JP5190917B2 - Method for producing GPI-anchored protein with ceramide added - Google Patents

Method for producing GPI-anchored protein with ceramide added Download PDF

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Description

本発明は、健康食品、化粧品など幅広い用途のあるセラミド及びその製造方法、ならびにGPIアンカー型タンパク質にセラミドを付加することができるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及びその遺伝子に関する。   The present invention relates to a ceramide having a wide range of uses such as health foods and cosmetics, a method for producing the same, a ceramide-added GPI-anchored protein synthase that can add ceramide to a GPI-anchored protein, and a gene thereof.

セラミドは、スフィンゴ糖脂質やスフィンゴリン脂質の構成成分として、動植物や微生物界に広く分布している脂質であるが、ヒトの皮膚においても、角質層の細胞と皮膚の細胞の間に水分を含んで存在し、乾燥やほこりなどから皮膚を守り、表皮の健康を保つバリアの役目をはたしている。近年、ヒアルロン酸などと共に健康食品や化粧品などへの配合剤として注目されている。
ここで、セラミドとは、狭義ではスフィンゴシンに脂肪酸がアミド結合を介して付加したものを指すが、本発明において「セラミド」というときは広義のセラミド類を意味し、スフィンゴシンに限らず、スフィンゴイド塩基に脂肪酸がアミド結合で付加したものの総称を指す。すなわち、ジヒドロセラミドやフィトセラミドを含むものとする。
これらセラミド類は従来コンニャクイモなどの食品から分離していたが、純度の高いセラミドを効率よく分離するのは困難であったため、セラミド類を高水準で産生する酵母、真菌類などを培養し、セラミド類を抽出することでセラミドを高生産しようとすることが試みられていた(特許文献1、特許文献2)。しかしながら、これらの改良型セラミド生産菌は、野生株よりは高産生ではあるものの、あくまで変異の誘発及び選抜による改良であったので、その生産性には限りがあった。
出芽酵母 Saccharomyces cerevisiae においては、グリコシルフォスファチジルイノシトール(GPI)アンカー型タンパク質の脂質部分にセラミドが付加していることが知られている。このセラミド付加は、GPIの脂質リモデリングと呼ばれる過程において行われることがわかっているものの、具体的な脂質リモデリングのステップに関しては、ようやくその一端が明らかになりつつある状況である(非特許文献1)。このような脂質リモデリングに関与し、最終的にセラミドを付加する酵素遺伝子を取得することができれば、当該遺伝子を用いた形質転換体からの大量生産が可能になるはずであるが、そのような遺伝子はいまだ取得されていない。
Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645. Ram et al., 1994; Yeast 10, 1019-1030. Martin-Yken, et al., 2001; Yeast 18, 827-840. Lorenzi et al., 1996; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 8956-8961. Tashima et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 1410-1420. 特表平9-504434 特開2006-67842
Ceramide is a lipid widely distributed in animals, plants and microorganisms as a component of glycosphingolipids and sphingophospholipids, but even in human skin, it contains water between cells of the stratum corneum and cells of the skin. It acts as a barrier that protects the skin from dryness and dust and maintains the health of the epidermis. In recent years, it has attracted attention as a compounding agent for health foods and cosmetics together with hyaluronic acid and the like.
Here, ceramide refers to a product in which a fatty acid is added to sphingosine through an amide bond in a narrow sense. Is a general term for fatty acids added to the amide bond. That is, it includes dihydroceramide and phytoceramide.
These ceramides were conventionally separated from foods such as konjac potatoes, but it was difficult to efficiently separate high-purity ceramides, so yeast, fungi, etc. that produce ceramides at a high level were cultured, Attempts have been made to increase the production of ceramide by extracting ceramides (Patent Document 1, Patent Document 2). However, although these improved ceramide-producing bacteria are higher in production than the wild strains, their productivity was limited because they were improved by induction of mutation and selection.
In the budding yeast Saccharomyces cerevisiae, it is known that ceramide is added to the lipid part of a glycosylphosphatidylinositol (GPI) -anchored protein. Although it is known that this ceramide addition is performed in a process called GPI lipid remodeling, a specific step of lipid remodeling is finally becoming clear (Non-Patent Literature). 1). If it is possible to obtain an enzyme gene that participates in such lipid remodeling and ultimately adds ceramide, mass production from a transformant using the gene should be possible. The gene has not yet been acquired.
Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645. Ram et al., 1994; Yeast 10, 1019-1030. Martin-Yken, et al., 2001; Yeast 18, 827-840. Lorenzi et al., 1996; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 8956-8961. Tashima et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 1410-1420. 9-504434 JP2006-67842

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、GPIアンカー型タンパク質に対して、その脂質部分にセラミドを付加してセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を合成することのできる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及びその遺伝子を提供すること、並びに当該遺伝子検出用プローブ、プライマーを提供することである。
また、当該酵素及びその遺伝子を用いてセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を製造する方法を提供すること、及び得られたセラミド付加GPIアンカー型タンパク質から切断されたセラミドを提供することも本発明の目的である。
さらに、本発明は、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質前駆物質である飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質の製造方法の提供を目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to synthesize a ceramide-added GPI-anchored protein by adding ceramide to the lipid portion of the GPI-anchored protein. It is possible to provide a ceramide-added GPI-anchored protein synthase and its gene, and to provide a probe and a primer for detecting the gene.
It is also an object of the present invention to provide a method for producing a ceramide-added GPI-anchored protein using the enzyme and its gene, and to provide a ceramide cleaved from the obtained ceramide-added GPI-anchored protein. is there.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for producing a GPI-anchored protein in which diacylglycerol having a saturated fatty acid as a ceramide-added GPI-anchored protein precursor is added with high purity.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、酵母のみならず広くヒトなど哺乳類も含めた生物種において、GPIアンカー型タンパク質に対してセラミド付加を担う酵素及び酵素遺伝子を取得し、その塩基配列及びアミノ酸配列を決定することができた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found an enzyme and enzyme gene responsible for ceramide addition to GPI-anchored proteins in biological species including not only yeast but also mammals such as humans. Obtained and determined the base sequence and amino acid sequence.

以下、その過程を詳細に述べる。本発明者らは、まず出芽酵母においてGPIアンカー型タンパク質に対する脂質リモデリング工程の最終段階でセラミドを付加する酵素遺伝子を探索することとし、その過程で出芽酵母のCWH43遺伝子に着目した。
CWH43 遺伝子に関しては、Ramらにより、Calcofluor White という薬剤に感受性を示す変異として初めて報告された(非特許文献2)後、2001 年にクローニングがなされて、細胞壁の構成に関与するPKC1シグナル伝達経路に関与する遺伝子であるという報告がなされている(非特許文献3)ものの、CWH43遺伝子産物であるタンパク質の酵素活性等の機能・性質に関する報告はいままでになされていない。
本発明者らは、鋭意研究の結果、この出芽酵母のCWH43遺伝子こそが、GPIアンカー型タンパク質の脂質部分をジアシルグリセロール型からセラミド型へと変換する機能を担っている、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素(GIPC-AP合成酵素)をコードする遺伝子であることを突き止めた。
また、本発明者らは、酵母のCWH43遺伝子の後半部分(CWH43C)と前半部分(CWH43N)に高い相同性を有するヒト及びマウス由来のFRAG1遺伝子とC130090K23遺伝子(FLJ21511遺伝子)をヒト及びマウスのDNAデーターベースから探索し、両遺伝子がコードするタンパク質がそれぞれαサブユニット及びβサブユニットとして複合体を形成してGIPC-AP合成酵素として機能することを見出し、酵母細胞内でCwh43C及びCwh43Nタンパク質が同様なサブユニット構造をとり得ることも確認した。その結果は、広い生物種におけるGIPC-AP合成酵素が、上記各α及びβサブユニットと高い相同性を有するサブユニット構造からなる複合体を形成していることを示している。
さらに、上記検討過程において、cwh43遺伝子破壊株を用いることで、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の前駆物質である、飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を得ることができることも見出した。
The process will be described in detail below. The present inventors first searched for an enzyme gene that adds ceramide in the final stage of the lipid remodeling process for GPI-anchored proteins in budding yeast, and focused on the CWH43 gene of budding yeast in the process.
The CWH43 gene was first reported by Ram et al. As a mutation sensitive to the drug Calcofluor White (Non-patent Document 2), and was cloned in 2001 to establish the PKC1 signaling pathway involved in cell wall organization. Although it has been reported that it is a gene involved (Non-patent Document 3), there have been no reports on functions and properties such as enzyme activity of a protein that is a CWH43 gene product.
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the CWH43 gene of this budding yeast is responsible for the function of converting the lipid portion of the GPI-anchored protein from a diacylglycerol type to a ceramide type. It was determined that the gene encodes a synthase (GIPC-AP synthase).
In addition, the present inventors have identified human and mouse-derived FRAG1 gene and C130090K23 gene (FLJ21511 gene) having high homology in the second half part (CWH43C) and the first half part (CWH43N) of the yeast CWH43 gene. Searched from the database, we found that the proteins encoded by both genes function as GIPC-AP synthase by forming a complex as α subunit and β subunit, respectively, and Cwh43C and Cwh43N proteins are similar in yeast cells. It was also confirmed that a simple subunit structure could be taken. The results show that GIPC-AP synthase in a wide range of biological species forms a complex composed of subunit structures having high homology with each of the α and β subunits.
Furthermore, in the above examination process, by using the cwh43 gene disrupted strain, it is possible to obtain a GPI-anchored protein in which diacylglycerol having a saturated fatty acid, which is a precursor of a ceramide-added GPI-anchored protein, is added with high purity. I found it.

本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものであり、以下のとおりのものである。
(1) αサブユニットとβサブユニットからなる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体をコードするDNAであって、
上記αサブユニットをコードするDNAが、下記(A)〜(G)のいずれかの、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のαサブユニット活性を有するタンパク質をコードするDNAを含むものであり、
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(E)配列番号5、配列番号9又は配列番号26の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA、
(F)配列番号9及び配列番号26のいずれにも70%以上の相同性を有するDNA、
(G)配列番号5、配列番号9及び配列番号26のいずれにも30%以上の相同性を有するDNA、
かつ、上記βサブユニットをコードするDNAが、下記(H)〜(N)のいずれかの、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のβサブユニット活性を有するタンパク質をコードするDNAを含むものであることを特徴とする、上記DNA、
(H)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(I)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(J)配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列からなるDNA、
(K)配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(L)配列番号3、配列番号7又は配列番号24の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA、
(M)配列番号7及び配列番号24のいずれにも70%以上の相同性を有するDNA、
(N)配列番号3、配列番号7及び配列番号24のいずれにも30%以上の相同性を有するDNA。
(2) 前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性が、ヒドロキシル化された脂肪酸鎖およびフィトスフィンゴシンより成るセラミド(C型セラミド)が付加したGPIアンカー型タンパク質を合成する活性であることを特徴とする、前記(1)に記載のタンパク質複合体をコードするDNA。
(3) 前記(1)又は(2)に記載のタンパク質複合体のαサブユニットとして機能するタンパク質をコードするDNAであり、かつ単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAであって、下記の(A)〜(G)のいずれかのDNA、
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(E)配列番号5、配列番号9又は配列番号26の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA、
(F)配列番号9及び配列番号26のいずれにも70%以上の相同性を有するDNA、
(G)配列番号5、配列番号9及び配列番号26のいずれにも30%以上の相同性を有するDNA。
(4) 前記(1)ないし(3)のいずれかに記載のDNAを含有する組換えベクター。
(5) 前記(4)に記載の組換えベクターを用いて形質転換された形質転換体。
(6) 形質転換体が酵母を宿主として形質転換した形質転換酵母である前記(5)に記載の形質転換体。
(7) 前記(5)又は(6)に記載の形質転換体を培養して、前記DNAの発現産物を取得することを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体又はそのαサブユニットの製造方法。
(8) 前記(7)に記載の製造方法により取得されることを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体又はそのαサブユニット。
(9) 前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性が、ヒドロキシル化された脂肪酸鎖およびフィトスフィンゴシンより成るセラミド(C型セラミド)が付加したGPIアンカー型タンパク質を合成する活性であることを特徴とする、前記(8)に記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体又はそのαサブユニット。
(10) αサブユニットとβサブユニットとからなるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体であって、かつαサブユニットが、下記(A)〜(D)のいずれかのアミノ酸配列を含むものであり、βサブユニットが下記(E)〜(H)のいずれかのアミノ酸配列を含むものであることを特徴とするタンパク質複合体、
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列、
(C)配列番号10及び配列番号27に示されるアミノ酸配列のいずれにも70%以上の相同性を有するアミノ酸配列、
(D)配列番号6、配列番号10及び配列番号27に示されるアミノ酸配列のいずれにも30%以上の相同性を有するアミノ酸配列、
(E)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列
(F)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列、
(G)配列番号8及び配列番号25に示されるアミノ酸配列のいずれにも70%以上の相同性を有するアミノ酸配列、
(H)配列番号4、配列番号8及び配列番号25に示されるアミノ酸配列のいずれにも30%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
(11) 前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性が、ヒドロキシル化された脂肪酸鎖およびフィトスフィンゴシンより成るセラミド(C型セラミド)が付加したGPIアンカー型タンパク質を合成する活性であることを特徴とする、前記(10)に記載のタンパク質複合体。
(12) 前記(10)又は(11)に記載のタンパク質複合体のαサブユニットとして機能する、下記(A)、〜(D)のいずれかのアミノ酸配列を含むタンパク質であって、かつ単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質、
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列、
(C)配列番号10及び配列番号27に示されるアミノ酸配列のいずれにも70%以上の相同性を有するアミノ酸配列、
(D)配列番号6、配列番号10及び配列番号27に示されるアミノ酸配列のいずれにも30%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
(13) 前記(10)又は(11)に記載のタンパク質複合体のβサブユニットとして機能する、下記(A)〜(D)のいずれかのアミノ酸配列を含むタンパク質であって、かつセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を増強する活性を有するタンパク質、
(A)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、
(B)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
(C)配列番号8及び配列番号25に示されるアミノ酸配列のいずれにも70%以上の相同性を有するアミノ酸配列、
(D)配列番号4、配列番号8及び配列番号25に示されるアミノ酸配列のいずれにも30%以上の相同性を有するアミノ酸配列。
(14) 前記(5)又は(6)に記載の形質転換体を培養して、当該形質転換体が産生するGPIアンカー型タンパク質に対してセラミドを付加させることを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の製造方法。
(15) GPIアンカー型タンパク質に対して、前記(10)ないし(12)のいずれかに記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体又はそのαサブユニット機能を有するタンパク質を作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法。
(16) GPIアンカー型タンパク質に対して、下記の(A)〜(C)のいずれかのアミノ酸配列を含み、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質を作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法、
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列、
(C)上記(A)又は(B)のアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
(17) GPIアンカー型タンパク質に対して、下記の(A)〜(E)のいずれかのDNAの発現産物として得られる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質を作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法、
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号1に示される塩基配列の1部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA、
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
(18) 下記の(A)〜(E)のいずれかのセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAを用いて、GPIアンカー型タンパク質を生産する宿主細胞を形質転換し、当該形質転換細胞を培養することを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法、
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号1に示される塩基配列の1部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA、
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
(19) 前記形質転換体が、酵母宿主を形質転換した形質転換酵母であることを特徴とする、前記(17)に記載のセラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法。
(20) 前記(12)に記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のαサブユニット活性を有し、かつ単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質と、前記(13)に記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のβサブユニット活性を有し、かつセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を増強する活性を有するタンパク質とを、GPIアンカー型タンパク質もしくはその生産細胞に対して同時に作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法。
(21) 前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質が、ヒドロキシル化された脂肪酸鎖およびフィトスフィンゴシンより成るセラミド(C型セラミド)が付加されたGPIアンカー型タンパク質である、前記(14)ないし(20)のいずれかに記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質の製造方法。
(22) 前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質を製造する際に、GPIアンカー型タンパク質産生酵母細胞を用い、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質を酵母細胞表面上にもしくは培養液中に分泌させて産生させることを特徴とする、前記(14)ないし(21)のいずれかに記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質の製造方法。
(23) 前記(14)ないし(22)のいずれかに記載の製造方法で得られることを特徴とするセラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質。
(24) セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質が、ヒドロキシル化された脂肪酸鎖およびフィトスフィンゴシンより成るセラミド(C型セラミド)が付加されたGPIアンカー型タンパク質である、前記(23)に記載のタンパク質。
(25) 前記(23)又は(24)に記載の、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質からタンパク質および糖鎖部分を酵素で又は化学的処理により切断除去することを特徴とするセラミドの製造方法。
(26) セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質からタンパク質および糖鎖部分を切断除去する際に、フォスフォリパーゼCあるいはフォスフォリパーゼDを用いることを特徴とする前記(25)に記載のセラミドの製造方法。
(27) 前記(14)ないし(22)に記載の製造方法を用いて、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質組成物を取得し、次いで当該セラミド付加GPIアンカー型タンパク質からタンパク質及び糖鎖部分を酵素で又は化学的処理により切断除去することにより、C型セラミド含有セラミド組成物を製造する方法。
(28) 前記(27)に記載のセラミド組成物を製造する方法により得られた、C型セラミド含有セラミド組成物。
(29) 出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)のゲノムDNAにおいて、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素遺伝子に変異を導入するか、又は当該遺伝子の発現を抑制することで、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の合成を阻害又は抑制することを特徴とする、出芽酵母を用いて飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を製造する方法。
(30) 前記出芽酵母として、出芽酵母cwh43 遺伝子破壊株を用いることを特徴とする、前記(29)に記載の飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を製造する方法。
(31) 配列番号5、配列番号9もしくは配列番号26に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列からなるポリヌクレオチドであって、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及び/又はそのαサブユニットをコードするDNA検出用のプローブ又はプライマーとなり得る、ポリヌクレオチド。
(32) 配列番号12、15、16、18、19、又は配列番号23に示される塩基配列又はその相補配列からなる、前記(31)に記載のポリヌクレオチド。
(33) 配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列からなるポリヌクレオチドであって、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及び/又はそのβサブユニットをコードするDNA検出用のプローブ又はプライマーとなり得る、ポリヌクレオチド。
(34) 配列番号11、13、14、17、18、19、又は配列番号21に示される塩基配列又はその相補配列からなる、前記(33)に記載のポリヌクレオチド。
(35) 前記(31)又は(32)に記載のポリヌクレオチドを含むことを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及び/又はそのαサブユニットをコードするDNA検出用のプローブ又はプライマー。
(36) 前記(33)又は(34)に記載のポリヌクレオチドを含むことを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及び/又はそのβサブユニットをコードするDNA検出用のプローブ又はプライマー。
(37) 前記(35)及び/又は(36)に記載のプローブ又はプライマーを用いることを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素及び/又はそのαサブユニットをコードするDNA及び/又はそのβサブユニットをコードするDNAをスクリーニングする方法。
The present invention has been completed based on these findings, and is as follows.
(1) DNA encoding a protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity comprising an α subunit and a β subunit,
The DNA encoding the α subunit includes a DNA encoding a protein having the α subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase of any of the following (A) to (G):
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) a DNA encoding an amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(D) DNA consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26;
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of the complementary sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(F) DNA having 70% or more homology to both SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 26;
(G) DNA having 30% or more homology with any of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 26;
The DNA encoding the β subunit includes DNA encoding a protein having the β subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase of any of the following (H) to (N): Characterized by the above DNA,
(H) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(I) DNA encoding an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(J) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24,
(K) a DNA comprising a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24;
(L) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of a complementary sequence of SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24,
(M) DNA having 70% or more homology to both SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 24;
(N) DNA having a homology of 30% or more in any of SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 24.
(2) The ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity is an activity for synthesizing a GPI-anchored protein added with a ceramide (C-type ceramide) comprising a hydroxylated fatty acid chain and phytosphingosine. DNA which codes the protein complex as described in said (1).
(3) DNA encoding a protein that functions as the α subunit of the protein complex according to (1) or (2), and encoding a protein having ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity alone DNA, which is any of the following (A) to (G):
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) a DNA encoding an amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(D) DNA consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26;
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of the complementary sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(F) DNA having 70% or more homology to both SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 26;
(G) DNA having a homology of 30% or more in any of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 26.
(4) A recombinant vector containing the DNA according to any one of (1) to (3).
(5) A transformant transformed with the recombinant vector according to (4).
(6) The transformant according to (5) above, wherein the transformant is a transformed yeast obtained by transforming yeast as a host.
(7) A protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity, wherein the transformant according to (5) or (6) is cultured to obtain an expression product of the DNA Or the manufacturing method of the alpha subunit.
(8) A protein complex having ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity or an α subunit thereof, which is obtained by the production method according to (7).
(9) The ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity is an activity for synthesizing a GPI-anchored protein added with a ceramide (C-type ceramide) comprising a hydroxylated fatty acid chain and phytosphingosine. The protein complex having ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity or the α subunit thereof according to (8).
(10) A protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity comprising an α subunit and a β subunit, and the α subunit is any one of the following amino acids (A) to (D) A protein complex comprising a sequence, wherein the β subunit includes any one of the following amino acid sequences (E) to (H):
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) an amino acid sequence having 70% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27;
(D) an amino acid sequence having 30% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27;
(E) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25 (F) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25, 1 to several amino acids are deleted, Substituted or added amino acid sequence,
(G) an amino acid sequence having 70% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25;
(H) An amino acid sequence having 30% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25.
(11) The ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity is an activity for synthesizing a GPI-anchored protein added with a ceramide (C-type ceramide) comprising a hydroxylated fatty acid chain and phytosphingosine. The protein complex according to (10) above.
(12) A protein comprising the amino acid sequence of any of the following (A) to (D), which functions as an α subunit of the protein complex according to (10) or (11), and alone A protein having ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity,
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) an amino acid sequence having 70% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27;
(D) An amino acid sequence having 30% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27.
(13) A protein comprising any one of the following amino acid sequences (A) to (D) that functions as a β subunit of the protein complex according to (10) or (11), and having a ceramide-added GPI: A protein having an activity of enhancing anchor type protein synthase activity,
(A) a protein comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(B) An amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25.
(C) an amino acid sequence having 70% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25,
(D) An amino acid sequence having 30% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25.
(14) A ceramide-added GPI anchor, wherein the transformant according to (5) or (6) is cultured and ceramide is added to the GPI-anchored protein produced by the transformant. Type protein production method.
(15) The protein complex having the ceramide-added GPI anchor type protein synthase activity or the protein having the α subunit function thereof according to any one of the above (10) to (12) acts on the GPI anchor type protein A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added, characterized by comprising:
(16) The GPI-anchored protein is characterized by allowing a protein containing any one of the following amino acid sequences (A) to (C) and having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity to act: A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added,
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
(B) an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) An amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (A) or (B).
(17) A protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity obtained as an expression product of any of the following DNAs (A) to (E) is allowed to act on a GPI-anchored protein: A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added,
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(D) DNA that is a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and comprises at least the 652-2859 base sequence,
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).
(18) Transforming a host cell producing a GPI-anchored protein using a DNA encoding a protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity of any one of the following (A) to (E): Culturing the transformed cell, a method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added,
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(D) DNA that is a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and comprises at least the 652-2859 base sequence,
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).
(19) The method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added according to (17), wherein the transformant is a transformed yeast obtained by transforming a yeast host.
(20) The protein having the α subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase described in (12) above and having the ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity alone, and (13) A ceramide-added GPI-anchored protein synthase β-subunit activity and a protein having an activity to enhance the ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity simultaneously with the GPI-anchored protein or its production cell A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added, characterized in that the method is allowed to act.
(21) Any of (14) to (20), wherein the ceramide-added GPI-anchored protein is a GPI-anchored protein to which a ceramide (C-type ceramide) comprising a hydroxylated fatty acid chain and phytosphingosine is added. A method for producing a ceramide-added GPI-anchored protein according to claim 1.
(22) When producing the ceramide-added GPI-anchored protein, a GPI-anchored protein-producing yeast cell is used to produce the ceramide-added GPI-anchored protein on the surface of the yeast cell or in the culture medium The method for producing a ceramide-added GPI-anchored protein according to any one of (14) to (21), which is characterized in that
(23) A GPI-anchored protein to which ceramide is added, which is obtained by the production method according to any one of (14) to (22).
(24) The protein according to (23), wherein the GPI-anchored protein to which ceramide is added is a GPI-anchored protein to which ceramide (C-type ceramide) comprising a hydroxylated fatty acid chain and phytosphingosine is added. .
(25) A method for producing ceramide, characterized in that the protein and sugar chain moiety are cleaved and removed from the GPI-anchored protein to which ceramide has been added according to (23) or (24), by an enzyme or by chemical treatment. .
(26) The ceramide according to (25), wherein phospholipase C or phospholipase D is used when cleaving and removing the protein and sugar chain part from the GPI-anchored protein to which ceramide is added. Production method.
(27) A ceramide-added GPI-anchored protein composition is obtained using the production method according to the above (14) to (22), and then the protein and sugar chain portion are enzymatically or from the ceramide-added GPI-anchored protein or A method for producing a C-type ceramide-containing ceramide composition by cutting and removing by chemical treatment.
(28) A C-type ceramide-containing ceramide composition obtained by the method for producing a ceramide composition according to (27).
(29) In the genomic DNA of Saccharomyces cerevisiae, a ceramide-added GPI-anchored protein is synthesized by introducing a mutation into the ceramide-added GPI-anchored protein synthase gene or suppressing the expression of the gene. A method for producing a GPI-anchored protein to which diacylglycerol having a saturated fatty acid is added with high purity using a budding yeast, characterized by inhibiting or suppressing.
(30) The method for producing a GPI-anchored protein to which diacylglycerol having a saturated fatty acid is added according to (29) above, wherein a budding yeast cwh43 gene disruption strain is used as the budding yeast.
(31) A polynucleotide comprising a partial sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26, or a complementary sequence thereof, comprising a ceramide-added GPI-anchored protein synthase and / or an α subunit thereof A polynucleotide which can be a probe or primer for detecting DNA to be encoded.
(32) The polynucleotide according to (31) above, comprising the base sequence shown in SEQ ID NO: 12, 15, 16, 18, 19, or SEQ ID NO: 23 or a complementary sequence thereof.
(33) A polynucleotide comprising a partial sequence of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24, or a complementary sequence thereof, comprising a ceramide-added GPI-anchored protein synthase and / or a β subunit thereof A polynucleotide which can be a probe or primer for detecting DNA to be encoded.
(34) The polynucleotide according to (33) above, comprising the base sequence represented by SEQ ID NO: 11, 13, 14, 17, 18, 19, or SEQ ID NO: 21 or a complementary sequence thereof.
(35) A probe or primer for detecting DNA encoding a ceramide-added GPI-anchored protein synthase and / or an α subunit thereof, comprising the polynucleotide according to (31) or (32).
(36) A probe or primer for detecting DNA encoding the ceramide-added GPI-anchored protein synthase and / or its β subunit, comprising the polynucleotide according to (33) or (34).
(37) DNA encoding ceramide-added GPI-anchored protein synthase and / or its α subunit and / or its use, characterized by using the probe or primer described in (35) and / or (36) A method for screening DNA encoding a β subunit.

