JP2624759B2 - MPB64 protein derived from BCG bacteria and method for producing the same - Google Patents

MPB64 protein derived from BCG bacteria and method for producing the same

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はBCG菌由来のMPB64蛋白(BCG菌の64番目のミ
コバクテリアル プロテインのことをMPB64蛋白と略す
る)、BCG菌由来のMPB64蛋白をコードする遺伝子、及び
BCG菌由来のMPB64蛋白をコードする遺伝子を含有するプ
ラスミドにより形質転換された形質転換体を培養して、
目的とするBCG菌由来のMPG64蛋白を生産する製造法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Applications> The present invention relates to BCG-derived MPB64 protein (the 64th mycobacterial protein of BCG is abbreviated as MPB64 protein), and BCG-derived MPB64 protein. A gene encoding
Culturing a transformant transformed with a plasmid containing a gene encoding the MPB64 protein from BCG,
The present invention relates to a method for producing a desired BCG-derived MPG64 protein.

<従来技術> 臨床医が胸部写真と病状から結核症と疑われる場合で
も、一般に患者の痰から検鏡で結核菌を見出すことが困
難な場合が多い。このような場合には、菌の培養を行な
って菌を検出するが培養に約3週間かかる。また、肺結
核と肺ガンの症状の類似性(胸部写真)から、肺ガンを
肺結核と誤診して抗結核薬を試験投与するうちに肺ガン
が進行して手遅れになるケースが増えている。更に、最
近結核症と良く似た症状を示す非定型抗酸菌症(以下AM
症とする)の患者も増加している。このAM症も肺ガンと
混同される危険性が有る。
<Prior Art> Even when a clinician is suspected of tuberculosis from a chest photograph and a medical condition, it is often difficult to find tuberculosis bacteria from a patient's sputum using a microscope. In such a case, the bacteria are cultured to detect the bacteria, but it takes about three weeks for the culture. In addition, due to the similarity between the symptoms of pulmonary tuberculosis and lung cancer (chest photographs), the number of cases in which lung cancer progresses and is too late during test administration of antituberculous drugs due to misdiagnosis of lung cancer as pulmonary tuberculosis is increasing. Furthermore, atypical mycobacteriosis (AM) showing symptoms very similar to tuberculosis recently
Patients are increasing. This AM disease is also at risk of being confused with lung cancer.

また現在、生化学的手法による抗酸菌同定用のキット
が市販されているが、菌の培養に時間がかかる操作
性が悪い発色による判定が困難な場合があることなど
の理由で、より迅速で確実な同定法の開発が望まれてい
る。
Currently, kits for the identification of acid-fast bacilli by biochemical techniques are commercially available, but the cultivation of the bacteria takes time. It is desired to develop a reliable identification method.

このような情況下において、本発明者等は結核菌由来
のα抗原はBCG菌や抗酸菌(Mycobacterium intracellul
are,Mycobacterium kansasii)等に広く分布する交差反
応物質(Crossreacting material)であるという知見
(結核,61,663,(1986))に基ずいて、結核菌、BCG菌
あるいは抗酸菌のいずれかのα抗原を遺伝子工学的手法
により純粋な形で大量に取得すべき研究を開始した。何
故ならば、このα抗原を利用する抗原抗体反応(ELISA
法)を駆使する診断薬を開発できたならば極めて正確か
つ迅速に肺ガンと結核及びAM症を見分けることができる
からである。
Under such circumstances, the present inventors have found that the α antigen derived from Mycobacterium tuberculosis is BCG bacteria or mycobacterium (Mycobacterium intracellulum).
are Mycobacterium kansasii), based on the finding that it is a cross-reacting material widely distributed (Tuberculosis, 61 , 663, (1986)). Research has begun to obtain a large amount of α antigen in a pure form by genetic engineering techniques. This is because the antigen-antibody reaction using this α antigen (ELISA
If a diagnostic agent that makes full use of the method can be developed, it is possible to distinguish lung cancer from tuberculosis and AM disease extremely accurately and quickly.

そして、本発明者等の鋭意研究の結果遺伝子工学的手
法により、結核菌、非定型抗酸菌及びBCG菌に共通する
α抗原を産生することが可能となった(特願昭62−3052
50号)。これにより、正確かつ迅速に肺ガンと結核及び
AM症を見分けることができるようになったわけである。
As a result of the intensive studies by the present inventors, it has become possible to produce an α antigen common to Mycobacterium tuberculosis, atypical mycobacteria and BCG bacteria by genetic engineering techniques (Japanese Patent Application No. Sho 62-3052).
No. 50). This allows accurate and quick lung cancer and tuberculosis and
It is now possible to identify AM syndrome.

しかしながら、この知見により確かに肺ガンと結核症
及びAM症との区別はできるようになったわけであるが、
まだ類似した症状を呈する結核症とAM症を判別する診断
薬は開発されていない。従って、結核症とAM症を正確か
つ迅速に判別する診断薬の開発は急務なわけである。
However, this finding certainly made it possible to distinguish lung cancer from tuberculosis and AM disease,
No diagnostic agent has yet been developed to discriminate between tuberculosis and AM disease with similar symptoms. Therefore, there is an urgent need to develop a diagnostic agent for accurately and rapidly distinguishing between tuberculosis and AM disease.

さて、一方、M.Harboeらは、BCG菌が生産するMPB64蛋
白を分離、精製し、全アミノ酸配列は決定されていない
が、そのN末端付近のアミノ酸配列を既に決定している
(INFECTION AND IMMUNITY 1986 Vol 52 No.1 293〜30
2)。このMPB64蛋白はα抗原とは異なって非定型抗酸菌
は産生しないがBCG菌及び結核菌は産生する特異的な分
泌蛋白である。
On the other hand, M. Harboe et al. Isolated and purified the MPB64 protein produced by BCG bacteria, and the entire amino acid sequence has not been determined, but the amino acid sequence near its N-terminus has already been determined (INFECTION AND IMMUNITY). 1986 Vol 52 No.1 293-30
2). Unlike the α-antigen, the MPB64 protein does not produce atypical mycobacteria, but is a specific secreted protein produced by BCG bacteria and Mycobacterium tuberculosis.

従ってこのMPB64蛋白を純粋な形で得ることができた
ならば、このMPB64蛋白を利用する抗原抗体反応(ELISA
法)を活用すれば結核とAM症とを正確かつ迅速に判別す
ることは可能なわけである。
Therefore, if this MPB64 protein could be obtained in a pure form, an antigen-antibody reaction using this MPB64 protein (ELISA
It is possible to accurately and quickly distinguish between tuberculosis and AM disease using the method.

しかし、現実的には、結核菌及びBCG菌が分泌する蛋
白は約300種にのぼり、この中から結核菌及びBCG菌由来
のMPB64蛋白を純粋にとり出すためには、電気泳動や数
種類の複雑なカラム操作が必要である。
However, in reality, about 300 kinds of proteins are secreted by M. tuberculosis and BCG, and in order to extract the MPB64 protein derived from M. tuberculosis and BCG purely, electrophoresis and several kinds of complicated Column operation is required.

従って菌の培養でMPB64淡白を大量にしかも純粋な形
で得ることは極めて難しい。
Therefore, it is extremely difficult to obtain a large amount of pure MPB64 in pure form by culturing the bacteria.

このことより、遺伝子工学的手法により、結核菌及び
BCG菌が分泌するMPB64蛋白を純粋な形で大量に提供する
ことが望まれている。
From this, by genetic engineering techniques, M. tuberculosis and
It is desired to provide a large amount of the MPB64 protein secreted by BCG bacteria in a pure form.

