JP2620479B2 - 豚成長ホルモンのポリペプチドおよびその製造方法 - Google Patents
豚成長ホルモンのポリペプチドおよびその製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/575—Hormones
- C07K14/61—Growth hormone [GH], i.e. somatotropin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P15/00—Drugs for genital or sexual disorders; Contraceptives
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Saccharide Compounds (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、豚成長ホルモンおよび
豚成長ホルモン様ポリペプチドを生産するためのDNA
配列、組換DNA分子およびその生産方法に関するもの
である。さらに詳細には、本発明は適当な宿主において
発現されるDNA配列およびその発現により生成される
生産物に関するものである。本発明のDNA配列および
組換DNA分子は、豚成長ホルモンの成長促進性生物学
的活性を有するポリペプチドを暗号化することを特徴と
する。以下の記載から判るように、本発明のDNA配
列、組換DNA分子および方法は、豚における一般的同
化作用剤として有用なポリペプチドの生産において、特
にこれら動物の成長速度、体重増加および肉生産を増大
させるために使用することができる。
豚成長ホルモン様ポリペプチドを生産するためのDNA
配列、組換DNA分子およびその生産方法に関するもの
である。さらに詳細には、本発明は適当な宿主において
発現されるDNA配列およびその発現により生成される
生産物に関するものである。本発明のDNA配列および
組換DNA分子は、豚成長ホルモンの成長促進性生物学
的活性を有するポリペプチドを暗号化することを特徴と
する。以下の記載から判るように、本発明のDNA配
列、組換DNA分子および方法は、豚における一般的同
化作用剤として有用なポリペプチドの生産において、特
にこれら動物の成長速度、体重増加および肉生産を増大
させるために使用することができる。
【0002】
【従来の技術】豚成長ホルモン(「SGH」)は、脳下
垂体の前葉で合成され、そこから分泌されるポリペプチ
ドホルモンである。SGHは、先駆蛋白質(豚前成長ホ
ルモン)として合成されかつホルモンが血流中へ分泌さ
れかつ放出される際に豚成長ホルモンまで成熟すると信
じられる。豚成長ホルモンの部分的アミノ酸配列は既に
報告されている[ジェー・ビー・ミルス等、「豚成長ホ
ルモンの臭化シアノーゲン開裂および部分的アミノ酸配
列」、ジャーナル・バイオロジカル・ケミストリー、第
245巻、第3407−15頁(1970);エー・イ
ー・ウイルヘルムおよびジェー・ビー・ミルス、「豚成
長ホルモンの主構造に関する研究」、グロース・アンド
・グロースホルモン、エー・ペシルおよびイー・イー・
ミュラー編、アムステルダム、エクセルプダメジカ・フ
ァンデーション(1972)、第38−41頁、インタ
ーナショナル・コングレス・シリーズ 第244号]。
垂体の前葉で合成され、そこから分泌されるポリペプチ
ドホルモンである。SGHは、先駆蛋白質(豚前成長ホ
ルモン)として合成されかつホルモンが血流中へ分泌さ
れかつ放出される際に豚成長ホルモンまで成熟すると信
じられる。豚成長ホルモンの部分的アミノ酸配列は既に
報告されている[ジェー・ビー・ミルス等、「豚成長ホ
ルモンの臭化シアノーゲン開裂および部分的アミノ酸配
列」、ジャーナル・バイオロジカル・ケミストリー、第
245巻、第3407−15頁(1970);エー・イ
ー・ウイルヘルムおよびジェー・ビー・ミルス、「豚成
長ホルモンの主構造に関する研究」、グロース・アンド
・グロースホルモン、エー・ペシルおよびイー・イー・
ミュラー編、アムステルダム、エクセルプダメジカ・フ
ァンデーション(1972)、第38−41頁、インタ
ーナショナル・コングレス・シリーズ 第244号]。
【0003】成長ホルモンは、一般に生命サイクル全体
にわたって生産されるが、明らかに成体前の期間におい
て多量に生産される。これらホルモンは骨格の成長、窒
素保持、蛋白質合成を促進し、さらにグルコースおよび
脂質の代謝に影響を与えることが知られている。したが
って、成長ホルモンは一般的な同化作用剤として認識さ
れている。
にわたって生産されるが、明らかに成体前の期間におい
て多量に生産される。これらホルモンは骨格の成長、窒
素保持、蛋白質合成を促進し、さらにグルコースおよび
脂質の代謝に影響を与えることが知られている。したが
って、成長ホルモンは一般的な同化作用剤として認識さ
れている。
【0004】成長ホルモンは、若干特異的な種類のもの
である。しかしながら、或る種の動物からの成長ホルモ
ンは、他の種類の動物において発生規模に関し生物学的
に活性が低いことがある。成長ホルモン活性のメカニズ
ムは充分には理解されていないが、成長ホルモンの投与
は動物の成長速度、体重増加および肉生産を著しく増大
させることが示されている。たとえば、或る試験におい
て、精製豚成長ホルモンを毎日注射した豚における体重
増加の平均速度は1日当たり2.26ポンドであった
(これは比較豚における2.19ポンド/日の平均体重
増加に対比される)。より重要なことに、処理された豚
は比較豚よりも1日当りの餌消費量が著しく少ない
(8.40ポンドに比較して7.03ポンド)。さら
に、処理した豚は死体品質における著しい改善を示し
た。成長ホルモンで処理した豚の死体は平均して30.
57インチの長さを示し、かつ背脂肪の厚さは1.40
インチを有したのに対し、比較豚のそれは平均して2
9.33インチの長さおよび1.77インチの背脂肪を
有した。可食肉の化学組成も成長ホルモン処理した動物
において著しく改善され、すなわち蛋白質13.50
%、水分49.13%および脂肪36.76%であるの
に対し、比較群においては蛋白質10.8%、水分3
9.43%および脂肪49.27%であった[イー・ジ
ェー・ターマン、「豚に対する脳下垂体前葉成長ホルモ
ンの効果」、論文;プルジュ大学(1953年4
月)]。残念ながら、豚成長ホルモンを使用する豚にお
ける前記の改善された成長および肉生産は、SGHの入
手が不充分であるため広く実現化することができない。
今日、SGHは豚の脳下垂体腺から抽出される。要する
に、この原料は、SGHの必要とされる産業的量を与え
るには殆ど不充分である。
である。しかしながら、或る種の動物からの成長ホルモ
ンは、他の種類の動物において発生規模に関し生物学的
に活性が低いことがある。成長ホルモン活性のメカニズ
ムは充分には理解されていないが、成長ホルモンの投与
は動物の成長速度、体重増加および肉生産を著しく増大
させることが示されている。たとえば、或る試験におい
て、精製豚成長ホルモンを毎日注射した豚における体重
増加の平均速度は1日当たり2.26ポンドであった
(これは比較豚における2.19ポンド/日の平均体重
増加に対比される)。より重要なことに、処理された豚
は比較豚よりも1日当りの餌消費量が著しく少ない
(8.40ポンドに比較して7.03ポンド)。さら
に、処理した豚は死体品質における著しい改善を示し
た。成長ホルモンで処理した豚の死体は平均して30.
57インチの長さを示し、かつ背脂肪の厚さは1.40
インチを有したのに対し、比較豚のそれは平均して2
9.33インチの長さおよび1.77インチの背脂肪を
有した。可食肉の化学組成も成長ホルモン処理した動物
において著しく改善され、すなわち蛋白質13.50
%、水分49.13%および脂肪36.76%であるの
に対し、比較群においては蛋白質10.8%、水分3
9.43%および脂肪49.27%であった[イー・ジ
ェー・ターマン、「豚に対する脳下垂体前葉成長ホルモ
ンの効果」、論文;プルジュ大学(1953年4
月)]。残念ながら、豚成長ホルモンを使用する豚にお
ける前記の改善された成長および肉生産は、SGHの入
手が不充分であるため広く実現化することができない。
今日、SGHは豚の脳下垂体腺から抽出される。要する
に、この原料は、SGHの必要とされる産業的量を与え
るには殆ど不充分である。
【0005】分子生物学における最近の進歩は、特異的
な非細菌性蛋白質を暗号化するDNAを細菌細胞中へ導
入することを可能にした。一般に、化学合成で製造され
るもの以外のDNAを用いるこの種の組換DNA分子の
作成は、所望蛋白質を暗号化するメッセンジャRNA
(mRNA)の単一鎖DNAコピー(cDNA)を生成
させ、このcDNAを二重鎖DNAに変換し、この二重
鎖cDNAを適当なクローン化ベヒクルにおける適当な
部位に結合させて組換DNA分子を生成させ、かつこの
組換DNA分子により適当な宿主を形質転換させる工程
からなっている。かくして、形質転換宿主の培養は、こ
の宿主がDNA配列を発現しかつ所望蛋白質を生産する
ことを可能にする。
な非細菌性蛋白質を暗号化するDNAを細菌細胞中へ導
入することを可能にした。一般に、化学合成で製造され
るもの以外のDNAを用いるこの種の組換DNA分子の
作成は、所望蛋白質を暗号化するメッセンジャRNA
(mRNA)の単一鎖DNAコピー(cDNA)を生成
させ、このcDNAを二重鎖DNAに変換し、この二重
鎖cDNAを適当なクローン化ベヒクルにおける適当な
部位に結合させて組換DNA分子を生成させ、かつこの
組換DNA分子により適当な宿主を形質転換させる工程
からなっている。かくして、形質転換宿主の培養は、こ
の宿主がDNA配列を発現しかつ所望蛋白質を生産する
ことを可能にする。
【0006】組換DNA技術を用いる幾つかの非細菌性
蛋白質の生産が報告されている。これらには、牛前成長
ホルモン[たとえば、ダブリュー・エル・ミラー等、
「牛成長ホルモンmRNAに対して相補的なDNAの分
子クローン化」、ジャーナル・バイオロジカル・ケミス
トリー、第255巻、第7521−24頁(198
0)、ヨーロッパ特許出願第47600号および英国特
許出願第2073245A号]およびひと前成長ホルモ
ン[たとえば、ジェー・エー・マーシャル等、「ひと成
長ホルモン:細菌における補完的DNAクローン化およ
び発現」、サイエンス誌、第205巻、第602−06
頁(1979)およびヨーロッパ特許出願第20147
号]が包含される。
蛋白質の生産が報告されている。これらには、牛前成長
ホルモン[たとえば、ダブリュー・エル・ミラー等、
「牛成長ホルモンmRNAに対して相補的なDNAの分
子クローン化」、ジャーナル・バイオロジカル・ケミス
トリー、第255巻、第7521−24頁(198
0)、ヨーロッパ特許出願第47600号および英国特
許出願第2073245A号]およびひと前成長ホルモ
ン[たとえば、ジェー・エー・マーシャル等、「ひと成
長ホルモン:細菌における補完的DNAクローン化およ
び発現」、サイエンス誌、第205巻、第602−06
頁(1979)およびヨーロッパ特許出願第20147
号]が包含される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
組換DNAはいずれも本発明におけるような豚成長ホル
モンのポリペプチドもしくは豚成長ホルモン様ポリペプ
チド或いはこれら豚成長ホルモンもしくは豚成長ホルモ
ン様ポリペプチドが産業的量で入手し得れば達成される
ような肉生産における著しい改善に関するものでない。
組換DNAはいずれも本発明におけるような豚成長ホル
モンのポリペプチドもしくは豚成長ホルモン様ポリペプ
チド或いはこれら豚成長ホルモンもしくは豚成長ホルモ
ン様ポリペプチドが産業的量で入手し得れば達成される
ような肉生産における著しい改善に関するものでない。
【0008】本発明は、SGHまたはSGH様ポリペプ
