JP4996934B2 - Production method of recombinant lysozyme - Google Patents

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Description

本発明は、リゾチームの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing lysozyme.

感染症に対する治療薬としては抗生物質を投与することが一般的である。しかしながら、抗生物質の汎用は耐性菌の出現を促進し、絶えず新しい抗生物質を開発する必要性に迫られるという悪循環が繰り返されている。   Antibiotics are generally administered as a therapeutic agent for infectious diseases. However, the widespread use of antibiotics promotes the emergence of resistant bacteria, and the vicious circle is repeated, constantly pressing for the need to develop new antibiotics.

また、近年では家畜や養殖魚類の治療や飼料添加物として、人体用の倍以上の総量の抗生物質が使用されるようになっている。そのため、動物体内で抗生物質耐性菌が発生し、人体へそれら耐性菌が侵入することが懸念されている。耐性菌が体内で繁殖して病原性を発揮した場合、抗生物質が効かないので非常に危険であり、院内感染では大きな問題になっている。そこで感染症に対して、抗生物質に頼らない治療法の確立が必要となってきている。   Further, in recent years, a total amount of antibiotics more than double that of the human body has been used as a treatment or feed additive for livestock and farmed fish. Therefore, antibiotic-resistant bacteria are generated in the animal body, and there is a concern that these resistant bacteria enter the human body. When resistant bacteria propagate in the body and exhibit pathogenicity, antibiotics do not work, so it is very dangerous and is a major problem in nosocomial infections. Therefore, it has become necessary to establish treatments that do not rely on antibiotics for infectious diseases.

一方、リゾチームは、天然のタンパク質であるため、動物へ投与しても免疫反応等の副作用を生じない。また、リゾチームは、細菌の細胞壁の主構成物質であるペプチドグリカンを直接攻撃し、溶解するので薬剤耐性菌の発生を助長することもない。これらの利点から、抗生物質に代わる抗菌剤としてはリゾチームが最良の選択肢の1つであると考えられる。   On the other hand, since lysozyme is a natural protein, it does not cause side effects such as immune reaction even when administered to animals. In addition, lysozyme directly attacks and dissolves peptidoglycan, which is a main constituent of bacterial cell walls, and does not promote the development of drug-resistant bacteria. These advantages suggest that lysozyme is one of the best alternatives to replace antibiotics.

また、ヒトリゾチーム(以下では、「HLY」という)はHIVに対する直接的な抗ウイルス効果が報告されている。従って、HLY以外の他の動物由来のリゾチーム(例えば、ブタリゾチーム(以下では、「PLY」という))においてもレトロウイルスに対する抗ウイルス剤としての使用が期待できる。   Human lysozyme (hereinafter referred to as “HLY”) has been reported to have a direct antiviral effect on HIV. Accordingly, lysozyme derived from animals other than HLY (for example, porcine lysozyme (hereinafter referred to as “PLY”)) can be expected to be used as an antiviral agent against retroviruses.

従来のリゾチームの製造において、例えば、PLYについてはブタの乳汁等の体液から天然のPLYを回収して精製していた。しかしながら、当該製造方法では、コストが莫大なものになるため、家畜用製剤としては価格が高くなり過ぎることから実用化が図られることはなかった。   In the conventional production of lysozyme, for example, for PLY, natural PLY has been collected and purified from body fluids such as pig milk. However, since the production method is enormous in cost, it has not been put to practical use because it is too expensive as a livestock preparation.

また、リゾチームは細菌の細胞壁を溶解するので、大腸菌やバチルス等の細菌系のタンパク質発現系では生産することができず、リゾチームが大量生産されたとの報告は従来まではなかった。   In addition, since lysozyme dissolves bacterial cell walls, it cannot be produced by bacterial protein expression systems such as Escherichia coli and Bacillus, and there has been no report that lysozyme was mass-produced.

本発明は、上述した実情に鑑み、リゾチームを大量に生産することが可能なリゾチームの製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a method for producing lysozyme capable of producing lysozyme in large quantities.

上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、酵母又は昆虫細胞にリゾチームをコードする遺伝子を導入し、得られた形質転換体を培養することで、リゾチームを培養液中に分泌生産できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to solve the above problems, it was found that lysozyme can be secreted and produced in a culture solution by introducing a gene encoding lysozyme into yeast or insect cells and culturing the resulting transformant. The present invention has been completed.

本発明は以下を包含する。   The present invention includes the following.

