JPH01165384A - 魚類成長ホルモン及びその製造法 - Google Patents

魚類成長ホルモン及びその製造法

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JPH01165384A
JPH01165384A JP22949188A JP22949188A JPH01165384A JP H01165384 A JPH01165384 A JP H01165384A JP 22949188 A JP22949188 A JP 22949188A JP 22949188 A JP22949188 A JP 22949188A JP H01165384 A JPH01165384 A JP H01165384A
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amino acid
growth hormone
acid sequence
gene
sea bream
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JP22949188A
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English (en)
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Yutaka Momota
裕 百田
Rei Kosugi
玲 小杉
Yoshihiro Nakao
中尾 嘉弘
Hiroshi Hiramatsu
平松 博志
Hideo Okai
大貝 秀雄
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Earth Corp
Original Assignee
Earth Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/61Growth hormone [GH], i.e. somatotropin

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新しい魚類成長ホルモン、より詳細にはマダ
イ(Pagrus major )成長ホルモン(G 
rowth Hormone ; G H)ポリペプチ
ド、これをコードするDNA配列、該DNA配列を含む
ベクター、該ベクターで形質転換された組換え体細胞(
形質転換細胞)、該細胞を利用した上記魚類成長ホルモ
ンの製造法に関する。
従来の技術 成長ホルモン(GH)とは、ヒト及びその他の各種動物
の脳下垂体から分泌され、これら動物の成長促進作用を
発揮するポリペプチドであり、特にヒトではその分泌異
常によって、小人症、先端巨大症等の疾患を生じること
がよく知られている(鎖目和夫、三浦・鎖目編「ポリペ
プチドホルモン」、朝倉書店、第177〜191頁(1
973年))。
従来よりヒト脳下垂体から抽出されたGHは、GHの欠
損乃至分泌機能障害によって起こる小人症の治療の目的
で臨床的に用いられているが、その供給量は極めて微量
で、充分な治療を行なうには不充分でおる〔鎖目、日本
内分泌学会誌、立夏。
1492−1502 (1984))。
一方、家畜、魚類等の成長促進、増肉等の面でも、2等
動物のGHの有用性はおおいに期待されるが、上記と同
様の理由により、かかる用途面でのGHの研究、開発は
殆んど進行していない。
また、GHは種属特異性が高く、異種動物由来のGHの
転用は困難でおるとされており〔上記文献(1973)
)、この面からもGHの研究は進んでいない。
上記GHの化学構造についての最初の報告はリーら(C
,H,Li et al、)によってなされ(L、 A
mer。
Chem、Soc、、88.2050 (1966) 
) 、その後、遺伝子の単離及び構造解析技術より、各
種動物のGH,例えばヒトGH(J、H’、)lart
ial et al、。
5cience 、  205. 602 (1979
) ) 、ラットGH(P、H,5eeburc+ e
t al、、 Nature、  270゜486 (
1977))、ウシGH及びブタGH(P、H,See
brug et at、、 DNA、 2.37(19
83))、ヒツジGH(特開昭60−11557号公報
〕、ニワトリGH及びシチメンチョウGH(特開昭59
−501852号公報)、シロザケGH(Sekine
 et al、、Proc、Natl、Acad。
Sci、、 USA、且、4306(1985)、ウナ
ギGH(特開昭62−22800@公報〕等の@造が明
らかにされた。また之等に伴って、各種GH3ff仏子
も明らかになり、単離された2等遺伝子を用いて、遺伝
子組換え技術によるGHの製造も種々検討されつつあり
、かくして得られた組換え体GHの実用性の検討も報告
されてきている(K、■akano  et  al、
、Endocrinal、Japan、  5゜589
 (1986)等参照〕。
上記各種GHが食料資源としての養殖魚、殊に主要海産
養殖魚でおるマダイ、ブリ、ヒラメ等に応用できれば、
その実用価値は非常に高いが、GHの種属特異性を考慮
すれば、上記各種哺乳動物GHについての研究成果は、
養殖魚に関しては全く役立たない。シロザケ、ウナギ等
の魚類についての報告もまた、之等とマダイ等とは分類
学上大きな隔たりがあり、その応用可能性は非常に低い
。従って、瑛在上記主要海産養殖魚類、中でも特に成長
の遅いマダイのGHの構造解析及びその量産化技術の確
立が、斯界で切望されている。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、上記斯界で切望されているマダイのG
Hを、遺伝子組換え技術を利用して、容易に高純度で且
つ大量に製造可能とする新しい技術を確立することにあ
る。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、上記目的より鋭意研究を重ねた結果、遺
伝子組換え技術によるマダイGHの製造に有用なマダイ
GHのアミノ酸配列をコードする遺伝子(DNA配列)
をはじめて単離し、その構造決定に成功した。また該遺
伝子を含むベクターの構築、該ベクターを保有する組換
え体細胞の造成、かくして得られる組換え体細胞の培養
による目的マダイGHの製造、単離に成功し、ここに本
発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば下記式(1)のアミノ酸配列を有
する新規なポリペプチド(魚類成長ホルモン)が提供さ
れる。
式(1): %式% 本明細書において、ペプチド及びアミノ酸、核酸塩基及
びDNA配列並びにその他の略号による表示は、It、
IPAc−IUBの規定乃至当該分野における慣用記号
に従うものでおる。
また、本明細書に記載のポリペプチドにおけるアミノ酸
番号は、上記式(1)に示す魚類GHアミノ酸配列のア
ミン末端(N末端)のGlnを1とし、カルボキシ末端
(C末端)方向に向かって順次1ずつ加えて表示する。
上記N末端より前にアミノ酸配列が付加される場合は、
直前のアミノ酸を−1とし、以下順次1ずつ除して表示
する。
また本発明によれば、上記式(1)の魚類GHポリペプ
チドを含むアミノ酸配列をコードする魚類成長ホルモン
遺伝子(以下「本発明遺伝子」という〉か提供される。
本発明遺伝子は、これを利用して遺伝子組換え技術によ
り、本発明のマダイGHを容易且つ大量に製造可能とす
るものでおり、これにより得られるマダイGHは、魚類
養殖産業分野において非常に価値あるものでおる。
税在、各種動物由来のGHのアミノ酸配列は知られてい
るか、マダイGHのそれについてはいまだ報告がなく、
また本発明により解明されたマダイGHのアミノ酸配列
は公知のいかなるGHのそれとも異なっている。因みに
本発明マダイGHのアミノ酸配列はヒトGHとは僅かに
33%しか相同せず、シロザケGHとは約68%、ウナ
ギGHとは約45%の相同性の認められるものでおる。
以下、本発明遺伝子につき詳述すれば、本発明遺伝子は
、前記式(1)で表わされる魚類GHポリペプチドのア
ミノ酸配列をコードするDNA配列を包含している。該
DNA配列の具体例は下記式(4)に示す通りである。
式(4): %式% しかして、本発明遺伝子は、魚類成長ホルモン(マダイ
GH)のアミノ酸配列をコードするものであり且つこれ
を利用して遺伝子工学的手法によりjqられる物質がマ
ダイGHの活性を発揮できるものである限り、上記式(
4)に示されるDNA配列に限定されるものではない。
例えば上記式(1)のアミノ酸配列を構成する各アミノ
