JPH022366A - AccI制限エンドヌクレアーゼの製造方法。 - Google Patents

AccI制限エンドヌクレアーゼの製造方法。

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JPH022366A
JPH022366A JP63317571A JP31757188A JPH022366A JP H022366 A JPH022366 A JP H022366A JP 63317571 A JP63317571 A JP 63317571A JP 31757188 A JP31757188 A JP 31757188A JP H022366 A JPH022366 A JP H022366A
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    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/1003Transferases (2.) transferring one-carbon groups (2.1)
    • C12N9/1007Methyltransferases (general) (2.1.1.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
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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】 発明のバックグラウンド 本発明は、制限エンドヌクレアーゼACCIおよびその
修飾メヂラーゼのクローンならびに該クローンからこれ
らの酵素を製造する方法に係る。
制限エンドヌクレアーピは天然の細菌中にみられる酵素
の一群である。制限エンドヌクレアーゼは、夾雑する他
の細菌成分から′Vi製すると、実験室でDNA分子を
切断して各々相応する正確な断片を形成するのに使用す
ることができる。この性質の故に、DNA分子はひとつ
ずつ独自に同定することができ、また分画してその構成
遺伝子を単離することができる。制限エンドヌクレアー
ゼは現代の遺伝子研究における不可欠の手段であること
が立証されている。これらの酵素は生化学的な[ハサミ
Jであり、これによって遺伝子の工学および解析が達成
される。
制限エンドヌクレアーゼは、DNA分子上の特定のヌク
レオチド配列(いわゆる「認識配列」)をHnしてこれ
に結合することによって作用する。
これらの酵素はDNA分子に結合すると、その配列の内
部または一端でその分子を開裂する。異なる制限エンド
ヌクレアーゼはそれぞれ異なる認識配列に対して親和力
をもっている。今日までに調べられた幾百種もの細菌で
百を越える数の異なる制限エンドヌクレアーぜが同定さ
れている。
細菌は、その挿出に、精々数種だけの制限エンドヌクレ
アービをもつという傾向がある。これらのエンドヌクレ
アーゼは、通常、それの由来となった細菌に因んで命名
される。たとえば、Haemophilus  aeg
yptiusはl−1aeI、HaJおよびHacmと
よばれる3つの異なる制限エンドヌクレアーゼを合成す
る。これらの酵素は、それぞれ(八T)GGCC(八■
)、PuGCGCPyおよびGGCCという配列を認識
して開裂する。一方、大腸菌Escher ich i
 acoli  RY13は1種類の酵素E(10)R
Iを合成するだけであり、この酵素はGA八へTCとい
う配列を認識する。
理論に縛られるつもりはないが、自然界で制限エンドヌ
クレアーぜは細菌細胞の繁殖に関して保護的な役割を果
たしていると考えられる。これらの酵素のおかげで、細
菌は、放っておくとこれらの細菌を破壊したりまたはこ
れらに寄生したりするウィルスやプラスミドのような外
来DNA分子による感染に対して抵抗することが可能に
なる。
制限エンドヌクレアーゼは、侵入して来るDNA分子の
端から端まで精査し、認識配列に出会う度毎にそれらの
DNA分子を開裂することによって、細菌に抵抗性を付
与する。こうして生起する破壊の結果、浸入する遺伝子
の多くは無能となり、そのDNAはエキソヌクレアーゼ
によってさらに細かく分解されるようになる。
細菌の防御系の第二の要素は#!飾メチラーゼである。
これらの酵素は制限エンドヌクレアーゼと相補的であり
、これによって、細菌が外来の感染性DNAから自身の
DNAを防御し区別できるようにする手段が提供される
。修飾メチラーぜは対応する制限エンドヌクレアーゼと
同じヌクレオチド認識配列を認識してそれに結合するが
、このDNAを破断する代わりに、メチル基を付加する
ことによってその配列内のヌクレオチドのいずれかを化
学的に修飾する。このメチル化が起こると、その認識配
列に制限エンドヌクレアーゼが結合することはなく、ま
た、その配列が制限エンドヌクレアーゼによって開裂さ
