JP2694210B2 - Yeast expression vector - Google Patents

Yeast expression vector

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JP2694210B2
JP2694210B2 JP62123052A JP12305287A JP2694210B2 JP 2694210 B2 JP2694210 B2 JP 2694210B2 JP 62123052 A JP62123052 A JP 62123052A JP 12305287 A JP12305287 A JP 12305287A JP 2694210 B2 JP2694210 B2 JP 2694210B2
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    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
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    • C12N15/81Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts

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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、酵母発現ベクター、さらに詳しくは下記の
制限酵素地図、 における転写終結配列として、酵母GAL7遺伝子の3′側
周辺領域にあるSal IとXba Iの各切断箇所で囲まれる32
8塩基対を含む酵母発現ベクターに関する。 〔従来の技術〕 従来、酵母の制御可能なプロモーターを利用した発現
ベクターとしては、PGK(ホスホグリセロリン酸キナー
ゼ)、GPD(グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロ
ゲナーゼ)、PHO5(抑制性酸性ホスファターゼ)を用い
るものと、GAL系遺伝子(ガラクトース代謝系、以下GAL
という、例えばGAL1GAL10GAL7などが知られてい
る)とを用いるものの系列が知られていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 これらの発現ベクターにおいて、制御の技術上の容易
さの点で、GAL系が勝っているのであるが、これらの
内、GAL7遺伝子の制御領域を利用した発現ベクターによ
って外来遺伝子の発現、つまりタンパク質の生産を行な
うとしても、転写発現に際して、従来、報告されていた
GAL7転写終結点では転写は終結せず、従って、生産され
るタンパク質の生産効率も悪いという欠点があった。 また、GAL7の転写終結配列(以下ターミネーターとい
う)、または、正の調節遺伝子GAL4を用いて生産効率を
上げようとするものは知られていなかった。 さらにまた、ターミネーターの有無で発現効率は、大
幅に異なるとされている〔R.Derynckら、Nucleic Acid
s Res.,11:1819(1983)〕ため、プロモーターとター
ミネーターとの間にクローニング部位を持つベクターが
発現効率がよいとされていた。しかしながら、ターミネ
ーターはプロモーターと異なって、その機能の強度差
は、見られないとされていた〔G.A.Bitterら、Gene,32:
263(1984)〕。 〔問題点を解決するための手段〕 1.本発明者らは、GAL7遺伝子の制御領域を利用した発現
ベクターによってヒトアデノウイルスE1aタンパク質を
酵母内で生産することに成功したのであるが、(第8回
分子生物学会年会発表)、その際、用いたベクターのEl
ac DNAの下流には、従来、報告〔Tajima,Nogi,Fukasaw
a,1985 Yeast 1(1)〕したようにGAL7転写終結点
と、その上流(翻訳領域を含む)411塩基対の断片を
“ターミネーター”として挿入していた。 ところが、その後の研究により転写は期待される位置
で停止せず、ほとんどがさらに下流まで継続しているこ
とが判った。そこで、従来、転写終結点と信じられてい
た点よりさらに下流の328塩基対の断片を追加したとこ
ろ、驚くべきことに転写は、完全に期待通りの位置で終
結した。さらに、意外にも、それに伴ってE1aタンパク
質の生産効率も増加することを見出した。また、最近の
研究により、特開昭60−24818号でターミネーターを含
むとされてきた配列は、転写終結にとって不要であるこ
と、および上記328塩基対のうち実際に必要な部分は、S
al Iの下流の塩基対であることが判明した。 2.本発明における発明者の一人である深沢は、共同研究
者とともに(Hashimotoら、1981)正の調節遺伝子GAL4
をクローニングし、これを多コピーベクターに連結し
て、コピー数を増加させると、GAL系遺伝子の発現量が
増大することを報告した。同様な現象は、JohnstonとHo
pperによっても報告された。事実を応用してGAL7発現ベ
クターに、GAL4を挿入したところ、E1aタンパク質の生
産効率が増大することがわかった。この際、ガラクトー
スによる誘導を行う前の培地には、グルコースを炭素源
とするものを用いることが好ましいが、従来のGAL系発
現ベクターでは、前記培地中のグルコースによる発現の