酸について、それぞれ知られている1〜6種類のDNA
コドンの中から任意のコドンを選択して構成される改変
されたDNA配列もまた之等がマダイGH活性発現を可
能とする限り本発明遺伝子に包含される。また上記式(
4)に示されるDNA配列を基本として、その5′末端
にMetのコドンであるA丁Gを付加したDNA配列や
之等の[)NA配列の3′末端に終止コドンとしてのT
AA、TAG。
TGA等を付加したDNA配列も本発明遺伝子に包含さ
れる。
更に、マダイGHのアミノ酸配列も、これがマダイGH
の活性を発揮するものである限り、前記式(1)で表わ
されるものに限定されるものではない。遺伝子組換え技
術によりマダイGH発現ベクターを創製し、該ベクター
を組込んで得られる宿主細胞が実際に上記マダイGHを
発瑛できる限り、その任意の一部、例えばN末端部又は
C末端部のアミノ酸配列の一部を欠失するか、之等を他
のアミノ酸配列に置換させるか、或いは之等に更に任意
のアミノ酸配列を付加することによって改変されたもの
であってもよい。2等改変されたアミノ酸配列をコード
するDNA配列も本発明遺伝子に包含される。かかる改
変されたアミノ酸配列には、より具体的には、式(1)
のアミノ酸配列のアミン末端に更に50個以下のアミノ
酸配列が付加されたアミノ酸配列が包含される。その具
体例としては、後記実施例において詳述するマダイGH
の前駆体のアミノ酸配列やマダイGHとシグナルペプチ
ドとが連結された融合ポリペプチドのアミノ酸配列を例
示できる。
また本発明遺伝子には、マダイGHの産生細胞であるマ
ダイ脳下垂体からポリ(A)RNAを調製し、これを鋳
型として合成されるcDNAのDNA配列も当然に包含
される。
本発明遺伝子は、以下に示す各種の方法により製造する
ことができる。該方法としては、例えば上記マダイGH
の産生細胞であるマダイ脳下垂体からポリ(A>RNA
8−調製し、これを鋳型としてCDNAを合成し、これ
を適当なベクターに接続して宿主細胞内で増幅させ、目
的のマダイGHのcDNAを有するクローンを選別し、
該クローンの有するベクターより単離する方法、本発明
遺伝子のDNA配列に基づいて、例えばホスホアミダイ
ト法(Nature、  310. 105 (198
4> )等の常法に従って、核酸の化学合成を行なう方
法、之等の組合せ等を例示できる。
以下、上記マダイの脳下垂体から調製単離する方法につ
いて詳述する。
本発明遺伝子を入手するためのマダイの脳下垂体として
は、養殖マダイ及び天然マダイのいずれからでも摘出で
きるが、養殖マダイを用いるのが、−時に大きざの揃っ
た多数の個体を用意できるので有利である。摘出は常法
に従うことができ、かくして得られる脳下垂体は、即座
に液体窒素、ドライアイス−エタノール等を用いて凍結
させた後、RNAの抽出に用いるのが望ましい。上記R
NAの抽出操作は、通常の方法、例えばチオシアン酸グ
アニジン−塩化セシウム法(ChirgWin et 
al、。
Biochemistry、  18. 5294 (
1979) )、チオシアン酸グアニジン−フェノール
・クロロホルム法等に従うこととができる。上記チオシ
アン酸グアニジン−塩化セシウム法は、より詳しくは、
まず凍結脳下垂体をチオシアン酸グアニジン、クエン酸
ナトリウム、N−ラウロイルザルコシン酸ナトリウム、
β−メルカプトエタノール等の混合液中で、機械的に破
砕、可溶化し、次いで塩化セシウムを含む水溶液上に重
層し、超遠心を行なうことにより実施される。かくして
沈澱としてRNAを得ることができる。該沈澱中には、
rRNA、tRNA等の不純物が含まれているため、目
的とするポリA鎖を有するRNAを、通常の方法に従い
精製する。これは例えばオリゴd’T−セルロース[コ
ラボレイティプ リサーチ社]等のアフィニティカラム
を用いて有利に実施できる。
かくして得られるポリ(A)RNAは、これを鋳型とし
て、例えば逆転写酵素を用いて二本鎖DNA (cDN
A)の合成に供することができる。
このCDNAの合成は、通常の方法、例えばS1ヌクレ
アーゼ法、オカヤマーベルグ法(Okayamaet 
al、、Ho1.Ce11.Bio!、、 3.280
−289(1983))等により行ない得るが、実用的
には、例えばアマジャム社等から市販されているCDN
A合成キットを用いて実施するのが便利でおる。
次いで、上記方法では、得られるCDNAから目的とす
るマダイGHのアミノ酸配列をコードするDNA配列を
単離する。このDNAの単離は、CDNAを適当なベク
ターに挿入し、このベクターを宿主に導入して増幅させ
ると共に該DNA配列を含む宿主のプラーク又はコロニ
ーとして個別化した上で、目的のDNA配列を選択する
ことにより実施される。ここでCDNAの挿入に用いら
れるベクターとしては、通常のもの、例えばλフアージ
由来の各種ファージDNA、pBR322をはじめとす
る各種プラスミド等を例示できる。
上記ファージDNAをベクターとする場合は、容易に多
数の候補株を調製、スクリーニングできる利点がある。
殊に例えばλgt10DNAは、外来DNA配列が挿入
されたベクターのみ宿主細胞NM514株に対してプラ
ークを形成する特徴があり、上記ベクターとしてより有
利に利用できる。
上記ベクターへのCDNAの挿入は、合成リンカ−を用
いる方法、ホモポリマー法等の通常の方法により行なう
ことができ、例えばCDNAの両末端にECORニリン
カーを付加した後、制限酵素EC0RIで切断し、これ
をベクターのECOR工切断部位に挿入すればよく、こ
れにより所望の組換えベクターを得ることができる。ま
た得られる組換えベクターの宿主への導入及びこれによ
る組換えベクターの増幅と個別化は、一般に用いられて
いる各種の方法、例えば主として対数増殖期に必る細胞
を集め、M CJ S O4処理を行なった後、組換え
ファージを感染させる方法、或いは同様にして集めた細
胞をcacQ2処理により一自然にDNAを取込みやす
い状態とし、これにベクターを取込ませる方法等により
行ない得る。更に上記組換えベクターの調製及び増幅と
個別化は、市販のCDNAクローニング用キットを用い
て行なうこともできる。
上記で得られるCDNAを含むベクターを導入された粗
換え体からの、目的DNA配列を含む組換え体の単離は
、ベクターの種類に応じて、それぞれ公知の各種の方法
により実施できる。例えばファージDNAをベクターと
する場合は、プラーレハイブリダイゼーションにより、
またプラスミドをベクターとする場合は、コロニーハイ
ブリダイゼーションにより、それぞれ有利に行ない1q
る。
之等各方法は、いずれもハームスとヒギンズ(B。
H,HameS and S、J、旧gg i ns)
により編集、された「ヌクレイツク アシッド ハイブ
リダイゼーション(Nucleic Ac1d Hyb
ridisation) j  (IRL Press
1985)に詳述されている。2等方法は、−組換え体
のDNAをナイロンメンブラン等のフィルター上に固定
し、これを標識したプローブと反応させれば、プローブ
は目的のDNA配列に選択的に結合するという性質を利
用して、目的の組換え体を単離するものである。ここで
プローブとは、目的のDNA配列に対して相補的な配列
を有する核酸配列でおり、DNAでもRNAでもよいが
、化学合成したDNA配列を用いるのが一般的でありま
た有利でおる。上記プローブのDNA配列は、目的とす
るマダイGHの部分アミノ酸配列に基づいて設定するこ
とができ、また上記マダイG1−1遺伝子の少なくとも
一部は、シロザケGHM伝子のそれとかなり相同性が高
いと考えられるため、かかる相同性の高い既知のシロザ
ケGHのCDNA配列部分を上記プローブとして利用す
ることも可能でおる。
かくして単離される組換え体中に、本発明遺伝子が含ま
れている。
尚、上記において採用される各種の操作、例えば一部D
NAの化学合成、DNA鎖の切断、削除、付加乃至結合
を目的とする酵素処理、DNAの単離、精製、複製、選
択等は、いずれも常法に従うことができる。より具体的
には、上記DNAの単離精製は、アガロースゲル電気泳
動法等に従うことができ、核酸配列の]トンの一部改変
は、サイトスペシフィック ミュータジエネシス(Si
te−3r、pecific Hutagenesis
) (Proc、Natl、Acad、Sci、。
81.5662−5666 (1984))等に従えば
よい。
また上記で得られる本発明遺伝子のDNA配列の決定は
、サンガー法(Yanisch−Perron et 
al、。
Gene、 33.103(1985))やマキサム−
ギルバート法(A、門、MaXam and W、G1
1beピ。
Methods in EnxymologV、65.