れることもない。細菌細胞のDNAはそのri飾メチラ
ーゼの活性のおかげでいつも完全に修飾されており、し
たがって自身の内因性制限エンドヌクレアーゼの存在に
対する感受性は完全に消失している。制限エンドヌクレ
アーゼの認識と攻撃に対して感受性のあるのは未修飾の
DNA、したがって外来のものであることが確認できる
DNAだけである。
遺伝子工学技術の出現によって、今では、遺伝子をクロ
ーニングし、その遺伝子がコードしているタンパク質や
酵素を従来の精製技術で入手可能な借より天吊に生産す
ることが可能である。制限エンドヌクレアーゼ遺伝子の
クローンを単離する際の鍵は、そのようなりローンの出
現頻度が10−4〜10−3程度に低い場合、複雑な「
ライブラリー」、すなわち「ショットガン」法で得られ
るクローンの集団の中で目的とするクローンを同定する
ための簡単で信頼のおける方法を開発することである。
好ましくは、この方法は、目的としない大多数のクロー
ンは破壊されるが珍にある望ましいクローンは生き残れ
るように、選択的であるべきである。
■型の制限−修飾系はクローニングされつつあり、その
数は次第に増加している。最初にクローニングされた系
は、制限エンドヌクレアーゼクローンを同定または選択
する手段としてバクテリオファージによる感染を使用し
た[ EcoRII : Kosykhet al、、
Ho1ec、  en、 Genet、、  178 
: 717−719(1980): HhaII : 
Hann et al、 Gene  3: 97−1
12(1978): PstI :Walder et
 al、、  Proc、  NatAcad、 Sc
i、 USA、 78.1503−1507 (198
1)] 、細菌中にL11限−修飾系が存在すると細菌
はバクテリオファージによる感染に対して抵抗できるの
で、りローニングされた制限−昨tgJ遺伝子を担持す
る細胞は、原理的に、ファージ唄暴露したライブラリー
から生えて来る(生き残る)株として選択的に単離する
ことができる。しかしこの方法は限られた系でしか価値
がないことが判明した。特定的にいうと、クローニング
された制限−修飾遺伝子は、選択的な生き残りを可能に
する程に充分なファージ耐性を常に発現するとは限らな
いことが判明したのである。
もうひとつ別のクローニング法では、最初プラスミド由
来とされていた系をE、coliクローニングプラスミ
ド中に組み込んでいる[EcoRV:Bouguele
ret  et  al、   Nucleic  A
c1ds  Res、   123659−3676(
1984)・PaeR7:G+r+oeras  an
d  BrooksProc、  Na口、  Aca
d、  Sci、  USA、  80:402−40
6(1983):丁heriault  and   
Roy、  Gene、  19:355−359  
(1982)PvuH: Blumenthal  a
t  al、、   J、  Bacteri。
164・ 501−509  (1985)]。
第三の方法、すなわち多くの系のクローニングに使用さ
れている方法では、本発明者らの特許出願第70707
9号に関連する活性なメチラーゼ遺伝子について選択す
る[Bsultl : K15s et al、、Nu
cleic八cids へRes、、 13: 640
3−6421 (1985)]。制限遺伝子と修飾遺伝
子とは近接して結合している傾向があるので、両者の遺
伝子を含有するクローンは一方の遺伝子について選択す
るだけで単離できることが多い。しかし、メチル化活性
による選択では常に完全な制限−修飾系が19られるわ
けではなく、逆に、メチラーゼ遺伝子のみが得られるこ
ともある[BspRI : Szomolanyi e
t al、、Gene、 10:219−225 (1
980)・BcnI : Janulait+s et
 al、、Gene20:197−204 (1982
);B suRI :にiss and Ba1dau
r。
Gene、 21:111−119 (1983)・お
よびMSDI : Waldcret at、、 、J
、 Riot、 Chem、、258:1235−12
41(1083)]。
制限−修飾遺伝子のクローニングに対する考えられる障
害は、修飾によって保護されていない宿主中にエンドヌ
クレアーゼ遺伝子を導入しようとすることにある。メチ
ラーゼ遺伝子とエンドヌクレア〜ぜ遺伝子とを一緒に単
一のDNAセグメントに導入すると、エンドヌクレアー
ゼが宿主DNAを開裂する機会を得る前にメチラーゼが
そのDNAを修飾して保護するはずである。E、col
i中での制限−修飾系のクローニングに対する別の障害
が、種々のメチラーゼをクローニングする過程で発見さ
れた。すなわら、多くの旦、coli2株は、メチル化
シトシンを含有しているDNAの導入に抵抗する系をも
っているのである[ Raleighand  Wll
