JP2664802B2 - Method for producing N-terminal extracellular protein at ion channel direct receptor - Google Patents

Method for producing N-terminal extracellular protein at ion channel direct receptor

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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、組換えDNA技術によるイオンチャンネル直
結型受容体N末端細胞外部位蛋白質の微生物学的生産方
法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microbiological production method of an N-terminal extracellular extracellular protein of a direct ion channel receptor by recombinant DNA technology.

[従来の技術および発明が解決しようとする問題点] 中枢神経系における神経伝達物質受容体はシナプスで
の情報伝達に中心的役割を担っている蛋白質であり、そ
の構造、機能及び調節機構の解明は脳・神経系の理解に
必須である。その中でもアミノ酸受容体は、近年、基礎
研究、ならびに、臨床的応用の面で多くの関心を集めて
いる。
[Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention] Neurotransmitter receptors in the central nervous system are proteins that play a central role in synaptic signal transmission, and elucidation of their structures, functions, and regulatory mechanisms Is essential for understanding the brain and nervous system. Among them, amino acid receptors have recently attracted much interest in basic research and clinical applications.

神経伝達物質としてのアミノ酸の代表的なものは、グ
ルタミン酸、グリシン、γ−アミノ酪酸などであり、そ
の受容体に関しては、神経薬理学、電気生理学的研究が
進められてきた。
Representative amino acids as neurotransmitters are glutamic acid, glycine, γ-aminobutyric acid, and the like, and neuropharmacology and electrophysiological studies have been advanced on the receptors.

しかしながら、これらの受容体蛋白質は、生体中の含
有量が少なく、大量に取得するには困難を伴う場合が多
い。そこで、遺伝子工学的に、大腸菌を宿主として神経
伝達物質受容体を大量発現させることは有用であるが、
これまでに、その様な例はない。
However, the content of these receptor proteins in the living body is small, and it is often difficult to obtain them in large quantities. Therefore, it is useful to express a large amount of neurotransmitter receptor using Escherichia coli as a host by genetic engineering,
To date, there has been no such example.

γ−アミノ酪酸(以下「GABA」と略す)は代表的な抑
制性伝達物質で、GABA受容体には、A、Bのサブタイプ
が存在する。このうち、GABAA受容体は、Cl−チャンネ
ルと共役しており、αサブユニットとβサブユニット等
をもつ。
γ-Aminobutyric acid (hereinafter abbreviated as “GABA”) is a typical inhibitory transmitter, and GABA receptors have A and B subtypes. Among them, the GABA A receptor is conjugated to a Cl- channel and has an α subunit, a β subunit, and the like.

グリシンもGABAと並び代表的な抑制性伝達物質であ
り、グリシン受容体はαサブユニットのみでClチャンネ
ルを構成する。
Glycine is also a typical inhibitory transmitter along with GABA, and the glycine receptor constitutes a Cl channel with only the α subunit.

既にクローニングされたGABAA受容体αサブユニッ
ト、βサブユニット、およびグリシン受容体αサブユニ
ットのcDNAの塩基配列より予測されたアミノ酸配列か
ら、各々、N末端から約200アミノ酸残基の領域がリガ
ンド結合部位を含む細胞外に出ている領域(N末端細胞
外部位)であると考えられた。
From the amino acid sequences predicted from the cDNA base sequences of the previously cloned GABA A receptor α subunit, β subunit, and glycine receptor α subunit, a region of about 200 amino acid residues from the N-terminus is a ligand. It was considered to be an extracellular region containing the binding site (N-terminal extracellular site).

しかしながら、リガンドとの相互作用の解析は、受容
体全体に対して行われた例があるのみであり、N末端細
胞外部位のみを用いて行われた例は、他の神経伝達物質
レセプターを含めてもこれまでにない。
However, the analysis of the interaction with the ligand has been performed only for the entire receptor, and the analysis performed using only the N-terminal extracellular site includes the analysis including other neurotransmitter receptors. But never before.

[課題を解決するための手段] そこで、本発明者らは、ウシGABAA受容体αサブユニ
ット、βサブユニット、およびラットグリシン受容体α
サブユニットの各々のN末端細胞外部位を、初めて大腸
菌によって生産させることに成功し、本発明を完成する
に至った。
[Means for Solving the Problems] Accordingly, the present inventors have developed a bovine GABA A receptor α subunit, a β subunit, and a rat glycine receptor α.
The N-terminal extracellular site of each of the subunits was successfully produced by E. coli for the first time, and the present invention was completed.

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

まず、本発明において用いるウシGABAA受容体αサブ
ユニット、βサブユニットおよび、ラットグリシン受容
体αサブユニットの各々のcDNA断片は、例えば以下のよ
うな方法によって調製される。
First, cDNA fragments of the bovine GABA A receptor α subunit, β subunit and rat glycine receptor α subunit used in the present invention are prepared, for example, by the following method.

ウシの脳およびラットの脊髄から、チオシアン酸グア
ニジン−塩化リチウム法[カサラ(cathala)ら、DNA
(ディー エヌ エー)、、329、(1983)]に従い
ポリ(A)を有するRNAを調製し、そのポリ(A)RNAを
用いアマーシャム社製のcDNA合成システムキットを用
い、その説明書に従いcDNAを合成し、さらに、PCR法[S
cience(サイエンス)、230、1350(1985)]により、
各々のサブユニットのcDNA断片を増幅する。そのもの
を、例えばプラスミドベクターpUC19やpBluescript SK
(+)に挿入する。
From bovine brain and rat spinal cord, guanidine thiocyanate-lithium chloride method [cathala et al., DNA
(D.N.A.), 2 , 329, (1983)], preparing RNA having poly (A), using the poly (A) RNA, using a cDNA synthesis system kit manufactured by Amersham, and following the instructions. , And the PCR method [S
cience, 230 , 1350 (1985)]
The cDNA fragment of each subunit is amplified. For example, the plasmid vector pUC19 or pBluescript SK
Insert (+).

その様にして得られたウシGABAA受容体αサブユニッ
ト、βサブユニットおよび、ラットグリシン受容体αサ
ブユニットの各々のcDNA断片を用い、その成熟型蛋白質
のN末端細胞外部位をコードする領域を、その3′末端
に終止コドンを付け加えさらにPCR法によって増幅し、
大腸菌での発現プラスミドベクターにこれを挿入して、
大腸菌での生産に用いる。
Using the thus obtained cDNA fragments of the bovine GABA A receptor α subunit, β subunit, and rat glycine receptor α subunit, a region encoding the N-terminal extracellular site of the mature protein Was added with a stop codon at its 3 'end and further amplified by PCR,
Insert this into an E. coli expression plasmid vector,
Used for production in E. coli.

大腸菌での発現プラスミドベクターは、プロモーター
としてtacプロモーターを使用し、その下流にリボソー
ム結合配列を導入する。かかるリボソーム結合配列とし
ては、例えば大腸菌のリボソーム結合配列のコンセンサ
ス配列を化学合成したものが使用できる。また更にその
下流に分泌用シグナルペプチドとして大腸菌外膜蛋白質
OmpFのシグナルペプチドの配列を導入する。
Expression plasmid vectors in E. coli use the tac promoter as the promoter and introduce a ribosome binding sequence downstream thereof. As such a ribosome binding sequence, for example, a chemically synthesized consensus sequence of a ribosome binding sequence of Escherichia coli can be used. Escherichia coli outer membrane protein as a signal peptide for secretion further downstream
Introduce the sequence of the signal peptide of OmpF.

