JPH01304895A - N‐末端プロリンで始まるタンパク質の製造法 - Google Patents

N‐末端プロリンで始まるタンパク質の製造法

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JPH01304895A
JPH01304895A JP1089576A JP8957689A JPH01304895A JP H01304895 A JPH01304895 A JP H01304895A JP 1089576 A JP1089576 A JP 1089576A JP 8957689 A JP8957689 A JP 8957689A JP H01304895 A JPH01304895 A JP H01304895A
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terminal
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stimulating factor
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Hoechst AG
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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】 N−末端プロリンで始まるタンパク質の遺伝子工学的手
法による調製は、既に開示されている。これは、アスパ
ラギン酸、またはC−末端アスパラギン酸を含む短いア
ミノ酸配列物、がプロリンの前に位置している、より長
いタンパク質を先ず発現させるものであり、これが所望
のタンパク質の始まりに相当する。次いで、この中間体
はタンパク質分解によって切断されて、プロリン開始部
を有する所望のタンパク質を遊離する。このタイプの工
程は、欧州特許出願(EP−A)第0.219,781
号、第0.227,938号および第0.228,01
8号明細書に記載されている。
もちろん、この既知の工程は、遊離されるタンパク質が
充分に酸安定性である場合にのみ適用される。しかしな
がら、比較的に酸安定性であるタンパク質の場合でさえ
も、副反応が起きるおそれがあり、これは、一方では収
率の直接的な減少をもたらし、他方では望ましくない副
産物からの分離の難しさによる更なる収率の減少をもた
らす。
上記のような限定がなく、さらに記述されたような欠点
を有しない工程がいま見出された。本発明によるN−末
端プロリンで始まるタンパク質は、短いN−末端伸長部
を有し、かつ遺伝子操作によって得ておいた前駆体を、
アミノペプチダーゼPで酵素的に切断することによって
、調製される。
前駆体の短いN−末端伸長部は、とくに、!R菌からの
タンパク質の通常の直接的発現において見られるように
、メチオニン残基を含んでなる。しかしながら、好まし
い出発材料は、また、タンパク質混合物であり、直接的
に発現された産生物の場合にみられるように、これらタ
ンパク質はその一部だけがN末端にメチオニン残基を有
するものである。今までに知られている工程を用いて、
そのようなタンパク質混合物はきわめて大きい困難性を
ともなってのみ分画することができる。
所望のタンパク質からアミノペプチダーゼPを分離する
ことは、その酵素の大きざの故に困難ではない。ざらに
、切断に用いた酵素を既知の方法、例よば、欧州特許(
EP−B)第0.141,223号および第0.141
,224号明細書およびそれらに記載の文献に記載され
た方法によって固定化することが可能である。
アミノペプチダーゼPは、A、 Yaronらによって
Biochemical and Biophysic
al ResearchCommunications
 ’3:2.658−663.1968に開示されてお
り、これには、末端プロリンに至るまでのペプチドに対
するN−末端攻撃についても記述されている。しかしな
がら、記述されている遊離されるアミノ酸は、中性アミ
ノ酸であるグリシン、アラニン、バリン、イソロイシン
およびプロリン(後者にもうひとつのプロリンが続く)
および塩基性アミノ酸アルギニンのみである。
アミノペプチダーゼPは、Yaronらによって記述さ
れた方法によって容易に単離される。その分子量の約2
X105は、固定化をしなくても所望のタンパク質から
分離することが可能な大きさである。
このように、この酵素は、メチオニンを迅速にまた定量
的に切除することから、N−末端プロリンで始まるタン
パク質を遺伝子操作によって得られる前駆体から、とく
に細菌からの直接的な発現の産生物から得るために、と
りわけ適している。
本発明は、以下の諸例において詳細に説明される通りで
ある。パーセント表示は重量パーセントを表す。
例」− アミノペプチダーゼPを、前出のYaronらの方法に
次のような改変を行った方法によって単離精製する。
大腸菌(E、 coli) Btal胞を50mM燐酸
ナトリウム緩衝液中で破砕してから遠心分離して、粗細
胞抽出物を50℃で15分間インキュベートする。
混合物を再び遠心分離して、45%飽和にて硫酸アンモ