SOn、  Proc、  Na口、 八cad、  
Sci、  USA、  839070−9074 (
1986)] 、したがって、どのE、coli株をク
ローニングに使用するかを注意深く吟味しで、修飾に対
して逆に反応するものを避ける必要がある。
精製したL11限エンドヌクレアーゼ、および重要性は
それより落ちるが修飾メチラーゼは、実験室でDNAの
特性決定と再配列をするのに有用な道具であるから、こ
れらの酵素を大量に合成する細菌株をill換えDNA
技術によって得ることは商業的な魅力がある。そのよう
な株が得られれば、商業的に有用な吊で生産するための
手段が提供されるばかりでなく精製の作業も簡単になる
と思われるので、極めて有用なものとなるであろう。
発明の概要 本発明によって、^cinetobacter cal
coaceticりに由来するACCI制限エンドヌク
レアーゼおよび修飾メチラーゼの遺伝子を含有するり日
−ン、ならびにこれら酵素の生産方法が提供される。よ
り特定すると、本発明は、5−・・GT(AC)(GT
)AC・・・3というDNA配列を認識して最初の王の
後で開裂する制限エンドヌクレアーぜAccIを発現す
るクローンに係る。
この酵素をクローニングする好ましい方法は、Ac1n
etobacter  calcoaceticusに
由来するDNAを含有するライブラリーを形成し、AC
CI修飾メヂラーぎをコードしているDNAを含有する
クローンを単離し、これらをスクリーニングして、へc
cIllI限エンドヌクレアーゼ遺伝子も共に含有して
いるクローンを同定することからなる。
発明の詳細な説明 本発明は、ACCI制限および修飾遺伝子のクローン、
ならびにそのようなりローンによって生産される制限エ
ンドヌクレアーゼACCIに係る。これらのACCI遺
伝子は、AccI修飾メ修飾−チラー子を含有し発現す
ることに基づいて選択したいくつかのクローンが同時に
AccI制限遺伝子も含有しているという事実を利用す
る方法によってクローニングするのが好ましい。そのよ
うなりローンのDNAはAccI制限エンドヌクレアー
ゼによるin vitro消化に抵抗性である。この消
化に対する抵抗性ににって、Δcc■メチラーゼおよび
制限エンドヌクレアーピをコードしているクローンを選
択的に単離するための手段が得られる。
ACCI制限遺伝子およびメチラーピ遺伝子をクローニ
ングして発現させるための本発明の好ましい方法を第1
図に示すが、これには以下のステップが含まれる。
(1)   Ac1netobacter  calc
oaceticusのDNAを精)Jする。この微生物
のナンブルはThe静ericanType Cu1t
ure Co11ectionから八TCC53701
として入手可能である。
(2)  このDNAをE(10)RIのような制限エ
ンドヌクレアーゼで部分消化する。
(3)  消化したDNAを、1個以上のAccI部位
を含有するI)BR322(A1CC37017)のよ
うなりローニングベクターに連結する。連結した混合物
を用いてE、 coli  RRl  (A丁CC31
343)のような適当な宿主細胞を形質転換する。
(4)  形質転換した混合物を、形質転換細胞を選択
するためのアンピシリンのような抗生物質を含有する培
地(Amp plates)に接種する。培養後形質転
換細胞コロニーをひとつに集めてセルライブラリーとす
る。
(5)  このセルライブラリーから組換えプラスミド
全部をそっくり精製してプラスミドライブラリーを作成
する。
(6)  次にこのプラスミドライブラリーをAccI
制限エンドヌクレアーゼ(New En(lland 
B!0IabSIncから市販、カタログI 161)
で完全にin vitr。
消化する。ACCI制限エンドヌクレアーゼ消化の拮宋
、メチラーゼを含有しない未修飾クローンの特異的開裂
が生じ、生き残る完全なプラスミド全体に対するACC
Iメチラーピ担持クローンの頻度が増大する。消化後こ
のライブラリーをホスファターぜで処理して、消化され
た分子の形質転換能をさらに低下させる。
(7)  消化したプラスミドライブラリーをEcol
i RRl株のような宿主に形質転換し、抗生物質含有
培地(AIIID Plated)に接種して再度形質
転換コロニーを(qる。これらのコロニーを球数し、以
下の方法でACCI修飾遺伝子の存在について個別に分
析する。すなわち、コロニーが担持するプラスミドDN
Aを精製し、AccI制限エンドヌクレアーゼと共にi
n vitroでインキュベートしてAccIM化に対
して抵抗性か否かを決定する。また、これらのクローン
から細胞の全DNA (染色体およびプラスミド)も精
製し、ACCI制限エンドヌクレアーゼと共にインキュ
ベ−1〜するa八〇c1メヂラーゼ遺伝子を担持するク
ローンのDNAは充分にメチル化されているはずであり
、プラスミドDNAと全DNAは両方とも消化に対して
実質的または完全に低抗性であることが判明するはずで
