JP4252299B2 - Novel disulfide oxidoreductase and protein activation method using the enzyme - Google Patents

Novel disulfide oxidoreductase and protein activation method using the enzyme Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規ジスルフィド酸化還元酵素およびそれをコードする遺伝子、及び、該酵素を用いた活性型タンパク質の生産方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
遺伝子組換え技術は、生体由来のペプチド又はタンパク質などで、微量成分として単離することが著しく困難であった物質を、微生物や動物細胞などを用いて大量に生産することを可能にした。しかしながら、遺伝子組換え技術を用いて生産されたタンパク質が、天然型のタンパク質が有している本来の生理活性を示さないことが、しばしばあり、大きな問題になっている。
【0003】
このことの大きな原因のひとつとして考えられているのは、遺伝子組換え技術を用いて生産されたタンパク質は、一次構造(アミノ酸配列)こそ天然の生理活性を有するタンパク質と同じ正しい構造(配列)を有しているものの、その立体構造が生理活性を有する本来の立体構造と異なってしまうことである。
【0004】
タンパク質の立体構造の形成・保持、および、それに伴う生理活性の発現にきわめて重要な役割を果しているのは、タンパク質分子内および/または分子間のシステイン残基間で形成されるジスルフィド結合である。遺伝子組換え技術を用いて生産されたタンパク質には、このジスルフィド結合に不備があること、すなわち、本来あるべきジスルフィド結合が形成されていなかったり、または、分子内および/または分子間のシステイン残基間で本来とは異なった位置のジスルフィド結合が形成されたりすることが多い。そのため、遺伝子組換えにより生産されたタンパク質の立体構造が、生理活性を有する本来のタンパク質の構造と異なってしまうか、さらに場合によっては、タンパク質の不溶性の凝集塊が生成されることが知られている。そして、このことにより、そのタンパク質が本来有するはずの生理活性の低下または消失が起こると考えられている。
【0005】
また、化学合成されたポリペプチドや細胞抽出液中(Cell free系)を用いて生産されたタンパク質についても、ジスルフィド結合を欠く比較的折り畳みの少ない構造をとっているなど、本来の正しい立体構造を有していない場合が多く、そのために生理活性を示さないことが、しばしばあることが知られている。
【0006】
ジスルフィド結合の形成・開裂は、2つのシステイン残基の単純な酸化還元反応である。したがって、適当な酸化還元条件の下でいずれの方向にも非酵素的に起こすことができる。そのため化学的な酸化還元反応により、ジスルフィド結合に不備があるタンパク質を正しいジスルフィド結合を持つタンパク質に変換する方法も知られている。しかしながら、こうした化学的な酸化還元反応による方法では、遺伝子組換え技術により生産されたタンパク質、特に、多数のジスルフィド結合を持つタンパク質に対して実用的な効率で、正確なジスルフィド結合を形成させることは不可能である。
【0007】
そのため、生理活性を示さないタンパク質のジスルフィド結合を修正することにより生理活性を有するタンパク質を得るために、当業者において広く試みられている方法は、ジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質(以下、「ジスルフィド酸化還元酵素」と称する場合がある。)を作用させる方法である。たとえば、ジスルフィド酸化還元酵素としてチオレドキシンを用いた方法(例えば、非特許文献1参照)、プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を用いた方法(例えば、特許文献1参照)などが知られている。また、ジスルフィド酸化還元酵素をコードするDNAを宿主生物に導入し、目的とする遺伝子組換えタンパク質とジスルフィド酸化還元酵素を同時に発現させることにより、正しいジスルフィド結合を有するタンパク質を製造する方法も知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0008】
ジスルフィド酸化還元酵素として知られている主要なものには、チオレドキシン、ヒトPDI(例えば、非特許文献2、特許文献3参照)、および、大腸菌由来のDsb(例えば、非特許文献3、同4参照)を始めとするDsbファミリーなどがある。さらに枯草菌(Bacillus subtilis)由来のものとしてBdb(例えば、非特許文献5参照)などが知られている。
【0009】
これらのジスルフィド酸化還元酵素は、共通する特徴としてチオレドキシンモチーフ(C−X−X−C)(Cはシステイン残基、Xは任意のアミノ酸残基)と呼ばれるアミノ酸配列を有することが知られている。このチオレドキシンモチーフはジスルフィド酸化還元反応における活性部位とされている(例えば、非特許文献6参照)。さらにまた、既知のジスルフィド酸化還元酵素は、N末端側に分泌シグナル配列を持つタンパク質として生体内で合成されることが知られている。
【0010】
【非特許文献1】
Pigiet V. P. and Schuster B.J., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 7643-7647, (1986)
【0011】
【特許文献1】
特開昭63−294796号公報
【0012】
【特許文献2】
特開平11−75879号公報
【0013】
【非特許文献2】
Rapilajaniemi et al., EMBO J. 6, 643-649, (1987)
【0014】
【特許文献3】
特許2803089号
【0015】
【非特許文献3】
EMBO J., 11、 55-62, (1992)
【0016】
【非特許文献4】
Cell, 67, 581-589, (1991)
【0017】
【非特許文献5】
Bolhuis et al.,J.Biol.Chem.,274,24531−24538(1999)
【0018】
【非特許文献6】
曽根道夫、伊藤維昭,蛋白質・核酸・酵素,43, 1-10, (1998)
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、チオレドキシン、PDIを始めとするジスルフィド酸化還元酵素は、生理活性を示さないタンパク質の活性化に利用されている。しかしながら、生理活性を示さないタンパク質の種類によっては、これまでに知られているジスルフィド酸化還元酵素のいずれを用いても活性化することができない場合も多かった。このことの原因のひとつとして、ジスルフィド酸化還元酵素には、それぞれ基質特異性があり、ジスルフィド酸化還元酵素ごとに作用可能なタンパク質が異なっていることが挙げられる。
【0020】
したがって、生理活性を示さない種々のタンパク質に対しても、ジスルフィド酸化還元酵素を用いた活性化を可能とするために、さらに新規なジスルフィド酸化還元酵素の提供が求められていた。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、以上のような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、遺伝子組換えタンパク質生産における宿主として有効利用されているブレビバチルス・チョウシネンシス(Brevibacillus choshinesis)に着目し、そのゲノムからジスルフィド酸化還元活性を有すると推測される新規タンパク質遺伝子を見出しcatAと命名した。その塩基配列を配列番号2に示し、その配列から推定されるタンパク質のアミノ酸配列を配列番号1に示す。
【0022】
さらに、本発明者らは、上記した本発明に係る新規遺伝子catAの塩基配列(配列番号2)の内、該遺伝子に対応するタンパク質の分泌シグナル配列を除いた成熟部分をコードしていると推定した塩基配列(配列番号4)を有するDNAを挿入した発現ベクターを構築し、さらに、該発現ベクターでブレビバチルス・チョウシネンシスを形質転換した。さらに、該形質転換体を培養することにより該DNAを大量発現させ、本発明の新規タンパク質CatA(配列番号3)を得た。
【0023】
さらに、本発明者らは、この新規タンパク質CatAに対して、インスリンを用いたジスルフィド酸化還元活性の測定を行い、その結果、本発明の新規タンパク質CatAがジスルフィド酸化還元活性を有することを確認した。
【0024】
またさらに、本発明者らは、この新規タンパク質CatAを不活性型ヒト上皮成長因子(hEGF)に作用させることにより活性型hEGFを得、本発明の新規タンパク質CatAが、不活性型タンパク質の活性化に利用可能であることを示した。
【0025】
またさらに、本発明者らは、ブレビバチルス・チョウシネンシスを宿主として、CatAをコードするDNAとhEGFをコードするDNAを共発現させ、その結果、活性型組換えhEGFの生産量が増大することを確認し、本発明のタンパク質CatAは、他の遺伝子組換えタンパク質と共発現させることにより生理活性を有する遺伝子組換えタンパク質の生産量を増加させることに利用可能であることを実証した。以上により、本発明者らは本発明を完成するに至った。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に付いて詳述する。
本発明のジスルフィド酸化還元活性を有する新規タンパク質CatAのアミノ酸配列を配列番号3に例示する。このアミノ酸配列と40%以上の相同性を有するものは報告されておらず、したがって、本発明のタンパク質CatAは新規タンパク質である。
【0027】
さらに、配列番号3に記載のアミノ酸配列の1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であってもジスルフィド酸化還元活性を有する限り、全て本発明のジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質CatAに包含される。ここで「1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列」とは、アミノ酸残基の種類やタンパク質の立体構造におけるアミノ酸残基の位置によっても異なるが、前記配列番号3のアミノ酸配列全体に対し、85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上の相同性を有するアミノ酸配列を意味する。
【0028】