チドを暗号化するDNA配列を単離しかつこれら配列を
適当な宿主中で発現されてSGHの成長促進性生物学的
活性を示すポリペプチドを生産させることにより上記の
問題を解決する。
チドを暗号化するDNA配列を単離しかつこれら配列を
適当な宿主中で発現されてSGHの成長促進性生物学的
活性を示すポリペプチドを生産させることにより上記の
問題を解決する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、豚の成
長速度および肉生産を増大させる種々の用途に使用する
ため、SGHの活性を示すポリペプチドを産業的量で得
ることが初めて可能になった。
長速度および肉生産を増大させる種々の用途に使用する
ため、SGHの活性を示すポリペプチドを産業的量で得
ることが初めて可能になった。
【0010】以下の記載から判るように、本発明のDN
A配列および組換DNA分子は、適当な宿主における豚
成長ホルモンまたは豚成長様ポリペプチド、すなわちS
GHの成長促進性生物学的活性を示すポリペプチドの生
産を可能にする。本発明のポリペプチドは、宿主中で生
産されたままの形態において、或いは組成および豚にお
ける成長速度および肉生産の改善方法を改変した後に使
用することができる。
A配列および組換DNA分子は、適当な宿主における豚
成長ホルモンまたは豚成長様ポリペプチド、すなわちS
GHの成長促進性生物学的活性を示すポリペプチドの生
産を可能にする。本発明のポリペプチドは、宿主中で生
産されたままの形態において、或いは組成および豚にお
ける成長速度および肉生産の改善方法を改変した後に使
用することができる。
【0011】したがって、上記から判るように、本発明
の基本的面は、SGHの成長促進性生物学的活性を示す
ポリペプチドを暗号化することを特徴とするDNA配列
の製造である。この種のDNA配列はpBR322(P
st)/SGH−9D、pSGH−△7、pSGH−
(Met−Phe)のDNA挿入物、これら挿入物にヒ
ブリド化しかつSGH様ポリペプチドを暗号化するDN
A配列ならびに前記DNA配列もしくは挿入物のいずれ
かにより発現の際に暗号化されたポリペプチドを発現に
際し暗号化するDNA配列よりなる群から選択される。
の基本的面は、SGHの成長促進性生物学的活性を示す
ポリペプチドを暗号化することを特徴とするDNA配列
の製造である。この種のDNA配列はpBR322(P
st)/SGH−9D、pSGH−△7、pSGH−
(Met−Phe)のDNA挿入物、これら挿入物にヒ
ブリド化しかつSGH様ポリペプチドを暗号化するDN
A配列ならびに前記DNA配列もしくは挿入物のいずれ
かにより発現の際に暗号化されたポリペプチドを発現に
際し暗号化するDNA配列よりなる群から選択される。
【0012】
【実施例】本発明を一層よく理解するよう、以下詳細に
説明する。以下の説明において、次の用語を使用する。
説明する。以下の説明において、次の用語を使用する。
【0013】ヌクレオチド:糖成分(ペントース)と燐
酸と含窒素複素環塩基とよりなるDNAもしくはRNA
のモノマー単位。この塩基はグリコシド炭素(ペントー
スの1′炭素)を介して糖成分に結合される。塩基と糖
との組合せをヌクレオチドと呼ぶ。各ヌクレオチドはそ
の塩基により特性化される。4種のDNA塩基はアデニ
ン(「A」)、グアニン(「G」)、シトシン
(「C」)およびチミン(「T」)である。4種のRN
A塩基は、A、G、Cおよびウラシル(「U」)であ
る。
酸と含窒素複素環塩基とよりなるDNAもしくはRNA
のモノマー単位。この塩基はグリコシド炭素(ペントー
スの1′炭素)を介して糖成分に結合される。塩基と糖
との組合せをヌクレオチドと呼ぶ。各ヌクレオチドはそ
の塩基により特性化される。4種のDNA塩基はアデニ
ン(「A」)、グアニン(「G」)、シトシン
(「C」)およびチミン(「T」)である。4種のRN
A塩基は、A、G、Cおよびウラシル(「U」)であ
る。
【0014】DNA配列:隣接ペントースと3′炭素と
5′炭素との間でホスホジエステル結合により互いに結
合されたヌクレオチドの線状列。
5′炭素との間でホスホジエステル結合により互いに結
合されたヌクレオチドの線状列。
【0015】コドン:mRNAを介してアミノ酸、翻訳
開始信号または翻訳停止信号を暗号化する3個のヌクレ
オチド(トリプレット)のDNA配列。たとえば、ヌク
レオチドトリプレットTTA、TTG、CTT、CT
C、CTAおよびCTGはアミノ酸ロイシン(「Le
u」)を暗号化し、TAG、TAAおよびTGAは翻訳
停止信号であり、またATGは翻訳開始信号である。
開始信号または翻訳停止信号を暗号化する3個のヌクレ
オチド(トリプレット)のDNA配列。たとえば、ヌク
レオチドトリプレットTTA、TTG、CTT、CT
C、CTAおよびCTGはアミノ酸ロイシン(「Le
u」)を暗号化し、TAG、TAAおよびTGAは翻訳
停止信号であり、またATGは翻訳開始信号である。
【0016】読枠:mRNAをアミノ酸配列まで翻訳す
る際のコドンのグループ化。翻訳の際、適正な読枠を維
持しなければならない。たとえば、配列GCTGGTT
GTAAGは3つの読枠もしくは相で翻訳することがで
きる。これら相のそれぞれは次の異なるアミノ酸配列を
与える:GCT GGT TGT AAG −− Ala−Gl
y−Cys−Lys G CTG GTT GTA AG −− Leu−V
al−Val GC TGG TTG TAA G −− Trp−L
eu−(停止)
る際のコドンのグループ化。翻訳の際、適正な読枠を維
持しなければならない。たとえば、配列GCTGGTT
GTAAGは3つの読枠もしくは相で翻訳することがで
きる。これら相のそれぞれは次の異なるアミノ酸配列を
与える:GCT GGT TGT AAG −− Ala−Gl
y−Cys−Lys G CTG GTT GTA AG −− Leu−V
al−Val GC TGG TTG TAA G −− Trp−L
eu−(停止)
【0017】ポリペプチド:隣接アミノ酸のα−アミノ
基とカルボキシ基との間でペプチド結合により互いに接
続されたアミノ酸の線状列。
基とカルボキシ基との間でペプチド結合により互いに接
続されたアミノ酸の線状列。
【0018】ゲノム:細胞またはウイルスの全DNA。
これは特に物質のポリペプチドを暗号化する遺伝子、な
らびにオペレータ、プロモータおよびリボソーム結合か
つ相互作用配列を包含し、たとえばシャイン−ダルガル
ノ配列のような配列をも含む。
これは特に物質のポリペプチドを暗号化する遺伝子、な
らびにオペレータ、プロモータおよびリボソーム結合か
つ相互作用配列を包含し、たとえばシャイン−ダルガル
ノ配列のような配列をも含む。
【0019】遺伝子:雛型またはメッセンジャーRNA
(「mRNA」)を介して特定のポリペプチドに特性的
なアミノ酸の配列を暗号化するDNA配列。
(「mRNA」)を介して特定のポリペプチドに特性的
なアミノ酸の配列を暗号化するDNA配列。
【0020】転写:遺伝子からmRNAを生産する過
程。
程。
【0021】翻訳:mRNAからポリペプチドを生産す
る過程。
る過程。
【0022】発現:DNA配列もしくは遺伝子によりポ
リペプチドを生産するために受ける過程。これは転写と
翻訳との組合せである。
リペプチドを生産するために受ける過程。これは転写と
翻訳との組合せである。
【0023】プラスミド:プラスミドが宿主細胞で複製
されるような完全「レプリコン」からなる非染色体二重
鎖DNA配列。プラスミドを単細胞生物内に挿入する
と、この生物の特性はプラスミドのDNAの結果として
変化し、或いは形質転換することができる。たとえば、
テトラサイクリン耐性(TetR )に対する遺伝子を有
するプラスミドは、予めテトラサイクリンに対し感受性
の細胞をテトラサイクリンに対し耐性の細胞まで形質転
換することができる。プラスミドにより形質転換された
細胞を「形質転換体」と呼ぶ。
されるような完全「レプリコン」からなる非染色体二重
鎖DNA配列。プラスミドを単細胞生物内に挿入する
と、この生物の特性はプラスミドのDNAの結果として
変化し、或いは形質転換することができる。たとえば、
テトラサイクリン耐性(TetR )に対する遺伝子を有
するプラスミドは、予めテトラサイクリンに対し感受性
の細胞をテトラサイクリンに対し耐性の細胞まで形質転
換することができる。プラスミドにより形質転換された
細胞を「形質転換体」と呼ぶ。
【0024】ファージまたはバクテリオファージ:細菌
性ウイルスであって、その多くは蛋白質エンベロプまた
はコート(「カプシド」)にカプセル化されたDNA配
列よりなっている。
性ウイルスであって、その多くは蛋白質エンベロプまた
はコート(「カプシド」)にカプセル化されたDNA配
列よりなっている。
【0025】クローン化ベヒクル:宿主細胞において複
製しうるプラスミド、ファージDNAまたはその他のD
NA配列であって、これはDNAの本質的生物学機能、
たとえば複製、コート蛋白質の生成の喪失を伴わずに、
或いはプロモータもしくは結合部位の喪失を伴わずに決
定可能に前記DNA配列を切断することができ、かつ形
質転換の同定に使用するのに適する標識、たとえばテト
ラサイクリン耐性またはアンピシリン耐性を有する1個
もしくは少数のエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴とす
る。クローン化ベヒクルはしばしばベクターと呼ばれ
る。
製しうるプラスミド、ファージDNAまたはその他のD
NA配列であって、これはDNAの本質的生物学機能、
たとえば複製、コート蛋白質の生成の喪失を伴わずに、
或いはプロモータもしくは結合部位の喪失を伴わずに決
定可能に前記DNA配列を切断することができ、かつ形
質転換の同定に使用するのに適する標識、たとえばテト
ラサイクリン耐性またはアンピシリン耐性を有する1個
もしくは少数のエンドヌクレアーゼ認識部位を特徴とす
る。クローン化ベヒクルはしばしばベクターと呼ばれ
る。
【0026】クローン化:前記1種の生物もしくは配列
から誘導される生物またはDNA配列の集落を無性繁殖
によって得る過程。
から誘導される生物またはDNA配列の集落を無性繁殖
によって得る過程。
【0027】組換DNA分子またはヒブリドDNA:生
細胞の外部で端部結合されておりかつ或る種の宿主細胞
に感染してそこに維持される能力を有する異なるゲノム
からのDNA断片よりなる分子。
細胞の外部で端部結合されておりかつ或る種の宿主細胞
に感染してそこに維持される能力を有する異なるゲノム
からのDNA断片よりなる分子。
【0028】発現制御配列:DNA配列もしくは遺伝子
の発現を、これら配列に作用結合された際、制御かつ調
整するヌクレオチドの配列。これらはファージλのla
c系、trp系、主オペレータおよびプロモータ領域、
fdコート蛋白質の制御領域、ならびに原始核もしくは
成熟核細胞およびそのウイルスの遺伝子の発現を制御す
ることが知られたその他の配列またはそれらの組合せを
包含する。
の発現を、これら配列に作用結合された際、制御かつ調
整するヌクレオチドの配列。これらはファージλのla
c系、trp系、主オペレータおよびプロモータ領域、
fdコート蛋白質の制御領域、ならびに原始核もしくは
成熟核細胞およびそのウイルスの遺伝子の発現を制御す
ることが知られたその他の配列またはそれらの組合せを
包含する。
【0029】SGH:豚成長ホルモン。
【0030】SGH様ポリペプチド:SGHの成長促進
性生物学的活性を示すポリペプチド。
性生物学的活性を示すポリペプチド。
【0031】図1は、組換DNA分子の混合物を製造す
るための方法の一具体例の略図であり、これら組換DN
A分子の幾つかはSGHまたはSGH様ポリペプチドを
暗号化する挿入DNA配列を特徴とする。
るための方法の一具体例の略図であり、これら組換DN
A分子の幾つかはSGHまたはSGH様ポリペプチドを
暗号化する挿入DNA配列を特徴とする。
【0032】ポリA+ RNA含有の豚成長ホルモンmR