ある。
(8)  ステップ(7)で△ccIメチラーゼ遺伝子
を担持すると同定されたクローンの粗抽出物を調製し、
この粗抽出物のACCI制限エンドヌクレアーぜ活性を
検定することによって、Δcc工制限エンドヌクレアー
ゼを担持するクローンを同定する。
粗細胞抽出物中のACCI制限エンドヌクレアーゼ活性
の検出は、形質転換によってプラスミドが移入されてい
る旦 匹の88294株(ATCC33625)のよう
なendoA  株から抽出物を調製すると容易になる
(9)  コピー数の多いベクターを使用して遺伝子量
を高めることによって、また活性の高い外因性プロモー
ターを使用して転写速度を上げることによって、クロー
ンのΔcc■制限エンドヌクレアーゼ産生量を増大させ
ることができる。
(10)ACCI制限および修飾遺伝子を担持している
クローンを醗酵槽内のアンピシリン含有富化培地中で増
殖させることによって、ACCI制限エンドヌクレアー
ピを生産することができる。その後遠心して細胞を集め
、音波処理で破砕すると、ACCI制限エンドヌクレア
ーぜ活性を3石する粗細胞抽出物が生成する。
(11)ACCI制限エンドヌクレアーピ活性を含有す
る粗細胞抽出物を、アフィニティークロマトグラフィー
やイオン交換クロマトグラフィーのように標準的なタン
パク質精製技術によって精製する。
上に概略を記載した手順は本発明の好ましい実施態様で
あるが、上記の手順を業界で公知の技術によって変える
ことができるということは当業者には明らかであろう。
以下に現状で好ましい具体例を挙げて本発明を例示する
が、これらの実施例は単なる例示であって特許請求の範
囲で指摘されない限り本発明がこれらの実施例に限定さ
れることはないものと考えられたい。
実施例 AccIm+1限エンドヌクレアーゼ遺伝子のクローニ
ング (1)  DNAの精製: ^c+netobacter  calcoaceti
cus (ATCC53701)の細胞ペースト8gを
32mの25%スクロース、 50mH丁ris pH
8,0中に再懸濁させた。167の0.25HEDT八
pト(8,0および10−の10η/dリゾチーム(0
,25HTris pH8,0中)を加え、混合物を2
時間氷上に放置した。40tdの1″% rriton
 X−100゜50IllHTris pH8,0,6
2mHEDTAおよび1dの10%SDSを加え、得ら
れた溶液を混合して溶菌させた。得られた!lim液を
、新たに平衡化した(0.58Tris、 pH8,0
)フェノール90戒およびクロロホルム90m1で二回
抽出した後、IOK rpmで30分遠心した。粘稠な
上層を透析チューブに移し、DNA緩衝液(10mHT
ris pH7,5,1mHEDTA)に対しこの緩衝
液を四回交換して透析した。透析した溶液を400−の
ビーカーに移し、容積を測定した(150d) 。10
m9/ld RNascを 1.5戒加えて 100埒
/dRNaSeとし、その溶液を1時間37°Cにイン
キュベートした。この溶液中に58 NaCρを13d
混入し、頂部に92−のイソプロパツールを重層し、i
qられた溶液をガラス棒で掻き混ぜた。細菌のD N 
A h(沈澱しながらガラス棒に巻き付いたので、これ
を取り出して風乾した後6dのDNA緩衝液に溶解した
(2)  部分消化: 粘賀したDNAを80屑含有する800成の10mH丁
ris pl+ 7.5.10mHメルカプトエタノー
ルmH NaC1を調製し、そのうちの 100成を8
木の別々のチューブに分注した。第1のチューブにはE
coRI制限エンドヌクレアーゼをio unit加え
てDNA1.OIJ旧t/iとした。第2のチューブに
はECORIを5 un已加えた( 0. 5 u旧t
/ R )。
以下、次のチューブにはまた半分の洛のECORIを入
れ、残りのチューブも同様にした。これらのチューブを
1時間37℃にインキュベートし、次に72°Cで15
分間熱処理した後、各々の10成をアガロースゲル電気
泳動によって分析した。適度ではあるが不完全な消化状
態を示すチューブを選んで、クローニング用の部分消化
断片源とした。(これらは0.5Ll/##、0.25
u,/Bおよび0.125 u/ltsのチューブであ
った。これら3つの溶液を合わせて混合し、以下に記載
するようにして使用した。〉(3)   連  結 : EcoRIで部分消化した八. calcoaceti
cus DNA4、0埒(40成)を、ECORIで開
裂し脱リン酸化した pB R 322  (八TCC
 37017)  2.Oll!g(20111)と混
合した。5×連結用mix (250mH Tris 
pH 7.550mH  Hgd!2. 50mH D
TT, 5mH ATP)を20成加え、さらに滅菌蒸
溜水を16pIl加えて最終容積を100成とした。T
4DNΔリガーゼを4成加え、得られた混合物を4時間
16℃にインキュベートした。こうして連結したDNA