(1)リゾチームをコードする遺伝子を有する酵母又は昆虫細胞を培養する工程を含み、前記培養によりリゾチームが分泌生産されることを特徴とする、リゾチームの製造方法。
(2)上記リゾチームが哺乳動物由来のリゾチームであることを特徴とする、(1)記載の方法。
(3)上記哺乳動物がブタ、ヒト及びウシから成る群より選択されることを特徴とする、(2)記載の方法。
(4)上記昆虫細胞がヨトウガ由来の細胞であることを特徴とする、(1)〜(3)のいずれか1記載の方法。
(5)上記培養が浸透圧213mOsm/kg〜309mOsm/kg下で行われることを特徴とする、(1)〜(4)のいずれか1記載の方法。
(6)上記培養が浮遊培養であることを特徴とする、(1)〜(5)のいずれか1記載の方法。
(1) A method for producing lysozyme, comprising a step of culturing yeast or insect cells having a gene encoding lysozyme, wherein lysozyme is secreted and produced by the culture.
(2) The method according to (1), wherein the lysozyme is a lysozyme derived from a mammal.
(3) The method according to (2), wherein the mammal is selected from the group consisting of pig, human and cow.
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the insect cell is a cell derived from sugar beet.
(5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the culture is performed under an osmotic pressure of 213 mOsm / kg to 309 mOsm / kg.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein the culture is suspension culture.

本発明に係るリゾチームの製造方法によれば、リゾチームを安全に、且つ安価に大量生産することができる。   According to the lysozyme manufacturing method of the present invention, lysozyme can be mass-produced safely and inexpensively.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るリゾチームの製造方法は、リゾチームをコードする遺伝子(以下、「リゾチーム遺伝子」という)を有する酵母又は昆虫細胞を培養し、培養液中にリゾチームを分泌生産する方法である。本発明に係るリゾチームの製造方法によれば、リゾチームを大量生産することができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing lysozyme according to the present invention is a method for culturing yeast or insect cells having a gene encoding lysozyme (hereinafter referred to as “lysozyme gene”) and secreting and producing lysozyme in the culture solution. According to the method for producing lysozyme according to the present invention, lysozyme can be mass-produced.

本発明において、リゾチーム遺伝子は、いずれの動物種や植物種由来のリゾチーム遺伝子を含むが、哺乳動物由来のリゾチーム遺伝子が好ましい。哺乳動物由来のリゾチーム遺伝子としては、例えば、PLY遺伝子(塩基配列:配列番号1、対応するアミノ酸配列:配列番号2)、HLY遺伝子(塩基配列:配列番号3、対応するアミノ酸配列:配列番号4)、ウシ由来のリゾチーム(以下では、「BLY」という)遺伝子(塩基配列:配列番号5、対応するアミノ酸配列:配列番号6)が挙げられる。   In the present invention, the lysozyme gene includes a lysozyme gene derived from any animal species or plant species, and a lysozyme gene derived from a mammal is preferred. Examples of lysozyme genes derived from mammals include PLY gene (base sequence: SEQ ID NO: 1, corresponding amino acid sequence: SEQ ID NO: 2), HLY gene (base sequence: SEQ ID NO: 3, corresponding amino acid sequence: SEQ ID NO: 4). And bovine-derived lysozyme (hereinafter referred to as “BLY”) gene (base sequence: SEQ ID NO: 5, corresponding amino acid sequence: SEQ ID NO: 6).

図1は、PLY遺伝子とHLY遺伝子との塩基配列レベルでのアライメントを示す。図1において、上段の塩基配列がPLY遺伝子であり、一方、下段の塩基配列がHLY遺伝子である。また、図2は、PLY遺伝子とBLY遺伝子との塩基配列レベルでのアライメントを示す。図2において、上段の塩基配列がPLY遺伝子であり、一方、下段の塩基配列がBLY遺伝子である。なお、図1及び2において、PLY遺伝子の塩基配列中、第360番目の塩基がCからTに変更されている。   FIG. 1 shows an alignment at the base sequence level between the PLY gene and the HLY gene. In FIG. 1, the upper base sequence is the PLY gene, while the lower base sequence is the HLY gene. FIG. 2 shows alignment at the base sequence level between the PLY gene and the BLY gene. In FIG. 2, the upper base sequence is the PLY gene, while the lower base sequence is the BLY gene. 1 and 2, the 360th base is changed from C to T in the base sequence of the PLY gene.

図1及び2に示すように、PLY遺伝子はHLY遺伝子と80.3%の同一性、BLY遺伝子と77.6%の同一性を有し、これらリゾチーム遺伝子は高い相同性を有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the PLY gene has 80.3% identity with the HLY gene and 77.6% identity with the BLY gene, and these lysozyme genes have high homology.

