JPH02100681A - Beta-endorphin - Google Patents

Beta-endorphin

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JPH02100681A
JPH02100681A JP25226588A JP25226588A JPH02100681A JP H02100681 A JPH02100681 A JP H02100681A JP 25226588 A JP25226588 A JP 25226588A JP 25226588 A JP25226588 A JP 25226588A JP H02100681 A JPH02100681 A JP H02100681A
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JP
Japan
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endorphin
fusion protein
pendb15
sequence
dihydrofolate reductase
Prior art date
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JP25226588A
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Japanese (ja)
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Masahiro Izukura
厳倉 正寛
Tsukasa Sakai
坂井 士
Yoshio Tanaka
芳雄 田中
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

PURPOSE:To obtain a recombinant plasmid pENDB 15 capable of producing beta-endorphin stably replicated in Escherichia coli and having strong analgesic activity and having DNA sequence of 4718 base pair. CONSTITUTION:The novel recombinant plasmid pENDB15 has size of 4718 base pair and provides trimethoprim resistance and ampicillin resistance to Escherichia coli which is a host. The above-mentioned plasmid is obtained by replacing sequence of 26 base pair containing sequence coding MEK between BamHI site of pMEK2 (patent application No.63-79680) and XhoI site with chemically synthesized DNA of 104 base pair containing sequence coding beta- endorphin. Escherichia coli transformed by the pENDB15 is deposited as FERM BP-2029 to Fermentation Research Institute.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、β−エンドルフィンの遺伝子組換え法による
新規な製造方法およびそれに係わる組換えプラスミド、
形質転換株、融合タンパク質に間する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention provides a novel production method for β-endorphin by genetic recombination, a recombinant plasmid related thereto,
Transformed strains and fusion proteins.

β−エンドルフィンは、31個のアミノ酸より構成され
るモルヒネ様生理活性を有するペプチドであり、下記ア
ミノ酸配列を有する。
β-endorphin is a peptide having morphine-like physiological activity composed of 31 amino acids and has the following amino acid sequence.

β−エンドルフィン: Tyr−Gly−Gly−Ph
c−Met−Thr−5er−G Iu −Lys−5
er −G l n −Thr −Pro−Leu−V
a I −Thr−Leu−Phe−Lys−Asn−
Ala−11e−l 1e−Lys−Asn−Ala−
Tyr−しys−Lys−Gly−Glu 本発明の新規組換えプラスミドpENDB 15は、第
1図において示されるDNA配列を有する。
β-Endorphin: Tyr-Gly-Gly-Ph
c-Met-Thr-5er-G Iu-Lys-5
er -G l n -Thr -Pro-Leu-V
a I -Thr-Leu-Phe-Lys-Asn-
Ala-11e-l 1e-Lys-Asn-Ala-
Tyr-Lys-Lys-Gly-Glu The novel recombinant plasmid pENDB 15 of the present invention has the DNA sequence shown in FIG.

本発明は2発酵工業、医薬品工業等の分野に好適である
The present invention is suitable for fields such as 2-fermentation industry and pharmaceutical industry.

[従来の技術] β−エンドルフィンは2モルヒネ様生理活性を示すエン
ドルフィン類に属するペプチドであり。
[Prior Art] β-endorphin is a peptide belonging to the endorphin family that exhibits morphine-like physiological activity.

ロイシンエンケファリンの約2340倍、メチオニンエ
ンケファリンの約1560倍の鎮痛活性を示す興味深い
生理活性ペプチドである。
It is an interesting bioactive peptide that exhibits analgesic activity approximately 2340 times greater than that of leucine enkephalin and approximately 1560 times greater than methionine enkephalin.

本発明の技術的背景としては、いわゆる遺伝子操作技術
がある。遺伝子操作を利用したβ−エン法が公i上ある
(K、Nagahari et at、、 Agric
The technical background of the present invention is so-called genetic manipulation technology. A β-ene method using genetic manipulation is publicly available (K, Nagahari et at, Agric
.

Biol、 Chem、、 vol、5]、 p、84
5−851(1987))。彼らの方法は、大腸菌のア
ントラニル酸合成酵素のアミン末端から約62%までの
部分と融合させて9面体内に不溶化物としてTt積させ
る方法である。彼らの方法に従えば、効率よくβ−エン
ドルフィンを含む融合タンパク質を生産することができ
るが。
Biol, Chem, vol. 5], p. 84
5-851 (1987)). Their method is to fuse it with about 62% of the amine end of E. coli anthranilate synthase and form a Tt product as an insolubilized substance within the 9-sided structure. According to their method, a fusion protein containing β-endorphin can be efficiently produced.

作られた融合タンパク質が不溶性となるため、融合タン
パク質の可溶化とか、目的融合タンパク質の高度精製な
、どに関して問題が考えられる。
Since the produced fusion protein is insoluble, there may be problems with solubilization of the fusion protein, high purification of the target fusion protein, etc.

既に2本発明者らは、大腸菌由来のジヒドロ葉酸還元酵
素(以下、DHFRと略す。)遺伝子に間して、その遺
伝子の改変の結果、異種遺伝子発現用プラスミドベクタ
ーpTP70−1 (特願昭61−312836)と、
それを利用した融合遺伝子の作成方法(特願 昭62−
302153)を開発している。また、pTP70−1
にメチオニンエンケファリン(以下、1IEKと略す。
As a result of altering the E. coli-derived dihydrofolate reductase (hereinafter abbreviated as DHFR) gene, the present inventors have already created a plasmid vector pTP70-1 for expressing a heterologous gene (Patent Application No. 1983). -312836) and
A method for creating a fusion gene using this (patent application 1986-
302153). In addition, pTP70-1
Methionine enkephalin (hereinafter abbreviated as 1IEK).

)を暗号化する化学DNAを組み込んで、MEKの効率
よい生産方法を開発している(特願 昭63−7968
0)。効率のよいMEKの生産方法を開発する際に得ら
れた組換えプラスミドpMEK2は、制限酵素BamH
IとX h o I部位の間の配列を異種DNAと取り
替えるだけで、DHFRとの融合遺伝子を容易に作成で
きる。また、pMEK2を利用して融合遺伝子を作成し
た場合、融合遺伝子の発現の結果帯られる融合タンパク
質は。
) is developing an efficient production method for MEK by incorporating chemical DNA that encodes the
0). The recombinant plasmid pMEK2, which was obtained when developing an efficient MEK production method, was created using the restriction enzyme BamH.
A fusion gene with DHFR can be easily created by simply replacing the sequence between the I and X h o I sites with heterologous DNA. Furthermore, when a fusion gene is created using pMEK2, the fusion protein produced as a result of the expression of the fusion gene is as follows.

不溶化することなく2かつ大腸菌菌体のZ !、ift
としては全菌体タンパク質の約20%が期待される。
2 and Z of E. coli cells without becoming insolubilized! , ift
It is expected to account for approximately 20% of the total bacterial protein.

しかしながら、β−エンドルフィンの生産に上記発現ベ
クターを用いた例はない。
However, there is no example of using the above expression vector for the production of β-endorphin.

