JPH0213382A - グラムネガテイブ微生物での構造遺伝子の調節発現法 - Google Patents

グラムネガテイブ微生物での構造遺伝子の調節発現法

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JPH0213382A
JPH0213382A JP7794589A JP7794589A JPH0213382A JP H0213382 A JPH0213382 A JP H0213382A JP 7794589 A JP7794589 A JP 7794589A JP 7794589 A JP7794589 A JP 7794589A JP H0213382 A JPH0213382 A JP H0213382A
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dna
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David Joseph Drahos
デビッド ジョセフ ドラホス
Roy Lee Fuchs
ロイ リー フックス
Peter Olafs Olins
ピーター オラフス オリンズ
Shaukat Husaini Rangwala
シャウカット フサイン ラングワラ
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    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
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    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
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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】 炎亙且I 本発明は、所望のポリペプチドをコードする構2[遺伝
子のグラムネガティブ微生物での発現を調節する方法及
びそのための手段に関する。
発明の背景 E、col 1及びE.coliバタテリオファージか
ら得られる多くのプロモーターの構造が解明されており
、またそれらの機能についても精力的に研究がされてい
る。プロモーターについてのこれらの知識により、医学
的及び農学的に重要な多くの物質を組換えDNA技術に
よってE、C0Jj を中で製造することが可能となっ
ている。しかしながら、E、coj! i以外の他のグ
ラムネガティブバクテリアに関しては、それらのプロモ
ーターの機能あるいは構造についての知見が乏しいため
、商業的及び経済的に有用な物質を組換えDNA技術に
よって製造する際の宿主細胞としてグラムネガティブバ
クテリアを使用することが未だ困難となっている。
医学的及び農学的に重要な物質の生産用にグラムネガテ
ィブ宿主細胞を開発することは多くの理由から極めて有
利と言える。即ち、E、cot i以外の他のグラムネ
ガティブバクテリアを用いることによって、E、coJ
jlHJ主lll1胞によって産生される生産物の場合
に見られるようなエンドトキシンの混入の可能性を避け
ることができ、またヒトに対して毒性を示すエンドトキ
シンのないE、col +株を中離しあるいは開発する
必要性もなくなる。更には、Pseudomonasの
ようなグラムネガティブバクテリアを宿主!IIJII
として用いることによって、PSeiLldO10na
Sの代謝特性及び生理学的特性から非常に多くの経済的
効果がもたらされる。例えば、Pseudomonas
は、ある条件上では、E、collよりも高い細l11
i111度まで生育することができ、そのために高い取
崩で生産物を術ることができる可能性がある。更には、
Pseudomonasは非常に多くの栄養源を基に生
育することができるため、生産性の7レキシピリテイー
がありまた経済的コストを節約することも可能である。
Pseudomonas 、 Serratia、 E
rwiniaなどのグラムネガティブ微生物は、多くの
蛋白を生育培地に活発に排泄している。このような排d
j]経路を利用して目的とするペプチドあるいは蛋白を
分泌又は排泄させる発現系の開発が望まれている。また
、Pseudomonasは、イオンキレート分子であ
るシデロボア(5iderophores)を産生ずる
ため、抗生物質のない生育培地中で培養することが出来
る。このイオンキレート分子は、致命的なイオン分子を
産生ずる混入微生物を効゛果的に死滅させることが出来
る。
以上から明らかなように、E、cot rに加えて他の
グラムネガティブバクテリア用の経済的に有利な発現系
を開発する必要がある。このような発現系は、経済的に
利用できるように、宿主細胞での目的とする蛋白の産生
をオンオフ制御lすることができる(例えば調節もしく
は誘導可能)ようなタイプの発現系であることが理想的
である。
どのような細)泡の場合でし、蛋白をコードする特定の
DNA配列に基いて蛋白を産生ずるためには、第1に、
DNA配列がメツセンジャーRNA<mRNA)に転写
され、第2に、rrlNAが蛋白に翻訳されることが必
要である。転写は、RNAポリメラーゼがDNA配列中
のプロモーター配列に結合することによって開始される
。従って、このプロモーター配列は、宿主細胞のRNA
ポリメラーゼによって認識されるものでなければならな
い。RNAポリメラーゼの作用によってDNA分子がm
RNA分子に変換され、次いで、mRNA分子が細胞内
のリポソームに結合してmRNA分子から蛋白への翻訳
が開始される。従って、mRNA分子は、宿主細胞のリ
ポソームによって認識される結合部位を有していなけれ
ばならない。
目的とする物質く例えば蛋白又はポリペプチド)を組換
えDNA技術によって他のグラムネガティブバクテリア
中で産生させるために必要なE、co!+以外のプロモ
ーター及びリポソーム結合部位についての知見が乏しく
、またそれらが同定されていないため、E、GO1iブ
ロモータ−及びリポソーム結合部位を用いて他のグラム
ネガティブバクテリア中で蛋白を産生させる可能性につ
いての研究が行なわれ始めている。
E、C0IliプロモーターとPSeudO10naS
プロモーターとの互換性についての研究の結果、いくつ
かのE、coiiプロモーターはpseudoiona
s中で機能することはできるがほとんどその調節は不可
能であり、互換性が常にあるとは限らないことが示され
ている。クロモシームDNAとグラムネガティブ微生物
との間で交換が起こると言うNE拠はほとんどなく、従
ってE、ca1rプロモーターとPseudomona
sプロモーターとの間では互換性が乏しいということは
驚くべきことではない。
グラムネガティブ微生物が、それ自身の酵素及び/又は
発現機構を用いて他の生物由来の調節シグナルを認識す
る可能性はほとんどない。実際に、PSOLIdOll
OnaSプロモーターの構造についての最近のωI究に
よれば、その構造はE、co7iコンセンサスプロモー
ターh1造とは有意に相違していることが示されている
[Jeenes、 D、J、et al、。
Ho1.Gen、Genct、(1986)203  
:  421−429]。いくつかのE、C01iプロ
モーターがPSelJdOllOnaSにおいて転写を
開始させることができるメカニズムについては現在の所
あまり明らかにされておらず、またE、C0Iiプロモ
ーターがPseudomonasにおいて機能するか否
かを予想することも困難である。
例えば、プロモーターによって開始される転写のオンオ
フ制御の調節には、誘導物質(例えばオン調節)とプロ
モーターとの相互作用が必要である。この相互作用につ
いては、特にE、co1r以外のグラムネガティブバク
テリアの場合にはあまり解明されていない。典型的には
、誘導物質が細胞内のレセプター分子との間で特異的に
作用して、レセプター分子がプロモーター領域に結合す
るのを抑制する。レセプター分子の結合が抑制されるこ
とによって転写が活性化される。従って、ある属の生物
から得たプロモーターが第2の属の生物中で調節可能な
状態で機能するためには、誘導物質との間で作用するレ
セプター分子であって該レセプター分子がプロモーター
領域に結合するのを抑制するように誘導物質と作用する
レセプター分子を、第2の属の生物が持っている必要が
ある。従って、遺伝子のオンオフ制御をコントロールす
るためには、宿主細胞のRNAボリメラーぜがプロモー
ター領域を認識するとともに、更に宿主細胞内において
複合体が形成されて特異的な相互作用が起こることが必
要である。
はとんどのグラムネガティブ生物には、損傷DNAの修
復に関係した蛋白が含まれていると考えられている。こ
のような蛋白の1つとして、E、co!+には、rec
A?ft白がある。
BenbrookとHi l farは、Pseudo
monas aeurginosaにはE.coli 
 recA遺伝子と類似の遺伝子が含まれているが、E
、coli  recA蛋白の産生を誘導するナリジク
ス酸あるいはノルフロキシンなどの物質によってPse
udomonas r e c A遺伝子の発現は誘導
されないことを報告している[ AntiliCrOb
、  八gents  Chen+other、、  
(1986)  、29 : 1−6]。従って、E、
col;recA遺伝子と類似した遺伝子がpseud
otmonas中に6存在してはいるが、Pseudo
10nas r e c A蛋白のコントロール(例え
ば調節)は E、cot tの場合と相違している。それ故に、E、
coji  recAプロを一ターがPseudomo
nasにおいて調節可能な状態で作用することは期待で
きず、またE、cot iの場合と同様の調節機構のも
とぐ作用することも明らかに期待することはできない。
また、公知のE、caiiプロモーターの他のグラムネ
ガティブバクテリアでの調節及び公知のE、cap t
リポソーム結合部位の他のグラムネガティブバクテリア
での有効性については、未だ明らかにされていないこと
も事実である。従って、各秤のグラムネガティブバクテ
リアにおいて作用することのできる有効で確実にコント
ロールされ(例えば調節可能)且つ経済的に有利な発現
系を開発することが望まれている。
本発明の目的は、E、col iに加えて他のグラムネ
ガティブバクテリアにおいてら作用することの田来る調
m11能な発現系を提供することにある。
発明の要旨 本発明によれば、1つの態様として、異種グラムネガテ
ィブバクテリア中にて目的とするポリペプチドをコード
する構造遺伝子を調節発現させる方法であって、該構造
遺伝子に作動可能な状態で連結したE、Cofi  r
ecAプロモーターを誘導し、それによって該ポリペプ
チドを得ることを含む上記方法が提供される。好ましい
態様においては、E.coli  recAプロモータ
ーと構造遺伝子は、目的とする蛋白の産生を促進するバ
クテリオファージTグリポソーム結合部位に作動可能な
状態で連結している。
更に他の@様として、本発明によれば、目的とするポリ
ペプチドをコードする構造遺伝子に!I動+iJ能な状
態で連結したE、Co11  reCAプロモーターと
広範囲宿主複製開始点とを含む組換えDNA発現ベヒク
ルであって、reCAプロモーターが異種グラムネガテ
ィブバクテリア中にて発現を誘導できるような状態で連
結されている上記組換えDNA発現ベヒクルが提供され
る。
また本発明によれば、組換え非E、coIi(E、co
l i以外の)ゲノムネガティブバクテリアであって、
そのゲノムがE、cot treCAプロモーターを含