<本発明が解決すべき課題> 本発明の課題は、BCG菌由来のMPB64蛋白をコードする
遺伝子、該遺伝子を含有する組換えDNAにより形質転換
された形質転換体を用いるBCG菌由来のMPB64蛋白の製造
法、及び目的とするBCG菌由来のMPB64蛋白の提供であ
る。
<Problems to be solved by the present invention> The object of the present invention is to provide a gene encoding a BCG-derived MPB64 protein, and a BCG-derived MPB64 protein using a transformant transformed with a recombinant DNA containing the gene. And a target BCG-derived MPB64 protein.

<課題を解決する為の手段> 本発明者等は、上記課題を解決すべき鋭意研究を重ね
た結果、既に決定されているBCG菌由来のMPB64淡白のN
末端付近のアミノ酸配列に対応する化学合成オリゴヌク
レオチドプローブを作成し、これを基に、MPB64蛋白を
分泌するBCG菌からMPB64蛋白をコードする遺伝子を単離
し、その塩基配列を決定し、次に該遺伝子を適当な発現
ベクターに組み込むことにより、大腸菌で、該MPB64蛋
白を大量に製造提供をすることができ、本発明を完成に
至らしめた。
<Means for Solving the Problems> The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have determined that MPB64 light white N
A chemically synthesized oligonucleotide probe corresponding to the amino acid sequence near the terminal was prepared, and based on this, a gene encoding the MPB64 protein was isolated from BCG bacteria secreting the MPB64 protein, the nucleotide sequence was determined, and then the nucleotide sequence was determined. By incorporating the gene into an appropriate expression vector, it was possible to produce and provide the MPB64 protein in a large amount in Escherichia coli, thereby completing the present invention.

以下に本発明を、 (1) BCG菌染色体DNAの調製 (2) MPB64蛋白をコードする遺伝子のクローニング (3) MPB64蛋白をコードする遺伝子の形質発現 に分けて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with respect to (1) preparation of chromosomal DNA of BCG bacteria, (2) cloning of a gene encoding MPB64 protein, and (3) expression of a gene encoding MPB64 protein.

(1) BCG菌染色体DNAの調製 BCG菌の染色体DNAは、鈴木らの方法(J.Bacteriol.16
9(2)839(1987))により調製できる。抽出したDNA
は、塩化セシウム−エチジウムブロミド密度勾配遠心分
離法により精製する。
(1) Chromosomal DNA Preparation BCG bacteria BCG bacteria chromosomal DNA, Suzuki et al's method (J. Bacteriol. 16
9 (2) 839 (1987)). Extracted DNA
Is purified by cesium chloride-ethidium bromide density gradient centrifugation.

(2) MPB64蛋白をコードする遺伝子のクローニング 上記(1)で得た染色体DNAの種々の制限酵素による
消化物をアガロースゲル電気泳動による分画し、次に、
サザンらの方法〔J.Mol.Biol.98,503(1975)〕によりD
NA断片を結合したフィルター(ニトロセルロース又はナ
イロンメンブラン)を調製する。
(2) Cloning of gene encoding MPB64 protein Digests of the chromosomal DNA obtained in (1) above with various restriction enzymes were fractionated by agarose gel electrophoresis.
D by the method of Southern et al. [J. Mol. Biol. 98 , 503 (1975)].
Prepare a filter (nitrocellulose or nylon membrane) to which the NA fragment has been bound.

ついで、このフィルターに対し、5′リン酸基を32P
で標識した合成オリゴヌクレオチドプローブをハイブリ
ダイゼーション〔メソッド イン エンザイモロジー6
8,419(1979)〕させることにより、MPB64遺伝子を含む
DNA断片を検出することができる。このDNA断片をアガロ
ースゲル電気泳動により分画した後回収バッファー(50
%グリセロール泳動バッファー)で溶出することによ
り、目的DNAバンドを回収する。
Next, the 5 'phosphate group was added to this filter by 32 P
Hybridization with a synthetic oligonucleotide probe labeled with 〔[Method in Enzymology 6]
8 , 419 (1979)] to include the MPB64 gene
DNA fragments can be detected. This DNA fragment was fractionated by agarose gel electrophoresis and then collected with a recovery buffer (50%).
% Glycerol running buffer) to collect the target DNA band.

次に、このDNA断片をプラスミドpUC18に導入し、ハナ
ハンの方法(J.Mol.Biol.,166,557(1983)〕に準じて
宿主細胞(例えばE.coli JM109株など)に導入して形質
転換させ選択(E.coli JM109株であれば、アンピシリン
耐性でβ−ガラクトシダーゼ活性非保有株を選択)する
ことによりDNAライブラリーを作製する。
Next, this DNA fragment was introduced into plasmid pUC18, and introduced into host cells (for example, E. coli JM109 strain) according to the method of Hanahan (J. Mol. Biol., 166 , 557 (1983)). A DNA library is prepared by inverting and selecting (in the case of E. coli JM109 strain, selecting a strain having no β-galactosidase activity with ampicillin resistance).

このDNAライブラリーについて、前述の32P標識オリゴ
ヌクレオチドプローブを用いたコロニーハイブリダイゼ
ーションテスト(メゾット インエンザイモロジー68
379(1979))を行ない、目的のクローンをスクリーニ
ングする。
For this DNA library, a colony hybridization test using the aforementioned 32 P-labeled oligonucleotide probe (Mezzot In Enzymology 68)
379 (1979)) and screen the desired clone.

かくして得たクローンからクローン化DNA断片を調製
し、メッシング等の方法〔N.A.R.,,309(1981)〕に
よって塩基配列を解析し、MPB64蛋白のアミノ末端部分
のアミノ酸配列をコードする塩基配列を求め、最終的に
MPB64蛋白の全翻訳領域に対応する塩基配列を含むクロ
ーン化DNAを得ることができる。
A cloned DNA fragment was prepared from the clone thus obtained, and its nucleotide sequence was analyzed by a method such as meshing [NAR, 9 , 309 (1981)] to determine a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the amino terminal portion of MPB64 protein. ,Finally
A cloned DNA containing a nucleotide sequence corresponding to the entire translation region of the MPB64 protein can be obtained.

(3) MPB64蛋白をコードする遺伝子の形質発現 上記(2)で得たMPB64蛋白をコードする遺伝子を用
いてMPB64蛋白を生産するにはまず、クローン化DNAの実
質的な配列を形質発現ベクターに組み込むことにより、
MPB64蛋白生産用の組み換えDNAを作製する。ついで、こ
の組み換えDNAを適当な宿主細胞に導入して形質転換す
る。
(3) Expression of Gene Encoding MPB64 Protein To produce MPB64 protein using the gene encoding MPB64 protein obtained in (2) above, first, a substantial sequence of the cloned DNA is converted into an expression vector. By incorporating
Produce recombinant DNA for MPB64 protein production. Next, the recombinant DNA is introduced into a suitable host cell for transformation.

このようにして得られた形質転換株を培地中で培養す
ることにより、目的とするMPB64蛋白を得ることができ
る。
The desired MPB64 protein can be obtained by culturing the thus obtained transformant in a medium.

本発明において、クローン化したMPB64蛋白の遺伝子
を形質発現させる際には、広範囲の原核生物もしくは、
真核生物の宿主細胞と形質発現ベクターの組み合わせを
採用することができる。
In the present invention, when expressing the gene of the cloned MPB64 protein, a wide range of prokaryotes or
Combinations of eukaryotic host cells and expression vectors can be employed.