[発明の目的] 本発明の目的は、DHFRとの融合遺伝子を作製し、β
−エンドルフィンとの融合タンパク質を大腸菌で作らせ
、融合タンパク質の性質を利用い融合タンパク質の分離
精製を効率的に行い、高度精製した融合タンパク質を利
用したβ−エンドルフィン9方法を開発することにある
[Object of the invention] The object of the present invention is to create a fusion gene with DHFR,
- Our objective is to produce a fusion protein with endorphin in Escherichia coli, efficiently separate and purify the fusion protein using the properties of the fusion protein, and develop a β-endorphin9 method that utilizes the highly purified fusion protein.

−k 、’FJHヮ112オー 8.。■ロ、利用。、
鋭竜研究を設計・化学合成し、pMEK2に組み込むこ
とにより、β−エンドルフィン遺伝子とDHFR遺伝子
との融合遺伝子を作成し、融合遺伝子を大腸菌で発現さ
せることにより、DHFR−β−エンドルフィン融合タ
ンパク質(以下、融合タンパク貿と略す。)を大量に生
産できることを見いだし。
-k,'FJHヮ112oh 8. . ■B, use. ,
By designing and chemically synthesizing Eiryu Kenkyu and incorporating it into pMEK2, we created a fusion gene between the β-endorphin gene and the DHFR gene, and by expressing the fusion gene in Escherichia coli, we created the DHFR-β-endorphin fusion protein (hereinafter referred to as , abbreviated as fusion protein trade).

さらに、融合タンパク質を用いることにより効果的にβ
−エンドルフィンを作成できることを明らかにし2本発
明を完成させた。
Furthermore, by using a fusion protein, β
- It was revealed that endorphins can be produced, and the present invention was completed.

[発明の構成] 本発明は、(1)8合タンパク質の天竜発現を可能にす
る新規組換えプラスミドpENDB15゜(2)pEN
DB 15を含有する大腸菌菌体、(3)pENDB1
5を含有する大腸菌が生産する融合タンパク質、  (
4)pENDB15を含有する大腸菌からの融合タンパ
ク質の分離精製方法。
[Configuration of the Invention] The present invention provides (1) a novel recombinant plasmid pENDB15° that enables expression of the 8-conjugated protein pENDB15°; (2) pEN
E. coli cells containing DB 15, (3) pENDB1
A fusion protein produced by E. coli containing 5, (
4) A method for separating and purifying a fusion protein from E. coli containing pENDB15.

および(5)融合タンパク貿を用いたβ−エンドルフィ
ンの製造方法、の発明により構成される。
and (5) a method for producing β-endorphin using a fusion protein.

(1)新規組換えプラスミドpENDB15第1図は2
本発明のpENDB 15の全塩基配列を示している。
(1) New recombinant plasmid pENDB15 Figure 1 is 2
The entire base sequence of pENDB 15 of the present invention is shown.

図は、2木鎖環状DNAのうち片方のDNA鎖配列配列
を、プラスミド中に2箇所存在する制限酵素CLaI部
位のうち制限酵素)(indlII部位に近い方の切断
認識部位、 5’−ATCGAT−3’、の最初の1j
Allを1番として数えて、5′末端から3゛末端の方
向に記述している。本発明のpENDB 15は、新規
な組換えプラスミドである。pENDBl5は、471
8塩基対の大きさであり、宿主である大腸菌にトリメト
プリムおよびアンピシリン耐性を付与することができる
。pENDBl 5は、pMEK2(特願 昭63−7
9680に記載。)のBamHIとXho I部位の間
のMEKを暗号化する配列を含む26塩基対の配列を、
β−エンドルフィンを暗号化する配列を含む104塩基
対の化学合成りNAと置き換丈配列であ、%lそれ以外
の配列がpMEK2由来の配列である。
The figure shows the DNA strand sequence of one of the two-stranded circular DNA using the restriction enzyme (CLaI) (cleavage recognition site near the indlII site, 5'-ATCGAT- 3', first 1j
All is counted as number 1 and written in the direction from the 5' end to the 3' end. pENDB 15 of the present invention is a novel recombinant plasmid. pENDBl5 is 471
It has a size of 8 base pairs and can confer trimethoprim and ampicillin resistance to the host E. coli. pENDBl 5 is pMEK2 (patent application 1986-7)
Described in 9680. ), a 26 base pair sequence containing the sequence encoding MEK between the BamHI and Xho I sites of
This is a 104 base pair chemically synthesized NA and replacement sequence containing a sequence encoding β-endorphin, and the remaining sequences are pMEK2-derived sequences.

第1図の577番目ら632番目まで配列は。The arrangement from 577th to 632nd in Figure 1 is as follows.

DHFRのカルボキシ末端側にβ−エンドルフィンがア
ルギニン(Arg)を介して結合した融合タンパク質を
暗号化している。
It encodes a fusion protein in which β-endorphin is bound to the carboxy terminal side of DHFR via arginine (Arg).

融合タンパク質を暗号化する配列の上流には。Upstream of the sequence encoding the fusion protein.

遺伝子の発現を効率良く行わせる配列が存在する(特願
 昭6l−312836)。即ち、43番目から500
番目での配列がSD配列と呼ばれるもので、効率の良い
翻訳に、また、4675@目から4704S目までが、
コンセンサス転写プロモーターであり、効率の良い転写
に貢献する。このことから、pENDBl5は、大腸菌
に導入された場合、多量の融合タンパク質を作らせるこ
とができる。作られた融合タンパク質は、菌体内に可溶
性の状態で2面体タンパク質の約20%程度蓄積する。
There are sequences that allow efficient gene expression (Japanese Patent Application No. 61-312836). That is, from 43rd to 500
The sequence at the 4675th to 4704S is called the SD sequence, which is useful for efficient translation.
It is a consensus transcription promoter and contributes to efficient transcription. From this, when pENDBl5 is introduced into E. coli, it is possible to make a large amount of fusion protein. The produced fusion protein accumulates in a soluble state within the bacterial body, approximately 20% of the dihedral protein.

このことによって、pENDBl5を含有する大腸菌は
トリメトプリム耐性を示すようになる。また、pEND
Bl5は、pMEK1由来の、アンピシリン耐性遺伝子
を有している。このことから、pENDBl5が導入さ
れた大腸菌は、アンピシリン耐性をも示す。pENDB
 15は、大腸菌に導入されて安定状態に保たれ、pE
NDBl5を含有する大腸菌は、徹工研にFERMBP
−2029として寄託されている。
This makes E. coli containing pENDBl5 resistant to trimethoprim. Also, pEND
Bl5 has an ampicillin resistance gene derived from pMEK1. From this, E. coli into which pENDBl5 has been introduced also exhibits resistance to ampicillin. pENDB
15 was introduced into E. coli and kept in a stable state, pE
Escherichia coli containing NDBl5 was obtained from Tetsukoken by FERMBP.
-2029.

このような特長を有するpENDBl5は、実施例1に
従って作成することができるが、絹換えプラスミドの作
成方法によって本発明が制限されるものではない。
pENDBl5 having such features can be constructed according to Example 1, but the present invention is not limited by the method for constructing the silk recombinant plasmid.

ンピシリ耕トリウムを含む液体培地)を用いて。using a liquid medium (containing thorium).

