JP3170369B2 - β1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼ - Google Patents
β1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼInfo
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Description
ランスフェラーゼ、該β1,3-ガラクトシルトランスフェ
ラーゼをコードするDNA、該DNAが組み込まれた組
換え体ベクターおよび該組換え体ベクターを含有する細
胞ならびにそれらの製造法に関する。さらに、該β1,3-
ガラクトシルトランスフェラーゼを用いる糖鎖の製造法
および該β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼを形質
転換細胞内に生産させることによる糖鎖の製造法に関す
る。また、本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラ
ーゼをコードするDNAを用いる該β1,3-ガラクトシル
トランスフェラーゼの検出方法および生産の抑制方法に
関する。本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラー
ゼは、有用生理活性を有する糖鎖とその修飾物の製造お
よび有用生理活性タンパク質に結合している糖鎖の改良
に有用である。
るタンパク質が糖鎖を有していないのに対し、酵母、カ
ビ、植物細胞、動物細胞等の真核生物によって生産され
るタンパク質および脂質には糖鎖が結合している場合が
多い。動物細胞の糖鎖としては、タンパク質に付加する
ものとして、タンパク質中のアスパラギン(Asn)残
基に結合するN−グリコシド結合型糖鎖(N−グリカン
とも呼ばれる)、およびセリン(Ser)またはスレオ
ニン(Thr)残基に結合するO−グリコシド結合型糖
鎖(O−グリカンとも呼ばれる)が知られている。最
近、数多くのタンパク質には糖鎖を含むある種の脂質が
共有結合しており、この脂質を介してそれらのタンパク
質は細胞膜に付着していることが明らかとなった。糖鎖
を含むこの脂質はグリコシル・ホスファチジルイノシト
ール・アンカー(glycosyl phosphatidylinositol anch
or)と呼ばれる。他に、動物細胞の糖鎖としては、グリ
コサミノグリカン(Glycosaminoglycan) があげられる。
タンパク質とグリコサミノグリカンが共有結合している
化合物はプロテオグリカン(proteoglycan)と呼ばれる。
プロテオグリカンの糖鎖を構成するグリコサミノグリカ
ンは、糖タンパク質糖鎖であるO−グリカンと構造が類
似しているが化学的には異なっている。グリコサミノグ
リカンは、グルコサミン(glucosamine) またはガラクト
サミン(galactosamine) とウロン酸〔但し、ケラタン硫
酸(keratan sulfate) はウロン酸を有していない〕を含
む2糖単位の繰り返し構造から成り、硫酸基が共有結合
している〔但し、ヒアルロン酸(hyaluronic acid) は硫
酸基を有していない〕という特徴を有している。さら
に、動物細胞の糖鎖として、糖脂質(glycolipid)と呼ば
れる物質に含まれる糖鎖が挙げられる。動物細胞の糖脂
質としては、糖と長鎖脂肪酸と長鎖塩基であるスフィン
ゴシン(sphingosine) が共有結合したスフィンゴ糖脂質
(sphingoglycolipid) と、糖鎖がグリセロールに共有結
合したグリセロ糖脂質(glyceroglycolipid) とが知られ
ている。
細胞生物学の進歩とともに急速に解明が進んでおり、現
在までに糖鎖の多様な機能が明らかにされてきている
〔西および伊藤(Nishi and Itoh):トレンズ・イン・グ
ライコサイエンス・アンド・グライコテクノロジー(Tre
nds in Glycoscience and Glycotechnology) ,4 , 336-
344 (1992) 〕。まず、血中における糖タンパク質のク
リアランスに糖鎖は重要な役割を果たしている。大腸菌
に遺伝子を移入して作られたエリスロポイエチン(eryth
ropoietin)は、生体外(in vitro)では活性を示すが、生
体内(in vivo) では急速にクリアランス(clearance) さ
れることが知られている〔ドーダル(Dordal)ら:エンド
クリノロジー(Endocrinology), 116, 2293 (1985) およ
びブローネ(Browne)ら:コールド・スプリング・ハーバ
ー・シンポジア・オン・クアンティテェイティブ・バイ
オロジー(Cold Spr.Harb.Symp.Quant.Biol.), 51, 693
(1986)〕。またヒト顆粒球・マクロファージコロニー刺
激因子(human granulocyte-macrophage colony stimul
ating factor;hGM−CSF)は、天然ではN−グリ
コシド結合型糖鎖を2本持っているが、糖鎖の本数を減
らすとそれに比例してラット血漿中でのクリアランス速
度が速まることが知られている〔ドナヒュー(Donahue)
ら:コールド・スプリング・ハーバー・シンポジア・オ
ン・クアンティテェイティブ・バイオロジー(Cold Spr.
Harb.Symp.Quant.Biol.), 51, 685 (1986)〕。クリアラ
ンスの速度およびクリアランスされる部位は糖鎖の構造
によっても変化し、シアル酸がついたhGM−CSFは
腎臓でクリアランスされるのに対し、シアル酸を除去し
たhGM−CSFはクリアランス速度が速まり、肝臓で
クリアランスされることが知られている。また、ラット
肝初代培養の系で各種のN−グリコシド型糖鎖生合成阻
害剤存在下に生合成された糖鎖構造の異なるα1-acid g
lycoprotein について、ラットの血漿中でのクリアラン
ス速度及びラット灌流液でのクリアランス速度を調べた
ところ、どちらの場合も、高マンノース型、糖鎖欠損
型、ハイブリッド型、複合型(天然型)の順でクリアラ
ンス速度が遅くなった。また、血栓溶解剤としてすでに
医薬品として用いられている組織型プラスミノーゲン活
性化因子(t−PA;tissue-type plasminogen activa
tor )の血中でのクリアランスもその糖鎖の構造が大き
く影響を与えることが知られている。
付与することが知られており、例えば、フィブロネクチ
ン(fibronectin)の糖鎖形成をツニカマイシンで阻害す
ると、得られた糖鎖欠損フィブロネクチンの細胞内タン
パク質の分解の速度が増進する。糖鎖の付加により、熱
安定性や抗凍結性が増大することも知られている。ま
た、エリスロポイエチンやβ−インターフェロンなどに
おいては、タンパク質の溶解性の増大に糖鎖が寄与して
いることが知られている。
持するのにも役立っている。水泡性口内炎ウイルスの膜
結合糖タンパク質の天然に存在する2本のN−グリコシ
ド結合型糖鎖を除去すると、タンパク質の細胞表面への
輸送が阻害されるが、そのタンパク質に新たな糖鎖が付
加されるとそれが回復することが知られている。この場
合、糖鎖の除去により、ジスルフィド結合によるタンパ
ク質分子間の会合が誘起され、その結果タンパク質の輸
送が阻害されることが明らかとなった。また新たに糖鎖
を付加すると、この会合が阻害されることによりタンパ
ク質の正しい立体構造が保持されるため、タンパク質の
輸送が可能になる。また、その際新たな糖鎖が付加され
る位置については、かなりの融通性があることが示され
ている。またその反面、導入される位置によっては天然
の糖鎖を有するタンパク質の輸送をも完全に阻害する場
合があることも明らかとなった。
している例も知られている。hGM−CSF、プロラク
チン(prolactin) 、インターフェロン−γ、ラウシャー
(Rauscher)白血病ウィルスgp70およびインフルエンザ
ヘマグルチニン(influenza hemagglutinin) において、
ポリクローナル抗体またはペプチド上の特定の領域に対
する単クローン抗体を用いた実験から、これらタンパク
の糖鎖が、抗体との反応を阻害していると考えられてい
る。また、糖鎖自身が糖タンパク質の活性発現に直接か
かわっている場合があることも知られており、例えば、
黄体形成ホルモン、濾胞刺激ホルモン、絨毛性性腺刺激
ホルモン等のような糖タンパク質ホルモンの活性発現に
糖鎖が関与していると考えられている。
間、タンパク質間または細胞とタンパク質間の認識現象
に関与していることが挙げられる。例えば、糖鎖の構造
の違いにより生体内でクリアランスされる場所が異なる
ことが知られている。最近、炎症反応に対し特異的に血
管内皮細胞上に発現し、好中球との接着を促すタンパク
質ELAM-1のリガンドがシアリル・ルイスX(Sialyl-Lewi
s-X)と呼ばれる糖鎖〔NeuAc α2-3Galβ1-4(Fuc α1-3)
GlcNAc、NeuAc :シアル酸;Gal :ガラクトース;Fuc
:フコース;GlcNAc:N−アセチルグルコサミン〕で
あることが判明し、糖鎖自体あるいは糖鎖の修飾物が医
薬品などに利用できる可能性が出てきた〔フィリプス
(Phillips) ら:サイエンス(Science),250, 1130 (199
0)、ゲルツ(Goelz) ら:トレンズ・イン・グライコサイ
エンス・アンド・グライコテクノロジー(Trends in Gly
coscience and Glycotechnology), 4 , 14 -24 (1992)
〕。さらに、一部のTリンパ球や好中球に発現してい
るL-セレクチン(L-selectin)や炎症刺激によって血小
板や血管内皮細胞の膜表面に発現するGMP-140 (P-セレ
クチンとも呼ぶ)はELAM-1と同じく炎症反応に関係して
おり、それらのリガンドもELAM-1のリガンドであるシア
リル・ルイスX糖鎖に類似した糖鎖であることが示唆さ
れている〔ロ−ゼン(Rosen) ら:トレンズ・イン・グラ
イコサイエンス・アンド・グライコテクノロジー(Trend
s in Glycoscience and Glycotechnology), 4,1 -13 (1
992) 、ラ−セン(Larsen)ら:トレンズ・イン・グライ
コサイエンス・アンド・グライコテクノロジー(Trends
in Glycoscience and Glycotechnology),4, 25 -31 (19
92) 、アルフォ(Aruffo)ら:トレンズ・イン・グライコ
サイエンス・アンド・グライコテクノロジー(Trends in
Glycoscience and Glycotechnology),4, 146 -151 (19
92) 〕。
ELAM-1やGMP-140 は癌細胞の血管内壁への接着や癌細胞
と血小板との凝集を引き起こすことにより癌転移を促進
していることが示唆されている〔ゲルツ(Goelz) ら:ト
レンズ・イン・グライコサイエンス・アンド・グライコ
テクノロジー(Trends in Glycoscience and Glycotechn
ology),4, 14 -24 (1992) 、ラ−セン(Larsen)ら:トレ
ンズ・イン・グライコサイエンス・アンド・グライコテ
クノロジー(Trends in Glycoscience and Glycotechnol
ogy),4, 25 -31 (1992) 、神奈木(Kannagi) および高田
(Takada):実験医学(Experimental Medicine),10, 96 -
107 (1992) 〕。このことは転移能の高い癌細胞ではシ
アリル・ルイスX糖鎖の発現量が高いという知見とも符
合する〔入村(Irimura) ら:実験医学(Experimental Me
dicine),6, 33 - 39 (1988) 〕。シアリル・ルイスa(S
ialyl-Lewis-a)と呼ばれる糖鎖〔NeuAc α2-3Galβ1-3
(Fuc α1-4)GlcNAc、NeuAc :シアル酸;Gal :ガラク
トース;Fuc :フコース;GlcNAc:N−アセチルグルコ
サミン〕も癌の悪性度との相関関係が報告されている
〔神奈木(Kannagi) および高田(Takada):実験医学(Exp
erimental Medicine),10, 96- 107 (1992)〕。セレクチ
ン族遺伝子の中で少なくともELAM-1はシアリル・ルイス
a糖鎖と強く結合することが知られている〔バーグ(Ber
g)ら:ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリ
ー (J. Biol. Chem.),265, 14869 - 14872(1991) 、高
田(Takada)ら:バイオケミカル・アンド・バイオフィジ
カル・リサーチ・コミュニケーションズ (Biochemical
and Biophysical Research Communications),179, 713-
719 (1991)、ラーキン(Larkin)ら:ジャーナル・オブ・
バイオロジカル・ケミストリー (J. Biol. Chem.),267,
13661 - 13668 (1992) 〕。ELAM-1のシアリル・ルイス
a糖鎖に対する親和性はシアリル・ルイスX糖鎖に対す
る親和性よりもむしろ高いことが報告されている〔バー
グ(Berg)ら:ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミ
ストリー (J. Biol. Chem.),265, 14869 - 14872 (199
1) 〕。
鎖、シアリル・ルイスX糖鎖、およびそれらの誘導体
は、ELAM-1、L-セレクチンまたはGMP-140 に結合するこ
とにより優れた抗炎症効果を発揮すること、および癌転
移が抑制されることが期待される。上述の炎症反応と癌
転移の機構を考慮すると、ELAM-1、L-セレクチン、GMP-
140 が認識するリガンド糖鎖の合成をつかさどる糖転移
酵素の発現を抑制することによっても炎症反応を抑制し
たり、癌転移を防止できることが期待される。ある特定
の遺伝子の発現を抑制するには、アンチセンスRNA/
アンチセンスDNA技術〔徳久(Tokuhisa):バイオサイ
エンスとインダストリー,50, 322 - 326 (1992) 、村上
(Murakami):化学,46, 681 - 684 (1991) 〕またはトリ
プル・ヘリックス (Triple helix) 技術〔チュブ(Chub
b) とホーガン(Hogan) :トレンズ・イン・バイオテク
ノジー(Trends in Biotechnology),10, 132 -136 (199
2) 〕が有用である。このアンチセンスRNA/DNA
技術を用いて所望の糖転移酵素の発現を抑制するには、
その遺伝子あるいは遺伝子の塩基配列情報が必要である
ため、所望の糖転移酵素の遺伝子をクローン化するこ
と、およびその塩基配列情報を解析することは重要であ
る。
糖転移酵素の発現を調べることにより、炎症性疾患や癌
の悪性度を診断することもできる。所望の糖転移酵素遺
伝子の発現を調べるには、該遺伝子を放射能などで標識
したものをプローブとするノーザンハイブリダイゼーシ
ョン法〔サンブルック(Sambrook)、フリッチ(Fritsch)
、マニアチス(Maniatis)(モレキュラー・クローニン
グ:ア・ラボラトリー・マニュアル(Molecular Clonin
g, A laboratory manual)、第2版、コールド・スプリ
ング・ハーバー・ラボラトリー・プレス(Cold Spring H
arbor Laboratory Press) 、1989年刊〕やポリメラ
ーゼ・チェイン・リアクション法(以下、PCR法と略
記する)〔イニス(Innis) ら:PCRプロトコールズ
(PCR Protocols)、アカデミック・プレス(Academic Pre
ss)、1990年刊〕が有用である。これらの手法を適用す
るには、所望の糖転移酵素遺伝子あるいは遺伝子の塩基
配列情報が必要である。この点からも、所望の糖転移酵
素の遺伝子をクローン化すること、およびその塩基配列
情報を解析することは重要である。
(G−CSF;granulocyte colony-stimulating facto
r )やプロウロキナーゼ(pro-UK; pro-urokinase )等
の有用生理活性タンパク質に、組換えDNA技術を用い
て人為的にかつ意図的に糖鎖を導入することにより、こ
れらのタンパク質の性質を改善することができることが
開示されている。
を改変したり、特定の糖鎖あるいはその修飾物を大量に
調製することは産業上重要な課題である。糖鎖の構造を
改変する手段については近年著しく進展している。特に
糖鎖を逐次解離してゆく特異性の高い酵素(エキソグリ
コシダーゼ)やペプチド鎖との結合点をペプチド鎖と糖
鎖の双方を変化させずに解裂させるグリコペプチダーゼ
やエンド型グリコシダーゼによって、糖鎖の構造を改変
させることができ、糖鎖の生物学的な役割についても詳
細な研究ができるようになった。さらに、最近、糖脂質
の糖鎖とセラミドの間を開裂するエンドグリコセラミダ
ーゼ(endoglycoceramidase) が見いだされ〔伊東と山
形:ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー
(J.Biol.Chem.),261, 14278 (1986)〕、これにより、糖
脂質の糖鎖の調製が容易になっただけでなく、糖脂質、
特に細胞表層糖脂質の機能を解明する研究が進展した。
また、糖転移酵素により、新たな糖鎖を付加することも
可能となってきた。例えば、シアリルトランスフェラー
ゼにより、糖鎖の末端にシアル酸を新たに付加すること
ができる〔サベサン (Sabesan)とポールソン (Paulso
n):ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエ
ティー(J.Am.Chem.Soc.),108, 2068 (1986) 〕。その他
種々の糖転移酵素やグリコシダーゼの阻害剤〔アラン
ら:アニュアル・レビュー・オブ・バイオケミストリー
(Annu. Rev. Biochem.),56, 497 (1097) ]を用いるこ
とにより、付加する糖鎖を変化させることも可能であ
る。しかしながら、糖鎖の合成に用いる糖転移酵素を大
量に製造することは極めて困難である。そこで、組換え
DNA技術を用いて糖転移酵素をクローン化し、糖転移
酵素を宿主細胞内または培養上清中に効率よく発現させ
ることにより、糖転移酵素を大量に製造することが望ま
れる。
クローニング法としては、タンパク質を精製後、それに
対する抗体を作成し、それを用いてイムノスクリーニン
グを行なう方法〔ワインスタイン(Wienstein) ら:ジャ
ーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J.Biol.