宿主細胞として原核生物を用いる場合には、特に制限
はないが例えば大腸菌K12株(尚、以下、大腸菌をE.col
iと表わす)に属する(E.coliX1776株、E.coli JM103株
(N.A.R.,309(1981))E.coli JM109株が好ましい。
また、この他、枯草菌をも用いることができる。また真
核生物を用いる場合にも特に制限はないが、例えば、サ
ッカロマイセス セレビシェ等が好ましい。
When a prokaryote is used as a host cell, there is no particular limitation. For example, E. coli K12 strain (hereinafter, E. coli
i represent) belonging (E.ColiX1776 strain, E. coli JM103 strain (NAR 9, 309 (1981) ) E.coli JM109 strain is preferred.
In addition, Bacillus subtilis can also be used. There are no particular restrictions on the use of eukaryotes, but for example, Saccharomyces cerevisiae is preferred.

また、形質発現用ベクターとしては、上記宿主細胞に
適合し得るレプリコンと調節機能を含むベクター及び該
宿主細胞がそれ自身の蛋白質を発現するのに必要なプロ
モーターを含有するか、もしくは含有するように改良さ
れたものが好ましい。
The expression vector may be a vector containing a replicon and a regulatory function compatible with the host cell and a promoter necessary for the host cell to express its own protein, or may contain the promoter. Improved ones are preferred.

これらの各組み合わせの具体例を示すと以下の通りで
ある。
Specific examples of these combinations are as follows.

・宿主細胞がE.coliの場合: プラスミドとしてpBR322〔Gene,,95(1977)〕、プ
ロモーターとしてラクトース(lac)プロモーター〔Nat
ure,281,544(1979)〕、トリプトファン(trp)プロモ
ーター〔N.A.R.,4507(1980)〕およびタック(tac)
プロモーター〔Pro.N.A.S.,7821(1983)〕などを有す
るものがあげられる。
-When the host cell is E. coli: pBR322 [Gene, 2 , 95 (1977)] as a plasmid, lactose (lac) promoter [Nat
ure, 281 , 544 (1979)], tryptophan (trp) promoter [NAR 8 , 4507 (1980)] and tac (tac).
Promoter [Pro.NAS, 78 21 (1983)] can be mentioned those having like.

形質発現用ベクターとしては、pBR322に前記プロモー
ターを含有するpUC18などのpUCベクター〔メソッド イ
ン エンザイモロジー101,20(1983)〕あるいはpKK233
−2(スウェーデン、ファルマシア社製)などがあげら
れる。
Examples of the expression vector include a pUC vector such as pUC18 containing the above promoter in pBR322 [Method in Enzymology 101 , 20 (1983)] or pKK233.
-2 (Pharmacia, Sweden).

・宿主細胞がサッカロマイセス セレビシェの場合: プラスミドとしてYRp7(Nature,282,39(1979))
が、またプロモーターとしてグリセルアルデヒド−3−
ホスフェート デヒドロゲナーゼプロモーター〔J.B.
C.,254,9839(1979)〕や、α−ファクタープロモータ
ーなどがあげられる。
-When the host cell is Saccharomyces cerevisiae: YRp7 as a plasmid (Nature, 282 , 39 (1979))
But also as a promoter glyceraldehyde-3-
Phosphate dehydrogenase promoter [JB
C., 254 , 9839 (1979)] and α-factor promoter.

本発明においては宿主細胞として、原核生物細胞を用
いても真核生物を用いてもよいが、より好ましくは、原
核生物を用いる方が良い。
In the present invention, a prokaryotic cell or a eukaryotic cell may be used as a host cell, but it is more preferable to use a prokaryotic cell.

かくして得られるMPB64蛋白生産用の組み換えDNAを含
有する宿主細胞(形質転換体)の培養は、液体培地中、
好気的に行なえばよい。培地としては、例えばポリペプ
トン、酵母抽出物、食塩、グルコースなどを含有する通
常の栄養培地の他、M9最小培地などを用いることができ
る。培養は、約30〜40℃で行なうのが好ましい。
Culture of the host cells (transformants) containing the recombinant DNA for MPB64 protein production thus obtained is performed in a liquid medium.
It may be done aerobically. As the medium, for example, a normal nutrient medium containing polypeptone, yeast extract, salt, glucose and the like, as well as an M9 minimal medium can be used. The cultivation is preferably performed at about 30 to 40 ° C.

また培養に際し用いたプロモーターに応じて適当な誘
導剤、例えばlacプロモーターの場合であれば、イソプ
ロル−β−D−チオガラクトシドを培地中に添加するこ
とにより、形質転換体の培養をより効率的に行うことが
できる。
In addition, in the case of a suitable inducing agent depending on the promoter used in the culture, for example, in the case of a lac promoter, the culture of the transformant can be more efficiently performed by adding isoprol-β-D-thiogalactoside to the medium. It can be carried out.

尚、本発明においては以下の略号を使用する。 In the present invention, the following abbreviations are used.

A:アデニン C:シトシン G:グアニン T:チミン dCTP:デオキシシチジン三リン酸 EDTA:エチレンジアミン四酢酸 kb:キロ塩基 kbp:キロ塩基対 DEAE:ジエチルアミノエチル SDS:ドデシル硫酸ナトリウム SSC:0.15M塩化ナトリウム 0.015Mクエン酸ナトリウム(pH7.0)緩衝液 IPTG:イソプロピル−β−D−チオガラクトシド X−gal:5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β
−D−ガラクトピラノシド 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
A: adenine C: cytosine G: guanine T: thymine dCTP: deoxycytidine triphosphate EDTA: ethylenediaminetetraacetic acid kb: kilobase kbp: kilobase pair DEAE: diethylaminoethyl SDS: sodium dodecyl sulfate SSC: 0.15M sodium chloride 0.015M Sodium citrate (pH 7.0) buffer IPTG: isopropyl-β-D-thiogalactoside X-gal: 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β
-D-Galactopyranoside Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

<実施例1> (1) BCG菌染色体DNAの調製 Mycobacterium bovis BCG Tokyo株をソートン培地
(組成:アスパラギン0.4%、クエン酸0.2%、クエン酸
ナトリウム0.28%、リン酸カリウム0.05%、硫酸マグネ
シウム0.05%、クエン酸第1鉄アンモニウム0.005%、
グリセリン6%)1中、37℃で培養し、対数増殖期に
達した時点で遠心分離により集菌した。菌体を10mMトリ
ス−塩酸(pH8.0)1mM EDTAバッファー5mlに懸濁し、リ
ゾチーム5mgを加えて、37℃15分間インキュベートした
のち、10%SDS水溶液0.5mlを加えた。フェノール:クロ
ロホルム:イソアミルアルコール=25:24:1の混合液6ml
で3回抽出したのち、水層をとって、エタノール10mlを
加え、沈澱するDNAをガラス棒にまきとった。このDNAを
10mMトリス−塩酸(pH8.0)1mM EDTAバッファー6.6mlに
溶解し、塩化セシウム7g、エチヂウムブロミド水溶液
(5mg/ml)0.7mlを加えて溶解した。
<Example 1> (1) Preparation of chromosomal DNA of BCG bacterium Mycobacterium bovis BCG Tokyo strain was transformed into a soton medium (composition: asparagine 0.4%, citric acid 0.2%, sodium citrate 0.28%, potassium phosphate 0.05%, magnesium sulfate 0.05% , 0.005% ferrous ammonium citrate,
The cells were cultured at 37 ° C. in glycerin (6%) 1 and harvested by centrifugation when the logarithmic growth phase was reached. The cells were suspended in 5 ml of 10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA buffer, 5 mg of lysozyme was added, the mixture was incubated at 37 ° C. for 15 minutes, and then 0.5 ml of a 10% SDS aqueous solution was added. Phenol: chloroform: isoamyl alcohol = 25: 24: 1 mixture 6ml
After extracting three times with, the aqueous layer was taken, 10 ml of ethanol was added, and the precipitated DNA was spread on a glass rod. This DNA
It was dissolved in 6.6 ml of 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.0), 1 mM EDTA buffer, and dissolved by adding 7 g of cesium chloride and 0.7 ml of an aqueous solution of ethidium bromide (5 mg / ml).