んでおり該プロモーターは本発明の発現ベヒクル及び方
法を用いて目的とするポリペプチドを産生ずることがぐ
きる組換え非E、coJiグラムネガティブバクテリア
が提供される。
図面の説明 以下に示す図面においては、核酸配列は他にことわりの
ない限り5′末端から3′末端の方向で示されており、
ヌクレオシドアデノシン、グアニン、シトシン、チミン
はそれぞれΔ、G、C,王で略記されている。矢印の付
いた線は、DNAコード配列の5′末端から3′末端の
方向性を示している。’prec″はE、coj!i 
 recAプロモーター tt P 、 :rはバクテ
リアファージラムダP、プロモータ 113 Q II
はSD配列。
”amp”はアンピシリン耐性遺伝子。
o G m  rrはゲンタマイシン耐性遺伝子。
” l a c ;l“はベーターガラクトシダーげ構
造遺伝子、tt kbnはキロベース、” o r i
 ”は複製開始点を示す。制限酵素部位ら示されている
。矢印の付いた線があるDNAfA域は、本図面の説明
のためにのみ用いたものであって、他にことわりのない
限りそのスケールを示すものではない。
第1図は、合成2本鎖G10L配列のDNA配列を示す
。下線を引いたヌクレオチドは天然のバクテリオファー
ジエフ遺伝子10のヌクレオチドと相違するヌクレオチ
ドを示し、〈H+)はSD配列を示す。(Ndel)は
、天然のバクテリオファージエフ遺伝子10配列中のN
del制限酵素部位を示す。
第2図は、第1図に示した合成G10L配列の構成を示
し、セグメント#1−#6はそれぞれの合成オリゴヌク
レオチドを示す。
第3図は、Prec、G10L配41(G10Li及び
アトリオベブチゲン(APgen)構造遺伝子を含むp
MON5515の構築を示す。
第4図は、Prec、010L配列及びpacZ構造遺
伝子が挿入されたpEMBLプラスミドを含むpMON
5542の構築を示す。
第5図は、2つの広範囲宿主発現ベヒクルpMON57
57及びpMON5758であって、それぞれ、1nc
Qレプリコン(IncQ)、ゲンタマイシン耐性選択マ
ーカー遺伝子(Gm’ ”)。
Prec、G10L配列及びベーターガラクトシダーゼ
構造遺伝子(LacZ)を含む上記発現ベヒクルの構築
を示す。
第6図は、プラスミドpMON5014゜pMON57
56. pMON5759.1)MON5760及びp
MON5761の構成を示す。
1乳Δ几!皇ヱj 本発明は、l:、coj!i  recAプロモーター
はE、COj! i以外のグラムネガティブ微生物にお
いて所望の構32!遺伝子の発現を引き起こすこ)  
とができると言う新たな知児に関するものである。
更に本発明は、E、coii  rec、6.プロモー
ターは異種グラムネガティブ微生物中にて誘導すること
ができ、従って該微生物中にて目的とする生産物の産生
を調節することが可能であると古う新たな知見に関する
ものである。
これらの知見によって、新たな組換え異+4(例えば非
E、COi’i)グラムネガティブバクテリアであって
そのゲノムがE、coli  recAプロモーターを
含んでおり目的とする生産物の産生に有用な上記組換え
グラムネガティブバクテリアの造成が可能となった。更
にこれらの知見によって、目的とする構造遺伝子を広範
囲な微生物中にて発現させることができる組換え発現ベ
ヒクルの構築が可能となり、従って、これらの微生物を
、医学、化学及び農学上重要な生産物の商業的生産に使
用することが可能となった。
1、   E、coii  recAプロ七−ターE、
cop rのrecA遺伝子は既にクローン化されてお
りそのヌクレオチド配列も決定されている[110ri
i et at、、  1980 、 Proc、Na
tl、Acad。
Sci、、  U、S、^、  77 :313−31
7 :5ancaret  al、、   1 9 8
 0  、  Proc、Natl、八cad、Sci
、、  U、S、八。
77 : 2611−2615]。従って、E、C0f
i  recAプロモーター/オペレーター領域(以後
” p r e c ”と言う)は、化学合成及び/又
は適当なゲノムライブラリーからの単離などの慣用的手
段によって構築することができる。また、preCは、
アメリカン・タイプ・カルチ17−・コレクション(A
 T CC)受託番号67044のE、cofi  J
M10lに含まれているプラスミドpMON6002か
ら3aII−BQI II断片として単離することもで
きる。
前記したように、precは、DNA修復酵素として通
常機能しているl:、coli  recA蛋白の発現
をコントロールすることができる。
E.coli  reCAプ0−E−9(DM4’))
’fQには、一連の修復酵素が共に誘導される [Kenyon、C,J、et at、、  1982
 、 J、Ho1.Biol。
160:445−457;Walker、 G、D、、
  1984 、 Hicrobiol、Rev、48
 : 60−93 ]。
prec及び関連遺伝子のE、col 1における誘導
は、DNAを修飾しあるいはDNAにダメージを与える
ような条件によって達成される。このような条件には、
特に限定されないが、例えば、ナリジクス酸、ノルフロ
キシン、E、co!tDNAギラーゼ抑制因子またはマ
イトマイシンCなどの物質の培養培地への添加、紫外線
照射、温度上昇、チミン欠損などがある。
本川Ill南で十分に記述される如く、本発明は、E、
co、ai recAプロモーターは異種(例えば非E
、C01i)グラムネガティブバクテリア中においても
調節することかでき、従って所望の構造遺伝子を該バク
テリア中にて発現させることができると言う知見に関す
るものである。かかる知見から、E、C0jj iにお
いてPreCを誘導する物質及び/又は条件によって異
種グラムネガティブバクテリアにおいてもPreGを誘
導することができることが理解されよう。更には、かか
る知見から、共に発現されるDNA修復酵素の発現をコ
ントロールするプロモーター[KenyOr。
C,J、et at、、  1982 :Walker
、 G、C,、19841も、異種グラムネガティブバ
クテリアにおける所望の構造遺伝子の発現誘導に使用で
きると言うことが予想される。
本発明の1つの態様においては、誘埼試桑又は条件とし
てナリジクス酸が使用される。
E、coJi  recAプロモーターのコントロール
下でDNA配列の発現誘導に適したナリジクス酸の最適
濃度は、通常の技術によって決定することができ、また
それは用いる宿is胞と培地によって変動する。ナリジ
クス酸の好ましい濃度範囲は、約50−約1000μg
/d、最も好ましい範囲は、約50−約100μg/I
IIである。
E、coJi  recAプロモーター及びそれに関連
して発現される(即ち誘導される)プロモーターを誘導
するE記した条件の最適化は、通常の方法によって達成
することができる。
例えば、構造遺伝子及び/又は各種の転写及び翻訳調節
配列(例えば発現コンポーネント)を含むDNA分子に
precを作動可能な状態で連結するには、生物学的方
法及び/又は酵素的方法及び/又は化学的方法、例えば
、リガーピを用いる方法などを用いる。得られる組換え
DNAにおいては、prec、DNAコード配列及び/
又は所望のペプチド産生に関連した他のコンポーネント
もしくは領域は、隣接していても隣接していなくともよ
く、preCが目的とする構造遺伝子の転写を誘導でき
ればよい。Precは、目的とする生産物の産生もしく
は活性に関連した蛋白らしくはP?P索の構造遺伝子に
連結させることができる。
本発明の1つの態様においては、限られたあるいは広範
囲宿主のり[1−ニングベクター及び発現ベクタ線中の
各種の真核及び原核生物構造遺伝子に、precを連結
することができる。広範囲宿主発現ベヒクル中の構造遺
伝子にprecを作動可能な状態で連結することによっ
て、precは広範囲グラムネガティブバクテリア中に
て調節可能な発現を引き起こすことができることが見出
された。
2、所望のポリペプチドをコードする構゛告遺−子の調
製 ここで用いる゛構造遺伝子″とは、所望のあるいは目的
とするポリペプチドもしくはその断片をコードするDN
A配列もしくは分子を意味する。
このようなDNA配列もしくは分子は、化学的に合成す
ることができ、適当なゲノムもしくはcDNAライブラ
リーから単離することができ、及び/又は通常の手段に
よって?il素的に構築することができる。−旦化学的
に合成されあるいは単離された場合には、本発明の構造
遺伝f及び/又は他のDNA配列は、以後に詳細に説明
するように、本質的に純粋な核酸配列もしくは分子であ
ることを示す。本発明の核酸配列(例えばDNA。
RNA)を表わす時に用いる゛本質的に純粋″と言う言
葉は、天然では共に存在する核酸配列を含まない核酸配
列を意味する。本質的に純粋な核酸配列もしくは分子の
例としては、これらに限定されないが、例えば、大きな
分子(天然に生じる)から酵素的にもしくは化学的に遊
離された核酸配列、天然の介在配列もしくは隣接配列を
含まない化学的に合成された核酸配列、あるいは、天然
では共に存在しないあるいは結合していない配列もしく
は分子と一緒になった核酸配列などが挙げられる。この
ように、本質的に純粋な分子が創製される方法による場
合には、本質的に純粋な分子は時として”合成″核酸配
列もしくは分子と言うことがある。
]」的とするポリペプチドのアミノ酸配列が公知の場合
には、遺伝子コードに基づいて複数の構造遺伝子又はD
NAコード配列を構築することができる。構造遺伝子を
構築する際に用いるアミノ酸コドンは、得られる配列の
転写及び翻訳(例えば構B遺伝子の発現)並びに宿主細
胞中での目的とする遺伝子生産物の蓄積が最も効率良く
起こるような配列となるように選択される。
構造遺伝子によりコードされる生産物又は構造遺伝子に
よりコードされる蛋白から得られる生産物としては、有
用ポリペプチドもしくはペプチドが典型的な例である。
このような生産物には、原核生物及び真核生物起源の蛋
白が含まれる。本川II潟においては、ブタ成長ホルモ
ンなどの動物成長囚f又はベーターガラクトシダーゼな
どの原核生物酵素をコードする構造遺伝子の発現の成功
例が具体的に記載されているが、本明m占で言う”構造
遺伝子″とは、公知の蛋白及びアミノ酸配列をコードす
るほとんど全部のDNA配列を含む意味で用いられる。
このような蛋白としては、これらに限定されないが、例
えば、神経成長因子。
心房ペプチド、インシュリン様成長因子、形質転換成長
因子α9表皮成長因子1組織プラスミノーゲン活性化因
子、ウィルス抗原、インター[1イキン、ウシ成長ホル
モンなどが挙げられる。更には、ポリアミノ酸、融合蛋
白、調節蛋白、ブ[1テア一ゼ2分泌もしくは排泄され
るポリペプチド及びペプチド断片なども本発明で言う構
造遺伝子によりコードすることができ、従って本発明に
より製造することができる。本発明の材料及び方法によ
って産生きれるこれらの蛋白及び他の蛋白は、当業者に
公知の方法により、回収し及び/又はそれぞれ天然の形
態に再構成することができる。
発現ベヒクルもしくはベクターは、バクテリア宿主細胞
を形質転換することができ且つ該細胞にて所望の遺伝子
の発現を引き起こすことのできるファージ、トランスボ
ゾン又はコスミドDNA’7どのDNA分子を含むもの
である。ベクターが宿主細胞中にて活性を保持しながら
維持されるためには、ベクターは、典型的には、?lJ
開始点(ori)、宿主細胞中での複製が促進されるの
に必要な酵素もしくは蛋白をコードする遺伝子を有して
いる。更には、好ましくは、当該ベクターを保持するバ
クテリア細胞の選択を1可能にする例えば薬剤耐性マー
カーなどの選択マーカーを有し、且つ、プロモーター(