NA(SGH−mRNA)の製造 ドライアイス中で凍結させた4〜6gの豚脳下垂体前葉
腺(ペルフリーズ社、アーカンサス州)を、5Mのチオ
シアン酸グアニジウムと50mMのクエン酸ナトリウム
と、0.5%のナトリウムラウリルサルコシルと0.1
Mのβ−メルカプトエタノールとからなる溶液へ加えた
(10ml/g脳下垂体腺)[ジェー・エム・チャーグ
ウイン等、バイオケミストリー、第18巻、第5294
−99頁(1979)]。次いで、これらの脳下垂体腺
をその溶液中で4℃まで解凍させ、かつこの混合物を2
0秒間6回破裂させてホモジナイズした(ポリトロ
ン)。このホモジナイズ物を遠心分離した後(ソルバー
ル型遠心分離器、6000rpm、5min、室温)、
7.0mlの核酸含有上澄液を2.5mlのCsCl
(0.1MのEDTA中0.5M)の上に層状化させ、
これをパラフィン油で覆った。次いで、この試験管を遠
心分離して(SW41型、30000rpm、18時
間、20℃)RNA含有フラクションをペレット化させ
た。
NA(SGH−mRNA)の製造 ドライアイス中で凍結させた4〜6gの豚脳下垂体前葉
腺(ペルフリーズ社、アーカンサス州)を、5Mのチオ
シアン酸グアニジウムと50mMのクエン酸ナトリウム
と、0.5%のナトリウムラウリルサルコシルと0.1
Mのβ−メルカプトエタノールとからなる溶液へ加えた
(10ml/g脳下垂体腺)[ジェー・エム・チャーグ
ウイン等、バイオケミストリー、第18巻、第5294
−99頁(1979)]。次いで、これらの脳下垂体腺
をその溶液中で4℃まで解凍させ、かつこの混合物を2
0秒間6回破裂させてホモジナイズした(ポリトロ
ン)。このホモジナイズ物を遠心分離した後(ソルバー
ル型遠心分離器、6000rpm、5min、室温)、
7.0mlの核酸含有上澄液を2.5mlのCsCl
(0.1MのEDTA中0.5M)の上に層状化させ、
これをパラフィン油で覆った。次いで、この試験管を遠
心分離して(SW41型、30000rpm、18時
間、20℃)RNA含有フラクションをペレット化させ
た。
【0033】上澄液を捨てかつRNA含有ペレットを全
部水中へ再懸濁させた後、水溶液を同容量のフェノール
−クロロホルム(1:1)で2回および同容量のエーテ
ルで2回それぞれ抽出した。次いで、RNAを3倍容量
のエタノールで水相から沈澱させ、生じた沈澱物を遠心
分離により回収した。全RNAの収量:8mg
部水中へ再懸濁させた後、水溶液を同容量のフェノール
−クロロホルム(1:1)で2回および同容量のエーテ
ルで2回それぞれ抽出した。次いで、RNAを3倍容量
のエタノールで水相から沈澱させ、生じた沈澱物を遠心
分離により回収した。全RNAの収量:8mg
【0034】上記の全RNA4mgを1mlのトリス−
HCl(10mM、pH7.5)−EDTA(1mM)
(「TE緩衝液」)に再懸濁し、そしてこの溶液を65
℃にて10分間加熱した。2MのKClを0.5Mの最
終濃度まで加えた後、この混合物をオリゴ−dT−セル
ロースカラムに加え、そしてこのカラムを0.5MのK
Clで洗浄してリボソームRNAの全部を除去した。最
後に、カラムに結合したポリA+ RNAを10mMのト
リス−HCl(pH7.5)にて室温で溶出させ、この
ポリA+ RNA含有フラクションを貯蔵した。上記のよ
うに結合したフラクションからRNAを、エタノールお
よび塩での沈澱、遠心分離および水中への再懸濁によっ
て回収した。ポリA+ RNAの収量:200μg。
HCl(10mM、pH7.5)−EDTA(1mM)
(「TE緩衝液」)に再懸濁し、そしてこの溶液を65
℃にて10分間加熱した。2MのKClを0.5Mの最
終濃度まで加えた後、この混合物をオリゴ−dT−セル
ロースカラムに加え、そしてこのカラムを0.5MのK
Clで洗浄してリボソームRNAの全部を除去した。最
後に、カラムに結合したポリA+ RNAを10mMのト
リス−HCl(pH7.5)にて室温で溶出させ、この
ポリA+ RNA含有フラクションを貯蔵した。上記のよ
うに結合したフラクションからRNAを、エタノールお
よび塩での沈澱、遠心分離および水中への再懸濁によっ
て回収した。ポリA+ RNAの収量:200μg。
【0035】単離したポリA+ RNAの活性を検査する
ため、2μgのこのポリA+ RNAをうさぎ網様細胞溶
解物S35−メチオニン無細胞系(NEN)を用いて試験
管中で翻訳し[エッチ・アール・ビー・ペルハムおよび
アール・ジェー・ジャクソン、ヨーロピアン・ジャーナ
ル・バイオケミストリー、第67巻、第247頁以降
(1976)]、そしてこの生成物をオートラジオグラ
フィーによりSDS/ポリアクリルアミドゲルで分析し
た。この分析は、単離したポリA+ RNAが翻訳されて
豚前成長ホルモンにつき予想される寸法(約24,00
0)に相当する分子量を有するポリペプチドを生産する
ことを示した。
ため、2μgのこのポリA+ RNAをうさぎ網様細胞溶
解物S35−メチオニン無細胞系(NEN)を用いて試験
管中で翻訳し[エッチ・アール・ビー・ペルハムおよび
アール・ジェー・ジャクソン、ヨーロピアン・ジャーナ
ル・バイオケミストリー、第67巻、第247頁以降
(1976)]、そしてこの生成物をオートラジオグラ
フィーによりSDS/ポリアクリルアミドゲルで分析し
た。この分析は、単離したポリA+ RNAが翻訳されて
豚前成長ホルモンにつき予想される寸法(約24,00
0)に相当する分子量を有するポリペプチドを生産する
ことを示した。
【0036】勿論、ポリA+ RNAは多数の異なるRN
Aの混合物であることを理解すべきである(図1)。S
GHまたはSGH様ポリペプチドに対し特異的なmRN
Aを除いて、これらRNAは望ましくない不純物である
(図1)。残念ながら、これら不純RNAはクローン化
工程の残部においてSGH−mRNAと同様に挙動す
る。したがって、ポリA+ RNAにおけるその存在は多
数の無用のクローンを生ずると共に、正確なクローン、
すなわちSGHを暗号化するクローンを極めて多数の不
純物から選択するという複雑な選別問題を提起する。
Aの混合物であることを理解すべきである(図1)。S
GHまたはSGH様ポリペプチドに対し特異的なmRN
Aを除いて、これらRNAは望ましくない不純物である
(図1)。残念ながら、これら不純RNAはクローン化
工程の残部においてSGH−mRNAと同様に挙動す
る。したがって、ポリA+ RNAにおけるその存在は多
数の無用のクローンを生ずると共に、正確なクローン、
すなわちSGHを暗号化するクローンを極めて多数の不
純物から選択するという複雑な選別問題を提起する。
【0037】SGH−cDNAを含有するcDNA混合物の合成 ポリA+ RNAに補完的な単一鎖DNAを調製するた
め、20μlのポリA+RNA(10μg、水中)と2
μlの0.15M CH3 Hgとを混合し、得られた溶
液を室温にて15分間静置した。次いで、この溶液へ1
0μlのオリゴdT(1μg/ml)と100μlのd
NTP(2.5mM、すなわち最終濃度0.5mMま
で)と20μlのα−P32−dATP(10mCi/m
l)50μlの逆転写酵素(16単位/ml、ライフ・
サイエンス社)と同容量の緩衝液(100mM トリス
−HCl(pH8.5)、20mM MgCl2 、14
0mMKCl、50mM DTT水中)とを加えた。溶
液の全容量は404.4μlであった。この溶液を42
℃にて90分間培養した後、これを100℃にて数分間
加熱し、そしてこれを遠心分離した(10000G、5
min.)。上澄液はポリA+ RNAに補完的な単一鎖
cDNAを含有した。cDNAの収量:1438μg
(少量のTCA沈澱による)。
め、20μlのポリA+RNA(10μg、水中)と2
μlの0.15M CH3 Hgとを混合し、得られた溶
液を室温にて15分間静置した。次いで、この溶液へ1
0μlのオリゴdT(1μg/ml)と100μlのd
NTP(2.5mM、すなわち最終濃度0.5mMま
で)と20μlのα−P32−dATP(10mCi/m
l)50μlの逆転写酵素(16単位/ml、ライフ・
サイエンス社)と同容量の緩衝液(100mM トリス
−HCl(pH8.5)、20mM MgCl2 、14
0mMKCl、50mM DTT水中)とを加えた。溶
液の全容量は404.4μlであった。この溶液を42
℃にて90分間培養した後、これを100℃にて数分間
加熱し、そしてこれを遠心分離した(10000G、5
min.)。上澄液はポリA+ RNAに補完的な単一鎖
cDNAを含有した。cDNAの収量:1438μg
(少量のTCA沈澱による)。
【0038】ここでも、単一鎖cDNAは実際上ポリA
+ RNA混合物中に存在する対応のmRNAから転写さ
れた多数の異なるcDNAの複雑な混合物であることを
理解すべきである(図1)。他の因子も作用して、この
cDNA混合物を複雑化する。ポリA+ RNAの各mR
NA種は完全には転写することができない。寧ろ、各m
RNA種から多くの種類のcDNAが生成され得る(図
1に図示せず)。これら不完全cDNAのそれぞれは、
工程の残部において所望のcDNAと同様に挙動するの
で、cDNA混合物におけるその存在はさらに最終的ク
ローン選別工程を複雑化するだけである。
+ RNA混合物中に存在する対応のmRNAから転写さ
れた多数の異なるcDNAの複雑な混合物であることを
理解すべきである(図1)。他の因子も作用して、この
cDNA混合物を複雑化する。ポリA+ RNAの各mR
NA種は完全には転写することができない。寧ろ、各m
RNA種から多くの種類のcDNAが生成され得る(図
1に図示せず)。これら不完全cDNAのそれぞれは、
工程の残部において所望のcDNAと同様に挙動するの
で、cDNA混合物におけるその存在はさらに最終的ク
ローン選別工程を複雑化するだけである。
【0039】二重鎖cDNAの製造 上記で調製したcDNAを二重鎖cDNAまで変換する
ため、前記cDNAの1/2(0.7μg)を採取し、
そして50μlのクレノー(0.7単位/μl)と1.
5μgのMgCl2 (1M)と同容量のDNAポリメラ
ーゼ緩衝液(400mM トリス−HCl(pH6.
9)、150mM KCl、1mM dNTP、20m
M β−メルカプトエタノール)とを加え、そして混合
物を16℃にて17時間培養し、次いでさらに37℃に
て30分間培養した。次いで、1/8容量の2M酢酸ナ
トリウム(pH5.5)と2.5容量のエタノールとを
加えかつ−70℃まで15分間冷却することによりDN
Aを沈澱させた。遠心分離(10000G、10mi
n.)により沈澱物を回収した後、このペレットをエタ
ノールで洗浄し、これを水中に再懸濁させそしてこれを
セフアデックスG−75カラムに加えた。DNAを10
mM トリス−HCl−0.1mM EDTAによって
溶出させ、そしてDNA含有フラクションを貯蔵した。
DNA含有フラクションの全容量は377μlであっ
た。
ため、前記cDNAの1/2(0.7μg)を採取し、
そして50μlのクレノー(0.7単位/μl)と1.
5μgのMgCl2 (1M)と同容量のDNAポリメラ
ーゼ緩衝液(400mM トリス−HCl(pH6.
9)、150mM KCl、1mM dNTP、20m
M β−メルカプトエタノール)とを加え、そして混合
物を16℃にて17時間培養し、次いでさらに37℃に
て30分間培養した。次いで、1/8容量の2M酢酸ナ
トリウム(pH5.5)と2.5容量のエタノールとを
加えかつ−70℃まで15分間冷却することによりDN
Aを沈澱させた。遠心分離(10000G、10mi
n.)により沈澱物を回収した後、このペレットをエタ
ノールで洗浄し、これを水中に再懸濁させそしてこれを
セフアデックスG−75カラムに加えた。DNAを10
mM トリス−HCl−0.1mM EDTAによって
溶出させ、そしてDNA含有フラクションを貯蔵した。
DNA含有フラクションの全容量は377μlであっ
た。
【0040】貯蔵したDNA含有フラクションへ2M
NaCl、500mM 酢酸ナトリウム(pH4.