該溶液を遠心チューブ(米国ベックマン社製クイック
シールチューブ)中に入れ、60000rpm.6時間遠心して、
染色体DNAのバンドを遠心チューブ上方より採取した。
このDNA溶液を10mMトリス−塩酸(pH8.0)1mM EDTAバッ
ファーに対して透析することにより脱塩して精製BCG染
色体DNAを得た。
The solution was placed in a centrifuge tube (Quick Seal Tube manufactured by Beckman, USA) and centrifuged at 60,000 rpm for 6 hours.
A chromosomal DNA band was collected from above the centrifuge tube.
The DNA solution was dialyzed against 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.0) and 1 mM EDTA buffer, and desalted to obtain purified BCG chromosomal DNA.

(2) 合成オリゴヌクレオチドプローブの調製 M.Harboeらによって既に決定されているBCG菌由来のM
PB64蛋白のN末端より30個のアミノ酸配列、即ち、 に対する3種類の合成オリゴヌクレオチドプローブを調
製した。
(2) Preparation of synthetic oligonucleotide probe BCG-derived M already determined by M. Harboe et al.
30 amino acid sequences from the N-terminus of PB64 protein, Three types of synthetic oligonucleotide probes were prepared.

つまり下記のプローブI,II及びIIIである。 That is, the following probes I, II and III.

プローブI(7Glu〜Gly15に対応): プローブII(13Asp〜22Metに対応): プローブIII(24Asp〜30Asnに対応): 具体的に合成操作を以下に示した。まず、自動DNA合
成装置(米国、アプライド バイオシステムズ社、380A
型)で目的とするDNAプローブを合成したのち、ジメト
キシトリチル基以外の保護基を除去し、逆相中圧カラム
クロマトグラフィー(条件:C18−シリカゲルカラムを用
い、移動相として100mMトリエチルアミンアセテートバ
ッファー(pH7.0)中、アセトニトリルからなる濃度勾
配液を用いる)で精製した。
Probe I (corresponding to 7 Glu to Gly 15 ): Probe II (for 13 Asp to 22 Met): Probe III (for 24 Asp to 30 Asn): The synthesis operation is specifically shown below. First, an automated DNA synthesizer (Applied Biosystems, USA, 380A
After synthesizing the target DNA probe using the above method, the protecting groups other than the dimethoxytrityl group are removed, and reversed-phase medium-pressure column chromatography (conditions: using a C18-silica gel column, 100 mM triethylamine acetate buffer (pH 7 .0), a gradient solution consisting of acetonitrile was used).

ついで80%酢酸を用いてジメトキシトリチル基を除去
した後、逆相PHPLC(条件:YMC PACK AM−314 ODSカラム
を用い、移動相として100mMトリエチルアミンアセテー
トバッファー(pH7.0)中アセトニトリルからなる濃度
勾配液を用いる)で精製し、凍結乾燥した。
Then, after removing the dimethoxytrityl group using 80% acetic acid, a concentration gradient solution consisting of acetonitrile in 100 mM triethylamine acetate buffer (pH 7.0) as a mobile phase using a reverse phase PHPLC (condition: YMC PACK AM-314 ODS column). And lyophilized.

かくして、得られた3種類のオリゴヌクレオチドプロ
ーブを0.002od/μの濃度になるように10mMトリス塩酸
(pH8.0)1mM EDTAバッファーに溶解した。このオリゴ
ヌクレオチド溶液100pmolとキナーゼ反応バッファー〔5
0mMトリス−塩酸バッファー(pH7.5)、10mM塩化マグネ
シウム、10mMジチオスレイトール、0.66μM ATP、100μ
Ci[γ−32P]ATP(比活性3000Ci/mmol)、15単位、ポ
リヌクレオチドキナーゼ〕の総量50μで37℃1時間反
応させた。この反応液をフェノール抽出し、クロロホル
ムで洗浄後、NEN SORBTM20DNA精製用カートリッヂを通
し、未反応の32Pや共存蛋白質、塩を取り除き、50%メ
タノール溶液としてラベル化ヌクレオチドプローブを回
収した。次に溶媒を留去した後32Pのcountを測定し、10
5cpm/μ以上の濃度になるように10mMトリス−塩酸(p
H8.0)1mM EDTAバッファーに溶解した。
Thus, the obtained three kinds of oligonucleotide probes were dissolved in 10 mM Tris-HCl (pH 8.0) and 1 mM EDTA buffer to a concentration of 0.002 od / μ. 100 pmol of this oligonucleotide solution and a kinase reaction buffer [5
0 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 10 mM magnesium chloride, 10 mM dithiothreitol, 0.66 μM ATP, 100 μ
The reaction was carried out at 37 ° C. for 1 hour with a total amount of 50 μm of Ci [γ- 32 P] ATP (specific activity 3000 Ci / mmol), 15 units, polynucleotide kinase]. The reaction solution was extracted with phenol, washed with chloroform, and passed through a cartridge for NEN SORB 20 DNA purification to remove unreacted 32 P, coexisting proteins, and salts, and a labeled nucleotide probe was recovered as a 50% methanol solution. Then by measuring the count of 32 P After evaporation of the solvent, 10
Such that the 5 cpm / mu concentrations above 10mM Tris - HCl (p
H8.0) It was dissolved in 1 mM EDTA buffer.

(3) サザンハイブリダイゼーション MPB64蛋白の遺伝子を持つ染色体DNA断片を検出、分画
するため、サザンハイリダイゼーションテストをSouthe
rnらの方法(J.Mol.Biol98 503(1975))に従って行な
った。すなわち、(1)で得た染色体DNA約3μgを制
限酵素KpnIで完全消化し、0.8%アガロースゲル電気泳
動にて分画したのち、このアガロースゲルを1.5M塩化ナ
トリウム0.5M水酸化ナトリウム水溶液中で、40分間振と
うした。
(3) Southern hybridization In order to detect and fractionate chromosomal DNA fragments containing the gene for the MPB64 protein, a Southern hybridization test was performed using Southern hybridization.
This was performed according to the method of rn et al. (J. Mol. Biol 98 503 (1975)). That is, about 3 μg of the chromosomal DNA obtained in (1) was completely digested with the restriction enzyme KpnI, fractionated by 0.8% agarose gel electrophoresis, and then the agarose gel was dissolved in 1.5 M sodium chloride 0.5 M sodium hydroxide aqueous solution. , Shaken for 40 minutes.

次に、このゲルを3M塩化ナトリウム、0.5トリス−塩
酸バッファー(pH7.0)中で、1時間振とうした。最後
に20倍濃度のSSC(3M塩化ナトリウム0.3Mクエン酸ナト
リウムバッファー(pH7.0)中で30分間振とうする。こ
のゲルに、20倍濃度のSSC溶液にひたしたナイロンメン
ブランフィルター(米国、NEN社製Gene Screen Plus)
をのせ、DNAを吸着させた。このフィルターを2倍濃度
のSSCで洗浄したのち、室温で30分間、37℃で18時間乾
燥することによりDNA結合フィルターを調製した。
Next, this gel was shaken for 1 hour in 3M sodium chloride, 0.5 Tris-HCl buffer (pH 7.0). Finally, shake in a 20-fold concentration SSC (3 M sodium chloride, 0.3 M sodium citrate buffer (pH 7.0) for 30 minutes. A nylon membrane filter (NEN, USA) dipped in a 20-fold concentration SSC solution is applied to the gel. Gene Screen Plus)
To adsorb the DNA. The filter was washed with double concentration SSC and dried at room temperature for 30 minutes and at 37 ° C. for 18 hours to prepare a DNA binding filter.