即らprec)、リポソーム結合部位、翻訳開始シグナ
ルコドン(ATG)及び構造遺伝子(例えば所望の蛋白
もしくはペプチドをコードするDNA配列)を当該ベク
ターに挿入するための各種ユニーク制限酵素部位を有し
ている。
本発明の1つの態様においては、クローニングベヒクル
らしくは発現ベヒクルには、バクテリアの少なくとも1
つの属において複製することのできるプラスミドDNA
分子が含まれており、そして好ましくは、これらのベヒ
クルは形質転換細胞中にて高コピー数で存在することが
でき且つ安定に維持されるのが望ましい。本明細書にお
いて用いる゛限られた範囲の宿主ベクターもしくはベヒ
クル″とは、あるベクターがバクテリアの1つもしくは
2,3の属においてしか複製できないことを意味する。
本発明の1つの態様においては、広範囲宿主ベヒクルが
使用される。本発明において有用な広範囲用宿主クロー
ニングベヒクルもしくは発現ベヒクルとしては、例えば
、バクテリアの2つもしくはそれ以上の属において機能
でることのできる複製開始点を最低限有しでおり、そし
て望ましくはプラスミドDNAの複製に必要な酵素もし
くは蛋白をフードする遺伝子を有しているプラスミドが
挙げられる。このような広範囲宿主ベクターの例として
は、IncP−1,IncP−2,IncW、IncN
、IncQ、あるいはBukhari、八、■。
et、al、、  eds、  (1979)   (
Co1d  5prir+g HarborLabor
atory  、  Co1d Spring Har
bor、  New Yorkpp、601−670に
記載されたベクターなどがある。
本発明の1つの態様においては広範囲宿主発現ベヒクル
は、より限られた範囲の宿主クローニングベクターもし
くは発現ベクターと、広範囲宿主複製開始点及び複製遺
伝子を右するDNA分子とを融合することによって得る
ことができる。好ましい態様においては、広範囲宿主複
製開始点及びInCQ?Q製遺伝子(” l n c 
Qレプリコーン″又は’rncQ″)が用いられる。[
ncQレプリコーンは、Geurry、P、ct at
、、 1974 。
J、Bactariol、 117 : 619−63
0に記載されており、この文献を不明HJ書に引用する
。前記したように、機能性発現ベクターには、構造遺伝
子の完全な転写及び目的とする蛋白生産物をコードする
メツセンジャーRNA(mRNA)の翻訳に必要なDN
A配列も含まれている。
前記したように、また以後の実施例にて示すように、本
発明は、E.coli  reCAプロモーター(pr
ec)が異種グラムネガティブバクテリアにて所望の構
造遺伝子の転写を誘導できると言う知見に関するもので
ある。所望の構造遺伝子をmRNA分子に完全に転写す
るために必要なものとしてprecのみが示されている
が、Precに加えて転写コントロールエレメントを、
構造遺伝子に連結されたprecを含む発現ベヒクルに
含有させることもできる。このような転写コントロール
エレメント(例えば配列)には、特に限定されないが、
例えば転写ウーミネーション配列がある。
前記したように、所望のペプチドもしくはその断片をコ
ードするm RN A分子を所望のそれらの蛋白に翻訳
するには、先ずmRNA分子が宿主細胞のリポソームに
結合することが必要である。この結合は、mRNA分子
中に存在するリポソーム結合部位もしくは配列(以後S
D配列bt、<はSDと言う)によって達成される。S
D配列は、通常はプロモーター配列と転写間始シグナル
コドンとの間に位置しており、好ましくは、転写開始シ
グナルコドンから約5−約9j!a基対上流に位置して
いる。
1つの態様においては、ここで用いられるSD配列は以
下の配列を含む。
Bglll          Nca15°−^GA
TCTGTTGT八^GGAGTCT^へACCATG
G−3’TCT八GACAACA rTccTcAG^
TCTGGT^Cにこで、(+÷+)はE、coiiリ
ポソームRNAに相補的なヌクレオチドを示し、上記の
全配列がこれまでに報告されているSD配列[5che
rer et al、、  1980 、 Nuc、A
c1ds、Res、8 :3895−3905]から誘
導された合成配列を示している。上記の配列を、以mコ
ンセンサス(cons)リポソーム結合部位と言う。上
記のF3QI II及びNC0I制限酵素部位の存在に
より、上記配列を発現ベクタ線中に所望の方向で挿入す
ることが可能であり、また発現ベクタ線中の構造遺伝子
の直前に翻訳開始コドンを造成することが可能となる。
本発明の1つの好ましい態様においては、バクテリオフ
ァージエフ遺伝子10コード配列の翻訳開始コドンの直
ぐ上流(5′側)の最初の約104個のヌクレオチドか
ら得られる配列中にSD配列が含まれている。この約1
04個のヌクレオチド配列には、バクテリAファージT
7遺伝子10蛋白のプロモーターと遺伝子10 m l
’< N Aの5′非翻訳領域とが含まれている。この
DNAもしくはそのRNA配列もしくはそれらの断片を
、以後まとめて1ゝG10L配列″と言う。これについ
ては欧州特許公開N11241.446 (1987年
10月14日公開)に詳細に記載されており、この公報
を本川aaに引用する。
バクテリオファージT7グノムの全DNA配列は、Du
nnと5tud terによって1983年に報告され
ており、本明細書にそれらを引用する。本発明で用いら
れるG10L配列は、バクテリオファージT7DNAゲ
ノムを単離し、次いで当業者に公知の方法によってそこ
からG10L配列を分離することによって4!?ること
ができる。あるいは、本発明のG10L配列は通常の方
法によって独自に合成することもできる。
本発明の1つの態様においては、バクテリオファージエ
フ遺伝子10のコード配列の直ぐ上流の最初の約104
個の塩基対(bp)に相当するDNAセグメントは、バ
クテリオファージ丁7ゲノムの公知の配列[Dunnと
5tudier  (1983) ]に基づいて化学的
合成により構築することができる。具体的には、第1図
に示したG10L配列が構築され、これは以下に示す修
止を除けば天然のG10L配列に対応するものである。
即ち、BQj! I及び△paI制限M桑部位がG10
L配列の5′末端に挿入されており、またN c o 
I &11限酵素部位が010L配列の3′末端に挿入
されている。これらの制限酵素部位が挿入された結果、
第1図に下線で示したようなヌクレオチドの置換が行な
われた。G10[配列の末端にこれらの2つの制限酵素
部位が挿入されることによって、該010L断片を発現
ベクターもしくは発現ベヒクルに挿入することが容易と
なる。G10L配列を本発明の望ましい発現ベクターに
挿入するための好ましい制限酵素部位としてBCJJ!
 IIとNC0Iとを示したが、他の通常の制限酵素部
位を用いることもできる。あるいはまた、例えばクロー
ニングベヒクルもしくは発現ベヒクル又はクロモシーム
DNAに核酸分子を挿入あるいは連結する伯の公知の方
法を用いることもできる。このような方法としては、こ
れらに限定されないが、例えば平滑末端リゲーション、
あるいは構造遺伝子にG10L配列が作動可能な状態で
連結されている核MII片の化学的合成法[Hania
tis ej at、、  1982 、 Holew
lar C10ning:A Laboratory 
Manual。
Co1d Spring 1larbor Labor
atory、 Co1d Springtlarbor
、 New York]などが挙げられる。
約104個のMA基対(bp)の全GI OL配列には
バクテリオファージエフプロモーター配列が含まれてい
るが、この配列はE、coj!i  RNAポリメラー
ゼによっては認識されず、それ自身のT7でコードされ
るRNAポリメラーゼが必要であることが示された。実
際に以後の実施例5で丞すように、T7遺伝子10プロ
モーターは、それが挿入された全てのバクテリアにおい
て所望の構造遺伝子の調節発現を引き起こすことができ
ない。
Precが欠失している発現ベクターを保持している形
質転換生物において無視できる程度の目的とする遺伝子
生産物が検出されているが、これは発現ベクタ線中に保
持されている他のブ臼モーターにより誘導されたものと
考えられる。
本発明の好ましい態様においては、広範囲宿主発現ベヒ
クルは、Prec、G10L、11訳開始シグナルコド
ン次いで#4造遺伝子の順でこれらのDNA配列が含ま
れるように構築される。このようなベクターは、1nc
Qレプリコーンを含んでもよく、また好ましくは選択マ
ーカーを含んでいる。このようなベクターの具体例とし
ては、これらに限定されないが、例えば、以下の実施例
に示すpMON5756.pMON5757及びpMO
N5758 (第5図)が挙げられる。
このようなベクターが構築された場合には、その内にあ
る」ンボーネントを通常の方法によって他のコンポーネ
ントに交換することができる。例えば、G10L配列及
び/又は構造遺伝子に接している制限酵素部位を利用し
て、他のSD配列及び/又は他の構造遺伝子を酵素的も
しくは化学的結合によって挿入することができる。更に
は、形質転換マーカーとして他の抗生物質耐性遺伝子と
置換することもできる。
4、宿主細胞 本発明において証明されるように、本発明に包含される
発現ベヒクルを用いて、E、cot r。
Pseudonionas 、 Serratia、 
Erwinia 、 Proteus 。
Xanthomonas  、  C1trobact
er  、  Salmonella。
Vibrio、  ^eromonas  、  Zy
+gomonas  。
FIaVObaCtQriull、^lcaligen
es 、 Enterobacter。
にIebsiella、 Gluconobacter
 、 Rhizobium 。
^grobacterium 、 8radyrhiz
obiumなどのグラムネガティブバクテリアを形質転
換することができる1゜本川111m1mにおいて言う
゛異種″とは、グラムネガティブバクテリアに対して用
いる場合には、本来E、coj!i  recAプロモ
ーターを有していないバクテリアを意味する。また゛形
質転換″とは、宿主細胞のゲノムに外来DNAを導入す
るいずれの方法をも含む意味である。このような方法と
しては、これらに限定されるものではないが、例えば、
形質転換、形質導入、コンジュゲーション、トランスフ
ェクション、クロモシームD N Aへの組込みなどが
挙げられる。゛1ゲノム“とは、染色体DNA及び染色
体外DNAの両者を含む意味である。
形質転換細胞が選択され[HaniatiS et a
l、。
(1982)]、次いで所望の構造遺伝fの発現が引き
起こされるJ:うな条件下で培養される。以後の実施例
でよく示されているように、precはそれに作動可能
な状態で結合している構造遺伝子の構成発現を有効に引
き起こすことができる。
実際に、形質転換pseuiomonasにおける目的
とする生産物の非誘導条件下でのpreC発現はE、c
ol iの場合よりも高レベルである5、更には、異種
グラムネガティブバクテリアにおいて目的とする構造遺
伝子の誘導発現を、preCはほとんどの場合に有意に
引き起こすことが出来る。
かくして得られる目的とする蛋白は、通常の方法によっ
て精製することができ、また産生蛋白に適した方法によ
ってその産生をアッセイすることができる。このような
精製法及び/又は蛋白アッセイを用いて、蛋白の産生レ
ベルを確認することもできる。
以下に示す微生物が、ブタベスト条約に基いてアメリカ
ン・タイプ・カルチャー・コレクション(12301P
arklawn Drive、 Rockville。
