JP3453397B2 - Pyrococcus種から得られる精製耐熱性DNAポリメラーゼ - Google Patents

Pyrococcus種から得られる精製耐熱性DNAポリメラーゼ

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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1241Nucleotidyltransferases (2.7.7)
    • C12N9/1252DNA-directed DNA polymerase (2.7.7.7), i.e. DNA replicase

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は極めて耐熱性の酵素に関
する。さらに具体的には、本発明はPyrococcu
s種から得られる耐熱性DNAポリメラーゼに関する。
【0002】
【従来の技術】DNAポリメラーゼは、DNA修復及び
複製に関与する一群の酵素である。大腸菌E.coli
のような中温性微生物からのDNAポリメラーゼの単離
に関して広範な研究がなされてきた。例えば、Bess
manら,J.Biol.Chem.(1957)23
3:171−177及びButtinとKornber
g J.Biol.Chem.(1966)241:5
419−5427を参照されたい。
【0003】大腸菌E.coliから単離されるDNA
ポリメラーゼの例としては、大腸菌DNAポリメラーゼ
I、大腸菌DNAポリメラーゼIのKlenow断片、
及びT4 DNAポリメラーゼが挙げられる。これらの
酵素は、例えばニックトランスレーションによるDNA
の標識化、cDNAクローニングにおける第二鎖cDN
A合成、及びDNA合成を含めた組換えDNA技術への
種々の用途を有する。Maniatisら,Molec
ular Cloning:A Laboratory
Manual(1982)を参照されたい。
【0004】近年、米国特許第4,683,195号、
第4,683,202号及び第4,800,159号
は、核酸配列を増幅し、検出し及び/又はクローニング
するための方法における上記の酵素の使用を開示してい
る。一般にポリメラーゼ連鎖反応(PCR)と呼ばれる
この方法は、存在する核酸配列を増幅するためにポリメ
ラーゼ、2つのプライマー及びヌクレオチドトリホスフ
エートの使用を必要とする。
【0005】上記のいくつかのDNAポリメラーゼは、
合成が1塩基対選択段階のみの結果である場合に有する
ものよりはるかに高い正確さでDNA複製を行なうプル
ーフリーディング機能を提供する3′−5′エキソヌク
レアーゼ活性を有する(Brutlag,D.とKor
nberg,A.,J.Biol.Chem.(197
2)247:241−248)。3′−5′プルーフリ
ーディングエキソヌクレアーゼ活性を有するDNAポリ
メラーゼは、プルーフリーディング活性を持たないDN
Aポリメラーゼと比較した場合、実質的に低い塩基取り
込みエラー率を示す(Chang,L.M.S.,J.
Biol.Chem.(1977)252:1873−
1880)。
【0006】例えばThermus Aquaticu
sのような好熱性細菌からのDNAポリメラーゼの単離
及び精製に関しても研究が行なわれてきた。Chie
n,A.ら,J.Bacteriol.(1976)1
27:1550〜1557は、T.aquaticus
YT1株から80℃の至適温度を有するDNAポリメ
ラーゼの単離及び精製を開示している。Chienらの
精製法は、4段階方法を包含する。これらの段階は粗抽
出物の調製、DEAE−Sephadexクロマトグラ
フィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、及びD
NAセルロース上でのクロマトグラフィーを包含する。
Kaledin,ら,Biokhymiyay(198
0)45:644〜651もT.aquaticus
YT1株細胞からのDNAポリメラーゼの単離及び精製
を開示している。Kaledinらの精製方法は、6段
階方法を包含する。これらの段階は、粗抽出物の単離、
硫酸アンモニウム沈殿、DEAE−セルロースクロマト
グラフィー、ヒドロキシアパタイト上での分画、DEA
E−セルロース上での分画、及び一重鎖DNAセルロー
ス上でのクロマトグラフィーを包含する。
【0007】米国特許第4,889,818号は、一重
鎖DNAセルロース上でのクロマトグラフィーの代わり
にホスホセルロースクロマトグラフィー工程を加えてK
aledinの方法と実質的に同じ方法により調製され
る約86,000〜約90,000ダルトンの分子量を
有するT.aquaticusからの精製耐熱性DNA
ポリメラーゼ、即ちTaqポリメラーゼを開示してい
る。さらに、欧州特許出願第0258017号は、上記
のPCR法に使用するための好ましい酵素としてTaq
ポリメラーゼを開示している。
【0008】TaqDNAポリメラーゼは5′−3′ポ
リメラーゼ依存性エキソヌクレアーゼ機能を有する一
方、3′−5′プルーフリーディングエキソヌクレアー
ゼ機能を持たないことが研究により示された(Lawy
er,F.C.ら,J.Biol.Chem.(198
9)264:11,p.6427〜6437;Bern
ad,A.ら,Cell(1989)59:219)。
その結果、Taq DNAポリメラーゼは塩基取り込み
エラーを起こしやすく、ある種の応用へのその使用を望
ましくないものにしている。例えば、増幅された遺伝子
をクローニングする試みは、遺伝子のいずれかのコピー
が無作為の間違った取り込みによりエラーを含み得るた
め、問題となる。複製サイクルの間にエラーが起こる場
合には(例えば、初期複製サイクルにおいて)、増幅さ
れた全DNAが間違って取り込まれた塩基を含有し得
る、すなわち、突然変異型遺伝子産物を生じる。さら
に、Taq DNAポリメラーゼが100℃で数分以下
の耐熱性を有することが研究により示された。したがっ
て、より高い熱安定性及び関連する3′から5′へのエ
キソヌクレアーゼプルーフリーディング活性を有するD
NAポリメラーゼを、科学界は緊急に必要としている。
このような酵素の1つである、海底の熱出口(ther
mal vents)近くの100℃近くの温度で生育
する原始細菌であるThermococcus lit
oralisからのDNAポリメラーゼが最近単離さ
れ、大腸菌E.coli中でクローニングされた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
入手可能なDNAポリメラーゼよりも高い耐熱性を有す
る3′−5′プルーフリーディングエキソヌクレアーゼ
活性を示す精製DNAポリメラーゼを得ること及び生産
することが、当業界では依然として望まれている。この
ような酵素の入手可能性は、上記のDNAポリメラーゼ
法を改良することだろう。さらに、それは、このような
DNAポリメラーゼが組換えDNA技術により生産され
た場合には有用であろう。これにより、ポリメラーゼの
高純度の商業的量の生産が可能になるだろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要約 本発明により、DNAの重合を触媒する、Pyroco
ccus種(sp.)から得られる耐熱性酵素が提供さ
れる。2010メートルの海底熱出口から単離された原
始細菌であるPyrococcus種から得られる耐熱
性酵素は、約92,000〜97,000ダルトンの見
掛けの分子量、100℃で約8時間の半減期、及び95
℃で23時間の半減期を有するDNAポリメラーゼであ
る。
【0011】Pyrococcus種から得られる9
2,000〜97,000ダルトンの耐熱性DNAポリ
メラーゼをコードするDNAが単離されたが、これは本
発明の耐熱性酵素を得るための別の手段を提供する。
【0012】Pyrococcus種DNAポリメラー
ゼは、3′−5′プルーフリーディングエキソヌクレア
ーゼ活性を有する。本発明に従って、Pyrococc
us種DNAポリメラーゼの3′−5′プルーフリーデ
ィング活性は、T.litoralisから得られるD
NAポリメラーゼの2.5倍であることが判明した。そ
の結果、Pyrococcus種DNAポリメラーゼ
は、Taqポリメラーゼのような3′−5′プルーフリ
ーディングエキソヌクレアーゼ機能を持たない耐熱性ポ
リメラーゼよりもはるかに高い正確さを有するにちがい
ない。さらに、Pyrococcus種DNAポリメラ
ーゼは、Taqポリメラーゼよりも、96℃〜103℃
の温度で実施的により高い耐熱性又は半減期を有する。
【0013】好ましい実施態様の詳細な説明 本発明はPyrococcus sp.GB−D株から
得られるDNAポリメラーゼである耐熱性酵素に関す
る。Pyrococcus sp.は、Woods H
ole Oceanographic Institu
teの深海潜水可能な潜水艦Alvinを用いてHol
ger Jannaschが水深,2010メートルの
コルテス(Cortez)海の海底熱出口から単離し
た。Pyrococcus sp.GB−D株の試料
(原始細菌 NEB#732)は、ブダペスト条約下
で、1991年10月1日にAmerican Typ
e Culture Collectionに寄託さ
れ、ATCC受託番号第55239号が付与された。
【0014】この生物Pyrococcus sp.