本発明の遺伝子を用いた形質転換細胞から、又は本発明のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素複合体もしくはそのαサブユニットを酵母細胞などに作用させることで、高純度のセラミドが付加したGPIアンカー型タンパク質を得ることができる。
形質転換宿主細胞などのセラミド付加GPIアンカー型タンパク質産生細胞として酵母を用いた場合には、得られるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質のタンパク質部分は、ほとんどマンナンタンパク質であるため、セラミドの保湿作用と共にマンナンタンパク質の整腸作用などの効果も期待できるので、結合したまま精製して機能性食品などとして用いることができる。また、マンナンについてはインターフェロン誘導活性(Acta Virology, 1970; 14: 1-7)、マクロファージ遊走阻止活性(Jpn. J. Microbiol., 1975; 19: 355-362)、TNFα産生の増強(Microbiol. Immunol., 2002; 46: 503-512)など、多くの生理活性機能が報告されていることから、医薬としての用途も期待できる。
そして、亜硝酸処理あるいはフォスフォリパーゼなどによりタンパク質部分を除去すれば、高純度のセラミドを容易に得ることができ、化粧品、機能性食品などに利用可能である。特に、ヒトなど哺乳類由来のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素複合体を用いた場合には、フィトスフィンゴシンに、ヒドロキシル化された脂肪酸がアミド結合した構造を持つ、極性の高いセラミド(C型セラミド)が得られることから、より高い保湿性が期待できる。
また、cwh43遺伝子破壊株などのセラミド付加工程が阻害された酵母細胞を用いてGPIアンカー型タンパク質を調製することにより、飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を得ることができ、この脂質部分は、油脂の改質剤や食品などに応用可能である。
GPI anchor added with high-purity ceramide from transformed cells using the gene of the present invention or by allowing the ceramide-added GPI-anchored protein synthase complex of the present invention or its α subunit to act on yeast cells or the like Type protein can be obtained.
When yeast is used as a ceramide-added GPI-anchored protein-producing cell such as a transformed host cell, the protein portion of the obtained ceramide-added GPI-anchored protein is almost a mannan protein. Therefore, it can be used as a functional food by purifying it while it is bound. For mannan, interferon-inducing activity (Acta Virology, 1970; 14: 1-7), macrophage migration inhibitory activity (Jpn. J. Microbiol., 1975; 19: 355-362), enhanced TNFα production (Microbiol. Immunol ., 2002; 46: 503-512), and other bioactive functions have been reported.
If the protein portion is removed by nitrous acid treatment or phospholipase or the like, high-purity ceramide can be easily obtained and can be used for cosmetics, functional foods, and the like. In particular, when a ceramide-added GPI-anchored protein synthase complex derived from a mammal such as human is used, a highly polar ceramide (C-type ceramide) having a structure in which a hydroxylated fatty acid is amide-bonded to phytosphingosine. Therefore, higher moisture retention can be expected.
In addition, by preparing a GPI-anchored protein using yeast cells in which the ceramide addition step such as cwh43 gene disruption strain is inhibited, a GPI-anchored protein to which diacylglycerol having a saturated fatty acid is added with high purity can be obtained. This lipid part can be applied to oil and fat modifiers and foods.

1.酵母由来GIPC-AP合成酵素及びその遺伝子に関連した知見
タンパク質の翻訳後修飾のタイプの一つに、グリコシルフォスファチジルイノシトール(GPI)という糖脂質の一種による修飾がある。細胞表層に存在するタンパク質のうちの一部は、GPIによって細胞膜に繋ぎ留められている。GPIがあたかも錨のように作用することから、このようなタンパク質はGPIアンカー型タンパク質と呼ばれる。
GPIの合成は小胞体(ER)で始まり、リン脂質フォスファチジルイノシトール(PI)にグルコサミン、マンノース、エタノールアミンリン酸、アシル基などが順番に付加し、完全前駆体が形成される。完全前駆体は、トランスアミダーゼ複合体によってポリペプチドのC端に転移される。その後、脱アシル化がおこり、さらに、脂質部分の変換が行われる。GPI生合成経路において、GPIがタンパク質に付加した後の、GPIアンカー型タンパク質のフォスファチジルイノシトール(PI)構造をリゾフォスファチジルイノシトール(リゾPI)構造に変換し、さらに、飽和脂肪酸の付加したジアシルグリセロールタイプ(pG1)を経てセラミドタイプに変換するプロセスを脂質リモデリングプロセスという。
本発明者らは、本発明に先立ち、GPIの脂質リモデリングプロセス中の、「二本足構造」のPIからsn-2 位の不飽和型脂肪酸を除去し、脂肪酸が sn-1 位の 1 カ所のみに付加した、「一本足構造」のリゾPIとする酵素である「Per1タンパク質」と共に、リゾPIに飽和型の長い脂肪酸をsn-2 位に付加してpG1型構造とする酵素である「Gup1タンパク質」の機能を明らかにし、GPIアンカー型タンパク質の脂質リモデリングプロセスの前半部分を解明することができた(特願2006-220491)。
しかしながら、当該脂質リモデリングプロセスの最後のセラミド付加工程機構のみが不明なまま残されていた(図12)。
本発明において、このセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素Cwh43タンパク質(配列番号2)及びそのCWH43遺伝子(配列番号1)が提供されたことで、実質的にセラミドタイプまでのGPI生合成経路の全容が明らかとなり、「GPIアンカー型タンパク質の脂質リモデリングプロセス」の全体像を解明したというきわめて画期的な成果が得られた。
1. Yeast-derived GIPC-AP synthase and findings related to its gene One of the types of post-translational modification of proteins is modification by a glycolipid phosphatidylinositol (GPI). Some of the proteins present on the cell surface are tethered to the cell membrane by GPI. Such a protein is called a GPI-anchored protein because GPI acts like a cocoon.
GPI synthesis begins with the endoplasmic reticulum (ER), and glucosamine, mannose, ethanolamine phosphate, acyl groups, etc. are added in sequence to the phospholipid phosphatidylinositol (PI) to form a complete precursor. The complete precursor is transferred to the C-terminus of the polypeptide by a transamidase complex. Thereafter, deacylation occurs, and the lipid part is further converted. In the GPI biosynthetic pathway, the phosphatidylinositol (PI) structure of the GPI-anchored protein after GPI was added to the protein was converted to a lysophosphatidylinositol (lysoPI) structure, and a saturated fatty acid was further added. The process of converting to the ceramide type via the diacylglycerol type (pG1) is called a lipid remodeling process.
Prior to the present invention, the present inventors removed the unsaturated fatty acid at the sn-2 position from the PI of the “two-legged structure” during the lipid remodeling process of GPI, and the fatty acid was 1 at the sn-1 position. In addition to “Per1 protein”, which is an enzyme for lyso-PI with a “single-legged structure” added only to the mosquito, it is an enzyme that has a pG1-type structure by adding a long saturated fatty acid to lyso-PI at the sn-2 position The function of a certain “Gup1 protein” was clarified, and the first half of the lipid remodeling process of the GPI-anchored protein was elucidated (Japanese Patent Application No. 2006-220491).
However, only the last ceramide addition process mechanism of the lipid remodeling process remained unclear (FIG. 12).
In the present invention, by providing this ceramide-added GPI-anchored protein synthase Cwh43 protein (SEQ ID NO: 2) and its CWH43 gene (SEQ ID NO: 1), the entire GPI biosynthetic pathway up to the ceramide type can be obtained. As a result, it was clarified that the epoch-making result of elucidating the whole picture of “lipid remodeling process of GPI-anchored protein” was obtained.

2.哺乳動物などにおけるGIPC-AP合成酵素及びその遺伝子に関連した知見
一方、ヒト、マウスなど哺乳類においては、特に皮膚の角質層の細胞と皮膚の細胞の間に豊富に存在するセラミド類がGPIアンカー型タンパク質の脂質部分を構成しているかどうかも、従来不明であった。
本発明者らは、ヒト及びマウスのDNAデーターベースから、CWH43遺伝子と相同性の高いDNAを検索したところ、マウスのC130090K23遺伝子及びヒトFLJ21511遺伝子が、CWH43遺伝子の後半部分(CWH43C)に対して高い相同性を有すること(マウスのC130090K23遺伝子とCWH43C遺伝子との相同性は塩基配列レベルで38%)と共に、マウス及びヒトのFRAG1遺伝子がCWH43遺伝子の前半部分(CWH43N)に対して高い相同性を有すること(マウスのFRAG1遺伝子とCWH43N遺伝子との相同性は塩基配列レベルで33%)ことを見出した。従来のFRAG1遺伝子に関する知見としては、線維芽細胞増殖因子受容体を活性化する機能を持ち、シグナル伝達機構に関与する遺伝子であること(非特許文献4)、及びヒト FRAG1 遺伝子についてのGPIアンカー型タンパク質の脂肪酸鎖のプロセシングに関与しているという報告(非特許文献5)があるのみで、その具体的な機能が解析されておらず、マウスのC130090K23遺伝子及び対応するヒトFLJ21511遺伝子に関しては、機能推定すらなされていない状況であった。そして、そもそもマウス、ヒトいずれの場合もFRAG1遺伝子とC130090K23遺伝子、FLJ21511遺伝子とは、それぞれ別の染色体上に存在しており、両遺伝子を結びつけて考える要因は全く存在していない。
2. GIPC-AP synthase and its gene-related knowledge in mammals, etc. On the other hand, in mammals such as humans and mice, ceramides that are abundantly present between cells in the stratum corneum and skin cells of the skin are GPI anchor type. Whether or not it constitutes the lipid part of a protein has also been unknown.
When the present inventors searched for DNA having high homology with the CWH43 gene from human and mouse DNA databases, the mouse C130090K23 gene and the human FLJ21511 gene were higher than the latter half of the CWH43 gene (CWH43C). In addition to having homology (the homology between the mouse C130090K23 gene and the CWH43C gene is 38% at the nucleotide sequence level), the mouse and human FRAG1 genes have high homology to the first half of the CWH43 gene (CWH43N) (The homology between the mouse FRAG1 gene and the CWH43N gene is 33% at the nucleotide sequence level). As the knowledge about the conventional FRAG1 gene, it is a gene that has a function of activating the fibroblast growth factor receptor and is involved in the signal transduction mechanism (Non-patent Document 4), and the GPI anchor type for the human FRAG1 gene There is only a report (Non-Patent Document 5) that it is involved in the processing of the fatty acid chain of proteins, and its specific function has not been analyzed. Regarding the mouse C130090K23 gene and the corresponding human FLJ21511 gene, The situation was not even estimated. In the first place, in both cases of mice and humans, the FRAG1 gene, the C130090K23 gene, and the FLJ21511 gene are present on different chromosomes, and there are no factors to consider by linking both genes.