Chem.),262, 17735 (1987)〕、タンパク質を精製後、ア
ミノ酸配列を決定し、それに対応する合成DNAを作製
し、それをプローブにハイブリダイゼーションを行う方
法〔成松ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル
・アカデミー・オブ・サイエンス (Proc. Natl. Acad.
Sci.),USA, 83,4720 (1986)〕が知られている。クロー
ン化した糖転移酵素の遺伝子をプローブにしてハイブリ
ダイゼーションを行うことにより、その糖転移酵素にホ
モロジーのある糖転移酵素の遺伝子をクローン化する方
法も知られている〔ロウ(John.B.Lowe)ら:ジャーナル
・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(J.Biol.Che
m.),266, 17467 (1991)]。糖鎖に対する抗体やレクチ
ンを用いたパンニング(panning) 法をスクリーニング法
として用いる直接発現クローン化法が知られている〔ロ
ウ(John. B. Lowe) ら:プロシーディング・オブ・ザ・
ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス (Proc.Nat
l.Acad.Sci.),USA,86,8227(1989)、ロウ(John.B.Lowe)
ら:ジーンズ・アンド・ディベラプメント(Genes Deve
lop.) ,4,1288 (1990) 〕。
ローン化できた例はない。CHO細胞の各種レクチン耐
性変異株に関する研究から、それらのレクチン耐性変異
株においては、新たな糖転移酵素が発現する場合、ある
糖転移酵素の活性が消失する場合、糖ヌクレオチドの合
成やゴルジ体への移行に障害がある場合があることが明
らかになっている〔スタンレー(Pamela Stanley)ら:メ
ソッド・イン・エンザイモロジー (Methods in Enzymol
ogy),96巻,157頁〕。したがって、CHO細胞またはC
HO細胞のレクチン耐性変異株に、クローン化しようと
する糖転移酵素を発現している細胞由来の遺伝子を導入
し、レクチン耐性を指標に糖転移酵素のクローン化が可
能であると考えられる〔クマー(Ravindra Kumar)ら:モ
レキュラー・アンド・セリュラー・バイオロジー(Mol.C
ell.Biol.),9,5713(1989) 〕。リプカ(James Ripka) ら
は、CHO細胞のレクチン耐性変異株(Lec1)に、A4
31細胞由来のヒトのジェノミックDNAを導入し、コ
ンカナバリンAというレクチンに対する耐性化を指標に
N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼIのク
ローン化を試みている。しかしながら、彼らは、このレ
クチン耐性を指標にしたスクリーニング法では糖転移酵
素をクローン化することはできなかった〔リプカ(James
Ripka) ら:バイオケミカル・アンド・バイオフィジカ
ル・リサーチ・コミュニケーション(Biochem.Biophys.R
es.Commun.),159,554(1989) 〕。ヘファーナンらは、ポ
リオーマのラージT抗原を生産するようにしたCHO細
胞〔ヘファーナン(Michael Heffernan) ら:ヌクレイッ
ク・アシッド・リサーチ(Nucleic Acids Res.),19,85(1
991)〕に、cDNAライブラリーを導入後、WGA(wh
eat germ agglutinin )というレクチンに対する耐性化
を指標にマウスの sialic acid hyroxylase のクローン
化を行なっている〔ヘファーナン(Michael Heffernan)
ら:グライココンジュゲート・ジャーナル(Glycoconjug
ate J.),8,154(1991) 〕が、このレクチン耐性を指標に
したスクリーニング系で糖転移酵素のクローン化ができ
たという報告はない。また、宿主に関しては、スタンレ
ー、リプカ、ヘファーナンらはいずれもCHO細胞また
はCHO細胞のレクチン耐性変異株を宿主として用いて
いる。
は、N−アセチルグルコサミニドβ1,4-ガラクトシルト
ランスフェラーゼ(N-acetylglucosaminide β1,4-gala
ctosyltransferase; EC 2.4.1.38) の遺伝子〔シェイパ
ー(Shaper)ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナショナ
ル・アカデミー・オブ・サイエンス (Proc.Natl.Acad.S
ci.),USA,83, 1573 (1986)、成松(Narimatsu) ら:プロ
シーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オ
ブ・サイエンス (Proc.Natl.Acad.Sci.),USA,83, 4720
(1986)、マスリ(Masri) ら:バイオケミカル・アンド・
バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーション(Bio
chem.Biophys.Res.Commun.),157, 657 (1988) 、シェイ
パー(Shaper)ら:ジャーナル・オブ・バイオロジカル・
ケミストリー(J.Biol.Chem.),263, 10420 (1988) 〕、
血液型B抗原の合成に関与するα1,3-ガラクトシルトラ
ンルフェラーゼ(α1,3-galactosyltransferase; EC 2.
4.1.37)の遺伝子〔山本(Yamamoto)ら:ネイチャー(Nat
ure),345, 229 (1990)〕、およびII型ラクト系糖鎖の非
還元末端にα1,3 結合でガラクトースを転移するα1,3-
ガラクトシルトランルフェラーゼ(α1,3-galactosyltr
ansferase; EC 2.4.1.151 )の遺伝子〔ラーセン(Larse
n)ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカ
デミー・オブ・サイエンス (Proc.Natl.Acad.Sci.),US
A,86, 8227 (1989)〕が単離されており、その塩基配列
も明らかになっている。β1,3-ガラクトシルトランスフ
ェラーゼ活性を有する酵素に関しては、その酵素の性質
や精製およびその遺伝子のクローン化については全く報
告がない。したがってβ1,3-ガラクトシルトランスフェ
ラーゼ活性を有する酵素を大量に調製する手段はなく、
該酵素の発現を検出および抑制する方法も確立されてい
ない。
パク質の糖鎖の改変および特定の糖鎖の効率的生産を行
うことができる新規β1,3-ガラクトシルトランスフェラ
ーゼおよび該β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼを
コードするcDNAおよび該DNAを含有するベクター
を提供することにある。さらに、癌転移や炎症などの疾
病を診断、治療するために有用な該β1,3-ガラクトシル
トランスフェラーゼの活性発現を検出する方法および該
β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼの発現を抑制す
る方法を提供することにある。
から抽出したmRNAを鋳型として合成したcDNAを
発現クローニングベクターに組み込むことによりcDN
Aライブラリーを構築し、該cDNAライブラリーを細
胞に導入し、得られる細胞をその細胞の増殖を抑制する
活性を有するレクチンの存在下で培養し、増殖する細胞
を単離することによりクローン化された遺伝子を宿主細
胞に導入して発現させたところ、新規なβ1,3-ガラクト
シルトランスフェラーゼが生産されることを見出し、本
発明を完成させた。
は、配列番号2で示されるアミノ酸配列を有する新規β
1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼおよび該β1,3-ガ
ラクトシルトランスフェラーゼをコードするDNAおよ
び該DNAを含有する組換え体ベクターに関する。本発
明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼは、N−ア
セチルガラクトサミニドβ1,3-ガラクトシルトランスフ
ェラーゼ活性を有する糖転移酵素であり、受容体である
糖鎖の非還元末端のN−アセチルガラクトサミンにβ1
→3の結合様式でウリジン二リン酸(UDP)-ガラクトース
からガラクトースを転移する活性を有する。
ラーゼをコードするcDNAとしては、(a) 配列番号1
で示される記載の塩基配列を有するDNA、(b) 一つの
アミノ酸に対して複数種の遺伝暗号が存在するため、あ
るいはヒトを含む動物個々に起こる自然変異などのため
配列番号1で示される塩基配列とは異なる塩基配列を有
するDNA、(c) (a) および(b) で定義されるDNAに
対して、本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラー
ゼ活性を失わない範囲内で置換変異、欠失変異、挿入変
異などの変異が導入されたDNA、例えば、(a) または
(b) で定義されるDNAがコードするβ1,3-ガラクトシ
ルトランスフェラーゼに対して、ハイブリダイゼーショ
ン法によって単離できる程度に相同性を有するDNAな
どを包含する。本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフ
ェラーゼは上記(a) 、(b) および(c) で定義されるDN
Aによってコードされる全てのβ1,3-ガラクトシルトラ
ンスフェラーゼを包含する。
ンスフェラーゼをコードするcDNAの製造法を上記
(a) で定義されるcDNAの製造法を例にして示す。動
物細胞から抽出したmRNAを鋳型として合成したcD
NAを発現クローニングベクター(Expression Cloning
Vector) に組み込むことにより、cDNAライブラリー
を構築する。このcDNAライブラリーを動物細胞ある
いは昆虫細胞に導入し、その細胞の増殖を抑制する活性
を有するレクチンの存在下で細胞を培養する。cDNA
が導入された細胞クローンのなかに、糖転移酵素をコー
ドする遺伝子が発現したために、レクチンが認識する糖
鎖構造が変化し、レクチンに対する感受性を失い、レク
チン存在下で増殖する細胞クローンが現れる。この細胞
を単離し、該細胞から所望のβ1,3-ガラクトシルトラン
スフェラーゼをコードするcDNAを得る。
明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼを生産して
いる動物細胞であればいかなる細胞でも用いることがで
きる。例えば、ヒト・メラノーマ細胞株WM266-4 (ATCC
CRL 1676) 等が用いられる。これらの細胞から抽出した
mRNAを鋳型として合成したcDNAを組み込むベク
ターは、該cDNAを組み込み発現できるベクターであ
ればいかなるものでも用いることができる。例えば、p
AMoPRC3Sc等が用いられる。該ベクターにより
構築されるcDNAライブラリーを導入する動物細胞あ
るいは昆虫細胞は、該cDNAライブラリーを導入し、
発現できるものであればいかなるものでも用いることが
できる。例えば、ヒト・ナマルバ(Namalwa) 細胞〔細井
ら:サイトテクノロジー(Cytotechnology),1,151(198
8)〕等が用いられる。また、本発明で用いられるレクチ
ンは、宿主細胞の増殖を抑制できるものであればいかな
るものでも用いることができる。例えば、ヒママメレク
チン120等が用いられる。レクチンは使用する宿主細
胞の該レクチンに対する耐性度を決定した後に、宿主細
胞の成育を阻止する濃度で使用する。レクチン存在下で
増殖する細胞から公知の方法、例えば、ハート法〔ロバ
ート・エフ・マーゴルスキー (Robert F.Margolskee)
ら:モレキュラー・アンド・セリュラー・バイオロジー
(Mol.Cell.Biol.),8,2837(1988)〕により、本発明のβ
1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼをコードするcD
NAを有するプラスミドあるいは該cDNA部分を含む
DNA断片を回収する。本発明の酵素をコードするcD
NAを有するプラスミドとしては、例えば、pUC119-WM1
が挙げられる。pUC119-WM1を含む大腸菌であるEscheric
hiacoli HB101/pUC119-WM1 は、平成4年9月22日付で
工業技術院微生物工業技術研究所にFERM BP-4011として
寄託されている。
上記の製造法で得られるβ1,3-ガラクトシルトランスフ
ェラーゼをコードするcDNAをもとに、ハイブリダイ
ゼーション法やDNAに変異を導入する方法などの周知
の組換えDNA技術を用いて製造することができる。ま
た、本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼを
コードするDNAは化学合成法を用いても製造すること
ができる。
ガラクトシルトランスフェラーゼをコードするDNAを
適当なベクターのプロモーター下流に挿入した組換え体
ベクターを造成し、それを宿主細胞に導入し、得られた
細胞を培養することにより、本発明のβ1,3-ガラクトシ
ルトランスフェラーゼを製造することができる。ここ
で、用いられる宿主細胞としては、原核細胞、動物細
胞、酵母、カビ、昆虫細胞など、これまで組換えDNA
技術で用いられた宿主細胞ならばいかなる細胞でも用い
ることができる。例えば、原核細胞としては大腸菌、動
物細胞としてはチャイニーズ・ハムスターの細胞である
CHO細胞、サルの細胞であるCOS細胞、ヒトの細胞
であるナマルバ細胞等が挙げられる。宿主としてナマル
バ細胞を用いる直接発現クローン化系は、宿主であるナ
マルバ細胞へのcDNAライブラリーの導入効率が極め
て高く、しかも導入されたプラスミド(cDNAライブ
ラリー)は、染色体外で存在可能であり、取得したレク
チン耐性株からのプラスミドの回収が容易であるという
利点を有しているため好適に用いられる。
ラーゼをコードするDNAを導入するベクターとして
は、該β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼをコード
するDNAを組み込むことができ、宿主細胞で発現でき
るものであればいかなるベクターでも用いることができ
る。例えば、pAGE107〔特開平3-22979,Miyaji
ら:サイトテクノロジー(Cytotechnology),3,133(199
0)〕,pAS3−3(特開平2-227075),pAMoER
C3Sc,CDM8〔ブライアン・シード(Brian Seed)
ら:ネイチャー(Nature),329,840(1987)〕等が挙げられ
る。また、大腸菌内で本発明の酵素を生産するために
は、trp プロモーターなどの強力な転写活性を有するプ
ロモーターの下流に外来DNAを挿入することができ、
しかもシャイン−ダルガノ (Shine-Dalgarno) 配列(以
下、SD配列と略記する)と開始コドンの間を適当な距
離(例えば、6〜18塩基)に調節したプラスミドを用
いることが好ましい。具体的には、pKYP10(特開
昭58-110600 )、pLSA1〔宮地ら:アグリカルチュ
ラル・アンド・バイオロジカル・ケミストリー(Agric.B
iol.Chem.),53,277(1989) 〕、pGEL1〔関根ら:プ
ロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・
オブ・サイエンス (Proc.Natl.Acad.Sci.),USA, 82,430
6(1985) 〕等が挙げられる。
手法については、特開平2-227075あるいはサンブルック
(Sambrook)、フリッチ(Fritsch) 、マニアチス(Maniati
s)らの方法〔モレキュラー・クローニング:ア・ラボラ
トリー・マニュアル(Molecular Cloning, A laboratory
manual)、第2版、コールド・スプリング・ハーバー・
ラボラトリー・プレス(Cold Spring Harbor Laboratory
Press) 、1989年刊〕に記載されている方法を用い
ることができる。mRNAの単離およびcDNAライブ
ラリーの合成は、上記の方法の他、市販されている多く
のキットを用いて行なうことができる。動物細胞へのD
NAの導入法としては、現在までに知られているいかな
る方法も用いることができる。例えば、エレクトロポー
レーション法〔Miyajiら:サイトテクノロジー(Cytotec