は、65℃〜103℃の生育範囲を有する極めて好熱性
の硫黄代謝性原始細菌である。
【0015】無傷のタンパク質を回収するために、Be
lkinら,Arch.Microbiol.(198
5)142:181〜186(この記載内容は参照とし
て本明細書中に含めるものとする)に記載された技法の
ような任意の好適な技術を用いて増殖させ得る。すなわ
ち、その細胞を、95℃で2日間、15mlのネジ蓋付
き試験管中、10mg/mlの硫黄及び0.01M シ
ステインを含有する上記のBelkinらが記載の培地
で増殖させる。大量の細胞を必要とする場合には、1リ
ットルのネジ蓋付き瓶を用いて、滅菌後、新鮮な10m
l培養物を接種して、90℃〜95℃で2日間増殖させ
る。
【0016】細胞増殖後、酵素を単離及び精製するため
の1つの好ましい方法を、以下の多段階方法を用いて成
し遂げる:先ず、凍結している場合には融解し、好適な
緩衝液、例えば緩衝液A(10mMのKPO4 緩衝液,
pH7.4;1.0mMのEDTA,1.0mMのベー
タメルカプトエタノール)中に懸濁し、超音波処理し
て、遠心分離する。次に、上清を、Affigel b
lueカラム(Biorad)のような核酸と結合する
タンパク質に対する高親和性を有するカラムに通す。P
yrococcus sp.の上清溶液中に存在する核
酸、及び多数のタンパク質がカラムから素通りし、カラ
ム容量の数倍の量の約7.0のpHの低塩緩衝液でカラ
ムを洗浄してそれらの物質を除去する。洗浄後、緩衝液
Aに溶解した0.1〜2.0MNaClのような直線勾
配で酵素を溶離する。ピークDNAポリメラーゼ活性を
透析し、ホスホセルロースカラムに載置する。このカラ
ムを洗浄し、緩衝液A中の0.1〜1.0MNaClの
ような直線匂配で酵素活性を溶出させる。ピークDNA
ポリメラーゼ活性を透析し、HPLCモノ−Sカラム
(陽イオン交換体)に載置する。酵素を、緩衝液Aに溶
解した0.05〜1.0MNaClのような直線勾配で
溶離する。酵素は、この段階で純度約50%である。
【0017】Pyrococcus sp.から得られ
るDNAポリメラーゼの見掛けの分子量は、分子量9
7,400と定められたホスホリラーゼBのような公知
の分子量のタンパク質標準と比較した場合、約92,0
00〜97,000ダルトンである。しかしながら、極
度の好熱性細菌であるPyrococcus sp.の
DNAポリメラーゼは、完全に変性しないために又はそ
の他の固有の特性のために、異常な相対分子量位置に電
気泳動される、と理解されるべきである。本発明の耐熱
性酵素の正確な分子量は、Pyrococcus s
p.DNAポリメラーゼ遺伝子のコード配列から確定し
得る。溶離物質の分子量は、任意の方法、例えばタンパ
ク質分子量マーカーを用いるSDS−ポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により確定し得
る。
【0018】ポリメラーゼ活性は、好ましくはDNAs
e処理又は活性化DNA中への放射標識デオキシヌクレ
オチドの取り込みにより測定する;その後のDNA基質
からの非取り込みデオキシヌクレオチドの分離後、ポリ
メラーゼ活性はDNAを含有する酸不溶性画分中の放射
能の量に比例する(Lehman,I.R.ら,J.B
iol.Chem.(1958)233:163.この
記載内容は、参照として本明細書中に含めるものとす
る)。
【0019】100℃での本発明のDNAポリメラーゼ
の半減期は約8時間、95℃では約23時間である。D
NAポリメラーゼの熱安定性又は半減期は、BSAを含
有する反応用緩衝液の存在下で問題の温度で予備インキ
ュベーションして決定し得る。12時間までの範囲の予
め決めた間隔で、少量のアリコートを取り出し、DNA
基質、dNTPs及びBSAを含有する反応用緩衝液に
添加して、上記の方法を用いてポリメラーゼ活性に関し
てアッセイする。
【0020】本発明の耐熱性酵素は、この酵素をコード
する遺伝子がPyrococcussp.ゲノムDNA
からクローニングされたものであるので、組換えDNA
技術により産生してもよい。この遺伝子の部分的DNA
配列は、配列番号1として配列表中に記載されている。
Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼに関
する完全コード配列は、大腸菌E.coli,NEB#
720中のpUC19中の約5KbのBamHI制限断
片から得られる。この大腸菌株は、ブダペスト条約下
で、1991年10月1日にAmerican Typ
e Culture Collectionに寄託さ
れ、ATCC受託番号第68723号が付与された。
【0021】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼのクローニング 組換え型のPyrococcus sp.DNAポリメ
ラーゼの製造は一般に、以下の工程を包含する:活性型
のポリメラーゼ、即ちその天然型のポリメラーゼ、又は
天然型ポリメラーゼから切断されても切断されなくても
よい、及び、ポリメラーゼ活性に作用しても作用しなく
てもよい他の配列との融合体としてのポリメラーゼ、を
コードするDNAを単離する。次に、該遺伝子は、原核
生物又は真核生物宿主/ベクター系での発現のために適
切な調節配列と操作可能なように結合されても結合され
なくてもよい。ベクターは、好ましくは好適な宿主中で
の形質転換及び保持に必要な全機能をコードし、また、
Pyrococcus sp.ポリメラーゼ発現のため
の選択可能マーカー及び/又は調節配列をコードし得
る。ベクターは、好適な宿主を形質転換するために用い
られる。活性な組換え耐熱性ポリメラーゼは、連続的に
又は発現誘導後に、形質転換された宿主培養により製造
し得る。活性な耐熱性ポリメラーゼは、宿主細胞内か
ら、又はタンパク質が細胞膜を通って分泌される場合に
は培地から回収し得る。
【0022】上記の工程の各々は多数の方法で達成し得
るが、本発明に従って、Pyrococcus sp.
DNAポリメラーゼをコードするDNAをクローニング
するために、大腸菌中でのポリメラーゼ自身の調節配列
からのポリメラーゼの発現は高レベルの遺伝子発現を引
き起こす。
【0023】本発明により、少なくとも1つの介在配列
がPyrococcus sp.DNAポリメラーゼ遺
伝子内に存在することが発見された。本発明のPyro
coccus sp.ポリメラーゼDNA及びタンパク
質配列と、Thermococcus litoral
isDNAポリメラーゼDNA及びタンパク質とを比較
して、Pyrococcusの介在配列が保存されたp
ol αモチーフ領域III内にあり、配列番号1のヌ
クレオチド1839で開始することを確定した。
【0024】クローニングベクター 本発明の実施に有用なベクターは、以下の制御特性のい
くつか又はすべてを提供することによりPyrococ
cus sp.ポリメラーゼの種々の程度の制御発現を
提供する必要がある:(1)ポリメラーゼの開始部に直
接隣接するか又は融合タンパク質としての、転写開始部
位又はプロモーター、(2)遺伝子発現させたり(o
n)止めたり(off)するために用い得るオペレータ
ー、(3)翻訳を改善するためのリボソーム結合部位、
及び(4)安定性を改善するための転写又は翻訳停止部
位。Pyrococcus sp.ポリメラーゼのクロ
ーニング及び発現に用いられる適切なベクターとして
は、例えばファージ及びプラスミドが挙げられる。ファ
ージの例としては、λgt11(Promega)、λ
DASH(Stratagene)、λZapII(S
tratagene)が挙げられる。プラスミドの例と
しては、pUC19、pBR322、pBluescr
ipt(Stratagene)、pSP73(Pro
mega)、pGW7(ATCCNo.40166)、
pET3A(Rosenbergら,Gene,(19
87)56:125〜135)、及びpET11C(M
ethods in Enzymology(199
0)185:60〜89)が挙げられる。
【0025】形質転換及び感染 標準プロトコールが、形質転換、ファージ感染及び細胞
培養に関して存在する(Maniatisら,Mole
cular Cloning:A Laborator
y Manual(1982))。プラスミド形質転換
のために用い得る多数の大腸菌株のうち、好ましい株と
しては、JM101(ATCC No.33876)、
XL1(Stratagene)、RRI(ATCC
No.31343)、及びBL21(DE3)plys
S(Methods in Enzymology(1
990),上掲)が挙げられる。大腸菌E.coli
XL1、ER1578及びER1458株(Ralei
ghら,N.A.Research(1988)16:
1563〜1575)は、λファージ用に使用し得る株
であり、Y1089はλgt11溶原性のために用い得
る。Y1089における一過性溶原菌を調製する場合
(Arasuら,ExperimentalParas
itology(1987)64:281〜289)、
ファージの一回大量投与により又は溶原性宿主との同時
培養により、培養物をλgt11組換えファージで感染
させる。感染Y1089細胞は、好ましくは溶解−欠陥
宿主/ファージ系内で組換えタンパク質の増大を生じさ
せるインデューサーIPTGの存在下で37℃で増殖さ
せる。
【0026】ゲノムDNAライブラリーの作製及び耐熱
性ポリメラーゼのスクリーニング Thermococcus litoralisのDN
Aポリメラーゼ遺伝子から調製した放射性プローブとの
交差ハイブリダイゼーションによるPyrococcu
sゲノムDNAライブラリーのプロービング(精査)に
より、Pyrococcus sp.DNAポリメラー
ゼ遺伝子での同定及び単離が可能になった。
【0027】Pyrococcus sp.DNAは、
Maniatisら,Molecular Cloni
ng:A Laboratory Manual(19
82)(この記載内容は、参照として本明細書中に含め
るものとする)が記載した方法により単離し得る。一旦
単離されたPyrococcus sp.DNAは、無
作為断片又は制限酵素断片としてゲノムライブラリーを
作製するのに用い得る。後者の方法が好ましい。好まし
くは、BamH I部分は、Maniatisら(上
掲)に記載されているような標準DNA制限技術を用い
て、Pyrococcus sp.ゲノムDNAから調
製される。他の制限酵素、例えばSalI及びXbaI
を用いてもよい。
【0028】本発明に従って抗体又はDNAプローブ
(YoungとDavis,PNAS(1983)8
0:1194〜1198;Maniatisら,上掲)
を用いて、プラスミド及びファージをスクリーニングす
るための方法が利用できるけれども、ファージ系は良好
に働く傾向があり、したがって一次ライブラリーに好ま
しいことが判明した。
【0029】ゲノムライブラリーは、コロニー又はプラ
ークハイブリダイゼーション法(Maniatisら,
上掲)を用いて、又は抗体プラーク反応性(Young
とDavis,上掲)を用いてスクリーニングし得る。
コロニー又はプラークハイブリダイゼーション法におい
ては、プローブは、標識化の標準的方法、例えば関連の
ある生物、例えばT.litoralisからのポリメ
ラーゼ遺伝子の無作為プライミング又はニックトランス
レーションにより形成される(Maniatisら,上
掲)。ゲノムライブラリーは、所望の厳格さに応じた条
件下で標識プローブを用いてハイブリダイゼーションさ
れる。
【0030】抗体/プラーク法を用いてゲノム発現ライ
ブラリーをスクリーニングする場合は、Pyrococ
cus sp.調節領域が大腸菌中で機能するか否かが
不明確であるため、λgt11及びλZap IIのよ
うなすべての必要な発現調節領域を供給するファージベ
クターが抗体スクリーニングには好ましい。λDASH
のBamH I部位又はλgt11のEcoR I部位
中にPyrococcus sp.DNAをクローニン
グすることにより、Pyrococcus sp.ポリ
メラーゼは、λgt11におけるベータ−ガラクトシダ
ーゼとの融合タンパク質として又はそれ自体の内在性プ
ロモーターから発現され得る。
【0031】一旦形成されると、発現ライブラリーは抗
Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼ抗血
清を用いて、又はそれが利用できない場合には密接に関
連した生物(即ち別の極度の耐熱性細菌であるTher
mococcus litoralis)のDNAポリ
メラーゼに対する抗体により、YoungとDavi
s,PNAS(1983)(上掲に記載されているよう
な標準抗体プラークハイブリダイゼーション法を用い
て、スクリーニングし得る。
【0032】いずれかの方法を用いて、一部又は全遺伝
子をコードする、一旦確認されたPyrococcus
sp.DNAポリメラーゼDNAを次に、例えばpB
R322、pBluescript、M13又はpUC
19中にサブクローニングし得る。所望により、例えば
Sangerジデオキシ鎖終止法(Sanger,
F.,Nicklen,S.& Coulson,A.