Maryland、  20852 、 U、S、A 
)に゛3託されており、それぞれ以下に示す受託番号が
付されている。
ATCC39936−E、coli  W3110八T
CC53469−E、coli  N6405A丁CC
67043−E、coli  85219(p)lON
5510)ATCC67044−E、coli JH1
0t(+)HON6002)八TCC53023−E、
coli  W3110(DHON3213)実施例 材料と方法 全てのオリゴヌクレチドは、AppliedBiosy
stess  D N Aシンセサイザーを用いて、製
造業者Applied Btosystems、 In
c  (Foster C1ty。
Ca1ifornia)の指針に従って合成した。32
P−ラベル化ヌクレオチドは八a+ersham (八
rlington11erghts、 l1linoi
s )から入手した。
伯にことわりのない限り、全ての化学薬品はSigma
(St、Louis、 Hissouri)から入手し
た。制限酵素及びDNA修飾酵素は、New Engl
andBiolabs  (Beverly、 Mas
sachusetts) 、NewEngland N
uclear (Boston、  Massachu
setts )及びBethesda Re5earc
h Laboratories(Garthersbu
ro、 Maryland)から入手し、それぞれの製
造業室の指針に従って使用した。
E、 coJ i  JM10l、 Pseudomo
nasしestO3terOni及びSerratia
 l1arC8SCenSを、それぞれ受託番号338
76.17459.25419に基づきアメリカン・タ
イプ・カルチャー・コレクション(ATCC)  (R
ockville、 Maryland )より入手し
た。Pseudomonas putida 1lt−
2はH,Bagdasarran  (Hax Pla
nk In5titute forMolecular
  Genetics、   D −1000Berl
in−Deblin、 F、R,G、 )から入手した
。これはHurray。
に、et  al、Eur、J、Biochem、  
(1972)28  :  301−310に記載され
ている。Psaudoraonasaeruainos
a  2003はH,Vasil  (Univ。
Co1orado  Hed、5chool、Denv
er、 Co1orado )から入手した。これはV
asil、 H,L、et al。
J、Bacteroil  (1982)152:43
1−440に記載されている。Pseudomonas
 syringae JL2000はJ、Loper(
Dept、Botany and PlantPath
o10gy、oregon 5tate  unive
rs;ty。
Carvallis、 Oregon 97331 )
から入手した。
これはJ、E、et al、、 J、Gen、Hicr
obiol 、  (1984)130:1507−1
515に記載されている。Erwinia herbi
cola $ 26はA、にelnanのコレクション
(On iv、 Wiscons in、 Had 1
son、 Wiscons in )から入手した。P
seudo10nas l+orescens 701
E 1 は、 ロ、Drahos  et  al、、
Biotechno10oV  (1986)4 :4
39−444に記載されているタイプのものである。P
seudon+onas fluorescens 1
141F1は、8.N(311111i1)Gのコレク
ション(Honsanto Co、、 St、Loui
s、 Hissouri)からの単離物である。E、c
ott r株W3110は、ATCC受託番号3993
6に基づきATCC(Rockville、Maryl
and)より入手することができる。E、cot r株
N6405はOr、 H,GOttf3SIa1m(1
’1ational In5titutes Of t
lealth、 Bcthcsda 。
Maryland)から入手することができ、またA 
T CC受託番号53469に基づきATCCから入手
することもできる。F、coj 1aRW313はOr
、Thomas Kunkel (Laborator
y orGenetics、 Ha口onal In5
titute ofEnviron*antal  H
ealth  5ciences、ResearchT
riangle Park、North Caroli
na、 27709 )から入手することができる。ベ
クターpBR327及びMl 3m1)9はPharm
acia  (Piscataway、New、+er
sey )から入手することができる。プラスミドDV
C18は、 Yanisch−Perron  at 
 at、、  Gene(1985)33:103−1
19に記載されており、Pharmacia (Pis
cataway、 New Jersey)から入手す
ることができる。ベクターM13mp19はNew E
ngland Biolabs  (Beverly。
Massachusetts )から入手することがで
きる。
F因子ベーターガラクトシダーぜ相補性配列を欠いたE
、coj!i  JM10IF−は、プラスミド配列と
クロモシーム配列との相同性組換えを避けるためにE、
coj!i  JM10lから造成した。E、coJi
  JM10lからJM10lF−への変換は、Hir
ota、 Y、、Proc。
Ho口、Acad、Sci、、(1,S、A (196
0) 46 : 57−64に記載された方法に基づい
て達成される。
バクテリア用の生育培地、形質転換用の条件、及び通常
の抗生物質耐性マーカーを有する発現ベヒクルを保持し
たE、coJ 1IIl胞の選択条件は、例えばHan
iatis et al、、eds、 (1982)M
olecular C10ning A Labora
tory Manual、 ColdSpring 1
larbor Laboratory、 Co1d S
pring 1larbor。
New Yorkに記載されたのと本質的に同様である
バクテリア生育培地用の全ての成分及び抗生物質は、S
ign+a(St、Louis、Hissouri)又
はDifCOLaboratories(Detroi
t、Hichigan )から入手した。
具体的には、所望のプラスミドを保持する細胞を50μ
g/−カナマイシンの存在トで生育せしめ、カナマイシ
ン耐性(Kn’)マーカーを存する発現ベヒクルの存在
により選択した。アンピシリン耐性(amp’ )又は
ゲンタマイシン耐性(Qen’ )マーカーを有する発
現ベヒクルを保持する細胞を、それぞれ200μg/d
アンピシリン又は10μ9/rdゲンタマイシンを含む
培地中で生育した。p、 testosteroniに
ついては、500μg/−ゲンタマイシンを選択用に使
用した。
用いた生育培地はLB培地(Haniatis at 
al、、 1982)であり、250 rpmで振とう
しながら30℃又は37℃でバクテリア培%細胞をイン
キュベーションして生育させた。
[、coii株以外の上記のバクテリア株についてリフ
ァンピシン耐性誘導体株を造成し、所望のベクターを導
入するためのカウンター選択マーカーとした。LB培地
で30℃で1晩生育ゼしめたそれぞれの100μlアリ
コートを、50μ7/dリフアンピシンが添加されたし
13培地が入ったベトリ皿の表面上広げた。リファンピ
シン耐性変異株を選択し、リファンピシン(50μg/
d)を含む他のしBプレート上にそれのコロニーを再塗
布して更に精製した。これらのりファンピシン耐性誘導
体株は、Ditta、G、S、et al、、Pr0C
,Na口。
Acad、 Sc i、 、 U、 S、^、、198
0.77:7347−7351に記載された方法を用い
たH8101(pRK2013)と所望のプラスミドを
保持した適当なE、C011培養細胞とについてのトリ
バレンタルミーティングに有用である。ベーターガラク
トシダーゼを産生ずる組換え細胞の選択は、上記したよ
うにリファンピシン(50μg/d)とカナマイシン(
50μg/d)を含むLB培地上で行なうことができる
E、coJi  reCAプロモーターからの転写誘導
は以下のようにして行なうことができる。
発現ベヒクルを保持する組換えバクテリアを、50μg
/qカナマイシンを含むLB培地(Haniatis 
et al、、 1982 )中で、指数増殖器まで、
典型的には約100に+ettユニット(に+ett−
summersonメーターで測定した。にlett−
summersonメーター、に1ett Hfg、C
o、Ncw WorkCity、 Nev York)
の細胞濃度ま′c−’i+ 今せしめる。
次いで5Idサンプルを取り、残りの培am胞に終濃度
が50μ’J/dとなるようにナリジクス酸(1011
!9/dの0.1N  Na0)−1溶液)を加える。
誘導後、数時間生育せしめる。その間、目的とする蛋白
産生のピークを測定するためにあらかじめ決めた間隔(
@えば1時間毎)でアリコートを採取する。目的とする
遺伝子生産物の産生が最大となるように高レベルぐ通気
し、培養温度を30℃又は37℃に維持する。
組換え宿主細胞中で産生される目的とするポリペプチド
のレベルは、酵素活性、ウェスタン・イムノブロッティ
ング[Renart Ct al、、 (1979)P
roc、Hatl、Acad、Sci、、U、S、八、
76:3116−31201などの蛋白特異的アッセイ
法により測定することができる。例えば、ベーターガラ
クトシダーゼ(β−gal)の産生量レベルは以下のよ
うにして測定できる。発現ベクターを保持する州胞を、
前記したように、該発現ベクターの耐性マーカーに適し
た濃度の抗生物質を含むLB培地中で、約100KIe
ttユニツトの光学a度になるまで生育せしめる。培養
液5.0dから遠心により細胞を採取し、得られるベレ
ットを1.0dZバツフアー(60114−43)3リ
ン酸ナトリウム、40−H二塩基酸リン酸プトリウム、
10■81!I化カリウム及び5QmHベーターメルカ
プドールを含み、pt+7.0に調製されている)に懸
濁する。測定可能な活性となるように、アッセイ前に抽
出物を2バツフアーで2.−100倍に希釈する。希釈
サンプル25−100μノを7バツフアーに加えて終容
ff11.Odとする。チューブを37℃で平衡化せし
めて、0−ニトロフェニル−β−ガラクトピラノシド(
ONPG)(4q/dのO,1Mリン酸バッファー溶液
、pH7,O)0.2dを加える。
黄色にきわだって発色するまで反応を進行さゼる。
次いで、1M Na2Co30.511t1を加えて反
応を止め、420rvで吸光度を測定する。Mille
r。
J、14.(1972)Experiments  i
n Mo1ecularGenetics  、  C
o1d  Spring  1larbor  Lab
oratory。
Co1d 1prino 1tarbor、 New 
Yorkに記載された方法に従い、ベーターガラクトシ
ダーゼ活性は、0NPGのμM消衰係数4.5を用いて
1分間で蛋白11I!J当りに形成される生産物のμm
ol数で表わした。蛋白濃度は、Braford、H,
H,、Anal。
Bioche@、 (1976) 72 : 248−
254に記載された方法に従って測定した。
ブタ成長ホルモン(PGH)のレベルは、Renart
 ct al、、 (1979)に記載された方法に従
って、ウェスタンイムノブロッティングにより測定した
プラスミドpMON6002.pMON5515、pM
ON5514.pMON5537.pMON5510.