上記の特定のアミノ酸配列の1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列から成るポリペプチドは、例えば、部位特異的変異導入法、遺伝子相同組換え法、プライマー伸長法、及びPCR法等の当業者に周知の方法を適宜組み合わせて、容易に作成することが可能である。
尚、その際に、実質的に同等の機能を有するためには、当該ポリペプチドを構成するアミノ酸のうち、同族アミノ酸(極性・非極性アミノ酸、疎水性・親水性アミノ酸、陽性・陰性荷電アミノ酸、芳香族アミノ酸など)同士の置換が可能性である。又、実質的に同等の機能の維持のためには、本発明の各ポリペプチドに含まれる機能ドメイン内のアミノ酸は保持されることが望ましい。
【0029】
また、本発明のタンパク質CatAをコードするDNAの塩基配列を配列番号4に例示する。この塩基配列と40%以上の相同性を有するものは報告されておらず、したがって、本発明のタンパク質をコードするDNAは新規DNAである。さらに配列番号3に記載のアミノ酸配列の1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNAであっても、そのコードしているタンパク質がジスルフィド酸化還元活性を有する限り、全て本発明のタンパク質をコードするDNAに包含される。ここで「1または数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列」の意味は、上記した本発明のタンパク質についての場合と同様である。
【0030】
また、本発明のタンパク質CatAをコードする遺伝子のDNAは、上記したように、配列番号4に示す塩基配列を有するDNAを指すほか、あるいは、このDNAの全塩基配列またはその一部から作製したプローブとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし且つジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質をコードするDNAを指すものである。
【0031】
なお、本発明において、「ストリンジェントな条件下」とは、各塩基配列間の相同性の程度が、例えば、全体の平均で約80%以上、好ましくは約90%以上、より好ましくは約95%以上であるような、高い相同性を有する塩基配列間のみで、特異的にハイブリッドが形成されるような条件を意味する。具体的には、例えば、温度60℃〜68℃において、ナトリウム濃度150〜900mM、好ましくは600〜900mM、pH6〜8であるような条件を挙げることが出来る。
【0032】
ハイブリダイゼーションは、例えば、カレント・プロトコールズ・イン・モレキュラー・バイオロジー(Current protocols in molecular biology(edited by Frederick M. Ausubel et al, (1987))に記載の方法等、当業界で公知の方法あるいはそれに準じる方法に従って行なうことができる。また、市販のライブラリーを使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。
【0033】
さらに本発明の新規タンパク質CatAは、当業者に公知の標準的な遺伝子組換え技術を適宜選択し、組み合わせて用いることにより得ることができる。たとえばモレキュラークローニング:ア ラボラトリーマニュアル第2版(Sambrook et al, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989))に記載の方法を用いて行うことができる。
【0034】
本発明のタンパク質CatAをコードするDNAは、例えば、後述の実施例1に示すようにしてブレビバチルス・チョウシネンシスのゲノムDNAライブラリーを作製し、このライブラリーから、例えば配列番号4で表される塩基配列の一部を有するDNA断片をプローブとして用いるハイブリダイゼーション法や、上記DNA断片をプライマーとして用いるPCR法により、調製することができる。または、その塩基配列を元に、当業者に公知の核酸化学合成法などにより、本発明のタンパク質CatAをコードするDNAを得ることもできるが、これらに限定されない。なお、配列番号1、2、3、4に示す配列は、それぞれ図7、8、9、10にも示した。
【0035】
CatAをコードするDNAの発現に用いる宿主は、CatAをコードするDNAの発現が可能なものであるならば特に限定されない。宿主としては、細菌や酵母、カビ、動物細胞などのいずれであっても利用可能であるが、好ましくは細菌であり、より好ましくはブレビバチルス属細菌である。特に好ましい宿主としてBrevibacillus choshinensis HPD31(FERM BP−6863)や、その変異株であるBrevibacillus choshinensis HPD31-S5(FERM BP−6623)を挙げることができる。
【0036】
CatAをコードするDNAを挿入するベクターは、宿主中で複製可能であるものならば特に限定されないが、ブレビバチルス属細菌を宿主とする場合には、特に好ましいベクターとしてpNY301(特開平10−295378号)やpNCMO2(Yashiro et al, Protein Expression and Purification 23, 113-120 (2001))を挙げることができる。
【0037】
ベクターにCatAをコードするDNAを挿入するには、例えば、精製されたCatAをコードする塩基配列を含むDNAを適当な制限酵素で切断し、適当なベクターの制限酵素部位またはマルチクローニングサイトに挿入してベクターに連結する方法などを用いることができるが、これに限定されない。また、CatAをコードするDNAの機能が発揮されるようにベクターに組み込まれることが必要であることから、ベクターには、プロモーター、CatAをコードするDNAのほか、ターミネーター、リボソーム結合配列などを組み込んでもよい。
【0038】
宿主への発現ベクターの導入方法も、特に限定されないが、ブレビバチルス属細菌を宿主とする場合には、特に好ましい形質転換方法としてエレクトロポレーション法(Takagi et al, Agric. Biol. Chem.,53, 3099-3100 (1989))を例示することできる。
【0039】
CatAをコードするDNAの発現に用いる宿主の培養方法も、CatAをコードするDNAの発現が可能なものであるならば特に限定されないが、ブレビバチルス属細菌を宿主として使用する場合には、特に好ましい条件として、下記の実施例で用いたTMN培地、30℃、2〜4日間を例示することができる。
【0040】
さらに、発現されたCatAの単離、精製を行う場合には、当業者に公知の方法を適宜、単独または組み合わせて用いることにより行うことができる。たとえば、硫酸アンモニウム沈殿、ゲルクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等を適宜、単独または組み合わせて用いることにより可能である。
【0041】
本発明のジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質CatAを作用させることによる生理活性を示さないタンパク質の活性化方法において、該方法が適用可能な生理活性を示さないタンパク質としては、遺伝子組換え技術により生産された種々のタンパク質、ペプチド合成機によって化学的に合成された種々のポリペプチド、in vitroタンパク質合成系により合成された種々のタンパク質、及び、そ(れら)の含有物などを例示することができる。また、遺伝子組換え技術により生産されるタンパク質としては、同タンパク質自体のほか、同生産培養物(形質転換体培養物)全体、同生産培養物から分別、分取した生物学的に不活性なタンパク質、及び、そ(れら)の含有物などを例として挙げることができる。
【0042】
さらに、本発明のタンパク質の活性化方法において、タンパク質に作用させるCatAの量は特に限定されない。タンパク質にCatAを作用させる態様は、CatAを緩衝液に溶解させた溶液をタンパク質に加えてもよいし、タンパク質を適当な変性剤を用いて可溶化した後、そのタンパク質溶液にCatAを加えてもよい。反応温度は0〜40℃が好ましく、また、反応時間は1〜5時間が適当である。
【0043】
また、本発明のCatAを生理活性を示さないタンパク質に直接作用させることもできるが、不溶性のタンパク質に作用させる場合には、まず、タンパク質を還元変性溶液に溶解し、さらにジスルフィド化合物の存在下においてCatAを作用させることが好ましい。還元変性溶液としては、0.1〜0.2Mジチオスレイトール、1〜6M塩酸グアニジン溶液、若しくは1〜8M尿素溶液が好ましく、変性溶液に溶解される生理活性を示さないタンパク質の濃度は0.1〜40mg/ml程度が適当である。また、ジスルフィド化合物としては酸化型グルタチオン、もしくは酸化型ジチオスレイトールが好ましい。ジスルフィド化合物は反応溶液全体のスルフヒドリル化合物のモル濃度を上回る濃度で加える必要がある。
【0044】
さらに、CatAを生理活性を示さないタンパク質に反応させる際、CatAをMF膜等で閉じた空間に固定化し緩衝液等で溶解させたタンパク質溶液を通過させることによって接触させてもよいし、また疎水性の多孔性樹脂であるHP−20(三菱化学社製)の様な担体にCatAを吸着させることによって固定化し、固定化カラムとし、この固定化カラムにタンパク質溶液を供給することによってCatAと接触させてもよい。
【0045】
また、本発明のタンパク質CatAを、CatAをコードするDNAと他のタンパク質をコードするDNAを共発現させることにより、生理活性を有する遺伝子組換えタンパク質の生産量を増加させることに用いることが可能である。この場合、CatAをコードするDNAと他のタンパク質をコードするDNAの共発現を行う好ましい方法は、実施例に示したようにCatAをコードするDNAと他のタンパク質をコードするDNA、それぞれを含有する別の発現ベクターにより同時に形質転換された宿主を用いて共発現する方法である。
【0046】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0047】
(実施例1:新規遺伝子catAのクローン化)
Brevibacillus choshinensis HPD31-S5(FERM BP−6623)を5mlTMN,30℃,4日間という条件下で培養した。TMN培地は、TM培地にネオマイシンを50μl/mlの濃度に添加した培地である。TM培地の組成は、ポリペプトン1%、肉エキス0.5%、酵母エキス0.2%、グルコース1%、FeSO4・7H2O 0.001%、MnSO4・H2O 0.001%、ZnSO4・7H2O 0.001%、pH7.0である。培養終了後、培養液を室温で遠心(8000回転、30分)し、集菌した。次に、集めた菌体を10mM Tris(pH7.5)−1mM EDTA溶液で2回洗浄後、フェノール層に分離調製することにより、Brevibacillus choshinensis HPD31-S5の染色体DNAを調製した。