本発明においては、前記式(I)〜式(III)の塩基
配列で表わされる目的蛋白質をコードする遺伝子は、該
OmpFシグナルペプチドとの融合蛋白質として得られるよ
うに連結する。
In the present invention, the gene encoding the target protein represented by the nucleotide sequences of the formulas (I) to (III) is
Ligation is performed so as to obtain a fusion protein with the OmpF signal peptide.

この様にして得られた発現プラスミドを、例えば大腸
菌MC1061に導入し、その形質転換体を、バクトペプトン
ブロス中で常法に従い培養することによって目的の蛋白
質を生産させることができる。
The expression plasmid thus obtained is introduced into, for example, Escherichia coli MC1061, and the transformant is cultured in a bactopeptone broth according to a conventional method to produce a target protein.

[実施例] 以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する
が、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施例
により限定されない。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.

実施例1 大腸菌外膜蛋白質OmpFシグナルペプチドを用いたウシの
脳GABAA受容体α、βサブユニットN末端細胞外部位の
大腸菌における分泌生産 1)ウシの脳からのGABAA受容体α、βサブユニットcDN
Aのクローニング 1−1)ウシの脳からのポリ(A)RNAの調製とcDNAの
合成 ウシの脳よりチオシアン酸グアニジン−塩化リチウム
法(前述)に従いポリ(A)を有するRNAを下記のごと
く調製した。
Example 1 Bovine brain GABA A receptor α, β subunit secretion production in E. coli at N-terminal extracellular site using E. coli outer membrane protein OmpF signal peptide 1) GABA A receptor α, β subunit from bovine brain Unit cDN
Cloning of A 1-1) Preparation of poly (A) RNA from bovine brain and synthesis of cDNA RNA containing poly (A) is prepared from bovine brain according to the guanidine thiocyanate-lithium chloride method (described above) as follows. did.

ウシより脳20gを摘出し、直ちに液体窒素にて凍結し
た。このものを液体窒素とともに、ワーディングブレン
ダーにいれ、3,000r.p.m.2分間にて粉砕した。このもの
を5Mチオシアン酸グアニジン、10mM EDTA、50mMトリス
−塩酸(pH7)及び8%β−メルカプトエタノールから
なる溶液100ml中でホモゲナイザー(500r.p.m.)にて更
に破砕し、可溶化した。この可溶化物20mlを遠心管中の
5.7M塩化セシウム溶液10ml上に静かに乗せ、日立RPS28-
2ローターにて27,000r.p.m.20時間遠心分離後RNAを沈澱
として回収した。このRNAの沈澱を0.1%ラウリル硫酸ナ
トリウム、1mM EDTA、10mMトリス−塩酸(pH7.5)から
なる溶液10mlに溶解しフェノール−クロロホルムで抽出
後、エタノール沈澱により回収した。得られたRNA約3.9
5mgを10mMトリス−塩酸(pH8.0)及び1mM EDTAからなる
溶液1mlに溶かした。65℃、5分間保温し、0.1mlの5M食
塩を加えた。混合物をオリゴdTセルロースカラム(PLバ
イオケミカル社)クロマトグラフィー(カラム体積0.5m
l)にかけた。
20 g of brain was excised from cattle and immediately frozen in liquid nitrogen. This was put in a warding blender together with liquid nitrogen and pulverized at 3,000 rpm for 2 minutes. This was further crushed with a homogenizer (500 rpm) in 100 ml of a solution consisting of 5 M guanidine thiocyanate, 10 mM EDTA, 50 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7) and 8% β-mercaptoethanol, and solubilized. Transfer 20 ml of this lysate into a centrifuge tube.
Gently put on 10 ml of 5.7M cesium chloride solution, Hitachi RPS28-
After centrifugation at 27,000 rpm for 20 hours using two rotors, RNA was recovered as a precipitate. The RNA precipitate was dissolved in 10 ml of a solution containing 0.1% sodium lauryl sulfate, 1 mM EDTA, and 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.5), extracted with phenol-chloroform, and recovered by ethanol precipitation. About 3.9 of obtained RNA
5 mg was dissolved in 1 ml of a solution consisting of 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.0) and 1 mM EDTA. The mixture was kept at 65 ° C. for 5 minutes, and 0.1 ml of 5M salt was added. The mixture is chromatographed on an oligo dT cellulose column (PL Biochemical) with a column volume of 0.5 m.
l).

吸着したポリ(A)RNAを1mM EDTA、10mMトリス−塩
酸(pH7.5)からなる溶液で溶出し、ポリ(A)を有す
るmRNA約100μgを得た。
The adsorbed poly (A) RNA was eluted with a solution containing 1 mM EDTA and 10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.5) to obtain about 100 μg of poly (A) -containing mRNA.

上記のごとく分離精製したポリ(A)mRNAを用いアマ
ーシャム社製のcDNA合成システムキットを用い、その説
明書に従いcDNAを合成した。
Using poly (A) mRNA separated and purified as described above, cDNA was synthesized according to the instructions using a cDNA synthesis system kit manufactured by Amersham.

1−2)PCR法によるウシGABAA受容体α、βサブユニッ
トcDNAの増幅 次に、Schofieldらによって決定されたGABAA受容体
α、βサブユニットのcDNAの塩基配列[Nature(ネイチ
ャー)、328、221(1987)]をもとに、4種の17塩基の
合成プライマー1〜4(図1)をApplied Biosystem
(アプライド バイオシステム)社製のDNA合成機 380
A型によって合成した。
1-2) Amplification of cDNA of bovine GABA A receptor α, β subunit by PCR method Next, the nucleotide sequence of cDNA of GABA A receptor α, β subunit determined by Schofield et al. [Nature, 328 , 221 (1987)] and four 17-base synthetic primers 1-4 (FIG. 1) were applied to Applied Biosystem.
(Applied Biosystems) DNA Synthesizer 380
Synthesized by Form A.

1−1)で作成したcDNAを鋳型とし、プライマー1と
2、及びプライマー3と4を用いてPCR法[Science(サ
イエンス)、230、1350(1985)]によりGABAA受容体
α、βサブユニットの各々のcDNA断片(αサブユニッ
ト;約1.7kbpとβサブユニット;約1.4kbp)を増幅した
(図2)。その際のPCRは、10ngのcDNAと、それぞれ30p
molsのプライマーを用い、100μlの系で94℃:1分間
熱変性、52℃:2分間、アニーリング、72℃:3分間 相補
鎖の合成を1サイクルとし、合計25サイクルを行った。
Using the cDNA prepared in 1-1) as a template, the GABA A receptor α and β subunits by PCR using primers 1 and 2 and primers 3 and 4 [Science 230 , 1350 (1985)] Were amplified (α subunit; about 1.7 kbp and β subunit; about 1.4 kbp) (FIG. 2). The PCR at that time was 10 ng of cDNA and 30 p
Using mols primers, 94 ° C for 1 minute in 100 μl system
Heat denaturation, 52 ° C: 2 minutes, annealing, 72 ° C: 3 minutes Complementary strand synthesis was defined as one cycle, and a total of 25 cycles were performed.

以下、DNA断片の切断、修飾、およびライゲーション
は、酵素に付属した説明書の条件によって行い、大腸菌
の形質転換、大腸菌からのプラスミドDNAの調製、DNAの
電気泳動、およびアガロースゲルからの分離・精製は、
Maniatisらのまとめた常法[Molecular Cloning、Cold
Spring Harbor laboratory Press(モレクラー クロー
ニング、コールド スプリング ハーバー ラボラトリ
ー プレス)(1989)]に従って行った。
In the following, DNA fragment cleavage, modification, and ligation are performed according to the instructions provided with the enzyme, transformation of E. coli, preparation of plasmid DNA from E. coli, electrophoresis of DNA, and separation and purification from agarose gel. Is
Maniatis and colleagues [Molecular Cloning, Cold
Spring Harbor laboratory Press (Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press) (1989)].