499−560(1980))等により行ない得る。尚
ファージDNAベクターとして得られる組換え体のDN
A配列の決定に当たっては、該ベクターは分子量が大き
いため、予め上記組換え体中のCDNA部分を適当なベ
クター、例えばpUCl 9、DBR322等に移しか
えてから、そのDNA配列の決定を行なうのが好ましい
更に、上記DNA配列の決定は市販のシーケンスキット
等を用いることによっても、容易に行ない得る。
上記により、各種の文献〔例えばJ、 E、 Darn
ei let at、、 ”Ho1ecular Ce
1l Biology”、 5cier+tificA
merican Books (1986) )の記載
を参考にして、組換え体中に含まれる目的のマダイGH
遺伝子を含むDNA配列、その中の本発明遺伝子のDN
A配列及びマダイGHのアミノ酸配列を決定できる。
かくして決定された目的のマグ10日遺伝子を含むDN
A配列及び対応するアミノ酸配列は、下記式(5)に示
される通りである。これは正確には、マダイGH前駆体
のDNA配列及びアミノ酸配列である。即ち、このDN
A配列はマダイGHのアミノ酸配列のN末端にシグナル
ペプチドのアミノ酸配列の付加されたアミノ酸配列をコ
ードするDNA配列となっており、マダイGHが上記前
駆体としてまず生合成され、その後シグナルペプチド部
分が除去される分泌性の蛋白質でおることを明らかにし
ている。上記マダイGH前駆体アミノ酸配列中のシグナ
ルペプチド部分のアミノ酸配列は、例えばvon He
1jneの方法(NuCl、ACidSRes、、14
.4683 (1986))に従い決定できる。それに
よれば、マダイGH前駆体のシグナルペプチドは、前記
式(5)に示されるように、成熟マダイGHのアミノ酸
配列のN端に付加された17アミノ酸残基(−17〜−
1)に相当し、マダイGH前駆体から該シグナルペプチ
ド部分が除去されて生成する成熟マダイGHは、前記式
(1)のアミノ酸配列からなることが明らかとなった。
尚、本発明者らの研究によれば、マダイGHのN末端ア
ミノ酸残塁は上記シグナルペプチドの除去に伴って、前
記式(1)で示されるGln(グルタミン)からp−G
lu(ピログルタミン酸〉に変換されるものとみなされ
る。
式(5): %式% TCTGTGCTGTTTGCATCCAGAAAAA
AAAAAAAAAA上記により得られる本発明のマダ
イGH遺伝子を含むベクターの具体例としては、後記実
施例に詳述するpTGHEl 1を例示できる。該ベク
ターpTGHE11は、大きざ3.6キロベースベアー
ズ(kbp)のプラスミドであり、前記式(1)に示し
たマダイGHをコードするDNA配列と共に、アンピシ
リン耐性遺伝子を保有している。
本発明者らは、該ベクターpTGHE11を、大腸菌J
M109株に保有させ、該大腸菌を通商産業省工業技術
院微生物工業技術研究所(微工研)に微工研条奇第14
57号(FERM  BP1457)として寄託した。
本発明遺伝子は、上記ベクターより制限酵素を利用する
常法に従い取り出すことができる。またこの本発明遺伝
子の利用によれば、遺伝子組換え技術に従って、高純度
のマダイGHを容易に且つ大量に製造することができる
このマダイGHの製造は、本発明遺伝子を利用すること
を除いて、基本的には通常の遺伝子組換え技術に従うこ
とができる。より詳しくは、本発明遺伝子が宿主細胞中
で発現されるような組換えDNAを作成し、これを宿主
細胞に導入して形質転換させ、該形質転換株を培養すれ
ばよい。
ここで宿主細胞としての代表例としては、大腸菌に12
株由来のH8101株(H,W、 Boyer and
D、Roulland−Dussoix、、J、Ho1
.l3io1.、41 、459−472 (1969
))、同JM103株(J。
)1essing  et  al、、  Nucle
ic  八cids  Res、、  9゜309 (
1981))、同JM109株(Yanish−Per
ron et at、、 Gene、 33.103(
1985))等を例示できるが、他の公知の各種大腸菌
株も同様に宿主細胞として利用できる。
宿主細胞によるマダイGHの産生は、大別してN末端に
シグナルペプチドを持たない形で宿主の細胞質内に産生
させる場合と、シグナルペプチドを利用して宿主細胞か
ら分泌産生させる場合とに別れる。いずれの場合も、目
的ポリペプチドのN末端は開始コドンに由来するメチオ
ニン(fMet)でおり、またC末端をコードするDN
A配列は、その直接に終止コドンとしてのTAA、TA
G又はTGAを有するものとされる。従って本発明遺伝
子には、かかる開始コドンと終止コドンとが必須となる
上記開始コドン等の付与された本発明遺伝子によりコー
ドされるアミノ酸配列の例は、下記式(2)、(3)及
び(6)で表わされる。
式(2): %式% ASp−王yr−11e−11e−3er−Pro−1
1e−Asp−Lys−His−Glu−Thr−Gl
n−Arg−3er−3er−Val−Leu−Lys
−Leu−Leu−3er−11e−3er−Tyr−
Arg−Leu−Val−Glu−3er−Trp−G
lu−Phe−Pro−3er−Arg−3er−Le
u−3er−Gly−Gly−3er−Ala−Pro
−Arg−Asn−Gln−I 1e−3er−Pro
−Lys−Leu−3er−G l u−Leu−Ly
s−)iet−G l y−I l e−Hi s−L
eu−Leu−11e−Arg−Ala−Asn−Gl
u−八5p−G I V−A l a−Glu−11e
−Phe−Pro−Asp−3er−3er−Ala−
Leu−Gln−LetJ−Ala−PrO−Tl/r
−Gly−ASn−丁yr−Tyr−GI n−ser
−Leu−Gly−Ala−Asp−Glu−3er−
Leu−Arg−Arg−Thr−Tyr−Glu−L
en−5er−Leu−Gly−Ala−Asp−Gl
u−3er−Leu−Ar旧s−Lys−Val−Gl
u−Thr−Tyr−Leu−Thr−Val−Ala
−Lys−Cys−Arg−Leu−3er−Pro−
Glu−Ala−Asn−Cys−Thr−Leu 式(3): %式% ] 式(6): Net−3er−Ile−Gln−tlis−Phe−
Arg−Val−Ala−Leu−1l e−Pro−
Phe−Phe−A 1a−A l a−Phe−Cy
s−Leu−Pro−Val−Phe−Ala−Gln
−Pro−11e−丁hr−Asp−GIy−,Gln
−Arg−Leu−Phe−3er−11e−Ala−
Val−3er−八rg−val −Gln−旧s−L
eu−tlis−Leu−Leu−Ala−Gln−A
rg−Leu−Phe−3er−Asp−Phe−Gl
u−3er−3er−Leu−Gln−Thr−Glu
−Glu−Gln−Leu−Lys−Leu−Asn−
Lys−11e−Phe−Pro−Asp−Phe−C
ys−Asn−3er−八5p−Tyr−11e−11
e−3er−Pro−11e−ASp−LyS−旧s−
Glu−Thr−Gln−Arg−3er−3er−V
al −Leu−Lys−Leu−Leu−3er−1
1e−3er−Tyr−へI”g−Leu−Val−G
IU−3el’−丁rp−Glu−Phe−Pro−3
er−Arg−3er−LeU−3er−Gly−Gl
y−3er−Ala−Pro−Arg−^5n−Gln
−11e−3er−Pro−Lys−Leu−3er−
Giu−LelJ−LyS−88℃−Gly−I!e−
1−1is−Leu−Leu−11e−Arg−Ala
−八5n−Glu−,Asp−Gly−Ala−Glu
−I 1e−Phe−Pro−ASp−3el”−3e
r−八Ia−Leu−Gln−Leu−Ala−Pro
−Tyr−Gly−Asn−Tyr−Tyr−Gln−
3er−Leu−Gly−八la−ASp−Glu−3
er−Leu−Arg−Arg−Thr−Tyr−Gl
u−Leu−Leu−八la−Cys−Phe−Lys
−Lys−Asp−Met−旧5=LyS−Val−G
lu−王hr−Tyr−Leu−Thr−Vat−八1
a−LyS−C1,)S−Ar(]−]Leu−3ep
−Pro−GluAla−Asn−Cys−Thr−L
euまた、前記式(5)に示されるマダイGHのGDN
A配列中には、既に終止コドン(TAG>が存在してお
り、これは改めて終止コドンを導入することなく本発明
遺伝子として利用することができる。
本発明によれば特に、シグナルペプチドを用いてマダイ
GHを宿主細胞から分泌発現、即ち該宿主細胞の細胞外
あるいは宿主細胞がダラム陰性細菌の場合はそのペリプ
ラズム空間内に、目的マダイGHをシグナルペプチドを
除去された成熟ポリペプチドとして発現させるマダイG
Hの製造法か提供される。従って本発明には、かかる分
泌発現のための、シグナルペプチドとマダイGHのアミ
ノ酸配列とが連結された融合ポリペプチドをコードする
DNA配列、該DNA配列を含む分泌発現ベクター4、
該ベクターを保有する宿主細胞等が包含される。
上記シグナルペプチドとマダイGHのアミノ酸配列とが
連結された融合ポリペプチドの具体例としては、前述し
た式(2)で表わされるアミノ酸配列、即ちマダイGH
自体のシグナルペプチドを有するマダイGH前駆体蛋白
質のアミノ酸配列を例示できる。また、該融合ポリペプ
チドを構成するシグナルペプチドは、上記マダイGH自
体のシグナルペプチドには限定されず、利用する宿主細
胞の種類に応じて公知の各種のものであることができる
。その代表例としては、細菌の分泌蛋白質前駆体のそれ
らを例示できる。これには例えば宿主細胞がグラム陽性