抑制、遅延が認められる。ところが、GAL4を追加する
と、このグルコース効果が解消されることがわかった。 本発明は、これらの知見に基づいて完成されたもので
あって、 下記の制限酵素地図、における転写終結配列として、酵母GAL7遺伝子の3′側
周辺領域にあるSal IXba Iの各切断箇所で囲まれる32
8塩基対を含むことを特徴とする発現ベクターに関する
ものである。 本発明に用いる酵母ベクターは、一般に酵母ベクター
と同様に大腸菌−酵母間のシャトルベクターとして作製
される。この発明の利用範囲は、ターミネーターは如何
なる酵母発現ベクターでもよく、またGAL4GAL系発現
ベクターに限る。 本発明によって改良されるベクターの酵母内での複製
起源としては、一般に使用されているYEp型プラスミド
(酵母2μmDNAの複製起点をもつ)やYRp型プラスミド
(酵母染色体DNAから得られる自己複製配列をもつ)な
どが使用され得る。外来遺伝子の由来のポリペプチドは
生産用として細胞当たりのコピー数が多く、安定に保持
されるYEp型プラスミドが好ましい。 組み換えベクターで形質転換した酵母細胞を選択する
ために酵母の選択マーカーDNAが必要である。選択マー
カーとしては、一般に用いられている栄養要求性変異を
相補するTRP1LEU2URA3HIS3などのクローニングさ
れた遺伝子が挙げられる。中でもURA3は特に好ましい。
その他、薬剤耐性を利用した選択のための抗生物質耐性
遺伝子も使用できる。 本発明によって改良される発現ベクターに連結させる
ことのできる外来遺伝子は、サッカロミセス・セレビシ
ェ(Saccharomyces cerevisiae)のものでは、イント
ロンを含んだ遺伝子でも良いし、cDNAでもよい。その他
の真核生物の遺伝子ではcDNAであることが必須である。
また、原核生物の遺伝子は、イントロンを含まないので
遺伝子のまま使用できる。また、アミノ酸に対応させて
人工的に作ったDNAは好適に使用できる。タンパク質を
コードする遺伝子のオープンリーデイングフレームをす
べて発現することができる。 発現させるタンパク質は種類は問わず、たとえ、酵母
の生育に有害なタンパク質であっても、ガラクトース誘
導型の本発現ベクターでは、充分発現できる。例えば、
インシュリン、血小板由来の成長因子(PDGF)、インタ
ーフェロン(α、β、γ)、性腺刺激ホルモン、成長ホ
ルモン、エンケファリン類、エンドルフィン類、副腎皮
質刺激ホルモン(ACTH)、カルシトニン、副甲状腺ホル
モン、神経成長因子(NGF)、エリスロポエチン、血液
凝固因子、ウロキナーゼ、血清アルブミン、サイトカイ
ン、上皮成長因子(EGF)、プロラクチン、レンニン、
胎盤ラクトゲン、チモポイエチン、胃液分泌抑制ポリペ
プチド(GIP)、コレチストキニン(CCK−39)、ガスト
リン(BG)、カルシトニン、グルカゴン、セクレチン、
モチン、ソマトスタチン、色素細胞刺激ホルモン、エラ
スチン、コラーゲン、リパーゼ、ラクターゼ、β−ガラ
クトシダーゼ、インベルターゼ、セルラーゼ、アミラー
ゼ、プロテアーゼなどのタンパク質に関して好適に使用
できる。 また、ウイルスタンパク質、例えばヒトアデノウイル
スE1aタンパク質、SV40T抗原、ヘルペスウイルスIEタン
パク質などを酵母内で生産することにも適用できる。 本発明においては、GAL7のターミネーターが有用物質
である任意のポリペプチド遺伝子の直下流に挿入され
る。GAL7のターミネーターとしては、本発明者らにより
見出された制限酵素Sal IXba I断片328bpの断片を挙
げることができる。このSal IXba I断片328bpの調製
方法としては、従来公知のDNA断片調製法により調製さ
れる。さらに、このDNA断片を有用物質遺伝子の直下流
へ挿入するにも従来公知のDNA断片挿入法により実施可
能である。 発現ベクターの宿主となる酵母は、サッカロミセス・
セレビシェ(Saccharomyces cerevisiae)及び、例え
ばサッカロエス・カールスベルゲンシス(Saccharomyce
s carlsbergensis)などの近縁種が好適に使用され
る。発現ベクターによる酵母の形質転換は、Hinnenらの
方法〔Proc.Natl.Acad.Sci.USA.,75:1929(1978年)〕
及び木村らの方法〔J.Bacteriol.153:163(1983年)〕
のいずれの方法も利用可能である。 以下本発明の実施例について詳細に説明する。 本発明によって改良された酵母発現ベクターの有用性
を示すために、以下のような組み換えベクターを作製
し、形質転換した酵母を得、E1aタンパク質を発現させ
た。すなわち、第1A図は本発明者の一部により以前に作
製された酵母によるE1aタンパク質の発現ベクターにGAL
4を挿入したプラスミドであって、複製起源として酵母
2μmDNA、酵母選択マーカーとしてURA3、調節遺伝子GA
L4、プロモーターとしてGAL7、そして外来遺伝子として
のヒトアデノウイルスE1aタンパク質を発現するDNA配列
(以下E1a配列という)をクローニングしたベクター
(以下pTW3433という)である。 第1B図および第1C図は、pTW3433の作製法を示したも
のである。 GAL4遺伝子を含むプラスミドpTFG4H3を含む大腸菌M15
/pTFG4H3は、Escherichia coil M15(pTFG4H3)とし
て工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託されてい