【0048】
さらに、ジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質をコードしていると推測される枯草菌のyneN及びBacillus haloduransのBH1522両遺伝子の塩基配列を参考にしてプライマーを設計し、上記で得たBrevibacillus choshinensis HPD31-S5の染色体DNAをテンプレートとしてPCRを行い、約180bpの増幅産物を得た。使用したプライマーは、次のとおり。
【0049】
BbVM2(forwardプライマー):5’−CATKTTTGGRCKWCDTGGTG−3’(配列番号5:図11)
BbVM4(backwardプライマー):5’−GTCRAKVAVAAYSGGDAASGT−3’(配列番号6:図12)
(上記配列中、Rは、AまたはG、Yは、CまたはT、Wは、AまたはT、Sは、GまたはC、Kは、GまたはT、Dは、AまたはGまたはT、Vは、AまたはCまたはG、をそれぞれ表す。また、forwardプライマーBbVM2は、枯草菌yneN遺伝子ORFの192番目から212番目の塩基配列に対応し、backwardプライマーBbVM4は同じく355番目から375番目の配列に対応する。)
【0050】
また、PCRは、1.95℃ 9分、2.94℃ 30秒、3.40℃ 60秒、4.72℃ 90秒、5.60℃ 10分:2から4は40サイクルの条件で行った。
【0051】
さらに、このPCR産物をEcoRV消化pBR322にクローン化し、塩基配列を解読したところ、yneN及びBH1522両遺伝子との類似性から、PCR産物が目的遺伝子の部分配列であることが確認された。次に、増幅産物をプローブにしてPstI消化ブレビス染色体のサザン解析を行い、約2.5kbp断片中に目的遺伝子が含まれることを示す結果を得た。そこで増幅産物の内部配列から以下の2本のプライマーを設計した。
【0052】
Bb−OXRE2−5’:5’−CAATGTGACCAATAGTGATAGTCC−3’(配列番号7:図13)
Bb−OXRE2−3’:5’−CCTGATCTTTGTACTTCTCGTAC−3’(配列番号8:図14)
【0053】
制限酵素PstIで消化したBrevibacillus choshinensis HPD31-S5の染色体DNAをアガロース電気泳動にかけ、ゲルから2.6kbpの大きさに相当するバンドを切りだし、self−ligationを行った。このself−ligated DNAをテンプレートとし、上記の2本のプライマーを用いてPCRを行い、2.6kbpのPCR産物を得た。さらに、この産物の塩基配列を解読し、目的遺伝子の全長が含まれることを確認した。この531bpのジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質をコードしていると推測される新規遺伝子をcatAと命名した。遺伝子catAの塩基配列を配列番号2(図8)に示す。また遺伝子catAの塩基配列から推定されるcatAに対応するタンパク質のアミノ酸配列を配列番号1(図7)に示す。この177アミノ残基のタンパク質において、チオレドキシンモチーフは73−76位に存在している。
【0054】
(実施例2:CatAの遺伝子組換え法による生産)
さらに、この新規遺伝子catAに対応するタンパク質において、1−26位までが分泌シグナル配列であり、27番目のアラニン以降が成熟体である、と推定し、以下に示すように成熟体であると推定した部分について遺伝子組換えによる生産を試みた。ただし、実際に該タンパク質がブレビバチルス・チョウシネンシスにおいて分泌タンパク質であるのか、さらに、分泌されるとして、その分泌シグナル切断箇所がアラニンの前であるのか、という点に関しては今後をまたねばならない。
【0055】
実施例1で得た新規遺伝子catAの塩基配列を基に下記の2本のプライマーを作製し、Brevibacillus choshinensis HPD31-S5の染色体DNAをテンプレートとしたPCRを行い、遺伝子catAに対応するタンパク質の成熟体と推定した27位のアラニン以降をコードする遺伝子を増幅した。PCRは95℃で1分、54℃で1分、72℃で1分のサイクルを26回繰り返すことにより行った。
【0056】
Primer 1(forward):5’−GGTCGCTGCAGTCGTAGCAGAGGTC−3’(配列番号9:図15)
Primer 2(backward):5’−CGACGGATCCTATGGTTTTTCATTCAAAAGCTTGC−3’(配列番号10:図16)また、発現ベクターにクローニングを行うために、Primer 1にはPstIサイト(CTGCAG)を、Primer 2にはBamHIサイト(GGATCC)を設けた。
【0057】
次に、上記で得たPCR産物をPstIとBamHIで消化後、同じ酵素で処理した発現ベクターpNCMO2(Yashiro et al, Protein Expression and Purification 23, 113-120 (2001))に結合し、発現プラスミドpNCcatAを得た。発現ベクターpNCcatAの構築方法及び構造を図1に示す。
【0058】
このpNCcatAにおいて、遺伝子catAに対応するタンパク質のアミノ酸配列の27位のアラニン以降をコードするDNAが、pNCMO2が含有するブレビス細胞壁タンパク質の分泌シグナル配列につながることになる。したがってHPD31−S5から分泌されたCatAは、アラニンの前で分泌シグナル配列が切り離されるため、分泌生産されたタンパク質のN末端はアラニンになると予想される。
【0059】
さらに、この発現プラスミドpNCcatAをエレクトロポレーション法(Takagi et al, Agric. Biol.Chem., 53, 3099-3100(1989))によりBrevibacillus choshinensis HPD31-S5(FERM BP−6623)に導入した。得られた形質転換体をBrevibacillus choshinensis HPD31-S5/pNCcatAと命名し、独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターに受託番号FERM P−19124として寄託した。
【0060】
そして、この形質転換体Brevibacillus choshinensis HPD31-S5/pNCcatA(FERM P−19124)を30℃下、TMN培地3ml中で2日間培養した。培養終了後、培養液を室温で遠心(8000回転、30分)し、上清4μlをSDS−PAGEに供した。SDS−PAGEの結果を図2に示す。このSDS−PAGEの結果が示すように、遺伝子catAに対応するタンパク質の27位以降のアミノ酸残基の分子量約17kDaに相当する位置に染色バンドが存在しており、遺伝子catAに対応するタンパク質の27位以降のアミノ酸配列をコードするDNA(塩基配列を配列番号4(図10)に示す。)の発現、および、遺伝子catAに対応するタンパク質の27位以降のアミノ酸配列を有するタンパク質である本発明の新規タンパク質CatAの分泌生産が確認された。また分泌生産されたCatAのN末端分析を行いN末端がアラニンであることを確認した。以上により得られたCatAのアミノ酸配列を配列番号3(図9)に示す。なお、図2(SDS−PAGEパターンを示す図面代用写真)において、1は宿主菌の培養上清の結果、2は宿主菌を形質転換した形質転換体の培養上清の結果をそれぞれ示すものである。
【0061】
(実施例3:CatAの活性測定)
さらに、以下の手順に従って、上記実施例2で得た本発明の新規タンパク質CatAを用いて、インスリンのシステイン残基の酸化還元によるジスルフィド結合形成・開裂反応を行い、本発明の新規タンパク質CatAのジスルフィド酸化還元活性を評価した。
【0062】
CatAの酵素標品の調製は以下の手順で行った。実施例2で作製した形質転換体Brevibacillus choshinensis HPD31-S5/pNCcatA(FERM P−19124)を5mlTMN培地,30℃,4日間という条件下で培養した。培養終了後、培養液を室温で遠心(8000回転、30分)し、その上清100μlをCatAの酵素標品とした。
【0063】
酵素反応を起こさせるインスリンを溶解させた基質溶液は以下のように調製した。まず25mgのインスリンを2mlの50mM Tris−HCl,pH8.0に溶かし、次いで1規定HClを加えてpH2〜3とした後、直ちに1規定NaOHを加えてpHを元の8.0に戻した。その後、水を加えて全量を2.5mlとし、10倍濃度のストック溶液とした。活性測定の際はこのストック溶液を2mM EDTAを含む0.1Mリン酸緩衝液(pH7.0)で10倍に希釈して用いた。
【0064】
上記で調製したインスリンを溶解させた基質溶液500μlを分光光度計用ガラスキュベットに入れ、さらに上記で得たCatAの酵素標品100μlと0.1M DTT5μlを加えて25℃下で反応させた。反応の経過はO.D.650での、反応液の濁度変化の観測によって追跡した。なお対照としてpNCMO2の溶液を用いた。測定結果を図3に示す。
【0065】
図3の測定結果が示すように、CatAの添加により反応液の濁度の上昇が認められた。このことはCatAの添加によりインスリン分子内、もしくはインスリン分子間にジスルフィド結合が形成され、その結果、インスリン分子同士による凝集が生じたためであると考えられる。
この結果は、本発明の新規タンパク質CatAがジスルフィド酸化還元活性を有することを示している。
【0066】
(実施例4:CatAを用いた生理活性を示さないhEGFの生理活性を有するhEGFへの変換)
(1)不活性型組換えヒト上皮細胞成長因子(hEGF)の調製
hEGF発現プラスミドを保持するBrevibacillus choshinensisは、ヒト上皮細胞成長因子(hEGF)を高生産するが、生産されたhEGFの一部が、hEGF分子間でジスルフィド結合を形成することにより多量体化することが宮内らにより報告されている(Miyauchi et al, Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 21, 208〜214, (1998))。この多量体hEGFは、hEGFが本来有する生理活性を持たない不活性型hEGFであることが知られており、また、同文献において多量体hEGFを培養液から分取する方法についても報告されている。そこで、不活性型hEGFである多量体hEGFを同文献の記載に基づき、下記の方法により調製した。
【0067】
