JP3078353B2 - Substantially pure cells producing Δ4-3-ketosteroid-5β-reductase - Google Patents

Substantially pure cells producing Δ4-3-ketosteroid-5β-reductase

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JP3078353B2
JP3078353B2 JP03133482A JP13348291A JP3078353B2 JP 3078353 B2 JP3078353 B2 JP 3078353B2 JP 03133482 A JP03133482 A JP 03133482A JP 13348291 A JP13348291 A JP 13348291A JP 3078353 B2 JP3078353 B2 JP 3078353B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はΔ4−3−ケトステロイ
ド−5β−還元酵素を生産する実質上純粋な細胞、Δ4
−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を発現する実質
上純粋なDNA及びΔ4−3−ケトステロイド−5β−
還元酵素の製造方法に関するものである。さらに詳しく
いえば、本発明は、例えばステロイド代謝関連医薬品開
発のための材料、ステロイドホルモンの不活化剤、診断
薬としてのモノクローナル抗体やポリクローナル抗体な
どの抗体作成用の抗原などとして利用可能なΔ4−3−
ケトステロイド−5β−還元酵素を、遺伝子組換え技術
により効率よく生産する形質転換細胞、ラット肝臓由来
のΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素のアミノ
酸配列をコードする塩基配列をもつΔ4−3−ケトステ
ロイド−5β−還元酵素遺伝子DNA及び前記形質転換
細胞を用いて、効率よくΔ4−3−ケトステロイド−5
β−還元酵素を製造する方法に関するものである。
The present invention relates to a substantially pure cells producing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, delta 4
Substantially pure DNA and delta 4-3-keto steroids to express 3-keto steroids -5β- reductase -5β-
The present invention relates to a method for producing a reductase. More particularly, the present invention is, for example, materials for steroid metabolism related drug development, inactivating agents steroid hormones, available delta 4 as such as an antigen for preparing an antibody, such as monoclonal antibodies and polyclonal antibodies as a diagnostic agent -3-
Keto steroid -5β- reductase, transformed cells efficiently produced by a genetic engineering technique, delta having the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase from rat liver 4 3-keto steroids -5β- reductase gene DNA and using the transformed cells, efficiently delta 4-3-keto steroids -5
The present invention relates to a method for producing β-reductase.

【0002】[0002]

【従来の技術】コレステロールは細胞内において、細胞
膜やオルガネラ膜などの構成成分をなしており、細胞の
生存上不可欠な物質であって、その80〜90%が肝臓
において胆汁酸に代謝され、肝汁中に排泄されるととも
に、副腎や性腺においてステロイドホルモンに転換され
様々な生理作用を及ぼしたのち、肝臓などで代謝され、
尿中に排泄されることが知られている。このようなコレ
ステロールからの胆汁酸代謝経路及びステロイドホルモ
ン合成経路においては、種々の酵素が関与しており、そ
の中で、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素
は、ステロイド骨格の4位の二重結合をA/Bcisに
還元する反応を触媒する重要な酵素であることが知られ
ている[「ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミス
トリー(J.Biol.Chem.)」第240巻、第
2396〜2401ページ(1965年)]。例えば、
反応式
2. Description of the Related Art Cholesterol is a constituent of cells such as cell membranes and organelle membranes and is an essential substance for the survival of cells. 80-90% of the cholesterol is metabolized to bile acids in the liver, After being excreted in the juice, it is converted into steroid hormones in the adrenal glands and gonads and exerts various physiological actions, after which it is metabolized in the liver, etc.
It is known to be excreted in urine. In bile acid metabolism pathway and steroid hormone synthesis pathway from such cholesterol are involved various enzymes, among them, delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, 4-position of the steroid skeleton Is known to be an important enzyme that catalyzes the reaction of reducing the double bond of A to B / Cis [Journal of Biological Chemistry], Vol. 240, No. 2396 to 2401 (1965)]. For example,
Reaction formula

【化1】 (式中のNADPH2及びNADPは、それぞれニコチ
ンアデニンジヌクレオチドリン酸の還元型及び酸化型で
ある)で示されるように、Δ4−3−ケトステロイドと
NADPH2とから、3−ケト−5βH−ステロイドと
NADPとを生成する反応を触媒する。このΔ4−3−
ケトステロイド−5β−還元酵素が触媒する反応として
は、
Embedded image (NADPH 2 and NADP in the formula, each of nicotine adenine reduced and oxidized forms of dinucleotide phosphate) from as indicated by, delta 4-3-keto steroids and NADPH 2 Prefecture, 3-keto -5βH -Catalyze the reaction to produce steroids and NADP. This Δ 4 -3-
The reactions catalyzed by ketosteroid-5β-reductase include:

【化2】 Embedded image

【化3】 に示される種々の反応が例示される。このような性質を
有するΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素は、
例えばステロイド代謝関連医薬品開発のための材料、ス
テロイドホルモンの不活化剤、診断薬としてのモノクロ
ーナル抗体やポリクローナル抗体などの抗体作成用の抗
原などとして有用であることが期待される。診断薬とし
ては、例えばこのΔ4−3−ケトステロイド−5β−還
元酵素に対するモノクローナル抗体を用いて該酵素を測
定することにより、該酵素欠損症の診断が可能である。
このΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素は動物
の肝臓に分布していることが知られており、これまでラ
ット肝臓から抽出精製することが試みられている[「ジ
ャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J.
Biol.Chem.)」第259巻、第7519〜7
524ページ(1984年)、同第260巻、第713
7〜7141ページ(1985年)]。しかしながら、
ラット肝臓から抽出する方法においては、生体内の他の
類似のきょう雑物を含有し、かつ得られるΔ4−3−ケ
トステロイド−5β−還元酵素の量が極めて少ないた
め、高純度標品を得ることが困難であり、したがって該
酵素を用いて、新しい医薬品や診断薬を開発する研究を
積極的に進めることができないのが実状である。そのた
め、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を効率
よく生産する微生物や動物細胞の開発が望まれていた。
Embedded image Are exemplified. Delta 4-3-keto steroids -5β- reductase having such properties,
For example, it is expected to be useful as a material for developing steroid metabolism-related drugs, a steroid hormone inactivating agent, an antigen for producing antibodies such as monoclonal antibodies and polyclonal antibodies as diagnostic agents, and the like. The diagnostic agent, e.g., by measuring the enzyme with monoclonal antibodies to the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, it is possible to diagnose the enzyme deficiency.
The delta 4-3-keto steroids -5β- reductase is known to be distributed in the liver of an animal, it has been attempted to extract purified from rat liver up to now [ "Journal of Biotechnology Logical Chemistry (J.
Biol. Chem. Volume 259, 7519-7
524 pages (1984), Vol. 260, No. 713
7 to 7141 (1985)]. However,
In the method of extracting from rat liver, for containing other similar today matters in a living body, and the amount of the resulting delta 4-3-keto steroids -5β- reductase is extremely small, a high-purity preparation In fact, it is difficult to obtain them, and thus it is not possible to actively advance research for developing new pharmaceuticals and diagnostics using the enzyme. Therefore, the development of microbial and animal cells producing efficiently delta 4-3-keto steroids -5β- reductase has been desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、新しい医薬品や診断薬の開発などに有用
なΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を効率よ
く生産する微生物や動物細胞を開発し、これらを用いて
該酵素を量産する方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
[0007] The present invention is, under such circumstances, to efficiently produce useful Δ 4 -3- keto steroid -5β- reductase enzyme, such as the development of new drugs and diagnostic agents The purpose of the present invention is to provide a method for developing microorganisms and animal cells and mass-producing the enzyme by using them.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は前記目的を達
成するために鋭意研究を重ねた結果、ラット肝細胞より
調製されたmRNAを基にして得られたcDNAライブ
ラリーの中から、該酵素を発現する遺伝子DNAをスク
リーニングし、次いでこのDNAを用いて発現ベクター
を構築したのち、適当な細胞(微生物又は動物細胞)に
導入して形質転換細胞を作出し、これを培地で培養する
ことにより、該Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元
酵素を効率よく量産しうることを見い出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above-mentioned object, and as a result, from the cDNA library obtained based on mRNA prepared from rat hepatocytes, Screening for gene DNA that expresses the enzyme, and then constructing an expression vector using this DNA, then introducing into an appropriate cell (microorganism or animal cell) to produce a transformed cell, which is cultured in a medium. by, found that can mass-produced efficiently the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, and completed the present invention based on this finding.

【0005】すなわち、本発明は、図1で表されるアミ
ノ酸配列のΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素
を発現するDNAを有する組換えプラスミドによって形
質転換された細胞であることを特徴とするΔ4−3−ケ
トステロイド−5β−還元酵素を生産する実質上純粋な
細胞、図1で表されるアミノ酸配列をコードする塩基配
列を有することを特徴とするΔ4−3−ケトステロイド
−5β−還元酵素を発現する実質上純粋なDNA、及び
前記の形質転換された細胞であるΔ4−3−ケトステロ
イド−5β−還元酵素を生産する実質上純粋な細胞を培
地に培養し、次いでその培養物からΔ4−3−ケトステ
ロイド−5β−還元酵素を採取することを特徴とするΔ
4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素の製造方法を
提供するものである。
Namely, the present invention is characterized in that it is a cell transformed by a recombinant plasmid having a DNA expressing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase amino acid sequence represented by Figure 1 delta 4-3-keto steroids and having a delta 4-3-substantially pure cells producing ketosteroids -5β- reductase, nucleotide sequences encoding the amino acid sequence represented in Figure 1, cultured -5β- substantially pure DNA expressing reductase, and to the medium substantially pure cells producing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase is the transformed cells, then delta, and collecting the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase from the culture
4-3 is intended to provide a process for the production of keto steroids -5β- reductase.

【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を
生産する形質転換細胞を作出するのに用いられるΔ4
3−ケトステロイド−5β−還元酵素を発現する遺伝子
DNAは、肝細胞、例えばラット肝細胞より調製された
mRNAを基にして得られるcDNAライブラリーの中
からスクリーニングすることにより得ることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, delta 4-3-keto steroids -5β- used reductase to produce transformed cells which produce delta 4 -
Gene DNA expressing 3-ketosteroid-5β-reductase can be obtained by screening from a cDNA library obtained based on mRNA prepared from hepatocytes, for example, rat hepatocytes.

【0007】次に、このΔ4−3−ケトステロイド−5
β−還元酵素を発現する遺伝子DNAを得る具体的な方
法について例示すると、まず、ラット肝細胞からmRN
Aを調製する。このmRNAを調製する方法としては、
例えば摘出したラット肝組織を破砕したのち、これにグ
アニジウム液などを加えてホモジェナイズ処理を行い、
次いで高分子DNAを分断し、さらに、適当な処理を施
して全RNAを回収する。次に、これをオリゴ(dT)
−セルロースカラムに付して、polyAテールをもつ
RNAのみを溶出させて、poly(A)+RNAを調製
する方法を用いることができる。
[0007] Then, the delta 4-3-keto steroids -5
To illustrate a specific method for obtaining a gene DNA expressing β-reductase, first, mRN is obtained from rat hepatocytes.
Prepare A. As a method for preparing this mRNA,
For example, after crushing the excised rat liver tissue, guanidinium solution and the like are added thereto, and homogenized,
Next, the high-molecular-weight DNA is cut and subjected to an appropriate treatment to collect the total RNA. Next, this was converted to oligo (dT)
-A method of preparing a poly (A) + RNA by applying to a cellulose column and eluted only RNA having a polyA tail can be used.

【0008】次に、このようにして得られたpoly
(A)+RNAからcDNAライブラリーを作成するが、
それにはまず、該poly(A)+RNAに、例えばdN
TPs(dATP、dGTP、dCTP、dTTPの等量
混合物)とオリゴ(dT)と逆転写酵素とを作用させて
第一鎖を合成したのち、RNaseH及びDNAポリメ
ラーゼIで第二鎖を合成する。次にEcoRIメチラー
ゼで遺伝子に内在するEcoRIサイトをメチル化した
のち、T4DNAポリメラーゼを用いて平滑末端とな
し、次いでこの両末端にEcoRIリンカーを付着させ
てから、制限酵素EcoRIで消化し、これを電気泳動
にかけて、cDNAをサイズ分画するとともに、過剰に
加えたリンカーを除去する。
Next, the thus obtained poly is obtained.
(A) A cDNA library is prepared from + RNA,
First, the poly (A) + RNA is, for example, dN
After the first strand is synthesized by reacting TP s (a mixture of equal amounts of dATP, dGTP, dCTP, and dTTP), oligo (dT) and reverse transcriptase, the second strand is synthesized with RNaseH and DNA polymerase I. Then After methylation the EcoRI site inherent in gene with EcoRI methylase, blunt and without using T 4 DNA polymerase, then were allowed to adhere to EcoRI linkers to the both ends, was digested with restriction enzymes EcoRI, which Is electrophoresed to size fractionate the cDNA and to remove excess linker.