る。寄託番号は微工研菌寄第9373号、FERM P−9373で
ある。 第2図は、上記ベクターpTW3433により形質転換した
酵母によるE1aタンパク質生産をウエスタンブロット法
の電気泳動図で示したものである。(対照としてGAL4調
節遺伝子を欠ぐベクターによるE1aタンパク質発現結果
を示した)すなわち、図中に示される各時間に、5mlづ
つ培養液を採取し、遠心によって集菌後、10mMトリス緩
衝液(1mM EDTA、1mMジチオスレトールを含む)で洗
う。これを同緩衝液(1mMフェニルメチルスルフォニル
フルオライドを含む)0.1ml中に浮遊させ、エッペンド
ルフ型チューブに移した後、ガラスビーズ(径0.5mm)
0.1gと混合し、冷室中でヴォルテックス型ミキサー上で
はげしむ5分間以上振とうする。これをミクロフュージ
型遠心機(1万回転/分)で約5分間遠心して得られる
上清をE1a発現の評価に供した。 ウエスタンブロット法は、Towbin,Staehelin,Gordon
ら(Pro,Natil.Acad.Sci.USA.76巻、4350−4354頁、197
9年)によった。第2図から明らかなように、GAL4調節
遺伝子が存在すると、発現量が増加するのみならず、誘
導物質ガラクトース添加後のグルコース抑制からの回復
時間が短縮されていることが判る。 第3A図は、酵母によるE1aタンパク質発現におけるタ
ーミネーターの効果を示すためのGAL7ターミネータを含
Sal I、Xba I断片328bpを挿入したベクターと、それ
を欠くベクターとを示すものであって、以下により構成
されている。 その作製法は、第3B図に示した通りである。すなわ
ち、第3B図の制限酵素地図に示されたターミネーターを
含むpYN21は、大腸菌M15〔Escherichia coli M15(pY
N21)〕として工業技術院生命工学工業技術研究所に寄
託されている。寄託番号は、微工研菌寄第9374号、FERM
P−9374。(ただし、調節遺伝子GAL4なし) 複製起源:2μmDNA 選択マーカー:URA3 プロモーター:GAL7 ターミネーター:Sal IXba I断片328bp 第3B図の制限酵素地図に示されたターミネーターを含
むpYN21は、 下記の制限酵素地図、 における転写終結配列として、酵母GAL7遺伝子の3′側
周辺領域にあるSal IとXba Iの各切断箇所で囲まれる32
8塩基対を含むものである。このようなプラスミドpYN21
は、GAL遺伝子とその3′側周辺領域にあるBgl IIとEco
R Iの切断箇所で囲まれる2.1キロ塩基対の断片を、公知
のベクターであるpBR322のBamH IとEcoR Iの部位に連結
させることにより調製されるものである。 第4図は、第3A図の発現ベクターにより生産されたE1
aタンパク質のウエスタンブロット法による分析電気泳
動図を示したものである。ターミネーター無しの系Aで
はターミネーター有りの系Bに比べ、E1aタンパク質の
生産量が少なく、従って、等量蓄積するのに要する時間
が遅れることが判る。 第5図は、本発明のもっとも好ましい酵母発現ベクタ
ーの構造を示し、以下の構成よりなっている。 複製起源:2μmDNA 選択マーカー:URA3 調節遺伝子:GAL4 プロモータ:GAL7 外来遺伝子:E1a配列 ターミネーター:Sal I、Xba I断片328bp 第6図は、この発現ベクターにより形質転換した酵母
を用いてE1aタンパク質を生産させたものをウエスタン
ブロット法による電気泳動図で示したものである。第6
図から明らかなように、調節遺伝子GAL4とターミネータ
Sal I、Xba I断片328bpの組み合わせ系はE1aタンパク
質生産量が多くかつ生産の開始が早く、さらにグルコー
ス培地中での生産性が全く見られないという利点が示さ
れた。 まず、外来遺伝子を含む本発明によって改良された発
現ベクターにより形質転換された酵母を選択マーカー栄
養素(実施例ではウラシル)を欠いた、グルコースを炭
素源とする、培地で対数増殖後期ないし静止期まで生育
させる。 また、本発明において調節遺伝子GAL4を使用する場合
は、いわゆるグルコース抑制からの回復時間が極めて短
縮されるので、ポリペプチドの生産が最大値に達する時
間は早い。 次に、この菌の一定量をグルコース0.1〜0.5%(第6
図では0.1%)ガラクトース1〜5%(第6図では2
%)を含む選択栄養素を欠いた培地に植菌すると、通常
12〜18時間後に外来遺伝子よりのポリペプチドの生産は
最大値に達する。 再び第1A図に戻って、この第1A図は、2μmDNA、URA
3GAL4GAL7プロモーター、E1a遺伝子よりなるプラス
ミドpTW3433の構造を示し、作製手順は第1B図、第1C図
に詳細に示してある。 第1B図において、まずヒトアデノウイルスゲノムのE1
a領域中のイントロンを除くために、2型アデノウイル
スcDNAのSma I Xba Iで囲まれる断片で、置換した。次
に、5′側をBal31で処理し、約560塩基を除去した後、
BamH Iリンカーを接続した。また、3′側はHpa Iで切
断したあと、Hind IIIリンカーを接続した。第1B図にお
いて、黒く塗った部分はE1aコード領域を示す。このE1a
断片を酵母GAL7プロモーターを有する発現ベクターpTM3
4のBgl II、Hind III領域に図に示すようにして置換挿
入した。 第1C図は、第1B図でできたpTM34・3・E1aにGAL4を挿