5)、10mM 硫酸亜塩および8μlSI(1000
単位/μl、ベーリンガーマンハイム社)よりなる溶液
42μlを加え、そしてこの溶液を30℃にて30分間
静置した。次いで、混合物を同容量のフェノールおよび
次いでエタノールで3回抽出し、得られた水相をセフア
テックス(登録商標)G−75カラムに加え、DNAを
5mMのKClで溶出させた。DNA含有フラクション
を貯蔵し、そしてこれを前記と同様にエタノールで沈澱
させた。
NaCl、500mM 酢酸ナトリウム(pH4.
5)、10mM 硫酸亜塩および8μlSI(1000
単位/μl、ベーリンガーマンハイム社)よりなる溶液
42μlを加え、そしてこの溶液を30℃にて30分間
静置した。次いで、混合物を同容量のフェノールおよび
次いでエタノールで3回抽出し、得られた水相をセフア
テックス(登録商標)G−75カラムに加え、DNAを
5mMのKClで溶出させた。DNA含有フラクション
を貯蔵し、そしてこれを前記と同様にエタノールで沈澱
させた。
【0041】二重鎖DNAのクローン比 多種類の宿主/クローン化ベヒクル組合物を、二重鎖c
DNAのクローン比および発現に使用することができ
る。さらに、それぞれ特定のクローン化ベヒクルにおい
て、二重鎖cDNAを挿入するため種々の部位を選択す
ることができる。クローン化および発現の特定の選択
は、本発明の範囲を逸脱することなく当業者により容易
に行うことができる。
DNAのクローン比および発現に使用することができ
る。さらに、それぞれ特定のクローン化ベヒクルにおい
て、二重鎖cDNAを挿入するため種々の部位を選択す
ることができる。クローン化および発現の特定の選択
は、本発明の範囲を逸脱することなく当業者により容易
に行うことができる。
【0042】最初のクローン化において、細菌性プラス
ミドpBR322を選択した[エフ・ボリバール等、
「新規クローン化ベヒクルIIの作成および特定化。多目
的クローン化系」、ジーン誌、第95−113頁(19
77);ジェー・ジイー・サットクリフ、「DNA配列
から誘導されたpBR322 制御地図、長さ4361
ヌクレオチド対までの正確なDNA寸法標識」、ヌクレ
イック・アシッド・リサーチ、第5巻、第2721−2
8頁(1978)]、さらにそのPstI部位[エル・
ビラ−コマロフ等、「プロインシュリンを合成する細菌
クローン」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ
ー・サイエンス・USA、第75巻、第3727−31
頁(1978)]、およびイー・コリK12 MC10
61[エム・カサダバンおよびエス・エヌ・コーヘン、
ジャーナル・モレキュラー・バイオロジー、第138
巻、第179−207頁(1980)]を選択した。
ミドpBR322を選択した[エフ・ボリバール等、
「新規クローン化ベヒクルIIの作成および特定化。多目
的クローン化系」、ジーン誌、第95−113頁(19
77);ジェー・ジイー・サットクリフ、「DNA配列
から誘導されたpBR322 制御地図、長さ4361
ヌクレオチド対までの正確なDNA寸法標識」、ヌクレ
イック・アシッド・リサーチ、第5巻、第2721−2
8頁(1978)]、さらにそのPstI部位[エル・
ビラ−コマロフ等、「プロインシュリンを合成する細菌
クローン」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ
ー・サイエンス・USA、第75巻、第3727−31
頁(1978)]、およびイー・コリK12 MC10
61[エム・カサダバンおよびエス・エヌ・コーヘン、
ジャーナル・モレキュラー・バイオロジー、第138
巻、第179−207頁(1980)]を選択した。
【0043】 1.PstI−開裂したdG−末端pBR322の製造 2回の連続するCsCl濃度勾配でプラスミドpBR3
22を精製し、かつその25μgを標準条件下でPst
Iエンドヌクレアーゼによって分解した(図1)。次い
で、Pst- I開裂したプラスミドへ50μlの水と3
μlのDTT(10mM)と1.5μlのdGTP(1
0mM)と10μlのゼラチン(1mg/ml)と10
μlの末端トランスフェラーゼ緩衝液[10mM Co
Cl2 、1.4Mカコジル酸カリウムおよび0.3Mト
リス−HCl(pH7.6)]と0.9μlの末端デオ
キシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(160単位/
ml、ラットクリフ・バイオケミカルス社)とを加え
た。この溶液を10℃にて13分間培養した後、5μl
のEDTA(250mM)を加え、そして得られた混合
物を同容量のフェノール−クロロホルム(1:1)で2
回および同容量のエーテルで3回抽出した。水相をdC
−末端二重鎖cDNAと後に組合せるため保存した。
22を精製し、かつその25μgを標準条件下でPst
Iエンドヌクレアーゼによって分解した(図1)。次い
で、Pst- I開裂したプラスミドへ50μlの水と3
μlのDTT(10mM)と1.5μlのdGTP(1
0mM)と10μlのゼラチン(1mg/ml)と10
μlの末端トランスフェラーゼ緩衝液[10mM Co
Cl2 、1.4Mカコジル酸カリウムおよび0.3Mト
リス−HCl(pH7.6)]と0.9μlの末端デオ
キシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(160単位/
ml、ラットクリフ・バイオケミカルス社)とを加え
た。この溶液を10℃にて13分間培養した後、5μl
のEDTA(250mM)を加え、そして得られた混合
物を同容量のフェノール−クロロホルム(1:1)で2
回および同容量のエーテルで3回抽出した。水相をdC
−末端二重鎖cDNAと後に組合せるため保存した。
【0044】2.dC−末端化cDNAの製造 前記のように調製したcDNAの約1/5(100μ
g)を25μlの水中に再懸濁し、50μlのH2 Oと
3μlのDTT(10mM)と1.5μlのdCTP
(10mM)と10μlのゼラチン(1mg/ml)と
10μlの末端トランスフェラーゼ緩衝液[10mM
CoCl2 、1.4Mカコジル酸カリウム、0.3Mト
リス−HCl(pH7.6)]と0.9μlの末端デオ
キシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(160単位/
ml、ラットクリフ・バイオケミカルス社)とを加える
ことにより二重鎖cDNAへdC末端を加えた(図
1)。この混合物を10℃にて13分間培養した後、5
μlのEDTA(250mM)を加え、そして得られた
混合物を同容量のフェノール−クロロホルム(1:1)
で2回および同容量のエ−テルで3回抽出した。ここで
も、水相をdG末端化されたPst−開裂pBR322
と組合せるために保存した。
g)を25μlの水中に再懸濁し、50μlのH2 Oと
3μlのDTT(10mM)と1.5μlのdCTP
(10mM)と10μlのゼラチン(1mg/ml)と
10μlの末端トランスフェラーゼ緩衝液[10mM
CoCl2 、1.4Mカコジル酸カリウム、0.3Mト
リス−HCl(pH7.6)]と0.9μlの末端デオ
キシヌクレオチジルトランスフェラーゼ(160単位/
ml、ラットクリフ・バイオケミカルス社)とを加える
ことにより二重鎖cDNAへdC末端を加えた(図
1)。この混合物を10℃にて13分間培養した後、5
μlのEDTA(250mM)を加え、そして得られた
混合物を同容量のフェノール−クロロホルム(1:1)
で2回および同容量のエ−テルで3回抽出した。ここで
も、水相をdG末端化されたPst−開裂pBR322
と組合せるために保存した。
【0045】 3.dG末端pBR322とdC末端cDNAの融合 dG末端Pst- I開裂pBR322(50μg)1μ
lとdC末端cDNA(1μg)2.5μlとを融合用
緩衝液[1M NaCl、200mM トリス−HCl
(pH7.6)、10mM EDTA]5μl中で混合
し、そして最終容量50μlまで水を加えた。混合物を
80℃にて3分間および45℃にて更に2時間加熱した
後、溶液の温度を4℃まで降下させ、これを1晩静置し
た。ここでも、この融合により生成された極めて僅かの
組換DNA分子のみが、SGHに関連するcDNA挿入
物を含有することを理解すべきである。(図1)。
lとdC末端cDNA(1μg)2.5μlとを融合用
緩衝液[1M NaCl、200mM トリス−HCl
(pH7.6)、10mM EDTA]5μl中で混合
し、そして最終容量50μlまで水を加えた。混合物を
80℃にて3分間および45℃にて更に2時間加熱した
後、溶液の温度を4℃まで降下させ、これを1晩静置し
た。ここでも、この融合により生成された極めて僅かの
組換DNA分子のみが、SGHに関連するcDNA挿入
物を含有することを理解すべきである。(図1)。
【0046】4.ヒブリドによるイー・コリK12 M
C1061のトランスフェクション上記で融合させたd
G末端pBR322とdC末端DNAとをコロジオン袋
(UH100−25)中で1/10の融合用緩衝液(上
記)に対し、4℃で2時間透析して、全ての低分子量の
ものを除去した。次いで、この混合物を200μlのイ
ー・コリK12 MC1061[予めジー・エム・ブエ
ル等、ジャーナル・バイオロジカル・ケミストリー、第
254巻、第9279〜83頁(1979)に実質的に
記載されたように作成]へ加えた。プラスミドpBR3
22は、テトラサイクリン耐性を暗号化する遺伝子とア
ンピシリン耐性を暗号化する遺伝子とを含むので(図
1)、また後者の遺伝子はcDNAがPstI部位に挿
入されると失活されるので、PstI部位にDNA挿入
物を有する組換DNA分子で形質転換された集落を、こ
のように形質転換されていない集落から選別することが
できる(図1)。1ngのcDNAから約10000個
の形質転換された集落を単離した。これら集落は、ポリ
A+ RNAにおけるRNAの混合物の完全もしくは部分
コピーを示す種々の組換DNA分子を包含する(図
1)。これら分子の大部分はSGH関連DNA挿入物を
含有しない。
C1061のトランスフェクション上記で融合させたd
G末端pBR322とdC末端DNAとをコロジオン袋
(UH100−25)中で1/10の融合用緩衝液(上
記)に対し、4℃で2時間透析して、全ての低分子量の
ものを除去した。次いで、この混合物を200μlのイ
ー・コリK12 MC1061[予めジー・エム・ブエ
ル等、ジャーナル・バイオロジカル・ケミストリー、第
254巻、第9279〜83頁(1979)に実質的に
記載されたように作成]へ加えた。プラスミドpBR3
22は、テトラサイクリン耐性を暗号化する遺伝子とア
ンピシリン耐性を暗号化する遺伝子とを含むので(図
1)、また後者の遺伝子はcDNAがPstI部位に挿
入されると失活されるので、PstI部位にDNA挿入
物を有する組換DNA分子で形質転換された集落を、こ
のように形質転換されていない集落から選別することが
できる(図1)。1ngのcDNAから約10000個
の形質転換された集落を単離した。これら集落は、ポリ
A+ RNAにおけるRNAの混合物の完全もしくは部分
コピーを示す種々の組換DNA分子を包含する(図
1)。これら分子の大部分はSGH関連DNA挿入物を
含有しない。
【0047】SGH−cDNAを含有するクローンの選別 特定組換DNA分子を含有するクローン、すなわちSG
H関連DNA挿入物を含有するクローンにつき、クロー
ンの保存物を選別するには幾つかの方法がある。最初の
クローン選別法において、牛成長ホルモンを暗号化する
cDNAの400bpPstI断片を使用した[たとえ
ば、ミラー等、ジャーナル・バイオロジカル・ケミスト
リー、第255巻、第7521−24頁(1980)]
(図2)。この配列も、1982年8月16日付けでア
メリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託さ
れ、ATCC番号39173を付与されたpBGH−
(Met−Ala)のPstI制限によって得ることが
できる。
H関連DNA挿入物を含有するクローンにつき、クロー
ンの保存物を選別するには幾つかの方法がある。最初の
クローン選別法において、牛成長ホルモンを暗号化する
cDNAの400bpPstI断片を使用した[たとえ
ば、ミラー等、ジャーナル・バイオロジカル・ケミスト
リー、第255巻、第7521−24頁(1980)]
(図2)。この配列も、1982年8月16日付けでア
メリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託さ
れ、ATCC番号39173を付与されたpBGH−
(Met−Ala)のPstI制限によって得ることが
できる。
【0048】上記と同様に調製されたクローンの保存物
につきヒブリド化選択を行うため、この試料を使用した
(図2)。先ず、この試料をエム・グルンシュタインお
よびデイー・デイー・ホグネスにより「コロニ−ヒブリ
ド化:特定遺伝子を含有するクローン化DNAの単離方
法」、プロシーデイング・ナショナル・アカデミー・サ
イエンス・USA、第72巻、第3961−65頁(1
975)に記載されているようにこの試料を標識し、次
いでこれを使用して下記するようにSGH−Msp断片
試料を用いてクローンの保存物を選別した。
につきヒブリド化選択を行うため、この試料を使用した
(図2)。先ず、この試料をエム・グルンシュタインお
よびデイー・デイー・ホグネスにより「コロニ−ヒブリ
ド化:特定遺伝子を含有するクローン化DNAの単離方
法」、プロシーデイング・ナショナル・アカデミー・サ
イエンス・USA、第72巻、第3961−65頁(1
975)に記載されているようにこの試料を標識し、次
いでこれを使用して下記するようにSGH−Msp断片
試料を用いてクローンの保存物を選別した。
【0049】ヒブリド化陽性クローンの1種から、挿入
cDNA断片を有する組換DNA分子を単離し、前記断
片はSGHのアミノ酸配列の1部を暗号化するヌクレオ
チド配列決定により決定した[報告された部分アミノ酸
配列(上記)との比較による](図2)。
cDNA断片を有する組換DNA分子を単離し、前記断
片はSGHのアミノ酸配列の1部を暗号化するヌクレオ
チド配列決定により決定した[報告された部分アミノ酸
配列(上記)との比較による](図2)。
【0050】次いで、この陽性cDNAの200bp断
片を調製し(Mspによる分解、図2参照)かつこれを
標識し(グルンシュタインおよびホグネス、上記)、1
0000個のクローンの保存物に対するヒブリド化試料
として使用した(図2)。ヒブリド化するため、100
00個の集落をニトロセルロースフィルタ(ミリポア
社)に移し、これらフィルタを37℃にて1晩培養し
た。これら集落を0.5MのNaOHで7分間溶解させ
た後、フィルタを1Mのトリス−HCl(pH7.5)
と0.6MのNaCl(それぞれ3分間2回)で中和
し、そしてフィルタを2X SSC[0.15M Na
Cl−0.015Mクエン酸ナトリウム(pH7)]中
に浸漬した。フィルタを空気乾燥した後、これを80℃
にて減圧オーブン内で2時間加熱し、次いでこれらを4
X SSC(上記)、10Xデンハルト溶液および0.