本発明者らは、両遺伝子それぞれの、酵母のCWH43遺伝子の後半部分(CWH43C)と前半部分(CWH43N)への高い相同性をもとに、両者がコードするタンパク質がサブユニット構造を形成してセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を呈する、という仮説をたて、後述する実施例により実験的に証明した。
すなわち、CWH43遺伝子の後半部分(CWH43C)と相同性のあるマウス由来C130090K23遺伝子について、酵母cwh43遺伝子欠損酵母細胞内で発現させた場合に、酵母CWH43遺伝子を相補してセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を合成させることを確認し、単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性があることを確認した。
また、CWH43Nと相同性を有するマウス由来FRAG1遺伝子を、酵母細胞内でC130090K23遺伝子と同時に発現させた場合に、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の合成量が増加すること、特に、フィトスフィンゴシンに、ヒドロキシル化された脂肪酸がアミド結合したセラミド(C型セラミド)が付加されたものの増加が際立っていることを見出した。そして、FRAG1遺伝子発現産物(FRAG1)及びC130090K23遺伝子発現産物(C130090K23)に対する共沈試験の結果、両者が速やかに共沈することを確認した。
これらの結果を総合的に判断すれば、哺乳類の系においては、細胞内でC130090K23(FLJ21511)及びFRAG1はそれぞれα及びβサブユニットとして複合体を形成してセラミド型GPIアンカー型タンパク質合成酵素として働き、βサブユニットのFRAG1がαサブユニットのC130090K23によるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性の増強作用を担っていることは明らかである。
さらに、α及びβサブユニットそれぞれに対応する酵母由来のCwh43C及びCwh43Nタンパク質の共沈試験においても明確な共沈反応が観察されたことは、Cwh43C及びCwh43Nタンパク質も同様にα及びβサブユニットとして機能することが確認できたことに他ならず、哺乳類でのセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素複合体で観察されたα、βサブユニット構造及び機構は広く生物に普遍的なものであることが強く示唆される。
Based on the high homology between the two genes, the second half of the yeast CWH43 gene (CWH43C) and the first half (CWH43N), the proteins encoded by both genes form a subunit structure. The hypothesis of exhibiting ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity was established and experimentally proved by Examples described later.
That is, when the mouse-derived C130090K23 gene having homology with the latter half of the CWH43 gene (CWH43C) is expressed in yeast cells lacking the yeast cwh43 gene, the yeast CWH43 gene is complemented to synthesize a ceramide-added GPI-anchored protein. It was confirmed that the ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity alone.
In addition, when the mouse-derived FRAG1 gene having homology to CWH43N is expressed in yeast cells simultaneously with the C130090K23 gene, the amount of GPI-anchored protein to which ceramide is added increases, in particular, phytosphingosine. It was found that the increase in the addition of ceramide (C-type ceramide) in which hydroxylated fatty acid was amide-bonded was conspicuous. As a result of the coprecipitation test on the FRAG1 gene expression product (FRAG1) and the C130090K23 gene expression product (C130090K23), it was confirmed that both coprecipitates rapidly.
Judging from these results comprehensively, in mammalian systems, C130090K23 (FLJ21511) and FRAG1 form complexes as α and β subunits in cells to act as ceramide-type GPI-anchored protein synthases. It is clear that FRAG1 of the β subunit plays a role of enhancing the activity of ceramide-added GPI-anchored protein synthase by C130090K23 of the α subunit.
Furthermore, a clear coprecipitation reaction was also observed in the coprecipitation test of yeast-derived Cwh43C and Cwh43N proteins corresponding to the α and β subunits, respectively. The Cwh43C and Cwh43N proteins also function as α and β subunits. In addition, the α and β subunit structures and mechanisms observed in ceramide-added GPI-anchored protein synthase complexes in mammals are widely and universally strong in organisms. It is suggested.

3.本発明におけるGIPC-AP合成酵素
本発明で得られた以上の知見に基づき、以下、本件発明に含まれるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質及び当該タンパク質をコードするDNAについて述べる。
ここで、「セラミド付加GPIアンカー型タンパク質(Glycosyl-inositolphophorylceramide-anchored protein)」を、その頭文字をとって「GIPC-AP」ともいい、「セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素」を「GIPC-AP合成酵素」ともいう。その際、「GIPC-AP」合成酵素活性を有するタンパク質及び同タンパク質複合体もあわせて「GIPC-AP合成酵素」ということもある。
また、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素複合体における2つのサブユニット構造のうち、酵母由来のCwh43のC末側(Cwh43C)と相同性があり、IPC合成酵素活性を有するサブユニットをαサブユニットと称し、同Cwh43のN末側(Cwh43N)と相同性があり、GIPC-AP合成酵素活性の増強効果を有するサブユニットをβサブユニットと称する。
3. GIPC-AP synthase in the present invention
Based on the above knowledge obtained in the present invention, a protein having ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity and DNA encoding the protein will be described below.
Here, "ceramide added GPI-anchored proteins (G lycosyl- i nositol p hophoryl c eramide- a nchored p rotein) ", and also referred to as taking the initials "GIPC-AP", "ceramide added GPI-anchored proteins “Synthase” is also referred to as “GIPC-AP synthase”. In that case, the protein having the “GIPC-AP” synthase activity and the protein complex may be collectively referred to as “GIPC-AP synthase”.
Among the two subunit structures in the ceramide-added GPI-anchored protein synthase complex, a subunit that is homologous to the C-terminal side (Cwh43C) of Cwh43 derived from yeast and has IPC synthase activity is an α subunit. A subunit having homology with the N-terminal side (Cwh43N) of Cwh43 and having an effect of enhancing GIPC-AP synthase activity is referred to as a β subunit.

4.出芽酵母由来CWH43関連GIPC-AP合成酵素及びその遺伝子
出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)由来のCWH43遺伝子がコードする酵素タンパク質(Cwh43タンパク質)は、上記脂質リモデリングプロセスにおける、フォスファチジルイノシトール構造のGPIアンカー型タンパク質にセラミドを付加し、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質(GIPC-AP)を合成する機能を有する。該遺伝子の塩基配列は、配列番号1に示され、当該遺伝子がコードする該酵素タンパク質のアミノ酸配列は、配列番号2に示される。
また、この出芽酵母のCwh43タンパク質は、C末側(配列番号2のアミノ酸配列の218〜953位)の部分タンパク質のみでGIPC-AP合成酵素活性を有していることからみて、配列番号2のうちの少なくとも218〜953位のアミノ酸配列(配列番号6)を含みさえすればCwh43タンパク質と同等の機能を有する。
そして、上記Cwh43タンパク質及びそのC末側の部分タンパク質と高い相同性を有するタンパク質、すなわち、配列番号2又はその少なくとも218〜953位を含む部分アミノ酸配列のうち、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又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、同様のGIPC-AP合成酵素活性を有しているタンパク質も、本発明において、GIPC-AP合成酵素として用いられる。なお、このような欠失、置換、付加といった改変タンパク質は、化学的または酵素的処理で得ることもでき、また当該タンパク質をコードする遺伝子を用いて部位突然変異法や制限酵素による突然変異導入法などを適用する定法の遺伝子組換え手法により合成できる。
同様に、配列番号1からなるCWH43遺伝子の一部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含む塩基配列はCWH43遺伝子と同等の機能を有する遺伝子であるといえるから、配列番号1又はその少なくとも652〜2859位の塩基配列を含む部分塩基配列からなるDNA、及び、それらの塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAの場合も本発明のGIPC-AP合成酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAとして用いることができる。なお、ここで、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、典型的には Sambrook et al., 1989 (Molecular cloning: a laboratory manual; Cold Spring Harbor Lab, Cold Spring Harbor, NY, 2nd ed.) による、高い緊縮条件下でのサザンハイブリダイゼーションを適用した場合に検出できる程度に高い相同性(同一性)を有していること、通常、85〜90%以上の相同性を有していることを表現したものであり、実際にも各種生物の、市販または適宜作成したcDNAライブラリなどからPCR法及び/又はサザンハイブリダイゼーション法により取得することができる。
なお、本発明における「相同性」とは、Lipman-Pearsonの計算法(Lipman and Pearson, 1985; Science 227, 1435-1441)での「同一性」を示す換算数値である。また、特定の配列番号で示される塩基配列からなるDNAとハイブリダイズする、というとき、当該塩基配列と共にその相補配列である場合も含む。
4). CWH43-related GIPC-AP synthase derived from Saccharomyces cerevisiae and its gene The enzyme protein (Cwh43 protein) encoded by the CWH43 gene derived from Saccharomyces cerevisiae is a GPI-anchored phosphatidylinositol structure in the lipid remodeling process. It has a function of adding ceramide to a protein to synthesize a ceramide-added GPI-anchored protein (GIPC-AP). The base sequence of the gene is shown in SEQ ID NO: 1, and the amino acid sequence of the enzyme protein encoded by the gene is shown in SEQ ID NO: 2.
In addition, the Cwh43 protein of this budding yeast is only a partial protein on the C-terminal side (positions 218 to 953 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2) and has a GIPC-AP synthase activity. As long as it contains at least the amino acid sequence at positions 218 to 953 (SEQ ID NO: 6), it has the same function as the Cwh43 protein.
In addition, one or several amino acids are deleted from the protein having high homology with the Cwh43 protein and the C-terminal partial protein thereof, that is, the partial amino acid sequence comprising SEQ ID NO: 2 or at least positions 218 to 953 thereof. A protein having a substituted or added amino acid sequence and having similar GIPC-AP synthase activity is also used as a GIPC-AP synthase in the present invention. Such modified proteins such as deletions, substitutions and additions can also be obtained by chemical or enzymatic treatment, and site mutation methods or mutation introduction methods using restriction enzymes using the genes encoding the proteins. Etc. can be synthesized by a conventional genetic recombination technique.
Similarly, since a part of the CWH43 gene consisting of SEQ ID NO: 1 and containing a base sequence at least at positions 652 to 2859 is a gene having a function equivalent to that of the CWH43 gene, SEQ ID NO: 1 or its The GIPC-AP synthesis of the present invention also applies to DNA consisting of a partial base sequence containing at least the 652-2859-position base sequence and DNA hybridizing under stringent conditions with a DNA consisting of a complementary sequence of those base sequences. It can be used as DNA encoding a protein having enzyme activity. Here, “hybridizes under stringent conditions” typically means Sambrook et al., 1989 (Molecular cloning: a laboratory manual; Cold Spring Harbor Lab, Cold Spring Harbor, NY, 2nd ed Have a high degree of homology (identity) that can be detected when Southern hybridization under high stringency conditions is applied, usually 85-90% or more. In fact, it can be obtained by PCR and / or Southern hybridization from commercially available or appropriately prepared cDNA libraries of various organisms.
The “homology” in the present invention is a conversion value indicating “identity” in the Lipman-Pearson calculation method (Lipman and Pearson, 1985; Science 227, 1435-1441). In addition, the term “hybridizes with DNA consisting of a base sequence represented by a specific sequence number” includes the case of a complementary sequence together with the base sequence.

そして、これらの出芽酵母由来CWH43関連GIPC-AP合成酵素は、下記のDNAを用いて形質転換した酵母などの宿主細胞から産生することができる。
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。
ここで、配列番号2は、Cwh43タンパク質のアミノ酸配列に相当する。
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA。
ここで、配列番号2の218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列は、配列番号5に示されるCwh43Cタンパクに相当し、GIPC-AP合成酵素活性が確認されている。
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA。
ここで、配列番号1は、CWH43遺伝子の塩基配列に相当する。
(D)配列番号1に示される塩基配列の一部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA。
配列番号1の652〜2859位の塩基配列は、配列番号3に示されるCWH43Cの遺伝子に相当する。
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
そして、得られたGIPC-AP合成酵素は、形質転換細胞を破砕し、抽出後、通常のタンパク質精製法を適用して単離精製することもできるが、未精製のままでGPIアンカー型タンパク質に作用させてGIPC-AP合成用に用いることができる。また、当該形質転換細胞に内在するGPIアンカー型タンパク質に対して作用させ形質転換細胞から直接GIPC-APを合成させることができる。
These budding yeast-derived CWH43-related GIPC-AP synthases can be produced from host cells such as yeast transformed with the following DNA.
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
Here, SEQ ID NO: 2 corresponds to the amino acid sequence of Cwh43 protein.
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and includes at least the amino acid sequence at positions 218 to 953.
Here, the amino acid sequence including the amino acid sequence at positions 218 to 953 of SEQ ID NO: 2 corresponds to the Cwh43C protein shown in SEQ ID NO: 5, and GIPC-AP synthase activity has been confirmed.
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.
Here, SEQ ID NO: 1 corresponds to the base sequence of the CWH43 gene.
(D) DNA that is a part of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and contains at least the 652-2859 base sequence.
The base sequence at positions 652 to 2859 of SEQ ID NO: 1 corresponds to the CWH43C gene shown in SEQ ID NO: 3.
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).
The resulting GIPC-AP synthase can be isolated and purified by disrupting transformed cells and applying the usual protein purification method after extraction. It can be used for GIPC-AP synthesis. Further, GIPC-AP can be directly synthesized from the transformed cells by acting on the GPI-anchored protein inherent in the transformed cells.

5.GIPC-AP合成酵素複合体のα及びβサブユニットをコードする遺伝子
そして、GIPC-AP合成酵素複合体のうち、GIPC-AP合成酵素複合体のαサブユニット機能を有するタンパク質をコードする遺伝子は、哺乳類由来の典型的なものとしてマウスのC130090K23 (NM_181323)遺伝子(配列番号9)及びヒトFLJ21511(NM_025087)遺伝子(配列番号26)をあげることができる。両者ともCWH43遺伝子の後半部分(CWH43C)に対して高い相同性を有している(マウスのC130090K23遺伝子とCWH43C遺伝子との相同性は塩基配列レベルで38%、アミノ酸配列レベルで28.9%であった。)。哺乳類の中でも進化上遠い種であるマウスとヒト間の相同性は塩基配列レベルで82.3%(アミノ酸配列レベルでも81.3%)であったことから、配列番号9及び配列番号26のいずれに対しても70%以上の相同性、好ましくは80%以上の相同性、より好ましくは85%以上の相同性がある塩基配列からなるDNAであって、特に哺乳類由来のDNAであれば、GIPC-AP合成酵素複合体のαサブユニット機能を有するタンパク質をコードする遺伝子としての機能を有する蓋然性が高い。また、配列番号9及び配列番号26と共にCWH43C遺伝子の塩基配列(配列番号5)の三者に対しての相同性が高い配列は、ほぼ確実に同様のGIPC-AP合成酵素複合体のαサブユニット機能が期待できる。具体的には、配列番号5、9及び26のいずれの塩基配列に対しても30%以上、好ましくは40%以上の相同性があるDNAも包含される。
また、取得したDNAの機能は、小麦胚芽、大腸菌のライセートの系でin vitro翻訳させるか形質転換酵母宿主などで発現させて確認することができるが、取得したDNAを出芽酵母の発現ベクターに接続してcwh43遺伝子破壊株に導入し、形質転換体のCalcofluor White 感受性と温度感受性を調べることによっても確認できる。
なお、cwh43 破壊株は市販されている出芽酵母由来の細胞壁が欠損している酵母細胞株であり、細胞壁欠損を検出する薬剤であるCalcofluor Whiteに対する感受性及び高温感受性を示している。この回復試験は、それぞれ、出芽酵母細胞を Calcofluor White を含んだ栄養培地上で培養する、あるいは、栄養培地上で高温下(たとえば 39℃)で培養することにより行うことができる。
同様に、GIPC-AP合成酵素複合体のβサブユニット機能を有するタンパク質をコードする遺伝子として典型的なものは、ヒト FRAG1 (GenBank Acc. No. NM_014489)遺伝子(配列番号24)及びマウス Frag1 (NM_145583)遺伝子(配列番号7)であり、両者ともCWH43遺伝子の前半部分(CWH43N)に対して高い相同性を有している(マウスのFRAG1遺伝子とCWH43N遺伝子との相同性は塩基配列レベルで33%、アミノ酸配列レベルでは25.3%であった。)。マウスとヒト間の相同性が塩基配列レベルで67.9%(アミノ酸配列レベルでは、94.4%)であったことから、配列番号7及び配列番号24のいずれに対しても少なくとも70%以上の相同性、好ましくは80%以上の相同性、より好ましくは85%以上の相同性がある塩基配列からなるDNAであれば、GIPC-AP合成酵素複合体のβサブユニット機能を有するタンパク質をコードする遺伝子としての機能を有する蓋然性が高いので、本発明におけるβサブユニットをコードするDNAに包含される。また、配列番号7及び配列番号24と共にCWH43N遺伝子の塩基配列(配列番号3)の三者に対しての相同性が高い配列は、ほぼ確実に同様のGIPC-AP合成酵素複合体のβサブユニット機能が期待できる。具体的には、配列番号3、7及び24のいずれの塩基配列に対しても30%以上、好ましくは40%以上の相同性があるDNAも本発明のDNAとして包含される。
5. Genes encoding the α and β subunits of the GIPC-AP synthase complex. Among the GIPC-AP synthase complexes, the gene encoding the protein having the α subunit function of the GIPC-AP synthase complex is: Typical examples derived from mammals include mouse C130090K23 (NM_181323) gene (SEQ ID NO: 9) and human FLJ21511 (NM_025087) gene (SEQ ID NO: 26). Both have high homology to the latter half of the CWH43 gene (CWH43C) (the homology between the mouse C130090K23 gene and the CWH43C gene is 38% at the nucleotide sequence level and 28.9% at the amino acid sequence level). there were.). Since the homology between mouse and human, which is a distant species among mammals, was 82.3% at the base sequence level (81.3% at the amino acid sequence level), either of SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 26 DNA having a base sequence having 70% or more homology, preferably 80% or more homology, more preferably 85% or more homology, particularly GIPC -There is a high probability of having a function as a gene encoding a protein having the α subunit function of the AP synthase complex. In addition, the sequence having high homology to the three of the CWH43C gene base sequence (SEQ ID NO: 5) together with SEQ ID NO: 9 and SEQ ID NO: 26 is almost certainly the α subunit of the same GIPC-AP synthase complex. Function can be expected. Specifically, DNA having a homology of 30% or more, preferably 40% or more with respect to any of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 5, 9, and 26 is also included.
The function of the obtained DNA can be confirmed by in vitro translation in wheat germ, Escherichia coli lysate systems, or expression in a transformed yeast host, etc., but the obtained DNA is connected to a budding yeast expression vector. It can also be confirmed by introducing it into a cwh43 gene-disrupted strain and examining the transformant for Calcofluor White sensitivity and temperature sensitivity.
The cwh43-disrupted strain is a yeast cell strain that lacks a cell wall derived from a commercially available budding yeast, and exhibits sensitivity and high-temperature sensitivity to Calcofluor White, a drug that detects cell wall defects. This recovery test can be carried out by culturing budding yeast cells on a nutrient medium containing Calcofluor White or by culturing on a nutrient medium at a high temperature (for example, 39 ° C.).
Similarly, typical genes encoding the protein having the β subunit function of the GIPC-AP synthase complex include human FRAG1 (GenBank Acc. No. NM — 014489) gene (SEQ ID NO: 24) and mouse Frag1 (NM — 145583). ) Gene (SEQ ID NO: 7), both of which have high homology to the first half of the CWH43 gene (CWH43N) (the homology between the mouse FRAG1 gene and the CWH43N gene is 33% at the nucleotide sequence level) The amino acid sequence level was 25.3%.) Since homology between mouse and human was 67.9% at the nucleotide sequence level (94.4% at the amino acid sequence level), at least 70% or more for both SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 24 A DNA having a β subunit function of the GIPC-AP synthase complex, as long as the DNA has a base sequence having a homology of 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 85% or more. Therefore, it is included in the DNA encoding the β subunit in the present invention. In addition, the sequence having high homology to the three of the CWH43N gene base sequence (SEQ ID NO: 3) together with SEQ ID NO: 7 and SEQ ID NO: 24 is almost certainly the β subunit of the same GIPC-AP synthase complex. Function can be expected. Specifically, DNA having homology of 30% or more, preferably 40% or more with respect to any of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 3, 7 and 24 is also included as the DNA of the present invention.