hnology) ,3 ,133(1990)〕、リン酸カルシウム法(特開
平2-227075)、リポフェクション法〔フィリップ・エル
・フェルグナー(Philip L. Felgner)ら:プロシーディ
ング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイ
エンス (Proc.Natl.Acad.Sci.),USA,84,7413 (1987) 〕
等を用いることができる。形質転換株の取得および培養
は、特開平2-227075あるいは特開平2-257891に記載され
ている方法に準じて行なうことができる。
スフェラーゼの生産方法としては、宿主細胞内に生産さ
せる方法、宿主細胞外に分泌させる方法、あるいは宿主
細胞外膜上に生産させる方法がある。生産部位は、使用
する宿主細胞の種類、生産させる糖転移酵素の形によっ
て変わってくる。糖転移酵素をその形を変えずに動物細
胞を宿主細胞として生産させる場合は、一般的に、宿主
細胞内あるいは宿主細胞外膜上に生産され、一部は、プ
ロテアーゼにより切断されて細胞外に分泌される。宿主
細胞外に積極的に分泌させる場合は、ポールソンらの方
法〔C. Paulsonら:ザ・ジャーナル・オブ・バイオロジ
カル・ケミストリー(J.Biol.Chem.) ,264,17619 (198
9)〕およびロウらの方法〔John. B. Lowe ら:プロシー
ディング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・
サイエンス (Proc.Natl.Acad.Sci.),USA,86 ,8227 (198
9)、John. B. Lowe ら:ジーンズ・アンド・ディベラプ
メント(Genes Develop.),4,1288(1990) 〕に準じて遺
伝子組換えの手法を用いて、糖転移酵素の活性部位を含
む部分にシグナルペプチドを付加した形で生産させる。
じて、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子等を用いた遺伝子増
幅系を利用して生産量を上昇させることもできる。この
ようにして生産させた本発明のβ1,3-ガラクトシルトラ
ンスフェラーゼは、通常の糖転移酵素の精製方法〔J. E
van. Sadler ら:メソッド・イン・エンザイモロジー
(Methods in Enzymology),83,458〕に準じて精製でき
る。また、大腸菌内に生産させる場合は、上記の方法と
特開昭63-267292 に記載された方法を組み合わせること
により効率的に精製することができる。また、本発明の
酵素を他のタンパク質との融合タンパク質として生産
し、融合したタンパク質に親和性をもつ物質を用いたア
フィニティークロマトグラフィーを利用して精製するこ
ともできる。例えば、ロウらの方法〔John. B. Lowe
ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカデ
ミー・オブ・サイエンス (Proc.Natl.Acad.Sci.),USA,8
6,8227(1989)、John. B. Lowe ら:ジーンズ・アンド・
ディベラプメント(Genes Develop.),4,1288(1990) 〕
に準じて、本発明の酵素をプロテインAとの融合タンパ
ク質として生産し、イムノグロブリンGを用いるアフィ
ニティークロマトグラフィーにより精製することができ
る。また、該酵素自身に対する抗体を用いたアフィニテ
ィークロマトグラフィーで精製することもできる。
活性は、公知の測定法〔Naoyuki Tanigutiら:メソッド
・イン・エンザイモロジー (Methods in Enzymology),
179,397 〕に準じて測定する。本発明のβ1,3-ガラクト
シルトランスフェラーゼを用いて、イン・ビトロ(invit
ro)で、糖鎖を合成することができる。例えば、糖タン
パク質、糖脂質またはオリゴ糖に含まれるN−アセチル
ガラクトサミンにβ1→3結合でガラクトースを付与す
ることができる。また、本発明のβ1,3-ガラクトシルト
ランスフェラーゼをα2,3-シアリルトランスフェラーゼ
とα1,3/1,4-フコシルトランスフェラーゼ〔ロウ (Low
e) ら:ジーンズ・アンド・ディベラプメント(Genes D
evelop.),4,1288(1990) 〕の存在下、基質となる糖タ
ンパク質、糖脂質またはオリゴ糖に作用させることによ
り、糖鎖上にルイスaまたはシアリル・ルイスa構造を
導入することができる。
ラーゼをコードするDNAを用いて、該β1,3-ガラクト
シルトランスフェラーゼの受容基質である糖鎖を生産し
ている動物細胞あるいは昆虫細胞の中で、該β1,3-ガラ
クトシルトランスフェラーゼと有用生理活性を有する糖
タンパク質、糖脂質またはオリゴ糖とを同時に生産させ
ることにより、生産されたβ1,3-ガラクトシルトランス
フェラーゼを細胞の中で糖タンパク質、糖脂質またはオ
リゴ糖に作用させ、糖鎖構造が変化した糖タンパク質、
糖脂質またはオリゴ糖を細胞の中で得ることができる。
造が変化した糖タンパク質、糖脂質またはオリゴ糖から
公知の酵素的手法または化学的手法によりオリゴ糖の一
部を切り出すこともできる。本発明のβ1,3-ガラクトシ
ルトランスフェラーゼをコードするDNAは、タンパク
質や糖脂質の糖鎖の改変および特定の糖鎖の効率的生産
に用いることができるだけでなく、アンチセンスRNA
/DNA技術を用いて炎症や癌転移などの疾病の治療に
利用すること、ならびにノーザンハイブリダイゼーショ
ン法またはPCR法を用いてそれらの疾病の診断に利用
することもできる。
ンスフェラーゼをコードするDNAを用いて、アンチセ
ンスRNA/DNA技術〔徳久(Tokuhisa):バイオサイ
エンスとインダストリー ,50, 322 - 326 (1992)、村上
(Murakami):化学,46, 681 -684 (1991) 、ミラー(Mill
er):バイオテクノロジー(Biotechnology),9, 358 -362
(1992) 、コーエン(Cohen) :トレンズ・イン・バイオ
テクノジー(Trendsin Biotechnology),10, 87 -91 (199
2) 、アグラワル(Agrawal) :トレンズ・イン・バイオ
テクノジー(Trends in Biotechnology),10, 152 -158
(1992) 〕あるいはトリプル・ヘリックス技術〔チュブ
(Chubb) とホーガン(Hogan) :トレンズ・イン・バイオ
テクノジー(Trends in Biotechnology),10, 132 -136
(1992) 〕により、該β1,3-ガラクトシルトランスフェ
ラーゼの活性発現を抑制することができる。具体的に
は、本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼを
コードするDNAの一部の塩基配列、好ましくは翻訳開
始領域内の10〜50塩基の塩基配列を基にしてオリゴヌク
レオチドを設計・調製し、生体内に投与するにより、該
β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼの生産を抑制す
ることができる。合成オリゴヌクレオチドの塩基配列と
しては、本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラー
ゼをコードするcDNAのアンチセンス鎖の塩基配列の
一部と一致するもの、あるいは該β1,3-ガラクトシルト
ランスフェラーゼの活性発現を抑制する活性を失わない
範囲内で改変したものを利用できる。トリプル・ヘリッ
クス技術を用いる場合、センス鎖およびアンチセンス鎖
の双方の塩基配列の塩基配列情報をもとに合成オリゴヌ
クレオチドの塩基配列を設計する。
CR法により本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェ
ラーゼの発現を検出することができる。ノーザンハイブ
リダイゼーション法またはPCR法を用いて、本発明の
β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼの発現を検出す
るために、本発明のβ1,3-ガラクトシルトランスフェラ
ーゼをコードするDNAまたはそれらの塩基配列に基づ
いてDNAプローブまたは合成オリゴヌクレオチドを調
製する。ノーザンハイブリダイゼーション法およびPC
R法は、それぞれ公知の方法〔モレキュラー・クローニ
ング:ア・ラボラトリー・マニュアル(Molecular Cloni
ng, A laboratory manual)、第2版、コールド・スプリ
ング・ハーバー・ラボラトリー・プレス(Cold Spring H
arbor Laboratory Press) ,1989年刊行;PCRプ
ロトコールズ (PCR Protocols)、アカデミック・プレス
(Academic Press)、1990年刊行〕に従って行う。
ng Vector )pAMoERC3ScおよびpAMoPR
C3Scの造成:pAMoERC3Scを以下に示す
(1) 〜(14)の工程に従って造成した。 (1)pAGEL106の造成 (図1参照) シミアン・ウィルス (simian virus) 40 (SV40) 初期遺
伝子プロモーターとヒトT細胞白血病ウイルス(human T
-cell leukemia virus type-1 : HTLV-1) のロング・タ
ーミナル・リピート(long terminal repeat : LTR)のR
領域とU5領域の一部を融合したプロモーターを有するプ
ラスミドpAGEL106の造成を以下のようにして行なった。
R 領域とU5領域の一部を含むDNA 断片[BanII-Sau3A 断
片(0.27kb)]はpATK03から切り出し、合成リンカーを介
してpAGE106 のBglI-BamHI間に挿入した。
g を10mMトリス−塩酸(pH7.5), 6mM塩化マグネシウム,
100mM 塩化ナトリウム, 6mM 2- メルカプトエタノール
からなる緩衝液(以下、Y−100緩衝液と略記する)
30μl に溶解し、10単位のBglI(宝酒造社製、以下、と
くに断らないかぎり制限酵素は宝酒造社製のものを使用
した)と10単位のBamHI を加え、37℃で2時間消化反応
を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約
4.9kb のDNA 断片を回収した。
ィング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・サ
イエンス (Proc. Natl. Acad. Sci. ),USA, 69,2110(19
72)〕1 μg をY−100緩衝液 30 μl に溶解し、10
単位のBanII を加え、37℃で2時間消化反応を行ない、
アガロースゲル電気泳動後、約0.4kb のDNA 断片を回収
した。回収したDNA 断片は30μl のY−100緩衝液に
溶解し、10単位のSau3AIを加え37℃で2時間消化反応を
行ない、アガロースゲル電気泳動後、約0.27kbのDNA 断
片を回収した。
を連結するためのリンカーとして以下のDNAリンカー
を合成した。
DNAはそれぞれアプライド・バイオシステムズ (Appl
ied Biosystems) 社380A・DNA合成機を用いて合
成した。合成したDNAはそれぞれ0.2 μg ずつ、50mM
トリス−塩酸(pH7.5), 10mM塩化マグネシウム,5mM ジ
チオスレイトール(以下DTT と略記する), 0.1nMEDTA,
および1mM アデノシン3リン酸(以下、ATP と略記す
る) を含む緩衝液(以下、T4キナーゼ緩衝液と略記す
る)40μl に溶解し、T4ポリヌクレオチドキナーゼ
(宝酒造社製、以下同じ)30単位を加えて、37℃で2時
間リン酸化反応を行なった。
-BamHI 断片(4.9kb) 0.2 μg とpATK03由来のBa
nII-Sau3A 断片(0.27kb) 0.01 μg を 66mM トリス−塩
酸(pH7.5), 6.6mM 塩化マグネシウム,10mM DTTおよび
0.1mM ATP からなる緩衝液(以下、T4リガーゼ緩衝液と
略記する)30μl に溶解し、上記DNAリンカーを0.01
μg とT4DNA リガーゼ(宝酒造社製、以下同じ)175 単
位を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。
ー(Bolivar) ら:ジーン(Gene), 2,75 (1988)〕をコー
エンらの方法〔エス・エヌ・コーエン(S.N.Cohen) ら:
プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミー
・オブ・サイエンス (Proc.Natl. Acad. Sci. )USA., 6
9, 2110 (1972)〕(以下、大腸菌の形質転換にはこの方
法を用いた)によって形質転換し、カナマイシン耐性株
を得た。この形質転換株から公知の方法〔エイチ・シー
・バーンボイム (H.C.Birnboim)ら:ヌクレイック・ア
シッド・リサーチ (Nucleic Acids Res.),7, 1513 (197
9)〕(以下、プラスミドの単離はこの方法を用いた)に
従ってプラスミドを単離した。このプラスミドをpAG
EL106と名付け、その構造を制限酵素消化により確
認した。
2参照) SV40初期遺伝子プロモーターとHTLV-1のロング・ターミ
ナル・リピート(LTR)のR 領域とU5領域の一部を融合し
たプロモーターを有する、ヒト顆粒球コロニー刺激因子
(hG-CSF)の発現プラスミドpASLB3-3-1の造成を以下のよ
うにして行なった。
μg を10mMトリス−塩酸(pH7.5),6mM 塩化マグネシウ
ム,20mM 塩化カリウム, 6mM 2- メルカプトエタノー
ルからなる緩衝液(以下、K−20緩衝液と略記する)
30μl に溶解し、10単位のSmaIを加え、37℃で2時間消
化反応を行なった。エタノール沈殿後、30μl のT4リ
ガーゼ緩衝液に溶解し、SalIリンカー(5'-pGGTCGA
CC-3' :宝酒造社製)を0.01μg とT4DNA リガーゼ175
単位を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。エタ
ノール沈殿後、10mMトリス−塩酸(pH7.5), 6mM 塩化マ
グネシウム,175mM 塩化ナトリウム, 6mM 2- メルカプ
トエタノールからなる緩衝液(以下、Y−175緩衝液
と略記する)30μl に溶解し、10単位のSalIと10単位の
MluIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応
液をアガロースゲル電気泳動後、約1.7kb のDNA 断片を
回収した。
1μgをY−175緩衝液30μlに溶解し、10単位のSalI
と10単位のMluIを加え、37℃で2時間消化反応を行なっ
た。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約6.7kbのD
NA断片を回収した。上記で得られたpAGEL106由
来のMluI-SalI断片(1.7kb) 0.1μgとpAS3−3由来
のMluI-SalI断片(6.7kb) 0.2μgをT4リガーゼ緩衝液
30μlに溶解し、T4DNAリガーゼ175単位を加えて、12℃
で16時間結合反応を行なった。該反応液を用いて大腸菌
HB101株をコーエンらの方法によって形質転換し、カナ
マイシン耐性株を得た。この形質転換株から公知の方法
に従ってプラスミドを単離した。このプラスミドをpA
SLB3−3−1と名付け、その構造を制限酵素消化に
より確認した。
照) pASLB3-3-1にアンピシリン耐性遺伝子を導入したプラス
ミドpASLB3-3の造成を行なうため、以下のようにしてpA
S3-3のアンピシリン耐性遺伝子を含むDNA 断片〔XhoI-M
luI 断片(7.26kb)〕をpASLB3-3-1のXhoI-MluI 間に導入
した。
1 μg を10mMトリス−塩酸(pH7.5),6mM 塩化マグネシウ
ム,150mM 塩化ナトリウム, 6mM 2- メルカプトエタノ
ールからなる緩衝液(以下、Y−150緩衝液と略記す
る)30μl に溶解し、10単位のXhoIと10単位のMluIを加
え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をアガ
ロースゲル電気泳動後、約7.26kbのDNA 断片を回収し
た。
緩衝液 30 μl に溶解し、10単位のXhoIと10単位のMluI
を加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液を