上記文献に記載のヒト上皮細胞成長因子(hEGF)発現プラスミドpHT110 EGFを保持するBrevibacillus choshinensis HPD31-S5を同文献記載の培養条件で65時間液体培養し、遠心分離により培養上清を回収した。ついで、上清液を6M塩酸でpH3.0に調整することにより、多量体hEGFを特異的に凝集させ、この沈殿を遠心分離で回収した。0.1M Tris−HCl(pH7.0)の緩衝液で沈殿を溶解後、再度6M塩酸でpH3.0に調整し、沈殿を遠心分離し回収した。さらに、沈殿を蒸留水に懸濁し、水酸化ナトリウム溶液でpH7.0に調整後、凍結乾燥し、不活性型hEGFである多量体hEGFを調整した。
【0068】
(2)不活性型hEGFの活性型hEGFへの変換
上記の方法によって調製した不活性型hEGFを用い、以下の手順でCatAによる不活性型タンパク質の活性化を試験した。まず、不活性型hEGF溶液(5mg/ml,pH6.0)にエリスロマイシンとクロラムフェニコールをそれぞれ100μg/ml、ネオマイシンを50μg/mlの濃度になるように加え、さらに100mM MES緩衝液(pH6.0)を加えてhEGFの濃度が2mg/mlとなる溶液を調製した。この溶液を酵素反応の反応基質とした。
【0069】
評価するサンプル溶液は次のように調製した。また宿主菌株には、Brevibacillus choshinensis HPD31を用いた。CatA発現ベクターpNCcatAを保持するHPD31、pNCMO2を保持するHPD31及びプラスミドを保持しないHPD31、以上3種類のHPD31を、プラスミドを保持するHPD31についてはTM+ネオマイシン培地で、保持しないHPD31の場合は薬剤を含まないTM培地で2日間培養した。培養終了後、それぞれの培養液を、同じ培養液の遠心上清を適量添加することによって希釈し、O.D.660=2に調整した。この希釈液をサンプル溶液とした。
【0070】
調製した基質溶液とサンプル溶液を用いて以下の手順で活性測定を行った。99μlの基質溶液に100μlのサンプル溶液と200mM還元型グルタチオン1μlを加え、35℃下で反応をスタートさせた。反応開始後1,3,6,12時間後に反応液を遠心し、その上清50μlと、メルカプトエタノールを含まないSDS−PAGE用サンプル緩衝液50μlを混合、70℃で10分間加熱後、その20μlを使いSDS−PAGEを行った。SDS−PAGEの結果を図4に示す。なお、図4(SDS−PAGEパターンを示す図面代用写真)において、横軸の1,2,3,4はそれぞれ反応開始後1,3,6,12時間後の反応液を示す。
【0071】
図4が示すように、SDS−PAGEの結果、CatAを含有するサンプル溶液を添加した反応液において活性型hEGFの分子量に相当するバンドが得られ、そのバンドは反応時間の経過とともに濃くなっている。したがって、本発明のタンパク質CatAは、生理活性を示さないタンパク質に作用させることにより、該タンパク質を、生理活性を有するタンパク質に変換する機能を有することが実証された。
【0072】
(実施例5:hEGFとCatAの共発現による活性型hEGF生産量の変化)さらに、hEGF発現プラスミドpHT110 EGFとCatA発現プラスミドpNCcatAを同一宿主中に導入し、hEGF生産に及ぼすCatA共発現の効果を検討した。宿主にはBrevibacillus choshinensis HPD31-S5を用いた。また、宿主の形質転換は、発現プラスミドpHT110 EGF及びpNCcatAを1対1の割合で混合した後、エレクトロポレーション法により宿主に発現プラスミドを導入することにより行った。形質転換後、2SLENプレート培地に菌体を塗布した。2SLEN培地は、2SL培地にpHT110 EGFの耐性マーカーであるエリスロマイシンを10μl/mlの濃度に、pNCcatAの耐性マーカーであるネオマイシンを50μl/mlの濃度に添加した培地である。2SL培地の組成は、ポリペプトンS 4%、酵母エキス(ラルマン)0.5%、FeSO4・7H2O 0.001%、MnSO4・4H2O 0.001%、ZnSO4・7H2O 0.001%、pH7.2である。この菌体を塗布した2SLEN培地を2日間30℃の条件下に置き菌体の培養を行った。出現したコロニーを構成する形質転換体は、pHT110 EGFとpNCcatAの両方のプラスミドを保持していた。培養終了後、培養上清を還元及び非還元条件下でSDS−PAGEに供し、CBB染色と抗hEGF抗体を用いたウェスタンブロットを行った。SDS−PAGEに対して、CBB(クマシーブリリアントブルー)染色を行った結果を図5(図面代用写真)に、抗hEGF抗体を用いたウェスタンブロットを行った結果を図6(図面代用写真)にそれぞれ示す。
【0073】
さらに、上清中の活性型hEGF量を知るために、別途HPLCによる定量分析を行った。HPLCの分析結果は、コントロールの平均が0.41g/lに対してCatAを共発現したものは0.65g/lという値だった。すなわち共発現によって約60%の促進効果が認められた。
【0074】
上記の実験の結果により、本発明の新規タンパク質CatAは、CatAをコードするDNAと他の遺伝子組換えタンパク質をコードするDNAを共発現させることにより、生理活性を有する遺伝子組換えタンパク質の生産量を増加させる機能を有することが実証された。
【0075】
以上の実験の結果により、本発明の新規タンパク質CatAは、ジスルフィド酸化還元活性を有すること、さらに、生理活性を示さないタンパク質に作用させることにより、該生理活性を示さないタンパク質を、生理活性を有するタンパク質に変換することに利用可能であること、またさらに、本発明の新規タンパク質CatAは、CatAをコードするDNAと他の遺伝子組換えタンパク質をコードするDNAを共発現させることにより、生理活性を有する組換えタンパク質の生産量を増加させる機能を有することが実証された。
【0076】
【発明の効果】
本発明は、ブレビバチルス属細菌由来のジスルフィド酸化還元活性を有する新規タンパク質CatA及び該タンパク質をコードするDNA、さらに該酵素を用いた生理活性を示さないタンパク質の活性化方法を提供する。本発明のタンパク質CatAはジスルフィド酸化還元活性を有するため、生理活性を示さないタンパク質に作用させることにより、該生理活性を示さないタンパク質の活性化に利用可能である。さらに、本発明のタンパク質CatAは、CatAをコードするDNAと他の遺伝子組換えタンパク質をコードするDNAを共発現させることにより、生理活性を有する遺伝子組換えタンパク質の生産量を増加させる、ことに利用可能である。
【0077】
【配列表】

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【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の新規タンパク質CatAの発現ベクターpNCcatAの構築方法及び構造を示す図。
【図2】発現ベクターpNCcatAに組み込まれた本発明の新規タンパク質CatAの発現を示すSDS−PAGEの図面代用写真。
【図3】本発明の新規タンパク質CatAのインスリンを用いた活性測定試験の結果を示す図。
【図4】本発明の新規タンパク質CatAを用いた活性型hEGFの生成を示すSDS−PAGEの図面代用写真。
【図5】本発明の新規タンパク質CatAをコードするDNAとhEGFをコードするDNAの共発現を行った培養上清をSDS−PAGEに供し、CBB染色を行った結果を示す図面代用写真。
【図6】本発明の新規タンパク質CatAをコードするDNAとhEGFをコードするDNAの共発現を行った培養上清をSDS−PAGEに供し、抗EGF抗体を用いたウェスタンブロットを行った結果を示す図面代用写真。
【図7】遺伝子catAの塩基配列から推定される発現タンパク質のアミノ酸配列(配列番号1)を示す。
【図8】本発明に係る遺伝子catAの塩基配列(配列番号2)を示す。
【図9】本発明に係るジスルフィド酸化還元活性を有する新規タンパク質CatAのアミノ酸配列(配列番号3)を示す。
【図10】遺伝子catAに対応するタンパク質の27位以降のアミノ酸配列(すなわち、新規タンパク質CatAのアミノ酸配列)をコードするDNAの塩基配列(配列番号4)を示す。
【図11】プライマーBbVM2の塩基配列(配列番号5)を示す。
【図12】プライマーBbVM2の塩基配列(配列番号6)を示す。
【図13】プライマーBb−OXRE2−5’の塩基配列(配列番号7)を示す。
【図14】プライマーBb−OXRE2−3’の塩基配列(配列番号8)を示す。
【図15】プライマーPrimer 1(forward)の塩基配列(配列番号9)を示す。
【図16】プライマーPrimer 2(backward)の塩基配列(配列番号10)を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel disulfide oxidoreductase, a gene encoding the same, and a method for producing an active protein using the enzyme.
[0002]
[Prior art]
The genetic recombination technology has made it possible to produce a large amount of a biologically derived peptide or protein that has been extremely difficult to isolate as a trace component using microorganisms or animal cells. However, proteins produced using genetic recombination techniques often do not exhibit the original physiological activity of natural proteins, which is a major problem.
[0003]
One of the major causes of this is thought to be that the protein produced using genetic recombination technology has the same correct structure (sequence) as the protein with natural physiological activity in the primary structure (amino acid sequence). Although it has, the three-dimensional structure is different from the original three-dimensional structure having physiological activity.
