが確認できた。 Compared with the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP composed of T7 promoter (pT7) and T7 RNA polymerase (T7RNAP), which corresponds to the conventional expression system, the expression system of the present invention, T7-like promoter (pT7L1). ) And the expression vector p15A-HGFP-pT7L1 / T7LRNAP composed of T7-like RNA polymerase (T7RNARP) were confirmed to have a significantly increased expression level in all recombinant cells. In particular, the Escherichia coli BL21 strain increased about 20 times, and the Vibrio naturegens NBRC15636 strain also increased about 1.9 times. It was confirmed that the expression system of the present invention can be applied beyond the genus of the host.

上記と同様に、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP、及び7種類のT7様プロモーターを有する発現ベクターp15A−HGFP−pT7L1〜pT7L7/T7LRNAPの計7種類の発現ベクターで大腸菌JM109株(タカラバイオ株式会社製,製品番号9052)を同様に形質転換及び培養し、HGFPの発現量を比較した。従来の発現システムに相当する、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAPでJM109株を形質転換したHGFP発現組換え細胞の発現量(平均蛍光強度)を100としたときのそれぞれのHGFP発現組換え細胞の発現量(平均蛍光強度)の相対値を表13に示す。 Similar to the above, the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP and the expression vector p15A-HGFP-pT7L1 to pT7L7 / T7RNAP having 7 types of T7-like promoters are used in a total of 7 types of expression vectors. Company-made product No. 9052) was transformed and cultured in the same manner, and the expression level of HGFP was compared. Each HGFP-expressing recombinant cell when the expression level (average fluorescence intensity) of the HGFP-expressing recombinant cell transformed with the JM109 strain with the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP, which corresponds to the conventional expression system, is 100. Table 13 shows the relative values of the expression level (average fluorescence intensity) of.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

T7プロモーター(pT7)の9番目のC残基をT残基に置換したT7様RNAポリメラーゼでは、発現量が3倍に上昇することが確認できた(特に、pT7とpT7L7との比較。)。これに加えて、更にpT7の6番目のC残基をA残基に置換し、8番目のA残基をT残基に置換することにより発現量が約8倍に上昇することが確認できた(特に、pT7とpT7L5との比較。)。これらに加えて、更にpT7の10番目のT残基をG残基に置換することにより発現量が約10倍に上昇することが確認できた(特に、pT7とpT7L4との比較。)。ここから更に、pT7の19番目及び20番目のGG残基をAT残基に置換することにより発現量が約15倍に上昇することが確認できた(特に、pT7とpT7L2との比較。)。更にまた、pT7の21番目のG残基をA残基に置換することにより発現量が約20倍に上昇することが確認できた(特に、pT7とpT7L1との比較。)。 It was confirmed that the expression level of T7-like RNA polymerase in which the 9th C residue of the T7 promoter (pT7) was replaced with a T residue increased 3-fold (particularly, comparison between pT7 and pT7L7). In addition to this, it can be confirmed that the expression level is increased about 8 times by further substituting the 6th C residue of pT7 with the A residue and the 8th A residue with the T residue. (In particular, comparison between pT7 and pT7L5). In addition to these, it was confirmed that the expression level was increased about 10-fold by further substituting the 10th T residue of pT7 with the G residue (particularly, comparison between pT7 and pT7L4). From this, it was further confirmed that the expression level was increased about 15-fold by substituting the 19th and 20th GG residues of pT7 with AT residues (particularly, comparison between pT7 and pT7L2). Furthermore, it was confirmed that the expression level was increased about 20 times by substituting the 21st G residue of pT7 with the A residue (particularly, comparison between pT7 and pT7L1).

上記と同様に、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP、p15A−HGFP−pT7/T7LRNAP及びp15A−HGFP−pT7L1/T7RNAPの3種類の発現ベクターで大腸菌JM109株を同様に形質転換及び培養し、HGFPの発現量を比較することで、プロモーターとRNAポリメラーゼの相性を確認した。従来の発現システムに相当する、発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAPでJM109株を形質転換したHGFP発現組換え細胞の発現量(平均蛍光強度)を100としたときのそれぞれのHGFP発現組換え細胞の発現量(平均蛍光強度)の相対値を表14に示す。 Similar to the above, Escherichia coli JM109 strain was similarly transformed and cultured with three types of expression vectors, p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP, p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP and p15A-HGFP-pT7L1 / T7RNAP, and HGFP By comparing the expression levels of Escherichia coli, the compatibility between the promoter and RNA polymerase was confirmed. Each HGFP-expressing recombinant cell when the expression level (average fluorescence intensity) of the HGFP-expressing recombinant cell transformed with the JM109 strain with the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP, which corresponds to the conventional expression system, is 100. Table 14 shows the relative values of the expression level (average fluorescence intensity) of.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

本発明の発現システムにおけるT7様プロモーターは、T7RNAポリメラーゼには適しておらず、これらを組み合わせた発現ベクターp15A−HGFP−pT7L1/T7RNAPではHGFPの発現量は13(約0.1倍)と極めて低いものであった。同様にT7プロモーターは、T7様RNAポリメラーゼには適しておらず、これらを組み合わせた発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7LRNAPではHGFPの発現量は41(約0.4倍)と、従来のT7システムの半分以下に低下していた。 The T7-like promoter in the expression system of the present invention is not suitable for T7 RNA polymerase, and the expression vector p15A-HGFP-pT7L1 / T7RNAP in which they are combined has an extremely low expression level of HGFP of 13 (about 0.1 times). It was a thing. Similarly, the T7 promoter is not suitable for T7-like RNA polymerase, and the expression vector p15A-HGFP-pT7 / T7LRNAP that combines them has an expression level of HGFP of 41 (about 0.4 times), which is the conventional T7 system. It had dropped to less than half of.