1%SDS中で65℃にて2時間2回浸漬した。次い
で、25000P32カウント/フィルタの上記200b
p試料(2分間煮沸しかつ急速に冷却する)および4X
SSCと10Xデンハルト溶液と0.1%SDSとを
加え、これらフィルタを65℃にて12〜14時間ヒブ
リド化させ、これらを4XSSC、10Xデンハルト溶
液および0.1%SDSにて65℃で2時間洗浄し、さ
らにこれらを2X SSCにて65℃で30分間洗浄
し、そして乾燥させた。X線フィルムに1日間露出させ
た後、前記試料にヒブリド化されたDNA挿入物を含有
する約100個の集落を同定した。
片を調製し(Mspによる分解、図2参照)かつこれを
標識し(グルンシュタインおよびホグネス、上記)、1
0000個のクローンの保存物に対するヒブリド化試料
として使用した(図2)。ヒブリド化するため、100
00個の集落をニトロセルロースフィルタ(ミリポア
社)に移し、これらフィルタを37℃にて1晩培養し
た。これら集落を0.5MのNaOHで7分間溶解させ
た後、フィルタを1Mのトリス−HCl(pH7.5)
と0.6MのNaCl(それぞれ3分間2回)で中和
し、そしてフィルタを2X SSC[0.15M Na
Cl−0.015Mクエン酸ナトリウム(pH7)]中
に浸漬した。フィルタを空気乾燥した後、これを80℃
にて減圧オーブン内で2時間加熱し、次いでこれらを4
X SSC(上記)、10Xデンハルト溶液および0.
1%SDS中で65℃にて2時間2回浸漬した。次い
で、25000P32カウント/フィルタの上記200b
p試料(2分間煮沸しかつ急速に冷却する)および4X
SSCと10Xデンハルト溶液と0.1%SDSとを
加え、これらフィルタを65℃にて12〜14時間ヒブ
リド化させ、これらを4XSSC、10Xデンハルト溶
液および0.1%SDSにて65℃で2時間洗浄し、さ
らにこれらを2X SSCにて65℃で30分間洗浄
し、そして乾燥させた。X線フィルムに1日間露出させ
た後、前記試料にヒブリド化されたDNA挿入物を含有
する約100個の集落を同定した。
【0051】これら陽性クローンの40種を選択して制
限分析および寸法決定に使用した(PvuI/Bgl
I)(図3)。この分析から、これらクローンの1種が
約750pbのDNA挿入物を有することが確認され
た。このクローンをイー・コリK12MC1061[p
BR322(Pst/SGH−9D)]と命名し、その
組換DNA分子をpBR322(Pst)/SGH−9
Dと命名し、さらにその挿入物をSGH−9Dと命名し
た。この名称は、クローンがpBR322およびSGH
−9Dよりなる組換DNA分子で形質転換されたイー・
コリK12MC1061からなることを示し、挿入物S
GH−9DはpBR322におけるPstI部位に存在
する(図3)。
限分析および寸法決定に使用した(PvuI/Bgl
I)(図3)。この分析から、これらクローンの1種が
約750pbのDNA挿入物を有することが確認され
た。このクローンをイー・コリK12MC1061[p
BR322(Pst/SGH−9D)]と命名し、その
組換DNA分子をpBR322(Pst)/SGH−9
Dと命名し、さらにその挿入物をSGH−9Dと命名し
た。この名称は、クローンがpBR322およびSGH
−9Dよりなる組換DNA分子で形質転換されたイー・
コリK12MC1061からなることを示し、挿入物S
GH−9DはpBR322におけるPstI部位に存在
する(図3)。
【0052】挿入物SGH−9Dのヌクレオチド配列決定 SGHを暗号化するDNA配列およびその推定信号配列
は約648ヌクレオチドからなることが予想されたの
で、制限地図化およびヌクレオチド配列決定による分析
のため挿入物SGH−9Dを選択した。
は約648ヌクレオチドからなることが予想されたの
で、制限地図化およびヌクレオチド配列決定による分析
のため挿入物SGH−9Dを選択した。
【0053】図3は、SGH−9Dのヌクレオチド配列
を決定するために使用した方法を示している。DNAを
配列決定するため、エー・エム・マキサムおよびダブリ
ュー・ギルバートにより実質的に記載された方法を使用
した[「DNAの新規な配列決定方法」、プロシーディ
ング・ナショナル・アカデミー・サイエンス・USA、
第74巻、第560−64頁(1977)]。挿入物S
GH−9Dの全長を両ストランドから配列決定し、標識
末端(図3における黒点)として作用する殆どの制限部
位をこれらを離間する断片によって配列決定した。この
ように得られたヌクレオチド配列を図4乃至図5に示
す。
を決定するために使用した方法を示している。DNAを
配列決定するため、エー・エム・マキサムおよびダブリ
ュー・ギルバートにより実質的に記載された方法を使用
した[「DNAの新規な配列決定方法」、プロシーディ
ング・ナショナル・アカデミー・サイエンス・USA、
第74巻、第560−64頁(1977)]。挿入物S
GH−9Dの全長を両ストランドから配列決定し、標識
末端(図3における黒点)として作用する殆どの制限部
位をこれらを離間する断片によって配列決定した。この
ように得られたヌクレオチド配列を図4乃至図5に示
す。
【0054】図4および図5を参照して、5′末端にお
ける11G残基および10A残基(恐らくmRNAのポ
リA+末端を反映する)および次いで3′末端における
24C残基により挿入物を整列させた。対照のため、挿
入物をdG末端に続く最初のヌクレオチドからポリA +
残基の前の最後のヌクレオチドまで番号を付した。
ける11G残基および10A残基(恐らくmRNAのポ
リA+末端を反映する)および次いで3′末端における
24C残基により挿入物を整列させた。対照のため、挿
入物をdG末端に続く最初のヌクレオチドからポリA +
残基の前の最後のヌクレオチドまで番号を付した。
【0055】SGHにつき報告された部分アミノ酸配列
と比較して判るように、ヌクレオチド1−570はSG
Hを暗号化し、ヌクレオチド571−573は停止コド
ンである。したがって、SGHは190個のアミノ酸の
蛋白質であることが判る。さらに、この配列から判るよ
うに、豚前成長ホルモンが存在する。しかしながら、S
GHの推定信号もしくは予備配列の正確な長さまたは組
成はまだ決定していない。何故なら、SGH−9Dは豚
前成長ホルモンの5′暗号化および非暗号化末端の全部
を含まないと思われるからである。推定信号配列の最初
の3個のアミノ酸を酸−1、−2および−3として記載
した(図4および図5)。SGH−9Dは、ポリA+ 残
基が存在するため3′非暗号化領域の全部を含まないと
思われる。
と比較して判るように、ヌクレオチド1−570はSG
Hを暗号化し、ヌクレオチド571−573は停止コド
ンである。したがって、SGHは190個のアミノ酸の
蛋白質であることが判る。さらに、この配列から判るよ
うに、豚前成長ホルモンが存在する。しかしながら、S
GHの推定信号もしくは予備配列の正確な長さまたは組
成はまだ決定していない。何故なら、SGH−9Dは豚
前成長ホルモンの5′暗号化および非暗号化末端の全部
を含まないと思われるからである。推定信号配列の最初
の3個のアミノ酸を酸−1、−2および−3として記載
した(図4および図5)。SGH−9Dは、ポリA+ 残
基が存在するため3′非暗号化領域の全部を含まないと
思われる。
【0056】勿論、全5′暗号化および非暗号化領域を
含有するクローンの選択および豚前成長ホルモンの完全
予備配列の同定は、本発明の範囲を逸脱することなく当
業者によりなしうることが了解されよう。たとえば、同
定された陽性クローンは上記と同様に挿入SGH−9D
の5′末端から採取された試料を用いて選別することが
できる。たとえば、この種の試料はSGH−9DをNa
rIによって分解しかつヌクレオチド−5および−60
の間の断片を単離することによって調製することができ
る(図4)。次いで、この断片を前記と同様に標識し、
そしてこれをSGHのより完全な5′部分を含有するク
ローンを選択するために使用することができる。このク
ローンは、SGH−9Dの完全3′端部を含まなけれ
ば、当業界で周知されているように共通の制限部位を介
してSGH−9Dの全部もしくは1部と組合わせて、S
GHの全暗号化および非暗号化領域からなる単一DNA
配列を生成させることができる。
含有するクローンの選択および豚前成長ホルモンの完全
予備配列の同定は、本発明の範囲を逸脱することなく当
業者によりなしうることが了解されよう。たとえば、同
定された陽性クローンは上記と同様に挿入SGH−9D
の5′末端から採取された試料を用いて選別することが
できる。たとえば、この種の試料はSGH−9DをNa
rIによって分解しかつヌクレオチド−5および−60
の間の断片を単離することによって調製することができ
る(図4)。次いで、この断片を前記と同様に標識し、
そしてこれをSGHのより完全な5′部分を含有するク
ローンを選択するために使用することができる。このク
ローンは、SGH−9Dの完全3′端部を含まなけれ
ば、当業界で周知されているように共通の制限部位を介
してSGH−9Dの全部もしくは1部と組合わせて、S
GHの全暗号化および非暗号化領域からなる単一DNA
配列を生成させることができる。
【0057】勿論、SGH−9Dにつき図4および図5
に図示したポリペプチドの構造は、生体内酵素との相互
作用、たとえばグリコシル化により生体内で生ずる蛋白
質に対する改変を考慮していない。したがって、この構
造は豚中で生成されるSGHとは同一でないと理解され
るが、生成促進性生物学的特性が同一でないにしても極
めて類似していると了解される。図4および図5に図示
した蛋白質構造は、遺伝子レベルまたはアミノ酸自身に
おける他の改変、たとえば突然変異、単一もしくは多重
の塩基交換、削除、挿入もしくは転換、化学的誘導化ま
たはこれら構造の活性断片の選択がSGHの活性を示さ
ない化合物を生成することを意味しない。さらに、コン
ピュータによりSGH−9Dのヌクレオチド配列を分析
し制限エンドヌクレアーゼ部位の幾つかの本体および位
置を決定した。この分析の結果を図6に示す。
に図示したポリペプチドの構造は、生体内酵素との相互
作用、たとえばグリコシル化により生体内で生ずる蛋白
質に対する改変を考慮していない。したがって、この構
造は豚中で生成されるSGHとは同一でないと理解され
るが、生成促進性生物学的特性が同一でないにしても極
めて類似していると了解される。図4および図5に図示
した蛋白質構造は、遺伝子レベルまたはアミノ酸自身に
おける他の改変、たとえば突然変異、単一もしくは多重
の塩基交換、削除、挿入もしくは転換、化学的誘導化ま
たはこれら構造の活性断片の選択がSGHの活性を示さ
ない化合物を生成することを意味しない。さらに、コン
ピュータによりSGH−9Dのヌクレオチド配列を分析
し制限エンドヌクレアーゼ部位の幾つかの本体および位
置を決定した。この分析の結果を図6に示す。
【0058】SGH様ポリペプチドの合成 蛋白質の生産レベルは、2つの主要な因子により支配さ
れる:すなわち、細胞内の遺伝子のコピー数、ならびに
これら遺伝子コピーが転写かつ翻訳される効率である。
転写および翻訳の効率(これは一緒になって発現を構成
する)は、一般に所望の暗号化配列の前方に位置するヌ
クレオチド配列に依存する。これらのヌクレオチド配列
または発現制御配列は、特にRNAポリメラーゼが相互