入する手続を示す。 第2図は、酵母におけるE1aタンパク質の発現におけ
る調節遺伝子GAL4の効果を示すウエスタンブロット法の
結果を示した。 先ず、MF8−1株( adehis3,leu2,trp1,ura3)
にpTW3433を導入して得られた形質転換株をグルコース
炭素源とし、ウラシルを欠く培地(SGlu:組成;0.5%カ
ザミノ酸、0.67%Nitrogen Base W/Oアミノ酸、0.002
%アデニン、0.002%トリプトファン、2%グルコー
ス)に植菌する。全菌数が約1×106/mlになった時点で
集菌し、SGal(SGluのグルコースの代わりにガラクトー
スを2%になるように添加した培地)に移した後、図に
示した各時間で約5mlの試料を採取した。本文中にし示
したようにして、粗注出液を調整し、0.1%SDSを含む8
%ポリアクリルアミド電気泳動によって分画した。 分画されたタンパク質は、ナイロン膜に電気的に転移
付着させた後、抗E1aウサギ血清で処理する。次に、こ
れを抗ウサギIgGヤギIgGにペルオキシダーゼを結合させ
たもので処理した後、過酸化水素水とジアミノベンチジ
ン・塩酸塩で発色させる。E1aの量的比較は、島津ダブ
ルビームクロマトスキャナーCS−930を用い、450nmで行
った。 第3A図は、第1図の発現ベクターから調節遺伝子GAL4
を欠き、ターミネーターSal I、Xba I断片328bp有りの
プラスミド(B)、無しのプラスミド(A)の構造を示
し、その作製手順は第1B図および第3B図に詳細に示した
通りである。 第4図は、第3A図のプラスミドにより発現したE1aの
タンパク質の分析結果をウエスタンブロット法による電
気泳動図で示したものである。 MT8−1株に、第3A図に示したプラスミドAおよびこ
れにターミネーターを含むプラスミドBを挿入したもの
を、それぞれ形質転換で導入した。これらの酵母をSGly
Lac(第2図のSGluのグルコースの代わりにグリセロー
ル、乳酸を各2%を含む培地)に植菌する。全菌数約1
×106/mlになったところで、ガラクトースを2%になる
ように添加した時間を0とし、図に示した各時間で第2
図と同様に試料を採取して処理し、ウエスタンブロット
法で解析した。 第5図は、第3A図のプラスミドに調節遺伝子GAL4を添
加したプラスミドの構造を示す。 第6図は、第5図のプラスミドにより発現したE1aタ
ンパク質をウエスタンブロット法によって解析した電気
泳動図を示したものである。すなわち、第5図に示すプ
ラスミドをMT8−1株に形質転換し、これをSGluに対数
増殖後期になるまで前培養した。これをグルコース0.1
%、ガラクトース2%を含む培地(SGluGal)に全菌数
濃度が約3×105/mlになるように植菌し、以後、図に示
した各時間に試料を採取した。以後の処理は、第2図に
おける処理と全く同様に行った。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a yeast expression vector, more specifically, the following restriction enzyme map, It is surrounded by each cleavage site of Sal I and Xba I in the 3'side peripheral region of the yeast GAL7 gene as a transcription termination sequence in
It relates to a yeast expression vector containing 8 base pairs. [Prior Art] Conventionally, PGK (phosphoglycerophosphate kinase), GPD (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase), PHO5 (inhibitory acid phosphatase) have been used as expression vectors utilizing a yeast controllable promoter. What is used and GAL genes (galactose metabolism system, hereafter GAL
, For example, GAL1 , GAL10 , GAL7, etc. are known) and a series of those using. [Problems to be Solved by the Invention] In these expression vectors, the GAL system is superior in terms of easiness of control technology. Among these, expression using the control region of the GAL7 gene is preferable. Even if a vector is used to express a foreign gene, that is, to produce a protein, it has been previously reported in terms of transcriptional expression.