R.PNAS(1977)74:5463〜5467)
により、DNA配列を決定し得る。
【0033】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼをコードするDNA及びその発現 の確認 Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼをコ
ードするDNA配列が得られたということを確定するた
めのいくつかの方法がある。これらの例としては、例え
ば組換えDNAによりコードされるタンパク質の実際の
又は推定上のアミノ−末端配列を天然型のタンパク質と
比較すること、又は組換えDNAが天然型のPyroc
occus sp.DNAポリメラーゼに特異的な抗体
と結合するタンパク質を産生するか否かを測定すること
が挙げられる。さらに、Wangら,FASEB Jo
urnal(1989)3:14〜21による研究は、
ポリメラーゼαファミリーからのDNAポリメラーゼ配
列のある領域がPolI様ポリメラーゼにおける別のグ
ループの保存領域と同様に多数の種(species)
の間で高度に保存されることを示唆している。その結
果、クローン化遺伝子の推定アミノ酸配列を公知のDN
Aポリメラーゼ、例えばヒトDNAポリメラーゼα及び
大腸菌DNAポリメラーゼIのアミノ酸配列と比較する
ことにより、これらの領域(islands)の相同性
の確認により、組換えDNAが実際DNAポリメラーゼ
をコードするという強力な証拠が提供される。
【0034】上記のように、本発明に従って、Pyro
coccus sp.DNAポリメラーゼをコードする
DNAはpol αモチーフ領域III内にイントロン
すなわち介在配列を含有することが判明した。したがっ
て、大腸菌のような宿主細胞において過発現を増大する
ことを意味するため、イントロンをコードするDNA配
列を欠失し得る。DNA配列を欠失させ、したがってイ
ントロンをin vitroでスプライシングするため
に用い得る当業者に公知の多数の方法がある。1つの方
法は、スプライス部位又は欠失される領域近くのコード
領域において非反復の制限酵素部位を確認することを包
含する。二本鎖オリゴマーを合成して、2つの制限断片
間のギャップを架橋する。アミノ末端制限断片、架橋オ
リゴ、及びカルボキシ末端制限断片から成る3−部分連
結(3−part ligation)により、欠失イ
ントロンをもつ天然型遺伝子が生じる。
【0035】別の方法は、上記の方法の変法である。イ
ントロン内の、しかしコード配列境界近くに非反復の部
位を有する制限酵素で切断することにより、大部分のイ
ントロンを欠失させる。大部分のイントロンの欠失を含
有する線状プラスミドを一緒に連結する。f1ヘルパー
ファージIR1による重感染により、一本鎖ファージを
pBluescriptベクター組換え体から生成す
る。所望の最終配列を有する一本鎖オリゴマーを合成
し、部分的にイントロンを欠失したファージDNAにア
ニーリングする。したがって、残りのイントロンはルー
プが解ける。大腸菌CJ236株中で元のファージを産
生することにより、Kunkelの突然変異誘発法(M
ethods in Enzymology,154:
367(1987))を用いて完全欠失イントロン構築
物を選択し得る。
【0036】イントロンを欠失させるために用い得るさ
らに別の方法は、DNA増幅を用いる。例えば、Man
iatisら,Molecular Cloning:
ALaboratory Manual(1989),
Vol.2,2nd edition(この記載内容は
参照として本明細書中に含めるものとする)を参照され
たい。すなわち、プライマーを生成して増幅し、次いで
遺伝子のアミノ半分とカルボキシ半分を結合させる。
【0037】上記の方法を用いてイントロンをin
itr で欠失させる場合、天然のスプライス部位は不
明である。したがって、当業者は、活性酵素の産生を生
じる、考え得るいくつかの人工的スプライス部位が存在
すると予測するであろう。
【0038】一旦確認されれば、Pyrococcus
sp.DNAポリメラーゼをコードするDNA配列
は、欠失イントロンを伴っても伴わなくても、大腸菌に
由来するプラスミド、例えばpET3A、pBlues
cript又はpUC19、Bacillus sub
tilisに由来するプラスミド、例えばpUB11
0、pTP5及びpC194、酵母菌に由来するプラス
ミド、例えばpSH19及びpSH15、λファージの
ようなバクテリオファージ、Agrobacteriu
m tumefaciensのような細菌、レトロウイ
ルスのような動物ウイルス、並びにBaculovir
usのような昆虫ウイルスといった適切な発現ベクター
中にクローニングされ得る。
【0039】形質転換及びファージ感染のための標準技
術を用いて、組換えベクターを適切な宿主中に導入す
る。例えば、Cohen,S.N.,PNAS(197
2)69:2110(この記載内容は参照として本明細
書中に含めるものとする)により記載されたような塩化
カルシウム法は、大腸菌のために用いる。桿菌Baci
lllusの形質転換は、Chang,S.ら,Mol
ecular andGeneral Genetic
s(1979)168:111(この記載内容は参照と
して本明細書中に含めるものとする)の方法に従って実
施する。酵母菌の形質転換は、Parentら,Yea
st(1985)1:83〜138(この記載内容は参
照として本明細書中に含めるものとする)の方法に従っ
て実施する。ある種の植物細胞は、Shaw,C.H.
ら,Gene(1983)23:315(この記載内容
は参照として本明細書中に含めるものとする)により記
載された方法に従って、Agrobacterium
tumefaciensで形質転換される。動物細胞の
形質転換は、例えばVirology(1973)5
2:456(その記載内容は参照として本明細書中に含
めるものとする)に記載の方法に従って実施する。Ba
cuolvirusによる昆虫細胞の形質転換は、例え
ばBiotechnology(1988)6:47
(その記載内容は参照として本明細書中に含めるものと
する)に記載の方法に従って実施する。
【0040】使用する宿主細胞に応じて、このような細
胞に適した標準技術を用いて、形質転換体を培養する。
例えば、大腸菌を培養するためには、30〜42℃でL
B培地中で中間対数増殖期又は静止期まで細胞を増殖さ
せる。
【0041】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼは、例えば培養細胞又は培養溶液からの抽出に
より形質転換宿主細胞の培養物から単離及び精製し得
る。
【0042】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼが培養細胞から抽出される場合、当業界で公知
の方法、例えば遠心分離により、培養後に細胞を採集す
る。次に、採集細胞を適切な緩衝溶液中に懸濁し、超音
波処理、リゾチーム及び/又は凍結融解により破砕す
る。遠心分離及び/又は濾過により、Pyrococc
us sp.DNAポリメラーゼを含有する粗抽出物が
得られる。
【0043】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼが培養溶液中に、即ち単独で又はマルトース結
合タンパク質のような分泌タンパク質との融合タンパク
質として、分泌される場合は、当業界で公知の方法、例
えば遠心分離により、上清を細胞と分離する。
【0044】培養上清又は細胞抽出物中に含有されるP
yrococcus sp.DNAポリメラーゼの分離
及び精製は、上記の方法により、又は公知の分離及び精
製法を適切に組み合わせて実施し得る。これらの方法と
しては、例えば塩沈殿及び溶媒沈殿のような溶解性を利
用する方法、透析、限外濾過、ゲル濾過及びSDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動のような分子量の差を利
用する方法、イオン交換カラムクロマトグラフィーのよ
うな電荷の差を利用する方法、アフィニティークロマト
グラフィーのような特異的親和性を利用する方法、逆相
高速液体クロマトグラフィーのような疎水性の差を利用
する方法、並びに等電点電気泳動のような等電点の差を
利用する方法が挙げられる。
【0045】組換え体酵素を単離及び精製するための1
つの好ましい方法は、以下のような多段階工程を用いて
達成される:先ず、細胞を、凍結している場合には融解
して、好適な緩衝液、例えば緩衝液A(100mM N
aCl、25mM Tris,pH7.5、0.1mM
EDTA、10%グリセロール、0.05%Trit
on X−100)中に懸濁し、溶解して、遠心分離す
る。次に透明な粗抽出物を約30分間、75℃に加熱す
る。変性タンパク質を遠心分離で除去する。次に上清
を、核酸と結合するタンパク質に対して高親和性を有す
るカラム、例えばAffigel Blueカラム(B
iorad)に通す。カラム容量の数倍量の約7.0の
pHの低塩緩衝を用いてカラムを洗浄することにより、
上清溶液中に存在する核酸及び多数のタンパク質がカラ
ムを素通りし、それにより除去される。洗浄後、酵素を
0.1M〜1.5MのNaCl緩衝液Aのような線状勾
配でDNAポリメラーゼ活性を溶離する。活性画分をプ
ールし、透析して、ホスホセルロースカラムに載置す
る。カラムを洗浄し、DNAポリメラーゼ活性を、緩衝
液B(100mM NaCl、15mM KPO4
0.1mM EDTA、10%グリセロール、0.05
%Triton X−100,pH6.8)に溶解した
1.0〜1.0M NaClの線状勾配で溶離する。画
分を採集し、BSAを各画分に添加する。DNAポリメ
ラーゼ活性を有する画分をプールする。得られたPyr
ococcus sp.DNAポリメラーゼを、上記の
標準生成物精製法を用いてさらに精製する。
【0046】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼの安定化及びその用途 長期保存のために、本発明の耐熱性酵素は、以下の緩衝
液中に保存する:0.05M NaCl、0.01M
KPO4 (pH7.4)、0.1mM EDTA及び5
0%グリセロール中に−20℃で保存する。本発明のP
yrococcus sp.DNAポリメラーゼは、こ
のような酵素が必要な又は望ましい任意の目的のために
用い得る。例えば、cDNAクローニングにおける第二
鎖cDNA合成及びDNA合成を含めた組換えDNA技
術に用い得る(Maniatisら,上掲を参照のこ
と)。
【0047】本発明のPyrococcus sp.D
NAポリメラーゼは、3′−5′エキソヌクレアーゼ機
能を不活性化するために化学的に又は遺伝学的に修飾し
得るし、このような修飾酵素が望ましい任意の目的、例
えばDNA合成に用い得る。