【0009】次いでこのようにして得られたcDNAを
用いて遺伝子ライブラリーを作成し、その中から目的遺
伝子DNAをスクリーニングするが、その方法について
は特に制限はなく、従来慣用されている方法を用いるこ
とができる。例えばmRNAを基にして得られた該cD
NAをクローニング用ベンターに連結させ、cDNAラ
イブラリーを作成する。一方、Δ4−3−ケトステロイ
ド−5β−還元酵素のポリクローナル抗体や、該酵素の
アミノ酸配列におけるある部分の塩基配列に相当する1
5〜25塩基長のアイソートプや非放射性化合物で標識
されたDNAプローブを作成し、これらを用いて、該c
DNAライブラリーの中から目的遺伝子をスクリーニン
グすればよい。このcDNAライブラリーとしては、市
販品のラット肝cDNAライブラリーを用いることもで
きる。
Next, a gene library is prepared using the cDNA thus obtained, and a target gene DNA is screened therefrom. The method is not particularly limited, and a conventionally used method is used. be able to. For example, the cD obtained based on mRNA
The NA is linked to a cloning center to create a cDNA library. On the other hand, and polyclonal antibodies delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, corresponding to the nucleotide sequence of a portion of the amino acid sequence of the enzyme 1
A DNA probe labeled with an isotope having a length of 5 to 25 bases or a non-radioactive compound is prepared, and the c
The target gene may be screened from the DNA library. As this cDNA library, a commercially available rat liver cDNA library can also be used.

【0010】次に本発明の実施例で用いた方法について
説明すると、クローニング用ベクターとしてファージベ
クターλgt11及びλZAPを用い、前記cDNAの
中からできるだけ大きいサイズのフラクションのcDN
Aをこれらに連結し、λgt11ベクターに組み込んだ
cDNAライブラリー及びλZAPベクターに組み込ん
だcDNAライブラリーを作成した。そして、まずλg
t11ライブラリーを、あらかじめ用意していたポリク
ローナル抗体を用いてスクリーニングを行い、約10
0,000個のプラークより8個のポジティブプラーク
λ2、λ4、λ5、λ7、λ9、λ11、λ12、λ13を得たの
ち、クローニングを行い、それぞれのクローンについ
て、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素標品の
リジルエンドペプチダーゼ処理により得られたK6ペプ
チドに対応する合成DNAをプローブとしてサザン・ブ
ロット(Southern blot)解析を行ったと
ころ、λ4を除くすべてのクローンに対して、1.8kbp
位置にハイブリダイズするバンドが検出されたことか
ら、λ4以外のクローンは該酵素の翻訳領域を少なくと
も一部は含んでいることが確認された。また、この1.
8kbpのcDNAインサートをプローブとしてラット肝
由来のpoly(A)+RNAのノーザン・ブロット(N
orthern blot)解析を行ったところ、該酵
素のmRNAのサイズは約3.5kbpであることが判明し
た。
Next, the method used in the examples of the present invention will be described. The phage vectors λgt11 and λZAP are used as cloning vectors, and cDN of the largest possible fraction from the cDNA is used.
A was ligated to these to prepare a cDNA library integrated into the λgt11 vector and a cDNA library integrated into the λZAP vector. And first, λg
The t11 library was screened using a polyclonal antibody prepared in advance to obtain about 10
After obtaining eight positive plaques λ 2 , λ 4 , λ 5 , λ 7 , λ 9 , λ 11 , λ 12 , λ 13 from the 0000 plaques, cloning was performed, and for each clone, Δ 4 -3-keto steroids -5β- Southern blot reductase enzyme preparation of lysyl endopeptidase corresponding synthetic DNA to K6 peptide obtained by the process as probes (Southern blot) was subjected to analysis, all but lambda 4 1.8 kbp
Since the hybridizing band was detected at a position, lambda 4 other clones it was confirmed that at least a part contains a coding region of the enzyme. Also, this 1.
Northern blot of poly (A) + RNA derived from rat liver using an 8 kbp cDNA insert as a probe (N
The result of analysis of an Northern blot analysis revealed that the mRNA size of the enzyme was about 3.5 kbp.

【0011】次に、このmRNAのサイズと比較して、
得られたポジティブクローンのサイズは小さかったた
め、λ11のインサートをプローブとしてλZAPライブ
ラリーのスクリーニングを行い、3'側に約100bp長
いポジティブクローンZ8を得た。しかしながら、この
Z8のDNAシーケンスより導かれたタンパクの分子量
は34,000となり、Δ4−3−ケトステロイド−5β
−還元酵素精製標品の分子量よりかなり小さく、またC
OS細胞にこのcDNAクローンZ8をトランスフェク
トしたところ、目的の酵素タンパクの発現はみられなか
った。
Next, in comparison with the size of this mRNA,
Since the size of the resulting positive clones was small, the insert of the lambda 11 were screened in λZAP library as a probe, 3 'to obtain about 100bp long positive clones Z8 to side. However, the molecular weight of the protein derived from the DNA sequence of the Z8 is 34,000 next, delta 4-3-keto steroids -5β
-Considerably smaller than the molecular weight of the purified reductase sample;
When this cDNA clone Z8 was transfected into OS cells, the expression of the target enzyme protein was not observed.

【0012】これらのことから、該cDNAクローンZ
8は不完全なクローンであると思われるので、次に、プ
ライマー・エクステンデッド(Primer Exte
nded)ライブラリー及びランダム・ヘキサプライミ
ング(Random Hexapriming)ライブ
ラリーをλ11インサートをプローブとしてスクリーニン
グを行い、8個のポジティブクローンH23−1、H2
3−2、H23−3、H241、H251、E23、E
24及びE43を得た。これらの中でH241が最も長
い該酵素の翻訳領域をもっているので、このcDNAク
ローンH241をプラスミドpSVLに図3に示すよう
に組み込み、プラスミドpSV5β−241(当該プラ
スミドはエシェリヒア・コリMV1184pSV5β−
241として保持せしめた:FERM P−1221
9)から成る発現ベクターを構築したのち、COS細胞
に導入して形質転換された細胞COS−pSV5β−2
41を作出し、培養したところ、得られたタンパク質は
図4の写真で示すように、Δ4−3−ケトステロイド−
5β−還元酵素の抗体と反応することが確認され、また
アンドロステンジオンを基質として酵素活性を調べたと
ころ、明らかに酵素活性(比活性:2.5pmol/min/mg
タンパク)を示すことが確認された。
From these results, the cDNA clone Z
8 appears to be an imperfect clone, so Primer Extended
were screened nded) library and random hexa-priming (Random Hexapriming) library λ 11 insert as a probe, 8 positive clones H23-1, H2
3-2, H23-3, H241, H251, E23, E
24 and E43 were obtained. Since H241 has the longest translation region of the enzyme among them, this cDNA clone H241 was incorporated into plasmid pSVL as shown in FIG. 3, and plasmid pSV5β-241 (the plasmid was Escherichia coli MV1184 pSV5β-
241: FERM P-1221
After constructing an expression vector consisting of 9), the transformed cells were introduced into COS cells and transformed into COS-pSV5β-2.
41 out work, was cultured, the resulting protein as shown in the photograph in FIG. 4, delta 4-3-keto steroids -
It was confirmed that it reacted with the antibody of 5β-reductase, and when the enzyme activity was examined using androstenedione as a substrate, the enzyme activity was clearly found (specific activity: 2.5 pmol / min / mg).
Protein).

【0013】したがって、該cDNAクローンH241
はΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を発現す
るDNAであることが判明し、このものは、図1で表さ
れるアミノ酸配列をコードする図2で示される塩基配列
を有しており、この図2において、その5'側上流には
開始コドン、例えばMetをコードするATGを有して
いてもよいし、その3'側下流には終止コドン、例えば
TGAを有していてもよい。また配列表の配列番号1
に、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素遺伝子
DNAの全塩基配列を示す。このものは全長3189bp
でpolyAテールは欠けており、かつ約2000bpの
3'非翻訳領域を有している。またこれより導かれた酵
素タンパクは327のアミノ酸より構成された分子量3
7376のものであり、かつラット肝由来のΔ4−3−
ケトステロイド−5β−還元酵素の精製標品をリジルエ
ンドペプチダーゼ処理して得られた図5で示す6個のペ
プチドフラグメントK6、K10、K15、K16、K
17、K19のアミノ酸配列をすべて含んでいることが
確認された。
Therefore, the cDNA clone H241
Was found to be a DNA that expresses a delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, this thing, has a nucleotide sequence shown in Figure 2 encoding the amino acid sequence represented by Figure 1 In FIG. 2, the 5 ′ upstream may have a start codon, for example, an ATG encoding Met, and the 3 ′ downstream may have a stop codon, for example, TGA. Good. SEQ ID No. 1 in the sequence listing
To show the entire nucleotide sequence of the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene DNA. It has a total length of 3189 bp
The polyA tail is missing and has a 3 'untranslated region of about 2000 bp. The derived enzyme protein has a molecular weight of 3 consisting of 327 amino acids.
7376 is of, and derived from rat liver delta 4-3-
The six peptide fragments K6, K10, K15, K16, and K shown in FIG. 5 obtained by treating a purified sample of ketosteroid-5β-reductase with lysyl endopeptidase.
17, it was confirmed that the protein contained the entire amino acid sequence of K19.

【0014】本発明においては、cDNAライブラリー
からスクリーニングして得られたΔ4−3−ケトステロ
イド−5β−還元酵素を発現するDNAは、実施例で示
すようにプラスミドに直接組み込み発現ベクターを構築
してもよいし、あるいはいったん適当なプラスミドに組
み込み、宿主微生物に導入し、この形質転換された宿主
微生物から、例えばマニアティス(Maniatis)
らの方法などに従って、Δ4−3−ケトステロイド−5
β−還元酵素遺伝子DNAを含む組換えプラスミドを調
製し、この組換えプラスミドと発現用ベクターを適当な
制限酵素を用いて処理し、それぞれΔ4−3−ケトステ
ロイド−5β−還元酵素遺伝子を含むDNA断片及びベ
クター断片を得たのち、それぞれ接着末端をアニーリン
グし、適当なDNAリガーゼを用いて結合させることに
より、発現ベクターを構築してもよい。
In the present invention, DNA that express the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase enzyme obtained by screening from a cDNA library constructed plasmid directly integrative expression vector as shown in Example Alternatively, once it has been integrated into a suitable plasmid and introduced into a host microorganism, the transformed host microorganism can be used, for example, by means of Maniatis.
According, such as al ways, delta 4-3-keto steroids -5
β- reductase gene DNA to prepare recombinant plasmids containing the expression vector and this recombinant plasmid was treated with the appropriate restriction enzymes, including delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene, respectively After obtaining a DNA fragment and a vector fragment, an expression vector may be constructed by annealing the cohesive ends of each and ligating them using an appropriate DNA ligase.

【0015】この発現ベクターの構築に用いられるプラ
スミドの種類については特に制限はなく、使用する宿主
細胞の種類によって適宜選ばれる。例えば宿主細胞とし
て、エシェリヒア属に属するエシェリヒア・コリ(E.
coli)、例えばE.coliDHI、同HB10
1、同MV1184、同MV1304、同W3110、
同C600株などを用いる場合にはプラスミドpINI
やpINIIIなどが、バチルス・ズブチルスを用いる場
合には、例えばプラスミドpTUB218やpTUB2
85などが、サッカロマイセス・セレビシアなどの酵母
を用いる場合は、例えばプラスミドpAM82などが好
ましく使用される。
The type of plasmid used for constructing the expression vector is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of host cell used. For example, as a host cell, Escherichia coli belonging to the genus Escherichia (E.
coli), for example, E. coli. coli DHI, HB10
1, MV1184, MV1304, W3110,
When using the same C600 strain, plasmid pINI
In the case where Bacillus subtilis is used in, for example, plasmids pTUB218 and pTUB2,
When yeast such as Saccharomyces cerevisiae is used, for example, plasmid pAM82 is preferably used.

【0016】一方、宿主細胞として、サル腎(COS)
細胞、チャイニーズハムスターオバリー(CHO)細
胞、CHO−dhfr(葉酸還元酵素欠損)株細胞など
の動物細胞を用いる場合には、SV40ウイルスの後期
プロモーターで外来遺伝子を発現させるウイルスベクタ
ー、例えばプラスミドpSVLやpSV2−dhfrな
どを好ましく使用することができる。
On the other hand, monkey kidney (COS) is used as a host cell.
When animal cells such as cells, Chinese hamster overly (CHO) cells, and CHO-dhfr (folate reductase deficient) cell lines are used, viral vectors expressing the foreign gene with the late promoter of the SV40 virus, such as plasmids pSVL and pSV2 -Dhfr and the like can be preferably used.