アガロースゲル電気泳動後、約2.58kbのDNA 断片を回収
した。上記で得られたpASLB3−3−1由来のXhoI
-MluI 断片(7.26kb) 0.2μgとpAS3−3由来のXhoI-
MluI 断片(2.58kb) 0.1μg とをT4リガーゼ緩衝液30
μl に溶解し、 T4DNAリガーゼ175 単位を加えて、12℃
で16時間結合反応を行なった。該反応液を用いて大腸菌
HB101 株をコーエンらの方法によって形質転換し、アン
ピシリン耐性株を得た。この形質転換株から公知の方法
に従ってプラスミドを単離した。このプラスミドをpA
SLB3−3と名付け、その構造を制限酵素消化により
確認した。
参照) pASLB3-3中のジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)発現ユニット
を除去し、エプシュタイン・バール・ウイルス(Epstei
n -Barr virus )の複製開始点(oriP)とEBNA-1遺伝子
(oriPにトランスに作用し、複製を引き起こす働きを有
する遺伝子)を導入したプラスミドpASLBE3-3 の造成を
以下のようにして行なった。oriPとEBNA-1遺伝子は、p2
01〔ビル・ズグデン(Bill Sugden) ら、ネイチャー (Na
ture) ,313, 812 (1985)〕のNarI部位にpUC12
〔メッシング(Messing) ら:メソッド・イン・エンザイ
モロジー (Methods in Enzymology),101, 20 (1983)〕
由来のマルチクローニングサイトを含む SmaI-HaeIII断
片が組み込まれたプラスミドであるp220.2から切り出し
て使用した。
30μl に溶解し、20単位のEcoRI を加え、37℃で2時間
消化反応を行なった。エタノール沈殿後、30μl のDNA
ポリメラーゼI緩衝液[50mMトリス−塩酸(pH7.5), 10
mM 塩化マグネシウム,0.1mM dATP(デオキシアデノシ
ン3リン酸),0.1mM dCTP(デオキシシチジン3リン
酸),0.1mM dGTP(デオキシグアノシン3リン酸),0.
1mM TTP (チミジン3リン酸)]に溶解し、6単位の大
腸菌DNA ポリメラーゼIクレノー断片を加え、37℃で60
分間反応させ、EcoRI 消化によって生じた5’突出末端
を平滑末端に変えた。反応をフェノール抽出によって止
め、クロロホルム抽出とエタノール沈殿の後、20μl の
T4リガーゼ緩衝液に溶解し、XhoIリンカー(5'-p
CCTCGAGG-3' :宝酒造社製)を0.05μg とT4DN
A リガーゼ175 単位を加えて、12℃で16時間結合反応を
行なった。エタノール沈殿後、Y−100緩衝液30μl
に溶解し、10単位のBamHI を加え、37℃で2時間消化反
応を行なった。エタノール沈殿後、30μl のDNA ポリメ
ラーゼI緩衝液に溶解し、6単位の大腸菌DNA ポリメラ
ーゼI・クレノー断片を加え、37℃で60分間反応させ、
BamHI 消化によって生じた5’突出末端を平滑末端に変
えた。反応をフェノール抽出によって止め、クロロホル
ム抽出とエタノール沈殿の後、Y−100緩衝液30μl
に溶解し、10単位のXhoIを加え、37℃で2時間消化反応
を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約
4.9kb のDNA 断片を回収した。
(1 μg)をY−100緩衝液 30 μl に溶解し、20単位
XhoIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。エタノ
ール沈殿の後、30μl のDNA ポリメラーゼI緩衝液に溶
解し、6単位の大腸菌DNA ポリメラーゼI・クレノー断
片を加え、37℃で60分間反応させ、XhoI消化によって生
じた5’突出末端を平滑末端に変えた。反応をフェノー
ル抽出によって止め、クロロホルム抽出とエタノール沈
殿の後、10mMトリス−塩酸(pH7.5), 6mM 塩化マグネシ
ウム, 6mM 2-メルカプトエタノールからなる緩衝液(以
下、Y−0緩衝液と略記する)30μl に溶解し、20単位
のKpnIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反
応液をアガロースゲル電気泳動後、約1.3kb のDNA 断片
を回収した。
79、Miyajiら:サイトテクノロジー(Cytotechnolog
y),3,133(1990)〕1 μg をY−0緩衝液 3
0 μlに溶解し、20単位のKpnIを加え、37℃で2時間消
化反応を行なった。その後、塩化ナトリウム濃度が10
0mMになるように塩化ナトリウムを添加し、20単位の
XhoIを加え、さらに37℃で2時間消化反応を行なった。
該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約6.0kb のDNA
断片を回収した。
amHI (平滑末端) 断片(4.9kb) 0.2μg とpASLB3
−3由来のXhoI (平滑末端)-KpnI 断片(1.3kb) 0.1 μ
g とpAGE107由来のKpnI - XhoI 断片(6.0kb) 0.
2 μg とをT4リガーゼ緩衝液 30 μl に溶解し、 T4D
NAリガーゼ175 単位を加えて、12℃で16時間結合反応を
行なった。該反応液を用いて大腸菌HB101 株をコーエン
らの方法によって形質転換し、アンピシリン耐性株を得
た。この形質転換株から公知の方法に従ってプラスミド
を単離した。このプラスミドをpASLBE3−3と名
付け、その構造を制限酵素消化により確認した。
チクローニングサイトを導入したプラスミドpASLBCを以
下のように造成した。マルチクローニングサイトは、合
成DNA を用いて作成した。
g をY−175緩衝液30μl に溶解し、20単位のSalIと
20単位のMluIを加え、37℃で2時間消化反応を行なっ
た。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約3.1kb の
DNA 断片を回収した。また、同プラスミド1 μg をY−
0緩衝液 30 μl に溶解し、20単位のKpnIを加え、37℃
で2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナトリウム
濃度が150mMになるように塩化ナトリウムを添加
し、20単位のMluIを加え、さらに37℃で2時間消化反応
を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約
6.0kb のDNA 断片を回収した。
を連結するためのリンカーとして以下のDNAリンカー
を合成した。なお、このリンカー中にはHindIII, EcoR
V, SfiI, StuI, NotIの各制限酵素切断部位が組み込ま
れている。
3)と44mer (配列番号4)の1本鎖DNAはそれぞれ
アプライド・バイオシステムズ社380A・DNA合成
機を用いて合成した。合成したDNAはそれぞれ0.2 μ
g ずつ、T4キナーゼ緩衝液20μl に溶解し、T4ポリ
ヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社製、以下同じ)30単位
を加えて、37℃で2時間リン酸化反応を行なった。
lI - MluI 断片(3.1kb) 0.1 μg と同プラスミド由来の
KpnI - MluI 断片(6.0kb) 0.2 μg とをT4リガーゼ緩
衝液30μl に溶解し、上記DNAリンカー0.01μg とT4
DNA リガーゼ175 単位を加えて、12℃で16時間結合反応
を行なった。該反応液を用いて大腸菌HB101 株をコーエ
ンらの方法によって形質転換し、アンピシリン耐性株を
得た。この形質転換株から公知の方法に従ってプラスミ
ドを単離した。このプラスミドをpASLBCと名付
け、その構造を制限酵素消化により確認した。
照) pASLBC中のジヒドロ葉酸還元酵素(dhfr)発現ユニットを
除去し、oriPとEBNA-1遺伝子を導入したプラスミドpASL
BEC を以下のようにして造成した。
μg をY−150緩衝液30μl に溶解し、20単位のMluI
と20単位のXhoIを加え、37℃で2時間消化反応を行なっ
た。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約1.3kb の
DNA 断片を回収した。また、同プラスミド1 μg をY−
0緩衝液 30 μl に溶解し、20単位のKpnIを加え、37℃
で2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナトリウム
濃度が150mMになるように塩化ナトリウムを添加
し、5 単位のMluIを加え、さらに37℃で20分間部分消化
反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動
後、約9.6kb のDNA 断片を回収した。
の1 μg をY−0緩衝液 30 μl に溶解し、20単位のKp
nIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、
塩化ナトリウム濃度が100mMになるように塩化ナト
リウムを添加し、20単位のXhoIを加え、さらに37℃で2
時間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電
気泳動後、約0.6kb のDNA 断片を回収した。
MluI - XhoI 断片(1.3kb) 0.2 μgと同プラスミド由来
のKpnI - MluI 断片(9.6kb) 0.2 μg とpASLBC由
来のKpnI - XhoI 断片(0.6kb) 0.05μg とをT4リガー
ゼ緩衝液30μl に溶解し、T4DNA リガーゼ175 単位を加
えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液を用
いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形質転
換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株から
公知の方法に従ってプラスミドを単離した。このプラス
ミドをpASLBECと名付け、その構造を制限酵素消
化により確認した。
照) pASLBEC のマルチクローニングサイト中のStuIサイトに
BamHI リンカーを導入したプラスミドpASLBEC2を以下の
ようにして造成した。pASLBEC2では、マルチクローニン
グサイト中のStuIサイトは消失している。
をY−100緩衝液30μl に溶解し、5 単位のStuIを加
え、37℃で20分間部分消化反応を行なった。該反応液を
アガロースゲル電気泳動後、約11.5kbのDNA 断片を回収
した。回収したDNA 断片を30μl のT4リガーゼ緩衝液
に溶解し、BamHIリンカー(5'-pCCGGATCC
GG-3' :宝酒造社製)を0.01μg とT4DNA リガーゼ17
5 単位とを加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。
エタノール沈殿後、Y−100緩衝液30μl に溶解し、
20単位のBamHI を加え、37℃で2時間消化反応を行なっ
た。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約11.5kbの
DNA 断片を回収した。回収したDNA 断片を20μl のT4
リガーゼ緩衝液に溶解し、T4DNA リガーゼ175 単位を加
えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液を用
いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形質転
換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株から
公知の方法に従ってプラスミドを単離した。このプラス
ミドをpASLBEC2と名付け、その構造を制限酵素
消化により確認した。
照) pASLBEC2 中のプロモーター[SV40初期遺伝子プロモー
ターとHTLV-1のロング・ターミナル・リピート(long te
rminal repeat :LTR)のR 領域とU5領域の一部を融合し
たプロモーター]をモロニー・マウス白血病ウイルスの
ロング・ターミナル・リピート(long terminal repea
t:LTR )のプロモーターにすげかえたプラスミドpAMoE
C2 の造成を以下のようにして行なった。なお、モロニ
ー・マウス白血病ウイルスLTR のプロモーターは、プラ
スミドMolp-1[アキノリ・イシモト(Akinori Ishimoto)
ら、ビロロジ−(Virology),141,30(198
5)]から切り出して使用した。
g を10mMトリス−塩酸(pH7.5),6mM塩化マグネシウム,5
0mM塩化カリウム,6mM 2- メルカプトエタノールからな
る緩衝液(以下、K−50緩衝液と略記する)30μl に
溶解し、20単位のHindIII と20単位のAatII ( 東洋紡績
社製) を加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反
応液をアガロースゲル電気泳動後、約4.8kb のDNA 断片
を回収した。
液 30 μl に溶解し、20単位のAatII を加え、37℃で2
時間消化反応を行なった。その後、5 単位のXhoIを加
え、さらに37℃で20分間部分消化反応を行なった。該
反応液をアガロースゲル電気泳動後、約6.1kb のDNA 断
片を回収した。次に、XhoI切断部位と ClaI 切断部位を
連結するため、以下のDNAリンカーを合成した。
DNAはそれぞれアプライド・バイオシステムズ社38
0A・DNA合成機を用いて合成した。合成したDNA
はそれぞれ0.2 μg ずつ、T4キナーゼ緩衝液40μl に
溶解し、T4ポリヌクレオチドキナーゼ30単位を加え
て、37℃で2時間リン酸化反応を行なった。また別に、
Molp−1[アキノリ・イシモト (Akinori Ishimot
o) ら、ビロロジ−(Virology),141,30(198
5)]1 μg をY−50緩衝液30μlに溶解し、20単位
のClaIを加え、37℃で2時間消化反応を行なった。エタ
ノール沈殿後、30μl のT4リガーゼ緩衝液に溶解し、上
記DNAリンカー0.01μg とT4DNA リガーゼ175 単位を
加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。エタノール
沈殿後、K−20緩衝液30μl に溶解し、20単位のSmaI
を加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液を
アガロースゲル電気泳動後、約0.6kb のDNA 断片を回収
した。回収したDNA 断片を30μl のT4リガーゼ緩衝液
に溶解し、HindIII リンカー(5'-pCAAGCTTG-
3' :宝酒造社製)を0.03μg とT4DNA リガーゼ175 単
位を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。エタノ
ール沈殿後、10mMトリス−塩酸(pH7.5), 6mM 塩化マグ
ネシウム, 50mM塩化ナトリウム, 6mM2-メルカプトエタ
ノールからなる緩衝液(以下、Y−50緩衝液と略記す
る)30μl に溶解し、10単位のHindIII を加え、37℃で
2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナトリウム濃
度が100mMになるように塩化ナトリウムを添加し、
10単位のXhoIを加え、さらに37℃で2時間消化反応を行
なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約0.6k
b のDNA 断片を回収した。
ndIII - AatII 断片(4.8kb) 0.2 μg と同プラスミド由
来のAatII - XhoI断片(6.1kb) 0.2 μg とMolp−1
由来のHindIII - XhoI断片(0.6kb) 0.05μg とをT4リ
ガーゼ緩衝液30μl に溶解し、T4DNA リガーゼ175 単位
を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液
を用いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形