を用い、以下のようにしてE 、 coli RRI株
(ATCC 31343)を形質転換した。
すなわち、連結したD N A 50成を氷上で450
度のSSC/CaCi!2(50mH NaC!!, 
5mHクエンMNa3, 67mHCaα2)とa合し
、氷冷したE. coli RR1]ンピチンピ細胞(
hsdR  M  、McrB  )を1200$加え
た。43℃で3分間の熱ショックを与えた侵、細胞を1
0dのIuria−ブロス( L−broth)中に希
釈し、飽和するまで37℃で増殖させた。
(4)  tルライブラリー; 形質転換した細胞の培養液を遠心した後、上清を捨て、
細胞を1dのLuriaブロスに再懸濁させた。そのう
らの2007&を、アンピシリンを100i/d含有す
るLuria−寒天( L−agar)プレート上に接
種した。37℃で一晩培養後、各プレートに25iのi
omH 丁rys pl+ 7.5. 10mH  H
gCi!2を満たし、形質転換したコロニーを掻き集め
、プールしてセルライブラリーを形成した。
(5)  プラスミドライブラリー: 2、5dのセルライブラリーを、アンピシリンを100
埒/d含有するL−broth 500 mR中に接種
した。
37°Cで一晩振盪培養した後、4K rpmで5分遠
心した。上清を捨て、細胞ペレッ1〜を10dの25%
スクロース、 50mH Tris pH 8.0に掌
濡で再懸濁させた。
0、25H EDTA, pl+ 8.0を5d加え、
次いで10■/dリゾチーム(0.25H Tris,
 pH 8.0中)を3d加えた。得られた溶液を氷上
に1時間放置した後、12dの溶菌用miX (IX 
Triton x−ioo, 50mH rris p
H8、0. 67mH EDTA)をピペットで激しく
注入すると、細胞懸濁液は穏やかに渦を巻いて溶菌が起
こった。
溶菌後混合物を50dのプラスチック製遠心管に移して
15Krpm 、 4℃で45分間遠心した。ピペット
で上清を取り出した。固体のCsCIを2003秤吊し
て50dのプラスチック製ネジブタ付きチューブに入れ
、このデユープ中に上清220gをピペットで入れて混
合した。得られた混合物に、5mg/dのエチジウムプ
ロミド(10mH Tris pH 8.0. 1mH
[DTA, 100mH NaCi!中)を1.Od加
えた。この溶液を、5/8 inX3 inのpoly
al lomer遠心管2木に移して密封した。次いで
、これらをTi70ローター中44K rpm 、 1
7℃で42時間回転させた。プラスミドを集めるために
、これらの管の旧都にメスを突き通し、紫外光下2本の
ケイ光DNAバンドの下側の方を注04Zで集めた。2
本の管からWた下側のバンドをネジブタ付ガラス管の中
へ一緒に入れ、等容量の水冷n−ブタノールで四回抽出
することによってエチジウムプロミドを除去した。
抽出された溶液を透析チューブに移し、DNA綴!li
液を四回交換しながら24時間この緩衝液に対して透析
した。透析したDNArB液を15m1のプラスチック
装ネジブタ付チューブに移した。プラスミドDNA濃度
は約 +00II!I/mlであった。
(6)  プラスミドライブラリーのン肖化:2004
7!の10mH丁ris  pH7,5,10m)l 
  Hgα2 、10mHメルカプトエタノール のプラスミドDNAを20 unitのA cc I 
fal!限エンドヌクレアーぜで消化した。チューブを
1時間37℃にインキュベートした後、10分間72℃
に加熱して消化を停止させた。得られた溶液を等容量の
フェノールとクロロホルムで一回抽出した後、イソプロ
パツールを400成加えてDNAを沈澱させた。沈澱し
たDNAを遠心して集め、DNA緩衝液(pH9、O)
 20mに再懸濁させて250埒/meDNAとした。
細菌のアルカリ性ホスファターゼを0.4 unit加
え、68℃で2時間チューブをインキュベートした。8
0gのDNA緩i液と80成のクロロホルムを加え、得
られた混合物を激しく混合して乳化し、次に遠心によっ
て透明にした。脱リン酸化したDNAをイソプロパツー
ルで再沈殿させ、100成の反応液中で12 unit
のACCIを用いC再び消化した。
(7)  形質転換: AccIで浦化しホスファターゼで処理したプラスミド
ライブラリーを旦 coli RRI中に形質転換した
。細胞/ D N A f1合物を、アンピシリンを1
00埒/d含有するt−agarプレートに接種し、晩
37℃にインキュベートした。プレート上で生き残った
コロニーはおよそ60個であった。これらのうち28個
のコロニーを、それぞれ、10mi!のアンピシリン含
有L−broth中に接種してミニカルチャー(小培養
物)を調製し、アンピシリンを含有する1−agarプ
レート上に画線してマスターストックを調製した。
(8)  生き残った個体の解析: 28個の生き残ったコロニーを10dになるまで増殖さ
せ、これらが担持するプラスミドを、Birnboin