本発明において、リゾチーム遺伝子とは、上述のPLY遺伝子(配列番号1)、HLY遺伝子(配列番号3)及びBLY遺伝子(配列番号5)の塩基配列を含む各リゾチーム遺伝子の塩基配列から成るDNAを意味する。また、リゾチーム遺伝子には、各リゾチーム遺伝子の塩基配列において、1又は数個(例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個)の塩基が置換、欠失又は付加された塩基配列から成り、且つリゾチーム活性(即ち、抗菌活性)を有するタンパク質をコードするDNA、各リゾチーム遺伝子の塩基配列から成るDNAに相補的な塩基配列から成るDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズし、且つリゾチーム活性を有するタンパク質をコードするDNA、及び各リゾチーム遺伝子の塩基配列と、80%以上、好ましくは90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、特に好ましくは99%以上同一である塩基配列から成り、且つリゾチーム活性を有するタンパク質をコードするDNAも含まれる。例えば、遺伝子の安定性を考慮し、PLY遺伝子の塩基配列(配列番号1)において、第358番目〜第360番目の3塩基「gac」を「gat」に変更した塩基配列(配列番号7)から成るDNAも、PLY遺伝子に含まれる。なお、当該配列番号7に示される塩基配列から成るDNAは、配列番号1に示される塩基配列と同様に、配列番号2に示されるアミノ酸配列から成るPLYをコードする。   In the present invention, the lysozyme gene means a DNA consisting of the base sequences of the respective lysozyme genes including the base sequences of the above-mentioned PLY gene (SEQ ID NO: 1), HLY gene (SEQ ID NO: 3) and BLY gene (SEQ ID NO: 5). To do. In the lysozyme gene, one or several (for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3) bases are substituted, deleted or deleted in the base sequence of each lysozyme gene. DNA that consists of an added base sequence and encodes a protein having lysozyme activity (i.e., antibacterial activity), and a DNA that consists of a base sequence complementary to the DNA consisting of the base sequence of each lysozyme gene, under stringent conditions DNA encoding a protein that hybridizes and has lysozyme activity, and the base sequence of each lysozyme gene, 80% or more, preferably 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, In particular, DNA encoding a protein consisting of a base sequence that is 99% or more identical and having lysozyme activity is also included. For example, in consideration of gene stability, in the base sequence of the PLY gene (SEQ ID NO: 1), from the base sequence (SEQ ID NO: 7) in which the 358th to 360th three bases “gac” are changed to “gat” The resulting DNA is also included in the PLY gene. The DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 encodes PLY consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, similarly to the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.

一方、リゾチームは上述のPLY(配列番号2)、HLY(配列番号4)及びBLY(配列番号6)のアミノ酸配列を含む各リゾチームのアミノ酸配列から成るタンパク質である。従って、リゾチーム遺伝子には、各リゾチームのアミノ酸配列から成るタンパク質をコードするDNA、各リゾチームのアミノ酸配列において、1又は数個(例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個)のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたアミノ酸配列から成り、且つリゾチーム活性を有するタンパク質をコードするDNA、及び各リゾチームのアミノ酸配列と、80%以上、好ましくは90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、特に好ましくは99%以上同一であるアミノ酸配列から成り、且つリゾチーム活性を有するタンパク質をコードするDNAも含まれる。   On the other hand, lysozyme is a protein comprising the amino acid sequence of each lysozyme including the amino acid sequences of PLY (SEQ ID NO: 2), HLY (SEQ ID NO: 4) and BLY (SEQ ID NO: 6). Accordingly, the lysozyme gene includes DNA encoding a protein comprising the amino acid sequence of each lysozyme, and 1 or several (for example, 1 to 10, preferably 1 to 5, particularly preferably 1) in the amino acid sequence of each lysozyme. DNA encoding a protein having a lysozyme activity, and a lysozyme amino acid sequence consisting of an amino acid sequence in which (~ 3) amino acids are substituted, deleted or added, and 80% or more, preferably 90% or more, 95 %, 96% or more, 97% or more, 98% or more, particularly preferably 99% or more of the same amino acid sequence, and DNA encoding a protein having lysozyme activity is also included.

上述のリゾチーム活性(抗菌活性)は、例えば、細菌(例えば、ミクロコッカス・リゾデイクチカス(Micrococcus lysodeikticus))の細胞壁に対する加水分解活性を指標に評価することができる。   The above-mentioned lysozyme activity (antibacterial activity) can be evaluated using, for example, the hydrolysis activity of the bacteria (for example, Micrococcus lysodeikticus) on the cell wall as an index.