質転換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株
から公知の方法に従ってプラスミドを単離した。このプ
ラスミドをpAMoEC2と名付け、その構造を制限酵
素消化により確認した。
照) pAMoEC2 のマルチクローニングサイト中のBamHI サイト
に、詰め込みDNA (Stuffer DNA)として、pBR322のテト
ラサイクリン耐性遺伝子を含むDNA 断片[DraI- PvII
断片(2.5kb) ]を以下のようにして挿入し、プラスミド
pAMoEC3 を造成した。
をY−100緩衝液30μl に溶解し、20単位のBamHI を
加え、37℃で2時間消化反応を行なった。エタノール沈
殿後、30μl のDNA ポリメラーゼI緩衝液に溶解し、6
単位の大腸菌DNA ポリメラーゼI・クレノー断片を加
え、37℃で60分間反応させ、BamHI 消化によって生じた
5’突出末端を平滑末端に変えた。該反応液をアガロー
スゲル電気泳動後、約11.5kbのDNA 断片を回収した。
ら:ジーン(Gene),2, 95 (1977)]1 μg をY−50緩
衝液 30 μl に溶解し、20単位のDraIと20単位のPvuII
を加え、3 ℃で2時間消化反応を行なった。該反応液を
アガロースゲル電気泳動後、約2.5kb のDNA 断片を回収
した。上記で得られたpAMoEC2由来のBamHI (平
滑末端) 断片(11.5kb) 0.1μg とpBR322由来のDr
aI - PvuII断片(2.5kb) 0.2 μg とをT4リガーゼ緩衝
液30μl に溶解し、 T4DNAリガーゼ175 単位を加えて、
12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液を用いて大
腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形質転換し、
アンピシリンとテトラサイクリンに耐性である株を得
た。この形質転換株から公知の方法に従ってプラスミド
を単離した。このプラスミドをpAMoEC3と名付
け、その構造を制限酵素消化により確認した。
0参照) pAMoEC3 中のoriPとEBNA-1遺伝子のユニットの向きを逆
にしたプラスミドpAMoERC3を以下のようにして造成し
た。
をY−100緩衝液30μl に溶解し、20単位のXhoIを加
え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、1Mト
リス−塩酸(pH8.0) を30μl と大腸菌アルカリフォスフ
ァターゼ(宝酒造社製)1単位を加え、37℃で2時間脱
リン酸化反応を行なった。エタノール沈殿後、10mMトリ
ス−塩酸(pH8.0), 1mM EDTA (エチレンジアミン4酢酸
ナトリウム) からなる緩衝液(以下、TE緩衝液と略記
する)30μl に溶解し、アガロースゲル電気泳動後、約
9.1kb のDNA 断片を回収した。
衝液 30 μl に溶解し、20単位のXhoIを加え、37℃で2
時間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電
気泳動後、約4.9kb のDNA 断片を回収した。上記で得ら
れたpAMoEC3由来のXhoI断片(9.1kb) 0.1 μg と
同プラスミド由来のXhoI断片(4.9kb) 0.2 μg をT4リ
ガーゼ緩衝液30μl に溶解し、T4DNA リガーゼ175 単位
を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液
を用いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形
質転換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株
から公知の方法に従ってプラスミドを単離した。このプ
ラスミドをpAMoERC3と名付け、その構造を制限
酵素消化により確認した。
参照) pAGE107 中のG418耐性遺伝子をハイグロマイシン(hyg)
耐性遺伝子にすげかえたプラスミドpAGE207 を以下のよ
うにして造成した。なお、hyg 耐性遺伝子は、p201〔ビ
ル・ズグデン(Bill Sugden) ら、ネイチャー (Nature)
,313,812(1985)〕より切り出して使用
した。
g をY−50緩衝液30μl に溶解し、20単位のClaIを加
え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナ
トリウム濃度が150mMになるように塩化ナトリウム
を添加し、20単位のMluIを加え、さらに37℃で2時間消
化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動
後、約4.6kb のDNA 断片を回収した。
ら:ネイチャー (Nature) ,313,812(198
5)]0.5 μgをY−50緩衝液30μl に溶解し、20単
位のNarI〔ニュー・イングランド・バイオラボ (New En
gland Biolab) 社製〕を加え、37℃で2時間消化反応を
行なった。エタノール沈殿後、30μl のDNA ポリメラー
ゼI緩衝液に溶解し、6単位の大腸菌DNA ポリメラーゼ
I・クレノー断片を加え、37℃で60分間反応させ、NarI
消化によって生じた5’突出末端を平滑末端に変えた。
反応をフェノール抽出によって止め、クロロホルム抽出
とエタノール沈殿後、20μl のT4リガーゼ緩衝液に溶
解し、ClaIリンカー(5'−p CATCGATG−3':宝
酒造社製)を0.05μg とT4DNA リガーゼ175 単位を加え
て、12℃で16時間結合反応を行なった。エタノール沈殿
後、Y−50緩衝液30μl に溶解し、10単位のClaIを加
え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナ
トリウム濃度が150mMになるように塩化ナトリウム
を添加し、10単位のMluIを加え、さらに37℃で2時間消
化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動
後、約1.6kb のDNA 断片を回収した。
- MluI 断片(4.6kb) 0.2 μg とp201由来の ClaI
- MluI断片(1.6kb) 0.1 μg とをT4リガーゼ緩衝液30
μlに溶解し、T4DNA リガーゼ175 単位を加えて、12℃
で16時間結合反応を行なった。該反応液を用いて大腸菌
HB101 株をコーエンらの方法によって形質転換し、アン
ピシリン耐性株を得た。この形質転換株から公知の方法
に従ってプラスミドを単離した。このプラスミドをpA
GE207と名付け、その構造を制限酵素消化により確
認した。
(図12参照) ラビットβグロビン遺伝子中に存在するSfiIサイトの類
似配列を除去するため、pAGE207 のBalIサイトにScaIリ
ンカーを挿入したプラスミドpAGE207ScNを以下のように
して造成した。なお、pAGE207ScNにおいては、挿入され
たScaIリンカーの数は明らかではない。
μg をY−0緩衝液30μl に溶解し、10単位のBalIを加
え、37℃で2時間消化反応を行なった。エタノール沈殿
後、20μl のT4リガーゼ緩衝液に溶解し、ScaIリンカ
ー(5'-pAAGTACTT-3' :宝酒造社製)を0.01μ
g とT4DNA リガーゼ175 単位を加えて、12℃で16時間結
合反応を行なった。該反応液を用いて大腸菌HB101 株を
コーエンらの方法によって形質転換し、アンピシリン耐
性株を得た。この形質転換株から公知の方法に従ってプ
ラスミドを単離した。このプラスミドをpAGE207
ScNと名付け、その構造を制限酵素消化により確認し
た。
参照) pAMoERC3中のラビットβグロビン遺伝子中に存在するSf
iIサイトの類似配列を除去するため、以下のようにして
pAMoERC3 中のラビットβグロビン遺伝子を、すでにそ
の類似配列を除去してあるpAGE207ScN中のラビットβグ
ロビン遺伝子にすげかえ、プラスミドpAMoERC3Scを造成
した。造成の都合上、まずpAMoC3Scを造成し、次いでpA
MoERC3Scの造成を行なった。前記のpAGE207ScNにおいて
は、SfiIサイトの類似配列を除去するために挿入された
ScaIリンカーの数は明らかではないが、pAMoERC3Scの場
合は、造成の際にpAGE207ScNを一度ScaIで切断している
ため、挿入されたScaIサイトの数は1 つであると推定さ
れる。
の1 μg をY−0緩衝液30μl に溶解し、20単位のKpnI
を加え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩
化ナトリウム濃度が100mMになるように塩化ナトリ
ウムを添加し、20単位のScaIを加え、さらに37℃で2時
間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気
泳動後、約0.7kb のDNA 断片を回収した。
衝液 30 μl に溶解し、20単位のScaIと20単位のClaIを
加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をア
ガロースゲル電気泳動後、約0.9kb のDNA 断片を回収し
た。また、別に(10)で得られたpAMoERC3の
1 μg をY−0緩衝液30μl に溶解し、20単位のKpnIを
加え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩化
ナトリウム濃度が100mMになるように塩化ナトリウ
ムを添加し、20単位のXhoIを加え、さらに37℃で2時間
消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳
動後、約3.2kb のDNA 断片を回収した。
の1μg をY−100緩衝液 30 μl に溶解し、20単位
のXhoIと20単位のClaIを加え、37℃で2時間消化反応を
行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約4.
3kb のDNA 断片を回収した。上記で得られたpAGE2
07ScN由来のKpnI -ScaI断片(0.7kb) 0.1 μgと同
プラスミド由来のScaI - ClaI 断片(0.9kb) 0.1 μg と
pAMoERC3由来のKpnI - XhoI 断片(3.2kb) 0.3
μg とpAGE107由来のXhoI - ClaI 断片(4.3kb)
0.3μg とをT4リガーゼ緩衝液30μl に溶解し、 T4DN
Aリガーゼ175単位を加えて、12℃で16時間結合反応を行
なった。該反応液を用いて大腸菌HB101 株をコーエンら
の方法によって形質転換し、アンピシリン耐性株を得
た。この形質転換株から公知の方法に従ってプラスミド
を単離した。このプラスミドをpAMoC3Scと名付
け、その構造を制限酵素消化により確認した。
(図14参照) (10)で得られたpAMoERC3の1 μg をY−0
緩衝液30μl に溶解し、20単位のKpnIを加え、37℃で2
時間消化反応を行なった。その後、塩化ナトリウム濃度
が150mMになるように塩化ナトリウムを添加し、20
単位のMluIを加え、さらに37℃で2時間消化反応を行な
った。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約6.8kb
のDNA 断片を回収した。
衝液 30 μl に溶解し、20単位のXhoIと20単位のMluIを
加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をア
ガロースゲル電気泳動後、約1.3kb のDNA 断片を回収し
た。また別に、(3)で得られたpAMoC3Scの1
μg をY−0緩衝液30μlに溶解し、20単位のKpnIを加
え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナ
トリウム濃度が100mMになるように塩化ナトリウム
を添加し、20単位のXhoIを加え、さらに37℃で2時間消
化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動
後、約5.9kb のDNA 断片を回収した。
nI -MluI断片(6.8kb) 0.2 μg と同プラスミド由来のXh
oI - MluI 断片(1.3kb) 0.05μg とpAMoC3Sc由
来のKpnI - XhoI 断片(5.9kb) 0.2 μg とをT4リガー
ゼ緩衝液30μl に溶解し、 T4DNAリガーゼ175 単位を加
えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液を用
いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形質転
換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株から
公知の方法に従ってプラスミドを単離した。このプラス
ミドをpAMoERC3Scと名付け、その構造を制限
酵素消化により確認した。
用のプロモーターとして、モロニー・マウス白血病ウイ
ルスのロング・ターミナル・リピート(long terminal
repeat)を有している。また、異種遺伝子の効率良い発
現のために、ラビットβグロビン遺伝子スプライシング
シグナル、ラビットβグロビン遺伝子ポリA付加シグナ
ルおよびSV40初期遺伝子ポリA付加シグナルが、挿
入した異種遺伝子の後ろに付加するように構築されてい
る。また、動物細胞用の薬剤耐性マーカーとしてG41
8耐性遺伝子を、大腸菌用の薬剤耐性マーカーとしてカ
ナマイシン耐性遺伝子(G418耐性遺伝子と同じも
の)とアンピシリン耐性遺伝子をそれぞれ有している。
さらに、エプシュタイン・バール・ウイルス(Epstein
-Barr virus )の複製開始点(oriP)とoriPに
トランスに作用し複製を引き起こす働きをもつEBNA
−1遺伝子を有するため、ナマルバ細胞をはじめとして
齧歯類を除く多くの細胞中で、染色体に組み込まれるこ
となくプラスミド状態で存在することができる。
イブラリーの造成は、cDNAの両末端にSfiIリン
カーを付加した後、pAMoERC3Sc中のSfiI
部位に組み込むことにより行なうことができる。
(図15参照) ナマルバ細胞のようにEBNA−1遺伝子をもともと発
現している細胞を宿主として用いる際には、プラスミド
pAMoERC3Sc中のEBNA−1遺伝子がなくて
も、宿主に導入したプラスミドは染色体に組み込まれる
ことなくプラスミド状態で存在することができると考え
られる。そこで、pAMoERC3ScからEBNA−
1遺伝子を除去したプラスミドpAMoPRC3Scの
造成を以下のようにして行なった。pAMoPRC3S
cは、pAMoERC3Scと同様に、直接発現クロー
ニングベクターとして使用することができる。
の2 μg をY−50緩衝液 30 μlに溶解し、20単位のN
siI[ニュー・イングランド・バイオラブズ(New Engla
ndBiolabs )社製]を加え、37℃で2時間消化反応を行
なった。エタノール沈殿後、30μl のDNA ポリメラーゼ
I緩衝液に溶解し、6単位の大腸菌DNA ポリメラーゼI
・クレノー断片を加え、37℃で60分間反応させ、NsiI消
化によって生じた3’突出末端を平滑末端に変えた。反
応をフェノール抽出によって止め、クロロホルム抽出と
エタノール沈殿の後、Y−100緩衝液 30 μl に溶解
し、20単位のNotIを加え、37℃で2時間消化反応を行な
った。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約8.1kb
のDNA 断片を回収した。
衝液 30 μl に溶解し、20単位のXhoIを加え、37℃で2
時間消化反応を行なった。エタノール沈殿後、30μl の
DNAポリメラーゼI緩衝液に溶解し、6単位の大腸菌DNA
ポリメラーゼI・クレノー断片を加え、37℃で60分間
反応させ、XhoI消化によって生じた5’突出末端を平滑
末端に変えた。反応をフェノール抽出によって止め、ク
ロロホルム抽出とエタノール沈殿の後、Y−100緩衝
液 30 μl に溶解し、20単位のNotIを加え、37℃で2時
間消化反応を行なった。該反応液をアガロースゲル電気
泳動後、約3.2kb のDNA 断片を回収した。
のNsiI (平滑末端) - NotI断片(8.1k b) 0.1μg と同プ
ラスミド由来のXhoI (平滑末端) - NotI断片(3.2kb) 0.