  and  Doly,   Nucleic  A
cids   Rcs.、  71513 (1979
)の方法を応用した以下のminiprep精製法によ
って調製した。
miniprep法: 各培養物を以下のにうに処理した。すなわち、−晩培養
した細胞10成を8にrpmで5分間ペレツ1〜化した
。上清を流し出し、(qられた細胞ペレットを、1■/
dリゾチームを含有する10戒の25mHTris p
H 8.0. 10mH [DT^, 50mHグルコ
ース中に再懸濁させた。室温に10分間装いた後、20
瀬の0、2H NaOll, 1%SDSを加え、チュ
ーブを娠揺して細胞を溶解し、次いで氷1に置いた。溶
液が透明になってから3M酢酸ナトリウム(pH4.8
)をL5 m加えて振盪した。生じた沈澱を 15にr
pm 。
4℃rlo分間遠心して沈ませた。得られた上清を、イ
ソプロパツールを3d含有する遠心管に流し入れて混合
した。室温で10分経った後遠心管を15Krpmで1
0分間遠心して沈澱した核酸をペレット化した。上清を
捨て、ベレットを室温で30分風乾した。乾燥した後ベ
レッ1〜を500成のDNA緩衝液に再懸濁し、Epp
cndorfデユープに移した。この溶液をフェノール
とクロロホルムで一回抽出した後再度イソプロパツール
で沈澱させた。ヂューブをmicrofuge中で2分
間回転し、上清を捨ててペレットを風乾した。このペレ
ットを、次いで、RNaSOを10011.’l / 
ni含含有るDNA緩街液100成に溶解し、1時間3
7℃にインキュベートした。インキュベーション後プラ
スミドm1niprep (小調製物)を−20℃で貯
蔵し、次いでACCIとE(10)RIで消化して解析
した。
(9)  メヂラーゼ遺伝子クローン:解析したプラス
ミドのうちほぼ半分が、A。
calcoaccticus D N Aのランダムな
E(10)RI断片を担持しておりΔcc■消化に対し
て感受性であることが判明した。これらのプラスミドは
にせものひあるので捨てた。残りのプラスミドは、AC
CIに対して抵抗性であり、長さが約3.8.25.2
.4、L8及ヒ1.2kbの5種類までのE(10)R
I断片を担持していることが判明した(第2図)。5種
の断片をずべC含有しているプラスミドのひどツpsc
161RH1−8をさらに解析したところ、AccI修
飾メチラーゼ遺伝子とAccI制限エンドヌクレアーゼ
遺伝子を両方とも担持していることが判明した。
(10)制限遺伝子クローン: 形質転換によってプラスミドDSC1611’t)l 
1−8を導入したE 、 coli 88294株(A
TCC33625)から調製した抽出物を検定すること
により、このプラスミドはACCICC上ンドヌクレア
ーゼ遺伝子を担持していることが判明した。
エンドヌクレアーゼアッセイ: エンドヌクレアーゼ活性について検定するために2種の
溶液を調製した。
(1)  10x制限エンドヌクレアーゼ緩衝液:10
0n)l Tris pH7,5,100+nHH(]
(10)゜100mHメルカプトエタノール。
500mHNaC1!。
(2)消化反応用m i x : 10011λ−DN
A(500埒/m) 。
100屑の10×制限エンドヌクレ アーゼ緩衝液、800屑蒸溜水 (50刃/d DNAとする)。
以下のようにして細胞抽出物を調製した。培養したクロ
ーン50dをL−broth+100 n/ trdl
アンピシリン中で一晩増殖させ、4Kppmで5分間遠
心して細胞をペレット化した。上清を捨て、ペレットを
3dの音波処理用緩衝液(10mHTris pH7,
510mHメルカプトエタノール、 0.1mHEDT
八)中に再懸濁ざぜた。再懸濁後、IOIRg/dリゾ
チームを含有する音波処理用緩衝液を0.3威加えた。
得られた懸濁液を攪拌して渦を作り、1時間氷上に放置
した。サンプル1dをEppendorfチコーブに移
し、10秒ずつ三回穏やかに音波処理して細胞を破砕し
た。このデユープをmicrofuge中で5分間回転
し、上清を細胞抽出物として使用した。
この抽出物を検定するために、消化反応用mixを5本
のチューブに、最初の1本は150成、残りの4本は1
02.5屑ずつ分注した。最初のチューブに抽出物7.
5庫を入れた。最初のチューブから47.51Jiを取
り出して第二のチューブに移して混合した後再び移した
。これを繰り返して、最初のデユープが0NAIII!
1当たり抽出物111i(ずなわち1パ/n)、第二の
チューブが0.3薦/刀、第三のチューブが0.1薦/
 埒、等とした。こうして各々の内容量を100ハとし
たチューブを1時間37℃にインキュベートした後、各
チューブのサンプル20度をゲル電気泳動によって分析
した。
psc16111H1−6を担持するE、 coli 
 88294の抽出物は、1 tnRに付き約50 u
n口のAccI制限エンドヌクレアーゼを含有している
ことが判明した。