さらに、それらの2つの断片を、1%アガロースゲル
電気泳動によって、常法に従いそれぞれ分離精製した。
得られたDNA断片のうち1μgを、T4 DNA ポリメラー
ゼ緩衝液(50mMトリス−HCl(pH8.5)、7mM 塩化マグ
ネシウム15mM 硫酸アンモニウム 10mM 2−メルカプト
エタノール、0.1μM EDTA、33μM dNTP)に溶解し、4
ユニットのT4 DNA ポリメラーゼ(東洋紡績社製)を加
えた20μlの混合液を37℃、30分間インキュベートする
ことにより、そのDNA末端を平滑化した。さらに、70μ
lの水と、100μlのフェノール−クロロホルムを加え
てvortexによりかくはんし、12,000gで5分間遠心した
後、その上清を分取し(フェノール−クロロホルム抽
出)、1/10量の3M 酢酸ナトリウム(pH5.2)と2.5倍量
のエタノールを加えて−20℃で20分間インキュベートし
た後、12,000gで、15分間遠心し、沈澱をさらに70%エ
タノールによってリンスして乾燥させ(エタノール沈
澱)、20μlの水に溶解した。このものを、各々、αサ
ブユニット;フラグメント1液、βサブユニット;フラ
グメント2液とする。
Further, these two fragments were separated and purified by 1% agarose gel electrophoresis according to a conventional method.
One μg of the obtained DNA fragment was dissolved in T4 DNA polymerase buffer (50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 7 mM magnesium chloride, 15 mM ammonium sulfate, 10 mM 2-mercaptoethanol, 0.1 μM EDTA, 33 μM dNTP), and
The DNA termini were blunted by incubating 20 μl of the mixture containing the unit of T4 DNA polymerase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) at 37 ° C. for 30 minutes. In addition, 70μ
l of water and 100 µl of phenol-chloroform were added thereto, and the mixture was stirred by vortex. After centrifugation at 12,000 g for 5 minutes, the supernatant was separated (phenol-chloroform extraction) and 1/10 volume of 3M sodium acetate ( pH 5.2) and 2.5 volumes of ethanol were added, incubated at -20 ° C for 20 minutes, centrifuged at 12,000 g for 15 minutes, and the precipitate was further rinsed with 70% ethanol and dried (ethanol precipitate). Dissolved in water. These are referred to as α subunit; fragment 1 solution, β subunit; fragment 2 solution, respectively.

1−3)ウシGABAA受容体αサブユニットcDNAのプラス
ミドベクターpBluescriptへの挿入 次に、まず、プラスミドベクターpUC19(東洋紡績
社)中の制限酵素SmaI部位を切断するために、1μg
のpUC19を緩衝液[10mM トリス−HCl(pH7.5)、7mM
塩化マグネシウム 20mM 塩化カリウム 7mM 2−メル
カプトエタノール]20μlに溶かし、10ユニットのSma
I(東洋紡績社製)を加え、37℃ 2時間インキュベー
トし、フェノール−クロロホルム抽出、エタノール沈澱
して乾燥させ10μlの水に溶解した。このDNA溶液1μ
lと上記1−2)で得られたフラグメント1液10μlを
緩衝液TL[6.6mM トリス−HCl(pH7.6)、6.6mM 塩化
マグネシウム 10mM ジチオスレイトール(以下、DTT
と略記する)、66μM ATP」20μlの系となるように溶
かし、T4 DNAリガーゼ(東洋紡績社製)5ユニットを加
え、14℃で一夜ライゲーションした。さらに、それを用
いて大腸菌JM109(宝酒造社製)を説明書にしたがって
形質転換した。
1-3) Insertion of Bovine GABA A Receptor α Subunit cDNA into Plasmid Vector pBluescript Next, in order to cut the restriction enzyme Sma I site in plasmid vector pUC19 (Toyobo), 1 μg
PUC19 in a buffer [10 mM Tris-HCl (pH 7.5), 7 mM
Magnesium chloride 20 mM potassium chloride 7 mM 2-mercaptoethanol] dissolved in 20 μl, 10 units of Sma
I (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was added, the mixture was incubated at 37 ° C. for 2 hours, extracted with phenol-chloroform, precipitated with ethanol, dried and dissolved in 10 μl of water. 1μ of this DNA solution
l and 10 µl of the fragment 1 solution obtained in the above 1-2) were added to a buffer TL [6.6 mM Tris-HCl (pH 7.6), 6.6 mM magnesium chloride 10 mM dithiothreitol (hereinafter referred to as DTT).
), And the mixture was ligated overnight at 14 ° C with 5 units of T4 DNA ligase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.). Further, Escherichia coli JM109 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was used to transform it according to the instructions.

次に、その形質転換体からプラスミドDNAを常法に従
って調製した。その挿入断片の1.7kbp[SmaI(挿入断
片中)−EcoRI(pUC19断片中)]断片を得るために、3
μgのプラスミドDNAをSmaI緩衝液20μlに溶かし、Sm
aI 10ユニットを加え、37℃ 2時間インキューベート
した。このものを、エタノール沈殿し、緩衝液H[100m
M 塩化ナトリウム、50mM トリス−HCl(pH7.5)、10m
M 塩化マグネシウム 1mM DTT 20μlの系に溶かし、E
coRI(東洋紡績社製)10ユニットを加え、37℃ 2時間
インキュベートして完全消化した。得られた反応液を1
%アガロースゲルにて電気泳動し、常法に従い、1.7kbp
のDNA断片を分離精製し、水20μlに溶かしてA液を得
た。
Next, plasmid DNA was prepared from the transformant according to a conventional method. Its insert fragment 1.7 kbp - in order to obtain [Sma I (in insert) Eco RI (in pUC19 fragment) fragment, 3
dissolved μg of plasmid DNA to Sma I buffer 20 [mu] l, Sm
a I 10 units was added and 37 ° C. 2 hours incubated. This was precipitated with ethanol and buffer H [100m
M sodium chloride, 50mM Tris-HCl (pH7.5), 10m
M Magnesium chloride 1 mM DTT Dissolve in 20 μl system, E
co RI (Toyobo Co., Ltd.) 10 units was added, was completely digested by incubating 37 ° C. 2 hours. The obtained reaction solution is
% Agarose gel and electrophoresed at 1.7 kbp according to the standard method.
Was separated and purified, and dissolved in 20 μl of water to obtain solution A.

別に、1μgのプラスミドベクターpBluescript SK
(+)(Stratagene社)のSmaI部位、EcoRI部位を上記
と同様10ユニットずつの酵素にて切断し、フェノール−
クロロホルム抽出、エタノール沈澱を行い、水10μlに
溶解しB液を得た。A液10μlとB液1μlを緩衝液T
L、20μlの系となるようにし、T4 DNAリガーゼ(東洋
紡績社製)5ユニットを加え、14℃で一夜ライゲーショ
ンし、このものを用いて大腸菌JM109を説明書に従い形
質転換した。その形質転換体より、プラスミドDNAを常
法に従がって調製しpGABAIを得た(図3−A)。
Separately, 1 μg of the plasmid vector pBluescript SK
(+) The Sma I site and the Eco RI site of (Stratagene) were cleaved with 10 units of enzyme in the same manner as above, and phenol-
Extraction with chloroform and ethanol precipitation were carried out and dissolved in 10 μl of water to obtain solution B. Add 10 μl of solution A and 1 μl of solution B to buffer T
L, 20 μl of the system, 5 units of T4 DNA ligase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) were added, ligated at 14 ° C. overnight, and Escherichia coli JM109 was transformed with this according to the instructions. Plasmid DNA was prepared from the transformant according to a conventional method to obtain pGABAI (FIG. 3-A).