細菌の場合は、大腸菌β−ラクタマーゼ(bla ) 
、リン酸結合蛋白質(psts )、アルカリフォスフ
1ターゼ(phoA )等が、グラム陽性細菌の場合は
、バチルス アミロリクエファシェンス(Bac i 
I Ius amylol 1quefac 1ens
)の中性プロテアーゼ等がそれぞれ含まれる。更に、宿
主細胞が動物細胞の場合は、上記シグナルペプチドとし
て、例えば成長ホルモン、IL−2、プロインシュリン
等の前駆体蛋白質等を利用することもできる。
かかるマダイGH自体のシグナルペプチド以外のシグナ
ルペプドを利用した具体例としては、前記式(6)に示
す大腸菌β−ラクタマーゼのシグナルペプチドをマダイ
GHのアミノ酸配列に連結させた融合ポリペプチドのア
ミノ酸配列を例示できる。
2等シグナルペプチドをコードするDNA配列は、化学
合成することもできるし、天然のDNA配列を利用する
こともできる。シグナルペプチドをコードするDNA配
列を含んでおり、本発明に有利に利用できるベクターの
具体例としては、本願人の別途出願に係わる特願昭62
”−36498号(特開昭63−202387@公報参
照)に記載のDKTNを例示できる。該pKTNは、b
laシグナルペプチドをコードするDNA配列を含んで
おり、これを保有する大腸菌JM103株は、微工研に
「Escherichia coli、 JH−103
,pにTN−2−2Jなる表示で、微工研条奇第139
8号(FERMBP−1398>として寄託されている
上記シグナルペプチドとマダイGHのアミノ酸配列とが
連結された融合ポリペプチドをコードするDNA配列の
具体例としては、前記式(5)に示されたアミノ酸配列
をコードするDNA配列(前記式(2)に示したもの)
、及び前記式(6)のアミノ酸配列をコードする下式(
7)のDNA配列を例示することができる。
式(7): %式% 上記式(7)のDNA配列は、例えば前記ベクターpK
TNを制限酵素Nae工で切断して得られるDNA断片
と前記式(5)に示したDNA配列を含む2重鎖DNA
断片とを、下式(8)で表わされるDNA配列を介して
連結させることにより得られる。
式(8): %式% 本発明遺伝子を利用したマダイGH発現ベクターの構築
は、この種遺伝予相換え技術に慣用される通常の方法に
従い実施できる。該方法に用いられる各種操作乃至手法
は、一部前述した′通りであり、各種制限酵素による切
断処理、T4DNAリガーゼ等を用いる連結処理、アガ
ロースゲル電気泳動法、ポリアクリルアミドゲル電気泳
動法等の単離、精製処理、フェノール抽出法による回収
、精製処理等を包含する。またjqられるベクターの確
認も常法に従って、例えばそのDNA配列を前記マキサ
ム−ギルバート法で解析するか、ミニプレバレージョン
やマツピング法により遺伝子の挿入やその方向を確認す
る方法(H,C,Birnboim etal、、Nu
cleic Ac1ds Res、、  7.1513
−1523 (1979))等によることができる。
上記マダイGH発現ベクターの構築に利用される起源ベ
クターしては、特に制限はなく、従来公知の種々のもの
でよく、これには例えばバタテリオファージ及び動物ウ
ィルスを含む各種ウィルスベクター、各種プラスミド、
コスミド等か包含される。之等の内では特にDBR32
2又はこれに由来する各種の確立されたプラスミドベク
ターが好適である。
また、上記発現ベクターには、これが宿主細胞内に導入
されて目的とするマダイGHを実際に発現するために、
本発明遺伝子の外に、その発現に必要な各種の遺伝情報
、例えばプロモーター、転写終結信号、ポリA鎖付加信
号(真核細胞を宿主とする場合)等の転写のための情報
やりボゾーム結合部位(シャイン・ダルガルノ配列、S
D配列)等の翻訳のための情報等が必要でおる。かかる
情報は、宿主細胞に応じてそれぞれよく知られてあり、
例えばプロモーターとしては、大腸菌に対するtrpプ
ロモーター、recプロモーター、APLプロモーター
、Ippプロモーター、tacプロモーター等、枯草菌
に対する5poiプロモーター、5PO2プロモーター
、penプロモーター等、酵母その他の真核細胞に対す
るPH05プロモーター、PGKプロモーター、GAP
プロモーター、ADHプロモーター、SV40由来プロ
モーター等を例示できる。之等の遺伝情報は、目的とす
るマダイGH発現ベクターの構築に当たって、之等を含
むプラスミド等を選択して起源ベクターとして用いるこ
とにより、又は之等を含むプラスミド等より常法に従い
単離するか、化学合成した後、適当なベクターに組込む
ことにより、それぞれ所望ベクターに導入存在ざぜるこ
とかできる。
かくして所望のマダイGH発現ベクターを収得できる。
本発明のマダイGH発現ベクターは、上記のように本発
明遺伝子の上流にプロモーター及びリボゾーム結合部位
を、また下流に転写終結信号を、それぞ連結されてなる
一組のマダイGH発現情報単位を有することにより特徴
付けられる。
かかるマダイGH発現ベクターの具体例としては、後記
実施例に詳述する方法により得られる分泌発現ベクター
pTGH1101を挙げることかできる。該pTGH1
101は約5 、 OOkbt)の大きざのプラスミド
で必り、前記式(6)のアミノ酸配列をコードする前記
式(7)のDNA配列(マダイGH遺伝子)を有してお
り、該遺伝子の上流に+aCZ遺伝子のりポゾーム結合
部位とその上流に位置するtacプロモーターが存在し
てあり、上記マダイGH遺伝子のDNA配列の下流には
β−ラクタマーゼ遺伝子の転写終結信号が含まれている
。更に該pTGH1101はテトラサイクリン耐性遺伝
子を有してあり、これを保有する宿主細胞はテトラサイ
タリン耐性となる。該pTGH1101を保有させた大
腸菌)−18101株は、微工研にrHBlol [p
TGH1101]Jなる表示にて寄託されており、その
寄託番号は「微工研条奇第2044号(FERM  B
P−2044>である。
また、本発明者らの研究によれば、同一ベクター内に上
記マダイGH発現情報単位の二組以上を保有させたベク
ターによれば、所望のマダイGHの生産性が高められる
場合のめることが見出された。従って、本発明はかかる
マダイGH発現情報単位の複数個を保有するベクターを
も提供するものでおる。
本発明マダイ発現ベクターは、これを適当な宿主細胞に
導入(形質転換)させることによって、該宿主細胞に所
望のマダイGH産生能を付与できる。ここで用いられる
宿主細胞は、上記したように大腸菌由来のものであるの
が好適でおるが、特にこれに限定されるものではなく、
大腸菌以外のグラム陽性細菌や枯草菌等のグラム陽性細
菌、放線菌等の原核細胞、酵母、動植物細胞等の真核細
胞のいずれでもよい。
上記宿主細胞への本発明マダイGH発現ベクターの導入
及びこれによる形質転換の方法は、一般に用いられてい
る各種の方法に従うことができ、例えば宿主細胞を低温
で塩化カルシウムを含む水溶液中で処理し、該溶液中に
ベクターを添加する方法(E、Lederberg a
nd S、Cohen、 J、Bacteriol、。
119.1072 (1974))等によることができ
る。
かくして、本発明ベクターを導入されて形質転換された
細胞を収得できる。本発明は、かかるマダイGH発現ベ
クターを保有し、マダイGH産生能を有する形質転換細
胞をも提供するものである。
上記形質転換細胞は、これを通常の細胞培養用培地で培
養することにより、マダイGHを生産、蓄積できる。該
細胞の培養に利用できる培地としては、例えばL培地、
E培地、M9培地、M63培地等の各種のものをいずれ
も使用できる。また2等培地には更に通常知られている
各種の炭素源、窒素源、無機塩、ビタミン類、天然物抽
出物、生理活性物質等を添加存在させることができる。
形質転換細胞の培養は、該細胞の生育に適したpH1温
度、通気、撹拌等の条件を採用した各種方法により実施
できる。例えば大腸菌の場合には、pH約5〜Bの範囲
、特にpH7付近が適当であり、約20〜43℃の温度
で、通気撹拌条件下で培養するのが望ましく、培養のス
ケールは特に限定はない。上記培養により、通常約5〜
90R間で培養懸濁液中に、所望のマダイGHが蓄積さ
れる。
かくして蓄積されるマダイGHは、通常の操作により分
離採取できる。該操作としては、例えば細胞の超音波破
砕、機械的破砕、凍結融解、浸透圧ショック等による抽
出操作や培養上清の分離操作等を例示できる。
更に上記により分離される目的のマダイGHは、その物
理学的性質や化学的性質を利用した各種の精製操作によ
り精製することができる。該精製操作としては、例えば
通常の蛋白沈澱剤を利用する沈澱処理、限外濾過処理、
ゲル済過処理、吸着クロマトグラフィー処理、イオン交
換クロマトグラフィー処理、アフィニティクロマトグラ
フィー処理、高速液体クロマトグラフィー処理等及び之
等各処理の組合せ等を採用できる。
上記により、工業的規模で、容易に、しかも高純度、高
収率で本発明のマダイGHを製造できる。
得られるマダイGHは、通常の方法、例えば5DS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動(R,F。
5chleif and P、C,Wensinに、 
”Practical HethOdSin Mo1e
cular 13io1ogy” 、 Springe
r−Verlag(1981>)にかり、クマーシーブ
リリアントブルー等で染色することにより検出できる。
また、得られるマダイGHの生物活性は、例えばセキネ
ら(S、5ekine et at)の文献(PrOC
Natl、Acad、Sci、 、 IJSA、旦2.