作用して転写を開始する位置(プロモータ配列)と、リ
ボソームがmRNA(転写の生成物)と結合して相互作
用し翻訳を開始する位置とを規定する。必ずしも全ての
発現制御配列が同じ効率を持って機能するとは限らな
い。したがって、所望の蛋白質に対して特異的な暗号化
配列をそれらの隣接するヌクレオチド配列から分離して
これらを他の発現制御配列に融合させ、より高いレベル
の発現を生ぜしめるのが有利である。これが達成された
後、新たに作成されたDNA断片を複数コピーのプラス
ミドまたはバクテリオファージ誘導体中へ挿入して、細
胞内の遺伝子コピー数を増加させ、かつそれによりさら
に発現蛋白質の収量を向上させることができる。
れる:すなわち、細胞内の遺伝子のコピー数、ならびに
これら遺伝子コピーが転写かつ翻訳される効率である。
転写および翻訳の効率(これは一緒になって発現を構成
する)は、一般に所望の暗号化配列の前方に位置するヌ
クレオチド配列に依存する。これらのヌクレオチド配列
または発現制御配列は、特にRNAポリメラーゼが相互
作用して転写を開始する位置(プロモータ配列)と、リ
ボソームがmRNA(転写の生成物)と結合して相互作
用し翻訳を開始する位置とを規定する。必ずしも全ての
発現制御配列が同じ効率を持って機能するとは限らな
い。したがって、所望の蛋白質に対して特異的な暗号化
配列をそれらの隣接するヌクレオチド配列から分離して
これらを他の発現制御配列に融合させ、より高いレベル
の発現を生ぜしめるのが有利である。これが達成された
後、新たに作成されたDNA断片を複数コピーのプラス
ミドまたはバクテリオファージ誘導体中へ挿入して、細
胞内の遺伝子コピー数を増加させ、かつそれによりさら
に発現蛋白質の収量を向上させることができる。
【0059】従って、本発明の方法にしたがいSGH様
ポリペプチドを生産する際、多種類の宿主−発現制御配
列ベクターの組合せを使用することができる。たとえ
ば、有用なベクターは染色体、非染色体および合成のD
NA配列の断片、例えばcolEI、pCRI、pBR
322およびそれらの誘導体を含むイー・コリからの各
種公知の細菌性プラスミド、より広範な宿主範囲のプラ
スミド、たとえばRP4、ファージDNA、たとえばフ
ァージλの多数の誘導体ならびに上記の組合せから誘導
されるベクター、たとえばpBR322の1部、ファー
ジλの1部および合成部分を含むベクターから構成する
ことができる。有用な宿主は、たとえばイー・コリK1
2MC1061、イー・コリHB101、イー・コリX
1776、イー・コリX2282、イー・コリMRCI
の菌株およびシュードモナス、枯草菌、高熱細菌および
その他の細菌類のような細菌性宿主、酵母およびその他
の真菌類、動物もしくは植物宿主、たとえば動物(ひと
を含む)もしくは植物細胞の培養物、或いはその他の宿
主を包含する。有用な発現制御配列は、イー・コリの乳
糖オペロンのオペレータ、プロモータおよびリボソーム
結合および相互作用配列(たとえばシャイン−ダルガル
ノ配列のような配列を含む)(「lac系」)、イー・
コリのトリプトファン合成酵素系の対応する配列(「t
rp系」)、ファージλの主オペレータおよびプロモー
タ領域(OL PL およびOR PI R )、ファージfdコ
ート蛋白質の制御領域、或いは原始核もしくは成熟核細
胞およびそのウイルスの発現を制御しまたは促進するそ
の他の配列、或いはこれらの各種の組合せを包含する。
ポリペプチドを生産する際、多種類の宿主−発現制御配
列ベクターの組合せを使用することができる。たとえ
ば、有用なベクターは染色体、非染色体および合成のD
NA配列の断片、例えばcolEI、pCRI、pBR
322およびそれらの誘導体を含むイー・コリからの各
種公知の細菌性プラスミド、より広範な宿主範囲のプラ
スミド、たとえばRP4、ファージDNA、たとえばフ
ァージλの多数の誘導体ならびに上記の組合せから誘導
されるベクター、たとえばpBR322の1部、ファー
ジλの1部および合成部分を含むベクターから構成する
ことができる。有用な宿主は、たとえばイー・コリK1
2MC1061、イー・コリHB101、イー・コリX
1776、イー・コリX2282、イー・コリMRCI
の菌株およびシュードモナス、枯草菌、高熱細菌および
その他の細菌類のような細菌性宿主、酵母およびその他
の真菌類、動物もしくは植物宿主、たとえば動物(ひと
を含む)もしくは植物細胞の培養物、或いはその他の宿
主を包含する。有用な発現制御配列は、イー・コリの乳
糖オペロンのオペレータ、プロモータおよびリボソーム
結合および相互作用配列(たとえばシャイン−ダルガル
ノ配列のような配列を含む)(「lac系」)、イー・
コリのトリプトファン合成酵素系の対応する配列(「t
rp系」)、ファージλの主オペレータおよびプロモー
タ領域(OL PL およびOR PI R )、ファージfdコ
ート蛋白質の制御領域、或いは原始核もしくは成熟核細
胞およびそのウイルスの発現を制御しまたは促進するそ
の他の配列、或いはこれらの各種の組合せを包含する。
【0060】勿論、必ずしも全ての宿主−発現制御配列
−ベクター組合せが、特定のDNA暗号化配列につき同
等の効率を有するとは限らない。しかしながら、本発明
で説明したように、生物安全性、特定の作成につき本発
明のSGH暗号化DNA配列に使用しうる部位、発現す
べきSGH様ポリペプチドの寸法、宿主細胞酵素による
蛋白質分解に対するこれらポリペプチドの感受性、精製
の際に除去するのが困難な宿主細胞蛋白質によるこれら
ポリペプチドの汚染、SGHおよびSGH様暗号化配列
の発現特性、たとえばDNA配列の構造ならびに発現制
御配列に関する開始および停止コドンの位置、ならびに
当業者により認識されたその他の因子を考慮して、適当
な組合せを選択することができる。
−ベクター組合せが、特定のDNA暗号化配列につき同
等の効率を有するとは限らない。しかしながら、本発明
で説明したように、生物安全性、特定の作成につき本発
明のSGH暗号化DNA配列に使用しうる部位、発現す
べきSGH様ポリペプチドの寸法、宿主細胞酵素による
蛋白質分解に対するこれらポリペプチドの感受性、精製
の際に除去するのが困難な宿主細胞蛋白質によるこれら
ポリペプチドの汚染、SGHおよびSGH様暗号化配列
の発現特性、たとえばDNA配列の構造ならびに発現制
御配列に関する開始および停止コドンの位置、ならびに
当業者により認識されたその他の因子を考慮して、適当
な組合せを選択することができる。
【0061】さらに、DNA配列および発現制御配列を
ベクター中へ挿入するには、各種の方法が当業界で知ら
れている。これらは、たとえば直接結合、合成リンカ
ー、エキソヌクレアーゼおよびポリメラーゼ結合した修
復反応に続く結合、或いはDNAポリメラーゼおよび適
当な単一鎖雛型によるDNA鎖の延長に続く結合を包含
する。本発明のSGH様ポリペプチドを合成するには、
これらのいずれを選択してもよい。
ベクター中へ挿入するには、各種の方法が当業界で知ら
れている。これらは、たとえば直接結合、合成リンカ
ー、エキソヌクレアーゼおよびポリメラーゼ結合した修
復反応に続く結合、或いはDNAポリメラーゼおよび適
当な単一鎖雛型によるDNA鎖の延長に続く結合を包含
する。本発明のSGH様ポリペプチドを合成するには、
これらのいずれを選択してもよい。
【0062】さらに、選択された宿主−発現制御配列−
ベクター組合せで発現される実際のDNA配列は、成熟
SGHとは同一でない生産物を生成しうることを了解す
べきである。たとえば、発現されるDNA配列は、成熟
SGH+メチオニンまたはSGHの推定信号配列の1部
もしくは全部、或いはSGHに関連のない他のアミノ酸
を暗号化することもある。或いは、発現DNA配列はS
GHの1部のみ或いはメチオニンもしくはその他のアミ
ノ酸を共に暗号化することもある。いずれの場合も本発
明に包含される。たとえば、豚前成長ホルモン、もしく
はf−met−SGHを暗号化するヌクレオチド配列で
形質転換された宿主は、そのSGH様化合物を単独で生
産することができ、或いは他のアミノ酸に融合すること
もでき、さらに成熟SGH生成物を分泌することもでき
る。必要なことは、発酵培養物から単離した後に或いは
たとえば開裂、合成結合またはその他周知の方法のよう
な慣用の処理の後に得られる生産物がSGHの成長促進
性生物学的活性を示すことだけである。※※ f−me
tもしくはその他の非SGH関連アミノ酸またはSGH
自身の非活性必須アミノ酸は、生産物を使用する前に化
学的または酵素的に除去しうることを了解すべきであ
る。さらに、これらは発現の際に宿主細胞により開裂す
ることもできる。
ベクター組合せで発現される実際のDNA配列は、成熟
SGHとは同一でない生産物を生成しうることを了解す
べきである。たとえば、発現されるDNA配列は、成熟
SGH+メチオニンまたはSGHの推定信号配列の1部
もしくは全部、或いはSGHに関連のない他のアミノ酸
を暗号化することもある。或いは、発現DNA配列はS
GHの1部のみ或いはメチオニンもしくはその他のアミ
ノ酸を共に暗号化することもある。いずれの場合も本発
明に包含される。たとえば、豚前成長ホルモン、もしく
はf−met−SGHを暗号化するヌクレオチド配列で
形質転換された宿主は、そのSGH様化合物を単独で生
産することができ、或いは他のアミノ酸に融合すること
もでき、さらに成熟SGH生成物を分泌することもでき
る。必要なことは、発酵培養物から単離した後に或いは
たとえば開裂、合成結合またはその他周知の方法のよう
な慣用の処理の後に得られる生産物がSGHの成長促進
性生物学的活性を示すことだけである。※※ f−me
tもしくはその他の非SGH関連アミノ酸またはSGH
自身の非活性必須アミノ酸は、生産物を使用する前に化
学的または酵素的に除去しうることを了解すべきであ
る。さらに、これらは発現の際に宿主細胞により開裂す
ることもできる。
【0063】本発明の合成において、豚成長ホルモン用
ポリペプチドを発現するため次の構造を選択した:SG
H−Δ7。この組換DNA分子は図7に示したように作
成した。
ポリペプチドを発現するため次の構造を選択した:SG
H−Δ7。この組換DNA分子は図7に示したように作
成した。
【0064】先ず、イー・コリK12λ(pBGH−Δ
9(Ser))[ゲーリー・ブエルの寄贈物であり、1
982年8月16日付けでアメリカン・タイプ・カルチ
ャー・コレクションに寄託し、寄託番号39174が付
与された]からpBGH−Δ9(Ser)を単離し、そ
の場合実質的にアール・デイー・クライン等、プラスミ
ド、第3巻、第88−91頁(1980)に記載された
プラスミド単離法を使用した。次いで、このプラスミド
を制限エンドヌクレアーゼEcoRIおよびBamHI
によって開裂させ、そしてEcoRI−BamHI断片
(断片A)を単離した(図7)。さらに、同じプラスミ
ドをEcoRIおよびHgiA1で開裂させ、そして約
88塩基対のEcoRI−HgiA1断片(断片B)を
単離した(図7)。さらに、同じプラスミドをPvuII
およびBamHIで開裂させ、そして約103塩基対の
PvuII−BamHI断片(断片C)を単離した(図
7)。
9(Ser))[ゲーリー・ブエルの寄贈物であり、1
982年8月16日付けでアメリカン・タイプ・カルチ
ャー・コレクションに寄託し、寄託番号39174が付