【0017】発現ベクターを前記の宿主に導入する方法
については、例えば宿主細胞がエシェリヒア属に属する
微生物の場合は、例えばカルシウムイオンの存在下に導
入してもよいし、コンピテントセル法を用いて導入して
もよく、またバチルス属に属する微生物の場合には、コ
ンピテントセル法やプロトプラスト法、あるいはマイク
ロインジョン法が用いられる。宿主微生物への発現ベク
ター導入の有無についての選択は、該ベクターの薬剤耐
性マーカーに基づく選択培地で該微生物を培養して生育
する微生物を選択し、Δ4−3−ケトステロイド−5β
−還元酵素を生産する実質上純粋な細胞を得る。
With respect to the method of introducing the expression vector into the above-mentioned host, for example, when the host cell is a microorganism belonging to the genus Escherichia, the expression vector may be introduced in the presence of, for example, calcium ions, or by using the competent cell method. It may be introduced, and in the case of a microorganism belonging to the genus Bacillus, a competent cell method, a protoplast method, or a microinjection method is used. Selection for the presence or absence of the expression vector introduced into a host microorganism selected microorganisms grown by culturing the microorganism in a selective medium based on the drug resistance marker of the vector, delta 4-3-keto steroids -5β
Obtaining a substantially pure cell producing reductase.

【0018】一方、宿主細胞がCOSやCHOなどの動
物細胞の場合は、例えばリン酸カルシウム法やエレクト
ロポレーション法などが用いられる。また、発現ベクタ
ーが導入された動物細胞を選択するには薬剤耐性などが
利用される。薬剤耐性遺伝子は発現ベクター内に組み込
んでもよいし、別に薬剤耐性遺伝子発現ベクターを構築
し、両ベクター混合物によるコトランスフェクションを
行い、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を生
産する実質上純粋な細胞を得る。
On the other hand, when the host cell is an animal cell such as COS or CHO, for example, a calcium phosphate method or an electroporation method is used. In addition, drug resistance and the like are used to select animal cells into which the expression vector has been introduced. It drug resistance gene may be incorporated into an expression vector, separately to construct a drug-resistance gene expression vector, performs cotransfection by both vectors mixture substantially to produce delta 4-3-keto steroids -5β- reductase Get pure cells.

【0019】このようにして形質転換された細胞の培養
については、該細胞が微生物の場合には、該微生物の生
育に必要な炭素源や窒素源などの栄養源や無機成分など
を含む培地中において行うことができる。該炭素源とし
ては、例えばグルコース、デンプン、ショ糖、モラッ
セ、デキストリンなどが、窒素源としては、例えばペプ
トン、肉エキス、カゼイン加水分解物、コーンスチープ
リカー、硝酸塩、アンモニウム塩などが、無機成分とし
ては、例えばナトリウム、カリウム、カルシウム、マグ
ネシウム、コバルト、亜鉛、マンガン、鉄などの陽イオ
ンや塩素、硫酸、リン酸などの陰イオンを含む塩が挙げ
られる。
When culturing the cells transformed as described above, when the cells are microorganisms, the cells are cultured in a medium containing nutrients such as carbon sources and nitrogen sources necessary for the growth of the microorganisms and inorganic components. Can be performed. As the carbon source, for example, glucose, starch, sucrose, molasses, dextrin, etc., as the nitrogen source, for example, peptone, meat extract, casein hydrolyzate, corn steep liquor, nitrate, ammonium salt, etc., as inorganic components Examples thereof include salts containing cations such as sodium, potassium, calcium, magnesium, cobalt, zinc, manganese, and iron, and anions such as chlorine, sulfuric acid, and phosphoric acid.

【0020】培養の形態は液体培養が好ましく、工業的
には深部通気撹拌培養を行うのが有利である。培養温度
は、微生物が生育し、Δ4−3−ケトステロイド−5β
−還元酵素が生産される範囲で適宜選ばれるが、エシェ
リヒア属に属する微生物の場合は、通常20〜40℃の
範囲の温度で選ばれる。培養時間は条件により左右され
るが、該酵素が最高収量に達する時間を見計らって適当
な時期に培養を終了すればよく、通常12〜27時間程
度である。
The form of culture is preferably liquid culture, and industrially, it is advantageous to carry out deep aeration stirring culture. The culture temperature, microorganisms are grown, Δ 4 -3- keto steroid -5β
-It is appropriately selected within a range in which a reductase is produced. In the case of a microorganism belonging to the genus Escherichia, it is usually selected at a temperature in the range of 20 to 40 ° C. The cultivation time depends on the conditions, but the cultivation may be terminated at an appropriate time in consideration of the time required for the enzyme to reach the maximum yield, and is usually about 12 to 27 hours.

【0021】このようにして培養したのち、Δ4−3−
ケトステロイド−5β−還元酵素は菌体を含む培養液を
そのまま採取して分離、精製すればよく、また、Δ4
3−ケトステロイド−5β−還元酵素が菌体内に存在す
る場合には、得られた培養物をろ過又は遠心分離などの
手段により菌体を回収し、次いでこの菌体をボールミル
や超音波による機械的破砕方法やリゾチームなどの酵素
的破砕方法で破砕し、必要に応じてキレート剤や界面活
性剤を添加してΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元
酵素を可溶化して分離採取し、精製すればよい。精製方
法については、例えばΔ4−3−ケトステロイド−5β
−還元酵素含有溶液を減圧濃縮、膜濃縮、硫安や硫酸ナ
トリウムなどでの塩析処理、メタノールやエタノール、
アセトンなどの親水性有機溶媒での分別沈殿などの手段
を適宜選択し、組み合わせて沈殿を得たのち、さらにこ
のΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を含有す
る沈殿物を、必要に応じて、水又は緩衝液に溶解し、透
析膜にて透析して、より低分子量の不純物を除去しても
よく、また、吸着剤やゲルろ過剤などによるイオン交換
クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、ゲルろ
過法などにより精製してもよい。このようにして得られ
た実質上純粋なΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元
酵素は必要に応じて凍結乾燥することができる。
[0021] After culturing in this manner, delta 4-3-
Keto steroids -5β- reductase separated by directly collecting a liquid culture containing cells may be purified, also, delta 4 -
When 3-ketosteroid-5β-reductase is present in the cells, the obtained culture is recovered by filtration or centrifugation, and then the cells are collected by a ball mill or a machine using ultrasonic waves. disruption method and disrupted by enzymatic disruption method such as lysozyme, as necessary to separate collected solubilize delta 4-3-keto steroids -5β- reductase by adding a chelating agent or a surfactant, It may be purified. For purification methods, for example, delta 4-3-keto steroids -5β
-Reducing enzyme-containing solution is concentrated under reduced pressure, membrane concentrated, salted out with ammonium sulfate or sodium sulfate, methanol, ethanol,
After means such as fractional precipitation with a hydrophilic organic solvent such as appropriately selected from acetone, to obtain a combined precipitation, the further precipitate containing the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, needs Accordingly, it may be dissolved in water or a buffer solution and dialyzed with a dialysis membrane to remove impurities of lower molecular weight.In addition, ion exchange chromatography with an adsorbent or a gel filtration agent, adsorption chromatography, It may be purified by a gel filtration method or the like. Thus on substantially obtained by pure delta 4-3-keto steroids -5β- reductase may be lyophilized if necessary.

【0022】一方、形質転換された細胞がCOS細胞や
CHO細胞などの動物細胞の場合には、従来慣用されて
いる動物細胞の組織培養の手段を用いて培養すればよ
く、例えばダルベッコ変法イーグルMEM培地と10重
量%程度のウシ胎児血清を含有する培養器、簡便にはシ
ャーレに、形質転換体を104個/cm2程度播種して、通
常30〜37℃の温度で2〜6日間程度培養したのち、
公知の酵素の分離、回収手段を用いて、目的のΔ4−3
−ケトステロイド−5β−還元酵素を含む溶液を回収す
ればよい。このようにして得られたΔ4−3−ケトステ
ロイド−5β−還元酵素含有溶液は、前記の形質転換微
生物の培養の場合と同様にして精製することにより、実
質上純粋なΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素
が得られる。
On the other hand, when the transformed cells are animal cells such as COS cells and CHO cells, the cells may be cultured using a conventional means for tissue culture of animal cells, for example, the modified Dulbecco's Eagle method. A transformant containing an MEM medium and about 10% by weight of fetal bovine serum is conveniently seeded on a Petri dish at about 10 4 cells / cm 2 , usually at a temperature of 30 to 37 ° C. for 2 to 6 days. After culturing to the extent,
Using known enzyme separation and recovery means, the desired Δ 4 -3
A solution containing ketosteroid-5β-reductase may be recovered. Thus delta 4-3-keto steroids -5β- reductase-containing solution thus obtained, by purification in the same manner as in the culture of the transformed microorganism of, substantially pure delta 4-3- Ketosteroid-5β-reductase is obtained.

【0023】本発明方法で得られるΔ4−3−ケトステ
ロイド−5β−還元酵素はNADPH2の存在下、ステ
ロイド骨格の4位の二重結合をA/Bcisに還元する
反応を触媒する性質を有し、例えばステロイド代謝関連
医薬品開発のための材料、ステロイドホルモンの不活化
剤、診断薬としてのモノクローナル抗体やポリクローナ
ル抗体などの抗体作成用の抗原として有用である。特に
Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素に対するモ
ノクローナル抗体は、該酵素欠損症の診断薬として期待
できる。
The delta 4-3-keto steroids -5β- reductase obtained by the method of the present invention is the presence of NADPH 2, the property of catalyzing the reactions that reduce 4-position of a double bond in the A / BCIS Steroid Backbone For example, it is useful as a material for developing steroid metabolism-related drugs, a steroid hormone inactivating agent, and an antigen for preparing antibodies such as monoclonal antibodies and polyclonal antibodies as diagnostic agents. Especially monoclonal antibodies to delta 4-3-keto steroids -5β- reductase can be expected as a diagnostic agent of the enzyme deficiency.

【0024】なお、本発明明細書に記載の塩基配列の記
号及びアミノ酸配列の記号は、当該分野における慣用略
号に基づくもので、それらの例を以下に列記する。ま
た、すべてのアミノ酸はL体を示すものとする。 DNA:デオキシリボ核酸 A:アデニン T:チミン G:グアニン C:シトシン Ala:アラニン Arg:アルギニン Asn:アスパラギン Asp:アスパラギン酸 Cys:システイン Gln:グルタミン Glu:グルタミン酸 Gly:グリシン His:ヒスチジン Ile:イソロイシン Leu:ロイシン Lys:リジン Met:メチオニン Phe:フェニルアラニン Pro:プロリン Ser:セリン Thr:スレオニン Trp:トリプトファン Tyr:チロシン Val:バリン
The symbols of the nucleotide sequence and the amino acid sequence described in the specification of the present invention are based on conventional abbreviations in the art, and examples thereof are listed below. In addition, all amino acids are assumed to be in the L form. DNA: deoxyribonucleic acid A: adenine T: thymine G: guanine C: cytosine Ala: alanine Arg: arginine Asn: asparagine Asp: aspartic acid Cys: cysteine Gln: glutamine Glu: glutamic acid Gly: glycine His: leucine lysine Lys: Lysine Met: Methionine Phe: Phenylalanine Pro: Proline Ser: Serine Thr: Threonine Trp: Tryptophan Tyr: Tyrosine Val: Valine

【0025】[0025]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:3189塩基対 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:mRNAに対するcDNA 起源:ラット肝臓由来のものに基づく合成 配列の名称:Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵
素遺伝子
SEQ ID NO: 1 Sequence length: 3189 base pairs Sequence type: nucleic acid Number of strands: double stranded Topology: linear Sequence type: cDNA for mRNA Origin: Synthetic based on rat liver derived Sequence name: delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】[0030]