また、上述のストリンジェントな条件とは、例えばリン32で標識したプローブDNAを用いる場合には、5 X SSC(0.75M NaCl、0.75Mクエン酸ナトリウム)、5 X デンハルト試薬(0.1%フィコール、0.1%ポリビニルピロリドン、0.1%ウシ血清アルブミン)及び0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)から成るハイブリダイゼーション溶液中で、温度が45℃〜65℃、好ましくは55℃〜65℃である。また洗浄ステップにおいては、2 X SSC及び0.1%SDSから成る洗浄溶液中で温度が45℃〜55℃、より好ましくは0.1 X SSC及び0.1%SDSから成る洗浄溶液中で温度が45℃〜55℃である。AlkPhos direct labeling module(アマシャムバイオテク)のキットを用いて酵素標識したプローブDNAを用いる場合には、該キットのマニュアルに記載されている組成のハイブリダイゼーション溶液(0.5M NaCl及び4%ブロッキング試薬を含む)中で温度が55℃〜75℃である。また洗浄ステップにおいては、該キットのマニュアルに記載されている一次洗浄液(2M 尿素を含む)中で55℃〜75℃、且つ二次洗浄液中で室温である。また、他の検出法であってもよく、その場合にはその検出法の標準的な条件であってよい。   The stringent conditions described above are, for example, when using probe DNA labeled with phosphorus 32, 5 × SSC (0.75M NaCl, 0.75M sodium citrate), 5 × Denhardt's reagent (0.1% Ficoll, 0.1% In a hybridization solution consisting of 0.1% polyvinylpyrrolidone, 0.1% bovine serum albumin) and 0.1% sodium dodecyl sulfate (SDS), the temperature is 45 ° C. to 65 ° C., preferably 55 ° C. to 65 ° C. In the washing step, the temperature is 45 ° C. to 55 ° C. in the washing solution consisting of 2 × SSC and 0.1% SDS, more preferably 45 ° C. to 55 ° C. in the washing solution consisting of 0.1 × SSC and 0.1% SDS. It is. When using an enzyme-labeled probe DNA using the kit of AlkPhos direct labeling module (Amersham Biotech), a hybridization solution having the composition described in the manual of the kit (including 0.5 M NaCl and 4% blocking reagent) The temperature is 55 to 75 ° C. In the washing step, the temperature is 55 ° C. to 75 ° C. in the primary washing solution (containing 2M urea) described in the manual of the kit and the room temperature in the secondary washing solution. In addition, other detection methods may be used, and in that case, standard conditions of the detection method may be used.

リゾチーム遺伝子は、例えば由来する動物種又は植物種のゲノムDNAやcDNAを鋳型とし、リゾチーム遺伝子に対して設計した適当なプライマーを用いたPCRによって得ることができる。   The lysozyme gene can be obtained, for example, by PCR using the genomic DNA or cDNA of the animal species or plant species from which it was derived as a template and using appropriate primers designed for the lysozyme gene.

一方、本発明において、宿主となる酵母としては、例えば、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)(例えば、kk-4株及びA2-1-1A株等の細胞株)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)(例えば、NCYC1913株及びNCYC2036株等の細胞株)、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)(例えば、KM71株及びSMD1168株などの細胞株)が挙げられる。また、宿主となる昆虫細胞としては、例えば、カイコ由来の細胞(例えば、BmN4細胞等の細胞株)、ヨトウガ由来の細胞(例えば、Sf-9細胞及びexpresSF+細胞(以下、「SF+細胞」という)等の細胞株)、イラクサギンウワバ由来の細胞(例えば、MG1細胞及びHigh Five細胞等の細胞株)が挙げられる。   On the other hand, examples of yeast used as a host in the present invention include Saccharomyces cerevisiae (for example, cell lines such as kk-4 and A2-1-1A strains), Schizosaccharomyces pombe pombe (Schizosaccharomyces pombe). (For example, cell lines such as NCYC1913 and NCYC2036) and Pichia pastoris (for example, cell lines such as KM71 and SMD1168). Examples of insect cells that serve as hosts include silkworm-derived cells (for example, cell lines such as BmN4 cells), sugar beet-derived cells (for example, Sf-9 cells and expresSF + cells (hereinafter referred to as `` SF + cells '')). And cell lines derived from nettle guava (for example, cell lines such as MG1 cells and High Five cells).

本発明において、先ずリゾチーム遺伝子を酵母又は昆虫細胞に導入し、リゾチーム遺伝子を有する酵母又は昆虫細胞(即ち、形質転換体)を作製する。   In the present invention, first, a lysozyme gene is introduced into a yeast or insect cell to produce a yeast or insect cell (ie, transformant) having the lysozyme gene.