このフィルターをハイブリダイゼーション溶液〔5倍
濃度Denhardt(0.1%フィコール,0.1%ポリビニルピロ
リドン,0.1%ウシ血清アルブミン)、5倍濃度SSC,0.1S
DS溶液〕に浸し、65℃で6時間静置した。次に上記ハイ
ブリダイゼーション溶液5mlに前記(2)の32P標識プロ
ーブ40μを加え、55℃で18時間静置した。次にフィル
ターを2倍濃度のSSC0.1%SDS中55℃20分間洗浄した。
この操作を3回繰り返し行なった後風乾し、オートラジ
オグラフィーを行ないMPB64蛋白の遺伝子を含むDNA断片
を検出した(第1図)。
This filter was washed with a hybridization solution [5-fold concentration Denhardt (0.1% Ficoll, 0.1% polyvinylpyrrolidone, 0.1% bovine serum albumin), 5-fold concentration SSC, 0.1S
DS solution] and allowed to stand at 65 ° C. for 6 hours. Next, 40 μm of the 32 P-labeled probe of the above (2) was added to 5 ml of the hybridization solution, and the mixture was allowed to stand at 55 ° C. for 18 hours. The filters were then washed in 2x SSC 0.1% SDS at 55 ° C for 20 minutes.
After repeating this operation three times, the resultant was air-dried and subjected to autoradiography to detect a DNA fragment containing the gene of MPB64 protein (FIG. 1).

第1図の結果より分かるようにプローブI,II及びIII
のいずれにも反応した約4400bpにバンドを示したDNA断
片だけであった。
As can be seen from the results in FIG. 1, probes I, II and III
Only the DNA fragment which showed a band at about 4400 bp reacted with any of the above.

(4) DNAライブラリーの作成 KpnI DNA断片の調製 (3)によって検出できた約4400bpの制限酵素KpnI消
化DNA断片をクローン化するためBCG染色体DNA20μgを
制限酵素KpnIで完全消化した後、0.8%アガロースゲル
電気泳動により分画した。目的とする4400bpのバンドの
下流に溝を作り、回収バッファ(50%グリセロール,40m
Mトリス,20mM酢酸ナトリウム,2mM EDTA 18mM NaCl)を
加え、DNAを泳動させ回収した。この溶液に2倍量のエ
タノール、0.05倍量の5M NaClを加え、DNAを沈澱させ
た。この沈澱を減圧乾燥後10mMトリス−塩酸(pH8.0)1
mM EDTAバッファーに溶解してKpnI DNA断片溶液とし
た。
(4) Preparation of DNA Library Preparation of KpnI DNA Fragment To clone a DNA fragment digested with KpnI of about 4400 bp, which was detected by (3), 20 μg of BCG chromosomal DNA was completely digested with KpnI and then 0.8% agarose. Fractionation was performed by gel electrophoresis. Create a groove downstream of the target 4400 bp band and use a recovery buffer (50% glycerol, 40m
M Tris, 20 mM sodium acetate, 2 mM EDTA and 18 mM NaCl) were added, and the DNA was electrophoresed and collected. To this solution were added 2 volumes of ethanol and 0.05 volumes of 5M NaCl to precipitate DNA. After drying this precipitate under reduced pressure, 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.0) 1
It was dissolved in mM EDTA buffer to obtain a KpnI DNA fragment solution.

クローニングベクターpUC18の処理 10mMトリス塩酸バッファー(pH7.5)、10mM塩化マグ
ネシウム、1mMジチオスレイトール、4μgベクターpUC
18(宝酒造製)、20単位制限酵素KpnIの混合物を37℃で
2時間反応させた後、フェノール、クロロホルムでそれ
ぞれ1回ずつ抽出したのち、エタノール沈澱させた。こ
の沈澱を減圧乾燥したのち、50mMトリス塩酸バッファー
(pH8.4)194μに溶解し、1.5単位アルカリホスファ
ターゼ(E.coli C75)を加えて、65℃で1時間反応させ
た。さらに、1.5単位のアルカリホスファターゼを加え
て、65℃で1時間反応させた後、フェノール、クロロホ
ルムでそれぞれ2回ずつ抽出し、水層にエタノールを加
えて、DNAを沈澱させた。この沈澱を10mMトリス塩酸バ
ッファー(pH8.0)1mM EDTA20μに溶解し、約2.7kbp
のベクターDNA溶液を調製した。
Treatment of cloning vector pUC18 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5), 10 mM magnesium chloride, 1 mM dithiothreitol, 4 μg vector pUC
A mixture of 18 (manufactured by Takara Shuzo) and 20 units of KpnI restriction enzyme was reacted at 37 ° C. for 2 hours, and then extracted once with phenol and chloroform, respectively, and then precipitated with ethanol. After the precipitate was dried under reduced pressure, it was dissolved in 194 µm of 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.4), 1.5 units of alkaline phosphatase (E. coli C75) was added, and the mixture was reacted at 65 ° C for 1 hour. Further, after adding 1.5 units of alkaline phosphatase and reacting at 65 ° C. for 1 hour, extraction was performed twice each with phenol and chloroform, and ethanol was added to the aqueous layer to precipitate DNA. This precipitate was dissolved in 20 mM 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0)
Was prepared.

組み換えDNAおよびDNAライブラリーの作成 (3)−で調製したKpnI DNA断片溶液4μ(0.1
μg)、(3)−で調製したベクターDNA溶液1μ
(0.1μg)とDNAライゲーションキット(宝酒造製)の
A溶液30μ、B溶液5μの混合物を16℃で30分間反
応させた後、反応混合物16μをE.coli JM109株コンピ
テントセル(宝酒造製)100μに加え、0℃で60分間
静置した。この後、更に42℃で90秒間、次いで0℃で5
分間静置した。
Preparation of recombinant DNA and DNA library KpnI DNA fragment solution prepared in (3)-
μg), 1 μm of the vector DNA solution prepared in (3)-
(0.1 µg) and a mixture of 30 µl of A solution and 5 µm of B solution of DNA ligation kit (Takara Shuzo) were reacted at 16 ° C for 30 minutes, and 16 µl of the reaction mixture was added to 100 µl of E. coli JM109 competent cell (Takara Shuzo). And allowed to stand at 0 ° C. for 60 minutes. This is followed by a further 90 seconds at 42 ° C, then 5 ° C at 0 ° C.
Let stand for minutes.

この混合物にバクトトリプトン1%、酵母抽出液0.5
%、塩化ナトリウム0.5%、グルコース0.1%、からなる
L−ブロス培地300μを加えて37℃で30分間静置し
た。次に5000rpm5分間遠心し、上清を半分量捨てた後再
懸濁し、アンピシリン50μg/ml、0.1mM IPTG、0.004%
X−galを含むL−寒天培地(L−brothに1.3%寒天を
加える)に塗布し、37℃で約16時間培養し、アンピシリ
ン耐性、β−ガラクトシダーゼ活性非保持菌のクローン
を得て、形質転換株からなるDNAライブラリーを作成し
た。
This mixture is mixed with 1% bactotripton and 0.5% yeast extract.
%, Sodium chloride 0.5%, and glucose 0.1%, 300 μL of an L-broth medium was added, and the mixture was allowed to stand at 37 ° C. for 30 minutes. Next, centrifuge at 5000 rpm for 5 minutes, discard the supernatant by half, and resuspend it. Ampicillin 50 μg / ml, 0.1 mM IPTG, 0.004%
It was spread on an L-agar medium containing X-gal (1.3% agar was added to L-broth) and cultured at 37 ° C. for about 16 hours to obtain a clone of ampicillin-resistant, β-galactosidase non-retaining bacterium. A DNA library consisting of the transformed strain was prepared.