37℃で定常期まで培養した場合、蓄積する融合タンパ
ク質は、菌体タンパク質の約20%に達する。培養面体
を、リン酸緩衝液などの適当な緩衝液に懸濁し、フレン
チプレス法もしくは音波破砕法で破砕し、これを遠心分
離法により上清と沈澱に分離した場合、全ての融合タン
パク質は上清中に回収される。pENDB 15を含有
する大腸菌は、y&工研にFERM  BP−2029
として寄託されている。
When cultured at 37°C until stationary phase, the accumulated fusion protein reaches about 20% of the bacterial protein. When cultured hedrons are suspended in an appropriate buffer such as phosphate buffer, disrupted by French press or sonication, and separated into supernatant and precipitate by centrifugation, all of the fusion protein is removed from the supernatant. It is recovered in the clear water. Escherichia coli containing pENDB 15 was purchased from Y & Koken as FERM BP-2029.
It has been deposited as.

(2)pENDBl5を含有する大腸菌pENDB 1
5を含有する大腸菌は、トリメトプリム及びアンピシリ
ンに対して耐性を示す。pENDBl5を含有する大腸
菌は、融合タンパク質遺伝子の効率のよい発現の結果、
融合タンパク質を菌体内に可溶性の状態で大量に蓄積す
る。pENDBl5を含有する大腸菌をYT+Ap培地
(培地In中に+ 5gのNaCl、8gのトリプトン
、5」のイーストエキス、及び50 m gのア(3)
融合タンパク質 第2図は、融合タンパク質を暗号化する部分のDNA配
列とそれから作られると予想されるタンパク質のアミノ
酸配列を示している。融合タンパク質は、192アミノ
酸よりなる新規なタンパク質である。アミノ末端側から
数えて、1から159番目までの配列が、大腸菌の野生
型DHFRに1箇所アミノ酸置換置換が起こった( C
ys−152(wild type) −* Glu−
152)配列であり+162@目から192番目までが
β−エンドルフィンの配列である。β−エンドルフィン
の配列の直前のアミノ酸はアルギニン(A r g)で
ある。β−エンドルフィンはアルギニンを含まない。こ
のことから。
(2) E. coli pENDB 1 containing pENDBl5
E. coli containing 5 is resistant to trimethoprim and ampicillin. As a result of efficient expression of the fusion protein gene, E. coli containing pENDBl5
The fusion protein accumulates in large quantities in a soluble state within the bacterial body. E. coli containing pENDBl5 was grown in YT+Ap medium (+5 g NaCl, 8 g tryptone, 5'' yeast extract, and 50 mg A(3) in medium In).
Fusion protein Figure 2 shows the DNA sequence of the portion encoding the fusion protein and the amino acid sequence of the protein predicted to be made from it. The fusion protein is a novel protein consisting of 192 amino acids. The sequence from positions 1 to 159, counting from the amino terminus, has a single amino acid substitution in E. coli wild-type DHFR (C
ys-152 (wild type) -* Glu-
152) sequence, and the sequence from +162@th to 192nd is the β-endorphin sequence. The amino acid immediately preceding the β-endorphin sequence is arginine (A r g). β-endorphin does not contain arginine. From this.

融合タンパク質をアルギニルエンドペプチダーゼ(Ar
ginylendopeptidase、市販品として
人手可能)で処理することにより特異的に切り出すこと
ができる。160と161番目のイソロイシン([1e
)−ロイシン(L e u)の配列は、pMEK2のB
amHI部位にβ−エンドルフィンを暗号化するDNA
を導入する際に、遺伝暗号の読み取り枠を合わせるため
に生じた配列である(pMEK2のもとどなったpTP
70−1が作るDHFRは、162個のアミノ酸よりな
り、第2図の融合タンパク質のアミノ酸配列のうち、ア
ミノ末端側から数えて、1から160番目までの配列に
The fusion protein was treated with arginyl endopeptidase (Ar
It can be specifically excised by treatment with ginylendopeptidase (which can be manually obtained as a commercially available product). 160th and 161st isoleucine ([1e
)-Leucine (L eu) sequence is B of pMEK2.
DNA encoding β-endorphin at amHI site
This sequence was created to match the reading frame of the genetic code when introducing pMEK2 (pTP, which is the origin of pMEK2)
DHFR produced by 70-1 consists of 162 amino acids, and is the sequence from 1 to 160, counting from the amino terminal side, of the amino acid sequence of the fusion protein shown in Figure 2.

Gln−11eの2個のアミノ酸配列が結合した配列を
している。)。融合タンパク質およびβ−エンドルフィ
ンq分子量は、それぞれ21,741および融合タンパ
ク質はDHFRのカルボキシ末端側に。
It has a sequence in which two amino acid sequences of Gln-11e are combined. ). The molecular weights of the fusion protein and β-endorphin q are 21,741 and the fusion protein is at the carboxy-terminal side of DHFR, respectively.

β−エンドルフィンが融合した構造をしているにもかか
わらず、DHFR酵素活性を有する。このため、大腸菌
が融合タンパク質を多責につくると。
Although it has a structure in which β-endorphin is fused, it has DHFR enzyme activity. For this reason, E. coli is responsible for producing fusion proteins.

DHFRの阻害剤であり抗細菌剤であるトリメトプリム
に対して、耐性を示すようになる。
They become resistant to trimethoprim, a DHFR inhibitor and antibacterial agent.

(4)融合タンパク質の分離精製 本発明の融合タンパク質の分#Il精製法は、■菌の培
養体、■菌体の破砕、■DEAE−)ヨバール力うム処
理、■メソトリキセート(MTX)結合アフィニティク
ロマトグラフィー、および■DEAE−)ヨパール力ラ
ムクロマトグラフィーの過程より成り立っている。
(4) Separation and purification of fusion protein The method for purifying the fusion protein of the present invention includes: (1) bacterial culture, (2) disruption of bacterial cells, (2) DEAE-) Jobal porgy treatment, and (2) mesotrixate (MTX) binding affinity. chromatography, and ■DEAE-) Yopal force chromatography process.

■菌体の培養 pENDB 15を含有する大腸菌の培養は、YT+A
p培地(培地ll中に、5gのNaCl。
■Culture of bacterial cells Culture of Escherichia coli containing pENDB 15 is carried out using YT+A
p medium (5 g NaCl in 1 ml of medium.

8gのトリプトン、5gのイーストエキスおよび50m
gのアンピシリンナトリウムを含む液体培地。)で培養
することができる。培地としては。
8g tryptone, 5g yeast extract and 50m
A liquid medium containing g of ampicillin sodium. ) can be cultured. As a medium.

この池にST+Ap培地(培地11中に、2gのグルコ
ース、1gのリン酸2カリウム、5gのポリペプトン、
5gのイーストエキスおよび50mgのアンピシリンナ
トリウムを含む液体培地。)など、菌体が成長する培地
であれば、どの様な培地でも用いることができるが、調
べた限りでは。
In this pond, ST+Ap medium (in medium 11, 2 g glucose, 1 g dipotassium phosphate, 5 g polypeptone,
Liquid medium containing 5 g yeast extract and 50 mg ampicillin sodium. ), any medium can be used as long as it allows the bacterial cells to grow, but as far as I have investigated.

YT+Ap培地が最適であった。YT+Ap medium was optimal.

pENDB 15を含有する大腸菌を、培地に接種し、
37℃で対数成長期の後期もしくは定常期まで培養する
。培養した菌体は、5,000回転/分の遠心分離によ
り集める。培地11より湿重量2から5gの菌体が得ら
れる。
Inoculating E. coli containing pENDB 15 into a medium,
Culture at 37°C until late logarithmic growth phase or stationary phase. The cultured bacterial cells are collected by centrifugation at 5,000 rpm. From the medium 11, bacterial cells with a wet weight of 2 to 5 g are obtained.