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。 調製例1 poly(A)+RNAの調製 摘出されたラット肝組織2gを液体窒素中で破砕し、4
0mlの6Mグアニジンイソチオシアネート中でホモジナ
イズしたのち、18.5ゲージの太さの注射針を通して
高分子DNAを切断し粘度を下げ、次いでホモジネート
を3分の1容の5.7M塩化セシウムと0.1M EDT
A(pH7.5)を含む溶液上に重層し、35,000rp
m、25℃で18時間遠心分離処理した。遠心分離後、
沈殿物を水3mlに溶解し、等量のフェノール/クロロホ
ルムで処理し、水層を別の試験管に取り、10分の1容
の3M酢酸ナトリウム及び2.5倍容のエタノールを加
えて遠心分離処理し、沈殿物を集め、減圧乾燥して粗R
NA200mgを得た。この粗RNAを1.5mlの水に溶
解後、65℃で5分間保温し、急冷して1.5mlの40m
Mトリス−塩酸(pH7.6)、1.0M NaCl、2mM
EDTA、0.2%SDS溶液を加えた。次いで、この
溶液全量を20mMトリス−塩酸(pH7.6)、0.5M
NaCl、1mMEDTA及び0.1%SDSで平衡化し
た75mgのオリゴ(dT)−セルロース(ファルマシア
社製)カラムに吸着させたのち、10mlの同じ溶液で洗
浄後、5mlの20mMトリス−塩酸(pH7.6)、0.1M
NaCl、1mMEDTA及び0.1%SDS溶液でpo
ly(A)+RNA以外のRNAを溶出させた。次に10
mMトリス−塩酸(pH7.5)、1mMEDTA、0.05%
SDSの溶液でpoly(A)+RNAを溶出させ、始め
に溶出してくる1mlを分画した。これに10分の1容の
3M酢酸ナトリウム及び2.5倍容のエタノールを加
え、−20℃で一晩放置し、15,000rpm、30分の
遠心分離処理で沈殿を集め、減圧乾燥した。このように
してpoly(A)+RNA200μgを得た。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the present invention. Preparation Example 1 Preparation of poly (A) + RNA 2 g of isolated rat liver tissue was crushed in liquid nitrogen,
After homogenization in 0 ml of 6M guanidine isothiocyanate, the high molecular weight DNA was cut through a 18.5 gauge needle to reduce the viscosity, and then the homogenate was diluted with 1/3 volume of 5.7M cesium chloride and 0.5%. 1M EDT
A (pH 7.5) overlaid on a solution containing 35,000 rp
and centrifuged at 25 ° C. for 18 hours. After centrifugation,
The precipitate was dissolved in 3 ml of water, treated with an equal volume of phenol / chloroform, the aqueous layer was transferred to another test tube, and 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2.5 volumes of ethanol were added thereto, followed by centrifugation. Separation treatment, collection of the precipitate, drying under reduced pressure
200 mg of NA were obtained. After dissolving this crude RNA in 1.5 ml of water, the mixture is kept at 65 ° C. for 5 minutes, quenched, and cooled to 1.5 ml of 40 m
M Tris-HCl (pH 7.6), 1.0 M NaCl, 2 mM
EDTA, 0.2% SDS solution was added. Then, the whole amount of this solution was added to 20 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.6), 0.5 M
After adsorbing on a 75 mg oligo (dT) -cellulose (Pharmacia) column equilibrated with NaCl, 1 mM EDTA and 0.1% SDS, washing with 10 ml of the same solution, 5 ml of 20 mM Tris-HCl (pH 7.1). 6), 0.1M
Po with NaCl, 1 mM EDTA and 0.1% SDS solution
RNA other than ly (A) + RNA was eluted. Then 10
mM Tris-HCl (pH 7.5), 1 mM EDTA, 0.05%
Poly (A) + RNA was eluted with the SDS solution, and 1 ml of the first eluted fraction was fractionated. To this, 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2.5 volumes of ethanol were added, and the mixture was allowed to stand at −20 ° C. overnight, centrifuged at 15,000 rpm for 30 minutes, and the precipitate was collected and dried under reduced pressure. Thus, 200 μg of poly (A) + RNA was obtained.

【0031】調製例2 オリゴ(dT)プライムλgt
11ライブラリーの調製 調製例1で得たpoly(A)+RNAを2μg/μlに
なるように水に溶解し、その2.5μlをマイクロチュ
ーブに移し、65℃で5分間加熱し、急冷したのちに、
これに50mMトリス−塩酸(pH8.3)、10mMMgC
2、140mMKCl、10mMジチオスレイトール及び
2mMのdNTPs(dATP、dGTP、dCTP、d
TTPの等量混合物)、5μgのオリゴ(dT)(ファ
ルマシア社製)と1.5単位の逆転写酵素(宝酒造社
製)を加え、全量を20μlとし、42℃で1時間反応
させた。その反応液に80mMトリス−塩酸(pH7.
5)、200mMKCl、10mMMgCl2、25μg/m
lBSA、RNaseH(宝酒造社製)60単位及びD
NAポリメラーゼI(ベーリンガーマンハイム社製)5
単位を加えて総量を150μlにし、12℃で1時間反
応させたのち、22℃で1時間反応させた。次いで、2
0μlの0.25M EDTA溶液と10μlの10%
SDS溶液を加えて反応を停止したのち、等量のフェノ
ール/クロロホルムを加え、10,000rpmで5分間遠
心分離処理し、水層を分取した。次に、この水層に、等
量の4M酢酸アンモニウムと2倍量のエタノールを加
え、15,000rpmで15分間遠心分離処理し、沈殿物
を集め減圧乾燥したのち、この沈殿物に100mMトリス
−塩酸(pH8.0)、10mMEDTA、80μMS−ア
デノシルメチオニン、100μg/mlBSA及び2単位
のEcoRIメチラーゼ(プロメガバイオテック社製)
を加え、10μlとし、37℃で1時間反応させた。反
応後、反応液に40μlの水を加え、等量のフェノール
/クロロホルムで処理し、遠心分離処理により分取した
水層に、等量の4M酢酸アンモニウムと2倍量のエタノ
ールを加え、−70℃で15分間放置したのち、15,
000rpmで15分間遠心分離後の沈殿物に67mMトリ
ス−塩酸(pH8.8)、6.7mMMgCl2、16.6mM硫
酸アンモニウム、10mM2−メルカプトエタノール、
6.7μM EDTA、0.167%BSA、各750μ
M dATP、dGTP、dCTP、dTTP及びT4
DNAポリメラーゼ(宝酒造社製)4単位加え、全量を
12μlとし、37℃で1時間反応させた。次いで等量
のフェノール/クロロホルム液で処理し、エタノール沈
殿し、遠心分離処理によって沈殿物を回収し、減圧乾燥
した。
Preparation Example 2 Oligo (dT) prime λgt
Preparation of 11 Library Poly (A) + RNA obtained in Preparation Example 1 was dissolved in water to 2 μg / μl, and 2.5 μl thereof was transferred to a microtube, heated at 65 ° C. for 5 minutes, and quenched. Later
50 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.3), 10 mM MgC
l 2 , 140 mM KCl, 10 mM dithiothreitol and 2 mM dNTPs (dATP, dGTP, dCTP, d
A mixture of equal amounts of TTP), 5 μg of oligo (dT) (Pharmacia) and 1.5 units of reverse transcriptase (Takara Shuzo) were added to make a total volume of 20 μl and reacted at 42 ° C. for 1 hour. 80 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.
5), 200 mM KCl, 10 mM MgCl 2 , 25 μg / m
lBSA, RNase H (Takara Shuzo) 60 units and D
NA polymerase I (Boehringer Mannheim) 5
After adding the unit to make the total volume 150 μl, the reaction was carried out at 12 ° C. for 1 hour, and then the reaction was carried out at 22 ° C. for 1 hour. Then 2
0 μl of 0.25 M EDTA solution and 10 μl of 10%
After the reaction was stopped by adding an SDS solution, an equal amount of phenol / chloroform was added, and the mixture was centrifuged at 10,000 rpm for 5 minutes to separate the aqueous layer. Next, an equal volume of 4M ammonium acetate and 2 volumes of ethanol were added to the aqueous layer, and the mixture was centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes. The precipitate was collected and dried under reduced pressure. Hydrochloric acid (pH 8.0), 10 mM EDTA, 80 μMS-adenosylmethionine, 100 μg / ml BSA and 2 units of EcoRI methylase (Promega Biotech)
Was added to make 10 μl and reacted at 37 ° C. for 1 hour. After the reaction, 40 μl of water was added to the reaction solution, the mixture was treated with an equal amount of phenol / chloroform, and the aqueous layer separated by centrifugation was added with an equal amount of 4M ammonium acetate and 2 times the amount of ethanol to obtain a mixture of -70. After standing at ℃ for 15 minutes,
After centrifugation at 000 rpm for 15 minutes, 67 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.8), 6.7 mM MgCl 2 , 16.6 mM ammonium sulfate, 10 mM 2- mercaptoethanol,
6.7 μM EDTA, 0.167% BSA, 750 μ each
M dATP, dGTP, dCTP, dTTP and T4
4 units of DNA polymerase (manufactured by Takara Shuzo) was added to make a total volume of 12 μl, and reacted at 37 ° C. for 1 hour. Then, the mixture was treated with an equal amount of a phenol / chloroform solution, precipitated with ethanol, and the precipitate was recovered by centrifugation and dried under reduced pressure.

【0032】一方、EcoRIリンカー1μgに、50
mMトリス−塩酸(pH7.6)、10mMMgCl2、10mM
ジチオスレイトール、0.1mMスペルミジン、0.1mME
DTA、1mMATP及び3単位のT4ポリヌクレオチド
カイネース(宝酒造社製)を加え、全量を10μlと
し、37℃で30分間反応させた。次いで、これをT4
DNAポリメラーゼ処理後の前記サンプルに全量加え、
さらに60単位のT4リガーゼ(ファルマシア社製)を
加え、14℃で一晩反応させたのち、この反応液に10
0mMNaCl、50mMトリス−塩酸(pH7.5)、10m
MMgCl2、7mM2−メルカプトエタノール、100μ
g/mlBSA及び250単位のEcoRIを加え、全量
40μlにて、37℃で2時間反応させた。この反応液
を1%低融点アガロースゲルにて分画し、600〜20
00ベースのDNAを含むゲルを回収したのち、65℃
で10分間保温し、ゲルを融解後、これに等量のフェノ
ールを加え、10分間氷冷してから、15,000rpm、
4℃で10分間遠心分離処理した。得られた水層に等量
のフェノールを加え、この操作を繰り返したのち、水層
をクロロホルムで2回処理し、10分の1容の3M酢酸
ナトリウム及び2.5倍容のエタノールを加え、−70
℃に放置し、次いで15,000rpmで15分間遠心分離
処理したのち、沈殿を75%エタノールで2回洗浄し、
減圧乾燥した。次に、この乾燥沈殿に、ラムダファージ
ベクターλgt11(ストラトジーン社製)アーム1μ
gを加え、ライゲーションキット(宝酒造社製)を用い
て、26℃で10分間反応させたのち、さらにインビト
ロパッケージングキット(ストラトジーン社製)を用い
て反応させた。このようにして得られたラムダファージ
ベクターλgt11ライブラリーはエシェリヒア・コリ
Y1090(ストラトジーン社製)に感染させ、総数を
調べたところ、1×106pfu(plaque form
ing unit)から成っていた。
On the other hand, 1 μg of EcoRI linker
mM Tris-HCl (pH 7.6), 10 mM MgCl 2 , 10 mM
Dithiothreitol, 0.1 mM spermidine, 0.1 mM E
DTA, 1 mM ATP and 3 units of T4 polynucleotide kinase (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) were added to make a total volume of 10 μl, and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. Then, this is T4
Adding the whole amount to the sample after the DNA polymerase treatment,
Further, 60 units of T4 ligase (manufactured by Pharmacia) was added and reacted at 14 ° C. overnight.
0 mM NaCl, 50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 10 mM
MMgCl 2 , 7 mM 2- mercaptoethanol, 100μ
g / ml BSA and 250 units of EcoRI were added and reacted in a total volume of 40 μl at 37 ° C. for 2 hours. This reaction solution was fractionated on a 1% low melting point agarose gel, and
After collecting the gel containing the DNA of the base No. 00,
After the gel was melted, an equal amount of phenol was added thereto, and the mixture was ice-cooled for 10 minutes.
Centrifugation was performed at 4 ° C. for 10 minutes. An equivalent amount of phenol was added to the obtained aqueous layer, and after repeating this operation, the aqueous layer was treated twice with chloroform, and 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2.5 volumes of ethanol were added. −70
After centrifugation at 15,000 rpm for 15 minutes, the precipitate was washed twice with 75% ethanol,
It was dried under reduced pressure. Next, 1 μm of a lambda phage vector λgt11 (manufactured by Stratogene) arm was added to the dried precipitate.
g, and the mixture was reacted at 26 ° C. for 10 minutes using a ligation kit (Takara Shuzo), and further reacted using an in vitro packaging kit (Stratogene). The lambda phage vector λgt11 library thus obtained was infected with Escherichia coli Y1090 (manufactured by Stratogene), and the total number was examined. As a result, 1 × 10 6 pfu (plaque form) was obtained.
ing unit).

【0033】調製例3 λZAPライブラリーの調製 調製例2におけるラムダファージベクターλgt11の
代わりにラムダファージベクターλZAPを用いた以外
は、調製例2と同様にしてλZAPライブラリーを調製
した。
Preparation Example 3 Preparation of λZAP Library A λZAP library was prepared in the same manner as in Preparation Example 2 except that Lambda phage vector λZAP was used instead of Lambda phage vector λgt11 in Preparation Example 2.