(5) MPB64蛋白の遺伝子を有するクローンの選択
(コロニーハイブリダイゼーションテスト) 上記(4)−のBCG DNAライブラリーについてMPB64
遺伝子を含む形質転換株を選択するため、上記(2)で
調製した32P標識オリゴヌクレオチドプローブを用いる
コロニーハイブリダイゼーションテストを行なった。即
ち、ニトロセルロースメンブレンフィルター(ミリポア
社製HAフィルター)上で、上記(4)−で調製したDN
Aライブラリーの形質転換株を培養し常法に従ってフィ
ルターをアルカリ処理後、1Mトリス−塩酸バッファー
(pH7.5)による中和を行い、そして1Mトリス塩酸バッ
ファー(pH7.5)1.5M塩化ナトリウムで処理した。次に
2倍濃度のSSCバッファーに浸した後、室温で風乾した
後、80℃3時間ベイキングし、DNA結合フィルターを調
製した。
(5) Selection of clone having MPB64 protein gene (colony hybridization test) The BCG DNA library of (4)-
In order to select a transformant containing the gene, a colony hybridization test using the 32 P-labeled oligonucleotide probe prepared in (2) above was performed. That is, the DN prepared in the above (4)-was placed on a nitrocellulose membrane filter (HA filter manufactured by Millipore).
After culturing the transformant of the A library and treating the filter with an alkali according to a conventional method, neutralization with a 1 M Tris-HCl buffer (pH 7.5) is performed, and then 1 M Tris-HCl buffer (pH 7.5) with 1.5 M sodium chloride. Processed. Next, the sample was immersed in a double concentration SSC buffer, air-dried at room temperature, and baked at 80 ° C. for 3 hours to prepare a DNA binding filter.

このフィルターを上記(3)のサザンハイブリダイゼ
ーションと同様の操作を行ない、プローブI,プローブI
I,プローブIIIに強く結合する塩基配列を含む組み換えD
NA分子を有する形質転換株を選択することにより、約10
0個のコロニーから1個のコロニーを得た。
This filter was subjected to the same operation as in the above-mentioned Southern hybridization (3), and probe I, probe I
Recombinant D containing a base sequence that strongly binds to I and probe III
By selecting a transformant having an NA molecule, about 10
One colony was obtained from 0 colonies.

この形質転換株からプラスミドDNAを抽出精製した後
制限酵素Kpn I及びPst Iで消化し(3)と同様の操作に
よりサザンハイブリダイゼーションを行なった。
The plasmid DNA was extracted and purified from the transformant, digested with the restriction enzymes KpnI and PstI, and subjected to Southern hybridization in the same manner as in (3).

この結果、4.4kbのKpn I切断フラグメント、及び1.5k
bのPst I切断フラグメントに結合した。両断片ともMPB6
4蛋白の遺伝子を含有すると考えられるが、塩基配列の
決定の容易さなどからPat I切断1.5kbフラグメントをク
ローン化することにした。
This resulted in a 4.4 kb Kpn I cleavage fragment and a 1.5 k
Bound to the Pst I cleavage fragment. MPB6 for both fragments
Although it is thought to contain four protein genes, we decided to clone a 1.5 kb PatI-cleaved fragment for ease of nucleotide sequence determination.

即ち上記で得た形質転換株のプラスミドDNAを制限酵
素Pst Iで切断後ベクターpUC18の制限酵素Pst I切断物
とライゲーションし、宿主E.coli JM109を形質転換した
後、再度コロニーハイブリダイゼーションを行ない前述
したプローブI,II及びIIIのいずれにも結合するクロー
ンを取得した。
That is, the plasmid DNA of the transformant obtained above was cut with the restriction enzyme PstI, ligated with the restriction enzyme PstI cut product of the vector pUC18, and the host E. coli JM109 was transformed. Clones that bind to all of the probes I, II and III obtained were obtained.

(6) クローン化DNAの塩基配列の決定 前述(5)のクローンからプラスミドを単離精製し、
制限酵素Pst Iで切断したものをアガロースゲル電気泳
動により分画し、次に前述の方法を用いてPst I 1.5kb
フラグメントを分離精製した。
(6) Determination of base sequence of cloned DNA A plasmid was isolated and purified from the clone of the above (5),
Those cut with the restriction enzyme Pst I were fractionated by agarose gel electrophoresis, and then Pst I 1.5 kb
The fragment was separated and purified.

このDNAをメッシングらの方法(Gene,33 103(198
5)),Pro.N.A.S.,74,5463(1977))により、1.5kbフ
ラグメントの塩基配列を決定した。
This DNA was prepared by the method of Meshing et al. (Gene, 33 103 (198
5)), the nucleotide sequence of the 1.5 kb fragment was determined by Pro. NAS, 74 , 5463 (1977)).

このようにして決定したBCG菌由来のMPB64蛋白をコー
ドする遺伝子の塩基配列を第2図に示した。
FIG. 2 shows the nucleotide sequence of the gene encoding the MPB64 protein derived from BCG bacteria determined in this manner.

この決定した塩基配列と既に知られているMPB64蛋白
のN末端付近のアミノ酸配列を比較することより、第2
図の212〜214番目のGCGがMPB64蛋白のN末端アミノ酸Al
aに対応し、827〜829番目のTAGが終止コドンに該当する
と判断した。
By comparing the determined nucleotide sequence with the amino acid sequence near the N-terminus of the already known MPB64 protein,
GCG at positions 212 to 214 in the figure is the N-terminal amino acid Al of MPB64 protein.
Corresponding to a, it was determined that TAGs 827-829 corresponded to the stop codon.

従って、BCG菌由来のMPB64蛋白をコードする遺伝子、
即ちMPB64蛋白の構造遺伝子を第2図の212〜826番に該
当することを見い出した(図中の下線部分)。
Therefore, a gene encoding MPB64 protein derived from BCG bacteria,
That is, it was found that the structural gene of the MPB64 protein corresponds to 212 to 826 in FIG. 2 (underlined part in the figure).

また、143〜212番目の塩基配列MPB64蛋白の分泌に必
要なシグナル配列に相当する。
In addition, the nucleotide sequence at positions 143 to 212 corresponds to a signal sequence required for secretion of MPB64 protein.

MPB64蛋白をコードする塩基配列から翻訳されるアミ
ノ酸残基数は205個であり、その計算分子量は22,400
で、そのアミノ酸配列を第3図に示した。
The number of amino acid residues translated from the nucleotide sequence encoding MPB64 protein is 205, and the calculated molecular weight is 22,400.
The amino acid sequence is shown in FIG.

尚、今回全アミノ酸配列を決定したことより、本発明
者等は以前M.Harboeらが報告しているMPB64蛋白のN末
端付近アミノ酸酸配列が弱冠誤っていることに気ずい
た。
From the determination of the entire amino acid sequence, the present inventors have noticed that the amino acid sequence near the N-terminus of the MPB64 protein previously reported by M. Harboe et al. Is weakly incorrect.

即ち、N末端から6番目及び12番目のアミノ酸が誤っ
て報告されていることを見い出したわけである。
That is, they found that the sixth and twelfth amino acids from the N-terminal were erroneously reported.

<実施例2> 形質発現ベクターpKK233−2(スウェーデン,ファル
マシア社製)と化学合成オリゴヌクレオチドを用いてMP
B64蛋白の遺伝子を連結させMPB64蛋白を生産した。
<Example 2> An MP was prepared using the expression vector pKK233-2 (Pharmacia, Sweden) and a chemically synthesized oligonucleotide.
The gene of B64 protein was ligated to produce MPB64 protein.