Transcription does not terminate at the GAL7 transcription termination point, and thus the production efficiency of the produced protein was poor. Further, no one has attempted to increase the production efficiency by using the transcription termination sequence of GAL7 (hereinafter referred to as terminator) or the positive regulatory gene GAL4 . Furthermore, the expression efficiency is said to differ significantly with and without a terminator [R. Derynck et al., Nucleic Acid
s Res., 11: 1819 (1983)], a vector having a cloning site between a promoter and a terminator was considered to have good expression efficiency. However, the terminator was different from the promoter, and it was said that no difference in the strength of its function was observed [GABitter et al., Gene, 32:
263 (1984)]. [Means for Solving Problems] 1. The present inventors have succeeded in producing a human adenovirus E1a protein in yeast using an expression vector utilizing the control region of the GAL7 gene. (Presentation at the 8th Annual Meeting of the Molecular Biology Society)
In the downstream of ac DNA, it has been reported in the past [Tajima, Nogi, Fukasaw
a, 1985 Yeast 1 (1)], a GAL7 transcription termination point and a 411 base pair fragment upstream (including the translation region) of the GAL7 transcription termination point were inserted as a "terminator". However, subsequent studies revealed that transcription did not stop at the expected position, and most continued further downstream. We then added a 328 base pair fragment further downstream from what was traditionally believed to be the transcription termination point, and surprisingly transcription terminated completely at the expected position. Furthermore, it was surprisingly found that the production efficiency of the E1a protein also increases accordingly. Furthermore, recent studies, sequence has been to include terminator in JP 60-24818, it is not necessary for transcription termination, and actually required portion of the 328 base pair, S
It was found to be a base pair downstream of al I. 2. One of the inventors of the present invention, Fukasawa, was working with a collaborator (Hashimoto et al., 1981) on the positive regulatory gene GAL4.
It was reported that the expression level of GAL gene was increased when the clone was cloned and ligated to a multicopy vector to increase the copy number. Similar phenomena occur in Johnston and Ho
Also reported by pper. Applying the fact, it was found that when GAL4 was inserted into the GAL7 expression vector, the production efficiency of E1a protein was increased. At this time, the medium before induction with galactose, it is preferable to use those that use glucose as a carbon source, in the conventional GAL- based expression vector, suppression of expression by glucose in the medium, delay is observed. . However, it was found that the addition of GAL4 eliminated this glucose effect. The present invention has been completed based on these findings, and the following restriction map, It is surrounded by each cleavage site of Sal I and Xba I in the 3'side peripheral region of the yeast GAL7 gene as a transcription termination sequence in
The present invention relates to an expression vector containing 8 base pairs. The yeast vector used in the present invention is generally prepared as a shuttle vector between Escherichia coli and yeast like the yeast vector. The use range of the present invention is limited to any yeast expression vector as the terminator and GAL4 as a GAL- based expression vector. The origin of replication of the vector improved by the present invention in yeast may be a commonly used YEp-type plasmid (having a replication origin of yeast 2 μm DNA) or YRp-type plasmid (having an autonomously replicating sequence obtained from yeast chromosomal DNA). ) Or the like can be used. A polypeptide derived from a foreign gene is preferably a YEp type plasmid which has a large copy number per cell for production and is stably retained. Yeast selectable marker DNA is required to select for yeast cells transformed with the recombinant vector. Examples of selectable markers include cloned genes such as TRP1 , LEU2 , URA3 , and HIS3 that complement commonly used auxotrophic mutations. Of these, URA3 is particularly preferable.
In addition, an antibiotic resistance gene for selection using drug resistance can also be used. The foreign gene that can be ligated to the expression vector improved by the present invention may be a gene containing an intron or cDNA in Saccharomyces cerevisiae . For other eukaryotic genes, cDNA is essential.