【0048】例えば、遺伝学的修飾Pyrococcu
s sp.DNAポリメラーゼは、Pyrococcu
s sp.DNAポリメラーゼ遺伝子を無作為に突然変
異誘発し、次にポリメラーゼ活性の損失を伴わずにエキ
ソヌクレアーゼ活性を損失した突然変異体をスクリーニ
ングすることにより、単離し得る。あるいは、遺伝学的
に修飾したPyrococcus sp.DNAポリメ
ラーゼは、好ましくはKunkel,T.A.,PNA
S(1985)82:488〜492(その記載内容は
参照として本明細書中に含めるものとする)に記載され
た特定部位突然変異法を用いて単離される。
【0049】さらに、本発明のPyrococcus
sp.DNAポリメラーゼは、例えば米国特許第4,6
83,195号、第4,683,202号及び第4,8
00,159号に開示された手法により、DNAを増幅
するために用いてもよい。
【0050】
【実施例】以下の実施例は、実施するのが好ましい本発
明の実施態様を説明するために与えられる。これらの実
施例は例示的なものであり、請求の範囲に記載されたも
のを除いて、本発明を限定するものではないと理解され
るべきである。
【0051】実施例I Pyrococcus種からの耐熱性DNAポリメラー
ゼの精製 Pyrococcus sp.GB−D株(ACTT
No.55239)を、94℃で2日間、8本の1リッ
トル瓶中の10g/lの硫黄元素を含有する、Belk
inら(上掲)により記載された培地中で増殖させた。
細胞を室温に冷却し、未使用硫黄を捨てて分離し、遠心
分離により採集して、−70℃で保存した。細胞の収率
は1.4g/lであった。
【0052】上記のようにして得られた11.5gの細
胞を、0.1MのNaClを含有する28mlの緩衝液
A(10mM KPO4 緩衝液,pH7.4;0.1m
MEDTA,0.1mM ベータ−メルカプトエタノー
ル)に懸濁して、4℃で5分間、超音波処理した。溶解
物を15,000gで4℃で30分間遠心分離した。上
清溶液を18mlのAffigel blueカラム
(Biorad)に通した。次に、カラムを、0.1M
NaClを含有する50mlの緩衝液Aで洗浄した。
カラムを、緩衝液Aに溶解した300mlの0.1〜
2.0M NaClの線状勾配で溶離した。DNAポリ
メラーゼは、約1.3M NaClで単一ピークとして
溶離し、適用した活性の90%を示した。DNAポリメ
ラーゼ(25ml)のピーク活性を、100mMのNa
Clを含有する1リットルの緩衝液Aに対して透析し、
次に、100mMのNaClを含有する緩衝液Aで平衡
化した15mlのホスホセルロースカラムに載置した。
カラムを、100mMのNaClを含有する緩衝液A
50mlで洗浄し、緩衝液Aに溶解した0.1〜1.0
MのNaClの線状勾配200mlを用いて酵素活性を
溶離した。活性は0.6M NaClの位置で単一ピー
クとして溶離し、適用した活性の70%を示した。プー
ルした活性(42ml)を500mlの緩衝液Aに対し
て透析し、25mlのDEAEカラムに載置した。カラ
ムを、0.1M NaClを含有する緩衝液A 50m
lで洗浄し、酵素活性の2/3がカラムを素通りした。
活性画分をプールし(30ml)、1.0mlのHPL
Cモノ−Sカラム(Pharmacia)に載置して、
0.05〜1.0M NaClの緩衝液A中の線状勾配
100mlで溶離した。活性は0.22M NaClで
単一ピークとして溶離し、適用した活性の80%を示し
た。
【0053】精製Pyrococcus sp.ポリメ
ラーゼを、前記のようSDS 10〜20%ポリアクリ
ルアミドゲル中で電気泳動し、Coomassie B
lue又はコロイド染色(ISS Problue)で
染色して、タンパク質を検出した。わずかに染まったタ
ンパク質バンドが、約92,000〜97,000ダル
トンで観察された;この分子量測定は、同一ゲル上で以
下のマーカータンパク質(Bethesda Rese
arch Laboratories):ミオシン 2
00,000ダルトン;ホスホリラーゼB 97,40
0ダルトン;BSA 68,000ダルトン;卵白アル
ブミン 43,000ダルトン;カルボン酸アンヒドラ
ーゼ 29,000ダルトン;b−ラクトグロブリン
18,400ダルトン;リゾチーム 14,300ダル
トンの移動と比較して得られた。
【0054】実施例II Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼ遺伝
子のクローニング Thermococcus litoralisのDN
Aポリメラーゼ遺伝子から調製した放射性プローブを用
いたPyrococcusゲノムDNAライブラリーの
交差ハイブリダイゼーションにより、Pyrococc
usDNAポリメラーゼをコードするDNAの同定及び
単離が可能になった。これは、下記のようにして達成さ
れた。
【0055】制限酵素がPyrococcusゲノムラ
イブラリーの調製に最も有用であることを確定するため
に、Pyrococcus sp.DNAを、Eco
RI、BamHI及びHindIIIで完全に切断し
た。このDNAを、、以下のように調製したDNAプロ
ーブを用いてアガロースゲル電気泳動し(図1のA)、
かつサザーンハイブリダイゼーションに掛けた(図1の
B)。市販のランダムプライミングキット(New E
ngland Biolabs,Inc.)中に鋳型と
してThermococcus litoralis
DNAポリメラーゼ遺伝子(bp1〜1274。バクテ
リオファージ NEB#618,ATCCNo.407
94から得られる)の第一EcoRI断片約1μgを含
有する反応混合物を37℃で1時間インキュベートし
て、高い特異活性を有するDNAプローブを精製した。
プローブを、中等度に厳格な条件(ハイブリダイゼーシ
ョン:50℃,4× SET,0.1M リン酸ナトリ
ウム,pH7,0.1%ピロリン酸ナトリウム,0.1
%SDS,1×Denhardts溶液で一夜;洗浄条
件;3×20〜30分,45℃,0.1×SET,0.
1Mリン酸ナトリウム,pH7,0.1%ピロリン酸ナ
トリウム,0.1%SDS。Maniatisら上掲)
下で上記で調製したPyrococcus sp.DN
Aに対してハイブリダイゼーションした。約5Kbの単
一主バンドが、BamH Iで切断したPyrococ
cusDNAで検出された。EcoR I及びHind
IIIはこのプローブを用いて多数のバンドを示した
が、これはこれらの酵素がPyrococcusポリメ
ラーゼ遺伝子内で切断されたことを示す。
【0056】これらの結果に基づいて、ファージベクタ
ーλDASH(Stratagene)を用いて、Ba
mHIゲノムライブラリーを作製した。Pyrococ
cusDNAの部分的及び完全BamHI消化物を調製
した。部分的及び完全BamHI消化DNAの混合物
を、λDASHのBamH I部位に連結した。この連
結混合物をメーカーの指示に従ってGigapack
Gold(Stratagene)を用いてパッケージ
ングし、大腸菌ER1458上にプレーティングした。
パッケージングしたファージライブラリーは、1x10
6 ファージ/mlを含有した。
【0057】T.litoralis DNAポリメラ
ーゼ遺伝子(NEB#619,ATCC No.407
95から入手可能)の3つの断片(配列番号2,bp
1〜1274,1656〜2660及び3069〜37
37)の32P−標識DNAプローブを、ランダムプライ
マーキット(New England Biolab
s,Inc.)を用いて調製した。プローブをBent
on & Davisの方法に従って用いて(Mani
atisら、上掲)、上記のハイブリダイゼーション条
件を用いて、Pyrococcusゲノムライブラリー
をスクリーニングした。約1%のプラークが陽性であっ
て、10個の陽性プラークを摘み取って、3回再感染及
び再プレーティングして(90〜100%のプラークが
各々の単離物に関して陽性になるまで)精製した。ファ
ージの平板溶解物(Maniatis,上掲)を各単離
物から調製し、これを用いて大腸菌培養物を感染させ
た。0.1mlの各平板溶解物を0.2mlの細胞と混
合した(OD 600:2)。細菌細胞を溶解直前に収
穫し、0.05M NaCl、0.01M Tris
(pH8.0)、0.1mM EDTA、0.1%Tr
iton X−100及び200μg/mlのリゾチー
ム(3容量/細胞容量)中に懸濁し、約1分間、又は細
胞溶解が生じるまで37℃に加熱した。溶解抽出物をた
だちに75℃で30分間加熱し、遠心分離して、上清溶
液を、上記の方法に従って耐熱性DNAポリメラーゼ活
性に関してアッセイした。10個の単離物のうち3個は
有意のポリメラーゼ活性を示し、最高の活性を示すクロ
ーン(B9)をさらに調べた。
【0058】ファージDNAをB9から単離し、挿入D
NAを制限酵素消化によって調べた。Sa1 Iによる
消化は、λDASHの予測された2本のアーム+15K
b挿入物を生じた。BamH Iによる消化は、λDA
SHの2本のアーム+7、4.8及び3Kbの3挿入断
片を生じた。これらの断片の各々をアガロースゲル電気
泳動により精製し、溶離して、pUC19のBamH
I部位に連結した。連結混合物を用いて、プラスミドが
挿入物を含有する場合に白色コロニーを生じ、指示寒天
培地(X−gal+IPTG)上に挿入物を含有しない
場合に青色コロニーを与える大腸菌ER2207を形質
転換した。白色コロニー突然変異体は、7Kb断片を用
いて得た。3つの白色コロニー及び27の青色コロニー
は4.8Kb断片を、20白色及び21青色コロニー形
質転換体は3Kb断片を用いて得られた。3つの4.8
Kb白色コロニー形質転換体はすべて、熱安定なDNA
ポリメラーゼ活性を発現した。3Kb断片を有する形質
転換体はいずれも熱安定なポリメラーゼ活性を発現しな
かった。4.8Kb PyrococcusDNA断片
を有する3コロニーはすべて耐熱性DNAポリメラーゼ
に関してほぼ同一の特異的活性を有し、1つをさらに研
究するために採取した(NEB#720)。NEB#7
20と呼ばれるこのクローンは、ブダペスト条約下で、
1991年10月1日にAmerican Type
Culture Collection(12301
Parklawn Drive,Rockville,
Maryland)に受託番号ATCC No.687
23として寄託した。NEB#720は、DNAポリメ
ラーゼ活性1700単位/細胞1gを生じ、この酵素の
大量生産に用いられた。
【0059】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼ遺伝子を含有する4.8Kb BamH I断
片の制限エンドヌクレアーゼマップを図2に示す。この
遺伝子の部分DNA配列は配列表に配列番号1として記
載されている。本発明のPyrococcus sp.