1−4)ウシGABAA受容体βサブユニットcDNAの、プラ
スミドベクターpBluescriptへの挿入 1μgのpBluescript SK(+)を、SmaI緩衝液20μ
lに溶かし、10ユニットのSmaIを加えて37℃2時間イ
ンキュベートして完全消化し、さらにフェノール−クロ
ロホルム抽出、エタノール沈澱し、水10μlに溶解し
た。このうち1μlと上記1−2)で得られたフラグメ
ント2液10μlを前述と同様の条件でライゲーション
し、それを用いて大腸菌JM109を説明書にしたがって形
質転換した。この形質転換体よりプラスミドDNAを常法
に従って調製し、プラスミドpGABAIIを得た(図3−
B)。
1-4) Insertion of bovine GABA A receptor β subunit cDNA into plasmid vector pBluescript 1 μg of pBluescript SK (+) was added to SmaI buffer 20 μl.
dissolved in l, and incubated for 10 units 37 ° C. 2 hours added Sma I of completely digested, further phenol - chloroform extraction and ethanol precipitation, and dissolved in water 10 [mu] l. Of these, 1 μl and 10 μl of the fragment 2 solution obtained in the above 1-2) were ligated under the same conditions as described above, and Escherichia coli JM109 was transformed using the ligation according to the instructions. Plasmid DNA was prepared from the transformant according to a conventional method to obtain plasmid pGABAII (FIG. 3).
B).

以上のプラスミドpGABAIとpGABAIIの挿入断片の5′
末端、3′末端の30塩基対の塩基配列をダイデオキシ
チェーン ターミネイション法によって調べた結果、Sc
hofieldらによって決定されたGABAA受容体α、βサブユ
ニットのcDNAの塩基配列[Nature(ネイチャー)、32
8、221(1987)]と一致した。
5 'of the inserted fragment of the above plasmids pGABAI and pGABAII
Dideoxy at the base sequence of 30 base pairs at the terminal and 3 'end
As a result of the investigation by the chain termination method, Sc
The nucleotide sequence of the cDNA of the GABA A receptor α and β subunits determined by hofield et al. [Nature, 32
8 , 221 (1987)].

2)ウシGABAA受容体α、βサブユニットN末端細胞外
部位の発現プラスミドの構築 2−1)ウシGABAA受容体αサブユニットN末端細胞外
部位の発現プラスミドの構築(図4参照) GABAA受容体αサブユニットの成熟型蛋白質N末端細
胞外部位225アミノ酸残基をコードする領域にその3′
末端に終止コドンを付加するようにDNA断片をPCR法で増
幅するために、合成プライマー5(図1参照)と合成プ
ライマー6(図1)をApplied Biosystem(アプライド
バイオシステム)社製のDNA合成機380A型によって合
成した。
2) Construction of an expression plasmid at the N-terminal extracellular site of bovine GABA A receptor α and β subunits 2-1) Construction of an expression plasmid at the N-terminal extracellular site of bovine GABA A receptor α subunit (see FIG. 4) The region encoding the 225 amino acid residue at the N-terminal extracellular position of the mature protein of the A receptor α subunit is 3 ′
In order to amplify a DNA fragment by a PCR method so that a termination codon is added to the end, a synthetic primer 5 (see FIG. 1) and a synthetic primer 6 (FIG. 1) are used in a DNA synthesizer manufactured by Applied Biosystem (Applied Biosystem). Synthesized by Model 380A.

1)で得られたプラスミドpGABAIを鋳型とし、プライ
マー5、6を用いて、PCR法によりN末端細胞外部位のc
DNAの増幅を行った。PCR法の条件を以下に示す。プラス
ミドDNA 10ng、プライマー各々30pmolsを含む100μlの
系で、94℃ 1分間 熱変性、55℃ 2分間アニーリン
グ、72℃ 3分間 相補鎖の合成を1サイクルとし、20
サイクル行った。このものを、1%アガロースゲル電気
泳動によって、分離、精製し、さらに、緩衝液L[10mM
トリス−HCl(pH7.5)、10mM 塩化マグネシウム、1m
M DTT]に溶かして10ユニットのKpnI(東洋紡績社製)
を加えて37℃、2時間インキュベートして完全消化し、
フェノール−クロロホルム抽出、エタノール沈澱して、
10μlの水に溶かした。さらに、上記1−2)で行った
のと同じ条件で、T4 DNA ポリメラーゼで3′突出末端
を平滑化し、フェノール抽出、エタノール沈澱した、さ
らに、緩衝液TL20μlに溶かして、制限酵素BglII(東
洋紡績社製)10ユニットを加え、37℃、2時間インキュ
ベートによって完全消化し、フェノール抽出、エタノー
ル沈澱して、フラグメント3を得た。
Using the plasmid pGABAI obtained in 1) as a template and primers 5 and 6, the c-terminal
DNA amplification was performed. The conditions of the PCR method are shown below. In a 100 μl system containing 10 ng of plasmid DNA and 30 pmols of each primer, heat denaturation at 94 ° C. for 1 minute, annealing at 55 ° C. for 2 minutes, and synthesis at 72 ° C. for 3 minutes.
Cycled. This was separated and purified by 1% agarose gel electrophoresis, and furthermore, buffer L [10 mM
Tris-HCl (pH7.5), 10mM magnesium chloride, 1m
M DTT] and 10 units of Kpn I (Toyobo Co., Ltd.)
And incubate at 37 ° C for 2 hours for complete digestion.
Phenol-chloroform extraction, ethanol precipitation,
Dissolved in 10 μl of water. Furthermore, under the same conditions as performed in the above 1-2), and smooth the 3 'overhang with T4 DNA polymerase, phenol extracted, ethanol precipitated, further dissolved in buffer TL20myueru, restriction enzyme Bgl II (Toyo 10 units were added thereto, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 2 hours to completely digest, and then subjected to phenol extraction and ethanol precipitation to obtain fragment 3.

別に、発現用プラスミドベクターpUSFA[Appl.Microb
iol.Biotechnol.(アプライド マイクロバイオロジカ
ル バイオテクノロジー)31、253-528(1989)]を同
様に、KpnIによる切断、T4 DNA ポリメラーゼによる
3′突出末端の平滑化、BglIIによる切断を行い、フラ
グメント4を得た。
Separately, an expression plasmid vector pUSFA [Appl. Microb
Iol.Biotechnol. (Applied Microbiology logical Biotechnology) 31, similarly 253-528 (1989)], subjected cleavage by Kpn I, smoothing of 3 'protruding terminus by T4 DNA polymerase, cleavage by Bgl II, fragment 4 was obtained.

フラグメント3とフラグメント4を緩衝液TL[66mM
トリス−HCl(pH7.6)、6.6mM 塩化マグネシウム 10m
M DTT、66μM ATP]20μlの系となるように溶かし、T4
DNAリガーゼ(東洋紡績社製)5ユニットを加え、14℃
で一夜ライゲーションした。さらに、このものを常法に
したがって大腸菌MC1061に導入した。この形質転換体よ
り、プラスミドDNAを調製し、pGABAINを得た(図4)。
Fragment 3 and Fragment 4 were added to buffer TL [66 mM
Tris-HCl (pH7.6), 6.6mM magnesium chloride 10m
M DTT, 66 μM ATP]
Add 5 units of DNA ligase (Toyobo Co., Ltd.), 14 ℃
Ligation overnight. This was further introduced into Escherichia coli MC1061 according to a conventional method. Plasmid DNA was prepared from this transformant to obtain pGABAIN (FIG. 4).