In addition, since prokaryotic genes do not contain introns, they can be used as they are. In addition, artificially prepared DNA corresponding to amino acids can be preferably used. All open reading frames of the gene encoding the protein can be expressed. Regardless of the type of protein to be expressed, even if the protein is harmful to yeast growth, it can be sufficiently expressed by the present galactose-inducible expression vector. For example,
Insulin, platelet-derived growth factor (PDGF), interferon (α, β, γ), gonadotropin, growth hormone, enkephalins, endorphins, adrenocorticotropic hormone (ACTH), calcitonin, parathyroid hormone, nerve growth factor (NGF), erythropoietin, blood coagulation factor, urokinase, serum albumin, cytokine, epidermal growth factor (EGF), prolactin, rennin,
Placental lactogen, thymopoietin, gastric secretion inhibitory polypeptide (GIP), cholecystokinin (CCK-39), gastrin (BG), calcitonin, glucagon, secretin,
It can be suitably used for proteins such as motin, somatostatin, pigment cell stimulating hormone, elastin, collagen, lipase, lactase, β-galactosidase, invertase, cellulase, amylase and protease. It can also be applied to the production of viral proteins such as human adenovirus E1a protein, SV40T antigen, herpesvirus IE protein, etc. in yeast. In the present invention, the GAL7 terminator is inserted immediately downstream of any polypeptide gene that is a useful substance. Examples of the terminator of GAL7 include the restriction enzyme Sal I , Xba I fragment 328 bp fragment found by the present inventors. The Sal I , Xba I fragment 328 bp can be prepared by a conventionally known DNA fragment preparation method. Further, this DNA fragment can be inserted directly downstream of the useful substance gene by the conventionally known DNA fragment insertion method. The yeast hosting the expression vector is Saccharomyces
Cereviche ( Saccharomyces cerevisiae ) and, for example, Saccharomyces karevisbergensis ( Saccharomyce
s carlsbergensis) related species, such as is preferably used. Transformation of yeast with an expression vector is performed by the method of Hinnen et al. [Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 75: 1929 (1978)].
And Kimura et al. [J. Bacteriol. 153: 163 (1983)]
Either method can be used. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In order to demonstrate the usefulness of the yeast expression vector improved by the present invention, the following recombinant vector was prepared to obtain transformed yeast, and E1a protein was expressed. That is, FIG. 1A shows that the expression vector for the E1a protein by yeast was previously prepared by a part of the present inventors and the GAL
A plasmid in which 4 is inserted, yeast 2 μm DNA as an origin of replication, URA3 as a yeast selection marker, and a regulatory gene GA
A vector (hereinafter referred to as pTW3433) into which L4 , GAL7 as a promoter, and a DNA sequence expressing the human adenovirus E1a protein as a foreign gene (hereinafter referred to as E1a sequence) were cloned. FIG. 1B and FIG. 1C show a method for preparing pTW3433. E. coli M15 containing the plasmid pTFG4H3 containing the GAL4 gene
/ pTFG4H3 has been deposited as Escherichia coil M15 (pTFG4H3) at the Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology. The deposit number is Microorganisms Research Institute No. 9373, FERM P-9373. FIG. 2 shows the E1a protein production by the yeast transformed with the above vector pTW3433 as an electropherogram by Western blotting. (The E1a protein expression result by the vector lacking GAL4 regulatory gene was shown as a control.) That is, at each time shown in the figure, 5 ml of the culture solution was collected, and the cells were collected by centrifugation, and then 10 mM Tris buffer (1 mM EDTA, containing 1 mM dithiothreitol). This was suspended in 0.1 ml of the same buffer (containing 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride), transferred to an Eppendorf tube, and then glass beads (diameter 0.5 mm)
Mix with 0.1 g and shake in a cold room on a vortex mixer for 5 minutes or more. The supernatant obtained by centrifuging this with a microfuge type centrifuge (10,000 rpm) for about 5 minutes was used for evaluation of E1a expression. Western blotting is based on Towbin, Staehhelin, Gordon
(Pro, Natil. Acad. Sci. USA. 76, 4350-4354, 197.
9 years). As is clear from FIG. 2, the presence of the GAL4 regulatory gene not only increases the expression level but also shortens the recovery time from glucose repression after the addition of the inducer galactose. FIG. 3A shows a vector into which the Sal I and Xba I fragment 328 bp containing the GAL7 terminator for showing the effect of the terminator on the expression of E1a protein by yeast was inserted, and a vector lacking the vector. Has been done. The manufacturing method is as shown in FIG. 3B. That is, pYN21 containing the terminator shown in the restriction map of Fig. 3B was transformed into Escherichia coli M15 (pYN21
N21)] has been deposited at the Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Science and Technology. The deposit numbers are Microorganisms Research Institute No. 9374, FERM
P-9374. (However, no regulatory gene GAL4 ) Origin of replication: 2 μm DNA Selectable marker: URA3 Promoter: GAL7 Terminator: Sal I , Xba I fragment 328 bp pYN21 including the terminator shown in the restriction enzyme map in Fig. 3B is the restriction enzyme map below. , It is surrounded by each cleavage site of Sal I and Xba I in the 3'side peripheral region of the yeast GAL7 gene as a transcription termination sequence in
It contains 8 base pairs. Such a plasmid pYN21
Is the GAL gene and Bgl II and Eco in the 3'peripheral region.