【0034】調製例4 ランダムプライムλgt11ラ
イブラリーの調製 調製例2におけるオリゴ(dT)の代わりにランダムプ
ライマー(宝酒造社製)を用いた以外は、調製例2と同
様にしてランダムプライムλgt11ライブラリーを調
製した。
Preparation Example 4 Random prime λgt11 la
Preparation of Ibrary A random prime λgt11 library was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that a random primer (manufactured by Takara Shuzo) was used instead of oligo (dT) in Preparation Example 2.

【0035】実施例1 調製例2のλgt11ライブラリーについて、Δ4−3
−ケトステロイド−5β−還元酵素のcDNAを選択す
るために、まず、該酵素特異的ポリクローナル抗体を用
いてスクリーニングを行った。すなわち、調製例2で得
られたオリゴ(dT)プライムλgt11ライブラリー
1×105クローンを、エシェリヒア・コリY1090
を指示菌として、1.5%寒天培地(1リットル当た
り、バクトトリプトン10g、バクトイーストエキスト
ラクト5g、NaCl10gを含有)上にひらき、LB
プレート上の溶菌したプラーク上に、10mMIPTGに
浸しておいたニトロセルロース膜を乗せ、さらに3時間
培養して、ニトロセルロース膜上にタンパク質を移し
た。次いで、この膜をTBST[50mMトリス−塩酸
(pH8.0)、150mMNaCl、0.05%Tween
20]でリンスしたのち、20%ウシ胎児血清−TBS
T液中にて、室温で30分間インキュベイトした。
Example 1 For the λgt11 library of Preparation Example 2, Δ 4 -3
In order to select the cDNA of ketosteroid-5β-reductase, screening was first performed using the enzyme-specific polyclonal antibody. That is, 1 × 10 5 clones of the oligo (dT) prime λgt11 library obtained in Preparation Example 2 were cloned into Escherichia coli Y1090.
Was spread on a 1.5% agar medium (containing 10 g of bactotryptone, 5 g of bactoeast extract, and 10 g of NaCl per liter), and LB
A nitrocellulose membrane soaked in 10 mM IPTG was placed on the lysed plaque on the plate, and cultured for another 3 hours to transfer the protein onto the nitrocellulose membrane. The membrane was then washed with TBST [50 mM Tris-HCl (pH 8.0), 150 mM NaCl, 0.05% Tween.
20], followed by 20% fetal bovine serum-TBS
Incubation was carried out at room temperature for 30 minutes in solution T.

【0036】次に、該膜を、ポリクローナル抗体を20
%ウシ胎児血清−TBST液で50倍希釈した溶液中で
12時間反応させたのち、TBST液で10分間3回洗
浄後、「125I」−抗マウス抗体を20%ウシ胎児血清
−TBST液で500倍に希釈した液と2時間反応させ
た。次いで、この膜をTBST液で10分間5回洗浄し
たのち、通風乾燥して一晩オートラジオグラムを行っ
た。シグナルの出た位置の培地をくり抜き、SM液
[0.1M NaCl、8mMMgSO4、50mMトリス−
塩酸(pH7.5)、0.01%ゼラチン]1mlに懸濁し、
希釈してLBプレート上にひらきなおし、同じ手順でス
クリーニングを繰り返してプラークを純化して、8個の
クローンλ2、λ4、λ5、λ7、λ9、λ11、λ12、λ13
を得た。さらに、これらのクローンを、それぞれLBプ
レートにひらきなおし、LBプレート上の溶菌したプラ
ークをニトロセルロース膜上に移し、膜を0.5M N
aOHと1.5M NaCl溶液で5分間、3M酢酸ナ
トリウム溶液(pH5.5)で5分間処理したのち、80
℃で減圧下に2時間乾燥した。次に、この膜をビニール
袋に入れ、6倍濃度SSC(1倍:150mMNaCl、
15mMクエン酸ナトリウム)、1倍デンハルト液(0.
02%フィコール、0.02%ポリビニルピロリドン、
0.02%BSA)、0.5%SDSを含む溶液10ml中
で28℃、4時間保温した。次いで、溶液を除いてか
ら、図6で示す5'末端を32Pでラベルした20塩基か
らなる合成DNA50mgを加え、28℃で一晩ハイブリ
ダイズさせたのち、この膜を6倍SSC、0.1%SD
S溶液で、28℃にて2回洗浄し、次いで通風乾燥して
一晩オートラジオグラムを行い、ポジティブに反応した
7つのクローンλ2、λ5、λ7、λ9、λ11、λ12、λ13
を得た。
Next, the membrane was coated with a polyclonal antibody for 20 minutes.
After reacting for 12 hours in a solution diluted 50-fold with a 50% fetal bovine serum-TBST solution, washing with a TBST solution three times for 10 minutes, " 125 I" -anti-mouse antibody was added with a 20% fetal bovine serum-TBST solution. The reaction was performed for 2 hours with the liquid diluted 500 times. Next, the membrane was washed 5 times with a TBST solution for 10 minutes, dried by ventilation, and subjected to autoradiogram overnight. The medium at the position where the signal appeared was cut out, and the SM solution [0.1 M NaCl, 8 mM MgSO 4 , 50 mM Tris-
Hydrochloric acid (pH 7.5), 0.01% gelatin]
After dilution and re-opening on an LB plate, the screening was repeated in the same procedure to purify the plaques, and the eight clones λ 2 , λ 4 , λ 5 , λ 7 , λ 9 , λ 11 , λ 12 , λ 13
I got Each of these clones was re-introduced to an LB plate, the lysed plaques on the LB plate were transferred onto a nitrocellulose membrane, and the membrane was 0.5 M N
aOH and 1.5M NaCl solution for 5 minutes, 3M sodium acetate solution (pH 5.5) for 5 minutes,
Dried under reduced pressure at 2 ° C. for 2 hours. Next, this membrane was put into a plastic bag, and 6 times concentration SSC (1 time: 150 mM NaCl,
15 mM sodium citrate), 1x Denhardt's solution (0.1
02% ficoll, 0.02% polyvinylpyrrolidone,
The mixture was kept at 28 ° C. for 4 hours in 10 ml of a solution containing 0.02% BSA) and 0.5% SDS. Next, after removing the solution, 50 mg of a synthetic DNA consisting of 20 bases whose 5 ′ end was labeled with 32 P shown in FIG. 6 was added, and the mixture was hybridized at 28 ° C. overnight. 1% SD
After washing twice with the S solution at 28 ° C. and then drying with air, the autoradiogram was performed overnight, and the seven clones λ 2 , λ 5 , λ 7 , λ 9 , λ 11 and λ 12 which reacted positively were obtained. , Λ 13
I got

【0037】次に、これらのクローンをLBプレートに
ひらき、それぞれのLBプレートに、1枚につき15ml
のSM液を加えて、ファージをSMに浸潤させ、試験管
に上層寒天とともに移し、8,000rpmで10分間遠心
分離処理したのち、上澄に60単位のDNaseI(宝
酒造社製)及びRNaseA(シグマ社製)100μg
を加え、37℃で30分間保温した。これに等量の20
%ポリエチレングリコールと2.5M NaClを加
え、1時間氷冷したのち、15,000rpmで20分間遠
心分離処理し、沈殿物を得た。この沈殿物を0.5mlの
SM液に懸濁し、等量のクロロホルムを加えて処理し、
遠心分離後の水層に密度が1.15になるように塩化セ
シウムを加えたのち、これを、密度が1.6(2ml)、
1.5(3ml)、1.4(3ml)になるように塩化セシウ
ムを加えたSMの溶液上に重層し、30,000rpmで3
時間遠心分離処理した。遠心分離後、密度1.5と1.4
の間に表れるファージを含むバンドを分取し、トリス−
塩酸(pH7.5)に溶解し、40,000rpmで1時間遠
心分離処理によって沈殿物を得た。この沈殿物を、20
mMEDTA、0.5%SDS、50μg/mlプロテアー
ゼK(シグマ社製)で、65℃、1時間処理し、次いで
この反応液に等量のフェノールを加え、遠心分離後の水
層を等量のフェノール/クロロホルムで処理し、再度遠
心分離後の水層をクロロホルムで処理したのち、水層に
10分の1容の3M酢酸ナトリウムと2.5倍容のエタ
ノールを加え−70℃に15分放置した。続いて15,
000rpmで15分間の遠心分離処理して沈殿物を回収
したのち、この沈殿物を75%エタノールで2回洗浄
し、減圧乾燥してから、5μg/mlRNaseAを含む
水50μlに溶かし、その10μlをH緩衝液[Man
iatisら、Molecular Cloning、
104、Cold SpringHarbor(198
2)]中においてEcoRI消化して挿入断片を調べる
と、約3.0kbpの最長の断片を有するΔ4−3−ケトス
テロイド−5β−還元酵素遺伝子クローンが得られ、消
化後に得られた約3.0kbpの挿入断片を低融点アガロー
スゲル電気泳動により回収した。次に、この挿入断片を
EcoRIで完全に消化して、1.8kbpと1.2kbpの挿
入断片を得た。この1.8kbp挿入断片をプローブとし
て、調製例1で得られたpoly(A)+RNAのノーザ
ン・ブロット解析を行ったところ、該酵素のmRNAの
サイズは約3.5kbpであることが判明し、このmRNA
のサイズと比較して、前記クローンはサイズが小さく、
不完全クローンであることが分かった。
Next, these clones were spread on an LB plate, and 15 ml of each clone was placed on each LB plate.
Phage was infiltrated into SM, transferred to a test tube together with the upper layer agar, centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes, and then 60 units of DNase I (Takara Shuzo) and RNase A (Sigma) were added to the supernatant. 100 μg
Was added and kept at 37 ° C. for 30 minutes. 20 equivalents of this
% Polyethylene glycol and 2.5 M NaCl were added, and the mixture was ice-cooled for 1 hour and centrifuged at 15,000 rpm for 20 minutes to obtain a precipitate. This precipitate was suspended in 0.5 ml of SM solution, and treated by adding an equal volume of chloroform.
Cesium chloride was added to the aqueous layer after centrifugation so that the density was 1.15, and this was added to 1.6 (2 ml).
1.5 (3 ml), layered on a solution of SM to which cesium chloride was added to a volume of 1.4 (3 ml),
Centrifuged for hours. After centrifugation, densities of 1.5 and 1.4
The band containing the phage appearing during the
The precipitate was dissolved in hydrochloric acid (pH 7.5) and centrifuged at 40,000 rpm for 1 hour to obtain a precipitate. This precipitate is
The mixture was treated with mM EDTA, 0.5% SDS, and 50 μg / ml protease K (Sigma) at 65 ° C. for 1 hour, and then an equal amount of phenol was added to the reaction solution. After treating with phenol / chloroform and centrifuging again, the aqueous layer is treated with chloroform. One-tenth volume of 3M sodium acetate and 2.5 volumes of ethanol are added to the aqueous layer and left at -70 ° C for 15 minutes. did. Then 15,
The precipitate was collected by centrifugation at 000 rpm for 15 minutes, washed twice with 75% ethanol, dried under reduced pressure, dissolved in 50 μl of water containing 5 μg / ml RNase A, and 10 μl of H Buffer [Man
iatis et al., Molecular Cloning,
104, Cold SpringHarbor (198)
2) Examination of EcoRI digested to insert during, about the longest fragments delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene clone with the 3.0kbp were obtained, approximately obtained after digestion 3 The 0.0 kbp insert was recovered by low melting point agarose gel electrophoresis. Next, this insert was completely digested with EcoRI to obtain 1.8 kbp and 1.2 kbp inserts. Using the 1.8 kbp inserted fragment as a probe, Northern blot analysis of the poly (A) + RNA obtained in Preparation Example 1 revealed that the mRNA size of the enzyme was about 3.5 kbp. , This mRNA
The clone is smaller in size compared to the size of
It was found to be an incomplete clone.

【0038】実施例2 実施例1で得られたクローンは不完全クローンであった
ため、調製例3で得られたλZAPライブラリー及び調
製例4で得られたランダムプライムλgt11ライブラ
リーについて、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元
酵素の完全なcDNAを選択するために、実施例1で得
られたcDNAクローンを用いてスクリーニングを行っ
た。すなわち、λZAPライブラリー及びランダムプラ
イムλgt11ライブラリーそれぞれ約2×105クロ
ーンをエシェリヒア・コリXL1−Blue及びY10
90を指示菌として、1.5%LB寒天培地(1リット
ル当たり、バクトトリプトン10g、バクトイーストエ
キストラクト5g、NaCl10gを含有)上にひら
き、LBプレート上の溶菌したプラークをナイロン膜上
に移し、この膜を0.5M NaOH、1.5M NaC
l溶液で5分間、3M酢酸ナトリウム溶液(pH5.5)
で5分間処理したのち、80℃減圧下で2時間乾燥し
た。
Example 2 Since the clone obtained in Example 1 was an incomplete clone, the λZAP library obtained in Preparation Example 3 and the random primed λgt11 library obtained in Preparation Example 4 were subjected to Δ 4 − In order to select a complete cDNA of 3-ketosteroid-5β-reductase, screening was performed using the cDNA clone obtained in Example 1. That is, about 2 × 10 5 clones of the λZAP library and about 2 × 10 5 clones of the random primed λgt11 library were respectively used for Escherichia coli XL1-Blue and Y10
90 was used as an indicator bacterium, spread on a 1.5% LB agar medium (containing 10 g of bactotryptone, 5 g of bactoeast extract, and 10 g of NaCl per liter), and the lysed plaque on the LB plate was transferred to a nylon membrane. , This membrane was treated with 0.5M NaOH, 1.5M NaC.
1M solution for 5 minutes, 3M sodium acetate solution (pH 5.5)
And dried at 80 ° C. under reduced pressure for 2 hours.