このMPB64蛋白の生産の詳細は以下に示した。 Details of the production of this MPB64 protein are shown below.

(1) MPB64蛋白の遺伝子を含むPat I 1.5kbフラグメ
ントの制限酵素BanαIによる切断 第2図に示した塩基配列において242番目からのGGCAC
Cが制限酵素Ban Iの認識サイトである。
(1) Cleavage of the PatI 1.5 kb fragment containing the MPB64 protein gene by restriction enzyme BanαI GGCAC from the 242nd position in the nucleotide sequence shown in FIG.
C is the recognition site for restriction enzyme Ban I.

従って、Pst I 1.5kbフラグメントをBan Iで切断する
ことによりMPB64遺伝子のほとんどの部分を含むフラグ
メントが得られるわけである。
Therefore, a fragment containing most of the MPB64 gene can be obtained by cutting the Pst I 1.5 kb fragment with Ban I.

即ち<実施例1>の(5)で調製したクローンから単
離したプラスミドを制限酵素Pst Iで切断した後にアガ
ロース電気泳動等の操作により目的とするPst I 1.5kb
フラグメントを調製した。
That is, the plasmid isolated from the clone prepared in (5) of <Example 1> is cleaved with the restriction enzyme PstI, and the target PstI 1.5 kb is obtained by an operation such as agarose electrophoresis.
Fragments were prepared.

このPst I 1.5kbフラグメント10μgを10mM Tris−HC
l(pH8.0),7mM MgCl2,7mM DTT存在下、制限酵素Ban I
(東洋紡製)12unitsで50℃3時間反応させた。
10 μg of this Pst I 1.5 kb fragment was added to 10 mM Tris-HC
l (pH 8.0), 7 mM MgCl 2 , restriction enzyme Ban I in the presence of 7 mM DTT
The reaction was carried out at 50 ° C. for 3 hours at 12 units (manufactured by Toyobo).

この後、アガロース電気泳動より分離精製を行ない目
的とするBan I−Pst Iフラグメントを回収した。
Thereafter, the target Ban I-Pst I fragment was recovered by separation and purification by agarose electrophoresis.

尚このBan I−Pst Iフラグメントを20μのTEバッフ
ァーに溶解(0.12μg/μ)させた。
The Ban I-Pst I fragment was dissolved (0.12 μg / μ) in 20 μ of TE buffer.

化学合成オリゴヌクレオチドの調製 の2種をそれぞれ<実施例1>−(2)と同様に合成、
精製した。
Preparation of chemically synthesized oligonucleotides Were synthesized in the same manner as in <Example 1>-(2), respectively.
Purified.

このリンカー(上),(下)各々を100pmolずつと
り、ATP存在下、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(E.coli
A19)(宝酒造製)2unitsを加え、37℃30分間の条件で
反応させた。
This linker (top), taken by 100pmol each (lower), the presence ATP, T 4 polynucleotide kinase (E. coli
A19) 2 units of (manufactured by Takara Shuzo) were added and reacted at 37 ° C. for 30 minutes.

反応終了後、フェノール処理、クロロホルム処理を行
った後に65℃、5分間加熱した。
After completion of the reaction, the mixture was treated with phenol and chloroform, and then heated at 65 ° C. for 5 minutes.

加熱後、徐冷することにより、目的とする下記のよう
なリンカーを得た。
After heating, the mixture was gradually cooled to obtain the desired linker as described below.

このようにして調製されたリンカーは前述<実施例2
>の(1)のBan I−Pst IフラグメントのMPB64蛋白の
遺伝子の不足部分、即ち212番目〜241番目の塩基配列
(第2図参考)、を補うばかりではなく、pKK233−2の
Nco Iサイトにも連結する構造をも有していた。
The linker thus prepared is described above in Example 2
> (1) not only complements the deficient part of the MPB64 protein gene of the Ban I-Pst I fragment, that is, the base sequence at positions 212 to 241 (see FIG. 2).
It also had a structure linked to the Nco I site.

(3) 形質発現ベクターpKK233−2の処理 ベクターpKK233−2 2μgを20mM Tris−HCl pH7.5,10
mM MgCl2,100mM NaCl中において制限酵素Pst I(16unit
s),Nco I(12units)で37℃2時間処理した。
(3) Treatment of expression vector pKK233-2 2 μg of the vector pKK233-2 was added to 20 mM Tris-HCl pH7.5,10
Restriction enzyme Pst I (16 units) in mM MgCl 2 and 100 mM NaCl
s), treated with Nco I (12 units) at 37 ° C. for 2 hours.

次に、アルカリホスファターゼ(E.coli A19)(宝酒
造製)3ユニットを加え、65℃で1時間、さらにアルカ
リホスファターゼ3ユニットを追加し、65℃で1時間反
応させた。
Next, 3 units of alkaline phosphatase (E. coli A19) (manufactured by Takara Shuzo) were added, and the mixture was reacted at 65 ° C for 1 hour, and further added with 3 units of alkaline phosphatase, and reacted at 65 ° C for 1 hour.

この後、フェノール処理、クロロホルム処理、エタノ
ール沈澱、更には80%エタノール水で洗浄した後乾燥さ
せることにより目的とするPst I−Nco I切断、pKK233−
2を調製した。
Thereafter, the mixture is subjected to phenol treatment, chloroform treatment, ethanol precipitation, and further washed with 80% ethanol water and then dried to cut the target PstI-NcoI, pKK233-.
2 was prepared.

(4) 発現ベクターpKKM64の構築 <実施例2>の(3)で得たベクターpKK233−2(Ps
t I−Nco I断片)0.1μg,<実施例2>の(1)で得たB
an I−Pst Iフラグメント0.12μg,<実施例2>の
(2)で得たリンカー3,3pmolおよびDNAライゲーション
キット(宝酒造製)のA溶液24μ,B溶液4μの混合
物を16℃で30分間反応させた。即ち、この操作によりMP
B64蛋白の構造遺伝子含有する発現ベクターpKKM64を構
築した。
(4) Construction of Expression Vector pKKM64 The vector pKK233-2 (Ps) obtained in (3) of <Example 2>
(tI-NcoI fragment) 0.1 μg, B obtained in (1) of <Example 2>
A mixture of 0.12 μg of the an I-Pst I fragment, 3,3 pmol of the linker obtained in (2) of <Example 2> and 24 μm of A solution of DNA ligation kit (manufactured by Takara Shuzo) and 4 μm of B solution were reacted at 16 ° C. for 30 minutes. I let it. In other words, MP
An expression vector pKKM64 containing the structural gene of B64 protein was constructed.

さて、次に、この反応混合物76μをE.coli JM109株
コンピラントセル(宝酒造製)100μに加え、60分間
静置、更に、42℃で90秒間、次いで0℃で5分間静置す
ることにより形質転換させた。
Next, 76 µ of the reaction mixture was added to 100 µ of E. coli JM109 strain Compilant Cell (manufactured by Takara Shuzo), and allowed to stand for 60 minutes, further left at 42 ° C for 90 seconds, and then left at 0 ° C for 5 minutes. It was transformed.

この反応溶液をL−ブロス培地300μを加え、37℃
で30分間静置した。
This reaction solution was added to 300 μL of L-broth medium,
For 30 minutes.