2−2)ウシGABAA受容体βサブユニットN末端細胞外
部位の発現プラスミドの構築(図5参照)。
2-2) Construction of expression plasmid for N-terminal extracellular site of bovine GABA A receptor β subunit (see FIG. 5).

GABAA受容体βサブユニットの成熟型蛋白質N末端細
胞外部位220アミノ酸残基をコードする領域にその3′
末端に終止コドンを付加し、さらに挿入断片中の360塩
基めからのKpnI部位(5′−GGTACC−3′)を
((5′−GGTCCC−3′)に変異するようにDNA断片をP
CR法で増幅するために、4種の合成プライマー7〜10
(図1)をApplied Biosystem(アプライド バイオシ
ステム)社製のDNA合成機380A型によって合成した。
GABA A receptor β subunit mature protein N-terminal extracellular region coding for 220 amino acid residues 3 '
Adding a stop codon at the end, further DNA fragments to mutated Kpn I site 'a ((5'-GGTCCC-3 ( 5'-GGTACC-3)' to) from 360 bases Me in the insert P
To amplify by the CR method, four synthetic primers 7 to 10
(FIG. 1) was synthesized using a DNA synthesizer Model 380A manufactured by Applied Biosystem.

pGABA IIを鋳型としてPCRを行い、合成プライマー
7、8によってフラグメント5を、合成プライマー9、
10によってフラグメント6を得た。PCR法の条件を以下
に示す。プラスミドDNA 10ng、プライマー各々30pmols
を含む100μlの系で、94℃ 1分間 熱変性、55℃
2分間アニーリング、72℃ 3分間 相補鎖の合成を1
サイクルとし、20サイクル行った。このものを、1%ア
ガロースゲル電気泳動し、フラグメント5、6を分離、
精製した。
PCR was performed using pGABA II as a template, and fragment 5 was synthesized with synthetic primers 7 and 8,
10 gave fragment 6. The conditions of the PCR method are shown below. Plasmid DNA 10ng, primers 30pmols each
Heat denaturation at 94 ° C for 1 minute in a 100 µl system containing
Annealing for 2 minutes, 72 ° C for 3 minutes Synthesis of complementary strand 1
The cycle was performed for 20 cycles. This was subjected to 1% agarose gel electrophoresis, and fragments 5 and 6 were separated.
Purified.

さらに、フラグメント5、6とプライマー7、10を用
い、同様の条件でPCR法を行い、フラグメント7を得
た。
Furthermore, PCR was performed under the same conditions using fragments 5 and 6 and primers 7 and 10 to obtain fragment 7.

このフラグメント7と上記2−1)で調製したフラグ
メント4を緩衝液TL[66mM トリス−HCl(pH7.6)、6.
6mM 塩化マグネシウム 10mM DTT、66μM ATP]20μl
の系となるように溶かし、T4 DNAリガーゼ(東洋紡績社
製)5ユニットを加え、14℃で一夜ライゲーションし
た。さらに、このものを用いて大腸菌MC1061を常法に従
って形質転換した。
This fragment 7 and the fragment 4 prepared in 2-1) were mixed with a buffer TL [66 mM Tris-HCl (pH 7.6), 6.
6mM magnesium chloride 10mM DTT, 66μM ATP] 20μl
, And 5 units of T4 DNA ligase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was added, followed by ligation at 14 ° C. overnight. Furthermore, Escherichia coli MC1061 was transformed using this product according to a conventional method.

この形質転換体から常法に従ってプラスミドDNAを調
製しpGABAIINを得た(図5)。
Plasmid DNA was prepared from the transformant according to a conventional method to obtain pGABAIIN (FIG. 5).

3)GABAA受容体α、βサブユニットN末端細胞外部位
の大腸菌での発現 3−1)ウシGABAA受容体αサブユニットN末端細胞外
部位の分泌生産 pGABAINを保持した大腸菌MC1061[Journal of Bacter
iology(ジャーナル オブ バクテリオロジー)143
2、971-980(1980)]をバクトペプトン ブロス(水
1中、バクトペプトン20g、塩化ナトリウム10g、グリ
セロール2g、チアミン1.6mg、アンピシリン40mg)に
て、30℃で一夜培養した。この培養液を100倍の希釈と
なるように新しいバクトペプトン ブロス100mlに移
し、30℃にて7時間培養し、次にプラスミド上のtacプ
ロモーターの誘導物質であるイソプロピル−β−D−チ
オガラクトピラノシド(以下、IPTGと略す)を1mMの濃
度となるように加えてGABAA受容体αサブユニットN末
端細胞外部位の分泌生産を誘導し、さらに、30℃にて15
時間培養した。その後、遠心分離(7,000r.p.m.で10分
間)を行い、集菌した。さらに、10mlの緩衝液[20%
シュクロース、30mM トリス−HCl(pH8.0)、1mM EDT
A]に懸濁し、その中の8μlをSDSポリアクリルアミド
ゲル電気泳動にかけたところ、著量のGABAA受容体αサ
ブユニットN末端細胞外部位が、生産されていることが
確認された。
3) Expression of GABA A receptor α and β subunit N-terminal extracellular site in E. coli 3-1) Bovine GABA A receptor α subunit N-terminal extracellular site secretory production E. coli MC1061 carrying pGABAIN [Journal of Bacter
iology (Journal of Bacteriology) 143 ,
2, 971-980 (1980)] was cultured overnight at 30 ° C. in bactopeptone broth (20 g of bactopeptone, 10 g of sodium chloride, 2 g of glycerol, 1.6 mg of thiamine and 40 mg of ampicillin in water 1). This culture solution was transferred to 100 ml of a new bactopeptone broth at a dilution of 100-fold and cultured at 30 ° C. for 7 hours, and then isopropyl-β-D-thiogalactopyrase, an inducer of the tac promoter on the plasmid. Nosid (hereinafter, abbreviated as IPTG) was added to a concentration of 1 mM to induce secretory production of the GABA A receptor α-subunit N-terminal extracellular site.
Cultured for hours. Thereafter, the cells were centrifuged (at 7,000 rpm for 10 minutes) to collect the bacteria. In addition, 10 ml of buffer [20%
Sucrose, 30 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDT
A], and 8 μl of the suspension was subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis. As a result, it was confirmed that a considerable amount of extracellular N-terminal GABA A receptor α subunit was produced.

3−2)ウシGABAA受容体βサブユニットN末端細胞外
部位の分泌生産 pGABAIINを保持した大腸菌MC1061を上記のバクトペプ
トン ブロスにて、30℃で一晩培養した。この培養液を
100倍の希釈となるように新しいバクトペプトン ブロ
ス100mlに移し、30℃にて7時間培養し、次にIPTGを1mM
の濃度となる様に加えてGABAA受容体βサブユニットN
末端細胞外部位の分泌生産を誘導し、さらに、30℃、37
℃、42℃の3種の温度にて、15時間培養した。その後、
遠心分離(7,000rpnで10分間)を行い、集菌した。さら
に、10mlの緩衝液[20% シュクロース、30mM トリス
−HCl(pH8.0)、1mM EDTA]に懸濁し、その中の8μl
をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけたとこ
ろ、著量のGABAA受容体βサブユニットN末端細胞外部
位が、生産されていることが確認された。
3-2) Secretory Production of N-Terminal Extracellular Site of Bovine GABA A Receptor β Subunit Escherichia coli MC1061 carrying pGABAIIN was cultured overnight at 30 ° C. in the above bactopeptone broth. This culture
Transfer to a new 100 ml of Bacto-peptone broth at 100-fold dilution and incubate at 30 ° C for 7 hours, then add IPTG to 1 mM
GABA A receptor β subunit N
Induces secretory production in the extracellular position of the terminal cells.
The culture was carried out at three different temperatures of 15 ° C. and 42 ° C. for 15 hours. afterwards,
The cells were centrifuged (at 7,000 rpn for 10 minutes) and collected. Further, the suspension was suspended in 10 ml of a buffer [20% sucrose, 30 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA], and 8 μl of the suspension was added.
Was subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis, and it was confirmed that a significant amount of the GABA A receptor β subunit N-terminal extracellular site was produced.