集菌およびこれ以後の操作は、特に断わらない限り低温
(0から10℃の間、4℃が望ましい)で行う。
Bacterial collection and subsequent operations are performed at low temperatures (between 0 and 10°C, preferably 4°C) unless otherwise specified.

■菌体の破砕 培養して得られた面体を、湿重量の3倍の緩衝液l(0
,1mM  エチレンジアミン4酢酸ナトリウム島D 
T A)を含む10mMリン酸カワウを用いて面体を破
砕する。面体破砕液を、35゜000回転、1時間超遠
心分離し、上清を得る(無細胞抽出液)。
■The face piece obtained by disrupting the culture of bacterial cells was added to 3 times the wet weight of buffer 1 (0
, 1mM Sodium Ethylenediaminetetraacetate D
Crush the hedrons using 10 mM phosphoric acid containing TA). The crushed facepiece liquid is ultracentrifuged at 35°,000 rotations for 1 hour to obtain a supernatant (cell-free extract).

■DEAE−1ヨバール力ラム処理 無細胞抽出液を、あらかじめ50mMのKCIを含む緩
衝液1で平衡化したDEAE)ヨバール力ラムにかけ、
カラム容量の50mMのKCIを含む緩衝液lでカラム
を洗う。酵素のi容量は、緩(ifri夜1を用いて5
0mMから0.3MのKCIの直線濃度勾配を用いて行
い、溶出液を一定量ずつフラクションコレクターを用い
て分画する。分画した溶出液についてDHFR活性を測
定し、酵素活性が含まれる両分を集める。
■ DEAE-1 Jobar ram treatment The cell-free extract was applied to a DEAE-1 Jobar ram, which had been equilibrated in advance with buffer 1 containing 50mM KCI.
Wash the column with the column volume of buffer l containing 50 mM KCI. I capacity of the enzyme is slowly (ifri night 1 using 5
A linear concentration gradient of KCI from 0mM to 0.3M is used, and the eluate is fractionated in fixed amounts using a fraction collector. The DHFR activity of the fractionated eluate is measured, and both fractions containing enzyme activity are collected.

■MTX結合アフィニティクロマトグラフィー上記の操
作により得られた酵素液を、あらかじめ緩衝液1で平衡
化したMTX結合アガロース−7フイニテイカラムに吸
着させる。吸着後、IMのKCIを含む緩衝液2 (0
,1mM  EDTAを含む10mMリン酸カリウム緩
衝液、I)H8゜5)で洗う。洗いは、カラムからの溶
出液の280nmの吸光度を測定し、吸光度が0.1以
下になるまで同緩衝液を流し続ける。酵素の溶出は。
(2) MTX-bound affinity chromatography The enzyme solution obtained by the above procedure is adsorbed onto an MTX-bound agarose-7 affinity column equilibrated with buffer 1 in advance. After adsorption, buffer solution 2 (0
, 10mM potassium phosphate buffer containing 1mM EDTA, I) H8°5). For washing, the absorbance at 280 nm of the eluate from the column is measured, and the same buffer solution is continued to flow until the absorbance becomes 0.1 or less. Enzyme elution.

IMのKCIと3mMの葉酸を含む緩衝液2を用いて行
い、溶出??!2を一定量ずつフラクションコレクター
を用いて分画する。分画した溶出液についてDHFR活
性を測定し、酵素活性が含まれる画分を集めろ。得られ
た酵素液を、緩衝液1に対して、3回透析する。この段
階で、純度95%以上の融合タンパク質が得られる。
Elution was performed using buffer 2 containing IM KCI and 3mM folic acid. ? ! Fractionate a certain amount of 2 using a fraction collector. Measure the DHFR activity of the fractionated eluate and collect the fractions containing enzyme activity. The obtained enzyme solution is dialyzed against buffer solution 1 three times. At this stage, a fusion protein with a purity of 95% or higher is obtained.

■DEAE−)ヨバール力ラムクロマトグラフィ透析し
た酵素液を、あらかじめ緩衝液1て平衡化したDEAE
−)ヨパール力ラムに吸着させる。
■DEAE-) Jobal Lamb chromatography The dialyzed enzyme solution was equilibrated with 1 buffer solution in advance.
−) Adsorb it to the Yopal power ram.

吸着後、50mMKClを含む緩衝液1で洗う。After adsorption, wash with buffer 1 containing 50mM KCl.

酵素の溶出は、緩衝液1を用いて50mMから0゜3M
のKCIの直線濃度勾配を用いて行い、溶出液を一定量
ずつフラクションコレクターを用いて以上の操作により
、融合タンパク質の高度精製均一化を、再現性良く行う
ことができる。
Enzyme elution was performed from 50mM to 0°3M using buffer 1.
The fusion protein can be highly purified and homogenized with good reproducibility by performing the above operations using a linear concentration gradient of KCI and using a fraction collector to collect a fixed amount of the eluate.

本発明に従うと、融合タンパク質の精製は、培養を含め
て一週間以内に行うことができ2回収率40%以上で、
均一な酵素標品を得ることができる。
According to the present invention, the purification of the fusion protein can be carried out within one week, including culturing, with a recovery rate of 40% or more,
A homogeneous enzyme preparation can be obtained.

DHFR酵素活性は2反応液 (0,05mMのジヒド
ロ葉fj、0.06mMのNADPH,12mMの2−
メルカプトエタノール、50mMのリン酸緩衝液(pH
7,0))を、1mlのキュベツトとり、これに酵素液
を加え、340nmの吸光度の時間変化を測定すること
により行う。酵素1ユニツトは、上記反応条件において
、1分間に1マイクロモルのジヒドロ葉酸を還元するの
に必要な酵素量として定義する。この測定は9分光光度
計を用いて容易に行うことができる。
DHFR enzyme activity was determined using 2 reaction mixtures (0.05mM dihydrofol fj, 0.06mM NADPH, 12mM 2-
Mercaptoethanol, 50mM phosphate buffer (pH
7,0)) is carried out by taking a 1 ml cuvette, adding the enzyme solution thereto, and measuring the change in absorbance at 340 nm over time. One unit of enzyme is defined as the amount of enzyme required to reduce 1 micromole of dihydrofolate per minute under the above reaction conditions. This measurement can be easily performed using a 9 spectrophotometer.

(5)融合タンパク質を用いたβ−エンドルフィンの製
造 精製した融合タンパク質からのβ−エンドルフィンの切
断・分離は、アルギニルエンドペプチダーゼ(Argi
nylendopeptidase、市販品として人手
可能)で処理することにより行う。精製した融合タンパ
ク質1重量に対して、アルギニルエンドペプチダーゼ0
.011fiの割合で加え、37℃で50mM  Tr
is−HCI緩衝液、pH8,5中。
(5) Production of β-endorphin using fusion protein The cleavage and separation of β-endorphin from the purified fusion protein is performed using arginyl endopeptidase (Arginyl endopeptidase).
This is carried out by treatment with nylendopeptidase (which can be manually prepared as a commercially available product). 0 arginyl endopeptidase per 1 weight of purified fusion protein
.. 011fi and 50mM Tr at 37°C.
in is-HCI buffer, pH 8.5.