【0039】次いで、この膜をビニール袋に入れ、5倍
濃度SSC(1倍:150mMNaCl、15mMクエン酸
ナトリウム)、5倍デンハルト液(1倍:0.02%フ
ィコール、0.02%ポリビニルピロリドン、0.02%
BSA)、50mMリン酸ナトリウム(pH6.5)、0.1
%SDS(ラウリル硫酸ナトリウム)、250μg/ml
サケ精子DNA、20%ホルムアミドを含む溶液10ml
中で、37℃にて4時間保温した。溶液を除いてから、
これに、5'末端を32Pでラベルした約1.8kbp及び1.
2kbpのDNA挿入断片プローブ(108cpm/μg;実
施例1で得られたファージクローンをEcoRI制限酵
素にて完全消化して得られた1.8kbp及び1.2kbpのD
NA断片を用いた)20ngを加え、37℃で一晩ハイブ
リダイズさせたのち、この膜を2倍SSC、0.1%S
DS溶液で室温にて3回、37℃にて10分間洗浄し、
通風乾燥して一晩オートラジオグラムを行った。次に、
シグナルの出た位置の培地をくり抜き、SM液[0.1
M NaCl、8mMMgSO4、50mMトリス−塩酸(p
H7.5)、0.01%ゼラチン]1mlに懸濁し、希釈し
てLBプレート上にひらきなおし、同じプローブでスク
リーニングを繰り返してプラークを純化して、20クロ
ーンを得た。さらにこのクローンをエシェリヒア・コリ
XL1−Blueに感染させ、LB寒天培地プレート
(13cm×9cm)を2枚にひらいたのち、1枚につき1
5mlのSM液を加えて、ファージをSMに浸潤させ、試
験管に上層寒天とともに移し、8,000rpmで10分間
遠心分離処理した。上澄に60単位のDNaseI(宝
酒造社製)及びRNaseA(シグマ社製)100μg
を加え、37℃で30分間保温した。これに等量の20
%ポリエチレングリコールと2.5M NaClを加
え、1時間氷冷したのち、15,000rpmで20分間遠
心分離処理し、沈殿物を得た。この沈殿物を0.5mlの
SM液に懸濁し、等量のクロロホルムを加えて処理し、
遠心分離後の水層に密度が1.15になるように塩化セ
シウムを加えたのち、これを、密度が1.6(2ml)、
1.5(3ml)、1.4(3ml)になるように塩化セシウ
ムを加えたSMの溶液上に重層し、30,000rpmで3
時間遠心分離処理した。遠心分離後、密度1.5と1.4
の間に表れるファージを含むバンドを分取し、トリス−
塩酸(pH7.5)に溶解し、40,000rpmで1時間遠
心分離処理によって沈殿物を得た。
Next, the membrane was placed in a plastic bag, and 5 times-concentrated SSC (1 time: 150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate), 5 times Denhardt's solution (1 time: 0.02% ficoll, 0.02% polyvinylpyrrolidone, 0.02%
BSA), 50 mM sodium phosphate (pH 6.5), 0.1
% SDS (sodium lauryl sulfate), 250 μg / ml
10 ml of a solution containing salmon sperm DNA and 20% formamide
Incubated at 37 ° C for 4 hours. After removing the solution,
To this 5 'about 1.8kbp and 1-labeled end at 32 P.
2 kbp DNA insert probe (10 8 cpm / μg; 1.8 kbp and 1.2 kbp D obtained by completely digesting the phage clone obtained in Example 1 with EcoRI restriction enzyme
After adding 20 ng (using an NA fragment) and hybridizing at 37 ° C. overnight, the membrane was subjected to 2 times SSC, 0.1% SSC.
Washing with a DS solution three times at room temperature and at 37 ° C. for 10 minutes,
Autoradiogram was performed overnight after drying with ventilation. next,
The medium at the position where the signal appeared was cut out, and the SM solution [0.1
M NaCl, 8 mM MgSO 4 , 50 mM Tris-hydrochloric acid (p
H7.5), 0.01% gelatin], 1 ml, diluted and reapplied on an LB plate, and repeated screening with the same probe to purify plaques to obtain 20 clones. The clone was further infected with Escherichia coli XL1-Blue, and LB agar medium plates (13 cm × 9 cm) were spread on two plates.
Phage was infiltrated into SM by adding 5 ml of SM solution, transferred to a test tube together with the upper layer agar, and centrifuged at 8,000 rpm for 10 minutes. 100 μg of DNase I (Takara Shuzo) and RNase A (Sigma) 60 units in the supernatant
Was added and kept at 37 ° C. for 30 minutes. 20 equivalents of this
% Polyethylene glycol and 2.5 M NaCl were added, and the mixture was ice-cooled for 1 hour and centrifuged at 15,000 rpm for 20 minutes to obtain a precipitate. This precipitate was suspended in 0.5 ml of SM solution, and treated by adding an equal volume of chloroform.
Cesium chloride was added to the aqueous layer after centrifugation so that the density was 1.15, and this was added to 1.6 (2 ml).
1.5 (3 ml), layered on a solution of SM to which cesium chloride was added to a volume of 1.4 (3 ml),
Centrifuged for hours. After centrifugation, densities of 1.5 and 1.4
The band containing the phage appearing during the
The precipitate was dissolved in hydrochloric acid (pH 7.5) and centrifuged at 40,000 rpm for 1 hour to obtain a precipitate.

【0040】この沈殿物を、20mMEDTA、0.5%
SDS、50μg/mlプロテアーゼK(シグマ社製)
で、65℃、1時間処理し、次いでこの反応液に等量の
フェノールを加え、遠心分離後の水層を等量のフェノー
ル/クロロホルムで処理し、再度遠心分離後の水層をク
ロロホルムで処理し、水層に10分の1容の3M酢酸ナ
トリウムと2.5倍容のエタノールを加え−70℃に1
5分放置した。続いて15,000rpmで15分間の遠心
分離処理して沈殿物を回収したのち、この沈殿物を75
%エタノールで2回洗浄し、減圧乾燥してから、5μg
/mlRNaseAを含む水50μlに沈殿を溶かし、そ
の10μlをH緩衝液[Maniatisら、Mole
cular Cloning、104、Cold Sp
ringHarbor(1982)]中においてEco
RI消化して挿入断片を調べると、実施例1で得られた
クローンよりも3'端に100bpの長い断片を有するク
ローンと、5'端に100bp長い断片を有するΔ4−3−
ケトステロイド−5β−還元酵素遺伝子クローンがそれ
ぞれ得られ、消化後に得られたそれぞれの挿入断片を低
融点アガロースゲル電気泳動により回収した。次いでこ
れらのクローンについて、pBluescript p
hagemidに変換して制限酵素地図を作成した。得
られた2クローンとも同一の制限酵素地図を示す部分を
もつものであり、それぞれをZ8及びH241と命名し
た。この2つのクローンの中で、H241はcodin
g regionをすべて含む完全なクローンであっ
た。しかしZ8をCOS細胞にトランスフェクトしたと
ころ目的の酵素タンパクの発現はみられなかった。
This precipitate was washed with 20 mM EDTA, 0.5%
SDS, 50 μg / ml protease K (manufactured by Sigma)
At 65 ° C. for 1 hour, then add an equal amount of phenol to the reaction solution, treat the aqueous layer after centrifugation with an equal amount of phenol / chloroform, and again treat the aqueous layer after centrifugation with chloroform. Then, 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2.5 volumes of ethanol were added to the aqueous layer, and the mixture was heated at -70 ° C.
Left for 5 minutes. Subsequently, the precipitate was collected by centrifugation at 15,000 rpm for 15 minutes.
2% ethanol, dried under reduced pressure, and then
/ Ml RNase A in 50 μl of water, and 10 μl of the precipitate is dissolved in H buffer [Maniatis et al., Mole.
color Cloning, 104, Cold Sp
ring Harbor (1982)]
Examination of RI digested to insert 'and clones with long fragments of 100bp in the end, 5' 3 than the clones obtained in Example 1 delta has a 100bp long fragment on the end 4-3-
Each of the ketosteroid-5β-reductase gene clones was obtained, and the respective inserts obtained after digestion were recovered by low melting point agarose gel electrophoresis. These clones were then used for pBluescript p
hagemid to create a restriction map. Both of the two clones obtained had the same restriction enzyme map, and were named Z8 and H241, respectively. Of these two clones, H241 was codin
It was a complete clone containing all the g regions. However, when Z8 was transfected into COS cells, the expression of the target enzyme protein was not observed.

【0041】実施例3 実施例2で得られたクローンp5β−241(H24
1)を用いて、XbaIで完全消化したのち、50mMト
リス−塩酸(pH8.0)中にバクテリアアルカリホスフ
ァターゼ(東洋紡績社製)を0.5単位加え、65℃で
1時間反応させた(以下BAP処理と略す)。反応液を
フェノール/クロロホルム液で2回処理したのち、水層
に10分の1容3M酢酸ナトリウム及び2倍容のエタノ
ールを加え、遠心分離処理してベクターを回収した。ゲ
ルから回収した挿入断片とXhoI消化したベクターp
SVL(ファルマシア社製)を、ライゲーションキット
(宝酒造社製)を用いて連結させ、プラスミドpSV5
β−241と命名した。100mlのLB培地(1リット
ル当たり、バクトトリプトン10g、バクトイーストエ
キストラクト5g、NaCl10g含有)で培養した対
数増殖期のエシェリヒア・コリMV1184(宝酒造か
ら購入)を集菌し、40mlの氷冷した30mM酢酸カリウ
ム、100mMRbCl、10mMCaCl2、50mMMn
Cl2及び15%グリセリン(pH5.8)で懸濁したの
ち、0℃で5分間放置後遠心分離して集菌し、さらに、
4mlの10mMMOPS、75mMCaCl2、10mMRb
Cl及び15%グリセリン(pH6.5)に懸濁してコン
ピテント細胞とした。この大腸菌懸濁液200μlにラ
イゲーションしたプラスミドpSV5β−241のDN
A溶液20μlを加え、0℃で30分間放置したのち、
これにLB培地800μlを加え、37℃、1時間保温
し、アンピシリン50ng/mlを含有するLB寒天プレー
トにまき、一晩培養して形質転換体エシェリヒア・コリ
MV1184pSV5β−241を得た。このプラスミ
ドpSV5β−241にて形質転換されたエシェリヒア
・コリMV1184 pSV5β−241を工業技術院
微生物工業技術研究所に「微工研菌寄第12219号、
FERM P−12219」として寄託した。
Example 3 The clone p5β-241 (H24) obtained in Example 2
After complete digestion with XbaI using 1), 0.5 units of bacterial alkaline phosphatase (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was added to 50 mM Tris-HCl (pH 8.0), and the mixture was reacted at 65 ° C. for 1 hour (hereinafter, referred to as “1”). Abbreviated as BAP processing). After treating the reaction solution twice with a phenol / chloroform solution, 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2 volumes of ethanol were added to the aqueous layer, followed by centrifugation to collect the vector. Insert fragment recovered from gel and vector p digested with XhoI
SVL (Pharmacia) was ligated using a ligation kit (Takara Shuzo), and plasmid pSV5
It was named β-241. Exponentially growing Escherichia coli MV1184 (purchased from Takara Shuzo) cultured in 100 ml of LB medium (containing 10 g of bactotryptone, 5 g of bactoeast extract, and 10 g of NaCl per liter) was collected, and 40 ml of ice-cold 30 mM. Potassium acetate, 100 mM RbCl, 10 mM CaCl 2 , 50 mM Mn
After suspending in Cl 2 and 15% glycerin (pH 5.8), the cells were left at 0 ° C. for 5 minutes, centrifuged, and the cells were collected.
4 ml of 10 mM MOPS, 75 mM CaCl 2 , 10 mM Rb
The cells were suspended in Cl and 15% glycerin (pH 6.5) to obtain competent cells. DN of plasmid pSV5β-241 ligated to 200 μl of this E. coli suspension
A solution (20 μl) was added and left at 0 ° C. for 30 minutes.
800 μl of LB medium was added thereto, the mixture was incubated at 37 ° C. for 1 hour, spread on an LB agar plate containing 50 ng / ml of ampicillin, and cultured overnight to obtain a transformant Escherichia coli MV1184pSV5β-241. The Escherichia coli MV1184 pSV5β-241 transformed with the plasmid pSV5β-241 was sent to the Institute of Microbial Industry and Technology of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
FERM P-12219 ".