酵母又は昆虫細胞への導入すべきリゾチーム遺伝子の形態は、例えば、リゾチーム遺伝子を含むDNA、又はリゾチーム遺伝子を含む発現ベクターであってよい。リゾチーム遺伝子を含む発現ベクターは、適当なベクターのマルチクローニングサイト等にリゾチーム遺伝子を挿入することで得ることができる。適当なベクターとしては、宿主が酵母である場合には、例えばYEpベクター、YCpベクター、pPIC3.5Kベクターなどが挙げられ、一方、宿主が昆虫細胞である場合には、例えばバキュロウイルスベクター(カイコ核多角体病ウイルス(BmNPV)ベクター、Autographa californica核多角体病ウイルス(AcNPV)ベクターなど)が挙げられる。なお、ベクターには、プロモーター、エンハンサー、ターミネーター等の制御領域が適宜含まれていることが好ましい。   The form of the lysozyme gene to be introduced into yeast or insect cells may be, for example, a DNA containing a lysozyme gene or an expression vector containing a lysozyme gene. An expression vector containing a lysozyme gene can be obtained by inserting the lysozyme gene into a multicloning site or the like of an appropriate vector. Suitable vectors include, for example, YEp vector, YCp vector, pPIC3.5K vector, and the like when the host is yeast, whereas when the host is an insect cell, for example, baculovirus vector (Silk nuclei). Polyhedrosis virus (BmNPV) vector, Autographa californica nuclear polyhedrosis virus (AcNPV) vector, etc.). In addition, it is preferable that control vectors, such as a promoter, an enhancer, and a terminator, are suitably included in the vector.

酵母へのリゾチーム遺伝子を含むDNA又は発現ベクターの導入方法は、酵母にDNAを導入する方法であれば特に限定されず、例えばエレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法等が挙げられる。   The method for introducing a DNA or expression vector containing a lysozyme gene into yeast is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into yeast, and examples thereof include an electroporation method, a spheroplast method, and a lithium acetate method.

また、昆虫細胞へのリゾチーム遺伝子を含むDNA又は発現ベクターの導入方法は、例えばリン酸カルシウム法、リポフェクション法、エレクトロポレーション法等が挙げられる。   Examples of methods for introducing DNA or expression vectors containing lysozyme genes into insect cells include the calcium phosphate method, lipofection method, electroporation method and the like.

本発明では、次いで得られた形質転換体を培養し、リゾチーム遺伝子を発現させ、リゾチームタンパク質を産生させる。培養条件としては、リゾチーム遺伝子が発現する条件であればよく、例えば、宿主が酵母である場合には、20〜35℃(好ましくは25〜30℃)の温度、pH 1.4〜9.0(好ましくはpH 5.0〜6.0)下で、72時間〜168時間(好ましくは、72〜120時間)が挙げられる。また、宿主がカイコ由来細胞である場合には、培養条件としては、例えば、20〜30℃(好ましくは25〜28℃)の温度、pH 6.0〜7.0(好ましくはpH 6.2〜6.5)下で、72時間〜240時間(好ましくは、96〜168時間)が挙げられる。さらに、宿主がヨトウガ由来細胞あるいはイラクサギンウワバ由来細胞である場合には、培養条件としては、例えば、20〜30℃(好ましくは25〜28℃)の温度、pH 6.0〜7.0(好ましくはpH 6.2〜6.5)下で、72時間〜240時間(好ましくは、96〜168時間)が挙げられる。また、培養は、浮遊培養で行われることが好ましい。   In the present invention, the obtained transformant is then cultured, the lysozyme gene is expressed, and lysozyme protein is produced. The culture conditions may be any conditions as long as the lysozyme gene is expressed.For example, when the host is yeast, the temperature is 20 to 35 ° C. (preferably 25 to 30 ° C.), pH 1.4 to 9.0 (preferably pH For example, from 72 to 168 hours (preferably 72 to 120 hours). When the host is a silkworm-derived cell, the culture conditions include, for example, a temperature of 20 to 30 ° C. (preferably 25 to 28 ° C.), pH 6.0 to 7.0 (preferably pH 6.2 to 6.5), 72 hours to 240 hours (preferably 96 to 168 hours). Furthermore, when the host is a mushroom-derived cell or a nettle-derived oyster-derived cell, the culture conditions include, for example, a temperature of 20-30 ° C. (preferably 25-28 ° C.), pH 6.0-7.0 (preferably pH 6.2). -6.5) and 72 hours to 240 hours (preferably 96 to 168 hours). Moreover, it is preferable that culture | cultivation is performed by suspension culture.