24時間処理する。反応液に等量の50%酢酸を加える
。この試料を、HPLC装置(島津LC−4A 、 1
nertsi l−005カラム)を用いて、0.1%
トリフルオロ酢酸中、15%から50%のアセトニトリ
ルの濃度勾配を用いて溶出・分離する。溶出物は、22
0nmにおける吸光度のi11定により検出することが
できる。第3図は、アルギニルエンドペプチダーゼ処理
したエンドルフィン融合タンパク質試料の高速液体クロ
マトグラムを示している。試料注入後約26分後のピー
クがβ−エンドルフィンである。このピーク画分を分離
する。分離した溶出液をエバホレーターで乾燥後、少量
の水を加イ溝1結乾燥し溶媒を除き、β−エンドルフア
ミノ酸組成を確かめることができる。
Process for 24 hours. Add an equal amount of 50% acetic acid to the reaction solution. This sample was processed using an HPLC apparatus (Shimadzu LC-4A, 1
nertsi l-005 column), 0.1%
Elute and separate using a concentration gradient of 15% to 50% acetonitrile in trifluoroacetic acid. The eluate was 22
It can be detected by i11 constant of absorbance at 0 nm. FIG. 3 shows a high performance liquid chromatogram of an endorphin fusion protein sample treated with arginyl endopeptidase. The peak approximately 26 minutes after sample injection is β-endorphin. Separate this peak fraction. After drying the separated eluate using an evaporator, a small amount of water is added and the mixture is dried to remove the solvent, allowing the β-endorph amino acid composition to be confirmed.

本発明の実施例においては、31の培地から湿瓜孟約1
0gの菌体が得られ、この面体(計算上。
In an example of the present invention, about 1 wet melon from 31 media
0g of bacterial cells was obtained, and this face piece (calculated).

約122mgの融合タンパク質、約19.4mgのβ−
エンドルフィンを含む。)から、約53mgの融合タン
パク質(収率、43%、計算上約8.4mgのβ−エン
ドルフィンを含む。)を精製して得ることができ、この
うち、20mgの融合タンパク質をアルギニルエンドペ
プチダーゼ処理後、HPLCて分離・精製することによ
り、約0.6mgのβ−エンドルフィンを得ることがで
きた。
Approximately 122 mg of fusion protein, approximately 19.4 mg of β-
Contains endorphins. ), approximately 53 mg of the fusion protein (yield: 43%, calculated to contain approximately 8.4 mg of β-endorphin) can be purified and obtained, of which 20 mg of the fusion protein was purified using arginyl endopeptidase. After the treatment, approximately 0.6 mg of β-endorphin could be obtained by separating and purifying it by HPLC.

[発明の効果コ 本発明の、新規プラスミドpENDB15を含有する大
R菌を用いることにより、融合タンパク質を容易にかつ
高収率で分離精製することが得られること、また、タン
パク質分解酵素で処理することにより融合タンパク質か
ら効率よくβ−エンドルフィンを切り出すことができる
ことからモルヒネ様生理活性を有することが知られてい
るβ−エンドルフィンの生産に有効である。本発明の方
法は、 Nagahariらがすてに報告している方法
に比較して、融合タンパク質が可溶性であること、また
DHFR酵素活性を有していることなど優れた特質を有
しておりはるかに優れている。
[Effects of the Invention] By using the E. bacterium containing the novel plasmid pENDB15 of the present invention, the fusion protein can be easily separated and purified in high yield, and the fusion protein can be easily separated and purified by treatment with a proteolytic enzyme. This makes it possible to efficiently excise β-endorphin from the fusion protein, which is effective in producing β-endorphin, which is known to have morphine-like physiological activity. The method of the present invention has superior properties compared to the method previously reported by Nagahari et al., such as that the fusion protein is soluble and has DHFR enzyme activity. Excellent.

次に本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be shown.

pENDBT5の作成 β−エンドルフィンを暗号化するDNAとしては。Creation of pENDBT5 As the DNA that encodes β-endorphin.

1、5’−GATCCGCTACGGCGGTTTCA
TGACCTCAG−3゜2、5’−AAAAATCA
CAGACCCCGCTG−3’3、5’−GTGAC
TCTGTTCAAAAACGCAATCATC−3’
4、5’−AAAAACGCATACAAAAAAGG
TGAATAAC−3’5.5′−TCGAGTTAT
TCACCTTTTTTG−3’6、5’−TATGC
GTTTTTGATGATTG−3’?、 5.’−C
GTTTTTGAACAGAGTCACCAGCGGG
G−3’8、5’−TCTGTGATTTTTCTGA
GGTCATGAAACCGCCGTAGCG−3’の
8本のDNAをホスホアミダイト法に従って化学合成し
、精製後、ポリヌクレオチドキナーゼを用いて、各DN
Aの5′末端をリン酸化した。リン酸化したDNAを約
0.1m1(約0.01ggのDNAを含んでいる。)
ずつ取り、これを6060でインキュベートすることに
よって両DNAをアニールさせた(これをDNA−1と
呼ぶ)。
1,5'-GATCCGCTACGGCGGTTTCA
TGACCTCAG-3゜2,5'-AAAAATCA
CAGACCCCGCTG-3'3,5'-GTGAC
TCTGTTCAAAAAACGCAATCATC-3'
4,5'-AAAAAACGCATACAAAAAAGG
TGAATAAC-3'5.5'-TCGAGTTAT
TCACCTTTTTTTG-3'6,5'-TATGC
GTTTTTGATGATTG-3'? , 5. '-C
GTTTTTGAACAGAGTCACCAGCGGG
G-3'8, 5'-TCTGTGATTTTTCTGA
Eight DNAs of GGTCATGAAACCGCCGTAGCG-3' were chemically synthesized according to the phosphoramidite method, and after purification, each DNA was purified using polynucleotide kinase.
The 5' end of A was phosphorylated. Approximately 0.1 ml of phosphorylated DNA (contains approximately 0.01 gg of DNA).
Both DNAs were annealed by incubating with 6060 (this is called DNA-1).

約lμgのpMEK2を、Bam)(IおよびXhor
で切断した後、アルカリホスファターゼ処理をした。ア
ルカリホスファターゼ処理したDNAをフェノール処理
することにより、共存する酵素タンパク質を変性除去し
、その後エタノールでDNAを沈澱させた。沈澱したD
NAを70%エタノールで洗った後、エタノールを除き
、減圧下に沈澱を乾燥させた。BamHIおよびXh。
Approximately 1 μg of pMEK2 was added to Bam) (I and Xhor
After cutting with , it was treated with alkaline phosphatase. The alkaline phosphatase-treated DNA was treated with phenol to denature and remove coexisting enzyme proteins, and then the DNA was precipitated with ethanol. Precipitated D
After washing the NA with 70% ethanol, the ethanol was removed and the precipitate was dried under reduced pressure. BamHI and Xh.

■によるDNAの切断、アルカリホスファターゼ処理、
フェノール処理、およびエタノール沈澱の各操作は、い
、ずれも、 ”Mo1ecular CloningA
しoboratory  Manual”  (T、M
aniatis、  E、F、Fr1tsch。
DNA cleavage by ■, alkaline phosphatase treatment,
Each operation of phenol treatment and ethanol precipitation is performed by "Molecular CloningA".
Laboratory Manual” (T, M
aniatis, E, F, Frltsch.