4306−4310(1985))やダウンら(N、E
、 (Ted) Down etal)の文献(Aqu
aCUIture、 6旦、14’1−155(198
8>)等に記載された方法に準じて確認できる。より具
体的には、例えばマダイ幼魚に筋注、腹腔的投与等の方
法により、魚体重1g当たり約0.1.1又は10μq
程度のマダイGHを7日毎に投与し、その体重及び体長
の増加を対照とするGH非投与魚のそれらと比較するこ
とにより容易に実施できる。本発明マダイGHは上記生
物活性試験により、顕著なGH活性を有することが明ら
かにされた。
かかる優れたマダイGH活性を有する本発明のマ弘イG
Hは、マダイ及びマダイの近縁の魚類の成長ホルモンと
して、殊に2等魚類の養殖産業分野で非常に有用である
友−一厘一一1 以下、本発明遺伝子、これを含むベクター及び。
該ベクターで形質転換した宿主細胞のそれぞれの製造例
並びに上記形質転換体の培養による本発明マダイGHの
製造例を実施例として挙げ、本発明を更に詳)ホする。
実施例 1 マダイ脳下垂体からのポリ(A>RNAの調製平均魚体
重900C1の養殖マグ480尾から摘出し、瞬時凍結
した脳下垂体を調製用材料とした。
この脳下垂体の全湿重量は約500m1llであった。
また、ポリ(A)RNAの調製は、チオシアン酸グアニ
ジン−塩化セシウム法(Chir+;+win eta
l、、 Bioche+n1stry、 18.529
4 (1979) )に従い、以下の通り行なった。
即ち、上記脳下垂体を、6Mチオシアン酸グアニジン、
5mMクエン酸ナトリウム、0.5%N−ラウロイルザ
Jレコシン酸ナトリウム及び0. IM β−メルカプ
トエタノールからなる溶液の7.5鵬中で、テフロンホ
モジナイザーにて破砕(10ストローク)して可溶化さ
せた。この可溶化物を18G注射針に数回通してDNA
を分断し、日立RPR20−20−ターにて10000
rpIIIで1Q分間遠心して組織片、蛋白を除き、上
清を回収した。
回収された上清約8+nQを、ベックマン5W40Ti
用ポリアロマ−チューブ中に予め入れておいた5、7M
塩化セシウム−0,1M  EDTA溶液3ml上に重
層し、ベックマン5W40Tiローターにて3500 
Orpmで18時間超遠心後、RNAを沈澱として回収
した。上清をアスピレータ−を用いて完全に除去した後
、RNAの沈澱を10mMトリス塩1(pH7,5>及
び1mMEDTAからなる溶液(以下「丁E」と略記す
る)0、9rrIfJに溶解させ、5M  NaCQ 
0.1m12を加えて、65°Cで5分間インキュベー
トし、水中で急冷した。この混合液1戒を、予め0.5
MNaCQを含むTEで平衡化してあいた第1ノゴ(d
T)セルロースカラム(ベーリンガーマンハイム山之内
社製、カラム容積0.351rli2)にかけ、吸着さ
れたRNAをTEにて溶出させた。この溶出液5.5+
nQに、5M  Na(、Q O,61mGを加えて、
65°Cの水浴中で5分間加熱し、水中で急冷した後、
この混合液6,11m12を、再度オリゴ(dT>セル
ロースカラムにかけた。吸着されたRNAをTEにて溶
出させて、0.8μqのボリ(A>RNAを得た。
CDNAの合成 CDNAの合成を、CDNA合成キット(アマジャム社
製)を用い、該キットに添附されたプロトコールに従っ
て、以下の通り行なった。
ポリ(A)RNAの0.8μqを含む水溶液6.8μQ
に、上記キットに含まれる5×フア一ストストランド合
成用バッファー4μQ1ピロリン酸ナトリウム溶液1μ
Q、25単位/戒ヒト胎盤リボヌクレアーゼインヒビタ
ー1μQ、デオキシヌクレオシド三リン酸混液(dAT
PSdGTP、dTTP、dCTP各々10.10.1
0.5mM)411Q、2mMmQオリゴ(dT   
 )プライマー1μQ及び18単位/戒逆転写酵素2.
2μQをそれぞれ加えて全量を20μQとし、42°C
で40分間反応させて、RNAに相補的なりNAを合成
させた。
次に、得られた反応液20μQに、上記キットに含まれ
るセカンドストランド合成用バッファー37.5μ91
大腸菌リボヌクレアーゼH0,8単位、大腸菌DNAポ
リメラーゼI23単位及び蒸留水を加えて全量を99μ
Qとし、−これをまず12℃で60分間、次に22℃で
60分間、最後に70’Cで10分間それぞれインキュ
ベートした。
水冷後、T4DNAポリメラーゼ4単位(1μQ)を加
えて37°Cで10分間反応させた。この反応によりR
NA−DNA二本鎖のRNA部分がDNAに置換され、
完全な二本鎖CDNAが得られた。
上記反応液に、0.25M  EDTA (II8.0
)10μQ及び10%5DS10μQを加えて反応を停
止させ、該反応物をフェノール−クロロホルム抽出し、
エタノール沈澱により、二本鎖CDNA60μqを回収
した。
組 えベクターの調製 上記で合成されたCDNAを、ベクターλΩ↑10 (
T、V、Huynh et al、、  ”DNA c
loning: Apractical approa
ch” 、  Glover編、49−78゜IRL 
Press  (1984) )に挿入する操作を、C
DNAクローニングシステム(アマジャム社製)に添附
のプロトコールに従って、以下の通り行なった。
上記で合成したCDNAの全量を含む水溶液13μQに
、上記キットに含まれる5XECORIメチラ一ゼ反応
液4μQ、0.8mMアデノシルメチオニン液2μQ、
EcoRIメチラーゼ1μQ(20単位)を加えて全量
を20112とし、混合物を37℃で60分間インキュ
ベートして、上記CDNA中に含まれているEC0RI
サイトをメチル化した後、70’Cで10分間加熱して
ECORエメチラーゼを不活性とした。
得られた反応液20μQに、上記キットに含まれる1 
0XT4DNAリガーゼバyly  3μQ。
末端をリン酸化したEC0RIリンカ−[5’d(pG
GAATTCC)] 2μQ (1μg)、T4DNA
リガーゼ2μQ及び蒸留水3μQを加えて30μQとし
た後、15°Cで16時間反応させてCD−NA末端に
EC0RIリンカ−を付加し、70″Cで10分間反応
させてT4DNAリガーゼを不活性とした。
得られた反応液30μQに、上記キットに含まれる10
XEcoRIバツフアー10μQ、制限酵素EC0RI
2μQ及び蒸留水58μQを加えて100μQとし、3
7℃で5時間インキュベートして・、末端にEC0RI
リンカ−由来のEC0RI粘着末端を有するCDNAを
得た。
得られた反応液をCDNAクローニングシステムに添附
のカラムにかけ、100mM  NaCQを含むTEに
て溶出させた。これによりEC0RIリンカ−由来の低
分子量DNAが除去された。上記で溶出されたEC0R
I粘着末端を有するCDNAをエタノール沈澱により回
収;・した。
上記で回収されたcDNAの半量3onaを含む水溶液
6μQに、上記キットに含まれる10Xリガーゼバツフ
アー1μQ、λc[10EcoRIアーム2μQ(1μ
g)及びT4DNAリガーゼ1μQ (2,5単位)を
加えて、全量を10μQとし、12°Cで1夜インキユ
ベートし、cDNAを含む組換えλC1t 10DNA
を得た。この反応物をエタノール沈澱により回収し、T
a2.5μQに溶解させた後、大腸菌BH32688株
[N2O5recA−(λ 1mm434 CI ts
 b2red3 E am4 Sam7 ) /λ]の
凍結融解抽出液10uQ及び大腸菌BH32690株[
N205recA−(λ 1mm434 clts b
2 red3Dam15Sam7)/λ]の超音波破砕
抽出液15μQを加えて、20’Cで2時間インキュベ
ートし、インビトロパッケージングを行なった。その後
、反応混合液に、100mM  NaCQ、50mMト
リス塩m (1)N7.5) 、8mM  MgSO4
及び0.01%ゼラチンからなる溶液Q、5m12及び
クロロホルム20tlQを加えた。
上記により、cDNAを含む組換えλC]t10DNA
がλフアージ粒子内に封入された。
マダイGHCDNAを む粗換入ユ■へL1訳上記で得
た組換えファージの全量を、マニアティスらの方法(T
、Maniatis et at、、 )lolecu
larCIOning、l) 63 、Co1d Sp
ring Harvor Laboratory(19
82))に従って調製された宿主細胞NM514(アマ
ジャム社製)の懸濁液1+nQ(109細胞/戒)に感
染させ、得られた約lX10”個のファージプラークを
、ナイロンメンブレン バイオダインA(日本ポール社
製)上に固定した。
次いでシロザケ成長ホルモンのCDNA配列中、Leu
−Va1175の領域に相当する50塩基のDNA、即
ち下記DNAを、DNA合成機381A型(アプライド
バイオシステムズ社製〉を用いて合成し、32Pで標識