さらに、培養液(培地)の浸透圧を好適にすることで、形質転換体より分泌生産されるリゾチーム量を高くすることができる。培養液の浸透圧は、例えば、194mOsm/kg〜321mOsm/kg、好ましくは213mOsm/kg〜309mOsm/kgとする。浸透圧の調整は、例えば無機質濃度の増減、糖類の添加、純水による希釈などによって行うことができる。   Furthermore, by making the osmotic pressure of the culture solution (medium) suitable, the amount of lysozyme secreted and produced from the transformant can be increased. The osmotic pressure of the culture solution is, for example, 194 mOsm / kg to 321 mOsm / kg, preferably 213 mOsm / kg to 309 mOsm / kg. The osmotic pressure can be adjusted by, for example, increasing or decreasing the inorganic concentration, adding saccharides, or diluting with pure water.

本発明においては、リゾチーム遺伝子を有する形質転換体からリゾチームが分泌生産されることとなる。従って、培養後、培養液をそのまま使用してもよいし、また培養液を形質転換体から分離し、抽出や精製等に供することで、リゾチームを単離精製することができる。抽出や精製方法としては、一般的にタンパク質を抽出や精製する際に使用される方法であってよく、例えば、濾過、有機溶媒抽出、クロマトグラフィー、電気泳動等が挙げられる。   In the present invention, lysozyme is secreted and produced from a transformant having a lysozyme gene. Therefore, after culturing, the culture solution may be used as it is, or the lysozyme can be isolated and purified by separating the culture solution from the transformant and subjecting it to extraction or purification. The extraction or purification method may be a method generally used when extracting or purifying proteins, and examples thereof include filtration, organic solvent extraction, chromatography, and electrophoresis.

以上に説明した本発明に係るリゾチームの製造方法によれば、リゾチームを安全に、且つ安価に大量生産することができる。特にヨトウガ由来細胞(例えば、Sf-9細胞、SF+細胞)を用いて、低浸透圧(213〜309mOsm/kg)下で培養した場合の生産性は高く、大幅なコストダウンが可能であり、産業界では広範な利用が期待できる。   According to the lysozyme manufacturing method of the present invention described above, lysozyme can be mass-produced safely and inexpensively. Especially when using sugar beet-derived cells (for example, Sf-9 cells, SF + cells) and culturing under low osmotic pressure (213-309mOsm / kg), the productivity is high, and the cost can be drastically reduced. Widespread use can be expected in the world.

また、例えば、ブタが感染症に罹患した際に、抗生物質ではなくPLYを投与して治療するようにすれば抗生物質耐性菌の発生は未然に防がれることになる。また、豚肉や加工品から残留抗生物質が人体へ移行することもない。   In addition, for example, when a pig suffers from an infection, if it is treated by administering PLY instead of antibiotics, the development of antibiotic-resistant bacteria can be prevented beforehand. In addition, there is no transfer of residual antibiotics from pork and processed products to the human body.

従来、食品の防腐剤や感冒薬として卵白リゾチームが使用されており、アトピーなどのアレルギー症状の誘起が問題になっている。従って、本発明に係るリゾチームの製造方法により作製されたPLY、HLY及びBLY等のリゾチームを用いて卵白リゾチームの代用とすることで解決する可能性がある。   Conventionally, egg white lysozyme has been used as a food preservative and cold medicine, and induction of allergic symptoms such as atopy has been a problem. Therefore, there is a possibility of solving by substituting egg white lysozyme using lysozyme such as PLY, HLY and BLY produced by the method for producing lysozyme according to the present invention.

さらに本発明に係るリゾチームの製造方法によれば、HLYを生産でき、畜産分野に限らず、広く医薬品分野、食品分野における利用が考えられる。また昆虫細胞培養液の至適浸透圧に関する知見はリゾチームのみならず、様々な種類のタンパク質の生産において、分泌量の向上に貢献すると考えられる。   Furthermore, according to the method for producing lysozyme according to the present invention, HLY can be produced, and not only in the livestock field but also widely used in the pharmaceutical field and food field. In addition, the knowledge about the optimal osmotic pressure of insect cell culture solution is considered to contribute to the improvement of secretion amount in the production of various types of proteins as well as lysozyme.

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to these Examples.

〔実施例1〕各種細胞における組換え型PLY(以下では「rPLY」という)の分泌生産
PLY遺伝子を人工的に合成し、酵母や昆虫細胞で当該遺伝子を発現させ、培養液中へrPLYを分泌させることを試みた。
[Example 1] Secretory production of recombinant PLY (hereinafter referred to as "rPLY") in various cells
An attempt was made to artificially synthesize the PLY gene, express the gene in yeast and insect cells, and secrete rPLY into the culture medium.