ポリメラーゼDNA及びタンパク質配列とThermo
coccus litoralisDNAポリメラーゼ
DNA及びタンパク質配列とを比較することにより、少
なくとも1つの介在配列がPyrococcusDNA
ポリメラーゼ遺伝子内に存在することを見出した。Py
rococcus介在配列は保存されたpol αモチ
ーフ領域III内にあり、配列番号1のヌクレオチド1
839で開始する。
【0060】実施例III 組換えPyrococcus sp.DNAポリメラー
ゼの精製 大腸菌NEB#720(ACTT No.68723)
を、37℃で、10g/lのトリプトン、5g/lの酵
母菌抽出物、5g/lのNaCl及び100mg/lの
アンピシリンを含有する培地中で25リットルの発酵槽
内で増殖させ、0.3mM IPTGを用いて中間指数
増殖期で誘導し、さらに4時間インキュベートした。細
胞を遠心分離により採集して、−70℃で保存した。
【0061】92gの細胞を、融解し、緩衝液A(10
0mM NaCl,10mM KPO4 ,pH7.4,
0.1mM EDTA,0.1% Triton X−
100及び200μg/ml リゾチーム)に懸濁して
全容量を350mlとした。混合液が極めて粘性になる
まで細胞を37℃でインキュベートして溶解した(約5
分間)。粗抽出物を直ちに75℃で30分加熱した。変
性大腸菌タンパク質を遠心分離により取り出し、上清溶
液をPyrococcus sp.耐熱性DNAポリメ
ラーゼの単離に用いた。
【0062】上清溶液を0.3M NaCl溶液とし、
Buchner漏斗中に作ったDEAEセルロースカラ
ム2×30cmに通して、核酸を除去し、Affi−G
elBlueクロマトグラフィーカラム4×10cm
(125ml)に通して、0.3M NaCl、0.0
1M KPO4 (pH7.4)、0.1mM EDTA
を含有する300ml溶液で洗浄し、次いで同一緩衝液
に溶解した0.3〜2.0M NaClの1500ml
勾配で溶離した。
【0063】カラム画分をDNAポリメラーゼ活性に関
してアッセイした。簡単に説明すると、1〜4μlの画
分を、30μMの各dNTP及び 3H−標識TTP、
0.5mg/ml活性化仔ウシ胸腺DNA及び100μ
g/mlアセチル化BSAを含有する50μlのDNA
ポリメラーゼ緩衝液(10mM KCl、20mM T
ris−HCl(24℃でpH8.8)、10mM
(NH4 2 SO4 、2mM MgSO4 及び0.1%
Triton X−100)中で75℃で5〜10分イ
ンキュベートした。アッセイ混合液をWhatman
3mmフィルターにかけて濾液を10%TCAで3回、
その後冷エタノールで2回洗浄した。フィルターを乾燥
後、DNAへの 3H−TTP取り込みを示す結合放射能
を測定した。活性画分をプールし、0.1M NaC
l、0.01M KPO4 (pH7.4)、0.1mM
EDTAに対して透析し、次いでホスホセルロースカ
ラム4×12cm(150ml)に通して、カラムを同
一緩衝液300mlで洗浄し、0.1〜1.5M Na
Clの線状勾配で溶離した。活性画分をプールし、等容
量のH2 Oで希釈し、1.0mlのPharmacia
HPLC Mono Qカラムに通して、0.05〜
1.0M NaClの線状勾配60mlで溶離した。活
性画分をプールし、−20℃で保存した。Pyroco
ccus sp.DNAポリメラーゼは、Coomas
sie Blue染色ゲルの肉眼的評価により測定した
場合にこの段階で純度約50%であって、70,000
〜100,000単位/mgのDNA合成に対する特異
的活性を有し、粗抽出物中に存在する酵素活性の8%を
示した。精製ポリメラーゼは実質的に汚染DNA及び汚
染ヌクレアーゼを含有しなかった。
【0064】DNAポリメラーゼ活性は、図3の92,
000〜97,000KdのCoomassie Bl
ue染色の主バンドに対応した。これは、以下の方法で
測定される。SDS 10〜20%ポリアクリルアミド
ゲルにおける電気泳動後及びCoomassie Bl
ueでの染色前に、ゲルを、1.0%TritonX−
100、0.01M Tris−HCl(pH7.4)
に一夜浸漬して、200mlづつ3回取り換えて、ゲル
からドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を除去し、それ
を非イオン洗剤Triton X−100と置換する。
最終洗浄後、ゲルを0.1%Triton X−10
0、0.01M Tris−HCl(pH7.4)に2
時間浸して、次に紙タオルで手短に乾かし、ガラス板上
に広げる。ゲルをWhatman No.54濾紙片で
被い、32P−dCTP(10〜20×106 cpm/μ
mole)を含有する0.3mlのアッセイ緩衝液を濾
紙中央に添加した。液体を濾紙の縁に向けて拡散させた
後、第二のガラス板を濾紙の上に置き、ガラス−ゲル−
濾紙−ガラスサンドイッチをテープで一緒にぴったり貼
り付けて、75℃で60分間インキュベートした。濾紙
をゲルからはずして、1mM dCTPを含有する10
%TCAで3回(30分づつ洗浄)、イソプロパノール
で2回洗浄した。濾紙を風乾し、X線フィルムに一夜露
出させた。現像した場合に、フィルム上の黒点は染色ゲ
ル上の92,000〜97,000Kd Coomas
sie Blueバンド上に二重焼き付けされるが、こ
れは図3のゲル上の主バンドがDNAポリメラーゼであ
ることを示す。
【0065】Thermococcus litora
lisから得られる密接に関連したDNAポリメラーゼ
に対して調製した抗体を用いた精製組換えタンパク質の
ウエスターンブロット分析(Towbinら,PNAS
(1979))は、Coomassie Blue染色
バンドと同じ92,000〜97,000Kdの位置
に、また、ゲル上のほぼ同じ位置に主バンドを示した
(図4)。
【0066】実施例IV 3′−5′プルーフリーディング活性の測定 1.デオキシヌクレオチドの非存在又は存在に対する
T.li toralisDNAの反応 ポリメラーゼに関連したエキソヌクレアーゼ活性のレベ
ルは、デオキシヌクレオチドに対して非常に異なる反応
(又は応答)を示す。非プルーフリーディング5′−
3′エキソヌクレアーゼはデオキシヌクレオチドの存在
によって影響を受ける付随的重合によって10倍又はそ
れ以上刺激されるが、一方プルーフリーディング3′−
5′エキソヌクレアーゼは付随的重合により完全に阻害
される(Lehman,I.R.,ARB(1967)
36:645)。
【0067】Pyrococcus sp.DNAポリ
メラーゼ又は、十分特性化されたエキソヌクレアーゼ機
能を有するポリメラーゼ(T4ポリメラーゼ,Klen
ow断片)を、重合緩衝液(70mM Tris,24
℃でpH8.8)、2mMMgCl2 、0.1% Tr
iton及び100μg/ml ウシ血清アルブミン)
に溶解した1μgの 3H−チミジン標識二本鎖DNA
(105 CPM/μg)と共にインキュベートした。7
0℃(好熱性ポリメラーゼ)又は37℃(中温性ポリメ
ラーゼ)で3時間(実験1)又は4時間(実験2)のイ
ンキュベーション時間後、酸可溶性放射標識塩基を測定
することにより、エキソヌクレアーゼにより加水分解さ
れた塩基を定量した。
【0068】表1に示すように、5′−3′エキソヌク
レアーゼ活性を有するTaq DNAポリメラーゼは、
デオキシヌクレオチドが30μMで存在した場合にエキ
ソヌクレアーゼ活性の刺激を示す。しかしながら、3′
−5′プルーフリーディングエキソヌクレアーゼ活性を
有するポリメラーゼ、例えばT4ポリメラーゼ、大腸菌
ポリメラーゼIのKlenow断片、T.litora
lis DNAポリメラーゼ又はPyrococcus
DNAポリメラーゼは、逆の、デオキシヌクレオチド
の存在に対して阻害反応を示した。
【0069】
【表1】 2.Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼ
とTh ermococcus litoralisDN
Aポリメラーゼの3′−5′プルーフリ ーディング活性
の比較 Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼの
3′−5′エキソヌクレアーゼ活性をさらに特性化する
ために、両酵素を3′−5′プルーフリーディングエキ
ソヌクレアーゼ活性に関して同一DNA重合単位で比較
した(図5)。結果は、等しいDNA重合単位では、P
yrococcus sp.DNAポリメラーゼがTh
ermococcus litoralisDNAポリ
メラーゼの2.5倍のエキソヌクレアーゼ活性を有する
ことを示した。これは、DNA合成中の正確さ(fid
elity)がより大きいことを示唆する。
【0070】実施例V Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼ半減
期測定 実施例IIIで上記のように精製したPyrococc
us sp.DNAポリメラーゼを、以下の方法で測定
した。精製組換えPyrococcus sp.DNA
ポリメラーゼ(40単位/ml)をdNTP及びDNA
を含有しない反応用緩衝液(反応用緩衝液:10mM
KCl、10mM (NH4 2 SO4、20mM T
ris−HCl(25℃でpH8.8)、2mM Mg
SO4 、0.1%Triton X−100。0.1m
g/ml BSAを補充)中で95又 は100℃で予
備インキュベーションした。図6に示した時点で、酵素
混合物のアリコートを70℃で、[ 3H]標識dNTP
s及びプライム化(primed)M13 DNA基質
(それぞれ、終濃度0.2mM及び20nM)を含有す
る反応緩衝液中に4倍に希釈し、酸不溶性物質中への[
3H]取り込みの初期速度を監視した。活性は、95℃
又は100℃で処理する前に存在する活性に対して表わ
す。
【0071】図6に示すように、Pyrococcus
sp.DNAポリメラーゼの95℃での半減期は23
時間、100℃では8時間であった。