ニウム沈澱を行う。遠心分離の後、酵素は上清液中に見
出される。その後の精製を既知の方法にて行う。
肘2 プラスミド構築に用いる出発材料は、EP−A第0.2
28,018号明細書からのプラスミドps203およ
びpPH160である。
プラスミドps203は、EP−A第 0.228,018号明細書の第10a図において(7
8)として見出されるものである。これは、ヒト顆粒球
マクロファージ・コロニー刺激因子(GM−C5F)の
合成遺伝子を含む。この遺伝子は、複数の制限酵素切断
部位を含んでおり、それらはEP−A第0.228,0
18号明細書の9〜11ページの諸表に示されている。
次の構築に非常に重要なpS203の切断部位は、本明
細書の第1図に示される通りである。
プラスミドpS203をSmalおよび部分的に5al
lで消化して、大きさが約380 bpであって、アミ
ノ酸9/10からのGM−〇SFのための合成遺伝子を
含むフラグメントを酢離する。
このフラグメントを、5ailおよびSmaIで開裂し
ておいた市販のベクターpUc18に挿入する。コンピ
テントにした大腸菌79102細胞をライゲーション混
合物とインキュベートして、形質転換混合物を20μg
/mlのアンピシリンを含むIPTC;−Xga lプ
レートに画線する。−晩インキユベートした後に、白色
コロニーを単離して、プラスミドDNAを得る。プラス
ミドDNAを制限酵素分析によって特徴づけする。期待
された制限酵素パターンを有するプラスミドをpS49
9と称する。
プラスミドpS499をEcoRIおよび部分的に5a
lIで消化して、合成CM−CSF遺伝子を含むフラグ
メントを単離する。このフラグメントをここで発現プラ
スミドpPH160に挿入する。この目的のためζこ、
オリゴヌクレオチドMet  Pro  ALa  P
ro  ALa  Arg  Ser  Pro  S
er  Pr。
5’  −CATG  CCG  GCG  CCG 
 GCCCGA  TCG  CCG  TCT  C
CG       −3’GGCCGCGGCCGG 
 GCT  AGCGG(AGA  GGCAGCT(
SaLI) を合成して、単離したフラグメントおよび酵素NcoI
およびEcoRIで開裂しておいたプラスミドpPH1
60と連結させる。これによってNco1部位は破壊さ
れる(第2図中のNcol  )。ライゲーション混合
物を用いて、コンピテントにした大腸菌MM294細胞
を形質転換させて、プラスミドを制限酵素およびDNA
配列分析によって同定する。期待された制限酵素パター
ンを有するプラスミドをps500と称する(第2図)
。このプラスミドは、N−末端Met−Pro伸長部を
有するGM−C3F誘導体をコードする。
涯ユ EP−A第0.228,018号明細書に開示されたC
M−C9F誘導体を直接的に発現させる類似プラスミド
構築を以下に記述する。
これらの構築には、プラスミドps203またはpS4
99のHpaI切断部位を用いる。
例2と同様にして、pS499をEcoRIおよびHI
) a Iで消化して、合成GM−CSF遺伝子を有す
るフラグメントな単離する。しかしながら、オリゴヌク
レオチド(1)の代わりにオリゴヌクレオチド(2) Met Pro ALa Arg Ser Pro S
er Pro Ser Thr GLn5’ −CAT
G CCG GCCCGA TCG CCG TCT 
CCG TCG ACCCAG −GGCCGG  G
CT  AGCGGCAGA  GGCAGCTGG 
 GTCPro Trp GLu His VaL  
     (2)CCC丁GG  GAA  CACG
TT  −3’GGG  ACCCTT  GTG  
CAA(Hpal) を挿入する。このようにしてプラスミドps502を得
る。
オリゴヌクレオチド(2)をオリゴヌクレオチド  (
3) Met  Pro  Ser  P、ro  Ser 
 Thr  GLn  ’Pro  工rp  GLu
  Has  VaL5’  −CATG  CCG 
 TC了 CCCTCG  ACCCAG  CCCT
GG  GAA  CACCTT −31GGCAGA
 GGG AGCTGG (ITc GGG  ACC
CTT GTG  (AA(HpaL) で置換して、プラスミドps503を得る。
同様にして、オリゴヌクレオチド(4)Met  Pr
o  Ser  Thr  GLn  Pro  丁r
p  GLu  His  VaL5’  −CATG
  C(G  TCG  A(C(AG  CCC丁G
G  GAA  (ACGTT  −3’   (4)
GG(AGCTGG  GTCGGG  Ace  (
TT  GTG  CAA(Hpal) の挿入によって、ps504を得る。
同様に、オリゴヌクレオチド(5) Met Pro Trp GLu旧s VaL51 −
  CATG  CCG  TGG  GAA  (A
CGTT  −3’            (5)G
GCACCCTT  GTG  CAA(Hpall の挿入によって、プラスミドps505を得る。
明確にするために、GM−CSFのアミノ酸番号をオリ
ゴヌクレオチドに付した。
すべてのGM−C5F誘導体の発現を、EP−A第0.