pMON5539.pNDC8゜pB G Hex−1
及びMl 3mp9/13G)−1は、欧州特許公開N
Q241,446 (1987年10月14日公開)に
記載されており、その記載を本明細内に引用する。同時
に出願され公開された出願も引用する。
友74 mユ 本実施例は、第1図に示す合成G 101分子の構築及
び組立てについて記載するものである。合成2本鎖DN
A (dsDNA)G10L分子は、バタテリオファー
ジT7遺伝子10コード配列の翻訳開始コドン(A −
r G ’)の直ぐ5′側の最初の約100個の塩基対
(bp) 、 ATG171始コドン及びそれに続<G
−Cbpを含み、第1図に下線で示した置換bpを有し
ている。
第1図に示したdsDNA分子を構築するために、第5
図に示した6個の部分重複した相補性オリゴヌクレオチ
ドを合成した。粗合成オリゴヌクレオチドのアリコート
を、ポリアクリルアミドウレアゲル(7Mウレア中に1
6%(W/V)(Haniatis et al、、 
1982 )を用いた電気泳動により精製した。それぞ
れの調製物中の合成DNAの濃度は、1分間当りATP
1モルに対して22.000−24.000カウント(
CDIll)の比活性のγ−32P−ATP及びT4D
NAキナーゼを用いた定量的5′末端ラベル化反応によ
り測定しノた。
合成DNA上セグメント−6(第5図)の組立ては以下
のようにして実施した。6個のオリゴヌクレオチド全て
に対して、ポリヌクレオチドキナーゼを用いてその5′
末端のホスホリル化を実施した。オリゴヌクレオチドの
相補性ベアー(1/2.3/4及び5/6)を、丁4リ
ガーゼバッファ線中でそれぞれ5ピコI01/μlの濃
度で混合した。次いでそれぞれのベアーを15分間で7
5℃まで加熱した。次いで混合物を冷却させた(即ちア
ニーリングを行なった)。次いで、オリゴヌクレオチド
の3つのベアーを混合し、15℃で連結させた。次いで
、形成されたG10Lポリマーを除去するためにBQJ
ITI及びNcoI制限酵素で処理し、組立てられたG
10L断片を、非変性12%(W/V)ポリアクリルア
ミドゲル(Haniatis et at、、 198
2 )を用いた電気泳動により精製した。得られる10
4bl)DNA分子をゲルから電気溶出させ、第1図に
示した[)NA配列を有する分子を得た。
友亙璽ユ この実施例は、合成G10L配列及び/又は構造遺伝子
に作動可能な状態で結合した E、coji  reCAプロモーターを含む各種の発
現ベヒクルの構築を示すものである。具体的には、この
実施例は、E、cojiベーターガラクトシダーゼ(J
laCZ”)構造遺伝f及びコンセンサスE、COJ+
リポソーム結合(S、D、)配列:E、CO1+ベータ
ーガラクトシダーt2構造遺伝子及びG10L配列:あ
るいはブタ成Qホルモン(PGH)構造遺伝子及びG 
10 L、配列に作動可能な状態で結合したE、ca1
ireCAプロモーター(PreC)を含む広範囲宿主
発現ベヒクルの構築を示すものである。1a、  1)
rec−G10L−1acZE.coli  reCA
プロモーター(PreG)、]ンセンサスSD配列(S
t”))及びE、coli 3’ −エノールビルボイ
ルシキミ酸−5−リン酸シンターゼ(EPSP)DNA
コ−ド配列が挿入されたo B R327ブラスミドを
含む組換え発現ベクターpMON6002を、制限酵素
5azn及びNC0Iで消化し、ラージベクター断片を
、NAC3樹脂(BOtheSdaResearch 
 Laboratories、 Gaithersbu
rg 。
Maryland)を用いたクロマトグラフィーにより
製造業者の指針に従って精製した。その後、T4DNA
リガーゼの存在下でベクター断片と合成0101分子(
第1図)とを混合し、プラスミドpMON5537 (
第3図)を作成した。プラスミド6002は、ATCC
受託番号67044に基づきA T CC(Rockv
ille、Maryland)より入手することができ
る。次いで4UられるベクターpMON5537を用い
てE、coii  JM101細胞を形質転換した。2
00μg/r!I!アンピシリンを含む培地で生育ざμ
ることによって形質転eE、coii宿主細胞を選択し
た。発現ベクターpMON5537の造成は、形質転換
細胞から発現ベクターを単離し、次いでG10L及びE
 P’ S P配列に特有の制限酵素で消化することに
よってl明できる。
発現ベクター1)MON5510は、ATCC受託番号
67043を有するE、col iaM5219から単
離され、第3図に示すように、このベクターは、バクテ
リオファージラムダPLプロモーター(P、)の2つの
タンデムコピー、コンセンナスSD配列(SD)及びラ
ットアトリオベブチゲン(APIJf3n)コード配列
が挿入されたプラスミドpBR327を含むものである
。このベク’)−をNcoI及びl1indlllで消
化して、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)
(Haniatis et al、、 1982 )で
AP(IQrlコード配列を単離した。Apgenコー
ド配列を、あらかじめNcoI及び1(indlllで
消化しウシ腸アルカリ小スファターゼ(CIAP)で処
理した1)MON5537と、T4DN△リガーゼの存
在下で混合した。次いで、得られるpMON 5515
ベクターを用いてE、coli  JM1011胞を形
質転換し、アンピシリンを含むLB寒天プレート上で生
育させて形質転換体を選択した。
DMON5515ベクターにAPOcn  DNAD−
ド配列が挿入されたことは、ベクターを単離してG10
L及びAPaen配ダ1に特有の制限M索で消化するこ
とによって確認した。
第4図に示したように、G10L配列と1acZ構造遺
伝子に対して作動可能な状態でE。
COj!i  reCAプロモーター(preC)が連
結している発現ベヒクルDMON 5542は次のよう
にして構築される。Nigel P、Hinton、G
ene(1984)31 :269−273に記載され
た18CZ構造遺伝子を有するプラスミドDNM48o
をNeoIで開裂し、E、coj!i  DNAポリメ
ラーゼ(クレノー断片)で充填してNCoI部位を除去
し、次いでT4  DNAリガーゼで再連結してpMO
N5526を作成したく第4図)。プラスミドpMON
5515(第3図)を△va■及びNGOfで開裂し、
PrecとG10Lとを有するAVaI/NcoI小断
片を111し、次いで、T4DNAリガーゼの存在下で
、あらかじめSma Iで開裂したE)MON 552
6と混合した。次いで、得られる連結混合物を用いて、
E、coj!i  MC1000111胞を形質転換し
、アンピシリンを含むf8地で生育せしめて形質転換体
を選択した。Prec、G10L及びttacZ411
造遺伝了を有する目的とするベクターpMON5527
(第4図)が構築されたことは、制限酵素で消化し次い
でアンピシリンを含む)1accOnkOy寒天プレー
ト上にプレートして確認した。
Dente eds、et al、、 DNA  C1
0ning Vol、1 。
”A Practical Approach” 9.
101−108゜I RL  Press、 1985
 、 HcLean、  Virainiaに記載され
ているプラスミドDEML3L18をpvu■で開裂し
、小断片を取り出した。プラスミドpMON5527を
[)raIrl/lf裂し、Prec。
G10L及び1 aCZ配列を含む約4800 = 5
000塩基対(bp)断片を甲離し、r4DNAリガー
ゼの存在下で、PvuIIで開裂したプラスミドDEM
B118と混合した。次いで連結混合物を用いて、E、
coJi  MC100Oを形質転換し、アンピシリン
を含む5acconhey寒天からなるプレート上で生
育せしめて形質転換体を選択した。G10L及びLac
Z構3i!i遺伝子に作動可能な状態で連結したPre
cを含む得られる発現ベクターをpMON 5542と
命名した(第4図)。
PrecがG10L及びL a CZ4i造遺伝fに対
して作動可能な状態で連結していることは、制限酵素を
用いた消化により確認した。
JT)rec、G10L及び18CZ配列を含む広範囲
宿主発現ベヒクルを造成するために、プラスミドDMO
N5542を広範囲宿主プラスミドpMON7051に
連結した。広範囲のグラムネガティブバクテリアにおい
て作動する複製同始点と1ncQ複製遺伝子とを含むプ
ラスミドpMON7051は次のようにして構築した。
ゲンタマイシン耐性遺伝子(Gm  )を、プラスミド
pP HI J I (1lirsch、 P、R,と
Beringer、 J、E、。
1984、プラスミド12:139−141)からEc
oRI/BamHI断片として単離した。
次いで、Gm  を含むEcoRI/Bam)lTll
i片を、EcoRIと8am)IIで開裂したE.co
liクローニングプラスミドpKC7(Rogers、
S、G、et at、、  1979. Cene7 
: 79 )に連結した。連結混合物を用いてE、co
l rを形質転換し、アンピシリン及びゲンタマイシン
を含む培地で生育せしめて形質転換体を選択した。
13 amHI近位末端での5phIを用いたデレージ
ョンにより、Gm’遺伝子のサイズを約1900bpに
した。次いで、E CORI近位Hindll[を、ク
レノーポリメラーゼで処理し再連結して不活性化した。
Gmrを含むEcoRI/5phI断片を、Geurr
y、P、et al、、 1974 。
J、Bacteriol、 117 : 619−63
0に記載された1ncQレプリコーン、R8F1010
にクローン化し、pMON7051を得た。具体的には
、最初に、R8F1010の遠位5phI部位にGm’
 311伝子断片を挿入してR8F1010のストレプ
トマイシン耐性遺伝子を不活性化した。
1ncQレプリコーンからの5oobp  PstI新
片のデレージョンにより、士民のスルファニルアミド耐
性遺伝子とそのプロモーターを除去した。
次いで、プラスミドpMON5542とpMON705
1とをEcoRIで開裂し更に開裂したプラスミドをT
4DNAリガーゼの存在下に混合して、pMON554
21)MON7051に3%結した。次いで、連結混合
物を用いてE、cot tJM10lF−を形質転換し
、アンピシリン(200u9/#Ii!>とゲンタマイ
シン(10μ9/me)とを含む培地で生育せしめて形
質転換体を選択した。
ゲンタマイシン耐性遺伝子に対して逆の方向であるいは
同じ方向で、G10L及びJ acl構造遺伝遺伝作動
可能な状態でE、co!+reCAブOモーターが連結
している得られる広範囲宿主プラスミドを、それぞれl
)MON5757、pMON5758と命名した(第5
図)。
G10L配列と18CZ構造遺伝子に作動可能な状態で
E、coj!i  recAプat−ターが連結してい
る広範囲宿主発現ベヒクルpMON5014(第6図)
は次のようにして構築した。
プラスミドpMON5527(第4図)をEC0RIと
Dra■で消化し、Prec、G10L及び1acz構
造遺伝子を含む約4.4キロベース(kb)断片を単離
した。次いで、この4.4kb断片を、あらかじめEC
0RIとHpaIで消化したpMON7030に挿入し
た。
約9.4kb17)ブ5 スミt’ OM ON 70
301.t ’7 ラスミドpNJ9279 (Gri
nter、 N、J、、1983゜Gene21 :1
33−143)を含んでおり、プラスミドpMON70
30は、NationalCollection  o
r Industrial Bacteria(Sco
口and)より受託番号NClB11715として入手
することができる。このプラスミドl)MON7030
をPStIで消化して、カナマイシン(Km  )耐性
遺伝子、広範囲宿主視製同始点及び複製遺伝子は保持し
たままでTn7配列を除去した。得られる広範囲宿主プ
ラスミドpMON5014は、G10L配列と18CZ
構造遺伝子に作動可能な状態で連結しているprecを
有しており、更にカナフィシン耐性マーカーを保持して
いてpMON5014による形質転換体の選択が可能と
なっている。
b、  Prec−mlンセンサスS、D、 −jj 
a c ZE、COl iコンセンサスリポソーム結合
部位(コンセンサスSD)及び1aCZ構造遺伝子に対
して作動可能な状態で[:、co、ji  recAプ
ロモーター(PreG)が連結しているpEMBLベク
ターであってI)MON5575と命名されるベクター
を以下のようにして構築した。
ΔTCC受託tR号67044のE、co!iJM10
1から得られる!ラスミドpMON6002と上記した
プラスミドpMON5515とを、それぞれ、NcoI
とEC0RIで消化した後、1’ 4 D N Aリガ
ーゼの存在下で混合した。次いで、得られる連結混合物
を用いてE、COj! iJM10Iを形質転換し、ア
ンピシリンを含む培地で生育せしめることにより形質転
換体を選択した。コンセンサスS、0.及びアトリアル
ベプチゲンコード配列(APaen)に作動可能な状態
でprecが連結している目的とするベクターpMON
5514が得られたことは、υ1限酵素で消化してG1
0L配列が存在せずアトリアルベブチゲンコード配列が
存在することが明らかにされることによって確認した。
プラスミドpMON5514をAVa■とNcoIで開
裂して、precとコンセンサスS、0.配列とを含む
約1200 bp1gi片を得た。次いで、この断片を
精製してpMON5526 (第4図)のSma■部位
に挿入した。得られるプラスミドをpMON 5540
と命名した。このプラスミドは、コンセンサスS、0.