6.GIPC-AP合成酵素複合体のα及びβサブユニット
上記GIPC-AP合成酵素のαサブユニットをコードする遺伝子に対応するタンパク質、すなわちGIPC-AP合成酵素複合体のαサブユニットとしては、上記同遺伝子について述べたと同様の理由で、下記(A)〜(D)からなるアミノ酸配列を有するタンパク質であれば、GIPC-AP合成酵素活性を有すると共に、GIPC-AP合成酵素複合体のαサブユニットとしての機能が期待できる。
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列。
ここで、配列番号6は、出芽酵母由来Cwh43Cタンパク質に、配列番号10は、マウスC130090K23タンパク質に、そして配列番号27はヒトFLJ21511タンパク質に対応するアミノ酸配列である。
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
(C)配列番号10及び配列番号27に示されるアミノ酸配列のいずれに対しても70%以上の相同性、好ましくは80%以上の相同性、より好ましくは85%以上の相同性があるアミノ酸配列。
(D)配列番号6、配列番号10及び配列番号27に示されるアミノ酸配列のいずれに対しても30%以上、好ましくは40%以上の相同性があるアミノ酸配列。
なお、配列番号10と配列番号27の相同性は81.3%であり、配列番号6と配列番号10とは相同性28.9%、配列番号6と配列番号27とは相同性28.3%であった。
GIPC-AP合成酵素複合体のβサブユニットとしては、下記(E)〜(H)からなるアミノ酸配列を有するタンパク質であれば、同様に、GIPC-AP合成酵素活性増強作用という、GIPC-AP合成酵素複合体のβサブユニットとしての機能が期待できる。
(E)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列。
ここで、配列番号4は、出芽酵母由来Cwh43Nタンパク質に、配列番号8は、マウスFRAG1タンパク質に、そして配列番号25はヒトFRAG1タンパク質に対応するアミノ酸配列である。
(F)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
(G)配列番号8及び配列番号25に示されるアミノ酸配列のいずれに対しても70%以上の相同性、好ましくは80%以上の相同性、より好ましくは85%以上の相同性があるアミノ酸配列。
(H)配列番号4、配列番号8及び配列番号25に示されるアミノ酸配列のいずれに対しても30%以上、好ましくは40%以上の相同性があるアミノ酸配列。
なお、配列番号8と配列番号25の相同性は94.4%であり、配列番号4と配列番号8とは相同性25.3%、配列番号4と配列番号25とは相同性17.9%であった。
6). Α and β subunits of the GIPC-AP synthase complex The protein corresponding to the gene encoding the α subunit of the GIPC-AP synthase, that is, the α subunit of the GIPC-AP synthase complex, For the same reason as described above, a protein having an amino acid sequence consisting of the following (A) to (D) has GIPC-AP synthase activity and is used as an α subunit of the GIPC-AP synthase complex. The function can be expected.
(A) The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27.
Here, SEQ ID NO: 6 is the amino acid sequence corresponding to the budding yeast-derived Cwh43C protein, SEQ ID NO: 10 is the mouse C130090K23 protein, and SEQ ID NO: 27 is the human FLJ21511 protein.
(B) An amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27.
(C) An amino acid sequence having 70% or more homology, preferably 80% or more homology, more preferably 85% or more homology to any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27 .
(D) An amino acid sequence having homology of 30% or more, preferably 40% or more with respect to any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27.
The homology between SEQ ID NO: 10 and SEQ ID NO: 27 is 81.3%, SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 10 are 28.9% homologous, and SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 27 are homologous 28.3. %Met.
If the β subunit of the GIPC-AP synthase complex is a protein having an amino acid sequence consisting of the following (E) to (H), the GIPC-AP synthesis activity called GIPC-AP synthase activity enhancing action is similarly used. A function as a β subunit of the enzyme complex can be expected.
(E) The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25.
Here, SEQ ID NO: 4 is the budding yeast-derived Cwh43N protein, SEQ ID NO: 8 is the mouse FRAG1 protein, and SEQ ID NO: 25 is the amino acid sequence corresponding to the human FRAG1 protein.
(F) An amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25.
(G) Amino acid sequence having 70% or more homology, preferably 80% or more homology, more preferably 85% or more homology with any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25 .
(H) An amino acid sequence having homology of 30% or more, preferably 40% or more with respect to any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25.
The homology between SEQ ID NO: 8 and SEQ ID NO: 25 is 94.4%, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 8 have a homology of 25.3%, and SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 25 have a homology of 17.9. %Met.

これらのGIPC-AP合成酵素複合体αサブユニット及びβサブユニットを合成するためには、通常の遺伝子組換え法による形質転換技術が適用でき、典型的には、上記αサブユニット及びβサブユニット遺伝子を、同一のもしくは別々の発現ベクターに繋いで宿主細胞を形質転換して取得することができる。たとえば、酵母の発現ベクターにαサブユニット及びβサブユニット遺伝子をそれぞれ別にもしくは連結して挿入することにより、酵母細胞内で生産させることにより得ることが可能である。具体的には、出芽酵母用発現ベクター YEp352GAP の、TDH3 プロモータと TDH3 ターミネータとの間に、これらの遺伝子を挿入する。このようなプラスミドを酵母細胞に酢酸リチウム法などにより導入し、栄養培地上で増殖させると、酵母細胞は遺伝子産物としてGIPC-AP合成酵素複合体を、または各サブユニットを生産する。
得られたGIPC-AP合成酵素複合体のα及びβサブユニットは、それぞれ精製して単離してGIPC-APの合成に用いることもできるが、特に精製されていなくてもよく、未精製の培養溶液、又はミクロソーム膜画分として用いることができる。また、当該αサブユニット及び/又はβサブユニットを産生している酵母などの産生細胞のまま用いることができる。すなわち、GPIアンカー型タンパク質に対して、GIPC-AP合成酵素複合体のα及びβサブユニットをコードする遺伝子、又は同αサブユニットをコードする遺伝子を用いて形質転換した細胞を作用させれば、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質を生産することができる。
特に、出芽酵母などの細胞内でGPIアンカー型タンパク質を大量に生産している細胞を宿主として選択すれば、形質転換宿主細胞が、細胞内のGPIアンカー型タンパク質にセラミドを付加したタンパク質を細胞膜中のマイクロドメイン内などに大量に分泌する。その際、細胞内のGPIアンカー型タンパク質は、当該細胞自体が天然に産生する場合であってもよいが、好ましいGPIアンカー型タンパク質をコードする遺伝子、もしくはGPIアンカー型タンパク質合成酵素をコードする遺伝子などにより形質転換された細胞でもよい。
In order to synthesize these GIPC-AP synthase complex α subunit and β subunit, a transformation technique by a usual genetic recombination method can be applied. Typically, the α subunit and β subunit are combined. The gene can be obtained by ligating host cells with the same or separate expression vectors. For example, it can be obtained by producing in yeast cells by inserting the α subunit gene and the β subunit gene separately or linked into a yeast expression vector. Specifically, these genes are inserted between the TDH3 promoter and the TDH3 terminator in the budding yeast expression vector YEp352GAP. When such a plasmid is introduced into a yeast cell by the lithium acetate method or the like and grown on a nutrient medium, the yeast cell produces a GIPC-AP synthase complex or each subunit as a gene product.
The α and β subunits of the obtained GIPC-AP synthase complex can be purified and isolated, respectively, and used for the synthesis of GIPC-AP. It can be used as a solution or a microsomal membrane fraction. In addition, it can be used as a production cell such as yeast producing the α subunit and / or β subunit. That is, if a cell transformed with a gene encoding the α and β subunits of the GIPC-AP synthase complex or a gene encoding the α subunit is allowed to act on the GPI-anchored protein, Ceramide-added GPI-anchored proteins can be produced.
In particular, if a cell that produces a large amount of GPI-anchored protein in cells such as budding yeast is selected as a host, the transformed host cell adds a protein obtained by adding ceramide to the intracellular GPI-anchored protein in the cell membrane. Secreted in large quantities in the microdomain of In that case, the intracellular GPI-anchored protein may be naturally produced by the cell itself, but a gene encoding a preferred GPI-anchored protein or a gene encoding a GPI-anchored protein synthase, etc. It may be a cell transformed by.

7.GIPC-AP及びGIPC-AP合成方法
GIPC-AP合成酵素複合体またはそのαサブユニットを用いるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質の製造方法は上記したとおりであって、GIPC-AP合成酵素複合体またはそのαサブユニットをコードする遺伝子の発現産物タンパク質を精製もしくは未精製の状態でGPIアンカー型タンパク質に対して作用させることでセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を製造することができ、GIPC-AP合成酵素複合体またはそのαサブユニットをコードする遺伝子を用いた形質転換細胞により、内在性のもしくは外来GPIアンカー型タンパク質にセラミドを付加することでセラミド付加GPIアンカー型タンパク質(GIPC-AP)を産生できる。
その際に、GIPC-AP合成酵素複合体のβサブユニットには、GIPC-AP合成酵素活性を増強する作用があるため、GIPC-AP合成酵素αサブユニットと共にGPIアンカー型タンパク質に対して作用させると、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の産生量が増大する。GIPC-AP合成酵素βサブユニットをコードする遺伝子を、GIPC-AP合成酵素αサブユニットをコードする遺伝子と共に形質転換した形質転換細胞を用いて、当該形質転換細胞によりセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を産生することが好ましい。
7). GIPC-AP and GIPC-AP synthesis method The method for producing a ceramide-added GPI-anchored protein using the GIPC-AP synthase complex or its α subunit is as described above, and the GIPC-AP synthase complex or its α A ceramide-added GPI-anchored protein can be produced by allowing an expression product protein of a gene encoding a subunit to act on a GPI-anchored protein in a purified or unpurified state, and a GIPC-AP synthase complex or A ceramide-added GPI-anchored protein (GIPC-AP) can be produced by adding ceramide to an endogenous or foreign GPI-anchored protein by a transformed cell using the gene encoding the α subunit.
In that case, since the β subunit of the GIPC-AP synthase complex has an action of enhancing the GIPC-AP synthase activity, it acts on the GPI-anchored protein together with the GIPC-AP synthase α subunit. And the production amount of ceramide-added GPI anchor type protein increases. Using a transformed cell obtained by transforming a gene encoding the GIPC-AP synthase β subunit together with a gene encoding the GIPC-AP synthase α subunit, a ceramide-added GPI-anchored protein is produced by the transformed cell. It is preferable to do.

そして、GIPC-AP合成酵素αサブユニットと共にβサブユニットを用いてセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を合成した場合にはGPIアンカー型タンパク質に付加されるセラミドとして、C型セラミド(ヒドロキシル化された脂肪酸鎖およびフィトスフィンゴシンより成るセラミド)の割合が高まる。特に、形質転換細胞の宿主として酵母を選択し、酵母細胞内で哺乳類のGIPC-AP合成酵素複合体をコードする遺伝子を発現させ、酵母の内在性GPIアンカー型タンパク質にセラミドを付加させた場合に得られるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質には、たとえば実施例6に示すように、顕著にC型セラミドが付加されている。
C型セラミドは、スフィンゴシンおよび脂肪酸鎖がともにヒドロキシル化されており親水性が高いので、より保湿効果が高いなどのセラミドとしての効果が期待できるので、C型セラミドが付加されているGPIアンカー型タンパク質の有用性は高い。好ましい全セラミド付加GPIアンカー型タンパク質中のC型セラミド付加型の比率は少なくとも10%以上であり、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは50%以上である。
When a ceramide-added GPI-anchored protein is synthesized using the β subunit together with the GIPC-AP synthase α-subunit, C-type ceramide (hydroxylated fatty acid chain) is used as the ceramide added to the GPI-anchored protein. And the proportion of ceramide consisting of phytosphingosine). In particular, when yeast is selected as a host for transformed cells, a gene encoding a mammalian GIPC-AP synthase complex is expressed in the yeast cells, and ceramide is added to the endogenous GPI-anchored protein of yeast. For example, as shown in Example 6, C-type ceramide is remarkably added to the obtained ceramide-added GPI-anchored protein.
C-type ceramide is a GPI-anchored protein to which C-type ceramide is added because C-type ceramide is hydroxylated in both sphingosine and fatty acid chains and has high hydrophilicity, so that it can be expected to have an effect as a ceramide such as a higher moisturizing effect. Is highly useful. The ratio of the C-type ceramide addition type in the preferable all-ceramide addition GPI-anchored protein is at least 10% or more, more preferably 20% or more, and further preferably 50% or more.

また、上記4.で述べたように、出芽酵母CWH43に関連したGIPC-AP合成酵素をコードする下記の(A)〜(E)のいずれかのDNAを用いて産生させることができる。具体的には、形質転換した酵母などの宿主細胞から、まずGIPC-AP合成酵素を産生して、GIPC-AP合成酵素を単離精製して、もしくは未精製のままでGPIアンカー型タンパク質に作用させるか、又は当該形質転換細胞を培養し、直接セラミド付加GPIアンカー型タンパク質を産生させる。
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA。
ここで、配列番号2はCwh43タンパク質のアミノ酸配列である。
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA。
ここで、配列番号2の218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列は、配列番号5に示されるCwh43Cタンパクに相当し、GIPC-AP合成酵素活性が確認されている。
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA。
ここで、配列番号1は、CWH43遺伝子の塩基配列に相当する。
(D)配列番号1に示される塩基配列の1部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA。
配列番号1の652〜2859位の塩基配列は、配列番号3に示されるCWH43Cの遺伝子に相当する。
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
The above 4. As described above, the DNA can be produced using any of the following DNAs (A) to (E) encoding a GIPC-AP synthase related to the budding yeast CWH43. Specifically, GIPC-AP synthase is first produced from a transformed host cell such as yeast, and the GIPC-AP synthase is isolated and purified, or acts on a GPI-anchored protein without purification. Or the transformed cells are cultured to directly produce a ceramide-added GPI-anchored protein.
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2.
Here, SEQ ID NO: 2 is the amino acid sequence of Cwh43 protein.
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and includes at least the amino acid sequence at positions 218 to 953.
Here, the amino acid sequence including the amino acid sequence at positions 218 to 953 of SEQ ID NO: 2 corresponds to the Cwh43C protein shown in SEQ ID NO: 5, and GIPC-AP synthase activity has been confirmed.
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1.
Here, SEQ ID NO: 1 corresponds to the base sequence of the CWH43 gene.
(D) DNA that is a part of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 and comprises at least the 652-2859 base sequence.
The base sequence at positions 652 to 2859 of SEQ ID NO: 1 corresponds to the CWH43C gene shown in SEQ ID NO: 3.
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).

得られたセラミド付加GPIアンカー型タンパク質は、通常のタンパク質精製方法が適用できるが、例えば以下のような方法で精製することができる。典型的な出芽酵母のGPIアンカー型タンパク質、例えば Gas1p や Cwp2p にあらかじめタグを付けておき、タグ付きGPIアンカー型タンパク質遺伝子を発現した酵母の破砕液を、タグを認識する抗体を結合したビーズと混合することにより、特異的にビーズにタグ付きGPIアンカー型タンパク質を吸着させることができる。   The obtained ceramide-added GPI-anchored protein can be purified by an ordinary protein purification method, for example, by the following method. A typical budding yeast GPI-anchored protein, such as Gas1p or Cwp2p, is pre-tagged, and the yeast lysate expressing the tagged GPI-anchored protein gene is mixed with beads that bind the antibody that recognizes the tag. By doing so, the tagged GPI-anchored protein can be adsorbed specifically to the beads.