【0042】次いで、形質転換した単一の白コロニーを
50μg/mlアンピシリンを含む2mlのLB培地で一晩
培養し、遠心分離処理により集菌した。これに1mg/ml
リゾチーム(シグマ社製)を含む50mMトリス−塩酸
(pH8.0)、50mMEDTA(pH8.0)、15%ショ
糖0.6mlを加え、37℃で15分間反応させたのち、
10%SDS12μlを加え混ぜ合わせ、次いで5M酢
酸カリウム60μlを加え、0℃で30分間放置した。
その後、15,000rpmで10分間遠心分離処理し、上
澄に等量のフェノール/クロロホルムを加えて処理し、
水層をエーテルで2回処理してから、2倍容のエタノー
ルを加え、−70℃で15分間放置したのち、15,0
00rpmで15分間遠心分離処理して沈殿物を回収し、
75%エタノールで2回洗浄後、減圧乾燥した。次に、
この沈殿物をRNaseA5μg/mlを含む水に溶き、
XbaIで消化して挿入断片を含むクローンを選別し
た。このクローンを含む単一コロニーをアンピシリン5
0μg/mlを含むLB培地6mlにて37℃で一晩培養
後、その5mlを500mlのLB液に植菌し、37℃で培
養した。対数増殖期の菌液に20μg/mlのクロラムフ
ェニコールを加え、さらに一晩培養したのち、6,00
0rpmで10分間の遠心分離処理して集菌し、次いで、
これに8%ショ糖、10%トリトンX、25mMEDT
A、50mMトリス−塩酸(pH8.0)及び0.25Mトリ
ス−塩酸(pH8.0)を含む溶液15mlに溶解した10m
g/mlのリゾチーム1.5mlを加え、加熱により溶菌させ
た。さらに、14,000rpmで30分間の遠心分離後の
上澄に、等量のフェノール/クロロホルムを加えて処理
し、水層に10分の1容の3M酢酸ナトリウムと2倍容
のエタノールを加えて、−70℃で15分放置したの
ち、3,000rpmで15分間遠心分離処理して沈殿物を
回収した。
Next, the transformed single white colony was cultured overnight in 2 ml of LB medium containing 50 μg / ml ampicillin, and collected by centrifugation. 1mg / ml
After adding 50 mM Tris-hydrochloric acid (pH 8.0), lysozyme (manufactured by Sigma), 50 mM EDTA (pH 8.0), and 0.6 ml of 15% sucrose, the mixture was reacted at 37 ° C. for 15 minutes.
12 μl of 10% SDS was added and mixed, then 60 μl of 5M potassium acetate was added, and the mixture was allowed to stand at 0 ° C. for 30 minutes.
Thereafter, the mixture was centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes, and the supernatant was treated with an equal amount of phenol / chloroform.
The aqueous layer was treated twice with ether, twice the volume of ethanol was added, and the mixture was allowed to stand at -70 ° C for 15 minutes.
The precipitate is collected by centrifugation at 00 rpm for 15 minutes,
After washing twice with 75% ethanol, it was dried under reduced pressure. next,
This precipitate is dissolved in water containing 5 μg / ml of RNase A,
Clones containing the insert were selected by digestion with XbaI. A single colony containing this clone was
After culturing overnight at 37 ° C. in 6 ml of LB medium containing 0 μg / ml, 5 ml thereof was inoculated into 500 ml of LB solution and cultured at 37 ° C. Chloramphenicol (20 μg / ml) was added to the bacterial solution in the logarithmic growth phase, and the mixture was further cultured overnight.
The cells were collected by centrifugation at 0 rpm for 10 minutes, and then
8% sucrose, 10% Triton X, 25 mM EDT
A, 10 mM dissolved in 15 ml of a solution containing 50 mM Tris-HCl (pH 8.0) and 0.25 M Tris-HCl (pH 8.0)
1.5 ml of g / ml lysozyme was added and lysed by heating. Furthermore, the supernatant after centrifugation at 14,000 rpm for 30 minutes was treated by adding an equal amount of phenol / chloroform, and 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2 volumes of ethanol were added to the aqueous layer. After leaving at -70 ° C for 15 minutes, the precipitate was recovered by centrifugation at 3,000 rpm for 15 minutes.

【0043】この沈殿物に21mlのトリス−塩酸(pH
7.4)を加えて溶解し、塩化セシウム20g及び10m
g/mlのエチジウムブロマイド1mlを加え、50,000
rpm、4℃にて一晩遠心分離処理して閉環状プラスミド
DNAを分取したのち、これにエチジウムブロマイドを
除くために等量のブタノールを加えて遠心分離処理し、
さらに水層を2回ブタノールを加えて処理した。そのサ
ンプルを0.2M NaClを含んだトリス−塩酸(pH
7.4)で洗浄したCL4Bセファロースゲル(ファル
マシア社製)にてゲルろ過し不純物を除いたのち、2倍
容のエタノールを加えて、−70℃で15分間放置し、
次いで3,000rpmで30分間遠心分離処理し、沈殿物
を75%エタノールで2回洗浄後乾燥し、濃度を1μg
/μlになるように調製した。得られたプラスミドか
ら、全領域にわたって塩基配列を決定するに当たり、こ
の遺伝子内を各制限酵素で消化し、各プラスミドpBl
uescriptと連結し、エシェリヒア・コリXL−
Blueを宿主菌として常法により形質転換した。挿入
の確認された単一クローンを50μg/mlアンピシリン
と0.01%チアミンを含む2倍YT培地(1リットル
当たり、バクトトリプトン16g、バクトイーストエキ
ストラクト10g、NaCl5gを含有)10mlに植菌
し、37℃で1時間培養してからヘルパーファージM1
3KO7(宝酒造社製)を6×108pfu感染させ、一晩
培養したのち、10,000rpmで10分間遠心分離後の
上澄に、5分の1容のPEG−NaCl溶液(20%ポ
リエチレングリコール6000、2.5M NaCl)
を加え、室温に15分間放置した。次いで、15,00
0rpmで10分間の遠心分離後の沈殿物に、5μg/ml
RNaseAを含む水を加えて溶解し、室温に15分間
放置したのち、等量のフェノールで処理した。遠心分離
後の水層をフェノール/クロロホルムで処理し、水層に
10分の1容の3M酢酸ナトリウム及び2倍容のエタノ
ールを加え−70℃に15分間放置したのち、15,0
00rpmで15分間遠心分離後の沈殿物を75%エタノ
ールで2回洗浄し、減圧乾燥した。このようにして得た
DNAを、ExoIII/Mung・bean nucl
ease deletion system[タカラ社
製:Gene,28,351−359(1984)]及
びSequense Kit(United Stat
es Biochemical社製)を用いて、Δ4
3−ケトステロイド−5β−還元酵素をコードする領域
付近の塩基配列を求めた。図1にそのアミノ酸配列を、
図2に該アミノ酸配列をコードする塩基配列示す。
21 ml of Tris-hydrochloric acid (pH
7.4) was added and dissolved, and 20 g of cesium chloride and 10 m
g / ml of ethidium bromide (1 ml) was added, and 50,000 was added.
After separating the closed circular plasmid DNA by centrifugation at 4 ° C. overnight at 4 ° C., an equal amount of butanol was added thereto to remove ethidium bromide, followed by centrifugation.
The aqueous layer was further treated twice with butanol. The sample was washed with Tris-HCl containing 0.2 M NaCl (pH
After gel filtration to remove impurities by CL4B Sepharose gel (manufactured by Pharmacia) washed in 7.4), 2 volumes of ethanol was added, and the mixture was allowed to stand at -70 ° C for 15 minutes.
Then, the mixture was centrifuged at 3,000 rpm for 30 minutes, and the precipitate was washed twice with 75% ethanol and dried, and the concentration was 1 μg.
/ Μl. In determining the nucleotide sequence over the entire region from the obtained plasmid, the inside of this gene was digested with each restriction enzyme, and each plasmid pBl
euscript and linked to Escherichia coli XL-
Blue was used as a host bacterium for transformation by a conventional method. The single clone confirmed to be inserted was inoculated into 10 ml of a 2 × YT medium (containing 16 g of bactotryptone, 10 g of bactoeast extract, and 5 g of NaCl per liter) containing 50 μg / ml ampicillin and 0.01% thiamine. After culturing at 37 ° C. for 1 hour, helper phage M1
3KO7 (Takara Shuzo) was infected with 6 × 10 8 pfu and cultured overnight. After centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes, a 1/5 volume PEG-NaCl solution (20% polyethylene glycol) was added. 6000, 2.5 M NaCl)
Was added and left at room temperature for 15 minutes. Then 15,000
5 μg / ml was added to the precipitate after centrifugation at 0 rpm for 10 minutes.
Water containing RNase A was added to dissolve, left at room temperature for 15 minutes, and then treated with an equal amount of phenol. The aqueous layer after centrifugation was treated with phenol / chloroform, and 1/10 volume of 3M sodium acetate and 2 volumes of ethanol were added to the aqueous layer, and the mixture was left at -70 ° C for 15 minutes.
The precipitate after centrifugation at 00 rpm for 15 minutes was washed twice with 75% ethanol and dried under reduced pressure. The DNA thus obtained was subjected to ExoIII / Mung-beannucl.
Ease deletion system [manufactured by Takara: Gene, 28 , 351-359 (1984)] and Sequence Kit (United Stat)
es Biochemical Co., Ltd.) using a, Δ 4 -
The nucleotide sequence near the region encoding 3-ketosteroid-5β-reductase was determined. Figure 1 shows the amino acid sequence,
FIG. 2 shows the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence.

【0044】この結果から、Δ4−3−ケトステロイド
−5β−還元酵素遺伝子は978塩基から成り、326
残基のアミノ酸をコードする遺伝子であり、開始コドン
MetをコードするATGから始まり、Met−Asn
−Leu−Ser−Thr−Alaをコードする5'−
ATG AAC CTC AGC ACT GCA−
3'の塩基配列を有し、かつC末端側アミノ酸配列が−
Pro−Phe−His−Asp−Glu−Tyrをコ
ードする5'−CCA TTT CAT GACGAA
TAC−3'の塩基配列を有し、TGAの終止コドンか
らなる塩基配列を有するラット由来のΔ4−3−ケトス
テロイド−5β−還元酵素遺伝子であるポリペプチドを
コードする塩基配列を含むDNA断片であることが確認
された。このようにして得られたΔ4−3−ケトステロ
イド−5β−還元酵素遺伝子を含むDNAの全塩基配列
を、配列表の配列番号1に示す。
[0044] From this result, delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene consists 978 bases, 326
A gene encoding the amino acid of the residue, starting from ATG encoding the start codon Met, to Met-Asn
-5'- encoding Leu-Ser-Thr-Ala
ATG AAC CTC AGC ACT GCA-
It has a 3 ′ base sequence and the C-terminal amino acid sequence is −
5'-CCA TTTCAT GACGAA encoding Pro-Phe-His-Asp-Glu-Tyr
Have nucleotide sequences of TAC-3 ', DNA fragment containing the nucleotide sequence that encodes a polypeptide that is delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene from rat having a nucleotide sequence consisting of the stop codon of TGA Was confirmed. The entire nucleotide sequence of DNA containing the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene obtained in this manner is shown in SEQ ID NO: 1.

【0045】実施例4 実施例3で得られたΔ4−3−ケトステロイド−5β−
還元酵素遺伝子を挿入したベクターが目的とする酵素活
性を発現することを確認するために、動物細胞で発現さ
せるベクターを構築した。まず、Δ4−3−ケトステロ
イド−5β−還元酵素遺伝子を含むクローンp5β−2
41のXbaI−XbaI断片(1.9kbp)を「サイエ
ンス(Sience)」第234巻、第1258〜12
61ページ(1986年)に従い、プラスミドpSVL
発現ベクターに組換えた。この組換えに当たり、まずク
ローンp5β−241のDNA10μgをH緩衝液(前
出)中において15単位のXbaIで37℃で2時間消
化して切断したのち、低融点アガロースゲル電気泳動に
かけ、DNA断片を抽出精製乾燥した。また、これとは
別に、プラスミドpSVL(ファルマシア社製)DNA
3μgをM緩衝液[Maniatisら、Molecu
lar Cloning、104、Cold Spri
ng Harbor(1982)]中で、8単位のXb
aIを加え、30℃で2時間反応させた。反応後、BA
P処理(前述)し、約1.9kbpのDNA断片とライゲイ
ションキットを用いて連結した。これをエレコトロポレ
ーション法でCOS7細胞にトランスフェクトした。
[0045] Example 4 Example 3 was obtained in delta 4-3-keto steroids -5β-
In order to confirm that the vector into which the reductase gene was inserted expresses the desired enzyme activity, a vector to be expressed in animal cells was constructed. First, clone containing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase gene p5β-2
The XbaI-XbaI fragment (1.9 kbp) of No. 41 was synthesized from "Science" Vol. 234, Nos. 1258-12.
According to page 61 (1986), the plasmid pSVL
Recombined into expression vector. For this recombination, 10 μg of clone p5β-241 DNA was first digested with 15 units of XbaI in H buffer (supra) at 37 ° C. for 2 hours and cut, and then subjected to low-melting point agarose gel electrophoresis. The extract was purified and dried. Separately, plasmid pSVL (Pharmacia) DNA
3 μg of M buffer [Maniatis et al., Molecu
lar Cloning, 104, Cold Spri
ng Harbor (1982)].
aI was added and reacted at 30 ° C. for 2 hours. After the reaction, BA
The DNA was treated with P (described above) and ligated to a DNA fragment of about 1.9 kbp using a ligation kit. This was transfected into COS7 cells by the electroporation method.