[0004]
A disulfide bond formed between cysteine residues within a protein molecule and / or between molecules plays a very important role in the formation and maintenance of the three-dimensional structure of the protein and the accompanying expression of physiological activity. Proteins produced using genetic recombination techniques are deficient in this disulfide bond, that is, the disulfide bond that should be originally formed is not formed, or intramolecular and / or intermolecular cysteine residues In many cases, a disulfide bond at a position different from the original is formed. For this reason, it is known that the three-dimensional structure of a protein produced by genetic recombination differs from the structure of the original protein having physiological activity, or in some cases, insoluble aggregates of the protein are generated. Yes. This is thought to cause a decrease or disappearance of the physiological activity that the protein originally has.
[0005]
In addition, chemically synthesized polypeptides and proteins produced using cell extracts (Cell free system) also have the original correct three-dimensional structure, such as a relatively unfolded structure lacking disulfide bonds. It is often known that it often does not have, and therefore does not exhibit physiological activity.
[0006]
Disulfide bond formation / cleavage is a simple redox reaction of two cysteine residues. Thus, it can occur non-enzymatically in either direction under appropriate redox conditions. Therefore, a method is known in which a protein having a defect in a disulfide bond is converted into a protein having a correct disulfide bond by a chemical redox reaction. However, such a chemical oxidation-reduction reaction method cannot form an accurate disulfide bond with practical efficiency for a protein produced by gene recombination technology, particularly a protein having a large number of disulfide bonds. Impossible.
[0007]
Therefore, in order to obtain a protein having physiological activity by correcting the disulfide bond of a protein that does not exhibit physiological activity, a method widely attempted by those skilled in the art is known as a protein having disulfide redox activity (hereinafter referred to as “disulfide oxidation”). This may be referred to as “reductase”. For example, a method using thioredoxin as a disulfide oxidoreductase (for example, see Non-Patent Document 1), a method using protein disulfide isomerase (PDI) (for example, see Patent Document 1), and the like are known. Also known is a method for producing a protein having a correct disulfide bond by introducing a DNA encoding a disulfide oxidoreductase into a host organism and simultaneously expressing the desired recombinant protein and the disulfide oxidoreductase. (For example, refer to Patent Document 2).
[0008]
Major ones known as disulfide oxidoreductases include thioredoxin, human PDI (see, for example, Non-patent Document 2 and Patent Document 3), and Dsb derived from E. coli (see, for example, Non-patent Document 3 and 4) ) And other Dsb families. Furthermore, Bdb (for example, refer nonpatent literature 5) etc. are known as a thing derived from Bacillus subtilis.
[0009]
These disulfide oxidoreductases are known to have an amino acid sequence called a thioredoxin motif (CXXC) (C is a cysteine residue, X is an arbitrary amino acid residue) as a common feature. . This thioredoxin motif is regarded as an active site in a disulfide redox reaction (see, for example, Non-Patent Document 6). Furthermore, it is known that a known disulfide oxidoreductase is synthesized in vivo as a protein having a secretory signal sequence on the N-terminal side.
[0010]
[Non-Patent Document 1]
Pigiet VP and Schuster BJ, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 83, 7643-7647, (1986)
[0011]
[Patent Document 1]
JP 63-29496 A
[0012]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-75879
[0013]
[Non-Patent Document 2]
Rapilajaniemi et al., EMBO J. 6, 643-649, (1987)
[0014]
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2803309
[0015]
[Non-Patent Document 3]
EMBO J., 11, 55-62, (1992)
[0016]
[Non-Patent Document 4]
Cell, 67, 581-589, (1991)
[0017]
[Non-Patent Document 5]
Bolhuis et al. , J .; Biol. Chem. , 274, 24531-24538 (1999)
[0018]
[Non-Patent Document 6]
Muneo Sone, Ishiaki Ito, Protein, Nucleic Acid, Enzyme, 43, 1-10, (1998)
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, disulfide oxidoreductases such as thioredoxin and PDI are used for activating proteins that do not exhibit physiological activity. However, depending on the type of protein that does not exhibit physiological activity, it could often not be activated using any of the known disulfide oxidoreductases. One reason for this is that each disulfide oxidoreductase has substrate specificity, and the disulfide oxidoreductase has different proteins that can act.
[0020]
Therefore, in order to enable activation using various disulfide oxidoreductases even for various proteins that do not exhibit physiological activity, provision of further novel disulfide oxidoreductases has been demanded.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have focused on Brevibacillus choshinesis, which is effectively used as a host in the production of recombinant proteins, and its genome. From which a novel protein gene presumed to have disulfide redox activity was found and named catA. The base sequence is shown in SEQ ID NO: 2, and the amino acid sequence of the protein deduced from the sequence is shown in SEQ ID NO: 1.
[0022]
Furthermore, the present inventors presume that it encodes the mature part excluding the secretory signal sequence of the protein corresponding to the gene in the base sequence (SEQ ID NO: 2) of the above-described novel gene catA according to the present invention. An expression vector into which DNA having the base sequence (SEQ ID NO: 4) was inserted was constructed, and Brevibacillus choshinensis was further transformed with the expression vector. Furthermore, by culturing the transformant, the DNA was expressed in a large amount to obtain the novel protein CatA (SEQ ID NO: 3) of the present invention.
[0023]
Furthermore, the present inventors measured disulfide redox activity using insulin for this new protein CatA, and as a result, it was confirmed that the new protein CatA of the present invention has disulfide redox activity.
[0024]
Furthermore, the present inventors obtained active hEGF by allowing this novel protein CatA to act on inactive human epidermal growth factor (hEGF), and the novel protein CatA of the present invention activates the inactive protein. To show that it is available.
[0025]
Furthermore, the present inventors co-expressed CatA-encoding DNA and hEGF-encoding DNA using Brevibacillus choshinensis as a host, and as a result, the production amount of active recombinant hEGF increases. As a result, it was demonstrated that the protein CatA of the present invention can be used to increase the production amount of a recombinant protein having physiological activity by co-expression with other recombinant proteins. Thus, the present inventors have completed the present invention.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The amino acid sequence of the novel protein CatA having disulfide redox activity of the present invention is exemplified in SEQ ID NO: 3. Nothing having 40% or more homology with this amino acid sequence has been reported, and therefore the protein CatA of the present invention is a novel protein.
[0027]
Furthermore, even if the protein is composed of an amino acid sequence in which one or several amino acids of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is substituted, deleted, inserted or added, as long as it has disulfide redox activity, all of the disulfides of the present invention It is included in the protein CatA having redox activity. Here, “the amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted or added” differs depending on the type of amino acid residue and the position of the amino acid residue in the three-dimensional structure of the protein. It means an amino acid sequence having 85% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more homology with respect to the entire amino acid sequence of 3.
[0028]
A polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids in the above-mentioned specific amino acid sequence is substituted, deleted, inserted or added is, for example, site-directed mutagenesis method, gene homologous recombination method, primer extension method , And a method well known to those skilled in the art, such as PCR, can be easily prepared.
In this case, in order to have substantially the same function, among the amino acids constituting the polypeptide, homologous amino acids (polar / nonpolar amino acids, hydrophobic / hydrophilic amino acids, positive / negative charged amino acids, Substitution between aromatic amino acids and the like is possible. In order to maintain a substantially equivalent function, it is desirable to retain amino acids in the functional domain included in each polypeptide of the present invention.
[0029]
In addition, SEQ ID NO: 4 illustrates the base sequence of DNA encoding the protein CatA of the present invention. Nothing having 40% or more homology with this base sequence has been reported, and therefore the DNA encoding the protein of the present invention is a novel DNA. Furthermore, even if the DNA encoding a protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 is substituted, deleted, inserted or added, the encoded protein is disulfide oxidized. All are included in the DNA encoding the protein of the present invention as long as they have reducing activity. Here, the meaning of “amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted or added” is the same as in the case of the protein of the present invention described above.
[0030]
Further, as described above, the DNA of the gene encoding the protein CatA of the present invention indicates a DNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 4, or a probe prepared from the entire base sequence of this DNA or a part thereof. And a DNA encoding a protein that hybridizes under stringent conditions and has disulfide redox activity.
[0031]
In the present invention, “under stringent conditions” means that the degree of homology between base sequences is, for example, an average of about 80% or more, preferably about 90% or more, more preferably about 95% on the whole. It means the condition that a hybrid is specifically formed only between base sequences having high homology, such as% or more. Specifically, for example, the conditions include a sodium concentration of 150 to 900 mM, preferably 600 to 900 mM, and pH of 6 to 8 at a temperature of 60 to 68 ° C.
[0032]
Hybridization may be performed by a method known in the art, such as, for example, the method described in Current protocols in molecular biology (edited by Frederick M. Ausubel et al, (1987)). In addition, when a commercially available library is used, it can be performed according to the method described in the attached instruction manual.
[0033]
Furthermore, the novel protein CatA of the present invention can be obtained by appropriately selecting standard genetic recombination techniques known to those skilled in the art and using them in combination. For example, it can be performed using the method described in Molecular Cloning: Laboratory Manual 2nd Edition (Sambrook et al, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1989)).