It is prepared by ligating a 2.1-kilobase pair fragment surrounded by the RI cleavage site to the BamHI and EcoRI sites of the known vector pBR322. FIG. 4 shows E1 produced by the expression vector of FIG. 3A.
[Fig. 3] Fig. 3 shows an analysis electropherogram of a protein by Western blotting. It can be seen that the system A without the terminator produces less E1a protein than the system B with the terminator, and therefore the time required to accumulate the same amount is delayed. FIG. 5 shows the structure of the most preferable yeast expression vector of the present invention, which has the following constitution. Origin of replication: 2 μm DNA selectable marker: URA3 regulatory gene: GAL4 promoter: GAL7 foreign gene: E1a sequence terminator: Sal I, Xba I fragment 328 bp Figure 6 shows that yeast transformed with this expression vector was used to produce E1a protein. The results are shown in an electropherogram by Western blotting. Sixth
As is clear from the figure, the combination system of the regulatory gene GAL4 and the terminator Sal I, Xba I fragment 328 bp produces a large amount of E1a protein, the initiation of the production is rapid, and the productivity in glucose medium is not observed at all. The advantages have been demonstrated. First, yeast transformed with an expression vector improved by the present invention containing a foreign gene lacks a selectable marker nutrient (uracil in the example), uses glucose as a carbon source, and has a logarithmic growth phase to a stationary phase in a medium. Let it grow. In addition, when the regulatory gene GAL4 is used in the present invention, the recovery time from so-called glucose repression is extremely shortened, so that the production of the polypeptide reaches its maximum value quickly. Next, a certain amount of this bacterium was added to glucose 0.1-0.5% (6th
1% galactose 1-5% (2% in Fig. 6)
%) Inoculating a medium lacking selective nutrients
After 12-18 hours, the maximum production of the polypeptide from the foreign gene is reached. Returning to FIG. 1A again, this FIG. 1A shows 2 μm DNA, URA
3 , the structure of plasmid pTW3433 consisting of GAL4 , GAL7 promoter and E1a gene is shown, and the construction procedure is shown in detail in FIGS. 1B and 1C. In FIG. 1B, first, E1 of the human adenovirus genome
In order to remove the intron in the a region, it was replaced with a fragment surrounded by Sma I Xba I of adenovirus type 2 cDNA. Next, after treating the 5'side with Bal 31 to remove about 560 bases,
Bam HI linker was connected. The 3'side was cleaved with Hpa I and then connected with a Hind III linker. In FIG. 1B, the blackened portion shows the E1a coding region. This E1a
The expression vector pTM3 containing the yeast GAL7 promoter
Substitutions were inserted into the BglII and HindIII regions of 4 as shown in the figure. Figure 1C shows the procedure for inserting GAL4 into pTM34 / 3E1a constructed in Figure 1B. FIG. 2 shows the results of Western blotting showing the effect of the regulatory gene GAL4 on the expression of E1a protein in yeast. First, MF8-1 strain ( a ade , his 3, leu 2, trp 1, ura 3)
A transformant obtained by introducing pTW3433 into glucose was used as a glucose carbon source, and a medium lacking uracil (SGlu: composition; 0.5% casamino acid, 0.67% Nitrogen Base W / O amino acid, 0.002
% Adenine, 0.002% tryptophan, 2% glucose). When the total number of cells reached about 1 x 10 6 / ml, the cells were collected and transferred to SGal (medium added with galactose at 2% instead of glucose of SGlu). Approximately 5 ml samples were taken over time. Prepare the crude aliquot as described in the text and add 0.1% SDS.
Fractionated by% polyacrylamide electrophoresis. The fractionated proteins are electrotransferred and attached to a nylon membrane and then treated with anti-E1a rabbit serum. Next, this is treated with anti-rabbit IgG goat IgG to which peroxidase is bound, and then developed with hydrogen peroxide solution and diaminobenzidine hydrochloride. A quantitative comparison of E1a was carried out at 450 nm using a Shimadzu Double Beam Chromatoscanner CS-930. FIG. 3A shows the regulatory gene GAL4 from the expression vector of FIG.