<7.スパイダーシルクタンパク質(SSP)発現組換え細胞の作製、及びSSPの発現量解析>
発現ベクターp15A−HGFP−pT7/T7RNAP及びp15A−HGFP−pT7L1/T7LRNAP中のHGFP遺伝子の配列を配列番号11に示されるアミノ酸配列を有するスパイダーシルクタンパク質(SSP)をコードする遺伝子の配列に置換した発現ベクターp15A−SSP−pT7/T7RNAP及びp15A−SSP−pT7L1/T7LRNAPを上記と同様に構築した。
<7. Preparation of spider silk protein (SSP) expression recombinant cells and analysis of SSP expression level>
Expression in which the sequence of the HGFP gene in the expression vectors p15A-HGFP-pT7 / T7RNAP and p15A-HGFP-pT7L1 / T7RNAP is replaced with the sequence of the gene encoding the spider silk protein (SSP) having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11. The vectors p15A-SSP-pT7 / T7RNAP and p15A-SSP-pT7L1 / T7RNAP were constructed in the same manner as above.

これらの発現ベクターで大腸菌BL21株を形質転換し、得られた形質転換株について、上記と同様の条件で培養及びIPTG添加による発現誘導を行った。ただし、発現誘導(IPTG添加後の培養時間)は6時間とした。発現誘導後、100μLの培養液を回収し、遠心分離して上清を除いた後、沈殿した細胞を100μLの1×Laemmlli bufferで懸濁し、懸濁液に対して95℃、5分間の熱処理を行った。その後、1×Laemmlli bufferの添加により、サンプル間の体積あたりの細胞数を揃えた。それぞれのサンプルの希釈系列(1倍、2倍及び3倍希釈)を調製し、SDS−PAGEに供した。 Escherichia coli BL21 strain was transformed with these expression vectors, and the obtained transformant was cultured under the same conditions as above and expression was induced by adding IPTG. However, the expression induction (culture time after addition of IPTG) was set to 6 hours. After induction of expression, 100 μL of the culture solution was collected, centrifuged to remove the supernatant, and then the precipitated cells were suspended in 100 μL of 1 × Laemmlli buffer, and the suspension was heat-treated at 95 ° C. for 5 minutes. Was done. Then, by adding 1 × Laemmlli buffer, the number of cells per volume between the samples was made uniform. Dilution series of each sample (1-fold, 2-fold and 3-fold dilution) were prepared and subjected to SDS-PAGE.

スパイダーシルクタンパク質(SSP)は、Hisタグを特異的に検出するInVision(商標)His−Tag In−Gel Staining Kit(Thermo Fisher Scientific,製品番号 LC6033)で確認した。予想される分子量で検出されたバンドの強度をImageJ(NIH)で定量した。希釈系列のバンド強度から検量線の傾きを求めた。それぞれのサンプルの検量線の相関係数Rは、いずれも0.99以上であった。サンプル間の傾きの相対値を、サンプル間の発現量の相対値とした。 Spider silk protein (SSP) was confirmed by InVision ™ His-Tag In-Gel Staining Kit (Thermo Fisher Scientific, product number LC6033), which specifically detects His tags. The intensity of the band detected at the expected molecular weight was quantified by ImageJ (NIH). The slope of the calibration curve was determined from the band intensity of the dilution series. The correlation coefficient R 2 of the calibration curve of each sample, were all 0.99 or more. The relative value of the slope between the samples was taken as the relative value of the expression level between the samples.

従来の発現システムに相当する、発現ベクターp15A−SSP−pT7/T7RNAPでBL21株を形質転換した株の発現量を100としたときの、本発明の発現システムである、発現ベクターp15A−SSP−pT7L1/T7LRNAPでBL21株を形質転換した株の発現量の相対値を表15に示した。 The expression vector p15A-SSP-pT7L1 which is the expression system of the present invention when the expression level of the strain transformed from the BL21 strain with the expression vector p15A-SSP-pT7 / T7RNAP, which corresponds to the conventional expression system, is set to 100. Table 15 shows the relative expression levels of the strains transformed with / T7LRNAP from the BL21 strain.