1 μg とをT4リガーゼ緩衝液30μl に溶解し、 T4DNA
リガーゼ175 単位を加えて、12℃で16時間結合反応を行
なった。該反応液を用いて大腸菌HB101 株をコーエンら
の方法によって形質転換し、アンピシリン耐性株を得
た。この形質転換株から公知の方法に従ってプラスミド
を単離した。このプラスミドをpAMoPRC3Scと
名付け、その構造を制限酵素消化により確認した。
0に対する耐性度の検討 無血清培地馴化ナマルバ細胞(KJM−1株)[細井
ら、サイトテクノロジー(Cytotechnology) ,1,15
1(1988)]を種々の濃度のヒママメレクチン12
0存在下で培養し、KJM−1株のヒママメレクチン1
20に対する耐性度を調べた。KJM−1株をRPMI
1640・ITPSGF培地[7.5%炭酸水素ナトリウム
を1/40量、 200mM L-グルタミン溶液 (GIBCO 社製) を
3%、ペニシリン・ストレプトマイシン溶液 (GIBCO 社
製、5000 ユニット/ml ペニシリン、5000μg/mlストレプ
トマイシン含有) を0.5%、N−2−ヒドロキシエチルピ
ペラジン−N’−2−エタンスルホン酸〔N-(2-hydroxy
ethyl)piperazine-N'-2-ethanesulfonic acid; HEPES〕
(10mM)、インシュリン(3 μg/ml)、トランスフェリ
ン(5 μg/ml)、ピルビン酸ナトリウム(5mM )、アセ
レン酸ナトリウム(125nM )、ガラクトース(1mg/m
l)、プルロニック(Pluronic)F68(0.1%w/v )を添
加したRPMI1640培地(日水製薬社製)]で 5×
104 細胞/ml の濃度になるように懸濁し、96穴マイクロ
タイタープレートに200 μl ずつ分注した。そこに各種
濃度のヒママメレクチン120(生化学工業社製)を 1
/100量ずつ添加し、 CO2インキュベーターで37℃で3週
間培養した。その結果、KJM−1株の成育を完全に阻
止するヒママメレクチン120の最小濃度は50ng/ml で
あった。400 万個のKJM−1株について調べたとこ
ろ、この濃度において、ヒママメレクチン120耐性株
の自然発生的な出現は見られなかった。
細胞からのβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼ遺伝
子(WM1 )のクロ−ン化 (1)ヒト・メラノ−マ細胞株であるWM266-4 細胞から
のmRNAの取得 1 ×108 個のWM266-4 細胞(ATCC CRL1676)より、イン
ビトロジェン (Invitrogen)社製のmRNA抽出キットであ
るファーストトラック(Fast Track ;商品番号K1593-0
2) を用いて、約30μg のmRNAを取得した。具体的試薬
および方法はキットに付与されている説明書に従った。
(Invitrogen) 社製のcDNA合成キット(The Librarian
I )を用いて、ランダム・プライマーをプライマーとし
て2本鎖cDNAを合成した。その後、cDNAの両末端にBstX
I リンカーの代わりに、以下に示すSfiIリンカーを付与
し、アガロースゲル電気泳動によりcDNAをサイズにより
分画を行ない、約1.2 kb以上のcDNA断片を回収した。
と8merの1本鎖DNAはそれぞれアプライド・バイオシ
ステムズ社380A・DNA合成機を用いて合成した。
合成したDNAはそれぞれ50μg ずつ、別々にT4キナ
ーゼ緩衝液50μl に溶解し、T4ポリヌクレオチドキナ
ーゼ(宝酒造社製)30単位を加えて、37℃で16時間リン
酸化反応を行なった後使用した。具体的試薬および方法
は、BstXI リンカーの代わりに、上記のSfiIリンカーを
使用した以外は、キットに付与されている説明書に従っ
た。また、直接発現クローニングベクター(Expression
Cloning Vector )としては、1項の(15)で造成したp
AMoPRC3Scを使用した。
0緩衝液590 μl に溶解し、80単位のSfiIを加え、37℃
で16時間消化反応を行なった。この反応液から5 μl を
とり、アガロースゲル電気泳動にかけて切断が完了した
ことを確認後、cDNAライブラリー造成時のcDNAインサー
トが挿入されていないクローンの量を減少させるため、
40単位のBamHI を加え、さらに37℃で2時間消化反応を
行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約
8.8kbのDNA 断片を回収した。
のSfiI断片(8.8kb) 2 μg とcDNA断片とをT4リガーゼ
緩衝液 250μl に溶解し、 T4DNAリガーゼ2000単位を加
えて、12℃で16時間結合反応を行なった。その後、トラ
ンスファーRNA(tRNA)5μg を添加し、エタノール
沈殿後、TE緩衝液20μl に溶解した。該反応液を用い
て大腸菌LE392株[マニアティス (Maniatis) ら編
集:モレキュラー・クローニング (Molecular Clonin
g), 2.58 ,Cold Spring Harbor, 1989 年刊行]をエ
レクトロポーレーション法[ウイリアム・ジェイ・ドゥ
ワー (William J.Dower)ら:ヌクレイック・アシッド・
リサーチ (Nucleic Acids Res.) ,16,6127(1
988)]により形質転換し、約20万個のアンピシリン
耐性株を得た。
性株(cDNAライブラリー)を混合した後、キィアジェン
(Qiagen) 社製のプラスミド調製キットである>plasmid
<maxi kit ( 商品番号 41031)を用いてプラスミドを調
製した。取得したプラスミドはエタノール沈殿後、1 μ
g/μl になるようにTE緩衝液に溶解した。上記プラス
ミドは、エレクトロポーレーション法[Miyajiら:サイ
トテクノロジー(Cytotechnology),3,133(199
0)]により、KJM−1株に導入した。1.6 ×106 細
胞あたり4 μg のプラスミドを導入した後、8ml のRP
MI1640・ITPSGF培地に懸濁し、CO2 インキ
ュベーターで37℃で24時間培養した。その後、G418( ギ
ブコ社製)を0.5mg/mlになるように添加して、さらに7
日培養し、形質転換株を得た。得られた形質転換株は、
ヒママメレクチン120( 50ng/ml ) が含まれたRPM
I1640・ITPSGF培地で 5×104 細胞/ml にな
るように懸濁し、96穴マイクロタイタープレートに200
μl ずつ分注した。
養した後、ヒママメレクチン120耐性株を取得した。
その耐性株を培養した後、約 5×106 の細胞からハート
法[ロバート・エフ・マーゴルスキー (Robert F.Margo
lskee)ら:モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロ
ジー (Mol.Cell.Biol.) ,8,2837(1988)]
によりプラスミドを回収した。回収したプラスミドは、
エレクトロポーレーション法[ウイリアム・ジェイ・ド
ゥワー (William J.Dower)ら:ヌクレイック・アシッド
・リサーチ (Nucleic Acids Res.) ,16,6127
(1988)]により大腸菌LE392株に導入し、ア
ンピシリン耐性株を取得した。その形質転換株よりキィ
アジェン (Qiagen) 社製のプラスミド調製キットを用い
てプラスミドを調製し、その構造を各種制限酵素で切断
して調べたところ、約1.8kb のcDNAを含んでいることが
明らかとなった。このcDNAを含むプラスミドをpAMo
PRWM1と名付け、これを上記と同様の方法で再度K
JM−1株に導入したところ、再びヒママメレクチン1
20耐性となったことから、このcDNAがβ1,3-ガラクト
シルトランスフェラーゼ遺伝子(WM1) であると推定され
る。
ゼ遺伝子(WM1) の塩基配列の決定 (1)β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼ遺伝子(W
M1) のpUC119への組み込み(図16参照) 3項の(3)で得られたpAMoPRWM1の1 μg を
Y−100緩衝液30μl に溶解し、20単位のAsp718[ベ
ーリンガー・マンハイム(Boehringer Mannheim) 社製]
を加え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、5
単位のEcoRV を加え、さらに37℃で10分間部分消化反応
を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約
1.8kb のDNA 断片を回収した。
g) ら:メソッド・イン・エンザイモロジー (Methods i
n Enzymology),153, 3 (1987) ]の1 μg をK−20
緩衝液30 μl に溶解し、20単位のSmaIを加え、37℃で
2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナトリウム濃
度が100mMになるように塩化ナトリウムを添加し、
20単位のAsp718を加え、さらに37℃で2時間消化反応を
行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、約3.
16kbのDNA 断片を回収した。
EcoRV - Asp718 断片(1.8kb) 0.05μg とpUC119
由来の SmaI - Asp718断片(3.16kb) 0.05 μg とをT4
リガーゼ緩衝液30μl に溶解し、T4DNA リガーゼ175 単
位を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応
液を用いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって
形質転換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換
株から公知の方法に従ってプラスミドを単離した。この
プラスミドをpUC119−WM1と名付け、その構造
を制限酵素消化により確認した。 (2)塩基配列決定用欠失変異プラスミド(デレーショ
ンプラスミド)の造成 3項の(1)で得られたpUC119−WM1の2 μg
をY−150緩衝液30μl に溶解し、20単位のBamHI と
20単位のSphIを加え、37℃で2時間消化反応を行なっ
た。エタノール沈殿後、Exo III 緩衝液(宝酒造社製の
キロシークエンス用デレーションキットに添付されてい
る)100 μl に溶解した。また、同プラスミド2 μg を
Y−0緩衝液 30 μl に溶解し、20単位のSacIを加え、
37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩化ナトリ
ウム濃度が150mMになるように塩化ナトリウムを添
加し、20単位のNotIを加え、さらに37℃で2時間消化反
応を行なった。エタノール沈殿後、Exo III 緩衝液100
μl に溶解した。
の BamHI - SphI 断片および同プラスミド由来の SacI
- NotI断片より、宝酒造社製のキロシークエンス用デレ
ーションキットを用いてそれぞれ数十種の欠失変異プラ
スミドを作製した。具体的な試薬および方法はキットに
付与されている説明書に従った。上記で得られたデレー
ションプラスミドの塩基配列は、アプライド・バイオシ
ステムズ社の塩基配列決定キット(Taq DyeDeoxy Termi
nator Cycle SequencingKit;商品番号401113)を用い
て決定した。決定した塩基配列を配列番号1に示した。
その結果、β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼ遺伝
子(WM1 )は、326 アミノ酸からなるタンパク質をコー
ドしていることが明らかになった。またそのアミノ酸配
列より、このタンパク質がグリコシルトランスフェラー
ゼ(以下、GTと略記する)に共通な構造を有することが
明らかになった。すなわち、N末端の4アミノ酸を細胞
質側に出し、それに続く22アミノ酸からなる疎水性に
富む領域で膜に結合し、残りの大半のC末端部分(触媒
部位を含む)をゴルジ体内腔に露出する構造をとってい
ると考えられる。
シルトランスフェラーゼの生産 1.β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼを動物細胞
で発現させるためのプラスミドpAMoERSAW1の
造成 (1)pAGE147の造成 (図17参照) pAGE107のSV40初期遺伝子プロモーターをモロニ
ー・マウス白血病ウイルスのロング・ターミナル・リピ
ート(long terminal repeat;LTR )のプロモーターに
すげかえたプラスミドpAGE147の造成を以下のよ
うにして行なった。
)の2μg をY−0緩衝液30μl に溶解し、20単位のS
maIを加え、30℃で3時間消化反応を行った。その後、
塩化ナトリウムを50mMになるように添加し、20単位のCl
aIを加えて37℃で2時間消化反応を行った。該反応液を
アガロースゲル電気泳動後、モロニー・マウス白血病ウ
イルスのLTR プロモーターを含む約0.6kb のDNA 断片を
回収した。
下記の2種の合成DNA
ーゼ緩衝液10μl に溶解し、5 単位のT4DNA キナーゼを
加え、37℃で30分間反応させることにより5’末端をリ
ン酸化した。上記で得られたpPMOL1由来のClaI-S
maI 断片(0.6kb)0.05 μg と5’リン酸化された2種の
合成DNA (1ピコモルずつ)とHindIII リンカー(5'-pC
AAGCTTG-3'; 宝酒造社製) (1ピコモル)とをT4リガー
ゼ緩衝液30μl に溶解し、T4DNA リガーゼ200 単位を加
え、12℃で16時間結合反応を行った。エタノール沈殿に
より該DNA 断片を回収した後、Y−100緩衝液に溶解
し、10単位のHindIIIおよび10単位のXhoIを加えて37℃
で2時間消化反応を行った。反応をフェノール−クロロ
ホルム抽出により停止させ、エタノール沈殿により該DN
A 断片を回収した。
Miyajiら:サイトテクノロジー(Cytotechnology),3,
133(1990)]の1μg を30μl のY−100緩
衝液に溶解し、10単位のHindIII と10単位のXhoIを加え
て37℃で2時間消化反応を行った。該反応液をアガロー
スゲル電気泳動後、G418耐性遺伝子およびアンピシリン
耐性遺伝子を含む約6.0kb のDNA 断片を回収した。
III-XhoI断片(6.0kb)0.3μg とpPMOL1由来のHind
III-XhoI断片(0.6kb)0.01 μg とをT4リガーゼ緩衝液20
μlに溶解し、T4DNA リガーゼ200 単位を加え、12℃で1
6時間結合反応を行った。該反応液を用いて大腸菌HB101
株をコーエンらの方法によって形質転換し、アンピシ
リン耐性株を得た。この形質転換株から公知の方法に従
ってプラスミドを単離した。このプラスミドをpAGE
147と名付け、その構造を制限酵素消化により確認し
た。
照) pAGE207のSV40初期遺伝子プロモーターをモロニ
ー・マウス白血病ウイルスのロング・ターミナル・リピ