与された]からpBGH−Δ9(Ser)を単離し、そ
の場合実質的にアール・デイー・クライン等、プラスミ
ド、第3巻、第88−91頁(1980)に記載された
プラスミド単離法を使用した。次いで、このプラスミド
を制限エンドヌクレアーゼEcoRIおよびBamHI
によって開裂させ、そしてEcoRI−BamHI断片
(断片A)を単離した(図7)。さらに、同じプラスミ
ドをEcoRIおよびHgiA1で開裂させ、そして約
88塩基対のEcoRI−HgiA1断片(断片B)を
単離した(図7)。さらに、同じプラスミドをPvuII
およびBamHIで開裂させ、そして約103塩基対の
PvuII−BamHI断片(断片C)を単離した(図
7)。
【0065】次いで、上記のpSGH−9DをHgiA
1およびPvuIIにより実質的に同じ条件下で制限し、
そしてHgiA1部位(GTGCT↓C)からPvuII
部位(CAG↓CTG)まで延在するSGH暗号化配列
のその部分を単離した(図7および図8)。次いで、こ
の断片をpBGH−Δ9(Ser)から予め作成した3
種の断片(A、BおよびC)と結合させ、その際標準条
件とT4DNAリガーゼとを16℃にて1晩使用した。
1およびPvuIIにより実質的に同じ条件下で制限し、
そしてHgiA1部位(GTGCT↓C)からPvuII
部位(CAG↓CTG)まで延在するSGH暗号化配列
のその部分を単離した(図7および図8)。次いで、こ
の断片をpBGH−Δ9(Ser)から予め作成した3
種の断片(A、BおよびC)と結合させ、その際標準条
件とT4DNAリガーゼとを16℃にて1晩使用した。
【0066】pBGH−Δ9(Ser)およびpSGH
−9DのBGH暗号化配列と遺伝子暗号の退化との間に
は類似性が存在するので、上記の結合から生ずる組換D
NA分子はf−Met開始の後にその最初の7個のアミ
ノ酸を喪失するSGH様ポリペプチドを暗号化する(図
7および図8)。
−9DのBGH暗号化配列と遺伝子暗号の退化との間に
は類似性が存在するので、上記の結合から生ずる組換D
NA分子はf−Met開始の後にその最初の7個のアミ
ノ酸を喪失するSGH様ポリペプチドを暗号化する(図
7および図8)。
【0067】この分子を特性化するSGH暗号化配列
は、pSGH−9DにおけるSGHを暗号化するものと
は異なる3個のヌクレオチドを有する(図4および図
5)。これらの差のうち2つは、BGH暗号化配列とS
GH暗号化配列との間の差から生ずる(AおよびC、図
8)。第3の差は、pBGH−Δ9(Ser)を生成さ
せるために使用した特定の構造に起因する(C、図
8)。これらのヌクレオチドの差はいずれも、pSGH
−Δ7の挿入DNA配列により暗号化されるSGH様ポ
リペプチドのアミノ酸配列を変化させない。
は、pSGH−9DにおけるSGHを暗号化するものと
は異なる3個のヌクレオチドを有する(図4および図
5)。これらの差のうち2つは、BGH暗号化配列とS
GH暗号化配列との間の差から生ずる(AおよびC、図
8)。第3の差は、pBGH−Δ9(Ser)を生成さ
せるために使用した特定の構造に起因する(C、図
8)。これらのヌクレオチドの差はいずれも、pSGH
−Δ7の挿入DNA配列により暗号化されるSGH様ポ
リペプチドのアミノ酸配列を変化させない。
【0068】次いで、競合イー・コリK12λ(ワルタ
ー・ファイエルスの寄贈物)200μlを10μlの
0.1M MgCl2 の存在下で形質転換させ、その際
これら細胞を氷中で15分間急冷し、42℃で2分間培
養しかつ室温で10分間培養した。2mlのL−ブロス
を加えた後、細胞を37℃にて1時間増殖させ、200
μl部分を50μg/mlのアンピシリンが補充された
L−ブロスを含有するペトリ皿に接植した。37℃で1
6時間集落を増殖させ、そしてアンピシリン耐性の24
種のクローンをランダムに選択した。
ー・ファイエルスの寄贈物)200μlを10μlの
0.1M MgCl2 の存在下で形質転換させ、その際
これら細胞を氷中で15分間急冷し、42℃で2分間培
養しかつ室温で10分間培養した。2mlのL−ブロス
を加えた後、細胞を37℃にて1時間増殖させ、200
μl部分を50μg/mlのアンピシリンが補充された
L−ブロスを含有するペトリ皿に接植した。37℃で1
6時間集落を増殖させ、そしてアンピシリン耐性の24
種のクローンをランダムに選択した。
【0069】これらクローンのそれぞれの培養物を、5
0μg/mlのアンピシリンが補充されたL−ブロス5
ml中で37℃にて12時間増殖させ、そしてクライン
等(上記)により記載されたミニ調製法により各培養物
の細胞1mlからプラスミドDNAを精製した。次い
で、EcoRI−BamHI制限およびポリアクリルア
ミドゲル分別によって24種のプラスミドにおけるEc
oRI−BamHI挿入物を寸法決定した。適当な寸法
の挿入物を有する9個の断片を選択した。次いで、ジー
・エヌ・ブエル等、ジャーナル・バイオロジカル・ケミ
ストリー・第254巻、第9279−83頁(197
9)に実質的に記載されたように、イー・コリMC10
61をpSGH−Δ7と命名したこれらクローンの1種
により形質転換させた。さらに、これら細胞をpcI8
57(ダブリュー・ファイエルスの寄贈物)により形質
転換させた。※ 集落をアンピシリン(50μg/m
l)およびカナマイシン(40μg/ml)が補充され
たL−ブロス中で30℃にて16時間増殖させることに
よりpSGH−Δ7およびpcI857で形質転換され
た細胞を選択した。※ pcI857は感温性PL リプ
レッサおよびカナマイシン耐性を暗号化する遺伝子を有
する小型プラスミドである。
0μg/mlのアンピシリンが補充されたL−ブロス5
ml中で37℃にて12時間増殖させ、そしてクライン
等(上記)により記載されたミニ調製法により各培養物
の細胞1mlからプラスミドDNAを精製した。次い
で、EcoRI−BamHI制限およびポリアクリルア
ミドゲル分別によって24種のプラスミドにおけるEc
oRI−BamHI挿入物を寸法決定した。適当な寸法
の挿入物を有する9個の断片を選択した。次いで、ジー
・エヌ・ブエル等、ジャーナル・バイオロジカル・ケミ
ストリー・第254巻、第9279−83頁(197
9)に実質的に記載されたように、イー・コリMC10
61をpSGH−Δ7と命名したこれらクローンの1種
により形質転換させた。さらに、これら細胞をpcI8
57(ダブリュー・ファイエルスの寄贈物)により形質
転換させた。※ 集落をアンピシリン(50μg/m
l)およびカナマイシン(40μg/ml)が補充され
たL−ブロス中で30℃にて16時間増殖させることに
よりpSGH−Δ7およびpcI857で形質転換され
た細胞を選択した。※ pcI857は感温性PL リプ
レッサおよびカナマイシン耐性を暗号化する遺伝子を有
する小型プラスミドである。
【0070】次いで、アンピシリン耐性かつカナイマイ
シン耐性の集落をランダムに吊上げ、そしてこれらを前
記と同様にアンピシリンおよびカナイマイシンが補充さ
れたL−ブロス5ml中で30℃にて1晩増殖させた。
次いで、培養物を25mlのL−ブロスで42℃にて希
釈し、そしてこれら細胞を42℃で2時間増殖させた
(O.D.=1)。
シン耐性の集落をランダムに吊上げ、そしてこれらを前
記と同様にアンピシリンおよびカナイマイシンが補充さ
れたL−ブロス5ml中で30℃にて1晩増殖させた。
次いで、培養物を25mlのL−ブロスで42℃にて希
釈し、そしてこれら細胞を42℃で2時間増殖させた
(O.D.=1)。
【0071】形質転換された細胞により生産されたSG
H様ポリペプチドを単離するため、細胞1mlを採取
し、これを遠心分離し(8000rpm、4min)、
50μlのレムリ緩衝液(1% SDS)[レムリ、ネ
イチャー誌、第227巻、第681頁以降(197
0)]を加え、混合物を15分間煮沸し、そして再び細
胞を遠心分離して(8000rpm、4min)細胞の
残骸を除去した。標準BGHに対するうさぎ抗血清を使
用するSGH競合放射免疫分析により上澄液を分析し
た。収率:SGH活性(mg/l)32;細胞1個当り
のSGH様分子1.6×106 。
H様ポリペプチドを単離するため、細胞1mlを採取
し、これを遠心分離し(8000rpm、4min)、
50μlのレムリ緩衝液(1% SDS)[レムリ、ネ
イチャー誌、第227巻、第681頁以降(197
0)]を加え、混合物を15分間煮沸し、そして再び細
胞を遠心分離して(8000rpm、4min)細胞の
残骸を除去した。標準BGHに対するうさぎ抗血清を使
用するSGH競合放射免疫分析により上澄液を分析し
た。収率:SGH活性(mg/l)32;細胞1個当り
のSGH様分子1.6×106 。
【0072】
【発明の効果】したがって、本発明のDNA配列および
組換DNA分子は、SGH様ポリペプチドの生産を高収
率で可能にする。さらに、本発明の配列、分子および方
法は、慣用の方法を使用する精製の後に豚における一般
的同化作用剤としてこれら動物における成長速度、体重
増加および肉生産を特に増加させるのに有用な新規なS
GH様ポリペプチドの生産を可能にする。
組換DNA分子は、SGH様ポリペプチドの生産を高収
率で可能にする。さらに、本発明の配列、分子および方
法は、慣用の方法を使用する精製の後に豚における一般
的同化作用剤としてこれら動物における成長速度、体重
増加および肉生産を特に増加させるのに有用な新規なS
GH様ポリペプチドの生産を可能にする。
【0073】本発明によるSGH様ポリペプチドの生産
方法の上記具体例は標準SGHに比較してその最初の7
個のアミノ酸を喪失しかつf−Metを有するSGH様
ポリペプチドを与えるが、当業者はその他の作成を用い
て本発明の範囲を逸脱することなくその他のSGH様ポ
リペプチドを生成させることもできる。たとえば、AT
G開始コドンまたはATG開始コドンとその他のコドン
を標準SGHの最初のアミノ酸を暗号化するTTCコド
ンに直接に融合させるような作成を行うこともできる。
この種の作成は、f−Metに融合された、または他の
アミノ酸を介してf−Metに融合された成熟SGHの
生産を可能にする。※ しかしながら、本発明のSGH
様ポリペプチドを生産するには、ずっと高い収率が得ら
れるためpSGH−Δ7をイー・コリHB101におい
て使用するのが好ましい。※ 成熟SGHの一部でない
任意のアミノ酸或いはSGH自身の非活性必須アミノ酸
を発現の際、或いはそれに続いて除去した後、ポリペプ
チドを使用して動物を処理しうることを了解すべきであ
る。
方法の上記具体例は標準SGHに比較してその最初の7
個のアミノ酸を喪失しかつf−Metを有するSGH様
ポリペプチドを与えるが、当業者はその他の作成を用い
て本発明の範囲を逸脱することなくその他のSGH様ポ
リペプチドを生成させることもできる。たとえば、AT
G開始コドンまたはATG開始コドンとその他のコドン
を標準SGHの最初のアミノ酸を暗号化するTTCコド
ンに直接に融合させるような作成を行うこともできる。
この種の作成は、f−Metに融合された、または他の
アミノ酸を介してf−Metに融合された成熟SGHの
生産を可能にする。※ しかしながら、本発明のSGH
様ポリペプチドを生産するには、ずっと高い収率が得ら
れるためpSGH−Δ7をイー・コリHB101におい