[0034]
The DNA encoding the protein CatA of the present invention is, for example, a Brevibacillus choshinensis genomic DNA library prepared as shown in Example 1 to be described later. From this library, for example, represented by SEQ ID NO: 4 It can be prepared by a hybridization method using a DNA fragment having a part of the base sequence as a probe or a PCR method using the DNA fragment as a primer. Alternatively, based on the base sequence, DNA encoding the protein CatA of the present invention can be obtained by a nucleic acid chemical synthesis method known to those skilled in the art, but is not limited thereto. The sequences shown in SEQ ID NOs: 1, 2, 3, and 4 are also shown in FIGS.
[0035]
The host used for the expression of the DNA encoding CatA is not particularly limited as long as it can express the DNA encoding CatA. As the host, any of bacteria, yeast, mold, animal cells and the like can be used, preferably bacteria, and more preferably Brevibacillus bacteria. Particularly preferred hosts include Brevibacillus choshinensis HPD31 (FERM BP-6863) and its mutant Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 (FERM BP-6623).
[0036]
The vector into which the DNA encoding CatA is inserted is not particularly limited as long as it can be replicated in the host. However, when a Brevibacillus bacterium is used as a host, pNY301 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-295378) is particularly preferable. ) And pNCMO2 (Yashiro et al, Protein Expression and Purification 23, 113-120 (2001)).
[0037]
In order to insert DNA encoding CatA into a vector, for example, purified DNA containing a base sequence encoding CatA is cleaved with an appropriate restriction enzyme and inserted into a restriction enzyme site or a multiple cloning site of an appropriate vector. However, it is not limited to this. Further, since it is necessary to be incorporated into a vector so that the function of the DNA encoding CatA is exhibited, the vector may include a promoter, DNA encoding CatA, a terminator, a ribosome binding sequence, and the like. Good.
[0038]
The method of introducing the expression vector into the host is also not particularly limited, but when a Brevibacillus bacterium is used as the host, electroporation (Takagi et al, Agric. Biol. Chem., 53 , 3099-3100 (1989)).
[0039]
The culture method of the host used for the expression of the DNA encoding CatA is not particularly limited as long as it can express the DNA encoding CatA, but is particularly preferable when a Brevibacillus bacterium is used as the host. Examples of conditions include the TMN medium used in the following examples, 30 ° C., and 2 to 4 days.
[0040]
Furthermore, when the expressed CatA is isolated and purified, it can be carried out by using methods known to those skilled in the art, singly or in combination. For example, it is possible to use ammonium sulfate precipitation, gel chromatography, ion exchange chromatography, affinity chromatography, or the like as appropriate, alone or in combination.
[0041]
In the method for activating a protein that does not exhibit physiological activity by acting the protein CatA having disulfide redox activity according to the present invention, the protein that does not exhibit physiological activity to which the method can be applied is produced by a gene recombination technique. Various proteins, various polypeptides chemically synthesized by a peptide synthesizer, various proteins synthesized by an in vitro protein synthesis system, and their contents. . In addition to the protein itself, the protein produced by genetic recombination technology is the biologically inactive material that is separated from and separated from the same production culture (transformant culture). Examples include proteins and their contents.
[0042]
Furthermore, in the protein activation method of the present invention, the amount of CatA that acts on the protein is not particularly limited. CatA can be acted on a protein by adding a solution in which CatA is dissolved in a buffer solution to the protein or solubilizing the protein with an appropriate denaturing agent and then adding CatA to the protein solution. Good. The reaction temperature is preferably 0 to 40 ° C., and the reaction time is suitably 1 to 5 hours.
[0043]
In addition, CatA of the present invention can be directly caused to act on a protein that does not exhibit physiological activity. However, when acting on an insoluble protein, the protein is first dissolved in a reducing denaturation solution, and further in the presence of a disulfide compound. CatA is preferably allowed to act. The reduced denaturing solution is preferably 0.1 to 0.2 M dithiothreitol, 1 to 6 M guanidine hydrochloride solution, or 1 to 8 M urea solution. The concentration of the protein that does not exhibit physiological activity dissolved in the denaturing solution is 0.00. About 1 to 40 mg / ml is appropriate. The disulfide compound is preferably oxidized glutathione or oxidized dithiothreitol. The disulfide compound must be added at a concentration exceeding the molar concentration of the sulfhydryl compound in the entire reaction solution.
[0044]
Furthermore, when CatA is reacted with a protein that does not exhibit physiological activity, CatA may be contacted by passing it through a protein solution immobilized in a closed space with an MF membrane or the like and dissolved in a buffer solution or the like. Is immobilized by adsorbing CatA on a carrier such as HP-20 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), which is a porous resin, to form an immobilized column, and a protein solution is supplied to this immobilized column to contact CatA You may let them.
[0045]
In addition, the protein CatA of the present invention can be used to increase the production amount of a recombinant protein having physiological activity by co-expressing a DNA encoding CatA and a DNA encoding another protein. is there. In this case, a preferred method for co-expressing DNA encoding CatA and DNA encoding another protein includes DNA encoding CatA and DNA encoding another protein, as shown in the Examples. This is a method of co-expression using a host transformed simultaneously with another expression vector.
[0046]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.
[0047]
(Example 1: Cloning of a novel gene catA)
Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 (FERM BP-6623) was cultured under conditions of 5 ml TMN, 30 ° C., 4 days. TMN medium is a medium in which neomycin is added to TM medium at a concentration of 50 μl / ml. The composition of TM medium is 1% polypeptone, 0.5% meat extract, 0.2% yeast extract, 1% glucose, FeSO Four ・ 7H 2 O 0.001%, MnSO Four ・ H 2 O 0.001%, ZnSO Four ・ 7H 2 O 0.001%, pH 7.0. After completion of the culture, the culture solution was centrifuged (8000 rpm, 30 minutes) at room temperature to collect bacteria. Next, the collected bacterial cells were washed twice with a 10 mM Tris (pH 7.5) -1 mM EDTA solution and then separated into a phenol layer to prepare a chromosomal DNA of Brevibacillus choshinensis HPD31-S5.
[0048]
Furthermore, primers were designed with reference to the nucleotide sequences of both the yneN of Bacillus subtilis and BH1522 genes of Bacillus halodurans presumed to encode a protein having disulfide redox activity, and Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 obtained above was used. PCR was performed using the chromosomal DNA as a template to obtain an amplification product of about 180 bp. The following primers were used.
[0049]
BbVM2 (forward primer): 5′-CATKTTTGGGRCKWCDTGTG-3 ′ (SEQ ID NO: 5: FIG. 11)
BbVM4 (backward primer): 5′-GTCRAKVAVAAYSGGDAASGT-3 ′ (SEQ ID NO: 6: FIG. 12)
(In the above sequences, R is A or G, Y is C or T, W is A or T, S is G or C, K is G or T, D is A or G or T, V Represents A, C, or G, respectively, and the forward primer BbVM2 corresponds to the base sequence from the 192nd to the 212th base of the Bacillus subtilis yneN gene ORF, and the backward primer BbVM4 also corresponds to the 355th to 375th sequence. Corresponding.)
[0050]
PCR was performed at 1.95 ° C. for 9 minutes, 2.94 ° C. for 30 seconds, 3.40 ° C. for 60 seconds, 4.72 ° C. for 90 seconds, 5.60 ° C. for 10 minutes: 2 to 4 were performed under 40 cycles. It was.
[0051]
Furthermore, when this PCR product was cloned into EcoRV digested pBR322 and the nucleotide sequence was decoded, it was confirmed that the PCR product was a partial sequence of the target gene from the similarity to both genes yneN and BH1522. Next, Southern analysis of the PstI-digested brevis chromosome was performed using the amplification product as a probe, and the result indicating that the target gene was contained in an approximately 2.5 kbp fragment was obtained. Therefore, the following two primers were designed from the internal sequence of the amplified product.
[0052]
Bb-OXRE2-5 ′: 5′-CAATGTGACCAATAGTGATAGTCCC-3 ′ (SEQ ID NO: 7: FIG. 13)
Bb-OXRE2-3 ′: 5′-CCTGATCTTTGTTACTCTCCGTAC-3 ′ (SEQ ID NO: 8: FIG. 14)
[0053]
Chromosomal DNA of Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 digested with the restriction enzyme PstI was subjected to agarose electrophoresis, a band corresponding to a size of 2.6 kbp was cut out from the gel, and self-ligation was performed. Using this self-ligated DNA as a template, PCR was carried out using the above two primers to obtain a 2.6 kbp PCR product. Furthermore, the base sequence of this product was decoded, and it was confirmed that the full length of the target gene was included. The novel gene presumed to encode a protein having this 531 bp disulfide redox activity was named catA. The base sequence of the gene catA is shown in SEQ ID NO: 2 (FIG. 8). The amino acid sequence of the protein corresponding to catA deduced from the base sequence of gene catA is shown in SEQ ID NO: 1 (FIG. 7). In this 177 amino acid protein, the thioredoxin motif is present at positions 73-76.
[0054]
(Example 2: Production of CatA by gene recombination method)
Further, in the protein corresponding to this novel gene catA, it is presumed that the position 1 to 26 is a secretory signal sequence and the 27th and subsequent alanine is a mature body, and it is presumed to be a mature body as shown below. Attempted production by genetic recombination for the part. However, whether the protein is actually a secreted protein in Brevibacillus choshinensis, or if it is secreted, the secret signal cleavage site must be before alanine.