ート(long terminal repeat:LTR )のプロモーターに
すげかえたプラスミドpAGE247の造成を以下のよ
うにして行なった。
を30μl のY−100緩衝液に溶解し、10単位のHindII
I と10単位のXhoIを加えて37℃で2時間消化反応を行っ
た。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、モロニー・
マウス白血病ウイルスのLTRプロモーターを含む約0.63k
bのDNA 断片を回収した。一方、実施例1の1項の(1
1)で構築したpAGE207の2μg を30μlのY−
100緩衝液に溶解し、10単位のHindIII と10単位のXh
oIを加えて37℃で2時間消化反応を行った。該反応液を
アガロースゲル電気泳動後、hyg 耐性遺伝子およびアン
ピシリン耐性遺伝子を含む約5.84kbのDNA 断片を回収し
た。
III-XhoI断片(0.63kb)0.05μg とpAGE207由来の
HindIII-XhoI断片(5.84kb)0.1 μg をT4リガーゼ緩衝液
30μl に溶解し、T4DNA リガーゼ100 単位を加え、12℃
で16時間結合反応を行った。該反応液を用いて大腸菌HB
101 株をコーエンらの方法によって形質転換し、アンピ
シリン耐性株を得た。この形質転換株から公知の方法に
従ってプラスミドを単離した。このプラスミドをpAG
E247と名付け、その構造を制限酵素消化により確認
した。
参照) モロニー・マウス白血病ウイルスのLTR をプロモーター
とし、hyg 耐性遺伝子をマーカーとして有する、ヒト顆
粒球コロニー刺激因子誘導体の発現プラスミドpAMN
6hygの造成を以下のようにして行なった。
Y−50緩衝液30μl に溶解し、20単位のClaIを加え、
37℃で2時間消化反応を行った。その後、塩化ナトリウ
ムを175mM になるように添加し、20単位のSalIを加えて
37℃で2時間消化反応を行った。該反応液をアガロース
ゲル電気泳動後、モロニー・マウス白血病ウイルスのLT
R プロモーター、アンピシリン耐性遺伝子およびhyg 耐
性遺伝子を含む約4.8kb のDNA 断片を回収した。
られたプラスミドpASN6の2μg をY−50緩衝液
30μl に溶解し、20単位のClaIを加え、37℃で2時間消
化反応を行った。その後、塩化ナトリウムを175mM にな
るように添加し、20単位のSalIと20単位のMluIを加えて
37℃で2時間消化反応を行った。該反応液をアガロース
ゲル電気泳動後、ヒト顆粒球コロニー刺激因子誘導体遺
伝子を含む約5.0kb のDNA 断片を回収した。
-SalI 断片(4.8kb) 0.1 μg とpASN6由来のClaI-S
alI 断片(5.0kb) 0.1 μg とをT4リガーゼ緩衝液20μl
に溶解し、T4DNA リガーゼ200 単位を加え、12℃で16時
間結合反応を行った。該反応液を用いて大腸菌HB101 株
をコーエンらの方法によって形質転換し、アンピシリン
耐性株を得た。この形質転換株から公知の方法に従って
プラスミドを単離した。このプラスミドをpAMN6h
ygと名付け、その構造を制限酵素消化により確認し
た。
参照) 任意のタンパク質が、プロテインAの免疫グロブリンG
(IgG)と黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus
)が結合する領域との融合タンパク質として分泌発現
するためのベクターpAMoERSAの造成を以下のよ
うにして行なった。
g をY−50緩衝液30μl に溶解し、20単位のSnaBI を
加え、37℃で2時間消化反応を行なった。その後、塩化
ナトリウムを100mM になるように添加し、20単位のXbaI
を加えて37℃で2時間消化反応を行った。該反応液をア
ガロースゲル電気泳動後、ヒト顆粒球コロニー刺激因子
のシグナル配列を含む約0.33kbのDNA 断片を回収した。
ン・エンジニアリング (Protein Engineering),2,4
81(1989)]の 2μg をY−50緩衝液 30 μl
に溶解し、20単位のClaIを加え、37℃で2時間消化反応
を行なった。エタノール沈殿後、30μl のDNA ポリメラ
ーゼI緩衝液に溶解し、6単位の大腸菌DNA ポリメラー
ゼI・クレノー断片を加え、37℃で60分間反応させ、Cl
aI消化によって生じた5’突出末端を平滑末端に変え
た。反応をフェノール抽出によって止め、クロロホルム
抽出とエタノール沈殿後、Y−100緩衝液 30 μl に
溶解し、20単位のBamHI を加え、37℃で2時間消化反応
を行なった。該反応液をアガロースゲル電気泳動後、プ
ロテインAのIgGとの結合領域を含む約0.21kbのDNA
断片を回収した。
AMoERC3Scの 2μg をY−100緩衝液 30 μ
l に溶解し、20単位のXbaIと20単位のBamHI を加え、37
℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をアガロース
ゲル電気泳動後、約12.1kbのDNA 断片を回収した。上記
で得られたpAMN6hyg由来のSnaBI - XbaI断片
(0.33kb) 0.05 μgとpPrAS1由来のClaI(blunt) -
BamHI 断片(0.21kb) 0.05 μg とpAMoERC3S
c由来のXbaI - BamHI断片(12.1kb) 0.1μg とをT4リ
ガーゼ緩衝液30μl に溶解し、 T4DNAリガーゼ175 単位
を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。該反応液
を用いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法によって形
質転換し、アンピシリン耐性株を得た。この形質転換株
から公知の方法に従ってプラスミドを単離した。このプ
ラスミドをpAMoERSAと名付け、その構造を制限
酵素消化により確認した。
21参照) クローン化したβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼ
はその一次配列から、N末の4アミノ酸を細胞質側に出
し、それに続く22アミノ酸からなる疎水性に富む領域
で膜に結合し、残りの大半のC末部分(触媒部位を含
む)をゴルジ体内腔に露出する構造をとると推定され
る。そこで、以下のようにして膜結合領域と推定される
部分を除去し、代わりにヒト顆粒球コロニー刺激因子の
シグナル配列およびプロテインAのIgGとの結合領域
を付加することによりβ1,3-ガラクトシルトランスフェ
ラーゼを生産させた。
号1の35番目のSerから326番目のCysまで〕をコ
ードするDNAをPCR法を用いて調製し、上記(4)
で造成した分泌発現ベクターpAMoERSAに組み込
んだ。PCR用のプライマーとして、以下に示す2種の
合成DNA〔W-AN (40mer;配列番号6)およびW-C(39m
er;配列番号7)]をアプライド・バイオシステムズ社
380A・DNA合成機を用いて合成した。
サイトがそれぞれ導入されるように構築されているた
め、PCR法で増幅されたDNA断片は StuI とAsp718
で切断した後に、pAMoERSAのStuI切断部位とAs
p718切断部位間に組み込むことができる。PCR反応
は、宝酒造社製のキット(GeneAmpTMNA Amplification
Reagent Kit with AmpliTaqTM Recombinant Taq DNA Po
lymerase)を用いて行なった。反応液の調製はキットに
添付の説明書に従って行ない、パーキン・エルマー・シ
ータス社のサーマル・サイクラー(PERKIN ELMER CETUS
DNA Thermal Cycler ;宝酒造社が販売)を用いて、9
4℃で1分間、55℃で1分間、72℃で3分間の反応
を30サイクル行なった後、さらに72℃で7分間反応
させた。鋳型としては、1ngのプラスミドpUC119
−WM1を使用した。反応終了後、クロロホルム抽出お
よびエタノール沈殿を行なった後、Y−100緩衝液 3
0 μlに溶解し、20単位のStuIおよび20単位のAsp718を
加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反応液をア
ガロースゲル電気泳動後、約0.89kbのDNA 断片を回収し
た。
00緩衝液 30 μl に溶解し、20単位のStuIと20単位の
Asp718を加え、37℃で2時間消化反応を行なった。該反
応液をアガロースゲル電気泳動後、約11.8kbのDNA 断片
を回収した。上記で得られたPCR法で増幅したDNA
由来の StuI - Asp718断片(0.89kb)0.1μg とpAMo
ERSA由来のStuI - Asp718 断片(11.8kb) 0.1μg と
をT4リガーゼ緩衝液30μl に溶解し、 T4DNAリガーゼ
175 単位を加えて、12℃で16時間結合反応を行なった。
該反応液を用いて大腸菌HB101 株をコーエンらの方法に
よって形質転換し、アンピシリン耐性株を得た。この形
質転換株から公知の方法に従ってプラスミドを単離し
た。このプラスミドをpAMoERSAW1と名付け、
その構造を制限酵素消化により確認した。
β1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼの分泌発現 上記1項の(4)および(5)で得られたプラスミドp
AMoERSA(分泌発現ベクター;コントロール)お
よびpAMoERSAW1(β1,3-ガラクトシルトラン
スフェラーゼ分泌発現用プラスミド)をキィアジェン
(Qiagen) 社製のプラスミド調製キットである>plasmid<
maxi kit (商標番号 41031)を用いて調製した。取得
したプラスミドはエタノール沈殿後、1 μg/μl になる
ようにTE緩衝液に溶解した。その後、両プラスミド
を、エレクトロポーレーション法[Miyajiら:サイトテ
クノロジー(Cytotechnology),3,133(199
0)]により、それぞれナマルバKJM−1株に導入し
た。1.6 ×106 細胞あたり4 μg のプラスミドを導入
後、8ml のRPMI1640・ITPSGF培地に懸濁
し、CO 2 インキュベーターで37℃で24時間培養した。そ
の後、G418(ギブコ社製)を0.5mg/mlになるように添加
して7日間培養した。その後、22mlのRPMI1640
・ITPSGF培地(0.5mg/mlのG418を含む)を添加
し、さらに5日間培養し形質転換株を得た。取得した形
質転換株は、それぞれG418を0.5mg/ml含むRPMI16
40・ITPSGF培地30mlに5 ×104 細胞/ml になる
ように懸濁し、CO2インキュベーターで37℃で8日間培
養した。その後、遠心分離(160 × g、10分間)により
細胞を除き上清を回収し、再度遠心分離(1500× g、10
分間)後、その上清を回収した。このようにして取得し
た培養上清は、使用するまで -80℃で保存した。
するタンパク質は、プロテインAがIgGと結合する領
域との融合タンパクとして分泌発現されるため、IgG
セファロース(Sepharose)を用いて、容易に精製するこ
とができる。そこで、上記で取得した培養上清にアジ化
ナトリウムを最終濃度0.1%になるように添加した後、
添付の説明書にしたがって前処理したIgGセファロー
ス[ファルマシア(Pharmacia)製]を100μl添加し、4℃
で一晩緩やかに攪拌した。その後、遠心分離(160 ×
g、10分間)によりIgGセファロースを回収し、RP
MI1640・ITPSGF培地1mlで3回洗浄後、こ
のIgGセファロース 5μlを直接用いて、シアリルト
ランスフェラーゼ活性、フコシルトランスフェラーゼ活
性およびガラクトシルトランスフェラーゼ活性を測定し
た。シアリルトランスフェラーゼ活性の測定は30μlの
アッセイ溶液[0.1Mカコジル酸−塩酸 (pH6.5)、0.01M
塩化マンガン、0.45%トライトンX-100 (Triton X-10
0)、0.1mM 基質、上記IgGセファロース(5μl)、5mM
CMP−シアル酸 (添加あるいは無添加) ]中で37℃、2時
間の反応を行った後、高速液体クロマトグラフィー(H
PLC)により生産物を分離・同定することにより行な
った。基質糖鎖としてはラクト−N−ネオテトラオース
( Lacto-N-neotetraose;LNnT)およびラクト−N−テ
トラオース( Lacto-N-tetraose ;LNT )(いずれもオ
ックスフォード・グライコシステムズ社製)をアミノピ
リジンで蛍光標識したものを使用した。基質の蛍光標識
は、常法[Akihiro Kondo ら:アグリカルチュラル・ア
ンド・バイオロジカル・ケミストリー (Agric. Biol. C
hem.),54, 2169 (1990)]に従って行なった。それぞれ
のIgGセファロースについて、CMP-シアル酸(糖供与
体)を含むアッセイ溶液と含まないアッセイ溶液を用い
て反応を行った後、HPLCで解析し、CMP-シアル酸を
含むアッセイ溶液でのみ出現するピークを生成物とし
た。反応の終了したアッセイ溶液は、100℃、5分間の熱
処理を行った後、10000 × gで10分間遠心分離し、その
上清のうち10μlをHPLCに供した。HPLCは、T
SKgelODS-80T M カラム(4.6mm ×30cm;東ソ
ー社製)を使用し、溶出温度50℃,流速1ml/分の条件で
0.02M 酢酸アンモニウム緩衝液 (pH4.0)を用いて溶出を
行なった。生成物の検出は、島津製作所製の蛍光検出器
(Fluorescence HPLC Monitor RF-535T )を用いて行な
った(励起波長320nm、放射波長400nm )。測定の結
果、いずれのIgGセファロースもシアリルトランスフ
ェラーゼ活性は検出されなかった。
は、常法[ロウ(John. B. Lowe )ら:ジーンズ・アン
ド・ディベラプメント(Genes Develop.) ,4,1288
(1990)]に従って以下のように行なった。30μl のア
ッセイ溶液〔 50mM 3−( N−モルホリノ) プロパンス
ルホン酸(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid;MO
PS) (pH6.5), 25mM 塩化マンガン, 5mM ATP, 6 μ
M GDP-[14C] フコース (60,000 cpm /アッセイ),2.0mM
基質, 上記IgGセファロース(5μl)〕中で37℃、2 時
間反応させた後、30μl のエタノールを加えて反応を停
止させた。ついで、750 μl の水を加え遠心分離(15,0
00g, 5分)後、その上清をDowex-1 を用いたクロマトグ
ラフィーに供し、通過画分を集めた。その後、750 μl
の水で再度カラムを洗浄し、先の通過画分と合わせて液
体シンチレーターにより放射活性を測定した。基質糖鎖
としてはラクト−N−ネオテトラオース、ラクト−N−
テトラオースおよびシアリルラクト−N−テトラオース
(Sialyllacto-N-tetraose;IV3NeuAc-LcOse4 )(いず
れもオックスフォード・グライコシステムズ社製)を使
用した。測定の結果、いずれのIgGセファロースもフ
コシルトランスフェラーゼ活性は検出されなかった。
定は30μlのアッセイ溶液〔120mMトリス−塩酸(pH7.