(11)  psc161RH1−8からの4.2Kb
 ClaI lIi片の単離: 精製した03C161RH1−8ONA 150成(1
5埒)を、500 mの50mHTrys  II 8
.0 50mHHa(j!、 10mHH+[2中で3
0 unit (6,りのCIaI制限酵素を用いて3
7℃で2時間消化した。10分間72℃に加熱して消化
を停止させた。得られた溶液を、王AE緩衝液(40m
HTris pH8,2,20mHlfi RN a 
、 1 mHEDT八)中で調製した、0.01%SD
Sと0.5埒/戒エチジウムプロミドを含む1%アガロ
ーススラブゲルにTAE緩衝液中で通して電気泳動させ
た。
Uv照射下で4.2にbバンドを切り出した。このゲル
スライスを5成の注射器に入れ、#21ゲージ針を通し
て、3dのTAEと0.01%SDSを含有する50d
遠心管中に押し出し、細いガラス棒で穏やかに混合した
。この遠心管を17Krpmで45分間回転した。上清
を別の50dの遠心管に移し、300成の5HNaGと
6−の100%イソプロパツールを加えた。遠心管を1
時間−70℃に貯蔵した後、再び17Krpmで15分
間遠心した。得られたDNAペレットを400屑のDN
A緩衝液に懸濁させた。この溶液を、等容8のフェノー
ルとクロロホルムで一回、水で平衡化したエーテルで三
回抽出した。断片をイソプロパツール0.81dで再沈
澱させた後20111のDNA緩衝液中に再懸濁させた
。この断片の純度と濃度はゲル電気泳動で決定した。
(12)  4.2Kb ClaI断片のpUC19へ
の連結:精製した断片0.5埒(7成)を、30成の連
結用緩衝液(50mHTris、 pH7,5,10m
HM(]α 、  40mHDTT、 1mHA1’P
)中で、AccIで開裂して脱リン酸化したpU C1
9(ATcc 37254) 1埒(2成)と混合した
。T4 DNAリガーゼを1.5成加え、jりられた混
合物を4時間16℃にインキュベートした。連結した混
合物15IIiを旦、 四8M294中へ形質転換し、
アンピシリンを含有するL−a(Jarプレート上で培
養して形質転換体を回収した。m1niprep法(上
記第8項)によって7ff11の形質転換体をスクリー
ニングした。これらのうち6個が所望の断片を含有して
いるようにみえた。それらのうちの1個psc161R
H121−2の抽出物をACCIエンドヌクレアーゼ活
性について検定した(上記第10項参照)。
その結果、元のクローンpsc161RH1−8より約
10倍の闇、すなわち1威の抽出物当たり500 un
itのAcclエンドヌクレアーぜを合成することが判
った。psc161RH121−2を担持しているE、
 coli  HH294から全DNAを精製したとこ
ろ、ACCI消化に対して抵抗性であることが判明した
。これは、このクローンがAccIエンドヌクレアーぜ
はもちろんACCIメチラーゼを産生ずることを示して
いる。
(13)  A CCIを過剰生産するプラスミドの構
築(第4図参照): 20埒(200成)のプラスミドルG誓10(A1CC
40167)を、500成の6n+HTris pH7
,9,6mHHOG2,150mHNaCf!中で80
 unitの3amHIを用い37℃で1時間消化した
。得られた、温度調節されるλPLおよびPRプロモー
ターを含有する4、3kb 3amHI断片をゲル精製
した(上記第11項)。こうして精製した断片0.3埒
(3成)を、25成の連結用緩衝液(上記第12項)中
で、BamHIで開裂し脱リン酸化したI)SC161
RH121−2の06埒(6成)と混合した。1成のT
4 DNAリガーゼを加えて混合物を4時間16℃にイ
ンキュベートした。連結した混合物15/7j!をE、
 coli 88294中に形質転換し、アンピシリン
を含有するc−agarプレート上で培養することによ
って形質転換体を回収して24時間30℃にインキュベ
ートした。24個の形質転換体を選択して分析した。ま
ず、アンピシリンを含有する2つのL−agarプレー
トに画線し、一方のプレートを30℃に、他方を42℃
にインキュベー1−シて、温度に感受性のものをスクリ
ーニングした。24個の形質転換体のうち4個は42℃
で生育するので捨てた。
残る20個のうら14個の温度感受性形質転換体をm1
niprep法(上記第8項)で分析した。これらのう
ちの12個がBamHI断片を取り込んでおり、そのう
ちの11個はある配向で(’B’)、1個はそれとは逆
の配向で(’A’)あることが判明した。所望の断片を
取り込んでいなかった残りの2個のクローンは(舎てた
°^゛−配向クローりpsc+6111HO/P17と
°B°−配向クローりρ5C161R)I O/P9の
ひとつを、それらが合成するへCCIエンドヌクレアー
ゼの苗を測定するために検定した。各培養物100dを
、アンピシリンを含有するL−broth中30 ’C
で増殖させた。細胞密度が約3x 108/ ttd!