【0072】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:3420塩基対 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:不明(not relevant) 配列 GGATCCCTCT CTTTTTGGTA ACCCCATACG TCATTCCCTC AACCAAAACT TCAGCATCGT 60 TGCAGTGGTC AGTGTGTCTG TGGGAGATGA AGAGGACGTC GATTTTTCTG GGGTCTATCT 120 TGTATCTCCA CATTCTAACT AACGCTCCAG GCCCAGGATC AACGTAGATG TTTTTGCTCG 180 CCTTAATGAA GAAGCCACCA GTGGCTCTTG CCTGCGTTAT CGTGACGAAC CTTCCACCAC 240 CGCCACCGAG AAAAGTTATC TCTATCATCT CACACCTCCC CCATAACATC ACCTGCTCAA 300 TTTTTAAGCG TTCTTAAAGG CTTAAATACG TGAATTTAGC GTAAATTATT GAGGGATTAA 360 GTATGATACT TGACGCTGAC TACATCACCG AGGATGGGAA GCCGATTATA AGGATTTTCA 420 AGAAAGAAAA CGGCGAGTTT AAGGTTGAGT ACGACAGAAA CTTTAGACCT TACATTTACG 480 CTCTCCTCAA AGATGACTCG CAGATTGATG AGGTTAGGAA GATAACCGCC GAGAGGCATG 540 GGAAGATAGT GAGAATTATA GATGCCGAAA AGGTAAGGAA GAAGTTCCTG GGGAGGCCGA 600 TTGAGGTATG GAGGCTGTAC TTTGAACACC CTCAGGACGT TCCCGCAATA AGGGATAAGA 660 TAAGAGAGCA TTCCGCAGTT ATTGACATCT TTGAGTACGA CATTCCGTTC GCGAAGAGGT 720 ACCTAATAGA CAAAGGCCTA ATTCCAATGG AAGGCGATGA AGAGCTCAAG TTGCTCGCAT 780 TTGACATAGA AACCCTCTAT CACGAAGGGG AGGAGTTCGC GAAGGGGCCC ATTATAATGA 840 TAAGCTATGC TGATGAGGAA GAAGCCAAAG TCATAACGTG GAAAAAGATC GATCTCCCGT 900 ACGTCGAGGT AGTTTCCAGC GAGAGGGAGA TGATAAAGCG GTTCCTCAAG GTGATAAGGG 960 AGAAAGATCC CGATGTTATA ATTACCTACA ACGGCGATTC TTTCGACCTT CCCTATCTAG 1020 TTAAGAGGGC CGAAAAGCTC GGGATAAAGC TACCCCTGGG AAGGGACGGT AGTGAGCCAA 1080 AGATGCAGAG GCTTGGGGAT ATGACAGCGG TGGAGATAAA GGGAAGGATA CACTTTGACC 1140 TCTACCACGT GATTAGGAGA ACGATAAACC TCCCAACATA CACCCTCGAG GCAGTTTATG 1200 AGGCAATCTT CGGAAAGCCA AAGGAGAAAG TTTACGCTCA CGAGATAGCT GAGGCCTGGG 1260 AGACTGGAAA GGGACTGGAG AGAGTTGCAA AGTATTCAAT GGAGGATGCA AAGGTAACGT 1320 ACGAGCTCGG TAGGGAGTTC TTCCCAATGG AGGCCCAGCT TTCAAGGTTA GTCGGCCAGC 1380 CCCTGTGGGA TGTTTCTAGG TCTTCAACTG GCAACTTGGT GGAGTGGTAC CTCCTCAGGA 1440 AGGCCTACGA GAGGAATGAA TTGGCTCCAA ACAAGCCGGA TGAGAGGGAG TACGAGAGAA 1500 GGCTAAGGGA GAGCTACGCT GGGGGATACG TTAAGGAGCC GGAGAAAGGG CTCTGGGAGG 1560 GGTTAGTTTC CCTAGATTTC AGGAGCCTGT ACCCCTCGAT AATAATCACC CATAACGTCT 1620 CACCGGATAC GCTGAACAGG GAAGGGTGTA GGGAATACGA TGTCGCCCCA GAGGTTGGGC 1680 ACAAGTTCTG CAAGGACTTC CCGGGGTTTA TCCCCAGCCT GCTCAAGAGG TTATTGGATG 1740 AAAGGCAAGA AATAAAAAGG AAGATGAAAG CTTCTAAAGA CCCAATCGAG AAGAAGATGC 1800 TTGATTACAG GCAACGGGCA ATCAAAATCC TGGCAAACAG CATTTTACCG GAAGAATGGG 1860 TTCCACTAAT TAAAAACGGT AAAGTTAAGA TATTCCGCAT TGGGGACTTC GTTGATGGAC 1920 TTATGAAGGC GAACCAAGGA AAAGTGAAGA AAACGGGGGA TACAGAAGTT TTAGAAGTTG 1980 CAGGAATTCA TGCGTTTTCC TTTGACAGGA AGTCCAAGAA GGCCCGTGTA ATGGCAGTGA 2040 AAGCCGTGAT AAGACACCGT TATTCCGGAA ATGTTTATAG AATAGTCTTA AACTCTGGTA 2100 GAAAAATAAC AATAACAGAA GGGCATAGCC TATTTGTCTA TAGGAACGGG GATCTCGTTG 2160 AGGCAACTGG GGAGGATGTC AAAATTGGGG ATCTTCTTGC AGTTCCAAGA TCAGTAAACC 2220 TACCAGAGAA AAGGGAACGC TTGAATATTG TTGAACTTCT TCTGAATCTC TCACCGGAAG 2280 AGACAGAAGA TATAATACTT ACGATTCCAG TTAAAGGCAG AAAGAACTTC TTCAAGGGAA 2340 TGTTGAGAAC ATTACGTTGG ATTTTTGGTG AGGAAAAGAG AGTAAGGACA GCGAGCCGCT 2400 ATCTAAGACA CCTTGAAAAT CTCGGATACA TAAGGTTGAG GAAAATTGGA TACGACATCA 2460 TTGATAAGGA GGGGCTTGAG AAATATAGAA CGTTGTACGA GAAACTTGTT GATGTTGTCC 2520 GCTATAATGG CAACAAGAGA GAGTATTTAG TTGAATTTAA TGCTGTCCGG GACGTTATCT 2580 CACTAATGCC AGAGGAAGAA CTGAAGGAAT GGCGTATTGG AACTAGAAAT GGATTCAGAA 2640 TGGGTACGTT CGTAGATATT GATGAAGATT TTGCCAAGCT TCTTGGCTAC TATGTGAGCG 2700 AGGGAAGTGC GAGGAAGTGG AAGAATCAAA CTGGAGGTTG GAGTTACACT GTGAGATTGT 2760 ACAACGAGAA CGATGAAGTT CTTGACGACA TGGAACACTT AGCCAAGAAG TTTTTTGGGA 2820 AAGTCAAACG TGGAAAGAAC TATGTTGAGA TACCAAAGAA AATGGCTTAT ATCATCTTTG 2880 AGAGCCTTTG TGGGACTTTG GCAGAAAACA AAAGGGTTCC TGAGGTAATC TTTACCTCAT 2940 CAAAGGGCGT TAGATGGGCC TTCCTTGAGG GTTATTTCAT CGGCGATGGC GATGTTCACC 3000 CAAGCAAGAG GGTTCGCCTA TCAACGAAGA GCGAGCTTTT AGTAAATGGC CTTGTTCTCC 3060 TACTTAACTC CCTTGGAGTA TCTGCCATTA AGCTTGGATA CGATAGCGGA GTCTACAGGG 3120 TTTATGTAAA CGAGGAACTT AAGTTTACGG AATACAGAAA GAAAAAGAAT GTATATCACT 3180 CTCACATTGT TCCAAAGGAT ATTCTCAAAG AAACTTTTGG TAAGGTCTTC CAGAAAAATA 3240 TAAGTTACAA GAAATTTAGA GAGCTTGTAG AAAATGGAAA ACTTGACAGG GAGAAAGCCA 3300 AACGCATTGA GTGGTTACTT AACGGAGATA TAGTCCTAGA TAGAGTCGTA GAGATTAAGA 3360 GAGAGTACTA TGATGGTTAC GTTTACGATC TAAGTGTCGA TGAAGATGAG AATTTCCTTG 3420 配列番号:2 配列の長さ:5837塩基対 配列の型:核酸 鎖の数: トポロジー:不明 配列 GAATTCGCGA TAAAATCTAT TTTCTTCCTC CATTTTTCAA TTTCAAAAAC GTAAGCATGA 60 GCCAAACCTC TCGCCCTTTC TCTGTCCTTC CCGCTAACCC TCTTGAAAAC TCTCTCCAAA 120 GCATTTTTTG ATGAAAGCTC ACGCTCCTCT ATGAGGGTCA GTATATCTGC AATGAGTTCG 180 TGAAGGGTTA TTCTGTAGAA CAACTCCATG ATTTTCGATT TGGATGGGGG TTTAAAAATT 240 TGGCGGAACT TTTATTTAAT TTGAACTCCA GTTTATATCT GGTGGTATTT ATGATACTGG 300 ACACTGATTA CATAACAAAA GATGGCAAGC CTATAATCCG AATTTTTAAG AAAGAGAACG 360 GGGAGTTTAA AATAGAACTT GACCCTCATT TTCAGCCCTA TATATATGCT CTTCTCAAAG 420 ATGACTCCGC TATTGAGGAG