[実施例2] 大腸菌外膜蛋白質OmpFシグナルペプチドを用いたラッ
ト脊髄 グリシン受容体αサブユニットN末端細胞外部
位の大腸菌における分泌生産 1)ラット、脊髄からのグリシン受容体αサブユニット
cDNAのクローニング 1−1)ラット、脊髄からのポリ(A)RNAの調製とcDN
Aの合成 ラット、脊髄よりチオシアン酸グアニジン−塩化リチ
ウム法[カサラ(cathala)ら、DNA(ディー エヌ エ
ー)、、329、(1983)]に従いポリ(A)を有するR
NAを下記のごとく調製した。
[Example 2] Rat spinal cord glycine receptor α subunit using Escherichia coli outer membrane protein OmpF signal peptide Secretory production in E. coli of N-terminal extracellular site 1) Glycine receptor α subunit from rat and spinal cord
Cloning of cDNA 1-1) Preparation of poly (A) RNA from rat and spinal cord and cDN
Synthesis of A From rats and spinal cords, R-containing poly (A) according to the guanidine thiocyanate-lithium chloride method [cathala et al., DNA (DNA), 2 , 329, (1983)].
NA was prepared as described below.

ラットより脊髄10gを摘出し、直ちに液体窒素にて凍
結した。このものを液体窒素とともに、ワーデイングブ
レンダーにいれ、3,000r.p.m.2分間にて粉砕した。この
ものを5Mチオシアン酸グアニジン、10m MEDTA、50mM
トリス塩酸(pH7)及び8%β−メルカプトエタノール
からなる溶液100ml中でホモゲナイザー(500r.p.m.)に
て更に破砕し、可溶化した。この可溶化20mlを遠心管中
の5.7M 塩化セシウム溶液10ml上に静かに乗せ、日立RP
S28-2ローターにて27,000r.p.m.20時間遠心後RNAを沈澱
として回収した。このRNAの沈澱を0.1%ラウリル硫酸ナ
トリウム、1m MEDTA、10mMトリス塩酸(pH7.5)からな
る溶液10mlに溶解しフェノール−クロロホルムで抽出
後、エタノール沈澱により回収した。得られたRNA約3.9
5mgを10mMトリス塩酸(pH8.0)及び1mM EDTAからなる溶
液1mlに溶かした。65℃、5分間保温し0.1mlの5M食塩を
加えた。混合物をオリゴdTロースカラム(PLバイオケミ
カル社)クロマトグラフィー(カラム体積0.5ml)にか
けた。吸着したポリ(A)RNAを1mM EDTA、10mM トリ
ス塩酸(pH7.5)からなる溶液で溶出しポリ(A)を有
するmRNA 約100μgを得た。
10 g of spinal cord was excised from the rat and immediately frozen in liquid nitrogen. This was put in a wording blender together with liquid nitrogen and crushed at 3,000 rpm for 2 minutes. This was prepared using 5M guanidine thiocyanate, 10mM MEDTA, 50mM
The mixture was further crushed with a homogenizer (500 rpm) in 100 ml of a solution composed of Tris-hydrochloric acid (pH 7) and 8% β-mercaptoethanol, and solubilized. 20 ml of the solubilized solution is gently placed on 10 ml of a 5.7M cesium chloride solution in a centrifuge tube.
After centrifugation at 27,000 rpm for 20 hours in an S28-2 rotor, the RNA was recovered as a precipitate. This RNA precipitate was dissolved in 10 ml of a solution containing 0.1% sodium lauryl sulfate, 1 mM MEDTA, and 10 mM Tris-HCl (pH 7.5), extracted with phenol-chloroform, and recovered by ethanol precipitation. About 3.9 of obtained RNA
5 mg was dissolved in 1 ml of a solution consisting of 10 mM Tris-HCl (pH 8.0) and 1 mM EDTA. After keeping the temperature at 65 ° C. for 5 minutes, 0.1 ml of 5M salt was added. The mixture was applied to an oligo dT-rose column (PL Biochemical) chromatography (column volume 0.5 ml). The adsorbed poly (A) RNA was eluted with a solution containing 1 mM EDTA and 10 mM Tris-HCl (pH 7.5) to obtain about 100 μg of poly (A) -containing mRNA.

上記のごとく分離精製したポリ(A)mRNAを用いアマ
ーシャム社製のcDNA合成システムキットを用い、その説
明書に従いcDNAを合成した。
Using poly (A) mRNA separated and purified as described above, cDNA was synthesized according to the instructions using a cDNA synthesis system kit manufactured by Amersham.

1−2)PCR法によるラット グリシン受容体αサブユ
ニットcDNAの増幅 Grennininlohらよって決定されたグリシン受容体αサ
ブユニットcDNAの塩基配列[Nature(ネイチャー)、32
8、215(1987)]をもとに、2種の17塩基のプライマー
11、12(図1)をApplied baiosystem(アプライド バ
イオシステム)社製のDNA合成機380A型によって合成し
た。
1-2) Amplification of rat glycine receptor α-subunit cDNA by PCR method Base sequence of glycine receptor α-subunit cDNA determined by Grennininloh et al. [Nature, 32
8 , 215 (1987)] and two 17-base primers
11 and 12 (FIG. 1) were synthesized using a DNA synthesizer model 380A manufactured by Applied baiosystem (Applied Biosystem).

1−1)で作成したcDNAを鋳型とし、プライマー11と12
を用いてPCR法[Science(サイエンス)、230、1350(1
985)]によりグリシン受容体αサブユニットのcDNA断
片(約1.3kbp)を増幅した(図6)。
Using the cDNA prepared in 1-1) as a template, primers 11 and 12
PCR [Science 230 , 1350 (1
985)] to amplify a cDNA fragment (about 1.3 kbp) of the glycine receptor α subunit (FIG. 6).

その際のPCRは、10ngのcDNAと、それぞれ30pmolsのプ
ライマーを用い、100μlの系で94℃:1分間 熱変性、5
2℃:2分間 アニーリング、72℃:3分間 相補鎖の合成
を1サイクルとし、合計25サイクルをおこなった。以
下、DNA断片の切断、修飾、およびライゲーションは、
酵素に添付された説明書の条件によって行い、大腸菌の
形質転換、大腸菌からのプラスミドDNAの調製、DNAの電
気泳動、およびアガロースゲルからの分離、精製は、Ma
niatisらのまとめた常法[Molecular Cloning、Cold Sp
ring Harbor laboratory Press(モレクラー クローニ
ング、コールド スプリング ハーバーラボラトリー
プレス)(1989)]に従って行った。
PCR was performed using 10 ng of cDNA and 30 pmols of each primer in a 100 μl system at 94 ° C. for 1 minute, heat denaturation,
Annealing was performed at 2 ° C. for 2 minutes, and synthesis of a complementary strand was performed at 72 ° C. for 3 minutes, and a total of 25 cycles were performed. Hereinafter, cleavage, modification, and ligation of DNA fragments
The transformation of E. coli, the preparation of plasmid DNA from E. coli, the electrophoresis of DNA, and the separation and purification from agarose gel were carried out according to the conditions attached to the enzyme.
niatis et al. [Molecular Cloning, Cold Sp
ring Harbor laboratory Press (Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory)
Press) (1989)].