[0055]
Based on the base sequence of the novel gene catA obtained in Example 1, the following two primers are prepared, PCR is performed using the chromosomal DNA of Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 as a template, and the mature form of the protein corresponding to the gene catA A gene encoding the alanine after the 27th position was amplified. PCR was performed by repeating a cycle of 95 ° C for 1 minute, 54 ° C for 1 minute, and 72 ° C for 1 minute 26 times.
[0056]
Primer 1 (forward): 5′-GGTCCGCTGCAGTCCGTAGCAGAGGTC-3 ′ (SEQ ID NO: 9: FIG. 15)
Primer 2 (backward): 5′-CGACGGATCCTATGGTTTTTCATTCAAAAGCTTGC-3 ′ (SEQ ID NO: 10: FIG. 16) In addition, Primer 1 has a PstI site (CTGCAG) and Primer 2 has a BamI site (BamH site). GGATCC).
[0057]
Next, the PCR product obtained above was digested with PstI and BamHI, then ligated to the expression vector pNCMO2 (Yashiro et al, Protein Expression and Purification 23, 113-120 (2001)) treated with the same enzyme, and the expression plasmid pNCcatA Got. The construction method and structure of the expression vector pNCcatA are shown in FIG.
[0058]
In this pNCcatA, DNA encoding alanine after position 27 of the amino acid sequence of the protein corresponding to the gene catA leads to the secretory signal sequence of the brevis cell wall protein contained in pNCMO2. Therefore, CatA secreted from HPD31-S5 is expected to be alanine at the N-terminus of the secreted protein because the secretory signal sequence is cleaved before alanine.
[0059]
Furthermore, this expression plasmid pNCcatA was introduced into Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 (FERM BP-6623) by electroporation (Takagi et al, Agric. Biol. Chem., 53, 3099-3100 (1989)). The obtained transformant was named Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 / pNCcatA, and deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Patent Biological Deposit Center under the accession number FERM P-19124.
[0060]
Then, this transformant Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 / pNCcatA (FERM P-19124) was cultured at 30 ° C. in 3 ml of TMN medium for 2 days. After completion of the culture, the culture solution was centrifuged at room temperature (8000 rpm, 30 minutes), and 4 μl of the supernatant was subjected to SDS-PAGE. The result of SDS-PAGE is shown in FIG. As shown in the result of SDS-PAGE, a staining band is present at a position corresponding to a molecular weight of about 17 kDa of the amino acid residue after the 27th position of the protein corresponding to the gene catA, and 27 of the protein corresponding to the gene catA. Of the present invention, which is a protein having the expression of DNA encoding the amino acid sequence after position (the base sequence is shown in SEQ ID NO: 4 (FIG. 10)) and the amino acid sequence after position 27 of the protein corresponding to the gene catA. Secretory production of the novel protein CatA was confirmed. Further, N-terminal analysis of CatA produced by secretion was performed to confirm that the N-terminal was alanine. The amino acid sequence of CatA obtained as described above is shown in SEQ ID NO: 3 (FIG. 9). In FIG. 2 (photograph substituted for a drawing showing the SDS-PAGE pattern), 1 is the result of the culture supernatant of the host fungus, and 2 is the result of the culture supernatant of the transformant transformed with the host fungus. is there.
[0061]
(Example 3: Activity measurement of CatA)
Furthermore, according to the following procedure, using the novel protein CatA of the present invention obtained in Example 2 above, disulfide bond formation / cleavage reaction by oxidation-reduction of the cysteine residue of insulin was performed, and the disulfide of the novel protein CatA of the present invention The redox activity was evaluated.
[0062]
The CatA enzyme preparation was prepared by the following procedure. The transformant Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 / pNCcatA (FERM P-19124) prepared in Example 2 was cultured under conditions of 5 ml TMN medium, 30 ° C., 4 days. After completion of the culture, the culture broth was centrifuged at room temperature (8000 rpm, 30 minutes), and 100 μl of the supernatant was used as a CatA enzyme preparation.
[0063]
A substrate solution in which insulin that causes an enzyme reaction was dissolved was prepared as follows. First, 25 mg of insulin was dissolved in 2 ml of 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, then 1N HCl was added to adjust the pH to 2-3, and then 1N NaOH was immediately added to return the pH to the original 8.0. Thereafter, water was added to make a total volume of 2.5 ml to obtain a 10-fold concentrated stock solution. When measuring the activity, this stock solution was diluted 10-fold with 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0) containing 2 mM EDTA.
[0064]
500 μl of the substrate solution in which the insulin prepared above was dissolved was placed in a glass cuvette for a spectrophotometer, and further 100 μl of the CatA enzyme preparation obtained above and 5 μl of 0.1 M DTT were added and reacted at 25 ° C. The course of the reaction is O.D. D. Followed by observation of the turbidity change of the reaction at 650. As a control, a pNCMO2 solution was used. The measurement results are shown in FIG.
[0065]
As shown in the measurement results of FIG. 3, an increase in the turbidity of the reaction solution was observed with the addition of CatA. This is presumably because addition of CatA formed a disulfide bond within the insulin molecule or between the insulin molecules, resulting in aggregation between the insulin molecules.
This result shows that the novel protein CatA of the present invention has disulfide redox activity.
[0066]
(Example 4: Conversion of hEGF having no physiological activity using CatA to hEGF having physiological activity)
(1) Preparation of inactive recombinant human epidermal growth factor (hEGF)
Brevibacillus choshinensis carrying the hEGF expression plasmid highly produces human epidermal growth factor (hEGF), but a part of the produced hEGF may be multimerized by forming a disulfide bond between hEGF molecules. Reported by Miyauchi et al. (Miyauchi et al, Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 21, 208-214, (1998)). This multimeric hEGF is known to be an inactive hEGF that does not have the physiological activity that hEGF originally has, and a method for separating multimeric hEGF from a culture solution is also reported in the same literature. . Therefore, multimeric hEGF, which is an inactive hEGF, was prepared by the following method based on the description in the document.
[0067]
Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 carrying the human epidermal growth factor (hEGF) expression plasmid pHT110 EGF described in the above document was subjected to liquid culture for 65 hours under the culture conditions described in that document, and the culture supernatant was recovered by centrifugation. Subsequently, the supernatant was adjusted to pH 3.0 with 6M hydrochloric acid to specifically aggregate multimeric hEGF, and this precipitate was collected by centrifugation. The precipitate was dissolved in a buffer solution of 0.1M Tris-HCl (pH 7.0), adjusted to pH 3.0 again with 6M hydrochloric acid, and the precipitate was collected by centrifugation. Further, the precipitate was suspended in distilled water, adjusted to pH 7.0 with sodium hydroxide solution, and then lyophilized to prepare multimeric hEGF, which is an inactive hEGF.
[0068]
(2) Conversion of inactive hEGF to active hEGF
Using inactive hEGF prepared by the above method, activation of inactive protein by CatA was tested by the following procedure. First, erythromycin and chloramphenicol are added to an inactive hEGF solution (5 mg / ml, pH 6.0) to a concentration of 100 μg / ml and neomycin at a concentration of 50 μg / ml, respectively, and 100 mM MES buffer (pH 6. 0) was added to prepare a solution with a hEGF concentration of 2 mg / ml. This solution was used as a reaction substrate for the enzyme reaction.
[0069]
The sample solution to be evaluated was prepared as follows. Brevibacillus choshinensis HPD31 was used as the host strain. HPD31 carrying the CatA expression vector pNCcatA, HPD31 carrying pNCMO2 and HPD31 not carrying a plasmid, the above three types of HPD31 are HP + 31 carrying a plasmid in a TM + neomycin medium, and HPD31 without a plasmid contains no drug. The cells were cultured in TM medium for 2 days. After completion of the culture, each culture solution is diluted by adding an appropriate amount of a centrifugal supernatant of the same culture solution. D. Adjusted to 660 = 2. This diluted solution was used as a sample solution.
[0070]
The activity was measured by the following procedure using the prepared substrate solution and sample solution. 100 μl of the sample solution and 1 μl of 200 mM reduced glutathione were added to 99 μl of the substrate solution, and the reaction was started at 35 ° C. 1, 3, 6 and 12 hours after the start of the reaction, the reaction solution was centrifuged, 50 μl of the supernatant was mixed with 50 μl of SDS-PAGE sample buffer not containing mercaptoethanol, heated at 70 ° C. for 10 minutes, and then 20 μl. SDS-PAGE was performed using The result of SDS-PAGE is shown in FIG. In FIG. 4 (drawing substitute photograph showing an SDS-PAGE pattern), 1, 2, 3, and 4 on the horizontal axis indicate reaction solutions 1, 3, 6, and 12 hours after the start of the reaction, respectively.
[0071]
As shown in FIG. 4, as a result of SDS-PAGE, a band corresponding to the molecular weight of active hEGF was obtained in the reaction solution to which the sample solution containing CatA was added, and the band became deeper as the reaction time passed. . Therefore, it was demonstrated that the protein CatA of the present invention has a function of converting a protein having physiological activity by acting on a protein that does not exhibit physiological activity.