228,018号明細書の例1のようにして行う。
培養条件によって、GM−CSF誘導体は細胞中で溶解
した状態でまたは不溶性の封入体(1nclusion
 body)として存在する。
後者の場合には、細胞破砕の後に、遠心分離によってタ
ンパク質を沈澱物中に濃厚富化することができる。沈澱
物を水で洗浄し、次いでデオキシコレート溶液に再懸濁
させる。懸濁液を遠心分離して沈澱物を再び水で洗浄し
て、6M尿素を含む50mトリス緩衝液(pH8)に溶
解させる(水4ml当りタンパク質50mg)。
タンパク質のスルフォン化物(sulfonate)を
形成するために、約15m8の亜硫酸ナトリウムを上清
液または溶液に加えて、混合物を室温にて約120分間
放置する。10+nlに希釈の後、p)Iを4.7に調
整して、混合物を一晩放置する。沈澱物を遠心分離して
、沈澱物を水で洗浄してから緩衝ff (5M尿素、5
0mM NaCl、50mM)リス)に再溶解させる。
この溶液をRFRACTOGEL DEAETSK物質
(45〜90μm、メルク社製)を充填してから6M尿
素、50mM)リス、50mMNaC1゜0.1%(w
/v)界面活性剤(RTWEEN)、2mMエチレンジ
アミン(pH8,7)で平衡にしておいた陰イオン交換
カラムにかける。GM−C5F  S−スルフォン化物
は、140〜210mM N aClの範囲に溶出され
る。
CM−C5F  S−スルフォン化物を含む分画を合わ
せてからタンパク質濃度を10−5Mに調整して、次い
で、クエン酸マンガン反応緩衝液(pH8,6、M n
 2+濃度3 X 10−5M)に対して透析する。次
いで、GM−C5F  S−スルフォン化物を10−5
Mの濃度に調製して、0.5〜lμg/mlのアミノペ
プチダーゼPと37〜40℃で1時間反応させる。次い
で、ゲルクロマトグラフィー(R5EPHADEX G
 75 カラム、ファルマシア社製)によって反応生成
物をそれぞれに分離する。次いで、GM−C5Fを、5
0mMグリシン緩衝液中で酸素の存在下で希釈によって
復元(renature)させる。
復元させた産物を濃縮して、タンパク質配列分析のため
にHPLCによって精製する(カラム:Waters 
C、、,250X4.6mm、緩衝液A:0.1%トリ
フルオロ酢酸、緩衝液B:80%アセトニトリル、0.
1%トリフルオロ酢酸)。35%Bから75%Bまでの
勾配を30分間で流速1.5ml/分になるように設定
する。CM−C5Fを含む画分を自動タンパク質配列分
析に供する。メチオニンが実際に定量的に切除されてい
たことが明らかになる。これに対して、アミノペプチダ
ーゼPで処理しなかった産生物は、〉50%のメチオニ
ンをN−末端アミノ酸として含んでいた。
前記の公開された欧州特許出願は、次の公開されたオー
ストラリア特許出願に対応する。
EP−A     AU−A O,219,78163979/86 0.227.938    65693/860.22
8.018      66756/86欧州特許第0
.141,223号は、オーストラリア特許第565 
、703号に対応する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に非常に重要なps203の切断部位
を示す、説明図である。 第2図は、本発明に係るプラスミドps500の、説明
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、短いN−末端伸長部(extention)を有し
    、かつ遺伝子操作によって得ておいた前駆体を、アミノ
    ペプチダーゼPによる酵素的切断に供することからなる
    、N−末端プロリンで始まるタンパク質の製造法。 2、短いN−末端伸長部がメチオニン残基を含んでなる
    、請求項1に記載の製造法。 3、用いられる出発材料が、タンパク質の混合物であっ
    て、それらの一部のみがN−末端にメチオニン残基を有
    するタンパク質の混合物である、請求項1に記載の製造
    法。 4、用いられる出発材料が、タンパク質の混合物であっ
    て、それらの一部のみがN−末端にメチオニン残基を有
    するタンパク質の混合物である、請求項2に記載の製造
    法。 5、プロリンで始まり、かつN−末端伸長部を有するヒ
    ト顆粒球マクロファージ・コロニー刺激因子誘導体を用
    いることを特徴とする、請求項1に記載の製造法。 6、プロリンで始まり、かつN−末端伸長部を有するヒ
    ト顆粒球マクロファージ・コロニー刺激因子誘導体を用
    いることを特徴とする、請求項2に記載の製造法。 7、プロリンで始まり、かつN−末端伸長部を有するヒ
    ト顆粒球マクロファージ・コロニー刺激因子誘導体を用
    いることを特徴とする、請求項3に記載の製造法。 8、プロリンで始まり、かつN−末端伸長部を有するヒ
    ト顆粒球マクロファージ・コロニー刺激因子誘導体を用
    いることを特徴とする、請求項4に記載の製造法。 9、プロリンで始まり、かつN−末端伸長部を有するヒ
    ト顆粒球マクロファージ・コロニー刺激因子誘導体を用
    いることを特徴とする、請求項5に記載の製造法。
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JP (1) JPH01304895A (ja)
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DE (1) DE3811921A1 (ja)
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PT (1) PT90225A (ja)
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AU3253689A (en) 1989-10-12
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ZA892551B (en) 1989-12-27

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