さらに、その断片を、1%アガロースゲル電気泳動に
よって、常法に従いそれぞれ分離、精製した。得られた
DNA断片のうち1μgをT4 DNA ポリメラーゼ(東洋紡
績社製)緩衝液(50mM トリス−HCl(pH8.5)、7mM
塩化マグネシウム、15mM 硫酸アンモニウム、10mM 2−
メルカプトエタノール、0.1μM EDTA、33μM dNTP)に
溶解し、4ユニットのT4 DNA ポリメラーゼをくわえた
20μlの混合液を37℃、30分インキュベートすることに
より、そのDNA末端を平滑化した。
Further, the fragments were separated and purified by 1% agarose gel electrophoresis according to a conventional method. Got
1 μg of the DNA fragment was treated with T4 DNA polymerase (Toyobo) buffer (50 mM Tris-HCl (pH 8.5), 7 mM
Magnesium chloride, 15 mM ammonium sulfate, 10 mM 2-
Dissolved in mercaptoethanol, 0.1 μM EDTA, 33 μM dNTP) and added 4 units of T4 DNA polymerase
The DNA ends were blunted by incubating 20 μl of the mixture at 37 ° C. for 30 minutes.

さらに、70μlの水と、100μlのフェノール−クロ
ロホルムを加えてvortexによりかくはんし、12,000gで
5分間遠心した後、その上清を分取し(フェノール−ク
ロロホルム抽出)、1/10量の3M 酢酸ナトリウム(pH5.
2)と2.5倍量のエタノールを加えて−20℃で20分間イン
キュベートした後、12,000gで、15分間遠心し、沈澱を
さらに70%エタノールによってリンスして乾燥させ(エ
タノール沈澱)、20μlの水に溶解した(フラグメント
8)。
Further, 70 μl of water and 100 μl of phenol-chloroform were added, stirred by vortex, and centrifuged at 12,000 g for 5 minutes. The supernatant was separated (phenol-chloroform extraction), and 1/10 volume of 3M acetic acid was added. Sodium (pH 5.
2) and 2.5 volumes of ethanol were added and incubated at -20 ° C for 20 minutes, followed by centrifugation at 12,000 g for 15 minutes. The precipitate was further rinsed with 70% ethanol and dried (ethanol precipitate), and 20 µl of water was added. (Fragment 8).

1−3)ラット グリシン受容体αサブユニットcDNAの
プラスミドベクターpUC19への挿入 次に、まず、プラスミドベクターpUC19(東洋紡績社
製)中の制限酵素SmaI部位を切断するために、1μg
のpUC19をSmaI緩衝液[10mM トリス−HCl(pH7.5)、
7mM 塩化マグネシウム、20mM 塩化カリウム、7mMβ−
メカプトエタノール]20μlに溶かし、10ユニットのSm
aI(東洋紡績社製)を加え、37℃ 2時間インキュベ
ートし、フェノール−クロロホルム抽出、エタノール沈
澱して乾燥させ10μlの水に溶解した。このDNA溶液1
μlと1−2)で得られたフラグメント8液10μlをT4
DNAリガーゼ(東洋紡績社製)5ユニットによって説明
書に従って14℃で一夜ライゲーションした。さらに、そ
れを用いて大腸菌JM109(宝酒造社製)を説明書にした
がって形質転換した。この形質転換体よりプラスミドDN
Aを常法に従って調製し、pGLYRIを得た(図7)。
1-3) Insertion of Rat Glycine Receptor α Subunit cDNA into Plasmid Vector pUC19 Next, in order to cut the restriction enzyme Sma I site in plasmid vector pUC19 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), 1 μg
PUC19 in Sma I buffer [10 mM Tris-HCl (pH 7.5),
7mM magnesium chloride, 20mM potassium chloride, 7mM β-
Mecaptoethanol] dissolved in 20μl, 10 units of Sm
aI (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was added, the mixture was incubated at 37 ° C. for 2 hours, extracted with phenol-chloroform, precipitated with ethanol, dried and dissolved in 10 μl of water. This DNA solution 1
μl and 10 μl of the fragment 8 solution obtained in 1-2) were added to T4
Ligation was performed overnight at 14 ° C. using 5 units of DNA ligase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) according to the instructions. Further, Escherichia coli JM109 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was used to transform it according to the instructions. From this transformant, plasmid DN
A was prepared according to a conventional method to obtain pGLYRI (FIG. 7).

2)ラット グリシン受容体αサブユニットN末端細胞
外部位の発現プラスミドの構築(図8参照)。
2) Construction of expression plasmid for rat glycine receptor α subunit N-terminal extracellular site (see FIG. 8).

グリシン受容体αサブユニットの成熟型蛋白質N末端
細胞外部位219アミノ酸残基をコードする領域にその
3′末端に終止コドンを付加するようにPCR法でDNA断片
を増幅するために、合成プライマー13、14(図1)をAp
plied Biosystem(アプライド バイオシステム)社製
のDNA合成機 380A型によって合成した。1)で得たプ
ラスミドpGLYRIを鋳型とし、プライマー13、14を用い
て、PCR法によりN末端細胞外部位のcDNAの増幅を行っ
た。PCR法の条件を以下に示す。プラスミドDNA10ng、プ
ライマー各々30pmolsを含む100μlの系で、94℃ 1分
間 熱変性、55℃ 2分間アニーリング、72℃ 3分間
相補鎖の合成を1サイクルとし、20サイクル行った。
このものを、1%アガロースゲル電気泳動によって、分
離、精製し、さらに、緩衝液H[100mM 塩化ナトリウ
ム、50mM トリス−HCl(pH7.5)、10mM 塩化マグネシ
ウム、1mM DTT]に溶かして10ユニットの制限酵素Pst
(東洋紡績社製)を加えて37℃、2時間インキュベート
して完全に消化し、フェノール−クロロホルム抽出、エ
タノール沈澱して、10μlの水に溶かした。そのものを
上記1−2)で行ったのと同様の条件でT4 DNA ポリメ
ラーゼで3′突出末端を平滑化し、フェノール抽出、エ
タノール沈澱した。さらに、緩衝液H20μlに溶かし
て、制限酵素BglII(東洋紡績社製)10ユニットを加
え、37℃、2時間インキュベートによって完全消化し、
フェノール抽出、エタノール沈澱して、フラグメント9
を得た。
In order to amplify a DNA fragment by a PCR method so as to add a stop codon at the 3 'end to the region encoding the 219 amino acid residues at the N-terminal extracellular site of the mature protein of the glycine receptor α subunit, the synthetic primer 13 Ap (14, Fig. 1)
The DNA was synthesized using a DNA synthesizer Model 380A manufactured by plied Biosystem (Applied Biosystem). Using the plasmid pGLYRI obtained in 1) as a template, primers 13 and 14 were used to amplify cDNA at the N-terminal extracellular site by PCR. The conditions of the PCR method are shown below. In a 100 μl system containing 10 ng of plasmid DNA and 30 pmols of each primer, 20 cycles were performed with 1 cycle of heat denaturation at 94 ° C. for 1 minute, annealing at 55 ° C. for 2 minutes, and synthesis of a complementary strand at 72 ° C. for 3 minutes.
This was separated and purified by 1% agarose gel electrophoresis, and further dissolved in buffer H [100 mM sodium chloride, 50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM magnesium chloride, 1 mM DTT] to obtain 10 units. Restriction enzyme Pst I
(Manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and incubated at 37 ° C. for 2 hours to completely digest, extract with phenol-chloroform, precipitate with ethanol, and dissolve in 10 μl of water. Under the same conditions as in the above (1-2), the 3 'protruding end was blunted with T4 DNA polymerase, extracted with phenol and precipitated with ethanol. Furthermore, dissolved in buffer H20myueru, restriction enzyme Bgl II (manufactured by TOYOBO) 10 units added, 37 ° C., it was completely digested by incubation for 2 hours,
Phenol extraction and ethanol precipitation gave fragment 9
I got