Figure 2021040485
Figure 2021040485

発現させるタンパク質をスパイダーシルクタンパク質(SSP)に代えた場合でも、HGFPと同様に、T7様プロモーターとT7様RNAポリメラーゼで構成された本発明の発現システム(発現ベクターp15A−SSP−pT7L1/T7LRNAP)では、従来の発現システム(発現ベクターp15A−SSP−pT7/T7RNAP)の約5倍の発現量であった。 Even when the protein to be expressed is replaced with spider silk protein (SSP), the expression system of the present invention (expression vector p15A-SSP-pT7L1 / T7LRNAP) composed of a T7-like promoter and T7-like RNA polymerase is similar to HGFP. The expression level was about 5 times that of the conventional expression system (expression vector p15A-SSP-pT7 / T7RNAP).

Claims (15)

組換えタンパク質の発現システムであって、
配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下であるプロモーター配列を含むT7様プロモーターと、
前記T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、
配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼをコードする核酸と、を備える、発現システム。
Recombinant protein expression system
A T7-like promoter containing a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8.
A nucleic acid encoding a recombinant protein under the control of the T7-like promoter,
An expression system comprising a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence of 40% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9.
前記プロモーター配列は、配列番号8で示されるT7プロモーター配列の第9番目のシトシン(C)残基に相当する残基がチミン(T)残基である、請求項1に記載の発現システム。 The expression system according to claim 1, wherein the promoter sequence is a thymine (T) residue in which the residue corresponding to the ninth cytosine (C) residue of the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8 is a thymine (T) residue. 前記T7様プロモーターは、配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼと組み合わせたときの転写効率が、配列番号8で示されるT7プロモーター配列と配列番号9で示されるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼとを組み合わせたときの転写効率と比較して、少なくとも2倍以上である、請求項1又は2に記載の発現システム。 The transcription efficiency of the T7-like promoter when combined with T7-like RNA polymerase having the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 is T7 having the T7 promoter sequence shown by SEQ ID NO: 8 and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9. The expression system according to claim 1 or 2, which is at least twice or more the transcription efficiency when combined with such RNA polymerase. 前記T7様RNAポリメラーゼは、配列番号1で示される塩基配列を含むT7様プロモーターによる転写を行う活性を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発現システム。 The expression system according to any one of claims 1 to 3, wherein the T7-like RNA polymerase has an activity of performing transcription by a T7-like promoter containing the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. 配列番号8で示されるT7プロモーター配列との配列同一性が50%以上95%以下であるプロモーター配列を含むT7様プロモーターと、
前記T7様プロモーターの制御下にある組換えタンパク質をコードする核酸と、を有する、発現ベクター。
A T7-like promoter containing a promoter sequence having a sequence identity of 50% or more and 95% or less with the T7 promoter sequence shown in SEQ ID NO: 8.
An expression vector comprising a nucleic acid encoding a recombinant protein under the control of the T7-like promoter.
配列番号9で示されるアミノ酸配列との配列同一性が40%以上であるアミノ酸配列を有するT7様RNAポリメラーゼをコードする核酸を更に有する、請求項5に記載の発現ベクター。 The expression vector according to claim 5, further comprising a nucleic acid encoding a T7-like RNA polymerase having an amino acid sequence having an amino acid sequence having 40% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9. プラスミドベクター又はウイルスベクターである、請求項5又は6に記載の発現ベクター。 The expression vector according to claim 5 or 6, which is a plasmid vector or a viral vector. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の発現システムを含む、組換え細胞又は無細胞タンパク質合成用反応混合物。 A reaction mixture for recombinant cell or cell-free protein synthesis, which comprises the expression system according to any one of claims 1 to 4. 請求項5〜7のいずれか一項に記載の発現ベクターで形質転換された組換え細胞。 Recombinant cells transformed with the expression vector according to any one of claims 5 to 7. 原核生物である、請求項8又は9に記載の組換え細胞。 The recombinant cell according to claim 8 or 9, which is a prokaryote. 前記原核生物が、エシェリヒア属、ビブリオ属、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からなる群より選択される属に属する微生物である、請求項10に記載の組換え細胞。 The prokaryote is a microorganism belonging to a genus selected from the group consisting of Escherichia, Vibrio, Brevibacillus, Serratia, Bacillus, Microbacterium, Brevibacterium, Corynebacterium and Pseudomonas. The recombinant cell according to claim 10. 真核生物である、請求項8又は9に記載の組換え細胞。 The recombinant cell according to claim 8 or 9, which is a eukaryote. 前記真核生物が、酵母、糸状真菌又は昆虫細胞である、請求項12に記載の組換え細胞。 The recombinant cell according to claim 12, wherein the eukaryote is a yeast, filamentous fungus or insect cell. 前記酵母が、サッカロマイセス属、シゾサッカロマイセス属、クリベロマイセス属、トリコスポロン属、シワニオミセス属、ピキア属、キャンディダ属、ヤロウィア属及びハンゼヌラ属からなる群より選択される属に属する酵母である、請求項13に記載の組換え細胞。 13. Recombinant cells according to. 請求項8〜14のいずれか一項に記載の組換え細胞を用いた組換えタンパク質の製造方法。 The method for producing a recombinant protein using the recombinant cell according to any one of claims 8 to 14.
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