8.セラミドの製造方法及びC型セラミドリッチのセラミド組成物
上記7.で得られたセラミド付加GPIアンカー型タンパク質に対して、フォスフォリパーゼCあるいはフォスフォリパーゼDなどの酵素処理を施すか、あるいはタンパク質及び糖質部分を化学的処理、たとえば亜硝酸処理を施すことでセラミドを分離することができる。
その際セラミド付加GPIアンカー型タンパク質は、単離精製したセラミド付加GPIアンカー型タンパク質でなくても、未精製のままのセラミド付加GPIアンカー型タンパク質含有物、たとえば ConA-Sepharose に吸着させた糖タンパク質混合物の状態であっても良い。
また、フォスフォリパーゼの酵素処理条件は、適切な酵素用のバッファ中でたとえば37℃で 24 時間、亜硝酸の処理条件は、まずpronaseなどで処理してタンパク質部分を消化後、煮沸し、乾燥した後に、亜硝酸処理を 37°C で 3 時間行うことが好ましい。
8). 6. Ceramide production method and C-ceramide rich ceramide composition The ceramide-added GPI-anchored protein obtained in step 1 is subjected to enzyme treatment such as phospholipase C or phospholipase D, or chemical treatment of the protein and carbohydrate part, for example, nitrite treatment. Ceramide can be separated.
In this case, the ceramide-added GPI-anchored protein is not an isolated and purified ceramide-added GPI-anchored protein, but contains an unpurified ceramide-added GPI-anchored protein, such as a glycoprotein mixture adsorbed on ConA-Sepharose. It may be in the state.
The enzyme treatment conditions for phospholipase are, for example, 24 hours at 37 ° C in an appropriate enzyme buffer. The nitrite treatment conditions are first treated with pronase, etc. to digest the protein part, boiled, and dried. After that, nitrite treatment is preferably performed at 37 ° C for 3 hours.

上述のように、哺乳動物のGIPC-AP合成酵素αサブユニットと共にβサブユニットを用いてセラミド付加GPIアンカー型タンパク質を合成した場合にはC型セラミドタイプのGPIアンカー型タンパク質が産生され、特に、形質転換細胞の宿主として酵母を選択し、酵母細胞内で哺乳動物のGIPC-AP合成酵素複合体をコードする遺伝子を発現させ、酵母の内在性GPIアンカー型タンパク質にセラミドを付加させた場合には、顕著にC型セラミドが付加されているため、これらの製造法で得られたセラミド付加GPIアンカー型タンパク質からセラミドを分離することで、C型セラミドリッチのセラミド組成物を得ることができる。
好ましい全セラミド組成物中のC型セラミドの比率は少なくとも10%以上であり、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは50%以上である。
As described above, when a ceramide-added GPI-anchored protein is synthesized using a β subunit together with a mammalian GIPC-AP synthase α-subunit, a C-type ceramide-type GPI-anchored protein is produced. When yeast is selected as a host for transformed cells, a gene encoding a mammalian GIPC-AP synthase complex is expressed in the yeast cells, and ceramide is added to the endogenous GPI-anchored protein of yeast. Since C-type ceramide is remarkably added, a C-type ceramide-rich ceramide composition can be obtained by separating ceramide from the ceramide-added GPI-anchored protein obtained by these production methods.
The proportion of C-type ceramide in the preferred total ceramide composition is at least 10% or more, more preferably 20% or more, still more preferably 50% or more.

9.セラミド付加GPIアンカー型タンパク質前駆物質の製造方法
また、cwh43遺伝子破壊株を用いることで、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の前駆体に相当する、飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質が酵母細胞内部に著量に蓄積することが、実施例4により確認されている。
したがって、出芽酵母のようなGPIアンカー型タンパク質を本来産生する細胞において、グリセロール型GPIアンカー型タンパク質からのセラミド型への変換ステップを阻害することで、飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を製造することができる。
9. Method for producing ceramide-added GPI-anchored protein precursor A GPI-anchored type in which diacylglycerol having saturated fatty acid corresponding to a precursor of ceramide-added GPI-anchored protein is added with high purity by using cwh43 gene disrupted strain It is confirmed in Example 4 that the protein accumulates in a significant amount inside the yeast cell.
Therefore, diacylglycerol having saturated fatty acid was added with high purity by inhibiting the conversion step from glycerol-type GPI-anchored protein to ceramide-type in cells originally producing GPI-anchored protein such as budding yeast. GPI-anchored proteins can be produced.

10.GIPC-AP合成酵素遺伝子のスクリーニング
上記4.及び5.で述べたGIPC-AP合成酵素遺伝子は、市販のcDNAライブラリなどより、PCR法などを用いて取得することが可能であるが、そのためのプライマー、プローブとしては、本発明により取得された出芽酵母由来のCWH43遺伝子に対応する配列番号1に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列、GIPC-AP合成酵素複合体のαサブユニットに対応する配列番号5、9及び26に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列、同βサブユニットに対応する配列番号3、7及び24に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列を用いることができる。
ここで、配列番号5はCWH43Cの遺伝子配列であり、配列番号3はCWH43Nの遺伝子配列なので、両者をあわせるとほぼ配列番号1となることから、結局、本発明におけるGIPC-AP合成酵素遺伝子検出用に有用なポリヌクレオチドは、
(1)配列番号5、9及び26に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列であり、GIPC-AP合成酵素及び/又はそのαサブユニットをコードする遺伝子の検出用のプライマー、プローブとして用いることのできる長さのポリヌクレオチド、ならびに
(2)配列番号3、7及び24に示される塩基配列又はその相補配列の部分配列であり、GIPC-AP合成酵素及び/又はそのβサブユニットをコードする遺伝子の検出用のプライマー、プローブとして用いることのできる長さのポリヌクレオチド、
である。
このようなスクリーニング用(検出用)に用いることのできるプライマーの長さは、少なくとも10塩基以上であり、好ましくは12塩基以上、より好ましくは15塩基以上、最も好ましくは20塩基以上である。同様に、プローブとしての長さは、少なくとも15塩基以上であり、好ましくは18塩基以上、より好ましくは20塩基以上、最も好ましくは30塩基以上である。
たとえば、上記(1)のプライマーとしては、配列番号12、15、16、18、19及び23に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドが、また上記(2)のプライマーとしては、配列番号11,13、14、17、18、19及び21に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドが用いられる。
10. Screening of GIPC-AP synthase gene 4. And 5. The GIPC-AP synthase gene described in 1 above can be obtained from a commercially available cDNA library or the like using a PCR method or the like, but the primer and probe for that purpose are derived from the budding yeast obtained according to the present invention. The nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 corresponding to the CWH43 gene or a partial sequence of its complementary sequence, the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 5, 9 and 26 corresponding to the α subunit of the GIPC-AP synthase complex or its A partial sequence of a complementary sequence, a base sequence shown in SEQ ID NOs: 3, 7 and 24 corresponding to the same β subunit or a partial sequence of a complementary sequence thereof can be used.
Here, since SEQ ID NO: 5 is the gene sequence of CWH43C and SEQ ID NO: 3 is the gene sequence of CWH43N, when both are combined, it becomes almost SEQ ID NO: 1, so that the GIPC-AP synthetase gene detection in the present invention is eventually performed. Useful polynucleotides for
(1) A partial sequence of the base sequence shown in SEQ ID NOs: 5, 9 and 26 or a complementary sequence thereof, and used as a primer or probe for detecting a gene encoding GIPC-AP synthase and / or its α subunit And (2) a partial sequence of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOs: 3, 7 and 24 or a complementary sequence thereof, and encodes GIPC-AP synthase and / or its β subunit A primer for detecting a gene, a polynucleotide of a length that can be used as a probe,
It is.
The length of the primer that can be used for such screening (detection) is at least 10 bases or more, preferably 12 bases or more, more preferably 15 bases or more, and most preferably 20 bases or more. Similarly, the length as a probe is at least 15 bases or more, preferably 18 bases or more, more preferably 20 bases or more, and most preferably 30 bases or more.
For example, as the primer of (1) above, a polynucleotide comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOs: 12, 15, 16, 18, 19 and 23 is used. As the primer of (2), SEQ ID NOs: 11, 13 are used. , 14, 17, 18, 19 and 21 are used.

以下に、実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例で用いた測定方法などの実験手法は下記のとおりである。
DRM 画分の単離方法は Bagnat et al., 2000, Proc Natl Acad Sci USA 97, 3254-3259 によった。波長600 nm における光学密度が30(30 OD600)に相当する量の細胞数になるように、細胞をグラスビーズで破砕し、破砕液に終濃度 1% の Triton X-100 を加えた後、Optiprep によって密度勾配遠心を行なうことで調整する。その後、各画分を SDS-PAGE、ウェスタンブロッティングを行い、Gas1p の抗体を用いて検出することができる。
cwh43 破壊株は市販されている出芽酵母由来の細胞壁が欠損している酵母細胞株であり、細胞壁欠損を検出する薬剤であるCalcofluor Whiteに対する感受性及び高温感受性を示している。この回復試験はそれぞれ、出芽酵母細胞を Calcofluor White を含んだ栄養培地上で培養する、あるいは、栄養培地上で高温下(たとえば 39℃)で培養することにより行うことができる。
Examples are shown below, but the present invention is not limited thereto.
Experimental methods such as measurement methods used in the examples are as follows.
The method for isolating the DRM fraction was according to Bagnat et al., 2000, Proc Natl Acad Sci USA 97, 3254-3259. After disrupting the cells with glass beads so that the optical density at the wavelength of 600 nm is 30 (30 OD600), add Triton X-100 at a final concentration of 1% to the disrupted solution, and then use Optiprep Adjust by performing density gradient centrifugation. Thereafter, each fraction can be detected by SDS-PAGE and Western blotting using a Gas1p antibody.
The cwh43-disrupted strain is a yeast cell line that lacks a cell wall derived from a commercially available budding yeast, and exhibits sensitivity and high-temperature sensitivity to Calcofluor White, an agent that detects cell wall defects. Each of these recovery tests can be performed by culturing budding yeast cells on a nutrient medium containing Calcofluor White or by culturing on a nutrient medium at a high temperature (eg, 39 ° C.).

<実施例 1>
〔出芽酵母 CWH43 遺伝子および Cwh43 タンパク質、マウス FRAG1 遺伝子、FRAG1 タンパク質、マウス C130090K23 遺伝子、C130090K23 タンパク質の調製〕
CWH43 遺伝子は、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)ゲノム DNA を鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
CWH43-BamHI-F 5’- aaaaggatccgcaaacaatcttgaaggct -3’(配列番号 11)
CWH43-SalI-stop-NheI-R 5’- aaaagtcgacttagctagctaagtaataacgtggctcatca -3’(配列番号 12)
増幅によって得られた DNA 断片を制限酵素 BamHI および SalI によって切断し、出芽酵母用単コピーベクター pRS316(Sikorski and Hieter, 1989; Genetics 122, 19-27)に挿入し、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 1 のとおりである。このプラスミドに GPI7 遺伝子のターミネータを挿入し、酵母細胞内に導入、CWH43 遺伝子を発現させ、配列番号 2 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。このようにして作られた Cwh43 タンパク質は、cwh43 破壊株の Calcofluor White 感受性や高温感受性を示さなくなり(図 5)、機能を有していることが確認できた。
マウス FRAG1 遺伝子は、NIH 哺乳類遺伝子コレクションクローン No. 3588752 のプラスミド DNA を鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
EI-mmFRAG1-F24 5’- ggaattcatgtaccaggtcccactgac -3’(配列番号 13)
mmFRAG1-NotI-R33 5’- ataagaatgcggccgcgaatctcttttcctcaggctg -3’(配列番号 14)
増幅によって得られた DNA 断片を制限酵素 EcoRI および NotI によって切断し、出芽酵母用多コピー発現ベクター YEp352GAP II(Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95)のターミネータ直前に HA エピトープタグが挿入されているプラスミドに挿入し、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 7 のとおりである。このプラスミドYEp352GAPII-FRAG1-HA を酵母細胞内に導入、FRAG1 遺伝子を発現させ、配列番号 8 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。
マウス C130090K23 遺伝子は、NIH 哺乳類遺伝子コレクションクローン No. 3584006 のプラスミド DNA を鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
Sma-mmFLJ21511-F30 5’- tcccccgggatgccaggcctgtggagag -3’(配列番号 15)
mmFLJ21511-N*Sa-R27 5’- tgcggtcgactcagctagcaacgaagtatttgggtgtattca -3’(配列番号 16)
増幅によって得られた DNA 断片を制限酵素 SmaI および SalI によって切断し、出芽酵母用多コピー発現ベクター YEp352GAP II(Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95)に挿入し、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 9 のとおりである。このプラスミドを酵母細胞内に導入、C130090K23 遺伝子を発現させ、配列番号 10 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。さらに、PCR 法で増幅した HA タグを YEp352GAPII-C130090K23 のストップコドン直前の NheI サイトに導入して、YEp352GAPII-C130090K23-HAプラスミドを作成した。このようにして作られた C130090K23 タンパク質は、cwh43 破壊株の Calcofluor White 感受性を回復したことから、cwh43 破壊株における CWH43 の機能を補うことが確認できた(図 9)。
また、HA 抗体を用いたウエスタン解析により、FRAG1-HA タンパク質および C130090K23-HA タンパク質が発現していることが確認できた(図 10A)。
<Example 1>
[Preparation of budding yeast CWH43 gene and Cwh43 protein, mouse FRAG1 gene, FRAG1 protein, mouse C130090K23 gene, C130090K23 protein]
The CWH43 gene was obtained by PCR using Saccharomyces cerevisiae genomic DNA as a template. The primers used for PCR are as follows.
CWH43-BamHI-F 5'- aaaaggatccgcaaacaatcttgaaggct -3 '(SEQ ID NO: 11)
CWH43-SalI-stop-NheI-R 5'-aaaaagtcgacttagctagctaagtaataacgtggctcatca -3 '(SEQ ID NO: 12)
The DNA fragment obtained by the amplification was cleaved with restriction enzymes BamHI and SalI and inserted into a single-copy vector pRS316 for budding yeast (Sikorski and Hieter, 1989; Genetics 122, 19-27), and the nucleotide sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 1. A GPI7 gene terminator was inserted into this plasmid and introduced into yeast cells to express the CWH43 gene, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 was obtained. The Cwh43 protein produced in this way was confirmed to have a function, since it did not show the Calcofluor White sensitivity or high temperature sensitivity of the cwh43 disrupted strain (Fig. 5).
The mouse FRAG1 gene was obtained by PCR using plasmid DNA of NIH mammalian gene collection clone No. 3588752 as a template. The primers used for PCR are as follows.
EI-mmFRAG1-F24 5'- ggaattcatgtaccaggtcccactgac-3 '(SEQ ID NO: 13)
mmFRAG1-NotI-R33 5'- ataagaatgcggccgcgaatctcttttcctcaggctg -3 '(SEQ ID NO: 14)
The DNA fragment obtained by amplification is cleaved with restriction enzymes EcoRI and NotI, and an HA epitope tag is inserted immediately before the terminator of the multi-copy expression vector YEp352GAP II for budding yeast (Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95). The plasmid was inserted into the plasmid, and the nucleotide sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 7. This plasmid YEp352GAPII-FRAG1-HA was introduced into yeast cells to express the FRAG1 gene, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 was obtained.
The mouse C130090K23 gene was obtained by PCR using plasmid DNA of NIH mammalian gene collection clone No. 3584006 as a template. The primers used for PCR are as follows.
Sma-mmFLJ21511-F30 5'- tcccccgggatgccaggcctgtggagag -3 '(SEQ ID NO: 15)
mmFLJ21511-N * Sa-R27 5'- tgcggtcgactcagctagcaacgaagtatttgggtgtattca -3 '(SEQ ID NO: 16)
The DNA fragment obtained by the amplification was cleaved with restriction enzymes SmaI and SalI, inserted into a multicopy expression vector YEp352GAP II for budding yeast (Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95), and the nucleotide sequence was determined. . The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 9. This plasmid was introduced into yeast cells to express the C130090K23 gene, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 was obtained. Furthermore, the HA tag amplified by PCR was introduced into the NheI site immediately before the stop codon of YEp352GAPII-C130090K23 to prepare the YEp352GAPII-C130090K23-HA plasmid. The C130090K23 protein produced in this way restored the Calcofluor White sensitivity of the cwh43-disrupted strain, confirming that it complements the function of CWH43 in the cwh43-disrupted strain (Figure 9).
In addition, Western analysis using HA antibody confirmed that FRAG1-HA protein and C130090K23-HA protein were expressed (FIG. 10A).

<実施例 2>
〔cwh43 破壊株の表現型の解析〕
市販の(EUROSCARF より入手)出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の CWH43 遺伝子の破壊株(cwh43Δ)を用いて、細胞壁欠損の指標となる薬剤 Calcofluor White (CFW) の感受性と温度感受性とを確認した。野生株はどの条件でも増殖したのに対して、cwh43Δ株は 10μg/mL 以上の CFW に感受性を示し、さらに 39°C で温度感受性を示した(図 5)。このことから cwh43Δは細胞壁合成に異常があることが示唆された。
続いて GPI アンカー型タンパク質の合成に CWH43 遺伝子が関与するかを調べるため、野生株、cwh43Δ株、gup1Δ株および per1Δ株において、酵母の代表的な GPI アンカー型タンパク質である Gas1p のウェスタンブロッティングを行った。ここで、GUP1 および PER1 遺伝子は、GPI アンカー型タンパク質の脂質リモデリングに関与することがすでに示されているため(Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645 および Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264)、対照として用いた。報告通り、野生株に比べて gup1Δ株、per1Δ株ではGas1p の発現が非常に減少していたが、cwh43Δ株では野生株とほとんど同じであった(図 1A)。また、蛍光タンパク質である mRFP と融合させた Gas1 タンパク質 mRFP-Gas1 の局在を蛍光顕微鏡で観察したところ、cwh43Δ株においても、野生株と同様に細胞表層に正しく局在していた(図 1B)。これらのことから、cwh43Δ株では Gas1p の局在や発現に欠損はないと考えられる。
<Example 2>
[Analysis of the phenotype of cwh43 disrupted strains]
Using commercially available (acquired from EUROSCARF) budding yeast (Saccharomyces cerevisiae) CWH43 gene disruption strain (cwh43Δ), the sensitivity and temperature sensitivity of the drug Calcofluor White (CFW), which is an indicator of cell wall deficiency, were confirmed. The wild strain grew under all conditions, whereas the cwh43Δ strain was sensitive to CFW of 10 µg / mL or more, and was temperature sensitive at 39 ° C (Fig. 5). This suggests that cwh43Δ is abnormal in cell wall synthesis.
Subsequently, in order to investigate whether the CWH43 gene is involved in the synthesis of GPI-anchored protein, Western blotting of Gas1p, a typical GPI-anchored protein of yeast, was performed in wild, cwh43Δ, gup1Δ and per1Δ strains. . Here, GUP1 and PER1 genes have already been shown to be involved in lipid remodeling of GPI-anchored proteins (Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645 and Fujita et al. ., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264), used as a control. As reported, the expression of Gas1p was significantly decreased in the gup1Δ and per1Δ strains compared to the wild strain, but the cwh43Δ strain was almost the same as the wild strain (FIG. 1A). In addition, when the localization of the Gas1 protein mRFP-Gas1 fused with the fluorescent protein mRFP was observed with a fluorescence microscope, the cwh43Δ strain was also correctly localized on the cell surface as in the wild strain (Fig. 1B). . From these, it is considered that there is no defect in the localization and expression of Gas1p in the cwh43Δ strain.