ATAAAGGCAA TAAAGGGCGA GAGACATGGA AAAACTGTGA 480 GAGTGCTCGA TGCAGTGAAA GTCAGGAAAA AATTTTTGGG AAGGGAAGTT GAAGTCTGGA 540 AGCTCATTTT CGAGCATCCC CAAGACGTTC CAGCTATGCG GGGCAAAATA AGGGAACATC 600 CAGCTGTGGT TGACATTTAC GAATATGACA TACCCTTTGC CAAGCGTTAT CTCATAGACA 660 AGGGCTTGAT TCCCATGGAG GGAGACGAGG AGCTTAAGCT CCTTGCCTTT GATATTGAAA 720 CGTTTTATCA TGAGGGAGAT GAATTTGGAA AGGGCGAGAT AATAATGATT AGTTATGCCG 780 ATGAAGAAGA GGCCAGAGTA ATCACATGGA AAAATATCGA TTTGCCGTAT GTCGATGTTG 840 TGTCCAATGA AAGAGAAATG ATAAAGCGTT TTGTTCAAGT TGTTAAAGAA AAAGACCCCG 900 ATGTGATAAT AACTTACAAT GGGGACAATT TTGATTTGCC GTATCTCATA AAACGGGCAG 960 AAAAGCTGGG AGTTCGGCTT GTCTTAGGAA GGGACAAAGA ACATCCCGAA CCCAAGATTC 1020 AGAGGATGGG TGATAGTTTT GCTGTGGAAA TCAAGGGTAG AATCCACTTT GATCTTTTCC 1080 CAGTTGTGCG AAGGACGATA AACCTCCCAA CGTATACGCT TGAGGCAGTT TATGAAGCAG 1140 TTTTAGGAAA AACCAAAAGC AAATTAGGAG CAGAGGAAAT TGCCGCTATA TGGGAAACAG 1200 AAGAAAGCAT GAAAAAACTA GCCCAGTACT CAATGGAAGA TGCTAGGGCA ACGTATGAGC 1260 TCGGGAAGGA ATTCTTCCCC ATGGAAGCTG AGCTGGCAAA GCTGATAGGT CAAAGTGTAT 1320 GGGACGTCTC GAGATCAAGC ACCGGCAACC TCGTGGAGTG GTATCTTTTA AGGGTGGCAT 1380 ACGCGAGGAA TGAACTTGCA CCGAACAAAC CTGATGAGGA AGAGTATAAA CGGCGCTTAA 1440 GAACAACTTA CCTGGGAGGA TATGTAAAAG AGCCAGAAAA AGGTTTGTGG GAAAATATCA 1500 TTTATTTGGA TTTCCGCAGT CTGTACCCTT CAATAATAGT TACTCACAAC GTATCCCCAG 1560 ATACCCTTGA AAAAGAGGGC TGTAAGAATT ACGATGTTGC TCCGATAGTA GGATATAGGT 1620 TCTGCAAGGA CTTTCCGGGC TTTATTCCCT CCATACTCGG GGACTTAATT GCAATGAGGC 1680 AAGATATAAA GAAGAAAATG AAATCCACAA TTGACCCGAT CGAAAAGAAA ATGCTCGATT 1740 ATAGGCAAAG GGCTATTAAA TTGCTTGCAA ACAGCATCTT ACCCAACGAG TGGTTACCAA 1800 TAATTGAAAA TGGAGAAATA AAATTCGTGA AAATTGGCGA GTTTATAAAC TCTTACATGG 1860 AAAAACAGAA GGAAAACGTT AAAACAGTAG AGAATACTGA AGTTCTCGAA GTAAACAACC 1920 TTTTTGCATT CTCATTCAAC AAAAAAATCA AAGAAAGTGA AGTCAAAAAA GTCAAAGCCC 1980 TCATAAGACA TAAGTATAAA GGGAAAGCTT ATGAGATTCA GCTTAGCTCT GGTAGAAAAA 2040 TTAACATAAC TGCTGGCCAT AGTCTGTTTA CAGTTAGAAA TGGAGAAATA AAGGAAGTTT 2100 CTGGAGATGG GATAAAAGAA GGTGACCTTA TTGTAGCACC AAAGAAAATT AAACTCAATG 2160 AAAAAGGGGT AAGCATAAAC ATTCCCGAGT TAATCTCAGA TCTTTCCGAG GAAGAAACAG 2220 CCGACATTGT GATGACGATT TCAGCCAAGG GCAGAAAGAA CTTCTTTAAA GGAATGCTGA 2280 GAACTTTAAG GTGGATGTTT GGAGAAGAAA ATAGAAGGAT AAGAACATTT AATCGCTATT 2340 TGTTCCATCT CGAAAAACTA GGCCTTATCA AACTACTGCC CCGCGGATAT GAAGTTACTG 2400 ACTGGGAGAG ATTAAAGAAA TATAAACAAC TTTACGAGAA GCTTGCTGGA AGCGTTAAGT 2460 ACAACGGAAA CAAGAGAGAG TATTTAGTAA TGTTCAACGA GATCAAGGAT TTTATATCTT 2520 ACTTCCCACA AAAAGAGCTC GAAGAATGGA AAATTGGAAC TCTCAATGGC TTTAGAACGA 2580 ATTGTATTCT CAAAGTCGAT GAGGATTTTG GGAAGCTCCT AGGTTACTAT GTTAGTGAGG 2640 GCTATGCAGG TGCACAAAAA AATAAAACTG GTGGTATCAG TTATTCGGTG AAGCTTTACA 2700 ATGAGGACCC TAATGTTCTT GAGAGCATGA AAAATGTTGC AGAAAAATTC TTTGGCAAGG 2760 TTAGAGTTGA CAGAAATTGC GTAAGTATAT CAAAGAAGAT GGCATACTTA GTTATGAAAT 2820 GCCTCTGTGG AGCATTAGCC GAAAACAAGA GAATTCCTTC TGTTATACTC ACCTCTCCCG 2880 AACCGGATCG GTGGTCATTT TTAGAGGCGT ATTTTACAGG CGATGGAGAT ATACATCCAT 2940 CAAAAAGGTT TAGGCTCTCA ACAAAAAGCG AGCTCCTTGC AAATCAGCTT GTGTTCTTGC 3000 TGAACTCTTT GGGAATATCC TCTGTAAAGA TAGGCTTTGA CAGTGGGGTC TATAGAGTGT 3060 ATATAAATGA AGACCTGCAA TTTCCACAAA CGTCTAGGGA GAAAAACACA TACTACTCTA 3120 ACTTAATTCC CAAAGAGATC CTTAGGGACG TGTTTGGAAA AGAGTTCCAA AAGAACATGA 3180 CGTTCAAGAA ATTTAAAGAG CTTGTTGACT CTGGAAAACT TAACAGGGAG AAAGCCAAGC 3240 TCTTGGAGTT CTTCATTAAT GGAGATATTG TCCTTGACAG AGTCAAAAGT GTTAAAGAAA 3300 AGGACTATGA AGGGTATGTC TATGACCTAA GCGTTGAGGA TAACGAGAAC TTTCTTGTTG 3360 GTTTTGGTTT GCTCTATGCT CACAACAGCT ATTACGGCTA TATGGGGATA CCTAAGGCAA 3420 GATGGTACTC GAAGGAATGT GCTGAAAGCG TTACCGCATG GGGGAGACAC TACATAGAGA 3480 TGACGATAAG AGAAATAGAG GAAAAGTTCG GCTTTAAGGT TCTTTATGCG GACAGTGTCT 3540 CAGGAGAAAG TGAGATCATA ATAAGGCAAA ACGGAAAGAT TAGATTTGTG AAAATAAAGG 3600 ATCTTTTCTC TAAGGTGGAC TACAGCATTG GCGAAAAAGA ATACTGCATT CTCGAAGGTG 3660 TTGAAGCACT AACTCTGGAC GATGACGGAA AGCTTGTCTG GAAGCCCGTC CCCTACGTGA 3720 TGAGGCACAG AGCGAATAAA AGAATGTTCC GCATCTGGCT GACCAACAGC TGGTATATAG 3780 ATGTTACTGA GGATCATTCT CTCATAGGCT ATCTAAACAC GTCAAAAACG AAAACTGCCA 3840 AAAAAATCGG GGAAAGACTA AAGGAAGTAA AGCCTTTTGA ATTAGGCAAA GCAGTAAAAT 3900 CGCTCATATG CCCAAATGCA CCGTTAAAGG ATGAGAATAC CAAAACTAGC GAAATAGCAG 3960 TAAAATTCTG GGAGCTCGTA GGATTGATTG TAGGAGATGG AAACTGGGGT GGAGATTCTC 4020 GTTGGGCAGA GTATTATCTT GGACTTTCAA CAGGCAAAGA TGCAGAAGAG ATAAAGCAAA 4080 AACTTCTGGA ACCCCTAAAA ACTTATGGAG TAATCTCAAA CTATTACCCA AAAAACGAGA 4140 AAGGGGACTT CAACATCTTG GCAAAGAGCC TTGTAAAGTT TATGAAAAGG CACTTTAAGG 4200 ACGAAAAAGG AAGACGAAAA ATTCCAGAGT TCATGTATGA GCTTCCGGTT ACTTACATAG 4260 AGGCATTTCT ACGAGGACTG TTTTCAGCTG ATGGTACTGT AACTATCAGG