J、Sambrook、eds、cold Sprin
g )Iarbor Laboratory(+982
)、以下2文献1と呼ぶ。)に記載している方法に従っ
て行った。乾燥させたDNAを50μmのリガーゼ用反
応液(10mM Tris−HCI、p)I 7.4゜
5 mM MgCl2,10mMジチオトレイトール、
5 mM ATP)に溶解後、5μlのDNA−1を加
え、これに1ユニツトのT4−DNAリガーゼを加えて
、10℃mg/mlのアシピシリンナトリウムおよび1
0mg/m1のトリメトプリムを含む栄養寒天培地(培
地ll中に、2gのグルコース、1gのリン酸2カリウ
ム+ 5gのイーストエキス、5gのポリペプトン、1
5gの寒天を含む。)上に塗布し。
J, Sambrook, eds, cold Sprin.
g) Iarbor Laboratory (+982
), hereinafter referred to as 2 References 1. ) according to the method described. The dried DNA was mixed with a 50μm ligase reaction solution (10mM Tris-HCI, p)I 7.4°5mM MgCl2, 10mM dithiothreitol,
After dissolving in 5 mM ATP), 5 μl of DNA-1 was added, 1 unit of T4-DNA ligase was added, and the solution was dissolved at 10°C with mg/ml acipicillin sodium and 1
Nutrient agar medium containing 0 mg/ml trimethoprim (in 1 ml of medium, 2 g glucose, 1 g dipotassium phosphate + 5 g yeast extract, 5 g polypeptone, 1 g
Contains 5g of agar. ) on top.

37°Cて24時間培養することにより、6個のコロニ
ーを得ろことができた。これらのコロニーを、1.5m
lのYT+Ap培地(培地ll中に。
Six colonies were obtained by culturing at 37°C for 24 hours. These colonies were spread over 1.5 m.
1 of YT+Ap medium (in 1 liter of medium.

5gのNaC1,5gのイーストエキス、8gのトリプ
トン、!50mgのアンピシリンナトリウムを含む。)
で、37°C,1晩、菌体を培養した。
5g NaC1, 5g yeast extract, 8g tryptone,! Contains 50 mg ampicillin sodium. )
The bacterial cells were cultured at 37°C overnight.

培養液を、各々エッペンドルフ遠心管にとり、12.0
00回転/分て10分間遠心分離し、菌体を沈澱として
集めた。これに、0.1mlの電気泳動用サンプル調製
液(0,0625MのTris−HCI、 pH6,8
,2$のラウリル硫酸ナトリウム(SDS)。
Transfer the culture solution to each Eppendorf centrifuge tube and incubate at 12.0
The mixture was centrifuged at 00 rpm for 10 minutes, and the bacterial cells were collected as a precipitate. To this, 0.1 ml of electrophoresis sample preparation solution (0,0625M Tris-HCI, pH 6,8
, $2 Sodium Lauryl Sulfate (SDS).

10χのグリセリン、 5Xの2−メルカプトエタノー
ル。
10x glycerin, 5x 2-mercaptoethanol.

0、OO1$のブロムフェノールブルーを含む。)を加
え、菌体を懸濁し、これを沸騰水中に5分間保ち。
Contains bromophenol blue of 0, OO1$. ), suspend the bacterial cells, and keep this in boiling water for 5 minutes.

菌体を溶かした。この処理をしたサンプルを5DS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動法(U、K。
The bacterial cells were lysed. The treated samples were subjected to 5DS-polyacrylamide gel electrophoresis (U, K).

Lamm1i; Nature、 vol、227. 
p、680(1970))に従って分析した。標準サン
プルとしてpMEK2を含有する大腸菌に同様な処理を
したもの、および分子量マーカーとしてラクトアルブミ
ン(分子ff114,200)、)リブシンインヒビタ
ー(分子量20,100)、トリプシノーゲン(分子f
f124,000) 、カルボニックアンヒドラーゼ(
分子ff12り、000) 、グリセロアルデヒド3−
リン酸デヒドロゲナーゼ(分子1i36,000)、卵
アルブミン(分子量45,000) 、および牛血清ア
ルブミン(分子量66.000)を含むサンプルをポリ
アクリルアミド濃度の10から20%濃度勾配ゲルで泳
動した。その結果、すべてのコロニーにおいて、pME
K2のD HF R−ME K融合タンパク質のバンド
が消失し、それより明らかに分子量が大きくなったタン
パク質(分子量的26,0−株を選び、これをYT+A
p培地で培養し。
Lammli; Nature, vol, 227.
p., 680 (1970)). As a standard sample, E. coli containing pMEK2 was treated in the same way, and as molecular weight markers, lactalbumin (molecular weight 114,200), ribsin inhibitor (molecular weight 20,100), and trypsinogen (molecular weight
f124,000), carbonic anhydrase (
Molecule ff12,000), glyceraldehyde 3-
Samples containing phosphate dehydrogenase (1i36,000 molecules), ovalbumin (45,000 molecular weight), and bovine serum albumin (66,000 molecular weight) were run on a 10 to 20% polyacrylamide gradient gel. As a result, in all colonies, pME
The K2 DHF R-ME K fusion protein band disappeared, and the protein with a clearly larger molecular weight (26,0- strain in terms of molecular weight was selected, and this was transferred to YT+A
Cultured in p medium.

TanakaとWeist)IImの方法(T、Tan
aka、 8.Weisblum;J、 Bacter
iology、 vol、121.p、354(197
5))に従って。
Tanaka and Weist) IIm method (T, Tan
aka, 8. Weisblum; J, Bacter
iology, vol, 121. p, 354 (197
According to 5)).

プラスミドを調製した。得られたプラスミドをpEND
B15と名づけた。pENDB 15は、pMEK2の
BamHIとXho Iとの間の配列が。
A plasmid was prepared. The obtained plasmid was pEND
It was named B15. pENDB 15 has a sequence between BamHI and XhoI of pMEK2.

化学合成したDNA配列と置き変わった構造をしている
はずである。pENDB 15のEcoRI(第1図の
471−4768目の配列)と5all(第1図の93
5−940番目の配列)による切断によって得られる約
400ヌクレオチド長のDNAについて。
It should have a structure that is replaced by the chemically synthesized DNA sequence. EcoRI of pENDB 15 (sequence 471-4768 in Figure 1) and 5all (sequence 93 in Figure 1)
Regarding the approximately 400 nucleotide length DNA obtained by cleavage according to the sequence (positions 5 to 940).

M13ファージを用いたジデオキシ法(J 、Mess
 i ng; Mehtods in Er+zymo
logy、 vol、101.p、20(1983))
に従って、塩基配列を決定した。その結果、第1図に示
す配列の471番目から約940番巨迄の配列が確かめ
られた。塩基配列を検討することにより、pENDB1
!5が融合タンパク質を暗号化することが明らかとなっ
た。
Dideoxy method using M13 phage (J, Mess
i ng;Mehtods in Er+zymo
logy, vol, 101. p. 20 (1983))
The base sequence was determined according to the following. As a result, the sequence from number 471 to approximately number 940 of the sequence shown in FIG. 1 was confirmed. By examining the base sequence, pENDB1
! 5 was found to encode a fusion protein.

pMEK2の塩基配列は1本発明者らによって明らかに
されている(特願 昭63−79679)。また、pE
NDB15のEcoRI−3alI切断によって得られ
る約4.2キロ塩基対のDNAは、Pstf、Hind
[、HpaI、AatU、PvulI、BglII、お
よびC1aIを用いた制限酵素による切断実験の結果、
pMEK2のEcoRI−3al 1切断によって得ら
れる約4゜2キロ塩基対のDNAと全く同一であること
が示された。
The nucleotide sequence of pMEK2 has been revealed by the present inventors (Japanese Patent Application No. 79679/1983). Also, pE
The approximately 4.2 kilobase pair DNA obtained by EcoRI-3alI digestion of NDB15 is Pstf, Hind
[Results of restriction enzyme cleavage experiments using HpaI, AatU, PvulI, BglII, and C1aI,
It was shown to be completely identical to the approximately 4.2 kilobase pair DNA obtained by EcoRI-3al 1 cleavage of pMEK2.