<実施例 3>
〔GPI アンカー型タンパク質 Gas1 の膜局在の解析〕
GPI アンカー型タンパク質は通常、細胞膜中のマイクロドメインまたは脂質ラフトと呼ばれる、スフィンゴ脂質やステロールが豊富に存在する膜の部分に存在していることが知られている。マイクロドメインに相当する画分は界面活性剤である Triton X-100(1%)で可溶化されない画分(DRM)として生化学的に単離することができる。Bagnat らにより、酵母にもマイクロドメインが存在し、GPI アンカー型タンパク質はマイクロドメインに存在することが明らかとなっている(Bagnat et al., 2000; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 3254-3259)。
DRM 画分の単離方法は Bagnat et al., 2000; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 3254-3259 に従った。30 OD600(約 3 × 108 個の細胞数に相当)の野生株、cwh43Δ株、gup1Δ株、per1Δ株をグラスビーズで破砕し、破砕液に終濃度 1% の Triton X-100 を加えた後、密度勾配剤として Optiprep を使用した密度勾配遠心を行った。その後、上層から順に分取した各画分に対して SDS-PAGE、ウェスタンブロッティングを行い、調製した抗 Gas1p 抗体および市販の抗 Pma1p、Pho8p 抗体を用いて、Gas1p、Pma1p、および Pho8p をそれぞれ検出した。GPI アンカー型タンパク質である Gas1p を検出した結果、報告通り、野生株では DRM 画分(画分 2)に最も多く存在するのに対して、gup1Δ株および per1Δ株では DRM 画分にはほとんど存在せず、可溶化画分(画分 4-6)に存在した(Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645 および Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264)(図 2)。それに対し、cwh43Δ株の Gas1p は野生株と同様に DRM 画分(画分 2)に最も多く存在した。従って、これらの結果から cwh43Δ株の GPI アンカー型タンパク質 Gas1p のマイクロドメインへの局在は異常になっていないと考えられる。
<Example 3>
[Analysis of membrane localization of GPI-anchored protein Gas1]
It is known that GPI-anchored proteins are usually present in a part of a membrane rich in sphingolipids and sterols called microdomains or lipid rafts in cell membranes. The fraction corresponding to the microdomain can be biochemically isolated as a fraction (DRM) that is not solubilized with the detergent Triton X-100 (1%). Bagnat et al. Show that microdomains exist in yeast and that GPI-anchored proteins exist in microdomains (Bagnat et al., 2000; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 3254). -3259).
The method for isolating the DRM fraction was according to Bagnat et al., 2000; Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 3254-3259. 30 OD 600 (corresponding to about 3 x 10 8 cells) wild strain, cwh43Δ strain, gup1Δ strain, and per1Δ strain were disrupted with glass beads, and Triton X-100 with a final concentration of 1% was added to the disruption solution. Thereafter, density gradient centrifugation using Optiprep as a density gradient agent was performed. Subsequently, SDS-PAGE and Western blotting were performed on each fraction collected in order from the upper layer, and Gas1p, Pma1p, and Pho8p were detected using the prepared anti-Gas1p antibody and commercially available anti-Pma1p and Pho8p antibodies, respectively. . As a result of detection of Gas1p, a GPI-anchored protein, the wild type is the most abundant in the DRM fraction (fraction 2), whereas the gup1Δ and per1Δ strains are almost absent in the DRM fraction. And was present in the solubilized fraction (fractions 4-6) (Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645 and Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253 -5264) (Figure 2). In contrast, Gas1p of the cwh43Δ strain was most abundant in the DRM fraction (fraction 2), as in the wild strain. Therefore, these results suggest that the localization of cwh43Δ strain to the microdomain of GPI-anchored protein Gas1p is not abnormal.

<実施例 4>
〔GPI アンカー型タンパク質の脂質部分の解析〕
GPI アンカー型タンパク質よりイノシトールが付加した脂質部分を切り出してその構造を解析した。方法は Guillas et al., 2000; Methods Enzymol. 312, 506-515 に従った。野生株、cwh43Δ株、gup1Δ株、per1Δ株、gup1Δper1Δ二重破壊株、および GPI アンカーの生合成に関与する GPI7 遺伝子の破壊株(gpi7Δ)のそれぞれ 20 OD600(約 2 × 108 個の細胞数に相当)に [2-3H] イノシトール 50μCi を 2 時間取り込ませた後、クロロホルム/メタノールで洗うことにより、細胞中の脂質を完全に除いた。タンパク質を可溶化後、ConA-sepharose(GE Healthcare)により、糖タンパク質を濃縮した。洗浄後、pronase(Roche)で 37°C、16 時間処理してタンパク質部分を消化後、煮沸した。乾燥後、亜硝酸処理を 37°C で 3 時間行うことによって GPI の脂質部分をタンパク質から切り出し、ブタノール抽出を行い、再び乾燥させた。抽出した PI を 15μL のクロロホルム/メタノール(1:1)に懸濁し、シリカ 60 プレート(Merck)にアプライし、クロロホルム/メタノール/0.25% KCl(55:45:10)の溶媒系で薄層クロマトグラフィを行うことにより分離した。検出は発光イメージ解析装置(Bio-Rad 社 Molecular Imager FX)で行った。
その結果、野生株では、sn-2 位に炭素数 26 の飽和脂肪酸を持つジアシルグリセロール型の PI(pG1)およびイノシトールフォスフォセラミド/B 型(IPC/B)、イノシトールフォスフォセラミド/C 型(IPC/C)が報告どおり検出された(Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645)(図 3)。gup1Δ株ではリゾ体の PI(lyso-PI)が報告どおり検出された(Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645)。per1Δ株では脂肪酸が短いままのジアシルグリセロール型の PI(PI) のみが報告どおり検出された(Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264)。さらに、gup1Δper1Δ二重破壊株では per1Δ株同様に PI が検出されるとともに、IPC/C が報告通り検出された(Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264)。また、gpi7Δ株ではゴルジ体での GPI のリモデリングに欠損があり、IPC/C を持たないことが報告されている(Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261)が、報告どおりの結果となった。これらに対して、cwh43Δ株では、sn-2 位に炭素数 26 の飽和脂肪酸を持つジアシルグリセロール型の PI(pG1)および、リゾ体の PI(lyso-PI)が検出された。このことから、CWH43 は脂質リモデリングの後期ステップである脂質部分のセラミド型への変換に関与していることが示された。
ジヒドロスフィンゴシン(DHS)を細胞内に取り込ませると、セラミド誘導体に代謝されて GPI アンカー型タンパク質に付加されることが知られている。
CWH43 が脂質リモデリングに関与しているかをさらに確かめるために、トリチウムでラベルした DHS([3H]DHS)のタンパク質への取り込みを検討した。方法は Guillas et al., 2000; Methods Enzymol. 312, 506-515、Umemura et al., 2003; J. Biol. Chem. 287, 23639-23647 および、Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261 に従った。野生株、cwh43Δ株、および gpi7Δ株に、[3H]DHS を 2 時間取り込ませた。生体内での DHS 合成を阻害する薬剤であるミリオシンを一緒にラベル溶液に入れ、[3H]DHS の取り込み効率を上げた。菌体をグラスビーズで破砕し、1% SDS を入れて煮沸しタンパク質を可溶化した。その後、糖タンパク質を ConA-sepharose(GE Healthcare)で濃縮し、SDS-PAGE により分離した。検出は発光イメージ解析装置(Bio-Rad 社 Molecular Imager FX)で行った。
野生株では報告通り 3H でラベルされた糖タンパク質が検出されたことからセラミド付加 GPI アンカー型タンパク質があることが示された。gpi7Δ株では報告通りその量が少なくなっていた(Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261)(図 4)。それに対し、cwh43Δではラベルされた糖タンパク質が全くあるいはほとんど検出されなかった。このことより、cwh43Δにおいては、GPI アンカーのセラミドへの脂質リモデリングが行われていないことが示された。
<Example 4>
[Analysis of lipid part of GPI-anchored protein]
The lipid portion to which inositol was added was cut out from the GPI-anchored protein and the structure was analyzed. The method followed Guillas et al., 2000; Methods Enzymol. 312, 506-515. 20 OD 600 (approximately 2 × 10 8 cells) each of wild strain, cwh43Δ strain, gup1Δ strain, per1Δ strain, gup1Δper1Δ double disruption strain, and GPI7 gene disruption strain (gpi7Δ) involved in GPI anchor biosynthesis [ 2-3 H] inositol 50 μCi was taken up for 2 hours and washed with chloroform / methanol to completely remove lipids in the cells. After solubilizing the protein, the glycoprotein was concentrated by ConA-sepharose (GE Healthcare). After washing, the protein portion was digested by treatment with pronase (Roche) at 37 ° C for 16 hours and then boiled. After drying, the lipid portion of GPI was excised from the protein by nitrite treatment at 37 ° C for 3 hours, butanol extraction was performed, and drying was performed again. The extracted PI is suspended in 15 μL of chloroform / methanol (1: 1), applied to a silica 60 plate (Merck), and subjected to thin layer chromatography in a solvent system of chloroform / methanol / 0.25% KCl (55:45:10). Separated by doing. Detection was performed with a luminescence image analyzer (Bio-Rad Molecular Imager FX).
As a result, in the wild strain, diacylglycerol type PI (pG1) and inositol phosphoceramide / B type (IPC / B), inositol phosphoceramide / C type (saturated fatty acid having 26 carbon atoms in the sn-2 position) ( IPC / C) was detected as reported (Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645) (Figure 3). Lyso-form PI (lyso-PI) was detected as reported in the gup1Δ strain (Bosson et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 2636-2645). In the per1Δ strain, only diacylglycerol-type PI (PI) with short fatty acids was detected as reported (Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264). Furthermore, PI was detected in the gup1Δper1Δ double disruption strain as in the per1Δ strain, and IPC / C was detected as reported (Fujita et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 5253-5264). In addition, it has been reported that the Gpi7Δ strain lacks GPI remodeling and lacks IPC / C in the Gpi7Δ strain (Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261). However, the results were as reported. On the other hand, in the cwh43Δ strain, a diacylglycerol type PI (pG1) having a saturated fatty acid having 26 carbon atoms at the sn-2 position and a lyso-form PI (lyso-PI) were detected. This indicates that CWH43 is involved in the conversion of the lipid moiety to the ceramide form, which is a later step in lipid remodeling.
It is known that when dihydrosphingosine (DHS) is incorporated into cells, it is metabolized to ceramide derivatives and added to GPI-anchored proteins.
To further confirm whether CWH43 is involved in lipid remodeling, we investigated the incorporation of tritium-labeled DHS ([3H] DHS) into proteins. The methods are described in Guillas et al., 2000; Methods Enzymol. 312, 506-515, Umemura et al., 2003; J. Biol. Chem. 287, 23639-23647 and Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261. [ 3 H] DHS was incorporated into the wild strain, cwh43Δ strain, and gpi7Δ strain for 2 hours. Myriocin, an agent that inhibits DHS synthesis in vivo, was added to the label solution together to increase the efficiency of [ 3 H] DHS uptake. The cells were crushed with glass beads, and 1% SDS was added and boiled to solubilize the protein. Subsequently, glycoproteins were concentrated with ConA-sepharose (GE Healthcare) and separated by SDS-PAGE. Detection was performed with a luminescence image analyzer (Bio-Rad Molecular Imager FX).
That since the glycoprotein labeled with reported as 3 H was detected is ceramide added GPI-anchored proteins it has been shown in the wild strain. The amount of gpi7Δ strain decreased as reported (Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261) (FIG. 4). In contrast, cwh43Δ did not detect any or very little of the labeled glycoprotein. This indicates that cwh43Δ did not undergo lipid remodeling of GPI anchor to ceramide.