と1acZJaTi遺伝子に作動可能な状態でprec
が連結しているp8R322プラスミド誘導体を有して
いる。precと010L配列を有しているpMON 
5542のE CORI /Hindlll領域を、p
recとコンセンサスS、D、配列を有しているpMO
N 5540のE c o II I/HindDI断
片と置換することにより、ρMON5575  pEM
8Lプラスミド誘導体を構築した。
広範囲宿主ベヒクルpMON5759 (第6図)は、
I)MON5575とpMON7051とを融合するこ
とによって構築した。置体的には、1)MON5575
とpMON7051とをそれぞれEcoRIで消化した
後で連結し、次いで得られる連結混合物を用いてE、c
oJi  JM10lF−を形質転換し、ゲンタマイシ
ンとアンピシリンとを含む培地で生育せしめて形質転換
体を選択した。得られる広範囲宿主発現ベヒクル1)M
ON5759は、コンセンサスリポソーム結合部位(S
D)と1acZ構造遺伝子に作動可能 ゛な状態ぐ連結
しているprecを含んでいる。またベクターpMON
5759はGm’遺伝子とIncQレプリコーンを含ん
でいる。
c、  Prec−G10L−PGH G10Lとブタ成長ホルモン(P G I−1)構造遺
伝子に作動可能な状態でE、coj!i  reCAプ
ロモーター(Prcc)が連結している広範囲宿主発現
ベヒクルpMON5756 (第6図)は次のようにし
て構築した。
ウシ成長ホルモン(BGH)のDNAコード配列を有す
るプラスミドpBGHox−1を、Genentech
、Inc、 (So、San Francisco、 
Ca1ifornia)から入手した。このプラスミド
は、欧州特許公開島75.444 (1983年3月3
0日公開):Seeburg et at、、  19
83. DNA 21 : 37〜45 :Goedd
el et al、、  1979. Nature 
 281 : 544−548 ;DeBoer et
 al、、1982゜Pr0m0terS  :構造と
機能、 ChamberlinとRodriguez、
 eds、、チャプター2 g 3 : +1ozza
reとYanofsky、 1978. J、Bact
eriol、133 : 1457−1466:及びR
osenbergとCourt、 1979 、 An
n、Rev、Gcnet、 13 : 319−353
に記載された方法に従って調製することができる。発現
ベクターpBGHox−1は、[3GH[BGH−1(
P)]のための遺伝子を含むpBR322バクテリアプ
ラスミドであって、そこでコードされるB G H1白
のN末端アミノ酸は、NH2−メチオニン(mat)と
フェニルアラニン(phe)である。
この遺伝子は、トリプトファンプロモーター(ptrp
)、5’非翻訳mRNAのセグメント。
8G)IのN末端phe (P)Dトン(以後B G 
l−1(P)と言う)に隣接した翻訳開始コドン。
B G Hコード配列及び翻訳終止コドンを含んでいる
BGH(P)コード配列が、N末端翻訳開始(ATG)
メチオニンコドンの直ぐ後にアラニン<apa>コドン
を有し更に翻訳開始コドン(△T G )に重複してい
るNCoT部僚を有するように、以下のようにしてオリ
ゴヌクレオヂド部位特異的突然変異により13G+−1
(+))コード配列を修■几た。プラスミドB G l
−1ex−1からHindl[[/EcoRI断片とじ
TBGH(P)DNAコード配列を切り出し、2本鎖M
13+ep9DNA (RFDNA)のHind!If
/EcoR丁部位にクローン化した。RFMI 3mp
9DNΔのHindl[[/EcoR1部位へ BGH(P)DNAコード配列が挿入された組換えベク
ターM 13 m p 9 / B G Hが造成され
たことは、バクテリア生育培地上に無色のプラークが形
成されたことによって先づ確認した。即ら、Hania
tis et al、、 (1982)に記載されたソ
フトアガー重層法を用いて、1XYTwS地[トップア
ガー3−中に、10dl OOmHI PTG (イソ
プロピル−β−D−チオガラクトピラノシド)と50μ
m2%(w/v)X−GAL (5−70−E−4−ク
ロ[1−3−インドリル−β−D−ガラクトピラノシド
)とを含有する1上でE、calrJM10Iを生育せ
しめ、次いでHaniatis et al。
(1982)に記載された方法に従って上記組換えベク
ターをトランスフェクションして、無色のプラークが形
成されるか否かを調べた。更に、BGH(P)コード配
列が挿入されていることを、Haniatis et 
al、、 (1982)に記載されたようにして無色の
プラークからf」i n d mとEC0RIとを用い
て組換えベクタ線中のRFDNAを開裂せしめて挿入配
列を含む590bpf!Fi片が得られることによって
確認した。
Haniatis et al、、 (1982)に記
載されたようにして、1%(W/V)アガロースでの7
ガロースゲル電気泳動により590塩基対(bp)断片
を同定した。全ての1till限酵素断片を、Hani
atis etal、、(1982)に記載された方法
に従って同定した。Hessing et al、、 
 (1982) Gencl 9 :269に記載され
た方法に従って、1本!II(88)ファージDNAを
単離した。 2o11erと!1vith(1982)
 Nuc、 Ac1ds Rcs、  10 : 64
87−6500 : ZollcrとSm1th  (
1983) Hethods  inEnzymol、
100:468−500:及びNorriset  a
l、  (1983)  NuC,八cicls  R
eS、1 1  :  5 1 03−5112に記載
された方法と木質的に同様にして、オリゴヌクレオヂド
部位特異的突然変異用にM13ff198Gllベクタ
ーをテンプレートとして用いた。これら文献の相当部分
の記載を水圏111、!Jに引用する。
N末端メチオニンコドンの直ぐ後にフェニルアラニンコ
ドンを有しNCOI部位を欠いたBGH“コード配列か
ら、以下に示した突然変異法により、N 、を端メチオ
ニンコドンの直ぐ後に7ラニンコドン及びNcoI部位
を右するBGI−1コ一ド配列[BGH(A)]を造成
した。即ち、先ず、目的とする変異配列を含むオリゴヌ
クレオチドブライマーを用いて、5sDNA  Ml 
3mp9/BG!−1テンプレートの閉環状DNAコピ
ーの合成を行なった。このプライマーの配列は次の通り
である。
5°−GTGA^TTCTCCATGGCT丁丁CCC
AGCTATGTC−3′かくして造成された閉環状d
SDNA分子を、ZollerとSm1th  (19
83)に記載されたアルカリシュクロースグラジェント
遠心により不完全環状分子及び5sDNA環状分子より
分離した。
Messing et al、、  (1982)に記
載された方法に従って、閉環状dsDNA分子を用いて
E、coii  JM10lを形質転換し、得られる無
色プラークを、Pa1lυ目rafine Filtr
ationCorp、  (Glen Cove、 N
ew York )から入手したナイロンバイオダイン
1Hフイルター上に取り、部位特異的突然変異に用いた
オリゴヌクレオチドブライマーの32P−ラベル体とハ
イブリダイズするか否かをスクリーニングした。製造業
者の指針に従って、プラークを上記のフィルター上に取
った。
Pa1l Filter Corporation  
(Glenn Cove、 N、Y、)成した’ Pa
1l Biodyne” Ny10n Filter 
ヘDNAをトランスファーするためのプロトコールガイ
ド(1983)”に記載された方法に従って、ナイロン
Biodyneフィルターを用いてハイブリダイげ一ジ
ョンスクリーニングを実施した。M13mp8 / b
 G l(ex−1フアージを用いて調製したコントロ
ールフィルターから放射ラベル化シグナルがなくなるま
でフィルターを温度上昇Fに洗浄した。
典型的な洗浄プロトコロールは、室温で10分間6XS
SC(0,9M  NaC1及び0.09Mクエン酸ナ
トリウム)で洗浄し、次いで50℃で5分間6XSSC
で洗浄し、更に5℃上界した温度で洗浄する方法である
。コントロールファージよりも高い温度で放射ラベル化
オリゴヌクレオチドブライマーにハイブリダイズするプ
ラークが、新たに造成されたBG1〜1(A)コード配
列を保持していると考え、ボテンシVルポジティブとし
た。
あるいは他の方法として、E、coj!i  JM10
1形質転換体から無色プラークを採取し、1゜6% (
w/V) ト!Jプトン、1.0%(W/V)酵母抽出
物及び0.5%(w/v)NaC1を含む2XYT培地
5−で37℃で通気しながら1晩生育サセタ。次イテ、
Messing et al、、  (1982)に記
載された方法に従って調製したファージDNAをニトロ
セルロース上にスポットし、放射ラベル化ブライマーと
ハイブリダイズさゼ、次いで上記と同様にして温度上昇
下に洗浄した。M13mp98GHコントロールプラコ
ントロールファージハイブリダイズするファージDNA
を同様にポテンシャルポジティブとした。上記の両者の
スクリーニング法により得たポテンシャルポジティブプ
ラークを上記と同様にして生育せしめ、これを用いてS
SファージDNAを調製し、5anaer  et  
al、   (1977)  Proc、Natl、八
cad。
Sci、、 Il、S、^、74 : 5463に記載
された方法に従って配列決定を行ない、BGI−1(A
)コード配列を保持していることを確認した。BGH(
A>コード配列及びNcoI部位を含む得られる組換え
M13mp9ファージDNAをpNcD8と命名した。
次いで、BGH(A)コード配列に作動可能な状態でG
10L配列が連結したプラスミドpBR327を構築し
た。具体的には、pNcD8を1−1indl[I及び
NC0Iで消化して、BGI−1<A)コード配列を含
む580bl)DNAII片を単離した。
次いで、この580 bpD N A断片を、T4DN
Aリガーゼの存在下で、あらかじめNeo IとHin
dlllで消化したpMON5515と混合し、ウシ腸
アルカリホスファターゼで処理した。次いで、得られる
混合物を用いてE、col:  JM10lを形質転換
し、アンピシリンを金石する培地で生育せしめて形質転
換体を選択した。
prec配列、G10L配列及びBGH(A)コード配
列が挿入されたプラスミドpBR327を含む得られる
組換えプラスミドをpMON 5539と命名した。
次いで、ブタ成長ホルモン[PGl−1(A)]蛋白(
例えばN末端アラニンを含むブタ成長ホルモン蛋白)を
コードするDNA配列を、以下のようにして、BGH(
A)コード配列に代えてpMON5539に挿入した。
即ち、先ず、オリゴヌクレオチド部位特異的突然変異に
より、pMON3213中に含まれているPGM(A)
コード配列の5′末端にNco I部位を導入した。
pMON3213は、A T CC受託番号53023
を有するF、coii  W3110から1i′?るこ
とができ、また欧州特許公開Nα193.515(19
86年9月9日公開)に記載されておりそこでの記載を
明msに引用する。具体的には、pMON3213をE
COR■とHindlllr開裂して、得られる590
bp所片を単離し、M13mp19へ挿入した。得られ
る相換えM13mp19DNAのチミジンの位置の部分
にウラシル残基を導入するために、にunkel (1