してプローブとした。
5°  GACGGTCAGGTAGGTCTCGAC
CTTGTGCATGTCCTTCT丁GAAGCAT
GCCA  3’ ベントン(Benton)とデイビイス(Davis)
の方法(前掲書、”Mo1ecular Clonin
g”、 D320参照〕に従って、65℃でプラークハ
イブリダイゼーションを行なった結果、約1×103個
のプラークが、32P標識プローブと結合することが示
された。
そのうちの12個のプラークをそれぞれ単離し、λTG
H’l〜λTGH12と命名した。
マダイGHcDNAの塩基配列の決 上記で得られた12個の粗換えファージから、フェノー
ル抽出及びエタノール沈澱を行なって、それぞファージ
DNAを調製した。
次に得られたDNAの各々を、以下の通り、制限酵素E
C0RIで切断し、該DNA中に保持されているcDN
Aを得た。即ち、ファージDNA5μqを、100mM
  NaC92,50mMトリス塩酸(pH7,5>、
10mM  MgcQ2及び1mMジチオスレイトール
(DTT)を含む水溶液(以下「高塩濃度緩衝液Jとい
う〉に溶解させ、これにEcoRI(宝酒造社製>50
単位を加えて300μQとし、37°Cで3時間反応さ
せた俊、エタノール沈澱により切断されたDNAを回収
し、これをTE20tlQに溶解させた。
別に、プラスミドpU C19(Yanisch−Pe
rronet at、、 Gene 、 33.103
 (1985) )の3μQをEcoRI  20単位
を含む高塩濃度緩衝液100μQ中で、37℃にて12
時間反応させた後、エタノール沈澱を行なって回収した
DNAをTE20μQに溶解させた溶液を調製した。
上記ファージDNAのECOR工断片液2μQ、pUC
19EcoRI断片液1μQ、1QXリガーゼ緩衝液[
660mMトリス塩1(pN1.5>、66mM  M
CICG!2及び100mM  DTTの水溶液]1μ
Q、10mM  ATP1μl蒸留水4μQ及び丁4D
NAリガーゼ(宝酒造社製)1μQ (350単位)を
混合し、12°Cで16時間反応させた。
次いで、上記反応液を用いて大腸菌JMI09株(Ya
nisch−Perron et al、、Gene、
  33. 103(1985))を形質転換させた。
この形質転換はり−デルベルブ(Lederberg 
)とコーエン(cohen)の方法(J、Bacter
iol、、 119.1072(1974))に従って
、次の通り実施した。即ち、CaCQ2処理したJM1
09株の懸濁液200μQに、上記反応液10μQを加
えて60分間氷冷した後、42.5℃の水浴中で90秒
間加温し、これにL−ブロス[1%バタトトリプトン、
0.5%酵母エキス及び0.5% N acQの水溶液
]2.8mQを加え、37℃で30分間インキュベート
した。次いで得られた懸濁液を10枚の選択プレートに
300μQづつ塗抹し、37°Cにて一夜培養した。尚
、上記選択プレートとしては、アンピシリン50LtC
1/mI2、イソプロピルβ−D−チオガラクトシド1
2,5μQ/mQ及び5−ブロモ−4−クロロ−3−イ
ンドリル−β−D−ガラクトシド40μC1/鵬を含む
L−ブロスに、寒天1.5%を添加して固めた平板培地
(25mQ/プレート)を用いた。
上記選択培地のプレートに生育する白色のコロニーを分
離し、該コロニーからプラスミドDNAを単離した。得
られたプラスミドは、その由来する組換えファージの名
と同一番号を付して、それぞれrpTGHE1J〜rp
TGHE12Jと命名した。
上記で得られた12種のプラスミドを、各種の制限酵素
、例えばBglII、EC0RI、HindIII、H
DaI、PstI、PVtJII (以上いずれも宝酒
造社製) 、Ba1I にッポンジーン社製)、C1a
Iにゴーイングランドバイオ9フ1社製)、SSt■(
ベセスダ リサーチ ラボラトリーズ社製)で切断して
、解析することにより、各プラスミドに含まれるCDN
Aの制限酵素地図を作成した。
また、これと共にCDNAの長さを推定した。
その結果、pTGHEllのCDNAが最も長く、約9
20bpsからなってあり、Ba1■、8g1■、C1
aI、)lindll、HpaI、pstI、1)vJ
、3stIのそれぞれの制限酵素により切断される部位
を各1個ずつ有することが確認された。
上記1)TGHEllに含まれるCDNAの制限酵素地
図を第1図に示す。
また、上記pTGHE11以外の各プラスミドに含まれ
るcDNAについても上記と同様の制限酵素地図を有す
ることが確認された。
次に、pTGHEllのcDNAの全塩基配列をM13
ファージを用いたサンガー法(Yan i 5h−Pe
rron et al、、Gene、 33.103 
(1985) )に従い、M13シーケンスキット(東
洋紡社製〉を用いて決定した。
その結果は、前記式(5)に示した通りでおる。
法式(5)より、この塩基配列の一方の末端には、真核
生物の通常のmRNAに共通して存在するポリ(A>鎖
があり、且つその上流にはポリ(A>付加信号として知
られる(5°)AATAAA(3’ )の塩基配列が存
在している。
また該塩基配列は、203個のアミノ酸配列をコードす
る翻訳領域を含んでいる。該アミノ酸配列は前記式(2
)に示すものでおり、そのうち−17(Met)から−
1(Sep)までのアミノ酸配列はハイネ(Heijn
e)の方法(NUCl、ACidS Res、 。
14.4683 (1986))に従い、分泌タンパク
のシグナルペプチドであることが確認された。
このことは、本発明により得られるマダイGHが、ヒト
GH、シロザケGH等と同様に、本来そのN末端にシグ
ナルペプチドを持った前駆体として産生細胞より合成さ
れるものでおることを明らかにしている。
更に、上記アミノ酸配列からシグナルペプチドのそれを
除いた186個のアミノ酸配列(マダイGHのアミノ酸
配列)を、既知の各種動物のGHのそれらと対比して相
同性を検討した結果、本マダイGHのアミノ酸配列は、
シロザケGHとは68%、ヒトGHとは33%共通して
いると認められた。因みに、シロザケGHとヒトGHと
は36%の相同性が認められる。
更にまた、一般にGHとしての活性発現に重要でおると
考えられているCys残基の数と位置を、上記各GHに
ついて比較した所、3者の間で完全な一致が認められた
以上のことより、上記アミノ酸配列がマダイGHのアミ
ノ酸配列であると確認できた。
実施例 2 表記マダイGH発現プラスミドを構築するため、まずプ
ラスミドpTGHM1及びp丁GHE11Rを作成した
(1)プラスミドpTGHM1の作成 プラスミドDKTN  6μqを10mMトリス塩a(
pH7,5>、10mM  M口CQ2及び1mM  
DTTを含む水溶液(以下「低塩濃度緩衝液」という)
に溶解し、これにNaeI(東洋紡社製)6単位を加え
て100μQとし、37°Cで3時間反応させた。得ら
れたDNA断片をBamHI(宝酒造社裂)24単位を
含む高塩濃度緩衝液100μQ中で37℃で3時間反応
させた後、1%アガロースゲル電気泳動により、bla
シグナルペプチドをコードする塩基配列及びtacプロ
モーターを含む約840 bpSのBamHI−Nae
I断片を得た。
別に、プラスミドpBR3224μ9を、Ba1llH
I  24単位とPstI (宝酒造社製>30単位と
を含む高塩濃度緩衝液100μQ中で37℃で3時間反
応させた後、1%アガロースゲル電気泳動により、約3
240bpsのBamHI −Pst■断片を得た。
また、下式に示される2種のDNA断片を、DNAシン
セサイザー(アプライドバイオシステムズ社製、モデル
381A)を用いて合成した。
Ba1I   PstI Gln Pro Ile Thr Asp5’ CAG
 CCG ATCACA GAT GG CCACTG
CA 3’ 3B−33’  GTCGGCTAG  
TGT  CTA  CCGGGG      5’5
b−4−2次いで、上記3B−3及び8B−4−2のそ
れぞれ100ピコモル(pfflol)を、それぞれ1
0単位のT4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社製)
を含む70mMt’リス塩酸(pH7,6) 、10m
M  MQCG!2.5mM  DTT及び1mMAT
Pからなる水溶液30μQ中で37°C下に40分間反
応させて、DNAの5′末端をリン酸化した。
上記で得られたpKTNの13amHI−NaeI断片
(約840bl)S ) 0.3p mol 、pBR
322のBamHI−PstI断片(約3240bps
)0.2pmo+及び5′末端がリン酸化された3B=
3及び5B−4−2の各々25pmolを、66mMト
リス塩@ (pH7,6) 、6.6mMMQCQ2.
