JP7259131B2 - 発酵法で組換えタンパク質を放出する細菌株 - Google Patents
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Description
2. 代替的に好ましい実施形態では、追加のORFによってコードされるペプチドグリカンペプチダーゼは、対応する野生型完全長タンパク質のアミノ酸配列に対して少なくとも30%、好ましくは少なくとも70%の配列同一性を有する野生型完全長タンパク質の変異型であり、
3. 追加のORFによってコードされるペプチドグリカンペプチダーゼは、野生型完全長タンパク質の断片であり、
4. さらに好ましい実施形態では、追加のORFによってコードされるペプチドグリカンペプチダーゼは、野生型完全長タンパク質の対応する断片のアミノ酸配列に対して少なくとも30%、好ましくは少なくとも70%の配列同一性を有する野生型タンパク質の断片の変異型であり、
ここで、1~4の全ての場合において、追加のORFによってコードされ、ペプチドグリカンペプチダーゼとして選択されるタンパク質は、ペプチドグリカンペプチダーゼ活性を有する。この活性をどのように検出できるかについての方法は、文献から当業者に知られている(Gonzalez-Leizaら 2011、J Bacteriol 193、6887~94頁)。
tac p/o:tacプロモーター/オペレーター
pBAD p/o:アラビノースプロモーター/オペレーター
bla:β-ラクタマーゼ遺伝子(アンピシリン耐性)
TcR:テトラサイクリン耐性
lacIq:tacプロモーターのリプレッサー
cgt-SP:CGTaseのシグナルペプチド
CGTase:シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ
ColE1:複製起点
phoA-SP:phoAシグナルペプチド
AFA-SP:CGTaseのシグナルペプチドの誘導体
rrnBターミネーター:rrnB遺伝子のターミネーター領域
trpAターミネーター:trpA遺伝子のターミネーター領域
Spr:Sprペプチドグリカンペプチダーゼ
Spr-SP:Sprのシグナルペプチド
YdhO:YdhOペプチドグリカンペプチダーゼ
HisTag:ヒスチジンタグ
軽鎖:ドメインVL及びCLを含む抗体断片
重鎖:ドメインVH及びCH1を含む抗体断片
BamHI/MauBI/EcoRI:対応する制限エンドヌクレアーゼの制限部位
<pCGT>
プラスミドpCGTの作製はUS2008/0254511A1号の実施例4に記載されており、プラスミドマップはUS2008/0254511A1号の図4に明記されている。
pCGT-Spr(プラスミドマップについては図1参照)を得るために、Eurofins Genomicsによる遺伝子合成によりDNA断片を作製した。前記DNA断片xI(配列番号1に明記)は以下を含んでいた。
- アラビノースプロモーター(pBADプロモーター)及びオペレーターO1及びI2+I1及びCAP結合部位(配列番号1のヌクレオチド10~178)を含むGenBankエントリーX81837.1由来のヌクレオチド1136~1304、
- Shine-Dalgarno配列(配列番号1のヌクレオチド203~208)及び
- 以下の融合体をコードするヌクレオチド断片
i 大腸菌K12由来のSprタンパク質(配列番号1のヌクレオチド216~782)及び
ii 大腸菌由来のtrpA遺伝子のターミネーター(配列番号1のヌクレオチド812~837)。
pCGT-YdhO(プラスミドマップについては図2参照)を得るために、Eurofins Genomicsによる遺伝子合成によりDNA断片を作製した。前記DNA断片xII(配列番号2に明記)は以下を含んでいた。
- アラビノースプロモーター(pBADプロモーター)及びオペレーターO1及びI2+I1及びCAP結合部位(配列番号2のヌクレオチド10~178)を含むGenBankエントリーX81837.1由来のヌクレオチド1136~1304、
- Shine-Dalgarno配列(配列番号2のヌクレオチド203~208)及び
- 以下の融合体をコードするヌクレオチド断片
i 大腸菌K12由来のYdhOタンパク質(配列番号2のヌクレオチド216~1028)及び
ii 大腸菌由来のtrpA遺伝子のターミネーター(配列番号2のヌクレオチド1064~1089)。