次に5000rpm5分間遠心し、上清を半分量捨てた後再懸
濁し、アンピシリン50μg/ml,0.1mM IPTG,0.004%X−g
alを含むL−寒天培地(L−brothに1.3%寒天を加え
る)に塗布し、37℃で約16時間培養し、アンピシリン耐
性,β−ガラクトシダーゼ活性非保持菌のクローンを得
た。
Next, the suspension was centrifuged at 5,000 rpm for 5 minutes, the supernatant was discarded in half, and then resuspended.
The resultant was applied to an L-agar medium (1.3% agar was added to L-broth) and cultured at 37 ° C. for about 16 hours to obtain a clone of an ampicillin-resistant, β-galactosidase non-retaining bacterium.

即ち、このようにして発現ベクターpKKM64を含むクロ
ーンを得た。
That is, a clone containing the expression vector pKKM64 was thus obtained.

尚、この課程は第4図に示した。 This process is shown in FIG.

(5) 大腸菌によるMPB64蛋白の生産 発現ベクターpKKM64を含むE.coli JM109株(E.coli A
J12369,FERM P−9846)及びコントロールとしてpKK233
−2を含むE.coli JM109株を2倍濃度のYT培地(トリプ
トン16g/,抽出物イーストイクストラクト10g/,NaC
l 5g/)10ml(アンピシリン50μg/ml含有)中で37℃
で5時間培養した後、IPTGを200μg/mlになるように添
加し、さらに15時間培養した。この培養液を遠心(12,0
00rpm10分間)し、集菌した後、この菌体を1mlの滅菌水
中に懸濁し、超音波処理を行なった。そして再度、集菌
し、上清に2倍濃度の試料緩衝液を等量加え、100℃3
分間煮沸し、菌体抽出液とした。2種の菌体抽出液およ
び標準のMPB64蛋白をSDS−ポリアクリルアミド電気泳動
をした後、ニトロセルロースフィルターに蛋白を写し、
抗MPB64蛋白ポリクローナル抗体との反応を調べた(第
5図)。
(5) Production of MPB64 protein by Escherichia coli E. coli JM109 strain containing the expression vector pKKM64 (E. coli A
J12369, FERM P-9846) and pKK233 as control
E. coli JM109 strain containing -2 was added to a double-concentration YT medium (tryptone 16 g /, extract yeast extract 10 g /, NaC
l 5 g /) 37 ml in 10 ml (containing 50 μg / ml ampicillin)
After culturing for 5 hours, IPTG was added to a concentration of 200 μg / ml, and the cells were further cultured for 15 hours. Centrifuge this culture (12,0
(00 rpm for 10 minutes), and after collecting the cells, the cells were suspended in 1 ml of sterilized water and subjected to ultrasonic treatment. Then, the cells were collected again, and an equal volume of a 2 × sample buffer was added to the supernatant.
The mixture was boiled for a minute to obtain a cell extract. After SDS-polyacrylamide electrophoresis of the two bacterial cell extracts and the standard MPB64 protein, the proteins were transferred to a nitrocellulose filter,
The reaction with the anti-MPB64 protein polyclonal antibody was examined (FIG. 5).

第5図に示したように、標準サンプルと全く同じ位置
に生じるバンドはpKKM64ベクターを含む大腸菌(FERM P
−9846)の菌体抽出液にのみにしか見られなかったこと
より、大腸菌内でMPB64蛋白の遺伝子が発現され、MPB64
蛋白が生産されていたことが確認できた。
As shown in FIG. 5, the band generated at the same position as that of the standard sample was the E. coli containing the pKKM64 vector (FERM P.
-9846), the MPB64 protein gene was expressed in Escherichia coli,
It was confirmed that protein was produced.

<効果> 本発明により提供されるBCG菌由来のMPB64蛋白は、抗
原抗体反応(ELISA法)による結核とAM症とを識別にす
る診断薬として使用できる。
<Effect> The BCG-derived MPB64 protein provided by the present invention can be used as a diagnostic agent for distinguishing tuberculosis from AM disease by an antigen-antibody reaction (ELISA).

また、本発明により提供されるBCG菌のMPB64蛋白をコ
ードする遺伝子及びそれを用いた遺伝子工学的手法によ
るBCG菌由来のMPB64蛋白の製造法は結核の診断薬として
有用なMPB64蛋白を大量かつ純粋に提供する為に重要で
ある。
Further, the gene encoding the MPB64 protein of BCG bacteria provided by the present invention and the method for producing MPB64 protein derived from BCG bacteria by genetic engineering techniques using the same provide a large amount of pure MPB64 protein useful as a diagnostic agent for tuberculosis. It is important to provide

更に本発明により提供されるMPB64蛋白をコードするD
NA配列から好ましい配列を選び、ビオチン又はラジオア
イソトープで標識したDNAプローブを調製すれば、これ
による結核の診断も可能である。
Further, D encoding the MPB64 protein provided by the present invention
If a preferable sequence is selected from the NA sequence and a DNA probe labeled with biotin or radioisotope is prepared, tuberculosis can be diagnosed by this.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、BCG菌染色体DNAの制限酵素BamHI,KpnI及びPs
tIによる消化物に対するプローブI,II,IIIのサザンハイ
ブリダイゼーションを示す図であり、矢印で示した4.4k
b KpnI断片をクローニングした。 第2図は、決定した919bpのDNAの塩基配列を示す。 第3図は、MPB64蛋白のアミノ酸配列を示す。 第4図は、成熟型MPB64発現ベクター・pKKM64の構築を
示す図である。 第5図は、pKK233−2を含む大腸菌JM109とpKKM64を含
む大腸菌JM109の菌体抽出液をウェスタンブロット法で
分析した図である。
FIG. 1 shows the restriction enzymes BamHI, KpnI and Ps of chromosomal DNA of BCG bacteria.
It is a figure showing Southern hybridization of probes I, II, III to digests by tI, 4.4k indicated by the arrow.
b The KpnI fragment was cloned. FIG. 2 shows the determined 919 bp DNA base sequence. FIG. 3 shows the amino acid sequence of the MPB64 protein. FIG. 4 is a diagram showing the construction of a mature MPB64 expression vector, pKKM64. FIG. 5 is a diagram showing the results of Western blot analysis of cell extracts of Escherichia coli JM109 containing pKK233-2 and Escherichia coli JM109 containing pKKM64.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 定 大阪府豊中市上野西4丁目5―54 (72)発明者 山田 毅 兵庫県川西市萩原台東1―140 審査官 高堀 栄二 (56)参考文献 Infect、Immun、52[1 ](1986)p.293−302 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Nagai Sada 4-5-54 Ueno Nishi, Toyonaka-shi, Osaka (72) Inventor Takeshi Yamada 1-140 Hagiwaradaito, Kawanishi-shi, Hyogo Examiner Eiji Takahori (56) Reference Literature Infect, Immun, 52 [1] (1986) p. 293-302

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記のアミノ酸配列(I)を有するミコバ
クテリウム ボビス BCG(Myco bacterium bovis BCG,
以下BCG菌と称する)由来のMPB64蛋白をコードする遺伝
子。 アミノ酸配列(I):
1. A Mycobacterium bovis BCG having the following amino acid sequence (I):
(Hereinafter referred to as BCG bacterium). Amino acid sequence (I):
【請求項2】遺伝子が下記の塩基配列(a)で示される
ものである請求項(1)記載の遺伝子。 塩基配列(a):
2. The gene according to claim 1, wherein the gene is represented by the following nucleotide sequence (a). Nucleotide sequence (a):
【請求項3】請求項(1)記載の遺伝子が組み込まれた
プラスミドにより形質転換された形質転換体を培地中で
培養し、生産されたMPB64蛋白を採取することを特徴と
するBCG菌由来のMPB64蛋白の製造法。
[3] a BCG-derived BCG bacterium, which comprises culturing a transformant transformed with the plasmid into which the gene according to (1) has been incorporated in a medium, and collecting the produced MPB64 protein; Method for producing MPB64 protein.
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