10mM  DTT及び1mMATPからなる水溶液1
9μQに溶解し、これにT4DNAリガーゼ(宝酒造社
製)1μQ(350単位)を加えて、12℃で24時間
反応させた。上記で得られた反応液を用いて、大腸菌H
8101株を形質転換し、テトラサイクリン耐性のコロ
ニーを得た。このコロニーからプラスミドDNAを単離
して、プラスミドpTGHM1を得た。
上記1)TGHMlの構築の概略は第2図に示す通りで
あり、得られたDTGHMIは、該図に示される溝造を
有し、その大きさは約4180bpsであった。
尚、第2図において■はtaCプロモーターを、白恢き
の矢印はblaシクナルベプチドを、TCrはテトラサ
イクリン耐性を、Aprはアンピシリン耐性をそれぞれ
示す。以下の図でも同様とする。
(2)プラスミドI)TGHE 11 Rの作成実施例
1で得たpTGHll  5μqをECOR工(宝酒造
社製)20単位を含む高塩濃度緩衝液100μQ中で3
7℃下に4時間反応させた後、DNA断片の全量を16
μQの蒸留水に溶解させ、これに10Xリガーゼ緩衝液
2tIQ、10mMATP  1μQ及びT4DNAリ
ガーゼ1μQ(350単位〉を加え12°Cで16時間
反応させた。得られた反応液を用いて大腸菌JM109
株を形質転換し、アンピシリン耐性で且つイソプロピル
−β−D−チオガラクトピラノシド及び5−ブロモ−4
−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトシドを添
加した培地上で白色を呈するコロニー11個からプラス
ミドDNAを単離した。
之等のプラスミドの内、4個はマダイGHをコードする
DNAを含むEC0RI断片のベクターへの挿入方向が
、pTGHllに対して逆向きでめった。これらのプラ
スミドより1株を選び、該株をpTGHEl 1Rと命
名した。
上記pTGHE11Rの構築の概略は、第3図に示す通
りであり、得られたoTGHEl 1Rは、線図に示さ
れる構造を有しており、その大きさはpTGHEllと
同じく約3620bpsでIP>ッた。
(3)マダイGH発現プラスミドpTGH1101の造
成 このI)TGHI 101の構築の概略は第3図に併記
される通りであり、以下の通り行なわれた。
プラスミドI)TGHMl  5μC1をBa1I に
ッポンジーン社製)1単位を含む低塩濃度緩衝液100
μQ中で、37°C下に3時間反応させた後、得られた
DNA断片を10011Q10011Q(7)5010
mMトリス塩酸(1)H7,5)、10mM  MgC
Q2及び1mM  DTTからなる溶液(以下これを「
生塩濃度緩衝液」という)に溶解させ、この溶液にPs
tIの15単位を加えて37°Cで3時間反応させ、1
%アガロースゲル電気泳動を行なって、約4200bp
sの[3al■−PStI断片を得た。
別に、プラスミド1)TGHEllR3μqを0.5単
位のBa1Iを含む低塩濃度緩衝液100μQ中で37
°C下に4時間反応させた後、得られる断片を更に12
単位のCIaI (宝酒造社製)を含む中温濃度緩衝液
100μQ中で37°C下に4時間反応させて切断し、
6%ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって、約22
0bpsのBalニーCIaI断片を得た。
また別に、pTGHEllR2μqを12単位のC1a
I及び15単位のPStIを含む中温濃度緩衝液100
μQ中で37°C下に4時間反応させた後、6%ポリア
クリルアミドゲル電気泳動によって、マダイGHをコー
ドするDNAの3′端側及び3′非翻訳領域を含む約6
20 bpsのQlaI’−PstI断片を得た。
上記で得られたpTGHMlの13alI−PstI断
片(約4200bps )O,lp mol 、DTG
HEllRのBat I −ClaI断片(約220b
ps)0.31)m01及びC1aI−PstI断片(
約620bps ) 0.2p mo+を含む水溶液1
6μQに、10xリガーゼ緩衝液2tlQ、10mM 
 ATP1μQ及びT4DNAリガーゼ1μQ(350
単位)を加えて、12℃で16時間反応させ、得られた
反応液で大腸菌H8101株を形質転換し、テトラサイ
クリン耐性を示すコロニーを得た。
上記コロニーから1個を選び、そのプラスミドDNAを
単離シテ、7ラスミトpTGH1101を得た。
得られたDTGHllolの構造は第3図に示しており
、その大きさは約5000 bpsで必った。
また該プラスミドはpKTN由来のβ−ラクタマーゼシ
グナルペプチドをコードするDNA配列と、pTGHE
11由来のマダイGHの構造遺伝子とが正しく連結され
た構造のDNA配列を有してあり、その上流にはpKT
N由来のtacプロモーターが存在している。
実施例 3 (1)試薬添加培地による培養 プラスミドpTGH1101を保有する大腸菌H810
1株を、12.5μQ/m12のテトラサイクリンを含
むし一ブロス5mf2に接種し、37°Cで12時間培
養後、培養液の11nI2を下記第1表に示す試薬添加
M9培地100mGに加え、37°Cで8時間培養した
また、対照として実施例2において本発明プラスミドの
原料として作成したプラスミドpTGHM1を保有する
大腸菌HB10’1株を用い、同様にして培養を行なっ
た。
尚、第1表には後記するジャー培養用培地組成も併記す
る。
第1表 上記培養により得られた培養菌液100鵬を、遠心分離
(7000回転/分XIO分間)して、菌体と上清とに
分離し、得られた上清を培養上清画分とした。
また上記菌体より浸透圧ショック法(H,C,NeWa
nd  八、l1eppel、  J、Biol、Ch
em、、  240. 3685−3692 (196
5))に従い、ペリプラズム両分を以下の通り抽出した
。即ち、菌体を20%ショ糖を含む30mM トリス塩
酸緩衝液(1)H8,0)20mQに懸濁させ、これに
0.5MEDTA水溶液(I)H8,0>0.2mQを
加えて10分間撹拌した後、遠心分離(9000回転/
分X10分間)により菌体を集め、これを氷冷した水2
0mf2に再懸濁させ、水中に10分間静置して時々撹
拌し、遠心分離(9000回転/分×10分間)により
菌体と上清とに分離した。かくして得られた上清をペリ
プラズム画分とした。
更に上記菌体を30mM塩化ナトリウムを含む10mM
1〜リス塩醒緩衝液(pH8,0>で洗浄後、PBS 
(150mM塩化ナトリウムを含む20mMリン酸ナト
リウム緩衝液、pH7,0>10戒に懸濁させ、超音波
破砕機(大岳製作所社製、5202型)にて、出力10
0Wで各30秒ずつ3回の破砕処理を行ない、次いで遠
心分離(12000回転/分X20分間、4°C)して
上清を得た。この上清を菌体内画分とする。
上記で得られた各両分を用いて、シュライフらの方法(
R,F、5chleif and P、C,Wensi
nk。
Practical Methods in Mo1e
cular Biology。
Springer−Verlag、  19 F3 ’
l )に従って、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動を行ない、クマーシーブリリアントブルーを用いて
蛋白質の染色を行なった。
上記により、プラスミドpTGH1101を保有する大
腸菌H8101株のペリプラズム画分に、分子間約21
000のポリペプチドが検出された。
しかし、対照とするプラスミドpTGHM1を保有する
大腸菌88101株のペリプラズム画分には、何らの蛋
白も検出されなかった。培養上清画分及び菌体内画分に
おいては、いずれのプラスミドを保有する大腸菌株でも
、ポリペプチドは検出されなかった。