<実施例 5>
〔CWH43 の機能ドメインの解析〕
CWH43 が GPI アンカーのセラミドへの脂質リモデリングに関与することから、この機能に関わる Cwh43 タンパク質のドメインを明らかにし、また、マウス C130090K23 の遺伝子の機能を類推するため、CWH43 遺伝子を、FRAG1 と相同性を持つ N 末端側(CWH43N、1-299、299アミノ酸)と、C130090K23 と相同性を持つ C 末端側(CWH43C、218-953、737アミノ酸)とに分けたプラスミドを構築した(図 5A)。
CWH43N 遺伝子は、pRS316-CWH43-HA プラスミドを鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
Xho-CWH43-P-N-F14 5’- gatttctcgaggaataagtaac -3’(配列番号 17)
CWH43-N-NheStpXho-R15 5’- ccgctcgaggtcgacttagctagcactagagtctctaatttggaaaa-3’(配列番号 18)
増幅によって得られた DNA 断片を制限酵素 XhoI によって切断し、CWH43-HA 発現単コピーベクター pRS316-CWH43-HAの XhoI サイトの断片と入れ替え、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 3 のとおりである。細胞内に導入して CWH43N 遺伝子を発現させ、配列番号 4 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。
CWH43C 遺伝子は、CWH43 遺伝子 を鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
Xho-CWH43-P-C1-F11 5’- tttctcgaggaataagtaaccaggaatacagaaggtatccaccgccagttatgggtaataccagttttttccaaatt -3’(配列番号 19)
NheStpXho-R12 5’-ccgctcgaggtcgacttagctag-3’(配列番号 20)
増幅によって得られた DNA 断片を制限酵素 XhoI によって切断し、CWH43-HA 発現単コピーベクター pRS316-CWH43-HAの XhoI サイトの断片を入れ替え、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 5 のとおりである。細胞内に導入して CWH43C 遺伝子を発現させ、配列番号 6 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。
このようにして作られた Cwh43N タンパク質および Cwh43C タンパク質の、Calcofluor White 感受性に対する効果を調べた。Cwh43N タンパク質は cwh43 破壊株の Calcofluor White 感受性を回復しなかったが、Cwh43C タンパク質は回復した。このことから、Cwh43C タンパク質は Cwh43 の機能を補いうることがわかった。
次に、CWH43 遺伝子およびその領域の機能をより詳しく調べるために、それぞれの高発現系を構築した。はじめに、CWH43 遺伝子の全長が挿入されているプラスミドを構築した。出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の CWH43 が入っているプラスミド pRS316-CWH43-HA を鋳型として、PCR 法によって CWH43 全長のオープンリーディングフレームおよびそのカルボキシル末端に HA タグが挿入された断片を得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
Kpn-CWH43-F18 5’- ggggtaccatgctgatcatcaatgggaag -3’(配列番号 21)
HANheStpXba-R17 5’- gctctagattagctagcgtaatccggtac -3’(配列番号22)
増幅によって得られた DNA 断片を制限酵素 KpnI および XbaI によって切断し、出芽酵母用多コピー発現ベクター YEp352GAP II(Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95)に挿入し(YEp352GAPII-CWH43-HA)、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 1 のとおりである。細胞内に導入、CWH43 遺伝子を高発現させ、配列番号 2 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。
CWH43N 遺伝子は、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の CWH43N が入っているプラスミド pRS316-CWH43-N-HA を鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
Kpn-CWH43-F18 5’- ggggtaccatgctgatcatcaatgggaag -3’(配列番号21)
HANheStpXba-R17 5’- gctctagattagctagcgtaatccggtac -3’(配列番号22)
増幅によって得られたオープンリーディングフレームおよびそのカルボキシル末端に挿入された HA タグを含む DNA 断片を、制限酵素 KpnI および XbaI によって切断し、出芽酵母用多コピー発現ベクター YEp352GAP II(Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95)に挿入し(YEp352GAP II-CWH43-N-HA)、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 3 のとおりである。細胞内に導入、CWH43N 遺伝子を高発現させ、配列番号 4 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。
CWH43C 遺伝子は、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)の CWH43C が入っているプラスミド pRS316-CWH43-C-HA を鋳型として、PCR 法によって得た。PCR に用いたプライマーは、以下のとおりである。
Kpn-CWH43-C1-F19 5’- ggggtaccatgggtaataccagttttttccaa -3’(配列番号23)
HANheStpXba-R17 5’- gctctagattagctagcgtaatccggtac -3’(配列番号22)
増幅によって得られたオープンリーディングフレームおよびそのカルボキシル末端に挿入された HA タグを含む DNA 断片を、制限酵素 KpnI および XbaI によって切断し、出芽酵母用多コピー発現ベクター YEp352GAP II(Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95)に挿入し(YEp352GAPII-CWH43-C-HA)、塩基配列を決定した。オープンリーディングフレーム部分の塩基配列は、配列番号 5 のとおりである。細胞内に導入、CWH43C 遺伝子を高発現させ、配列番号 6 に示されるアミノ酸配列を持ったタンパク質を得た。
Cwh43-HA タンパク質、Cwh43N-HA タンパク質、Cwh43C-HA タンパク質は、HA 抗体を用いたウスタンブロッティング解析により、その発現を確認した(図 6A)。
それぞれのプラスミドを cwh43Δ株に導入し、GPI アンカーの脂質部分の解析を行った。方法は前述の通りである。その結果、野生株では pG1 型、IPC/B 型、IPC/C 型が前述どおり検出された(図 6B)。また、gpi7Δ株ではゴルジ体での GPI のリモデリングに欠損があり、IPC/C を持たないことが報告されているが(Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261)、報告どおりの結果となった。cwh43Δ株にベクターのみを導入した株では pG1 と lyso-PI が前述どおり検出されたが、CWH43 遺伝子を導入した株では、野生株と同様に IPC/B が主に検出された。cwh43Δ株に CWH43N 遺伝子を導入した株はベクターのみを導入した株と同様に pG1 と lyso-PI が検出された。しかし、CWH43C 遺伝子を導入した株では、IPC/B が検出された。従って、CWH43 は C 末端ドメインのみで GPI の脂質部分のセラミドへの変換機能を持つことが示唆された。さらに、CWH43N 遺伝子と CWH43C 遺伝子とを共発現させた株では、CWH43C 遺伝子の単独発現と比較して IPC/B がより多く検出され、CWH43C によるセラミドへの変換を CWH43N が増強していることが明らかになった。
CWH43C 遺伝子を導入した株で GPI アンカー部分のセラミドへの変換が起こっていることをさらに確かめるために、[3H]DHS を細胞内に取り込ませ、ラベルされた糖タンパク質を検出した。方法は前述の通りである。cwh43Δにベクターを導入した株では 3H でラベルされたタンパク質が検出できないことから、GPI アンカーの脂質部分はセラミドに変換されていないことが示された(図 7)。また、CWH43 遺伝子を導入した株では、3H ラベルが検出され、セラミド付加 GPI アンカータンパク質が合成されることが示された。いっぽう、CWH43N 遺伝子を導入した株では、ベクター導入株と同様にタンパク質へのラベルの取り込みは見られないが、CWH43C 遺伝子を導入した株においては、3H ラベルのタンパク質への取り込みが見られた。これらのことから、CWH43C は、GPI アンカーの脂質部分をセラミドに変換する機能を持つと考えられる。さらに、CWH43N 遺伝子と CWH43C 遺伝子とを共発現させた株においては、タンパク質へのラベルの取り込み量が CWH43C 遺伝子単独発現の場合より増加していたことから、CWH43N がセラミドへの変換を増強していることが明らかとなった。
<Example 5>
[Analysis of the functional domain of CWH43]
Since CWH43 is involved in lipid remodeling to GPI-anchored ceramide, the CWH43 protein is homologous to FRAG1 in order to clarify the domain of the Cwh43 protein involved in this function and to analogize the function of the mouse C130090K23 gene. A plasmid was constructed that was divided into the N-terminal side (CWH43N, 1-299, 299 amino acids) having C and the C-terminal side (CWH43C, 218-953, 737 amino acids) homologous to C130090K23 (FIG. 5A).
The CWH43N gene was obtained by PCR using the pRS316-CWH43-HA plasmid as a template. The primers used for PCR are as follows.
Xho-CWH43-PN-F14 5'- gatttctcgaggaataagtaac -3 '(SEQ ID NO: 17)
CWH43-N-NheStpXho-R15 5'- ccgctcgaggtcgacttagctagcactagagtctctaatttggaaaa-3 '(SEQ ID NO: 18)
The DNA fragment obtained by the amplification was cleaved with the restriction enzyme XhoI, replaced with the XhoI site fragment of the CWH43-HA expression single copy vector pRS316-CWH43-HA, and the nucleotide sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 3. The protein was introduced into the cell to express the CWH43N gene, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 was obtained.
The CWH43C gene was obtained by PCR using the CWH43 gene as a template. The primers used for PCR are as follows.
Xho-CWH43-P-C1-F11 5'- tttctcgaggaataagtaaccaggaatacagaaggtatccaccgccagttatgggtaataccagttttttccaaatt -3 '(SEQ ID NO: 19)
NheStpXho-R12 5'-ccgctcgaggtcgacttagctag-3 '(SEQ ID NO: 20)
The DNA fragment obtained by the amplification was cleaved with the restriction enzyme XhoI, the fragment of the XhoI site of the CWH43-HA expression single copy vector pRS316-CWH43-HA was replaced, and the nucleotide sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 5. The protein was introduced into the cell to express the CWH43C gene, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6 was obtained.
The effect of the Cwh43N and Cwh43C proteins produced in this way on Calcofluor White sensitivity was examined. Cwh43N protein did not restore Calcofluor White sensitivity of cwh43 disrupted strains, but Cwh43C protein recovered. This indicates that Cwh43C protein complements the function of Cwh43.
Next, in order to investigate the functions of the CWH43 gene and its region in more detail, respective high expression systems were constructed. First, a plasmid in which the full length of the CWH43 gene was inserted was constructed. Using the plasmid pRS316-CWH43-HA containing CWH43 of Saccharomyces cerevisiae as a template, a CWH43 full-length open reading frame and a fragment with an HA tag inserted at its carboxyl terminus were obtained by PCR. The primers used for PCR are as follows.
Kpn-CWH43-F18 5'- ggggtaccatgctgatcatcaatgggaag -3 '(SEQ ID NO: 21)
HANheStpXba-R17 5'-gctctagattagctagcgtaatccggtac-3 '(SEQ ID NO: 22)
The DNA fragment obtained by the amplification is cleaved with restriction enzymes KpnI and XbaI, and inserted into a multicopy expression vector YEp352GAP II for budding yeast (Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95) (YEp352GAPII-CWH43-HA ) And the base sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 1. The protein was introduced into the cell to highly express the CWH43 gene, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 was obtained.
The CWH43N gene was obtained by PCR using plasmid pRS316-CWH43-N-HA containing CWH43N of Saccharomyces cerevisiae as a template. The primers used for PCR are as follows.
Kpn-CWH43-F18 5'- ggggtaccatgctgatcatcaatgggaag -3 '(SEQ ID NO: 21)
HANheStpXba-R17 5'-gctctagattagctagcgtaatccggtac-3 '(SEQ ID NO: 22)
The DNA fragment containing the open reading frame obtained by amplification and the HA tag inserted at its carboxyl terminus was cleaved with restriction enzymes KpnI and XbaI, and a multicopy expression vector for budding yeast, YEp352GAP II (Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95) (YEp352GAP II-CWH43-N-HA), and the nucleotide sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 3. The protein was introduced into the cell and the CWH43N gene was highly expressed, and a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 was obtained.
The CWH43C gene was obtained by PCR using the plasmid pRS316-CWH43-C-HA containing CWH43C of Saccharomyces cerevisiae as a template. The primers used for PCR are as follows.
Kpn-CWH43-C1-F19 5'- ggggtaccatgggtaataccagttttttccaa -3 '(SEQ ID NO: 23)
HANheStpXba-R17 5'-gctctagattagctagcgtaatccggtac-3 '(SEQ ID NO: 22)
The DNA fragment containing the open reading frame obtained by amplification and the HA tag inserted at its carboxyl terminus was cleaved with restriction enzymes KpnI and XbaI, and a multicopy expression vector for budding yeast, YEp352GAP II (Abe et al., 2003; Glycobiology 13, 87-95) (YEp352GAPII-CWH43-C-HA), and the nucleotide sequence was determined. The base sequence of the open reading frame part is as shown in SEQ ID NO: 5. The protein was introduced into the cells and the CWH43C gene was highly expressed to obtain a protein having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6.
The expression of Cwh43-HA protein, Cwh43N-HA protein and Cwh43C-HA protein was confirmed by Western blotting analysis using HA antibody (Fig. 6A).
Each plasmid was introduced into the cwh43Δ strain, and the lipid part of the GPI anchor was analyzed. The method is as described above. As a result, pG1 type, IPC / B type, and IPC / C type were detected in the wild type as described above (FIG. 6B). In addition, it has been reported that the Gpi7Δ strain is defective in GPI remodeling and does not have IPC / C (Benachour et al., 1999; J. Biol. Chem. 274, 15251-15261). ), As reported. As described above, pG1 and lyso-PI were detected in the strain in which only the vector was introduced into the cwh43Δ strain, but IPC / B was mainly detected in the strain into which the CWH43 gene was introduced, as in the wild strain. In the cwh43Δ strain, pG1 and lyso-PI were detected in the same manner as the strain in which the CWH43N gene was introduced. However, IPC / B was detected in the strain into which the CWH43C gene was introduced. Therefore, it was suggested that CWH43 has the function of converting the lipid part of GPI to ceramide only in the C-terminal domain. Furthermore, in the strain co-expressed with the CWH43N gene and the CWH43C gene, more IPC / B was detected compared to the single expression of the CWH43C gene, and it was clear that CWH43N enhanced the conversion of CWH43C into ceramide. Became.
In order to further confirm that the GPI anchor portion was converted to ceramide in the strain into which the CWH43C gene was introduced, [ 3 H] DHS was incorporated into the cells, and the labeled glycoprotein was detected. The method is as described above. The strain into which the vector was introduced into cwh43Δ was unable to detect 3 H-labeled protein, indicating that the lipid part of the GPI anchor was not converted to ceramide (Figure 7). In addition, 3 H label was detected in the strain introduced with CWH43 gene, indicating that ceramide-added GPI anchor protein was synthesized. On the other hand, in the strain into which the CWH43N gene was introduced, the incorporation of the label into the protein was not observed as in the case of the vector introduction strain, but in the strain into which the CWH43C gene was introduced, the incorporation of the 3 H label into the protein was observed. From these results, it is considered that CWH43C has a function of converting the lipid part of the GPI anchor into ceramide. In addition, in the strain co-expressed with CWH43N and CWH43C genes, the amount of label incorporation into the protein was higher than in the case of CWH43C gene expression alone, so CWH43N enhanced conversion to ceramide. It became clear.

<実施例 6>
〔C130090K23の機能解析〕
ヒト FRAG1(PGAP2)遺伝子は GPI の脂質部分のプロセシングに関与していることが報告されている(Tashima et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 1410-1420)。CWH43 は FRAG1 に類似した遺伝子であるが、FRAG1 よりも 700 アミノ酸ほど長く、N 末端側部分のみが FRAG1 に似ている。いっぽう、CWH43 の C 末端側部分は機能未知な遺伝子である FLJ21511(ヒト)や C130090K23(マウス)に似ており、その遺伝子は種間を通じて広く保存されている。CWH43C は GPI アンカーの脂質部分をセラミドに変換する活性を有することを踏まえて、マウス C130090K23 の機能を解析した。
C130090K23 遺伝子が YEp352GAP II に挿入されたプラスミド YEp352GAPII-C130090K23-HA、および、マウス FRAG1 遺伝子が YEp352GAP II に挿入されたプラスミド YEp352GAPII-FRAG1-HA を cwh43Δ株に導入し、C130090K23 タンパク質および FRAG1 タンパク質が発現していることを確認した(図 10A)。FRAG1 遺伝子導入株および C130090K23 遺伝子導入株の GPI アンカーの脂質部分の解析を行った。方法は前述の通りである。cwh43Δ株に FRAG1 遺伝子を導入した株では、ベクターのみを導入した株と同様に、pG1 とlyso-PI が検出されたが、C130090K23 遺伝子を導入した株では IPC が検出された。さらに、FRAG1 遺伝子と C130090K23 遺伝子とを共発現した株においては、IPC/B に加えて IPC/C が検出され、その量も増加していた(図 10B)。これらのことから、FRAG1 遺伝子と C130090K23 遺伝子はそれぞれ、酵母の CWH43N 遺伝子と CWH43C 遺伝子と同様の機能を有しており、C130090K23 は GPI の脂質部分をセラミドに変換する反応に関与し、FRAG1 は C130090K23 によるセラミドへの変換を増強することが明らかになった。
<Example 6>
[Functional analysis of C130090K23]
The human FRAG1 (PGAP2) gene has been reported to be involved in the processing of the lipid part of GPI (Tashima et al., 2006; Mol. Biol. Cell 17, 1410-1420). CWH43 is a gene similar to FRAG1, but it is 700 amino acids longer than FRAG1, and only the N-terminal part is similar to FRAG1. On the other hand, the C-terminal part of CWH43 resembles FLJ21511 (human) and C130090K23 (mouse), which have unknown functions, and the gene is widely conserved across species. Based on the fact that CWH43C has the activity to convert the lipid part of the GPI anchor to ceramide, the function of mouse C130090K23 was analyzed.
The plasmid YEp352GAPII-C130090K23-HA with the C130090K23 gene inserted into YEp352GAP II and the plasmid YEp352GAPII-FRAG1-HA with the mouse FRAG1 gene inserted into YEp352GAP II were introduced into the cwh43Δ strain, and the C130090K23 protein and FRAG1 protein were expressed. (Figure 10A). The lipid part of the GPI anchor of the FRAG1 transgenic strain and the C130090K23 transgenic strain was analyzed. The method is as described above. In the strain in which the FRAG1 gene was introduced into the cwh43Δ strain, pG1 and lyso-PI were detected as in the strain in which only the vector was introduced, but IPC was detected in the strain into which the C130090K23 gene was introduced. Furthermore, in the strain that co-expressed the FRAG1 gene and the C130090K23 gene, IPC / C was detected in addition to IPC / B, and the amount thereof also increased (FIG. 10B). Therefore, the FRAG1 gene and the C130090K23 gene have functions similar to those of the yeast CWH43N and CWH43C genes, respectively.C130090K23 is involved in the reaction to convert the lipid part of GPI to ceramide, and FRAG1 is caused by C130090K23. It has been shown to enhance the conversion to ceramide.

<実施例 7>
〔CWH43 の N 末端ドメインと CWH43 の C 末端ドメインの共沈殿実験〕
CWH43N 遺伝子の C 末端側に FLAG タグを挿入した DNA 断片を構築し、pRS315-CWH43-N-FLAG プラスミドを作成した。CWH43C-HA の発現には CWH43C 遺伝子の C 末端側に HA タグを挿入した pRS316-CWH43-C-HA プラスミドを用いた。この CWH43N-FLAG 発現プラスミドと、CWH43C-HA 発現プラスミドを共に導入した出芽酵母株を用いて、免疫沈降実験を行った。方法は Rayner and Munro, 1998; J. Biol. Chem. 273, 26836-26843を参考にした。
対数増殖期まで培養した酵母細胞を Tris-Sorb バッファー(1 M sorbitol, 50 mM Tris-HCl, pH 7.4)内で zymolyase とインキュベートし、スフェロプラスト化した。その後、スフェロプラストを TNPI バッファー(50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150 mM NaCl, protease inhibitors)に懸濁し破砕した。さらに、終濃度 1% のジギトニンを加えて可溶化した。遠心により不溶性画分をのぞいて、免疫沈降のサンプルとした。Anti-FLAG M2 affinity agarose (Sigma) または anti-HA agarose beads (Roche Diagnostics) を加えて、一晩インキュベートし免疫沈降した。ビーズを TNPI バッファーで洗った後、3xFLAG peptide または HA peptide を用いることによりタンパク質を溶出した。検出は SDS-PAGE の後に、ウェスタンブロッティングにて確認した。
Cwh43C-HA タンパク質は Cwh43N-FLAG タンパク質とともに共沈殿し、Cwh43N-FLAG タンパク質は Cwh43C-HA タンパク質とともに共沈殿した(図 8)。このことから、Cwh43N-FLAG タンパク質と Cwh43C-HA タンパク質とは複合体を形成していることが示された。
<Example 7>
[Coprecipitation experiment of N-terminal domain of CWH43 and C-terminal domain of CWH43]
A DNA fragment in which a FLAG tag was inserted into the C-terminal side of the CWH43N gene was constructed, and a pRS315-CWH43-N-FLAG plasmid was prepared. For expression of CWH43C-HA, the pRS316-CWH43-C-HA plasmid in which an HA tag was inserted into the C-terminal side of the CWH43C gene was used. An immunoprecipitation experiment was performed using a budding yeast strain into which the CWH43N-FLAG expression plasmid and the CWH43C-HA expression plasmid were introduced. The method was based on Rayner and Munro, 1998; J. Biol. Chem. 273, 26836-26843.
Yeast cells cultured until the logarithmic growth phase were incubated with zymolyase in Tris-Sorb buffer (1 M sorbitol, 50 mM Tris-HCl, pH 7.4) to be spheroplasted. Thereafter, spheroplasts were suspended and crushed in TNPI buffer (50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150 mM NaCl, protease inhibitors). Further, digitonin at a final concentration of 1% was added to solubilize. The insoluble fraction was removed by centrifugation to obtain a sample for immunoprecipitation. Anti-FLAG M2 affinity agarose (Sigma) or anti-HA agarose beads (Roche Diagnostics) was added, and the mixture was incubated overnight and immunoprecipitated. After washing the beads with TNPI buffer, the protein was eluted by using 3xFLAG peptide or HA peptide. The detection was confirmed by Western blotting after SDS-PAGE.
Cwh43C-HA protein co-precipitated with Cwh43N-FLAG protein, and Cwh43N-FLAG protein co-precipitated with Cwh43C-HA protein (Figure 8). From this, it was shown that Cwh43N-FLAG protein and Cwh43C-HA protein formed a complex.