9)、10mM塩化マンガン、0.45% トライトンX-100、2mMβ
-メルカプトエタノール、0.1mM 基質、上記IgGセフ
ァロース(5μl)、5mM UDP-ガラクトース (添加あるいは
無添加)〕中で37℃、2 時間反応後、高速液体クロマト
グラフィー(HPLC)により生成物を分離・同定する
ことにより行なった。基質糖鎖としては、上記で調製し
たアミノピリジンで蛍光標識したラクト−N−ネオテト
ラオースをβ- ガラクトシダーゼ処理して末端のガラク
トース残基を除去したものを使用した。具体的には約60
nmolのアミノピリジンで蛍光標識したラクト−N−ネオ
テトラオースに対し、100 ミリユニットのβ- ガラクト
シダーゼ(生化学工業)を加え、37℃で16時間反応後、
100℃で5分間の熱処理によりβ-ガラクトシダーゼを失
活させたものを基質糖鎖として使用した。それぞれのI
gGセファロースについて、UDP-ガラクトース(糖供与
体)を含むアッセイ溶液と含まないアッセイ溶液を用い
て反応を行った後、HPLCで解析し、 UDP-ガラクト
ースを含むアッセイ溶液でのみ出現するピークを生成物
とした。反応が終了したアッセイ溶液は、100℃で5分間
の熱処理を行った後、10000 × gで10分間遠心分離し、
その上清のうち10μlをHPLCに供した。HPLC
は、TSKgelODS-80T M カラム(4.6mm ×30c
m;Tosoh 社製)を使用し溶出温度50℃、流速1ml/分の
条件で、0.02M 酢酸アンモニウム緩衝液 (pH4.0)を用い
て溶出を行なった。生成物の検出は、島津製作所製の蛍
光検出器(Fluorescence HPLC Monitor RF-535T )を用
いて行なった(励起波長320nm、放射波長400nm)。生成
物の同定は、スタンダード[アミノピリジンで蛍光標識
したラクト−N−ネオテトラオース(LNT) またはラクト
−N−ネオテトラオース]と溶出時間を比較することに
より行なった。HPLCの結果を図22に示す。pAMoE
RSAW1を導入したナマルバ細胞の培養上清由来のI
gGセファロースを使用した場合には、アミノピリジン
で蛍光標識したLNT と同じ位置に生成物のピークが検出
された。一方、ベクターであるpAMoERSAを導入
したナマルバ細胞の培養上清由来のIgGセファロース
を使用した場合は、生成物は検出されなかった。
M1) がβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼをコード
していることが明らかとなった。また、β1,3-ガラクト
シルトランスフェラーゼが、プロテインAがIgGと結
合する領域との融合タンパク質として培養上清中に分泌
生産されること、およびその分泌生産物がIgGセファ
ロースを用いて容易に回収、精製されることが示され
た。
ェラーゼ発現プラスミドを導入したKJM−1株におけ
るシアリル・ルイスa(Sialyl Lewis-a) 糖鎖の合成 実施例2で得られたpAMoPRWM1(β1,3-ガラク
トシルトランスフェラーゼ発現プラスミド)、またはp
AMoPRC3Sc(コントロールプラスミド)を導入
したKJM−1株を、G418を0.5mg/ml含むRPMI16
40・ITPSGF培地で培養した後、それぞれ約 1×
106 個の細胞をマイクロチューブ(1.5ml :エッペンド
ルフ社製)にとり、遠心分離(550 × g、7 分間)によ
り細胞を集めた。ついで、0.1%のアジ化ナトリウムを含
むリン酸緩衝生理食塩水液(8 g/l 塩化ナトリウム, 0.
2 g/l 塩化カリウム, 1.15 g/l 無水リン酸2水素ナト
リウム, 0.2 g/lリン酸2水素カリウム, 0.1% アジ化
ナトリウム;以下、A−PBSと略記する)1ml で細胞
の洗浄を行なった。ついで、集めた細胞に対し、シアリ
ル・ルイスa糖鎖に対する抗体であるKM231[花井
ら:アンチキャンサー・リサーチ ( Anticancer Res.)
,10,1579 (1990) ]を用いて、以下のようにして間
接蛍光抗体染色を行ない、これらの細胞におけるシアリ
ル・ルイスa糖鎖の発現を調べた。
μl ( 10μg / ml )加えて懸濁し、4 ℃で1時間反応さ
せた。ついで、細胞をA−PBSで3回洗浄した後、フ
ルオレセインイソチオシアネート(FITC)で蛍光標識した
抗マウスIgG抗体およびIgM抗体(カッペル社製、
A−PBSで16倍希釈して使用)20μl を加えて懸濁
し、4 ℃で30分間反応させた。ついで、細胞をA−PB
Sで3回洗浄した後、再度A−PBSに懸濁し、エピッ
クス・エリート・フローサイトメーター[EPICSElite F
low Cytometer;コールター(COULTER )社製]で解析
を行なった。対照として、KM231の代わりに正常マ
ウス血清(A−PBSで500 倍希釈して使用)を用いて
上記と同様に解析を行なった。
グベクターpAMoPRC3Sc(コントロールプラス
ミド)を導入したKJM−1株において、KM231で
染色した細胞の蛍光強度は、対照の蛍光強度と比較して
強かった。このことは、KJM−1株がもともとシアリ
ル・ルイスa糖鎖を発現していることを示している。ま
た、KM231による染色処理を施したpAMoPRW
M1(β1,3-ガラクトシルトランスフェラ−ゼ発現プラ
スミド)を含有するKJM−1株の蛍光強度は、KM2
31による染色処理を施したpAMoPRC3Sc(コ
ントロールプラスミド)を含有するKJM−1株の蛍光
強度よりさらに強くなっていた。このことは、WM1が
コードするβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼが、
細胞内でシアリル・ルイスa糖鎖の合成に関与している
ことを示している。
鎖とその修飾物の製造および有用生理活性タンパク質に
結合している糖鎖の改良に有用な新規β1,3-ガラクトシ
ルトランスフェラーゼが提供される。
ある。
である。
ある。
である。
る。
ある。
ある。
ある。
ある。
である。
である。
図である。
である。
図である。
図である。
図である。
である。
である。
である。
である。
図である。
ラ−ゼ活性測定の結果を示す図である。a、bはpAM
oERSAW1(β1,3-ガラクトシルトランスフェラー
ゼ発現用プラスミド)を導入したKJM−1株の培養上
清よりIgGセファロースにより精製したβ1,3-ガラク
トシルトランスフェラーゼのガラクトシルトランスフェ
ラーゼ活性を測定した際のHPLCパターンである。c、d
はpAMoERSA(コントロールプラスミド)を導入
したKJM−1株の培養上清について同様の操作を行っ
た場合のHPLCパターンである。a、cは糖供与体である
UDP-ガラクトースを含まないアッセイ溶液を用いた時
の、b、dはUDP-ガラクトースを含むアッセイ溶液を用
いた時のHPLCパターンである。アミノピリジンで蛍光標
識したラクト−N−テトラオースおよびラクト−N−ネ
オテトラオースの溶出時間をそれぞれ矢印1、2として
図中に示した。
ート・フローサイトメーター[EPICS Elite Flow Cytom
eter;コールター(COULTER )社製]で解析を行なった
結果を示す図である。pAMoPRC3Sc(コントロールプラス
ミド)を導入したKJM−1株について、正常マウス血
清を用いて間接蛍光抗体染色を行なった結果を対照とし
て示した。また、pAMoPRC3Sc(コントロールプラスミ
ド)あるいはpAMoPRWM1 (β1,3-ガラクトシルトランス
フェラーゼ発現プラスミド)を導入したKJM−1株に
ついてKM231を用いて間接蛍光抗体染色を行なった
結果をそれぞれpAMoPRC3Sc、pAMoPRWM1 として示した。
ナマイシン耐性遺伝子 hyg : ハイグロマイシン耐性遺伝子 Ap : pBR322由来アンピシリン耐性遺伝子 Tc : pBR322由来テトラサイクリン耐性遺伝
子 P1 : pBR322由来P1プロモーター Ptk : ヘルペス・シンプレックス・ウイルス
(Herpes simplexvirus;HSV)チミジンキナーゼ(tk)遺伝
子プロモーター Sp. βG : ラビットβグロビン遺伝子スプライシ
ングシグナル A.βG : ラビットβグロビン遺伝子ポリA付加
シグナル A. SE : シミアン・ウィルス (simian virus)
40 (SV40) 初期遺伝子ポリA付加シグナル Atk : ヘルペス・シンプレックス・ウイルス
(Herpes simplex virus;HSV) チミジンキナーゼ(tk)遺
伝子のポリA付加シグナル Pse : シミアン・ウィルス (simian virus)
40 (SV40) 初期遺伝子プロモーター Pmo : モロニー・マウス白血病ウイルスのロ
ング・ターミナル・リピート(long terminal repeat :
LTR)プロモーター HTLV-1 : ヒトT細胞白血病ウイルス(human T-c
ell leukemia virus type-1 :HTLV-1)遺伝子 EBNA-1 : エプシュタイン・バール・ウイルス
(Epstein-Barr virus)のEBNA-1遺伝子 oriP : エプシュタイン・バール・ウイルス
(Epstein-Barr virus)の複製開始点 ori : pUC119の複製開始点 lac'Z : 大腸菌のβガラクトシダーゼ遺伝子の
一部 IG : M13 ファージDNA のインタージェニッ
ク領域(intergenicregion) G-CSF der. : ヒト顆粒球コロニー刺激因子誘導体の
遺伝子 S : ヒト顆粒球コロニー刺激因子のシグナ
ルペプチドをコードする遺伝子部分 A またはProA: 黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aure
us) のプロテインAのIgGとの結合領域をコードする
遺伝子部分 WM1 : WM266-4細胞より取得したβ1,3-ガラ
クトシルトランスフェラーゼ遺伝子(全長あるいは活性
領域部分の遺伝子)
Claims (21)
- 【請求項1】 以下の(a)、(b)および(c)から
なる群より選ばれるポリペプチド。 (a)配列番号2記載のアミノ酸配列からなるポリペプ
チド (b)配列番号2記載のアミノ酸配列の35〜326番
目のアミノ酸配列を含むポリペプチド (c)(a)または(b)のポリペプチドの有するアミ
ノ酸配列において1個以上のアミノ酸が欠失、置換若し
くは付加されたアミノ酸配列からなり、かつβ1,3-ガラ
クトシルトランスフェラーゼ活性を有するポリペプチド - 【請求項2】 以下の(a)、(b)、(c)、(d)
および(e)からなる群より選ばれるDNA。 (a)請求項1に記載のポリペプチドをコードするDN
A (b)配列番号1で表される塩基配列を有するDNA (c)配列番号1で表される塩基配列の676〜165
3番目の塩基配列を有するDNA (d)配列番号1で表される塩基配列の778〜165
3番目の塩基配列を有するDNA (e)(a)〜(d)いずれかに記載のDNAとストリ
ンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであ
り、かつβ1,3-ガラクトシルトランスフェラーゼ活性を
有するポリペプチドをコードするDNA - 【請求項3】 請求項2記載のDNAが組み込まれた組
換え体ベクター。 - 【請求項4】 動物細胞から抽出したmRNAを鋳型と
して合成したcDNAを発現クローニングベクターに組
み込むことによりcDNAライブラリーを構築し、該c
DNAライブラリーを細胞に導入し、得られる細胞を、
その細胞の増殖を抑制する活性を有するレクチンの存在
下で培養し、増殖する細胞を単離し、該細胞より請求項
1記載のポリペプチドをコードするcDNAを採取する
ことを特徴とする請求項2記載のDNAの製造法。 - 【請求項5】 動物細胞から抽出したmRNAを鋳型と
して合成したcDNAを発現クローニングベクターに組
み込むことによりcDNAライブラリーを構築し、該c
DNAライブラリーを細胞に導入し、得られる細胞を、
その細胞の増殖を抑制する活性を有するレクチンの存在
下で培養し、増殖する細胞を単離し、該細胞より得られ
る請求項1記載のポリペプチドをコードするcDNAを
ベクター中のプロモーターの下流に導入することを特徴
とする請求項3記載の組換え体ベクターの製造法。 - 【請求項6】 請求項3記載の組換え体ベクターを保有
する細胞を培地に培養し、培養物中に請求項1記載のポ
リペプチドを生成蓄積させ、該培養物から該ポリペプチ
ドを採取することを特徴とする請求項1記載のポリペプ
チドの製造法。 - 【請求項7】 動物細胞がヒト・メラノーマWM266-4 細
胞である請求項4記載のDNAの製造法。 - 【請求項8】 動物細胞がヒト・メラノーマWM266-4 細
胞である請求項5記載の組換え体ベクターの製造法。 - 【請求項9】 レクチンがヒママメレクチン120であ
る請求項4記載のDNAの製造法。 - 【請求項10】 レクチンがヒママメレクチン120で
ある請求項5記載の組換え体ベクターの製造法。 - 【請求項11】 組換え体ベクターがプラスミドpUC
119−WM1である請求項3記載の組換え体ベクタ
ー。 - 【請求項12】 請求項3記載の組換え体ベクターを含
有する細胞。 - 【請求項13】 請求項12記載の細胞を用いて糖タン
パク質、糖脂質またはオリゴ糖に含まれるN−アセチル
グルコサミンにβ1→3結合でガラクトースを付与する
方法。 - 【請求項14】 α2,3-シアリルトランスフェラーゼお
よびα1,3/1,4-フコシルトランスフェラーゼ存在下、請
求項12記載の細胞を用いて糖タンパク質、糖脂質また
はオリゴ糖の糖鎖上にルイスa(Lewis-a )またはシア
リル・ルイスa(Sialyl-Lewis-a)構造を導入する方
法。 - 【請求項15】 請求項1記載のポリペプチドを用いて
糖タンパク質、糖脂質、またはオリゴ糖に含まれるN−
アセチルグルコサミンにβ1→3結合でガラクトースを
付与する方法。 - 【請求項16】 α2,3-シアリルトランスフェラーゼお
よびα1,3/1,4-フコシルトランスフェラーゼ存在下、請
求項1記載のポリペプチドを用いて糖タンパク質、糖脂
質、またはオリゴ糖の糖鎖上にルイスa(Lewis-a )ま
たはシアリル・ルイスa(Sialyl-Lewis-a)構造を導入
する方法。 - 【請求項17】 請求項2記載のDNAの有する塩基配
列の連続した10〜50塩基と同じ塩基配列を有するオ
リゴヌクレオチド、および該オリゴヌクレオチドと相補
的な塩基配列を有するオリゴヌクレオチド。 - 【請求項18】 請求項2記載のDNAまたは請求項1
7記載のオリゴヌクレオチドを用いるハイブリダイゼー
ション法により、請求項1記載のポリペプチドを検出す
る方法。 - 【請求項19】 請求項17記載のオリゴヌクレオチド
を用いるポリメラーゼ・チェイン・リアクション法によ
り、請求項1記載のポリペプチドの生産を検出する方
法。 - 【請求項20】 請求項3または11記載の組換え体ベ
クターを含有する大腸菌。 - 【請求項21】 大腸菌がEscherichia coli HB101/pUC
119-WM1(FERM BP-4011)である請求項20記載の大腸
菌。
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