US2008/076157A号に記載されているプラスミドpJF118utを、ヒト化モノクローナル抗CD154抗体5c8(その配列は、Karpusasら 2001(Structure 9、321~329頁)に公開されている。)のFab断片の遺伝子のクローニングと発現の開始ベクターとして使用した。pJF118utは、既知の発現ベクターpKK223-3(Amersham Pharmacia Biotech)の誘導体であり、DSM 18596の番号でDSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (Braunschweig)に寄託されている。
i 米国2008/076157号において、配列番号2の下に開示され、かつ、肺炎桿菌M5a1のCGTaseのシグナル配列に由来するシグナル配列(配列番号3のヌクレオチド25~114)及び
ii 図3にKarpusasら 2001において公開されている配列(配列番号3のヌクレオチド115~777)のアミノ酸1~221をコードする、ヒト化モノクローナル抗CD154抗体5c8のFab断片の重鎖(VH~CH1ドメイン)のリーディングフレーム、
iii phoAシグナル配列(配列番号3のヌクレオチド800~862)、
iv 図3にKarpusasら 2001において公開されているヒト化モノクローナル抗CD154抗体5c8のFab断片の軽鎖(VL~CLドメイン)のリーディングフレーム(配列番号3のヌクレオチド863~1516)、
v 長さが4つのアミノ酸のリンカー及びヘキサヒスチジンタグをコードする配列番号3のヌクレオチド1517~1546。
プラスミドpJF118ut-CD154には、アラビノースプロモーターの制御下でSprをコードし、pCGT-Sprについて前述したtrpAターミネーターが側面に位置するDNA断片xIを、MauBI制限サイトにより挿入した。クローニングを無向方法で行った。しかし、CD154をコードするDNA断片xIIIと反対の読取り方向にDNA断片xIを挿入したプラスミドを用いて作業を行い、制限酵素BamHIの制限パターン及び配列決定により検証を行った。前記プラスミドをpJF118ut-CD154-Sprと呼んだ(遺伝子マップについては図4参照)。
肺炎桿菌M5a1からのシクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ(CGTase)の産生のために、大腸菌株W3110(ATCC 27325)を、通常の方法(例えば、TSS形質転換)によりプラスミドpCGT、pCGT-Spr及びpCGT-YdhOで形質転換した。プラスミド含有細胞の選択は、テトラサイクリン(20mg/l)を用いて行った。前記大腸菌株をW3110/pCGT、W3110/pCGT-Spr及びW3110/pCGT-YdhOと指定した。
撹拌槽発酵槽でCGTase産生を行った。
アッセイ緩衝液:5mM Tris HCl緩衝液、5mM CaCl2×2H2O、pH6.5
基質溶液:アッセイ緩衝液に溶かした10%でんぷん溶液Merck No.1.01252)、pH6.5
アッセイ混合液:基質溶液0.2ml+遠心分離した(5分、12000rpm)培養上清0.2ml
反応温度:40℃
* 基質溶液及び遠心分離した培養上清の温度の予備調整(40℃で約5分)
* 基質溶液及び遠心分離した培養上清を速やかに混合(渦巻きミキサー)してアッセイ混合液を調製する。遠心分離した培養上清は、必要ならばアッセイ緩衝液で希釈し、その後のHPLC分析で0.9~1.5g/lのCD値が測定されるようにする、
* 40℃で3分間インキュベート
* メタノール0.6ml添加、迅速混合(渦巻ミキサー)による酵素反応の停止
* 氷上での混合液の冷却(約5分)
* 遠心分離(5分、12000rpm)し、透明な上清をピペットオフする
* HPLCによるCD産生量の分析:この分析は、Nucleodur 100-3 NH2-RPカラム(150mm×4.6mm、Macherey-Nagel)を有するAgilent HP 1100 HPLCシステムと移動相としての64%アセトニトリル水溶液(v/v)を用いて、流速2.1ml/分で行った。検出はRI検出器(1260 Infinity RI、Agilent)を用いて行い、ピーク面積及びα-CD標準物質(Cavamax W6-8 Pharma、Wacker Chemie AG)に基づいて定量を行った。
A=活性、
G=CD含有量(mg/l)
V1=アッセイ混合液における希釈倍率
V2=アッセイに用いる前の培養上清の希釈倍率、希釈しない場合:V2=1
t=反応時間(分)
MG=分子量(g/mol)(MGCD=973g/mol)