The structures of the plasmid (B) with and without the terminator Sal I, the Xba I fragment 328 bp, and the plasmid without (A) without the terminator are shown. The construction procedure is as detailed in FIGS. 1B and 3B. FIG. 4 shows the results of analysis of the E1a protein expressed by the plasmid of FIG. 3A in an electropherogram by Western blotting. The MT8-1 strain was inserted with the plasmid A shown in FIG. 3A and the plasmid B containing the terminator inserted thereinto by transformation. SGly these yeasts
Lac (a medium containing 2% each of glycerol and lactic acid instead of glucose of SGlu in FIG. 2) is inoculated. Total number of bacteria about 1
At the time of × 10 6 / ml, the time of adding galactose to 2% was set to 0, and the second time was added at each time shown in the figure.
Samples were collected, processed and analyzed by Western blotting as in the figure. FIG. 5 shows the structure of the plasmid of FIG. 3A with the regulatory gene GAL4 added. FIG. 6 shows an electrophoretogram of the E1a protein expressed by the plasmid of FIG. 5 analyzed by Western blotting. That is, the plasmid shown in FIG. 5 was transformed into MT8-1 strain, and this was precultured in SGlu until the late logarithmic growth phase. Glucose 0.1
%, Galactose 2%, was inoculated into a medium (SGluGal) so that the total number of bacteria was about 3 × 10 5 / ml, and thereafter, samples were taken at each time shown in the figure. Subsequent processing was exactly the same as that shown in FIG.

【図面の簡単な説明】 第1A図は、2μmDNA、URA3GAL4GAL7プロモーター、
E1a遺伝子よりなるプラスミドpTW3433の構造を示したも
のである。 第1B図および第1C図は、プラスミドpTW3433の作製手順
を示したものである。 第2図は、酵母におけるE1aタンパク質の発現における
調節遺伝子GAL4の効果を示すウエスタンブロット法の解
析結果を示したものである。 第3A図は、第1A図の発現ベクターから調節遺伝子GAL4
欠き、ターミネーターSal I、Xba I断片328bp無しのプ
ラスミド(A)、有りのプラスミド(B)の構造を示し
たものである。 第3B図および第1B図は、第3A図のプラスミドの作製手順
を示したものである。 第4図は、第3A図のプラスミドにより発現したE1aのタ
ンパク質の分析結果をウエスタンブロット法により示し
たものである。 第5図は、第3A図のプラスミドに調節遺伝子GAL4を付加
したプラスミドの構造を示したものである。 第6図は、第5図のプラスミドにより発現したE1aタン
パク質をウエスタンブロット法により解析した結果の電
気泳動図を示したものである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A shows 2 μm DNA, URA3 , GAL4 , GAL7 promoter,
1 shows the structure of plasmid pTW3433 consisting of the E1a gene. FIG. 1B and FIG. 1C show the procedure for constructing the plasmid pTW3433. FIG. 2 shows the results of Western blotting analysis showing the effect of the regulatory gene GAL4 on the expression of E1a protein in yeast. FIG. 3A shows the structures of the plasmid (A) lacking the regulatory gene GAL4 from the expression vector of FIG. 1A, without the terminator Sal I and Xba I fragment 328 bp, and with the plasmid (B). FIG. 3B and FIG. 1B show the procedure for preparing the plasmid of FIG. 3A. FIG. 4 shows the analysis results of the E1a protein expressed by the plasmid of FIG. 3A by Western blotting. FIG. 5 shows the structure of a plasmid in which the regulatory gene GAL4 is added to the plasmid of FIG. 3A. FIG. 6 shows an electropherogram of the E1a protein expressed by the plasmid of FIG. 5, which was analyzed by Western blotting.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.下記の制限酵素地図、 における転写終結配列として、酵母GAL7遺伝子の3′側
周辺領域にあるSal IとXba Iの各切断箇所で囲まれる32
8塩基対を含むことを特徴とする酵母発現ベクター。 2.正の調節遺伝子GAL4の配列を有する特許請求の範囲
第1項に記載の酵母発現ベクター。 3.任意のポリペプチドをコードする遺伝子をプロモー
ター領域の下流およびターミネーター領域の上流に含む
特許請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記載の
酵母発現ベクター。
(57) [Claims] The restriction map below, It is surrounded by each cleavage site of Sal I and Xba I in the 3'side peripheral region of the yeast GAL7 gene as a transcription termination sequence in
A yeast expression vector comprising 8 base pairs. 2. The yeast expression vector according to claim 1, which has the sequence of the positive regulatory gene GAL4 . 3. The yeast expression vector according to claim 1, which comprises a gene encoding an arbitrary polypeptide downstream of the promoter region and upstream of the terminator region.
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