【0046】実施例5 COS細胞によるΔ4−3−ケトステロイド−5β−還
元酵素の発現を確認した。25mMトリス−塩酸(pH7.
4)、137mM NaCl、5mM KCl、0.7mM
CaCl2、0.5mM MgCl2及び0.6mM Na2
PO4から成る緩衝液(以下、TBSと略称する)17
5μlに、DEAE−デキストラン(ファルマシア社
製)4mgと前記のライゲイションしたDNA10μgを
加えた。このDEAE−デキストラン/DNA混合液
を、10%ウシ胎児血清を含むD−MEM培地(ジプコ
社製)で培養されたCOS7細胞(1×108個)に加
えて、常法によるエレコトロポレーション法でCOS7
細胞にトランスフェクトした。次いで同一培養液を使用
して、5%CO2濃度、37℃で細胞培養した。この培
養物についてΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵
素活性の測定を行った。トランスフェクトしたCOS7
細胞を60時間培養したのち、細胞を集めFurueb
isuらの方法(Biochim.Biophys.A
cta、912、110〜114)に従い、反応プロダ
クトの量を測定した。すなわち、トランスフェクト後、
60時間培養したCOS7細胞を0.1Mリン酸緩衝液
(pH7.4)中へホモジナイズして、10,000rpm、
10分間遠心分離し、その上澄に、100mMトリス−塩
酸(pH7.4)、0.6μmolNADPH及び0.25μmo
lの基質(アンドロステンジオン、コルチゾン、7α−
ヒドロキシ−4−コレスタン−3−オン)を加え、37
℃で2時間反応させたのち、エタノール1mlを加えて反
応を停止させ、さらに石油エーテル5mlを加えて反応産
物を抽出し、この反応産物をガスクロマトグラフィー
[カラム:ケミカルボンディドタイプのメチルシリコン
キャピラリー(島津社製、モデルCBP1−M50−0
25、0.25×50m)、カラム温度:290℃、イ
ンジェクションポイント:320℃]にて分析した。ま
た、Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素に対す
る抗血清を用いたウエスタン・ブロッティング法により
免疫反応性を確認した。その結果、それぞれの基質に対
して5β−反応産物を検出することができた。一方、p
SVLベクターのみをトランスフェクトしたCOS7細
胞では、全くΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵
素を検出できなかった。さらに、ウエスタン・ブロッテ
ィングの結果、抗体に反応するタンパク質を確認し(図
4)、これを精製して分子量が37000で、アンドロ
ステンジオンを基質とし、還元型NADPから5β−ア
ンドロステンジオンとNADPを生成する反応を触媒す
るΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を得た。
The expression was confirmed delta 4-3-keto steroids -5β- reductase according to Example 5 COS cells. 25 mM Tris-HCl (pH 7.
4) 137 mM NaCl, 5 mM KCl, 0.7 mM
CaCl 2 , 0.5 mM MgCl 2 and 0.6 mM Na 2 H
Buffer consisting of PO 4 (hereinafter abbreviated as TBS) 17
To 5 μl, 4 mg of DEAE-dextran (Pharmacia) and 10 μg of the ligated DNA were added. This DEAE-dextran / DNA mixture was added to COS7 cells (1 × 10 8 ) cultured in a D-MEM medium (manufactured by GIPCO) containing 10% fetal bovine serum, and electrocoporation was performed by a conventional method. COS7 by law
Cells were transfected. Then, using the same culture solution, cells were cultured at a concentration of 5% CO 2 at 37 ° C. This culture was measured delta 4-3-keto steroids -5β- reductase activity. Transfected COS7
After culturing the cells for 60 hours, the cells are collected and Fureb
isu et al. (Biochim. Biophys. A).
cta, 912, 110-114). That is, after transfection,
The COS7 cells cultured for 60 hours are homogenized in 0.1 M phosphate buffer (pH 7.4), and 10,000 rpm,
After centrifugation for 10 minutes, the supernatant was mixed with 100 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.4), 0.6 μmol NADPH and 0.25 μmolar.
l substrate (androstenedione, cortisone, 7α-
Hydroxy-4-cholestan-3-one) and 37
After reaction at 2 ° C. for 2 hours, the reaction was stopped by adding 1 ml of ethanol, and 5 ml of petroleum ether was added to extract the reaction product. The reaction product was subjected to gas chromatography [column: a methylsilicon capillary of a chemical bond type]. (Model CBP1-M50-0 manufactured by Shimadzu Corporation)
25, 0.25 x 50 m), column temperature: 290 ° C, injection point: 320 ° C]. It was also confirmed immunoreactivity by Western blotting using an anti-serum against delta 4-3-keto steroids -5β- reductase. As a result, a 5β-reaction product could be detected for each substrate. On the other hand, p
The COS7 cells only transfected SVL vector failed to detect delta 4-3-keto steroids -5β- reductase at all. Further, as a result of Western blotting, a protein that reacts with the antibody was confirmed (FIG. 4). The purified protein was purified to have a molecular weight of 37,000, androstenedione was used as a substrate to convert 5β-androstenedione and NADP from reduced NADP. the resulting reaction was obtained delta 4-3-keto steroids -5β- enzyme that catalyzes.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によると、ラット肝由来のmRN
Aを基にして得られたcDNAライブラリーの中から、
Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を発現する
DNAをスクリーニングし、これを用いて構築された発
現ベクターを細胞に導入することにより得られた形質転
換細胞は、効率よくΔ4−3−ケトステロイド−5β−
還元酵素を生産する。該酵素は、例えばステロイド代謝
関連医薬品開発のための材料、ステロイドホルモンの不
活化剤、診断薬としてのモノクローナル抗体やポリクロ
ーナル抗体などの抗体作成用の抗原などとして有用であ
る。また、本発明により、Δ4−3−ケトステロイド−
5β−還元酵素の全アミノ酸配列及びこのアミノ酸配列
をコードする遺伝子DNAの塩基配列が決定できたの
で、該酵素の基質特異性の変換や耐熱性向上などのプロ
テインエンジニアリングが可能となった。
According to the present invention, mRN derived from rat liver
From the cDNA library obtained based on A,
Delta 4-3-keto steroids -5β- reductase screening DNA expressing, the transformed cells obtained by the expression vector constructed is introduced into cells using this efficiently delta 4 -3 -Ketosteroid-5β-
Produce reductase. The enzyme is useful, for example, as a material for developing steroid metabolism-related drugs, a steroid hormone inactivating agent, an antigen for producing antibodies such as monoclonal antibodies and polyclonal antibodies as diagnostic agents, and the like. Further, the present invention, delta 4-3-keto steroids -
Since the entire amino acid sequence of 5β-reductase and the nucleotide sequence of the gene DNA encoding this amino acid sequence could be determined, protein engineering such as conversion of substrate specificity of the enzyme and improvement of heat resistance became possible.

【0048】[0048]

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

【図1】図1はΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元
酵素タンパク質のアミノ酸配列を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the amino acid sequence of the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase protein.

【0049】[0049]

【図2】図2は図1のアミノ酸配列をコードするΔ4
3−ケトステロイド−5β−還元酵素遺伝子DNAの塩
基配列を示す図である。
FIG. 2 shows Δ 4 − encoding the amino acid sequence of FIG.
It is a figure which shows the base sequence of 3-ketosteroid-5 (beta) -reductase gene DNA.

【0050】[0050]

【図3】図3はプラスミドpSV5β−241の構築を
示す図である。
FIG. 3 shows the construction of plasmid pSV5β-241.

【0051】[0051]

【図4】図4はCOS−pSV5β−241において発
現されたタンパク質のSDS−PAGE及びMab−5
βを用いたウエスタン−ブロット解析結果を示す図であ
る。
FIG. 4 shows SDS-PAGE and Mab-5 of proteins expressed in COS-pSV5β-241.
It is a figure which shows the western-blot analysis result using (beta).

【0052】[0052]

【図5】図5はラット肝由来のΔ4−3−ケトステロイ
ド−5β−還元酵素標品をリジルエンドペプチダーゼ処
理して得られたペプチドフラグメントのアミノ酸配列を
示す図である。
Figure 5 shows an amino acid sequence of a peptide fragment obtained by treating lysyl endopeptidase delta 4-3-keto steroids -5β- reductase preparation from liver rats.

【0053】[0053]

【図6】図6は、実施例1において、λgt11ライブ
ラリーからΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素
のcDNAをスクリーニングするのに用いたDNAプロ
ーブの塩基配列を示す図である。
Figure 6 is in the embodiment 1, showing the nucleotide sequence of the DNA probe used to screen the cDNA of delta 4-3-keto steroids -5β- reductase from λgt11 library.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 9/02 C12R 1:91) ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI (C12N 9/02 C12R 1:91)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 のアミノ酸配列を有するΔ4−3−ケトステロイド−5
β−還元酵素を発現するDNAを有する組換えプラスミ
ドによって形質転換された細胞であることを特徴とする
Δ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素を生産する
実質上純粋な細胞。
(1) Δ has a amino acid sequence 4 -3-keto steroids -5
substantially pure cells producing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase, which is a cell transformed by a recombinant plasmid having a DNA expressing β- reductase.
【請求項2】形質転換された細胞がプラスミドpSV5
β−241によって形質転換されたものである請求項1
記載の細胞。
2. The transformed cell is plasmid pSV5.
2. The cell of claim 1, which has been transformed by β-241.
A cell as described.
【請求項3】プラスミドpSV5β−241によって形
質転換された細胞がCOS−pSV5β−241である
請求項2記載の細胞。
3. The cell according to claim 2, wherein the cell transformed with the plasmid pSV5β-241 is COS-pSV5β-241.
【請求項4】図1で表されるアミノ酸配列をコードする
塩基配列を有することを特徴とするΔ4−3−ケトステ
ロイド−5β−還元酵素を発現する実質上純粋なDN
A。
4. A substantially pure DN expressing Δ 4 -3-ketosteroid-5β-reductase having a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence shown in FIG.
A.
【請求項5】塩基配列が図2で表されるものである請求
項4記載のDNA。
5. The DNA according to claim 4, wherein the nucleotide sequence is as shown in FIG.
【請求項6】 のアミノ酸配列を有するΔ4−3−ケトステロイド−5
β−還元酵素を発現するDNAを有する組換えプラスミ
ドによって形質転換された細胞であるΔ4−3−ケトス
テロイド−5β−還元酵素を生産する実質上純粋な細胞
を培地に培養し、次いでその培養物からΔ4−3−ケト
ステロイド−5β−還元酵素を採取することを特徴とす
るΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素の製造方
法。
6. Δ has a amino acid sequence 4 -3-keto steroids -5
the recombinant plasmid having a DNA expressing β- reductase cultured medium substantially pure cells producing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase is a cell transformed, then the culture delta 4-3-producing method of ketosteroids -5β- reductase and collecting the delta 4-3-keto steroids -5β- reductase from the object.
【請求項7】形質転換された細胞がプラスミドpSV5
β−241によって形質転換されたものである請求項6
記載のΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元酵素の製
造方法。
7. The transformed cell is plasmid pSV5.
7. Transformation by β-241.
Delta 4-3-producing method of ketosteroids -5β- reductase according.
【請求項8】プラスミドpSV5β−241によって形
質転換された細胞がCOS−pSV5β−241である
請求項7記載のΔ4−3−ケトステロイド−5β−還元
酵素の製造方法。
8. Plasmid pSV5β-241 method for producing delta 4-3-keto steroids -5β- reductase according to claim 7, wherein the transformed cells are COS-pSV5β-241 by.
JP03133482A 1991-05-09 1991-05-09 Substantially pure cells producing Δ4-3-ketosteroid-5β-reductase Expired - Lifetime JP3078353B2 (en)

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