先ず、既知のPLY遺伝子(DDBJ(http://www.ddbj.nig.ac.jp/Welcome-j.html), LOCUS:SSU44435)(配列番号1)を元にして、配列番号2に示すPLYのアミノ酸配列をコードする塩基配列を短鎖DNAオリゴマーからSPR法及びPCRを用いて人工合成した。   First, based on the known PLY gene (DDBJ (http://www.ddbj.nig.ac.jp/Welcome-j.html), LOCUS: SSU44435) (SEQ ID NO: 1), the PLY shown in SEQ ID NO: 2 The nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of was synthesized artificially from a short-chain DNA oligomer using the SPR method and PCR.

具体的には配列番号8に示す全長484塩基対の遺伝子(当該遺伝子中には、配列番号7に示す塩基配列を含む)を、図3に示す長さ70mer〜80merの9本の1本鎖DNAオリゴマーを用いて、SPR法及びPCR法によって人工合成した。   Specifically, a gene having a full length of 484 base pairs shown in SEQ ID NO: 8 (including the base sequence shown in SEQ ID NO: 7) is converted into nine single strands having a length of 70 mer to 80 mer shown in FIG. Using DNA oligomers, artificial synthesis was performed by SPR method and PCR method.

次いで、得られたPLY遺伝子を、pUC19ベクターにクローニングして塩基配列を確認した後、PLY遺伝子をYEpベクター(パン酵母用)及びバキュロウイルスベクター(BmNPV:カイコ由来細胞用、AcNPV:ヨトウガ由来細胞用)に導入した。   Next, the obtained PLY gene was cloned into the pUC19 vector and the nucleotide sequence was confirmed, and then the PLY gene was used for the YEp vector (for baker's yeast) and the baculovirus vector (BmNPV: for silkworm-derived cells, AcNPV: for sugar beet-derived cells) ).

さらに、得られたPLY遺伝子を含むベクターを、パン酵母(サッカロミセス・セレビシエ)に塩化リチウム法によって形質転換した。また、カイコ由来細胞(BmN4細胞)及びヨトウガ由来細胞(Sf-9細胞、SF+細胞)へは、リポフェクション法によって得られたPLY遺伝子を含むベクターを形質転換した。   Further, the vector containing the obtained PLY gene was transformed into baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae) by the lithium chloride method. Silkworm-derived cells (BmN4 cells) and sugar beet-derived cells (Sf-9 cells, SF + cells) were transformed with a vector containing the PLY gene obtained by the lipofection method.

形質転換後、各形質転換体を7日間培養した後、培養液を回収して、培養液中のPLYのミクロコッカス・リゾデイクチカス細胞壁(シグマ社製)に対する抗菌活性を測定した。結果を表1に示す。表1には、各種細胞株におけるrPLYの分泌生産量を示す。   After transformation, each transformant was cultured for 7 days, and then the culture solution was collected, and the antibacterial activity of PLY in the culture solution against the cell wall of Micrococcus lysodeticus (manufactured by Sigma) was measured. The results are shown in Table 1. Table 1 shows the secretory production of rPLY in various cell lines.

Figure 0004996934
Figure 0004996934

表1に示すように、それぞれの培養液の抗菌活性を測定したところ、いずれも高い活性を示し、抗菌性物質の存在を示唆した。最も活性が高いSF+細胞の培養液中の抗菌性物質を陽イオン交換カラムで精製し、質量分析を試みたところ14808.83Daであり、PLYのアミノ酸配列(配列番号2)から予想される分子量とほぼ一致した。また、このタンパク質のN末端アミノ酸配列を解析したところ、最初の5残基が完全に一致し、これより培養液中には天然型と同一のPLY(即ち、rPLY)が分泌されていることが証明された。   As shown in Table 1, when the antibacterial activity of each culture solution was measured, all showed high activity, suggesting the presence of antibacterial substances. The antibacterial substance in the culture solution of SF + cells with the highest activity was purified with a cation exchange column, and mass spectrometry was performed. As a result, it was 14808.83 Da, almost equal to the molecular weight predicted from the amino acid sequence of PLY (SEQ ID NO: 2). Matched. Moreover, when the N-terminal amino acid sequence of this protein was analyzed, the first 5 residues were completely identical, and from this, the same PLY (ie, rPLY) as the natural type was secreted in the culture medium. Proven.

精製rPLYを正確に秤量し、ミクロコッカス・リゾデイクチカス細胞壁(シグマ社製)に対する抗菌活性を測定したところ、抗菌活性1ユニットが0.0438mg/Lに相当することが判明した。これを元に抗菌活性からrPLY分泌量を算出した(表1参照)。   When the purified rPLY was accurately weighed and the antibacterial activity against Micrococcus lysodydictus cell wall (manufactured by Sigma) was measured, it was found that 1 unit of antibacterial activity corresponds to 0.0438 mg / L. Based on this, the amount of rPLY secretion was calculated from the antibacterial activity (see Table 1).