1単位(U)、推定1μmol/l製品(CD)/分
また、上記のように、CGTaseの産生を、W3110/pCGT-Spr株及びW3110/pCGT-YdhO株を用いて行った。YdhOの産生は、純グルコース供給流をグルコース:アラビノース比10:1の3g/l*hのグルコース/アラビノース混合液の一定供給流に切り替えることにより、発酵開始48時間後に誘導した。Sprの産生は、最終濃度が1g/lになるようにアラビノースを培養物に単回添加することにより、発酵開始59時間後に誘導した。採取は発酵開始65時間後に行った。
CD154 Fab断片の産生については、通常の方法(例えば、TSS形質転換)により、大腸菌株W3110をプラスミドpJF118ut-CD154及びpJF118ut-CD154-Sprで形質転換した。プラスミド含有細胞の選択は、テトラサイクリン(20mg/l)を用いて行った。大腸菌株をW3110/pJF118ut-CD154、W3110/pJF118ut-CD154-Sprと指定した。実施例1の大腸菌pCGT株の発酵について記載されているように、前記大腸菌株を撹拌槽発酵槽内で発酵させた。実施例1とは対照的に、CD154 Fab産生を発酵開始26時間後に0.15mM IPTGにより誘導し、41時間後に純グルコース供給流をグルコース:アラビノース比2:1の3g/l*hのグルコース/アラビノース混合液の一定供給流に切り替えることにより、Spr産生を誘導した。
Claims (10)
- 組換えタンパク質の発酵産生方法であって、
機能性プロモーターの制御下でシグナルペプチド及び組換えタンパク質をコードするオープンリーディングフレームを含む細菌株が、機能性プロモーターの制御下でシグナルペプチド及びペプチドグリカンペプチダーゼをコードする追加のオープンリーディングフレームを含むことを特徴とし、
ペプチドグリカンペプチダーゼが、(i)Spr、(ii)YdhO又は(iii)Spr及びYdhOであって、
発酵培地で培養され、発酵培地は、発酵後、細胞から取り出され、組換えタンパク質が該発酵培地から単離され、
組換えタンパク質は、細胞のペリプラズムから放出され、培地中に放出される組換えタンパク質の収量が、ペプチドグリカンペプチダーゼの過剰生産を持たない対応する細菌株で達成できる収量の少なくとも1.1倍である、方法。 - 前記細菌株がグラム陰性細菌であることを特徴とする、請求項1に記載の組換えタンパク質の発酵産生方法。
- 前記細菌株が大腸菌種の株であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の組換えタンパク質の発酵産生方法。
- Sprが、配列番号5のアミノ酸27~188によって特定される配列であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の組換えタンパク質の発酵産生方法。
- YdhOが、配列番号7のアミノ酸28~271によって特定される配列であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の組換えタンパク質の発酵産生方法。
- ペプチドグリカンペプチダーゼをコードするオープンリーディングフレームの発現を制御する機能性プロモーターが、誘導性プロモーターであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の組換えタンパク質の発酵産生方法。
- 組換えタンパク質が異種タンパク質であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の組換えタンパク質の発酵産生方法。
- ペプチドグリカンペプチダーゼの発現が誘導されることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- ペプチドグリカンペプチダーゼの発現が、組換えタンパク質の発現の誘導後に誘導されることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 追加のペプチドグリカンペプチダーゼの発現の誘導の5~24時間後に、発酵培地を取り出した後の細胞乾燥重量が、追加のペプチドグリカンペプチダーゼを発現しない細菌株の発酵法からの同じ時点の細胞培養物の細胞乾燥重量と、20%以下異なることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
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