以上の結果から、pENDB15の全塩基配列が第1図
に示した配列であることが決められた。
From the above results, it was determined that the entire base sequence of pENDB15 was the sequence shown in FIG.

実施例2 pENDB 15を含有する大腸菌が作る融合タンパク
質 pENDB 15を含有する大腸菌が作る融合タンパク
質のアミノ酸配列は、遺伝子の塩基配列かミノ酸配列を
推定した。その結果第2図に示すアミノ酸配列が得られ
た。
Example 2 Fusion protein produced by E. coli containing pENDB 15 The amino acid sequence of the fusion protein produced by E. coli containing pENDB 15 was estimated to be the nucleotide sequence or amino acid sequence of the gene. As a result, the amino acid sequence shown in FIG. 2 was obtained.

pENDB 15を含有する大腸菌から、融合タンパク
質を分離精製し、精製したタンパク質の性質を調べた。
A fusion protein was isolated and purified from E. coli containing pENDB 15, and the properties of the purified protein were investigated.

融合タンパク質の精製 A、用いた菌体量:湿重孟 10g B、酵素精製表 表における精製過程は■無細胞抽出液、■DEAE−)
ヨパール力うム処理、■メソトリキセート結合アフィニ
ティクロマトグラフイー、および■DEAE−)ヨバー
ル力ラムクロマトグラフイーを表す。
Purification of fusion protein A, Amount of bacterial cells used: 10 g B, Enzyme purification table The purification process in the table is ■Cell-free extract, ■DEAE-)
Represents Yopal ram treatment, ■ Mesotrixate-linked affinity chromatography, and ■ DEAE-) Yobal ram chromatography.

精製 酵素液 回収タンパ 回収酵素 収率過程 のf
fi(ml)り質(mg)   活性(ユニット)(χ
)■ 4、171 ■    61      230   3.125 
  74.9■    31      64   2
,014   48.3■    32      5
3   1,805   43.3得られた酵素タンパ
ク質をSDS電気泳動法(上記実施例に記載の方法)に
より分析したところ。
Purification Enzyme solution Recovered protein Recovered enzyme Yield process f
fi (ml) lithium (mg) activity (unit) (χ
) ■ 4, 171 ■ 61 230 3.125
74.9 ■ 31 64 2
,014 48.3■ 32 5
3 1,805 43.3 The obtained enzyme protein was analyzed by SDS electrophoresis (method described in the above example).

分子置駒26 、000の単一なタンパク質バンドが示
され、得られた酵票漂品が均一であることが示された。
A single protein band with a molecular weight of 26,000 was observed, indicating that the resulting fermentation product was homogeneous.

分離精製した融合タンパク質の性質 精製したDHPR活性を示すタンパク質をエンザイムイ
ムノアッセイにより検討したところ、β−エンドルフィ
ンに対する抗体と反応することが示された。即ち、精製
して得られたタンパク質は免疫学的にβ−エンドルフィ
ンと同等の構造を含んでいろことが明らかとなった。
Properties of the isolated and purified fusion protein When the purified protein exhibiting DHPR activity was examined by enzyme immunoassay, it was shown to react with an antibody against β-endorphin. In other words, it has become clear that the purified protein contains a structure immunologically equivalent to β-endorphin.

精製して得られたタンパク質のカルボキシ末端量したく
カルボキシペプチダーゼ法によるカルボキシ末端側のア
ミノ酸配列の決定法)。その結果。
Method for determining the carboxy-terminal amino acid sequence of the purified protein using the carboxypeptidase method). the result.

Gly−Glu (カルボキシ末端)であることが予想
された。また、精製して得られたタンパク質な酸加水分
解した後、アミノ酸分析したところ、塩基配列の結果予
想されるアミノ酸組成と一致した結果が得られた。
It was expected to be Gly-Glu (carboxy terminal). Furthermore, when the purified protein was subjected to acid hydrolysis and then subjected to amino acid analysis, results were obtained that matched the expected amino acid composition based on the base sequence.

実施例3 精製分離した融合タンパク質からのβ−エンドルフィン
の分離 実施例2で得られた2mlの精製均一化した融合タンパ
ク質の溶液(緩衝液l中、約20 rn g +約92
0nmo 1 eの融合タンパク質を含む)に。
Example 3 Separation of β-endorphin from the purified and isolated fusion protein 2 ml of the purified homogenized fusion protein solution obtained in Example 2 (approximately 20 rn g + approximately 92
containing 0 nmo 1 e of the fusion protein).

0゜2mgのアルギニルエンドペプチダーゼを加え、3
7℃で24時間反応させる。反応後、1mlの酢酸を加
える。そのうちの、0.5ml (約153nmole
の融合タンパク質を含むはず)をとり、高速液体クロマ
ドグフィー装置(島津LC−4A)を用い1nerts
il−00S5μmカラムで分離した。溶出は、0.1
%トリフルオロ酢酸中。
Add 0.2 mg of arginyl endopeptidase,
React at 7°C for 24 hours. After the reaction, add 1 ml of acetic acid. Of that, 0.5ml (approximately 153nmole
(which should contain the fusion protein of
Separation was performed using an il-00S 5 μm column. Elution is 0.1
% trifluoroacetic acid.

アセトニトリルの濃度勾配(15%から50%)をかけ
ることにより行った。0から2分までは。
This was done by applying a concentration gradient (15% to 50%) of acetonitrile. From 0 to 2 minutes.

15%のアセニトリルを用い、2分から32分までは、
15%から50%のアセトニトリルの直線濃度勾配をか
けた。その結果、第3図に示すような溶出曲線が得られ
た。試料注入後約26分後のピーク画分を分離し2分離
した溶出液をエバボレーターで乾燥後、少量の水を加え
凍結乾燥し溶媒を除き、ペプチドを得た。得られたペプ
チドを酸加水分解後、その5分の1をアミノ酸分析に用
いた。その結果、アスパラギン酸、スレオニン、セリン
、グルタミン酸、プロリン、グリシン、アラニン、バリ
ン2メチオニン、イソロイシン、ロイシン、チロシン、
フェニルアラニン、およびリジンがそれぞれ、11.4
,16.3,11.0゜1B、2,5.8,17.6,
11.6,5.7゜5.7.Ll、7,12.1,11
.1,11゜4、およτT巻16.5nmoleずつ検
出された。
From 2 minutes to 32 minutes using 15% acenitrile,
A linear gradient of acetonitrile from 15% to 50% was applied. As a result, an elution curve as shown in FIG. 3 was obtained. The peak fraction approximately 26 minutes after sample injection was separated, and the two separated eluates were dried in an evaporator, and a small amount of water was added and lyophilized to remove the solvent to obtain a peptide. After acid hydrolysis of the obtained peptide, one-fifth of the peptide was used for amino acid analysis. As a result, aspartic acid, threonine, serine, glutamic acid, proline, glycine, alanine, valine 2 methionine, isoleucine, leucine, tyrosine,
Phenylalanine and lysine are each 11.4
,16.3,11.0゜1B,2,5.8,17.6,
11.6, 5.7°5.7. Ll, 7, 12.1, 11
.. 1,11°4, and 16.5 nmole of τT were detected.