[0072]
(Example 5: Change in production amount of active hEGF by co-expression of hEGF and CatA) Furthermore, hEGF expression plasmid pHT110 EGF and CatA expression plasmid pNCcatA were introduced into the same host, and the effect of CatA coexpression on hEGF production was observed. investigated. Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 was used as the host. The host was transformed by mixing the expression plasmids pHT110 EGF and pNCcatA at a ratio of 1: 1, and then introducing the expression plasmid into the host by electroporation. After transformation, the cells were applied to 2SLEN plate medium. 2SLEN medium is a medium in which erythromycin, a resistance marker for pHT110 EGF, is added to 2SL medium at a concentration of 10 μl / ml, and neomycin, a resistance marker for pNCcatA, is added at a concentration of 50 μl / ml. The composition of the 2SL medium is 4% polypeptone S, 0.5% yeast extract (Lalman), FeSO Four ・ 7H 2 O 0.001%, MnSO Four ・ 4H 2 O 0.001%, ZnSO Four ・ 7H 2 O 0.001%, pH 7.2. The 2SLEN medium coated with the cells was placed at 30 ° C. for 2 days, and the cells were cultured. The transformant constituting the appearing colony retained both pHT110 EGF and pNCcatA plasmids. After completion of the culture, the culture supernatant was subjected to SDS-PAGE under reducing and non-reducing conditions, and Western blotting using CBB staining and anti-hEGF antibody was performed. The results of CBB (Coomassie Brilliant Blue) staining on SDS-PAGE are shown in FIG. 5 (drawing substitute photo), and the results of Western blotting using an anti-hEGF antibody are shown in FIG. 6 (drawing substitute photo). Show.
[0073]
Furthermore, in order to know the amount of active hEGF in the supernatant, a quantitative analysis was separately performed by HPLC. As a result of HPLC analysis, the value of 0.65 g / l was obtained when the average of the control coexpressed CatA with respect to 0.41 g / l. That is, about 60% of promoting effect was recognized by co-expression.
[0074]
As a result of the above-described experiment, the novel protein CatA of the present invention can reduce the production amount of a recombinant protein having physiological activity by co-expressing a DNA encoding CatA and a DNA encoding another recombinant protein. It has been demonstrated to have an increasing function.
[0075]
As a result of the above experiment, the novel protein CatA of the present invention has a disulfide redox activity, and further has a physiological activity when a protein that does not exhibit the physiological activity is allowed to act on a protein that does not exhibit the physiological activity. Further, the novel protein CatA of the present invention has physiological activity by co-expressing DNA encoding CatA and DNA encoding another recombinant protein. It has been demonstrated that it has the function of increasing the amount of recombinant protein produced.
[0076]
【The invention's effect】
The present invention provides a novel protein CatA having disulfide redox activity derived from a bacterium belonging to the genus Brevibacillus, a DNA encoding the protein, and a method for activating a protein not exhibiting physiological activity using the enzyme. Since the protein CatA of the present invention has a disulfide redox activity, it can be used to activate a protein that does not exhibit physiological activity by acting on a protein that does not exhibit physiological activity. Furthermore, the protein CatA of the present invention is used for increasing the production amount of a recombinant protein having physiological activity by co-expressing a DNA encoding CatA and a DNA encoding another recombinant protein. Is possible.
[0077]
[Sequence Listing]
Figure 0004252299
Figure 0004252299
Figure 0004252299
Figure 0004252299
Figure 0004252299

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the construction method and structure of an expression vector pNCcatA for the novel protein CatA of the present invention.
FIG. 2 is a drawing-substituting photograph of SDS-PAGE showing the expression of the novel protein CatA of the present invention incorporated into the expression vector pNCcatA.
FIG. 3 is a view showing the results of an activity measurement test using insulin of the novel protein CatA of the present invention.
FIG. 4 is a drawing-substituting photograph of SDS-PAGE showing the production of active hEGF using the novel protein CatA of the present invention.
FIG. 5 is a drawing-substituting photograph showing the results of subjecting a culture supernatant co-expressed with a DNA encoding the novel protein CatA of the present invention and a DNA encoding hEGF to SDS-PAGE and performing CBB staining.
FIG. 6 shows the results of subjecting a culture supernatant in which DNA encoding the novel protein CatA of the present invention and DNA encoding hEGF to co-expression to SDS-PAGE and Western blotting using an anti-EGF antibody. Drawing substitute photo.
FIG. 7 shows the amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) of the expressed protein deduced from the base sequence of gene catA.
FIG. 8 shows the base sequence (SEQ ID NO: 2) of the gene catA according to the present invention.
FIG. 9 shows the amino acid sequence (SEQ ID NO: 3) of a novel protein CatA having disulfide redox activity according to the present invention.
FIG. 10 shows the base sequence (SEQ ID NO: 4) of a DNA encoding the amino acid sequence after position 27 of the protein corresponding to the gene catA (that is, the amino acid sequence of the novel protein CatA).
FIG. 11 shows the base sequence of primer BbVM2 (SEQ ID NO: 5).
FIG. 12 shows the base sequence of primer BbVM2 (SEQ ID NO: 6).
FIG. 13 shows the base sequence (SEQ ID NO: 7) of primer Bb-OXRE2-5 ′.
FIG. 14 shows the base sequence (SEQ ID NO: 8) of primer Bb-OXRE2-3 ′.
FIG. 15 shows the base sequence (SEQ ID NO: 9) of primer Primer 1 (forward).
FIG. 16 shows the base sequence (SEQ ID NO: 10) of primer Primer 2 (backward).

Claims (8)

以下の(a)または(b)のタンパク質CatA。
(a)配列表の配列番号3に示すアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列表の配列番号3に示すアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸残基が置換、欠失、付加、もしくは挿入されたアミノ酸配列からなり、かつ、ジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質。
Protein CatA of the following (a) or (b).
(A) A protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
(B) A protein having an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are substituted, deleted, added, or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having disulfide redox activity.
以下の(a)または(b)のタンパク質をコードするDNA。
(a)配列表の配列番号3に示すアミノ酸配列からなるタンパク質。
(b)配列表の配列番号3に示すアミノ酸配列において、1または数個のアミノ酸残基が置換、欠失、付加、もしくは挿入されたアミノ酸配列からなり、かつ、ジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質。
DNA encoding the following protein (a) or (b):
(A) A protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.
(B) A protein having an amino acid sequence in which one or several amino acid residues are substituted, deleted, added, or inserted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing and having disulfide redox activity.
以下の(A)または(B)に示すDNAである請求項2に記載の遺伝子のDNA。
(A)配列表の配列番号4に示す塩基配列からなるDNA。
(B)配列表の配列番号4に示す塩基配列からなるプローブと、ストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、かつ、ジスルフィド酸化還元活性を有するタンパク質をコードするDNA。
The DNA of the gene according to claim 2, which is DNA shown in the following (A) or (B).
(A) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing.
(B) A DNA that hybridizes with a probe consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the sequence listing under a stringent condition and encodes a protein having disulfide redox activity.
配列表の配列番号4に示す塩基配列からなるDNAを含有する発現ベクターにより形質転換してなる形質転換体、ブレビバチルス・チョウシネンシス(Brevibacillus choshinensis)HPD31−S5/pNCcatA(FERM P−19124)。  Brevibacillus choshinensis HPD31-S5 / pNCcatA (FERM P-19124), a transformant obtained by transformation with an expression vector containing a DNA consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4 in the Sequence Listing. 請求項2又は3に記載のDNAを含有する発現ベクターにより宿主を形質転換した形質転換体を培養し、培養物から請求項1に記載のタンパク質CatAを回収することを特徴とする、請求項1に記載のタンパク質CatAの製造方法。  The transformant obtained by transforming a host with the expression vector containing the DNA according to claim 2 or 3 is cultured, and the protein CatA according to claim 1 is recovered from the culture. A method for producing the protein CatA described in 1. 生理活性を示さないヒト上皮細胞成長因子(hEGF)に請求項1に記載のタンパク質CatAを作用させること、を特徴とするヒト上皮細胞成長因子(hEGF)の活性化方法。  A method for activating human epidermal growth factor (hEGF), which comprises allowing the protein CatA according to claim 1 to act on human epidermal growth factor (hEGF) that does not exhibit physiological activity. ヒト上皮細胞成長因子(hEGF)をコードするDNAを含有する発現ベクター、及び、請求項2又は3に記載のDNAを含有する発現ベクターにより、宿主を形質転換し、該宿主を培養することにより、ヒト上皮細胞成長因子(hEGF)をコードするDNAと請求項2又は3に記載のDNAを同時に発現させ、ヒト上皮細胞成長因子(hEGF)を回収すること、を特徴とする生理活性を有する遺伝子組換えヒト上皮細胞成長因子(hEGF)の製造方法。  By transforming a host with an expression vector containing DNA encoding human epidermal growth factor (hEGF) and an expression vector containing the DNA according to claim 2 or 3, and culturing the host, A gene group having physiological activity, characterized by simultaneously expressing DNA encoding human epidermal growth factor (hEGF) and the DNA according to claim 2 or 3 and recovering human epidermal growth factor (hEGF) A method for producing recombinant human epidermal growth factor (hEGF). 遺伝子組換え宿主が、ブレビバチルス・チョウシネンシス(Brevibacillus choshinensis)である請求項5または7に記載の方法。  The method according to claim 5 or 7, wherein the genetically modified host is Brevibacillus choshinensis.
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