実施例1の2−1)で得たフラグメント4とフラグメン
ト9を緩衝液TL20μl系となるように溶かし、T4 DNAリ
ガーゼ(東洋紡績社製)5ユニットを加え、14℃で一夜
ライゲーションした。さらに、それを用いて大腸菌MC10
61を常法に従って形質転換した。さらにこの形質転換体
より、プラスミドDNAを常法に従って調製し、pGLYRINを
得た。
Fragment 4 and Fragment 9 obtained in 2-1) of Example 1 were dissolved in a buffer TL of 20 μl, 5 units of T4 DNA ligase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was added, and ligation was performed at 14 ° C. overnight. In addition, E. coli MC10
61 was transformed according to a conventional method. Further, a plasmid DNA was prepared from this transformant according to a conventional method to obtain pGLYRIN.

3)グリシン受容体αサブユニットN末端細胞外部位の
大腸菌での発現 pGLYRINを保持した大腸菌MC1061[Journal of Bacter
iology(ジャーナル オブ バクテリオロジー)143
2、971-980(1980)]をバクトペプトン ブロスに
て、30℃で一夜培養した。
3) Expression in E. coli of N-terminal extracellular site of glycine receptor α subunit E. coli MC1061 carrying pGLYRIN [Journal of Bacter
iology (Journal of Bacteriology) 143 ,
2, 971-980 (1980)] was cultured overnight at 30 ° C. in bactopeptone broth.

この培養液を100倍の希釈となるように新しいバクト
ペプトン ブロス 100mlに移し、30℃にて7時間培養
し、次にプラスミド上のtacプロモーターの誘導物質で
あるIPTGを1mMの濃度となるように加えてグリシン受容
体αサブユニットN末端細胞外部位の分泌生産を誘導
し、さらに、30℃にて15時間培養した。その後、遠心分
離(7,000r.p.m.で10分間)を行い、集菌した。さら
に、10mlの緩衝液[20%シュクロース、30mM トリス−
HCl(pH8.0)、1mM EDTA]に懸濁し、その中の8μlを
SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけたところ、
著量のグリシン受容体αサブユニットN末端細胞外部位
が、生産されていることが確認された。
Transfer this culture solution to 100 ml of a new bactopeptone broth at a dilution of 100 times and incubate at 30 ° C for 7 hours. Then, adjust the concentration of IPTG, an inducer of the tac promoter on the plasmid, to 1 mM. In addition, secretory production of the glycine receptor α-subunit N-terminal extracellular site was induced, and the cells were further cultured at 30 ° C. for 15 hours. Thereafter, the cells were centrifuged (at 7,000 rpm for 10 minutes) to collect the bacteria. In addition, 10 ml of buffer [20% sucrose, 30 mM Tris-
HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA], and 8 μl of the suspension
When subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis,
It was confirmed that a significant amount of glycine receptor α subunit N-terminal extracellular site was produced.

[発明の効果] 本発明によれば、大腸菌において、イオンチャンネル
直結型受容体のN末端細胞外部位の蛋白質を容易に生産
することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a protein at the N-terminal extracellular site of an ion channel-directed receptor can be easily produced in Escherichia coli.

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

図1は、実施例1及び実施例2で使用した合成プライマ
ーの塩基配列を示す。 図2は、実施例1でPCR法によって増幅されたcDNA断片
と、それらのαサブユニット及びβサブユニットに対す
る相対的な位置を表わす概略図である。 図3は、実施例1で使用されたプラスミドpGABAI及びプ
ラスミドpGABAIIの概略図である。 図4は、実施例1で使用された発現ベクターpGABAINの
作成方法の概略図である。 図5は、実施例1で使用された発現ベクターpGABAIINの
作成方法の概略図である。 図6は、実施例2でPCR法によって増幅されたcDNA断片
と、そのαサブユニットに対する相対的な位置を表わす
概略図である。 図7は、実施例2で使用されたプラスミドpGLYRIの概略
図である。 図8は、実施例2で使用された発現ベクターpGLYRINの
作成方法の概略図である。
FIG. 1 shows the nucleotide sequences of the synthetic primers used in Examples 1 and 2. FIG. 2 is a schematic diagram showing cDNA fragments amplified by the PCR method in Example 1 and their relative positions with respect to the α subunit and the β subunit. FIG. 3 is a schematic diagram of plasmid pGABAI and plasmid pGABAII used in Example 1. FIG. 4 is a schematic diagram of a method for preparing the expression vector pGABAIN used in Example 1. FIG. 5 is a schematic diagram of a method for preparing the expression vector pGABAIIN used in Example 1. FIG. 6 is a schematic diagram showing the cDNA fragments amplified by the PCR method in Example 2 and their relative positions to the α subunit. FIG. 7 is a schematic diagram of the plasmid pGLYRI used in Example 2. FIG. 8 is a schematic diagram of a method for preparing the expression vector pGLYRIN used in Example 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋井 達郎 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者 長張 健二 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社総合研究所内 (56)参考文献 Neurochemistry In ternational,Vol.15, No.1,(1989)P.33−38 EMBO Journal,Vol. 8,No.6,(1989),P.1665− 1670 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuro Shibui 1000 Kamoshita-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Mitsubishi Chemical Research Laboratory (72) Inventor Kenji Nagahari 1000 Kamoshita-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Mitsubishi Chemical (56) References Neurochemistry International, Vol. 15, No. 1, (1989) p. 33-38 EMBO Journal, Vol. 6, (1989), p. 1665− 1670

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】5′側から3′側に順次tacプロモータ
ー、リボソーム結合配列、大腸菌外膜蛋白質OmpFシグナ
ルペプチドコード配列及び下記式(I) で表されるGABAA受容体αサブユニットのN末端細胞外
部位をコードする遺伝子、下記式(II) で表されるGABAA受容体βサブユニットのN末端細胞外
部位をコードする遺伝子、または、下記式(III) で表されるグリシン受容体αサブユニットのN末端細胞
外部位をコードする 遺伝子を配置してなる発現プラスミドを導入した大腸菌
を培養するに当たり、培養開始から約7時間後にイソプ
ロピル−β−D−チオガラクトピラノシドを用い誘導を
かけることを特徴とするイオンチャンネル直結型受容体
N末端細胞外部位蛋白質の生産方法。
1. A sequence comprising a tac promoter, a ribosome binding sequence, an Escherichia coli outer membrane protein OmpF signal peptide coding sequence, and the following formula (I): A gene encoding the N-terminal extracellular site of the GABA A receptor α subunit represented by the following formula (II): A gene encoding the N-terminal extracellular site of the GABA A receptor β subunit represented by the following formula (III): In culturing Escherichia coli into which an expression plasmid comprising the gene encoding the N-terminal extracellular site of the glycine receptor α subunit represented by the following formula was introduced, about 7 hours after the start of the culture, isopropyl-β-D-thio A method for producing an ion channel-directed receptor N-terminal extracellular protein, which is induced by using galactopyranoside.
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