985) Proc、Natl、^cad、sci、、
 U、S、A、、82 : 488−492に記載され
た方法に従い、組換えM13mp19DNAをE、co
i 1aBW313に2回通した。Messing e
t al、、  (1982)に記載された方法に従っ
て、組換えM13ml)19DNA17)1本11 (
ss)DNA体を単離し、ZollerとSm1th 
 (1982、1983)及びNorris et a
t、、 (1983)に記載された方法により、オリゴ
ヌクレオチド部位特異的突然変異のテンブレー1・とじ
て用いた。次に示す27塩1□tオリゴヌクレオヂドブ
ライマーを用いて相同性DNA鎖のin v目rO合成
を行なった。
EcoRI  Ncal metalaphepr。
CAGTGAATTCTCC八TGGCCTTCCCA
へC第2(pAえば相同性)の鎖合成の後に、そのDN
Aを野生型E、Col1株JM101に挿入して、変異
DNAを含むプラークを増加させた。
変異DNAを野生型E、col iJM10lに挿入し
て4つの透明なプラークを得た。プラークを選択して、
2XYT培地で37℃で1晩生台させた。1本鎖DNA
を調製して、sangcr at al、。
(1977)に記載されたジデオキシチエインターミネ
ーション法により配列決定を行なった。配列決定した4
つのDNAのうち2つがNCoI部位を有していた。N
co I部位の存在はNGOI消化によっても確認した
。5′末端にNCo I部位を有するPGH(A)遺伝
子をM13mp19にクローン化し、これをpMON3
267と命名した。
次イテ、DMON3267をNC0IとHindI[[
t’消化して、PGH(A)l)NA配列をNcol/
Hi ndI[[断片として単離した。このPGI−1
(A)DNAコード配列を、T 41) N Aリガー
ビの存在下で、あらかじめNCoIと)1indl[r
消化してDMON5539と混合した。次いで、(qら
れるプラスミドを用いてE、cot iJM10lを形
質転換し、7ンビシリンを含む培地で生育せしめて形質
転換体を選択した。得られるプラスミドは、Prec。
G10L配列(例えば104 bp)及びPGH(A)
コード配列をこの順序で作動可能な状態で有していた。
このプラスミドをあらかじめEC0RIで開裂せしめ、
これを、EC0RIであらかじめ開裂したpMON70
51に上記と同様にして連結することによりプラスミド
pMON5756 (第6図)を構築した。プラスミド
pMON5756は、・G10L及びPGHI造遺伝了
遺伝rec及び1ncQレプリコーンが作動可能な状態
で連結している広範囲宿主発現ベヒクルである。
実施例3 本実施例は、E、coJi  recAプロモーター(
Prec)は2.3の異種グラムネガティブバクテリア
において目的とする構造遺伝子の発現を引き起こすこと
ができることを示す6のである。
下の表1に示すように、E、co1iベーターガラクl
−シダーゼ構造遺伝子1aCZ)にPrecが作動可能
な状態で連結した発現ベクターで形質転換された各種の
Pseudomonas種は、非誘導条件下で高レベル
のベーターガラクトシダーゼ(β−qaJ)活性を示し
た。E、 cott iJM l Q 11m−、Ps
eudon+onas  (P) 。
fluorescens 701 E 1及びp、 t
estosteroniのそれぞれ全てを、前記した方
法に基づき、前記のβ−Qa1発現ベヒクルDMON5
014で形質転換した。すべての形質転換バクテリアを
、前記したように、50μ’J/dカナマイシンを含む
LB培地で30℃で生育させた。形質転換バクテリア中
で産生されるβ−QaJの基本レベルは前記したと同様
にして測定し、1分間での蛋白1Rg当りのμM数で示
した。驚くべきことに、組換えPseudomonas
種の2つともが、同種の1acZ構造遺伝子を有する形
質転換E、COJ iより6高いレベルのβ−gai産
生を示した。
表  工 非誘導条件下での − alの、坦 E、coli JH10lF −pH0N5074  
  2.4P、 fluorscens    pH0
N5014    15(701El) P、testosteroni   pH0N50t4
    10(/1rcc 17409) 上記の表■に示したように、precが18CZ構造遺
伝子に作動可能な状態で連結した場合には、precは
、E、co!+及び各柿の形質転換Pscudomon
as  (P、)種の両名ニおイテヘーターガラクトシ
ダーゼ(β−Qai)の発現を引き起こりことができる
。実際に、テストした組換えρ5eudoffiona
3種の2つともが、precを含む発現ベヒクルで形質
転換したE、coj!r種よりも高レベルのβ−Qa1
産生を示した。
実施例4 本実施例は、異種グラムネガティブ生物でのprecの
誘導性を丞すものである。具体的には、Psaudom
onas 、 Serratia、 Erwiniaな
どの5!1種グラムネガデイプバクテリアにおいては、
PreCはナリジクス酸によって誘う可能であることが
示された。Precが作動可能な状態で構造遺伝子に連
結した発現ベヒクルを保持するグラムネガティブバクテ
リアにおけるPrecの誘導性が以五の表2−4に示さ
れている。
1つのテストでは、E、coli  JM10I。
P、fluorescens 701 E 1及びP、
 testosteroniを発現ベヒクルpMON5
014(第6図)で形質転換した。形質転換(組換え)
バクテリアを、他にことわりのない限り、30℃でLB
培地にて生育せしめ、前記したようにしてナリジクス酸
(終atα50μg/Id)で銹々した。次いで、誘s
4時間後のβ−qaz活性を測定し、4時間後のβ−に
Ja1活性レベルとナリジクス酸添加直前(0時間)の
β−CJal活性レベルとを比較して、誘導レベルを求
めた。結果を下の表2に示した。この結果から、Pse
udomonasなどの非E.coliグラムネガティ
ブ属においてPrecは認識され誘導されることが判る
表  2 ナリジクス酸によるβ−gai活性の誘導生   物*
     誘導時1ffl (hr)    SD A
ct     Zmfa数4       9.9  
   2.8E、coli JH10lF ”  (3
7℃>    0       3.5      −
4      11.0     3.2P、fluo
rescens         O16,O−(70
1E1)            4      51
.0     3.1P むestosteroni 
            O9,7−(^丁CC174
09)            4        1
4.0       1.4* :全ての生物はプラス
ミドpMON5014を保持している。
β−ga1の発現をコントロールするPrecの有効な
誘導(例えば調節)は、ドデシル硫酸プトリウムポリア
クリルアミドゲル電気泳動(SO8−PAGE)により
確認した。具体的には、培養細胞の約5に1ettユニ
ツトを9%(W/V)SDS−PAGEゲルで分離し、
W、et al、。
1981、  Anal、Biochem、  118
  :197−203に記載されているようにしてゲル
を銀染色した。
E、col ilX外の広範囲なグラムネガティブバク
テリアにおいて、Precは構造遺伝子の調節可能な発
現を引き起こすことができることを示す他の結果が、以
下の表3に示されている。
目的とする構造遺伝子(例えば18C’l>の発現には
Precが必要であることは、Prec配列を欠く以外
は同じである発現ベヒクルを構築することによって証明
された。具体的には、前記したpMON5757(第6
図)をテストに用いた。
このベクターはPrecに作動可能な状態で連結してい
るG10L配列を含んでいる。他のベクターとしてpM
ON5761 (第6図)を用いた。
このベクターは、prec配列が欠失されている以外は
pMON5757と同じである。本テストでは、更に他
の3つのPseudomonas 4!f+及び更に他
の2つのグラムネガティブバクテリア種、即らErwi
nia  (E 、 )とSerratia (S、 
)も、構造遺伝子(例えば1acZ)に作動可能な状態
で連結しているprecを含む発現ベヒクルで形質転換
したため、precによる調節可能な発現は広範囲のグ
ラムネガティブバクテリアに適用可能であることが証明
された。
発現プラスミドpMON 5757又はpMON576
1を、前記したようにして、以下の表3に示した生物に
形質転換法又はコンジュゲーションにより導入した。そ
れぞれの生物について天然のりファンビシン耐性誘導体
生物を選択して、この適当な生物に上記のプラスミドを
導入し、ゲンタマイシン及びリファンピシン耐性に基づ
き選択した。適当なプラスミドを保持した全ての組換え
生物を生育させて、カナマイシンの代わりにゲンタマイ
シンを用いる以外は前記と同様にしてナリジクス酎で誘
導した。
3       0.27        0,33 
       0.08        13    
   0.87        1.1y)Q+川用υ
ノ情填七角しくい0゜ 上記の表3の結果から、広範囲のグラムネガティブ生物
においてE.coli  reCAプロモーターはそれ
に作動可能な状態で連結した構造遺伝子の発現を引き起
こすことができ、且つそのような発現は調節するこがで
きることが判る。
Prec配列が欠失した培養生物の場合には、1aC−
7遺伝子発現は全く誘導されなかったかあるいは低レベ
ルでしか誘導されなかった。
ブタ成長ホルモン(P G H)をコードする構造遺伝
子がPrecに作動可能な状態で連結されている場合に
は、各棒のグラムネガティブバクテリアにおいて該構造
遺伝子を調節発現覆ることができることを証明する実験
結果を以上の表4に示ず。
G10L配列とPG)l構造遺伝子に作動可能な状態で
連結しているprecを含む前記した発現ベクターpM
ON5756(第6図)を、以下の表4に示した生物に
導入し、得られる組換え」−物を30℃でアンピシリン
添加LB培地で生育せしめた。次いで、培養生物を前記
したと同様にして50μg/Idのナリジクス酸で誘導
し、誘導直前(0時間)及び誘導3時間後のPGH産生
を15%(w/v)SO8−PAGEゲルを用いたウェ
スタンブロッティングによりアッセイし、その後、L 
K B Ultroscan  X Lレーザーデンシ
トメーター (L K B 、 Uppsala 、 
Sweden)を製造業者の指針に従って用いて全蛋白
量をスキャンした。
表  4 ナリジクス酸によるPGHの発現誘導 生 物“  誘導時間(hrs)  誘導レベル1*E
、coli JH10lF −3 P、testosteroni      3P、Nu
orescens       3P、putida 
         3S、n+arcescens  
     3*:全ての生物は発現ベヒクルpMON 
5756で形質転換した。
*本:ウェスタンプロッティング及びLKB旧tros
can X Lレーザーデンシトメーター(L K B
 、 LlpDsala、Sweden)を用イテ1)
 G H産生レベルを確認した。
上記の表4の結果から明らかなように、3つの異なるP
S13tld010naS種及び更に他の1つのグラム
ネガティブバクテリア種の全てがPGHの誘導可能な発
現を示した。
実施例5 本実施例は、異種グラムネガティブバクテリアでのpr
ecの誘導性を証明し、史には、異種バクテリアでの所