AAGGGAGTTC 4320 CAGAGATCAG GCTAACAAAC ATTGATGCTG ACTTTCTAAG GGAAGTAAGG AAGCTTCTGT 4380 GGATTGTTGG AATTTCAAAT TCAATATTTG CTGAGACTAC TCCAAATCGC TACAATGGTG 4440 TTTCTACTGG AACCTACTCA AAGCATCTAA GGATCAAAAA TAAGTGGCGT TTTGCTGAAA 4500 GGATAGGCTT TTTAATCGAG AGAAAGCAGA AGAGACTTTT AGAACATTTA AAATCAGCGA 4560 GGGTAAAAAG GAATACCATA GATTTTGGCT TTGATCTTGT GCATGTGAAA AAAGTCGAAG 4620 AGATACCATA CGAGGGTTAC GTTTATGACA TTGAAGTCGA AGAGACGCAT AGGTTCTTTG 4680 CAAACAACAT CCTGGTACAC AATACTGACG GCTTTTATGC CACAATACCC GGGGAAAAGC 4740 CTGAACTCAT TAAAAAGAAA GCCAAGGAAT TCCTAAACTA CATAAACTCC AAACTTCCAG 4800 GTCTGCTTGA GCTTGAGTAT GAGGGCTTTT ACTTGAGAGG ATTCTTTGTT ACAAAAAAGC 4860 GCTATGCAGT CATAGATGAA GAGGGCAGGA TAACAACAAG GGGCTTGGAA GTAGTAAGGA 4920 GAGATTGGAG TGAGATAGCT AAGGAGACTC AGGCAAAGGT TTTAGAGGCT ATACTTAAAG 4980 AGGGAAGTGT TGAAAAAGCT GATGAAGTTG TTAGAGATGT TGTAGAGAAA ATAGCAAAAT 5040 ACAGGGTTCC ACTTGAAAAG CTTGTTATCC ATGAGCAGAT TACCAGGGAT TTAAAGGACT 5100 ACAAAGCCAT TGGCCCTCAT GTCGCGATAG CAAAAAGACT TGCCGCAAGA GGGATAAAAG 5160 TGAAACCGGG CACAATAATA AGCTATATCG TTCTCAAAGG GAGCGGAAAG ATAAGCGATA 5220 GGGTAATTTT ACTTACAGAA TACGATCCTA GAAAACACAA GTACGATCCG GACTACTACA 5280 TAGAAAACCA AGTTTTGCCG GCAGTACTTA GGATACTCGA AGCGTTTGGA TACAGAAAGG 5340 AGGATTTAAG GTATCAAAGC TCAAAACAAA CCGGCTTAGA TGCATGGCTC AAGAGGTAGC 5400 TCTGTTGCTT TTTAGTCCAA GTTTCTCCGC GAGTCTCTCT ATCTCTCTTT TGTATTCTGC 5460 TATGTGGTTT TCATTCACTA TTAAGTAGTC CGCCAAAGCC ATAACGCTTC CAATTCCAAA 5520 CTTGAGCTCT TTCCAGTCTC TGGCCTCAAA TTCACTCCAT GTTTTTGGAT CGTCGCTTCT 5580 CCCTCTTCTG CTAAGCCTCT CGAATCTTTT TCTTGGCGAA GAGTGTACAG CTATGATGAT 5640 TATCTCTTCC TCTGGAAACG CATCTTTAAA CGTCTGAATT TCATCTAGAG ACCTCACTCC 5700 GTCGATTATA ACTGCCTTGT ACTTCTTTAG TAGTTCTTTT ACCTTTGGGA TCGTTAATTT 5760 TGCCACGGCA TTGTCCCCAA GCTCCTGCCT AAGCTGAATG CTCACACTGT TCATACCTTC 5820 GGGAGTTCTT GGGATCC 5837
【図面の簡単な説明】
【図1】図のAは、EcoR I(レーン3)、Bam
H I(レーン4)及びHind III(レーン5)
で切断されたPyrococcus sp.DNAのエ
チジウムブロミド染色アガロースゲル電気泳動写真であ
る。レーン1は、マーカーとしてHind IIIを有
するλDNA切片であり、レーン2はマーカーとしてp
BR322を有する。図のBは、Aと同一ゲルのサザー
ンハイブリダイゼーションのオートラジオグラフィ写真
である。32P-DNAプローブは,Thermococcu
s litoralis DNAポリメラーゼのアミノ
末端部分をコードする1.3KbEco RI断片から
調製した。BamH I切断Pyrococcus s
p.DNAはプローブを有する約4〜5Kbの単一バン
ドを与えることに留意されたい。Hind III切断
λDNAの23Kbバンドがフィルム上にはっきり現れ
るという事実は、そのバンドに存在する大量のDNAに
対する非特異的ハイブリダイゼーションによるものであ
る。プラスミドpBR322が明るく輝くという事実
は、プローブ中の相同配列に依る。
【図2】図2は、大腸菌E.coli 2207(NE
B#720)のpUC19プラスミド中のPyroco
ccus sp.DNAポリメラーゼをコードする遺伝
子を含有する4.8Kb BamH I断片の制限部位
マップである。
【図3】図3は、Coomassie Blue染色ゲ
ル電気泳動の写真であって、これからPyrococc
us sp.DNAポリメラーゼのおよその分子量を決
定した。レーン1の矢印はポリメラーゼバンドを示す。
レーン2は指示分子量標準を含有する。
【図4】図4は、Thermococcus lito
ralis DNAポリメラーゼとPyrococcu
s sp.DNAポリメラーゼを比較する、電気泳動後
のウエスターンブロットの写真である。レーン1,タン
パク質標準;レーン2,Thermococcus l
itoralisの50μgの粗抽出物;レーン3,
2.0μgの精製組換えPyrococcus sp.
DNAポリメラーゼ。矢印はポリメラーゼIの位置を示
す。
【図5】図5は、Thermococcus lito
ralis DNAポリメラーゼ及びPyrococc
us sp. DNAポリメラーゼの重合及びエキソヌ
クレアーゼ機能の比較である。Pyrococcus
sp.DNAポリメラーゼがT.litoralis
DNAポリメラーゼより2.5倍強いエキソヌクレアー
ゼ活性をもつことを示している。
【図6】図6は、組換えPyrococcus sp.
DNAポリメラーゼの95℃(○)及び100℃
(●)での熱安定性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI (C12N 15/09 C12R 1:01) (72)発明者 レベツカ・クセラ アメリカ合衆国、マサチユーセツツ・ 01915、ビバリー、ネプチユーン・スト リート・28 (72)発明者 ヒユーミン・コン アメリカ合衆国、マサチユーセツツ・ 01915、ビバリー、アール・イーノン・ ストリート・38、アパートメント・208 (72)発明者 ウイリアム・イー・ジヤツク アメリカ合衆国、マサチユーセツツ・ 01984、ウエーナム、メイフラワー・ド ライブ・31 (56)参考文献 欧州特許出願公開455430(EP,A 1) Gene,1991,Vol.108,p. 1−6 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 9/12 C12N 15/09 C12N 15/54

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DNAの重合を触媒するPyrococ
    cus種GB−Dに由来する精製耐熱性酵素であって、
    該酵素が大腸菌NEB#720株(寄託番号ATCC#
    68723)から得られることを特徴とする、前記酵
    素。
  2. 【請求項2】 約92,000〜97,000ダルトン
    の分子量を有する請求項1に記載の耐熱性酵素。
  3. 【請求項3】 3′−5′エキソヌクレアーゼ活性を有
    する請求項1に記載の耐熱性酵素。
  4. 【請求項4】 3′−5′エキソヌクレアーゼ活性が不
    活性化されている請求項3に記載の耐熱性酵素。
  5. 【請求項5】 100℃で約8時間の半減期を有する請
    求項1に記載の耐熱性酵素。
  6. 【請求項6】 95℃で約23時間の半減期を有する請
    求項1に記載の耐熱性酵素。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の耐熱性酵素をコードす
    る単離されたDNAであって、該DNAが配列番号1ま
    たは、配列番号1とハイブリダイズしうる配列を含む、
    該DNA。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載のDNA配列を含有する
    ベクター。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載のベクターで形質転換さ
    れた微生物宿主。
  10. 【請求項10】 形質転換体がE.coli NEB#
    720(ATCCNo.68723)である請求項9に
    記載の形質転換体。
  11. 【請求項11】 Pyrococcus種GB−D D
    NAポリメラーゼの発現に適した条件下で請求項9又は
    10のいずれかに記載の形質転換微生物宿主を培養し、
    Pyrococcus種GB−D DNAポリメラーゼ
    を回収することを包含する、Pyrococcus種G
    B−D DNAポリメラーゼの製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の方法により産生され
    るPyrococcus種GB−D DNAポリメラー
    ゼ。
  13. 【請求項13】 DNAが介在配列を含有する請求項7
    に記載のDNA配列。
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