<実施例 8>
〔マウスの FRAG1 タンパク質と C130090K23 タンパク質の共沈殿実験〕
マウスの FRAG1 遺伝子の終止コドン直前に HA タグを挿入した DNA 断片を構築し、YEp351GAPII-FRAG1-HA プラスミドを作成した。さらに、マウスの C130090K23 遺伝子の終止コドン直前に FLAG タグを挿入した DNA 断片を構築し、YEp352GAPII-C130090K23-FLAG プラスミドを作成した。この FRAG1-HA 発現プラスミドと、C130090K23-FLAG 発現プラスミドとをともに導入した酵母株を用いて、免疫沈降実験を行った。方法は前述の通りである。免疫沈降したサンプルは SDS-PAGE した後に、FLAG 抗体と HA 抗体を用いたウェスタンブロッティングにて確認した。
FRAG1-HA タンパク質は C130090K23-FLAG タンパク質とともに共沈殿し、C130090K23-FLAG タンパク質は FRAG1-HA タンパク質とともに共沈殿した(図 11)。このことから、FRAG1-HA タンパク質と C130090K23-FLAG タンパク質とは複合体を形成していることが示された。
<Example 8>
[Coprecipitation experiment of mouse FRAG1 protein and C130090K23 protein]
A DNA fragment with the HA tag inserted immediately before the stop codon of the mouse FRAG1 gene was constructed, and the YEp351GAPII-FRAG1-HA plasmid was prepared. Furthermore, a DNA fragment in which a FLAG tag was inserted immediately before the termination codon of the mouse C130090K23 gene was constructed to prepare a YEp352GAPII-C130090K23-FLAG plasmid. An immunoprecipitation experiment was performed using a yeast strain into which both the FRAG1-HA expression plasmid and the C130090K23-FLAG expression plasmid were introduced. The method is as described above. The immunoprecipitated samples were confirmed by Western blotting using FLAG antibody and HA antibody after SDS-PAGE.
FRAG1-HA protein co-precipitated with C130090K23-FLAG protein, and C130090K23-FLAG protein co-precipitated with FRAG1-HA protein (FIG. 11). From this, it was shown that FRAG1-HA protein and C130090K23-FLAG protein formed a complex.

cwh43 破壊株における GPI アンカータンパク質 Gas1 の発現をウェスタンブロッティングにより検出した図(A)と Cwh43 タンパク質の局在を顕微鏡観察した図(B)である。The figure shows that the expression of GPI anchor protein Gas1 in the cwh43-disrupted strain was detected by Western blotting (A) and the figure showing the localization of Cwh43 protein under a microscope (B). cwh43 破壊株では Gas1p が界面活性剤不溶画分(DRM)に存在できることを示すウェスタンブロッティングの図である。It is a figure of the western blotting which shows that Gas1p can exist in a surfactant insoluble fraction (DRM) in a cwh43 destruction strain. cwh43 破壊株における GPI アンカーの脂質部分の解析結果を示す薄層クロマトグラフィの図である。It is a figure of the thin layer chromatography which shows the analysis result of the lipid part of the GPI anchor in a cwh43 destruction strain. cwh43 破壊株に [3H]DHS を加えたときのタンパク質へのラベルの取り込みを検出した図である。cwh43 is a diagram obtained by detecting the incorporation of label into the protein when added to [3 H] DHS to disrupted strain. CWH43N と CWH43C の構築を示す模式図(A)とその遺伝子導入株の表現型を示した図(B)である。A schematic diagram (A) showing the construction of CWH43N and CWH43C and a diagram (B) showing the phenotype of the transgenic strain. CWH43N と CWH43C 遺伝子導入株におけるタンパク質発現をウェスタンブロッティングで確認した図(A)と GPI アンカーの脂質部分を解析した薄層クロマトグラフィの図(B)である。The figure shows that protein expression in the CWH43N and CWH43C gene-introduced strains was confirmed by Western blotting (A), and the figure shows the thin-layer chromatography that analyzed the lipid part of the GPI anchor (B). CWH43N と CWH43C 導入株に [3H]DHS を加えたときのタンパク質へのラベルの取り込みを検出した図である。The CWH43N and CWH43C introduced strain diagrams detects incorporation of label into the protein when added to [3 H] DHS. Cwh43 タンパク質の N 端側と C 端側とが結合していることを示す、免疫沈降およびウェスタンブロッティングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of immunoprecipitation and Western blotting which shows that the N terminal side and C terminal side of Cwh43 protein have couple | bonded. CWH43 のマウスの相同遺伝子である FRAG1 と C130090K23 遺伝子の構築を示す模式図(A)と、これらを cwh43 破壊株に導入した株における表現型を解析した図(B)である。A schematic diagram (A) showing the construction of the CWH43 mouse homologous genes FRAG1 and C130090K23 genes, and a diagram (B) of analyzing the phenotype in a strain in which these genes were introduced into a cwh43-disrupted strain. マウス FRAG1 と C130090K23 遺伝子を導入した株において、タンパク質発現をウェスタンブロッティングにより検出した図(A)と GPI アンカーの脂質部分を解析した薄層クロマトグラフィの図(B)である。In the strain into which mouse FRAG1 and C130090K23 genes were introduced, protein expression was detected by Western blotting (A), and thin layer chromatography analysis of the lipid part of the GPI anchor (B). FRAG1 タンパク質と C130090K23 タンパク質とが結合していることを示す、免疫沈降およびウェスタンブロッティングの結果を示す図である。It is a figure which shows the result of an immunoprecipitation and Western blotting which shows that FRAG1 protein and C130090K23 protein have couple | bonded. 参考図:酵母細胞におけるGPIアンカー型タンパク質の脂質リモデリングReference: Lipid remodeling of GPI-anchored proteins in yeast cells

Claims (24)

αサブユニットとβサブユニットからなる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体をコードするDNAであって、
上記αサブユニットをコードするDNAが、下記(A)〜(E)のいずれかの、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のαサブユニット活性を有するタンパク質をコードするDNAを含むものであり、
かつ、上記βサブユニットをコードするDNAが、下記(H)〜(L)のいずれかの、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のβサブユニット活性を有するタンパク質をコードするDNAを含むものであることを特徴とする、DNA;
(A)配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(B)配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(E)配列番号9又は配列番号26の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA、
(H)配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(I)配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(J)配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列からなるDNA、
(K)配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(L)配列番号7又は配列番号24の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
A DNA encoding a protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity, comprising an α subunit and a β subunit,
The DNA encoding the α subunit includes a DNA encoding a protein having the α subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase of any of the following (A) to (E):
The DNA encoding the β subunit includes DNA encoding a protein having the β subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase of any of the following (H) to (L): DNA, characterized by;
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) a DNA encoding an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(D) a DNA comprising a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26;
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of the complementary sequence of SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26;
(H) DNA encoding the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(I) a DNA encoding an amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or 25;
(J) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 7 or 24,
(K) DNA consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 or 24;
(L) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA consisting of a complementary sequence of SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24.
αサブユニットとβサブユニットからなる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体をコードするDNAを含有するセラミド付加GPIアンカー型タンパク質製造用核酸試薬であって、
上記αサブユニットをコードするDNAが、下記(A)〜(E)のいずれかの、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のαサブユニット活性を有するタンパク質をコードするDNAを含むものであり、
かつ、上記βサブユニットをコードするDNAが、下記(H)〜(L)のいずれかの、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のβサブユニット活性を有するタンパク質をコードするDNAを含むものであることを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質製造のための核酸試薬;
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(E)配列番号5、配列番号9又は配列番号26の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA、
(H)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(I)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(J)配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列からなるDNA、
(K)配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(L)配列番号3、配列番号7又は配列番号24の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
α consists subunit and β-subunit, a ceramide added GPI-anchored proteins Manufacturing nucleic acid reagent comprising a DNA encoding a protein complex having a ceramide additional GPI-anchored protein synthase activity,
The DNA encoding the α subunit includes a DNA encoding a protein having the α subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase of any of the following (A) to (E):
The DNA encoding the β subunit includes DNA encoding a protein having the β subunit activity of the ceramide-added GPI-anchored protein synthase of any of the following (H) to (L): wherein, the nucleic acid reagents for ceramide added GPI-anchored proteins Manufacturing;
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) a DNA encoding an amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(D) DNA consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26;
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of the complementary sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(H) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(I) DNA encoding an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(J) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24,
(K) a DNA comprising a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24;
(L) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA comprising the complementary sequence of SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24.
請求項2に記載のタンパク質複合体のαサブユニットとして機能するタンパク質をコードするDNAであり、かつ単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAを含有することを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質製造用核酸試薬であって、下記の(A)〜(E)のいずれかのDNAを含む、試薬;
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号5、配列番号9又は配列番号26に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(E)配列番号5、配列番号9又は配列番号26の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
A DNA encoding a protein that functions as an α subunit of the protein complex according to claim 2, and a DNA encoding a protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity alone. to, a granulation nucleic acid reagent manufactured ceramide added GPI-anchored proteins, including any of the DNA of the following (a) ~ (E), reagent;
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) a DNA encoding an amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26,
(D) DNA consisting of a base sequence in which one to several bases are deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26;
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of the complementary sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 9 or SEQ ID NO: 26.
請求項2に記載のタンパク質複合体のβサブユニットとして機能するタンパク質をコードする下記の(A)〜(E)のいずれかのDNAを含有することを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素に対するセラミド付加機能増強用核酸試薬;
(A)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列をコードするDNA、
(B)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号3、配列番号7又は配列番号24に示される塩基配列において、1ないし数個の塩基が欠失、置換又は付加された塩基配列からなるDNA、
(E)配列番号3、配列番号7又は配列番号24の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAであって、
ここで、前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素は、下記の(F)又は(G)のアミノ酸配列を含み、かつセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質からなる、セラミド付加機能増強用核酸試薬;
(F)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(G)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列
A ceramide-added GPI-anchored protein synthesis comprising the DNA of any of the following (A) to (E) encoding a protein that functions as a β subunit of the protein complex according to claim 2 Nucleic acid reagent for enhancing ceramide addition function to enzyme;
(A) DNA encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(B) DNA encoding an amino acid sequence in which one to several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(C) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24,
(D) a DNA comprising a base sequence in which one to several bases have been deleted, substituted or added in the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24;
(E) DNA that hybridizes under stringent conditions with DNA consisting of a complementary sequence of SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 24 ,
Here, the ceramide-added GPI-anchored protein synthase includes the following amino acid sequence (F) or (G) and is composed of a protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity for enhancing the function of adding a ceramide Nucleic acid reagents;
(F) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(G) An amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27 .
請求項1に記載のDNAを含有する組換えベクター。   A recombinant vector containing the DNA according to claim 1. 請求項5に記載の組換えベクターを用いて形質転換された形質転換体。   A transformant transformed with the recombinant vector according to claim 5. 形質転換体が酵母を宿主として形質転換した形質転換酵母である請求項6に記載の形質転換体。   The transformant according to claim 6, wherein the transformant is a transformed yeast obtained by transforming yeast as a host. 請求項6又は7に記載の形質転換体を培養して、前記DNAの発現産物を取得することを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体の製造方法。   A method for producing a protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity, comprising culturing the transformant according to claim 6 or 7 to obtain an expression product of the DNA. αサブユニットとβサブユニットとからなるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体であって、かつαサブユニットが、下記(A)又は(B)のアミノ酸配列を含むものであり、βサブユニットが下記(E)又は(F)のアミノ酸配列を含むものであることを特徴とするタンパク質複合体;
(A)配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列、
(E)配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列
(F)配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
A protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity composed of an α subunit and a β subunit, and the α subunit includes the following amino acid sequence (A) or (B) A protein complex, wherein the β subunit comprises the following amino acid sequence (E) or (F):
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(E) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25 (F) Amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25.
αサブユニットとβサブユニットとからなるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質複合体からなる酵素試薬であって、かつαサブユニットが、下記(A)又は(B)のアミノ酸配列を含むものであり、βサブユニットが下記(E)又は(F)のアミノ酸配列を含むものであることを特徴とするタンパク質複合体からなるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成用酵素試薬;
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列、
(E)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列
(F)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
An enzyme reagent comprising a protein complex having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity comprising an α subunit and a β subunit, wherein the α subunit has the following amino acid sequence (A) or (B): A ceramide-added GPI-anchored enzyme reagent for protein synthesis comprising a protein complex, wherein the β subunit contains the following amino acid sequence (E) or (F);
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) an amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27;
(E) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25 (F) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25, 1 to several amino acids are deleted, A substituted or added amino acid sequence.
請求項10に記載のタンパク質複合体のαサブユニットとして機能する、下記(A)又は(B)のアミノ酸配列を含むタンパク質であって、かつ単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質からなるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成用酵素試薬;
(A)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
A protein comprising the amino acid sequence of the following (A) or (B), which functions as the α subunit of the protein complex according to claim 10 , and having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity alone A ceramide-added GPI-anchored enzyme reagent for protein synthesis comprising:
(A) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(B) An amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27.
請求項10に記載のタンパク質複合体のβサブユニットとして機能する、下記(A)又は(B)のアミノ酸配列を含むタンパク質であって、かつセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を増強する活性を有するタンパク質からなる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素に対するセラミド付加機能増強用試薬;
(A)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列、
(B)配列番号4、配列番号8又は配列番号25に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列であって、
ここで、前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素は、下記の(C)又は(D)のアミノ酸配列を含み、かつセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質からなる、セラミド付加機能増強用核酸試薬;
(C)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列、
(D)配列番号6、配列番号10又は配列番号27に示されるアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列
A protein comprising the amino acid sequence of the following (A) or (B) that functions as a β subunit of the protein complex according to claim 10 and having an activity of enhancing ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity A ceramide-added function-enhancing reagent for a ceramide-added GPI-anchored protein synthase, comprising:
(A) SEQ ID NO: 4, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25,
(B) an amino acid sequence in which 1 to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 25 ,
Here, the ceramide-added GPI-anchored protein synthase includes the following amino acid sequence (C) or (D) and is composed of a protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity for enhancing the function of adding a ceramide Nucleic acid reagents;
(C) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27,
(D) An amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 10 or SEQ ID NO: 27 .
請求項6又は7に記載の形質転換体を培養して、当該形質転換体が産生するGPIアンカー型タンパク質に対してセラミドを付加させることを特徴とする、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の製造方法。   A method for producing a ceramide-added GPI-anchored protein, comprising culturing the transformant according to claim 6 or 7 and adding ceramide to a GPI-anchored protein produced by the transformant. GPIアンカー型タンパク質に対して、請求項10又は11に記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成用酵素試薬を作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法。   A method for producing a GPI-anchored protein having a ceramide added thereto, wherein the ceramide-added GPI-anchored enzyme synthesis enzyme reagent according to claim 10 or 11 is allowed to act on a GPI-anchored protein. GPIアンカー型タンパク質に対して、下記の(A)〜(C)のいずれかのアミノ酸配列を含み、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質を作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法、
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列、
(C)上記(A)又は(B)のアミノ酸配列において、1ないし数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列。
Addition of ceramide, characterized in that a GPI-anchored protein comprising the amino acid sequence of any of the following (A) to (C) and having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity acts A method for producing a GPI-anchored protein,
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2,
(B) an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) An amino acid sequence in which one to several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of (A) or (B).
GPIアンカー型タンパク質に対して、下記の(A)〜(E)のいずれかのDNAの発現産物として得られる、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質を作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法、
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号1に示される塩基配列の1部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA、
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNA。
A protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity, which is obtained as an expression product of any of the following DNAs (A) to (E), is allowed to act on the GPI-anchored protein: A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added,
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(D) DNA that is a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and comprises at least the 652-2859 base sequence,
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).
下記の(A)〜(E)のいずれかのセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質をコードするDNAを用いて、GPIアンカー型タンパク質を生産する宿主細胞を形質転換し、当該形質転換細胞を培養することを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法、
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号1に示される塩基配列の1部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA、
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな
条件下でハイブリダイズするDNA。
A host cell producing a GPI-anchored protein is transformed with a DNA encoding a protein having a ceramide-added GPI-anchored protein synthase activity of any of the following (A) to (E), and the transformation A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added, characterized by culturing cells,
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(D) DNA that is a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and comprises at least the 652-2859 base sequence,
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).
前記形質転換体が、酵母宿主を形質転換した形質転換酵母であることを特徴とする、請求項16に記載のセラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法。   The method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added according to claim 16, wherein the transformant is a transformed yeast obtained by transforming a yeast host. 請求項11に記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のαサブユニット活性を有し、かつ単独でセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素活性を有するタンパク質からなるセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成用酵素試薬と、請求項12に記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素のβサブユニット活性を有し、かつセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素に対するセラミド付加機能増強用試薬とを、GPIアンカー型タンパク質もしくはその生産細胞に対して同時に作用させることを特徴とする、セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質の製造方法。   The enzyme reagent for ceramide addition GPI anchor type protein synthesis which has the alpha subunit activity of the ceramide addition GPI anchor type protein synthase of Claim 11, and consists of a protein which has ceramide addition GPI anchor type protein synthase activity independently And a ceramide-added GPI-anchored protein synthase β-subunit activity and a ceramide-added GPI-anchored protein synthase-enhancing reagent for ceramide-added GPI-anchored protein synthase, A method for producing a GPI-anchored protein to which ceramide is added, wherein the method comprises simultaneously acting on a production cell. 前記セラミド付加GPIアンカー型タンパク質を製造する際に、GPIアンカー型タンパク質産生酵母細胞を用い、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質を酵母細胞表面上にもしくは培養液中に分泌させて産生させることを特徴とする、請求項13ないし19のいずれかに記載のセラミド付加GPIアンカー型タンパク質の製造方法。   When producing the ceramide-added GPI-anchored protein, a GPI-anchored protein-producing yeast cell is used to produce the ceramide-added GPI-anchored protein on the surface of the yeast cell or in the culture medium. The method for producing a ceramide-added GPI-anchored protein according to any one of claims 13 to 19. 請求項13ないし20のいずれかに記載の製造方法を用いて、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質組成物を取得し、次いで当該セラミド付加GPIアンカー型タンパク質からタンパク質及び糖鎖部分を酵素で又は化学的処理により切断除去することにより、C型セラミド含有セラミド組成物を製造する方法。   A ceramide-added GPI-anchored protein composition is obtained using the production method according to any one of claims 13 to 20, and then the protein and the sugar chain part are enzymatically or chemically treated from the ceramide-added GPI-anchored protein. A method for producing a C-type ceramide-containing ceramide composition by cutting and removing by the above. セラミドが付加されたGPIアンカー型タンパク質からタンパク質および糖鎖部分を切断除去する際に、フォスフォリパーゼCあるいはフォスフォリパーゼDを用いることを特徴とする請求項21に記載のC型セラミド含有セラミド組成物の製造方法。   The C-ceramide-containing ceramide composition according to claim 21, wherein phospholipase C or phospholipase D is used when cleaving and removing the protein and sugar chain portion from the GPI-anchored protein to which ceramide is added. Manufacturing method. 出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)のゲノムDNAにおいて、下記の(A)〜(E)のいずれかに対応するセラミド付加GPIアンカー型タンパク質合成酵素遺伝子に変異を導入するか、又は当該遺伝子の発現を抑制することで、セラミド付加GPIアンカー型タンパク質の合成を阻害又は抑制することを特徴とする、出芽酵母を用いて飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を製造する方法;
(A)配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質をコードするDNA、
(B)配列番号2に示されるアミノ酸配列の1部であって、少なくとも218〜953位のアミノ酸配列を含むアミノ酸配列をコードするDNA、
(C)配列番号1に示される塩基配列からなるDNA、
(D)配列番号1に示される塩基配列の1部であって、少なくとも652〜2859位の塩基配列を含むDNA、
(E)上記(C)又は(D)の塩基配列の相補配列からなるDNAとストリンジェントな
条件下でハイブリダイズするDNA。
In the genomic DNA of Saccharomyces cerevisiae, a mutation is introduced into the ceramide-added GPI-anchored protein synthase gene corresponding to any of the following (A) to (E), or the expression of the gene is suppressed A method for producing a GPI-anchored protein to which diacylglycerol having a saturated fatty acid is added with high purity using a budding yeast, characterized by inhibiting or suppressing the synthesis of a ceramide-added GPI-anchored protein;
(A) DNA encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2,
(B) DNA encoding an amino acid sequence which is a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 and comprises at least the amino acid sequence at positions 218 to 953;
(C) DNA consisting of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(D) DNA that is a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 and comprises at least the 652-2859 base sequence,
(E) A DNA that hybridizes under stringent conditions with a DNA comprising a complementary sequence of the base sequence (C) or (D).
前記出芽酵母として、出芽酵母cwh43遺伝子破壊株を用いることを特徴とする、請求項23に記載の飽和脂肪酸をもつジアシルグリセロールが高純度に付加したGPIアンカー型タンパク質を製造する方法。   24. The method for producing a GPI-anchored protein to which diacylglycerol having a saturated fatty acid is added with high purity according to claim 23, wherein a budding yeast cwh43 gene disruption strain is used as the budding yeast.
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