以上の結果より、プラスミドpTGH1101を保有す
る大腸菌88101株は、特異的に分子間約21000
のポリペプチドを発現し、特にこれはべりプラズム中に
分泌されることが確認された。
(2)ジャー培養培地による培養 プラスミドpTG)−11101を保有する大腸菌H8
101株を400111QのL−ブロス(12,5μc
r/mQのテトラサイクリン含有)にて35°C下に1
2時間培養し、培養液全量を、前記第1表に示したジャ
ー培養用培地20Qに植菌し、309のジャー()lA
RU[3Is旧社製、モデルH3Jυ3W)にて35°
C下に12時間培養した。その後上記(1)と同様にし
て浸透圧ショック法にて、培養液20Qよりペリプラズ
ム画分を抽出した。
得られたペリプラズム画分を、ブチル・トヨパール65
00カラム(東ソー社′fA) 、DEAE・トヨパー
ル650Mカラム(東ソー社製〉、ブチル・トヨパール
650M−HPLCカラム(東ンー社製)及び逆相HP
LC5c8カラム(東ソー社製)を用いて精製して、分
子間約21000のポリペプチド約40111(]を単
離した。
このポリペプチドは、5DS−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動により、単一のバンドであることが確認された
上記電気泳動結果を第4図に示す。図においてレーン■
は標準分子量マーカー(BRL社製着色済み分子量マー
カー、分子量3000〜43000、ロット81101
)の泳動パターンを、レーン■は上記で得た本発明ポリ
ペプチド(精製マダイGH)の泳動パターンを示し、図
の左に矢印を付して示した数値は分子量を示す。
また、上記で単離した分子間約21000のポリペプチ
ド約5μqを用い、これを6N塩酸中、130’C下に
4時間加水分解後、アミノ酸自動分析機(ベックマン社
製、システム6300E)を用いて、ニンヒドリン法に
てそのアミノ酸組成を分析した。
測定された各アミノ酸含有を、1−euを基準(26モ
ル)としてモル比で示せば、下記第2表の通りである。
尚、表にはマダイGHのアミノ酸組成の理論値を併記す
る。また表中N、D、は検出されないことを示す。
第2表 上記第2表より、プラスミドpTGH1101を保有す
る大腸菌H8101株がペリプラズムに分泌した分子間
約21000のポリペプチドは、そのアミン酸組成が、
プラスミドpTGHE11の有するマダイGHをコード
するCDNAの配列から推定される成熟型マダイGHの
アミノ酸組成とほぼ一致しており、本発明によって、ペ
リプラズムに成熟型マダイGHが分泌発現されたことが
確認された。
更に、養殖マダイの脳下垂体から粗精製したGHリッチ
な画分中には上記5DS−ポリアクリルアミドゲル電気
泳動の結果、上記で得られた本発明のマダイGHと推定
されるポリペプチドが主成分として含まれていることが
確認され、このことから本発明のマダイGHは、マダイ
脳下垂体中に含まれている天然マダイGHと同一構造を
有するものであることが確認された。
次に、上記で単離されたマダイGHの成長促進効果を、
生後約3ケ月のマダイ稚魚を用いて以下の通り調べた。
即ち、魚体重10当たり10μqのマダイGHを、7日
毎に試験魚に腹腔内注射し、PBSのみを腹腔内注射し
た対照魚と同一条件で養殖して、容態の成長を比較観察
した。その結果、本発明マダイGHを投与した試験魚は
、対照魚と対比して顕著な魚体重増加が認められた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明プラスミドpTGHE11に含まれるC
DNAの制限酵素地図を示す。 第2図はプラスミドDKTN、同pBR322、合成り
NA  5B−3及び同5B−4−2からプラスミドp
TGHM1を構築する工程を示す概略図でおる。 第3図はプラスミドpTGHE11からプラスミドI)
TGHEllRを構築する工程とプラスミドpTGHM
1とプラスミドDTGHE11Rとから発現プラスミド
pTGH110’lを構築する工程を示す概略図でおる
。 第4図は精製マダイGHと、分子量マーカーを5DS−
ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分析した結果を示す
図でおる。 (以 上) 、、:′):qS

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]下記式(1)の魚類成長ホルモンポリペプチドを
    含むアミノ酸配列をコードする魚類成長ホルモン遺伝子
    。 【遺伝子配列があります。】 [2]下記式(2)及び(3)のいずれかのアミノ酸配
    列のポリペプチドをコードする請求項[1]記載の遺伝
    子。 【遺伝子配列があります。】 [3]3′末端に更にTAA、TAG及びTGAのいず
    れかの終止コドンが付加された請求項1記載の遺伝子。 [4]魚類成長ホルモン産生能を有する組織乃至細胞か
    ら調製されたポリ(A)RNAに対応するcDNAとし
    て単離された請求項[1]記載の遺伝子。 [5]請求項[1]記載の遺伝子を含む魚類成長ホルモ
    ン発現ベクター。 [6]請求項[1]記載の式(1)のアミノ酸配列のア
    ミノ末端に更に50個以下のアミノ酸配列が付加された
    アミノ酸配列をコードするDNA配列を含む請求項[5
    ]記載のベクタ−。 [7]請求項[1]記載の式(1)のアミノ酸配列のア
    ミノ末端に付加されたアミノ酸配列がシグナルペプチド
    である請求項[6]記載のベクター。 [8]シグナルペプチドが細菌の分泌蛋白質前駆体のそ
    れである請求項[7]記載のベクター。 [9]シグナルペプチドがプラスミドpKTN由来のβ
    −ラクタマーゼのそれである請求項[8]記載のベクタ
    ー。 [10]pTGH1101である請求項[9]記載のベ
    クター。 [11]請求項[1]記載の式(1)のアミノ酸配列を
    コードするDNA配列の5′側上流にリボゾーム結合部
    位及びプロモーターDNA配列が連結され、3′末端に
    終止コドンが付加され、且つ該終止コドンの下流に転写
    終結信号が含まれる請求項[5]〜[10]のいずれか
    に記載のベクター。 [12]請求項[5]記載のベクターを保有する組換え
    体細胞。 [13]大腸菌K12株由来のグラム陰性細菌である請
    求項[12]記載の組換え体細胞。 [14]請求項[12]記載の組換え体細胞を培養増殖
    させ、生成する魚類成長ホルモンを含む画分を採取、精
    製する魚類成長ホルモンの製造法。 [15]魚類成長ホルモンを含む画分がグラム陰性細菌
    のペリブラズム画分である請求項[14]記載の製造法
    。 [16]請求項[1]記載の式(1)のアミノ酸配列を
    有する魚類成長ホルモン。 [17]請求項[16]記載の魚類成長ホルモンを含み
    、魚類由来の他の成分を含まない魚類成長ホルモン組成
    物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5524668A (en) * 1993-04-05 1996-06-11 Toto Ltd. Hot and cold water mixing device
US5924449A (en) * 1993-04-23 1999-07-20 Toto Ltd. Hot and cold water mixing device

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