望の蛋白産生が、prec及び所望の構造遺伝子に作動
可能な状態で連結したG10L配列によって促進される
ことを証明するものである。
E、coJi  JM10lF−を表5Bに示した発現
ベクターで形質転換し、10μg/Idゲンタマイシン
を用いる以外は前記と同様にして形質転換体を選択した
。P、 fluorescens株701E1及びP、
 f Iuorcscens株1141F1については
50μg/−ゲンタマイシン及びリファンピシンを用イ
テ、p、 testO3toroniについては250
μg/dゲンタマイシン及びリファンピシンを用いて、
所望の発現ベクターを表5A及び5Bのρ5eudol
l10nas種にコンシュゲージコン(例えば形質導入
)した、得られる全ての形質転換生物を生育せしめて前
記したと同様にしてナリジクス酸で誘導した。プラスミ
ドpMON5760及びpMON5761 (第6図)
は、precを特異的に除去するために特定数のヌクレ
オチドを除くことにより構築した。
表  5A G10L  列によるβ−81産生の p、  f10
urescens      P、  r+oures
cens701E1           1141F
1プラスミド 誘導時間 β−gal”  誘導1 促
進1 β−IJal   誘導  促進(PrecG1
0L)    4  76.0   3.6   14
.3   33.0  3.0  2G、6pMON5
758     0  27.0   −      
   18.o   −−fPrec G10L)  
  4  87.0   3.2   16,4   
37.0  2.1  23.19HON5759十 
   0  0.3+    −0,29−−(Pre
cconsl    4  5.3   17.0  
 −     1.6   5.7−pHON5760
    0  1.6   −          2
.8   −  −(G10LI    4  1.6
   10   −     1.5   0.5−◆
:同じ方向のjaCZ遺伝子を有するプラスミドを示す
寧:β−qaI比活性はμM/m i n/霞9蛋白で
示した。
傘11:ナリジクス!!添加4時間後におけるβ−Qa
i比活性の誘導倍数を示す。
傘$傘:G10L配列(G10L)を含むプラスミドを
、コンセンサス3. D、 (cans)配列を含むプ
ラスミドと比較した時のβ−Qaj蛋白活性の促進倍数
を示す。
表  5B プラスミド 誘導時間 β−gal”  誘導“8 促
進9*1 β−gal   誘導  促進(hr) ◆ :同じ方向のJacZ遺伝子を有するプラスミドを
示す。
$:β−Qai比活性はμH/sin/−〇蛋白で示し
た。
*傘:ナリジクス酸添加4時間後におけるβ−CJal
比活性の誘導倍数を示す。
−−−: G 10 L配列(G10L)を含むプラス
ミドを、コンセンサスS、 D、 (COnS)配列を
含むプラスミドと比較した時のβ−Oa!蛋白活性の促
進倍数を示す。
表5A及び5Bに示した酸素分析により観察されるβ−
Gaj!産生誘導は、E、cot i及びP、Nuor
escens 701 E 1について、前記したと同
様にして9%(w/v)SDS−PAGEにより蛋白分
析をした所この蛋白分析によっても確認された。
表5A及び5Bから明らかなように、発現ベヒクル中に
含まれる1aCZ構造遺伝子のナリジクス酎ににる誘導
発現は、Precのみに基づくものである。PreCが
除去された場合には、誘導は全<i察されず、JaCZ
遺伝子の発現は低下した。G10Lilll訳エンハン
サ−配列を含むがprccを欠いたpMON5760又
はpMON5761を保持するバクテリアでは、発現は
全く誘導されず、また発現レベルは低くかった。
表5A及び5Bに示したように、G10Lリポソーム結
合部位がprecに作動可能な状態で連結している(p
MON5757及びpMON 5758)場合、あるい
はE、col rコンセンリスリポソーム結合部位がP
recに作動可能な状態で連結している(DMON57
59)場合には、いずれも、ナリジクス酸によるpre
c誘導が観察された。更には、G10L配列を含むベク
ターpMON 5757又はpMON5758で形質転
換された全ての生物は、E.coliコンセンサス(c
ons )リポソーム結合部位の場合に比べて14−2
5倍高いβ−ga1g生レベルを水レベル以上に述べた
例は本発明の好ましい態様を説明するためのものであり
、本発明の絶間を限定するものではない。好ましい態様
を挙げて本発明を説明したが、本明細書の記載から各棹
の改良が当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、合成2本1)G101−配列のDNA配列を
示す。 第2図は、第1図に示した合成G10L配列の構成を示
す。 第3図は、プラスミドpMON5515の構築を示す。 第4図は、プラスミドpMON5542の構築を示す。 第5図は、プラスミドpMON5757及びpMON5
758の構築を示す。 第6図は、プラスミドDMON5014゜pMON57
56.pMON5759.pMON5760及びpMO
N5761の構成を示ず。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)非E.coliグラムネガテープバクテリアにお
    いて所望のポリペプチドをコードする構造遺伝子の調節
    発現を引き起こす方法であつて、該構造遺伝子に作動可
    能な状態で連結した E.coli recAプロモーターを誘導して、該ポ
    リペプチドを得ることを含む上記方法。 (2)構造遺伝子が真核生物蛋白をコードするDNA配
    列を含む請求項1記載の方法。 (3)真核生物蛋白がブタ成長ホルモンである請求項2
    記載の方法。 (4)バクテリアDNAにダメージを与える又はバクテ
    リアDNAを修飾する条件によつて E.coli recAプロモーターを誘導する請求項
    1記載の方法。 (5)該条件が、DNAギラーゼ(gyrase)を抑
    制する物質の添加である請求項4記載の方法。 (6)該物質がナリジクス酸である請求項5記載の方法
    。 (7)非E.coliグラムネガテープバクテリアが、
    Pseudomonas、Erwinia及びSerr
    atiaから成る群より選ばれるものである請求項1記
    載の方法。(8)非E.coliグラムネガティブバク
    テリアが、Pseudomonas testoste
    roni、Pseudomonassyringae、
    Pseudomonas aeruginosa、Ps
    eudomonas putida、Serratia
     marcescens及びErwinia herb
    icolaから成る群より選ばれるものである請求項1
    記載の方法。 (9)プラスミド中にて、E.colirecAプロモ
    ーターが構造遺伝子に作動可能な状態で連結している請
    求項1記載の方法。 (10)プラスミドが広範囲宿主発現ベクターである請
    求項9記載の方法。 (11)広範囲宿主発現ベクターがIncQレプリコー
    ンを含んでいる請求項10記載の方法。 (12)該ベクターが、PMON5756、pMON5
    757、pMON5759及び pMON5758から成る群より選ばれる請求項11記
    載の方法。 (13)E.coli recAプロモーターが、作動
    可能な状態で更にG10L配列に連結している請求項1
    記載の方法。 (14)Erwinia、Serratia及びPse
    udomonasから成る群より選ばれるバクテリアに
    おいて所望のポリペプチドをコードする構造遺伝子の誘
    導発現を引き起こす方法であつて、該構造遺伝子に作動
    可能な状態で連結したE.coli recAプロモー
    ターを誘導して、該ポリペプチドを得ることを含む上記
    方法。 (15)E.coli recAプロモーターが、作動
    可能な状態で更にG10L配列に連結している請求項1
    4記載の方法。 (16)プラスミド中にて、E.coli recAプロモーターが構造遺伝子及びG10L配列に
    作動可能な状態で連結している請求項15記載の方法。 (17)E.coli recAプロモーター及び広範
    囲宿主レプリコーンを含む合成DNA分子。 (18)E.coli recAプロモーターに作動可
    能な状態で更に構造遺伝子が連結している請求項17記
    載の分子。 (19)更にG10L配列を含む請求項17又は18記
    載の分子。 (20)構造遺伝子が真核生物蛋白をコードするDNA
    配列を含む請求項18記載の分子。 (21)真核生物蛋白がブタ成長ホルモンである請求項
    20記載の分子。 (22)更に選択マーカーを含む請求項17記載の分子
    。 (23)非E.coliグラムネガティブバクテリアで
    のブタ成長ホルモンの製造方法であつて、G10L敗列
    及び該成長ホルモンをコードするDNA配列に作動可能
    な状態で連結したE.coli recAプロモーター
    を誘導して、該成長ホルモンを得ることを含む上記方法
    。 (24)該成長ホルモンが、ウシ成長ホルモン又はブタ
    成長ホルモンである請求項23記載の方法。 (25)非E.coliグラムネガティブバクテリアが
    Pseudomonas、Serratia及びErw
    iniaから成る群より選ばれるものである請求項23
    記載の方法。 (26)請求項18記載の合成DNA分子で形質転換し
    た組換え非E.coliグラムネガテープバクテリア。 (27)G10L配列及び構造遺伝子に作動可能な状態
    で連結したE.coli recAプロモーター及び広
    範囲宿主レプリコーンを含むDNA分子で形質転換され
    た組換え非E.coliグラムネガティブバクテリア。 (28)Pseudomonas、Serratia及
    びErwiniaから成る群より選ばれる請求項27記
    載のバクテリア。 (29)非E.coliグラムネガテープバクテリアで
    のポリペプチドの製造方法であつて、 E.coli recAプロモーターに作動可能な状態
    で連結したポリペプチドをコードする構造遺伝子の発現
    を引き起こして、ポリペプチドを得ることを含む上記方
    法。 (30)構造遺伝子が作動可能な状態で更にG10L配
    列に連結している請求項29記載の方法。 (31)ポリペプチドが真核生物蛋白である請求項29
    又は30記載の方法。 (32)広範囲宿主発現ベクタ線中にて、構造遺伝子に
    作動可能な状態でE.coli recAプロモーター
    が連結している請求項29記載の方法。 (33)そのゲノムにE.Coli recAプロモー
    ターが含まれている組換え非E.Coliグラムネガテ
    ープバクテリア。 (34)ゲノムが更に、E.Coli recAプロモ
    ーターに作動可能な状態で連結しているG10L配列を
    含む請求項33記載の組換えバクテリア。 (35)Pseudomonas、Erwinia及び
    Serratiaから成る群より選ばれる請求項33又
    は34記載のバクテリア。
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