致した。また、アミノ酸分析に用いた標品は、約5.7
μmo l e (約19.7μg)のβ−エンドルフ
ィンを含んでいたことになる。この結果から、精製均一
化した融合タンパク質を用いて、アルギニルエンドペプ
チダーゼ処理した標品をHPLCを用いて分離すること
により収率的19%てβ−エンドルフィンを回収できる
ことが明かとなった。融合タンパク質の精製の収率が約
43%であり、融合タンパク質からのβ−エンドルフィ
ンの分離の収率が約19%であることから、大腸菌がつ
くるβ−エンドルフィンの単離収率が約8%であると計
算される。
I did it. In addition, the specimen used for amino acid analysis was approximately 5.7
This means that it contained μmol e (about 19.7 μg) of β-endorphin. These results revealed that β-endorphin could be recovered with a yield of 19% by separating the arginyl endopeptidase-treated specimen using HPLC using the purified homogenized fusion protein. Since the yield of purification of the fusion protein is approximately 43% and the yield of separation of β-endorphin from the fusion protein is approximately 19%, the isolation yield of β-endorphin produced by E. coli is approximately 8%. It is calculated that

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、pENDB15の全塩基配列を示した図であ
り、2本鎖DNAのうち片方のDNA鎖配列配列を、5
°末端から3′末端の方向に記述している。図中符号は
、核酸塩基を表し、Aはアデニンを、Cはシトシンを、
Gはグアニンを、Tはチミンを示している。国中番号は
、pENDB15に2箇所存在する制限酵素C1al切
断認識部位のうち制限酵素HindllI切断部位に近
い方のC1al切断認識部位の、5’ −ATCGAT
−3’ 、の最初の°′Aパを1番として数えた番号を
示している。 第2図は、pENDB1!5中に存在する融合タンパク
質を暗号化する部分の塩基配列およびタンパク質のアミ
ノ酸配列を示す図である。国中符号は、核酸塩基および
アミノ酸を表し、Aはアデニンを、Cはシトシンを、G
はグアニンを、Tはチミンを、Alaはアラニンを、A
rgはアルギニ・ンを、Asnはアスパラギンを、As
pはアスパラギン酸を、Cysはシスティンを、Gln
はグルタミンを、Gluはグルタミン酸を、Glyはグ
リシンを、)(isはヒスチジンを、Ileはイソロイ
シンを+ Leuはロイシンを、Lysはリジンを、M
etはメチオニンを、Pheはフェニンを示している。 図中番号は、1番目のアミノ酸であるメチオニンを暗号
化するATGコドンのA ”を1番として数えた番号を
示している。 第3図は、アルギニルエンドペプチダーゼ処理した融合
タンパク質試料の高速液体クロマトグラムを示している
。横軸は試料注入後の時間を分単位で、縦軸は、220
nmの吸光度を任意単位で表現している。矢印で示した
ピークがβ−エンドルフィンの溶出ピークである。
Figure 1 is a diagram showing the entire base sequence of pENDB15, and the DNA strand sequence of one of the double-stranded DNA is
It is written in the direction from the ° end to the 3' end. The symbols in the figure represent nucleic acid bases, A is adenine, C is cytosine,
G represents guanine and T represents thymine. The national number is 5'-ATCGAT of the C1al cleavage recognition site that is closer to the restriction enzyme HindllI cleavage recognition site among the two restriction enzyme C1al cleavage recognition sites that exist in pENDB15.
-3', the first °'A pa is counted as number 1. FIG. 2 is a diagram showing the base sequence of the portion encoding the fusion protein and the amino acid sequence of the protein present in pENDB1!5. National symbols represent nucleobases and amino acids, with A representing adenine, C representing cytosine, and G.
stands for guanine, T stands for thymine, Ala stands for alanine, A
rg stands for arginine, Asn stands for asparagine, As
p is aspartic acid, Cys is cysteine, Gln
is glutamine, Glu is glutamic acid, Gly is glycine,) (is is histidine, Ile is isoleucine + Leu is leucine, Lys is lysine, M
et represents methionine and Phe represents phenine. The numbers in the figure indicate the numbers counted from A'' of the ATG codon that encodes the first amino acid, methionine. The chromatogram is shown. The horizontal axis is the time after sample injection in minutes, and the vertical axis is 220 minutes.
Absorbance in nm is expressed in arbitrary units. The peak indicated by the arrow is the elution peak of β-endorphin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、大腸菌において安定に複製され、宿主である大腸面
にトリメトプリム耐性およびアンピシリン耐性を与える
ことができ、4718塩基対の大きさを有し、第1図に
おいて示されるDNA配列を有する新規組換えプラスミ
ドpENDB15。 2、pENDB15を含有する大腸菌。 3、pENDB15を含有する大腸菌が生産し、第2図
によって示されるアミノ酸配列を有するジヒドロ葉酸還
元酵素−β−エンドルフィン融合タンパク質。 4、pENDB15を含有する大腸菌を培養し、ジヒド
ロ葉酸還元酵素活性を目安に、ジヒドロ葉酸還元酵素−
β−エンドルフィン融合タンパク質を、培養菌体の無細
胞抽出液から、メソトリキセート結合アフィニティカラ
ムクロマトグラフィー、および陰イオン交換カラムクロ
マトグラフィーを用いて精製することを特徴とするジヒ
ドロ葉酸還元酵素−β−エンドルフィン融合タンパク質
の分離精製方法。 5、pENDB15を含有する大腸菌の生産するジヒド
ロ葉酸還元酵素−β−エンドルフィン融合タンパク質を
分離精製し、単離したジヒドロ葉酸還元酵素−β−エン
ドルフィン融合タンパク質をタンパク質分解酵素で消化
した後、β−エンドルフィンを分離精製することを特徴
とするβ−エンドルフィンの製造方法。
[Scope of Claims] 1. A DNA sequence that is stably replicated in Escherichia coli, can confer trimethoprim resistance and ampicillin resistance to the host large intestine, has a size of 4718 base pairs, and is shown in FIG. A novel recombinant plasmid pENDB15 with. 2. E. coli containing pENDB15. 3. A dihydrofolate reductase-β-endorphin fusion protein produced by E. coli containing pENDB15 and having the amino acid sequence shown in FIG. 4. Cultivate E. coli containing pENDB15, and use dihydrofolate reductase activity as a guideline to determine dihydrofolate reductase-
Dihydrofolate reductase-β-endorphin fusion, characterized in that the β-endorphin fusion protein is purified from a cell-free extract of cultured bacterial cells using mesotrixate-coupled affinity column chromatography and anion exchange column chromatography. Protein separation and purification method. 5. Separate and purify the dihydrofolate reductase-β-endorphin fusion protein produced by Escherichia coli containing pENDB15, digest the isolated dihydrofolate reductase-β-endorphin fusion protein with a protease, and then extract β-endorphin. 1. A method for producing β-endorphin, which comprises separating and purifying the β-endorphin.
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