カイコ由来BmN4細胞、ヨトウガ由来Sf-9細胞及びSF+細胞において浮遊培養を試みたところ、静置培養に比べて、rPLY生産量が大幅に増加した。特に、ヨトウガ由来Sf-9細胞及びSF+細胞を用いて生産した場合は、他の細胞株を用いる場合に比べて有意に生産性が高いことが判明した。   When suspension culture was attempted in silkworm-derived BmN4 cells, sugar beet-derived Sf-9 cells, and SF + cells, the amount of rPLY produced significantly increased compared to static culture. In particular, it has been found that productivity is significantly higher when using sugar beet-derived Sf-9 cells and SF + cells than when using other cell lines.

〔実施例2〕培養液の浸透圧がrPLY分泌生産量に及ぼす影響
本実施例では、培養液の浸透圧がrPLY分泌生産量に及ぼす影響を検討した。実施例1と同様にして、PLY遺伝子を導入したSF+細胞の形質転換体において低浸透圧の培養液を調製し、至適浸透圧を調べた。結果を表2に示す。
[Example 2] Effect of culture solution osmotic pressure on rPLY secretion production amount In this example, the effect of culture solution osmotic pressure on rPLY secretion production amount was examined. In the same manner as in Example 1, a culture solution with low osmotic pressure was prepared from the transformant of SF + cells into which the PLY gene was introduced, and the optimum osmotic pressure was examined. The results are shown in Table 2.

Figure 0004996934
Figure 0004996934

表2に示すように、市販の培養液(浸透圧321mOsm/kg)に比して、浸透圧220〜309mOsm/kgにおいてrPLYの分泌生産量が有意に高いことを見出した。特に、至適浸透圧の296mOsm/kgにおいては、市販の培養液の場合の約1.5倍の分泌生産量に達していた。   As shown in Table 2, it was found that the production of rPLY was significantly higher at an osmotic pressure of 220 to 309 mOsm / kg as compared to a commercially available culture solution (osmotic pressure of 321 mOsm / kg). In particular, at an optimal osmotic pressure of 296 mOsm / kg, the amount of secretory production reached about 1.5 times that of a commercially available culture solution.

図1は、PLY遺伝子とHLY遺伝子との塩基配列レベルでのアライメントを示す。FIG. 1 shows an alignment at the base sequence level between the PLY gene and the HLY gene. 図2は、PLY遺伝子とBLY遺伝子との塩基配列レベルでのアライメントを示す。FIG. 2 shows an alignment at the base sequence level between the PLY gene and the BLY gene. 図3は、実施例1においてPLY遺伝子の人工合成に使用した1本鎖DNAオリゴマーを示す。FIG. 3 shows the single-stranded DNA oligomer used in Example 1 for the artificial synthesis of the PLY gene.

Claims (5)

以下の(a)〜(c)のいずれか1つのリゾチームタンパク質をコードする遺伝子を有するヨトウガ由来の細胞浸透圧213mOsm/kg〜309mOsm/kg下で培養する工程を含み、前記培養によりリゾチームが分泌生産されるリゾチームの製造方法。
(a) 配列番号2に記載のアミノ酸配列から成るリゾチームタンパク質
(b) 配列番号2に記載のアミノ酸配列において、1又は数個のアミノ酸が置換、欠失又は付加されたアミノ酸配列から成り、且つリゾチーム活性を有するリゾチームタンパク質
(c) 配列番号2に記載のアミノ酸配列に対して90%以上の同一性を有するアミノ酸配列から成り、且つリゾチーム活性を有するリゾチームタンパク質
Include the following (a) ~ (c) of any one cell osmotic from Mamestra having genes encoding lysozyme protein 213mOsm / kg~309mOsm / kg culturing under, lysozyme secretion by the culture produced, the production method of lysozyme.
(a) Lysozyme protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2
(b) A lysozyme protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having lysozyme activity
(c) A lysozyme protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and having lysozyme activity
上記遺伝子が配列番号2に記載のアミノ酸配列から成るリゾチームタンパク質をコードする遺伝子である、請求項1記載の方法。The method according to claim 1, wherein the gene is a gene encoding a lysozyme protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. 上記遺伝子が配列番号1又は7に記載の塩基配列から成るDNAである、請求項1又は2記載の方法。The method according to claim 1 or 2, wherein the gene is DNA consisting of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 7. 上記ヨトウガ由来の細胞がSf-9細胞又はexpresSF+細胞である、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mushroom-derived cells are Sf-9 cells or expresSF + cells. 上記培養が浮遊培養である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the culture is suspension culture.
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