て使用するのが好ましい。※ 成熟SGHの一部でない
任意のアミノ酸或いはSGH自身の非活性必須アミノ酸
を発現の際、或いはそれに続いて除去した後、ポリペプ
チドを使用して動物を処理しうることを了解すべきであ
る。
【0074】f−Met−成熟SGHを暗号化する構造
の有用な製造方法の1つを図9および図10に示す。こ
の具体例においては、pSGH−9DをHaeIIにより
制限し、成熟SGHのアミノ酸1を暗号化するTTCコ
ドンの前方に残存するヌクレオチドを除去し、かつ残存
する断片をAvaIにより制限してTTCで始まる成熟
SGHの5′暗号化末端を単離した。次いで、この断片
を、成熟SGHの3′暗号化末端を暗号化するpSGH
−Δ7からのAvaI−BamHI断片と組合せた。次
いで、この断片を上記したpBGH−Δ9(Ser)か
ら誘導したクローン化ベクター中へ挿入し、TTCコド
ンをATGコドンに対し鈍端化させた。したがって、こ
の構造[pSGH−(Met−Phe)]は、適当な宿
主においてf−Met−成熟SGHの生産を可能にす
る。
の有用な製造方法の1つを図9および図10に示す。こ
の具体例においては、pSGH−9DをHaeIIにより
制限し、成熟SGHのアミノ酸1を暗号化するTTCコ
ドンの前方に残存するヌクレオチドを除去し、かつ残存
する断片をAvaIにより制限してTTCで始まる成熟
SGHの5′暗号化末端を単離した。次いで、この断片
を、成熟SGHの3′暗号化末端を暗号化するpSGH
−Δ7からのAvaI−BamHI断片と組合せた。次
いで、この断片を上記したpBGH−Δ9(Ser)か
ら誘導したクローン化ベクター中へ挿入し、TTCコド
ンをATGコドンに対し鈍端化させた。したがって、こ
の構造[pSGH−(Met−Phe)]は、適当な宿
主においてf−Met−成熟SGHの生産を可能にす
る。
【0075】或いは、標準SGHからの削除を含む、或
いは標準SGHからのアミノ酸改変を含むその他の新規
のSGH様ポリペプチドを、DNAレベルに対する適当
な構造により或いはポリペプチド生成後の化学的もしく
は酵素的反応により作成することもできる。たとえば、
上記の技術を用いてΔ3−SGHを作成した。これらの
構造およびポリペプチドも本発明の一部である。
いは標準SGHからのアミノ酸改変を含むその他の新規
のSGH様ポリペプチドを、DNAレベルに対する適当
な構造により或いはポリペプチド生成後の化学的もしく
は酵素的反応により作成することもできる。たとえば、
上記の技術を用いてΔ3−SGHを作成した。これらの
構造およびポリペプチドも本発明の一部である。
【0076】必ずしも全てこれら構造が本発明の所望S
GH様ポリペプチドの生産において同等に有効であると
は限らない。しかしながら、当業者はここに記載した方
法および分析を用いて、特定の発現系、宿主および使用
に適する構造およびポリペプチドを選択することができ
る。
GH様ポリペプチドの生産において同等に有効であると
は限らない。しかしながら、当業者はここに記載した方
法および分析を用いて、特定の発現系、宿主および使用
に適する構造およびポリペプチドを選択することができ
る。
【0077】精製後の上記SGH様ポリペプチドを使用
しかつ成長ホルモンを動物へ投与するために従来知られ
た手段および方法[たとえば、イー・ジェー・ターマ
ン、上記]により豚を処理して、それらの成長速度およ
び肉生産を改善した。たとえば、上記のように生成され
たSGH−Δ7は、ラットの試験における天然のSGH
と同様な体重増加活性を示した。
しかつ成長ホルモンを動物へ投与するために従来知られ
た手段および方法[たとえば、イー・ジェー・ターマ
ン、上記]により豚を処理して、それらの成長速度およ
び肉生産を改善した。たとえば、上記のように生成され
たSGH−Δ7は、ラットの試験における天然のSGH
と同様な体重増加活性を示した。
【0078】本発明の方法により作成された微生物およ
び組換DNA分子は1982年9月15日付けでメリー
ランド州・ロックビル在のアメリカン・タイプ・カルチ
ャー・コレクションに寄託された培養物を例とし、これ
ら培養物はSGH−AおよびBとして同定された: A:イー・コリ K12 MC1061(pSGH−9
D) B:イー・コリ K12 λ(pSGH−Δ7) これら培養物には、それぞれ寄託番号ATCC3919
1および39192が付与された。
び組換DNA分子は1982年9月15日付けでメリー
ランド州・ロックビル在のアメリカン・タイプ・カルチ
ャー・コレクションに寄託された培養物を例とし、これ
ら培養物はSGH−AおよびBとして同定された: A:イー・コリ K12 MC1061(pSGH−9
D) B:イー・コリ K12 λ(pSGH−Δ7) これら培養物には、それぞれ寄託番号ATCC3919
1および39192が付与された。
【0079】以上、本発明の多くの具体例につき説明し
たが、この基本構成を改変して本発明の方法および構成
を利用するその他の具体例も提供することができる。し
たがって、本発明はその思想および範囲を逸脱すること
なく多くの変更および改変をなしうることが了解されよ
う。
たが、この基本構成を改変して本発明の方法および構成
を利用するその他の具体例も提供することができる。し
たがって、本発明はその思想および範囲を逸脱すること
なく多くの変更および改変をなしうることが了解されよ
う。
【図1】本発明のポリペプチドを暗号化する挿入DNA
配列を特徴とする組換DNA分子の混合物を製造するた
めの本発明の方法の一具体例を示す略図である。
配列を特徴とする組換DNA分子の混合物を製造するた
めの本発明の方法の一具体例を示す略図である。
【図2】本発明のDNA配列を選択するためのクローン
選別法の2つの例を示す略図であって、第1のものは牛
成長ホルモンからの試料へヒブリド化させてSGH関連
cDNA配列を選択するものであり、第2のものはSG
H関連cDNAの処理により作成された試料を使用する
ものである。
選別法の2つの例を示す略図であって、第1のものは牛
成長ホルモンからの試料へヒブリド化させてSGH関連
cDNA配列を選択するものであり、第2のものはSG
H関連cDNAの処理により作成された試料を使用する
ものである。
【図3】本発明のDNA配列SGH−9Dのヌクレオチ
ド配列を決定するために使用される配列決定法の略図で
ある。
ド配列を決定するために使用される配列決定法の略図で
ある。
【図4】本発明のDNA配列SGH−9Dのヌクレオチ
ド配列およびアミノ酸配列を示す配列図である。
ド配列およびアミノ酸配列を示す配列図である。
【図5】図4に続く本発明のDNA配列SGH−9Dの
ヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を示す配列図であ
る。
ヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を示す配列図であ
る。
【図6】図4および図5に示されたヌクレオチド配列の
コンピュータ分析により決定された制限部位の部分図で
ある。
コンピュータ分析により決定された制限部位の部分図で
ある。
【図7】本発明の組換DNA分子pSGH−Δ7の作成
における一具体例を示す略図である。
における一具体例を示す略図である。
【図8】pSGH−Δ9(Ser)、pSGH−9Dお
よびpSGH−Δ7の適切なヌクレオチド配列およびア
ミノ酸配列を示す配列図である。
よびpSGH−Δ7の適切なヌクレオチド配列およびア
ミノ酸配列を示す配列図である。
【図9】本発明の組換DNA分子pSGH−(Met−
Phe)の作成の一具体例を示す略図である。
Phe)の作成の一具体例を示す略図である。
【図10】図9に関連する本発明の組換DNA分子pS
GH−(Met−Phe)の作成の一具体例を示す略図
である。
GH−(Met−Phe)の作成の一具体例を示す略図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:19) (56)参考文献 1.J.CLIN.ENDOCRIN OL.METAB.,1976〜42!P. 1127−1132 2.INT.J.BIOCHEM., 1973〜4!P.421−424 3.J.BIOL.CHEM.,1970 〜245!P.3402−3406
Claims (9)
- 【請求項1】 豚成長ホルモンの成長促進性生物学的活
性を示すポリペプチドであって、前記ポリペプチドは豚
起源の他の蛋白質を本質的に含有せず、かつ (a)pSGH−9Dのアミノ酸配列:【数1】 (b)pSGH−(Met−Phe)のアミノ酸配列:【数2】 (c)(a)に記載されたアミノ酸配列からのアミノ末
端欠失を特徴とするポリペプチドのアミノ酸配列よりな
る群から選択されるアミノ酸配列を有するポリペプチ
ド。 - 【請求項2】 (a)に記載されたアミノ酸配列のアミ
ノ末端欠失が、ポリペプチドの最初の7個のアミノ酸の
1個以上の欠失を生じる請求項1(c)に記載のポリペ
プチド。 - 【請求項3】 (a)に記載されたアミノ酸配列のアミ
ノ末端欠失が、ポリペプチドの最初の7個のアミノ酸の
全部の欠失を生じる請求項1(c)に記載のポリペプチ
ド。 - 【請求項4】 豚成長ホルモンの成長促進性生物学的活
性を示すポリペプチドであって、SGH−Δ7のアミノ
酸配列:【数3】 を有するポリペプチド。 - 【請求項5】 豚成長ホルモンの成長促進性生物学的活
性を示すポリペプチドを製造する方法であって、発現制
御配列に作用結合された前記ポリペプチドをコードする
DNA配列を特徴とする組換DNA分子により形質転換
された宿主を培養する工程からなり、前記ポリペプチド
は、 (a)pSGH−9Dのアミノ酸配列:【数4】 (b)pSGH−(Met−Phe)のアミノ酸配列:【数5】 (c)(a)に記載されたアミノ酸配列からのアミノ末
端欠失を特徴とするアミノ酸配列よりなる群から選択さ
れるアミノ酸配列を有している、ポリペプチドを製造す
る方法。 - 【請求項6】 前記アミノ酸配列がポリペプチドの最初
の7個のアミノ酸の1個以上の欠失を特徴とする請求項
5(c)に記載の方法。 - 【請求項7】 前記アミノ酸配列がポリペプチドの最初
の7個のアミノ酸の全部の欠失を特徴とする請求項5
(c)に記載の方法。 - 【請求項8】 前記アミノ酸配列が、SGH−Δ7のア
ミノ酸配列:【数6】 である請求項5(c)に記載の方法。 - 【請求項9】 動物における成長速度、体重増加速度お
よび産肉量を高める組成物であって、豚成長ホルモンの
成長促進性生物学的活性を示し、かつ (a)pSGH−9Dのアミノ酸配列: 【数7】 (b)pSGH−(Met−Phe)のアミノ酸配列: 【数8】 (c)(a)に記載されたアミノ酸配列からのアミノ末
端欠失を特徴とするアミノ酸配列 (d)(a)の豚成長ホルモンポリペプチドに比べて最
初の7個のアミノ酸の1個以上の欠失を特徴とするポリ
ペプチドのアミノ酸配列 (e)(a)の豚成長ホルモンポリペプチドに比べて最
初の7個のアミノ酸の全部の欠失を特徴とするポリペプ
チドのアミノ酸配列 (f)SGH−Δ7のDNA配列によってコードされる
ポリペプチドのアミノ酸配列:【数9】 よりなる群から選択されるアミノ酸配列を有するポリペ
プチドを特徴とする組成物。
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