 (590nmの光学密度−〇、8〜1.0)になった
時点で各培養物の50dを42℃のインキュベーション
温度に上げた。さらに3時間インキュベーションした後
、30°Cと42℃の培養物を遠心し、それから細胞抽
出物を調製して検定したく上記第10項)。゛A−配向
クローンは、42℃では細胞抽出物1d当たり約30,
000 unitのへ〇C工エンドヌクレアーゼを合成
するが30℃では100 un目/d未満であることが
分った。このプラスミドではλP1プロモーターは時計
回りの方向で配向していることが判明した(第4図)。
プロモーターが逆の配向になっている°B゛−配向クロ
ーンは、42℃と30℃の両方で抽出物1d当たり約3
000 unitのACCIエンドヌクレアーゼを合成
することが判明した。Ac1ne1.obacter 
 calcoaceticusも、最適の条件下で培養
すると抽出物1d当たり約3000unitのACCI
エンドヌクレアーゼを合成する。
1)SC161RHO/P17を含有する旦 製封88
294は、A、CCI制限エンドヌクレアーゼを精製づ
る際の好ましい出発原料とすることができる。この株の
培養物を30 ’Cで1ate−log期(対数増殖後
期)(5×108コ/d>まで増殖させた後3時間42
℃に上げて増殖させてλプロモーターからの転写を誘発
する。その後、遠心して細胞を集め、その直後かまたは
一70℃に貯蔵後細胞から抽出物を調製する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ACCI制限エンドヌクレアーゼをクローニ
ングして生産する方法の概略を示す。 第2図は、ACCI制限エンドヌクレアーぜ、13よび
修飾メチラーゼをコードしているΔ calco−ac
eticus  D N Aの11Kb E coRI
 vルチフラグメント(大断片)の制限地図であり、こ
の断片は1)SC161RH1−8を01作するために
pBIt322 (ATCC37017)のEcoRI
部位に連結したものである。 第3図は、△ccI制限エ制限エンドヌクレアエピ修飾
メチラーゼをコードしている4KbC1aIサブフラグ
メント(小断片)の制限地図であり、この断片はpsc
161rtH121−2を創作するために1)SC16
11tH1−8カら切り出L T DUC19(ATC
C37254)のACCI部位に連結したものである。 第4図は、1)GWlo(ATCC40167)由来の
BalnHI発現調節断片をpsc161RH121−
2中に挿入することによってAccIエンドヌクレアー
ゼ過剰生産性プラスミドpsc161RHO/P9およ
びpsc161RHO/P17を構築するのに使用した
手順を示す。 第5図は、I)SC16111M O/P17を担持し
ていて温度誘起されたE 、 coli 88294 
(ATCC33625>の粗細胞抽出物中のへ〇〇T制
限エンドヌクレアーぎ活性を示すアガロースゲルの写真
である。 1(J−′11人41゛埋士 fiJiG   山武

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Acc I 制限エンドヌクレアーゼ遺伝子を含む
    クローニングベクター。
  2. (2)請求項1に記載のクローニングベクターを含有す
    る形質転換された宿主。
  3. (3)Acc I 遺伝子が、¥Acinetobact
    ercalcoacet−¥¥icus¥ATCC53
    701から切り出されたものである、請求項1に記載の
    クローニングベクター。
  4. (4)ACC I 修飾遺伝子を含むクローニングベクタ
    ー。
  5. (5)請求項4に記載のクローニングベクターを含有す
    る形質転換された宿主。
  6. (6)(a)¥Acinetobactercalco
    aceticus¥に由来するDNAからライブラリー
    を形成し、 (b)Acc I 修飾遺伝子を含有するクローンを単離
    し、 (c)修飾遺伝子を含有するクローンをスクリーニング
    し、 (d)Acc I 制限エンドヌクレアーゼ遺伝子を含有
    するクローンを単離する ことからなる、Acc I 制限エンドヌクレアーゼ遺伝
    子のクローニング方法。
  7. (7)前記ライブラリーを、 (a)¥Acinetobactercalcoace
    ticus¥ATCC53701に由来するDNAを精
    製するステップ、 (b)精製したDNAを部分消化してDNA断片を形成
    するステップ、 (c)この断片をクローニングベクターに連結するステ
    ップ、 (d)ステップ(c)のクローニングベクターで宿主細
    胞を形質転換してセルライブラリーを形成するステップ
    、 (e)このセルライブラリーから組換えベクターを精製
    してプラスミドライブラリーを形成するステップ によつて形成する、請求項6に記載の方法。
  8. (8)クローニングベクターがpBR322である、請
    求項7に記載の方法。
  9. (9)宿主細胞が¥E.Coli¥RR1株である、請
    求項7に記載の方法。
  10. (10)プラスミドライブラリーをAcc I で消化し
    て消化プールを形成し、この消化プールを宿主細胞中に
    形質転換し、修飾遺伝子を含有するクローンを選択する
    ことによつて、Acc I 修飾遺伝子を含有するクロー
    ンを単離する、請求項7に記載の方法。
  11. (11)(a)¥Acinetobactercalc
    oaceticus¥に由来するDNAを精製し、 (b)精製したDNAを適当な制限エンドヌクレアーゼ
    で部分消化してDNA断片を形成し、 (c)この断片をクローニングベクターに連結してDN
    A混合物を形成し、 (d)ステップ(c)のDNA混合物で宿主細胞を形質
    転換してライブラリーを形成し、(e)Acc I 修飾
    メチラーゼ遺伝子を含有するクローンを単離し、 (f)Acc I 修飾メチラーゼ遺伝子を含有するクロ
    ーンをスクリーニングし、Acc I 制限エンドヌクレ
    アーゼ遺伝子を含有するクローンを単離し、 (g)ステップ(f)のクローンを含有する宿主細胞を
    培養し、 (h)この培養物からAcc I 制限エンドヌクレアー
    ゼを回収する ことからなる、Acc I 制限エンドヌクレアーゼの製
    造方法。
  12. (12)クローニングベクターがプラスミドまたはウィ
    ルスのDNA分子である、請求項11に記載の方法。
  13. (13)プラスミドがpBR322である、請求項12
    に記載の方法。
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