JPH02265493A - プロモーター配列 - Google Patents
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- JPH02265493A JPH02265493A JP8451689A JP8451689A JPH02265493A JP H02265493 A JPH02265493 A JP H02265493A JP 8451689 A JP8451689 A JP 8451689A JP 8451689 A JP8451689 A JP 8451689A JP H02265493 A JPH02265493 A JP H02265493A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、新規なプロモーター配列に関する。
[従来の技術]
今日、多種の微生物を利用し、産業上有用な物質を効率
良くまた多量に生産することが可能となってきた。とり
わけ、大腸菌を用いた系は、強力なプロモーター系、正
確な制御系、さらには多くの種類の宿主系が確立され、
微生物由来の遺伝子をはじめとし、植物、動物に至る遺
伝子まで発現制御することが可能となってきている。し
かしながら、大腸菌は、細胞内膜の外側に細胞壁、さら
にその外側に莢膜と呼ばれる膜を有し、それら3重の構
造を有するため、分泌されるタンパク質も莢膜と内股の
間にあるペリプラズム層に蓄積される。そのため、蓄積
される量も物理的に制限を受ける。また、ペリプラズム
層に蓄積されたタンパク質を取り出す場合、菌体を物理
的又は生物的方法で破砕し、抽出するという非常に複雑
な工程を必要とする。この場合、タンパク質が機械的障
害又は酵素的障害を受は活性を失うおそれがあリ、必ず
しも高い回収率は達成できない。
良くまた多量に生産することが可能となってきた。とり
わけ、大腸菌を用いた系は、強力なプロモーター系、正
確な制御系、さらには多くの種類の宿主系が確立され、
微生物由来の遺伝子をはじめとし、植物、動物に至る遺
伝子まで発現制御することが可能となってきている。し
かしながら、大腸菌は、細胞内膜の外側に細胞壁、さら
にその外側に莢膜と呼ばれる膜を有し、それら3重の構
造を有するため、分泌されるタンパク質も莢膜と内股の
間にあるペリプラズム層に蓄積される。そのため、蓄積
される量も物理的に制限を受ける。また、ペリプラズム
層に蓄積されたタンパク質を取り出す場合、菌体を物理
的又は生物的方法で破砕し、抽出するという非常に複雑
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害又は酵素的障害を受は活性を失うおそれがあリ、必ず
しも高い回収率は達成できない。
また、動物由来のタンパク質(例えばインターフェロン
、ヒト成長ホルモン等)を大腸菌で機能するプロモータ
ーの下流に連結し、発現を行なわせた場合、多くの場合
そのタンパク質は細胞質中に不溶性顆粒として形成され
、活性を持たない不溶物として形成される。この場合も
先の場合と同様に物理的又は生物的方法により国体を破
砕し不溶画分として、目的タンパク質を集めなければな
らない、また、大腸菌以外のタンパク質の発現であるた
め動物中では可溶性クンバク質にも関わらず大腸菌内で
は不溶性かつ不活性型として取り出される。そのため、
活性を持つ正しい三次構造のタンパク質に変性剤を用い
て再構築しなければならない、それら一連の方法は非常
に煩雑であり、実用上は不向きである。また、他の微生
物(例えば枯草菌、酵母、カビ等)を用い生産物を菌体
外に分泌させ、活性型として取り出す方法等が研究され
ているが、発現量が低いとか、宿主菌によるタンパク質
分解酵素により分解され失活するといった問題点を有し
ている。また、動物細胞による分泌発現の系も多(研究
されているが微生物に比べ増殖能が非常に低く、大量に
タンパク質を必要とする場合不向きである。
、ヒト成長ホルモン等)を大腸菌で機能するプロモータ
ーの下流に連結し、発現を行なわせた場合、多くの場合
そのタンパク質は細胞質中に不溶性顆粒として形成され
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らない、また、大腸菌以外のタンパク質の発現であるた
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は不溶性かつ不活性型として取り出される。そのため、
活性を持つ正しい三次構造のタンパク質に変性剤を用い
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物(例えば枯草菌、酵母、カビ等)を用い生産物を菌体
外に分泌させ、活性型として取り出す方法等が研究され
ているが、発現量が低いとか、宿主菌によるタンパク質
分解酵素により分解され失活するといった問題点を有し
ている。また、動物細胞による分泌発現の系も多(研究
されているが微生物に比べ増殖能が非常に低く、大量に
タンパク質を必要とする場合不向きである。
しかも、現在の技術では、宿主の種類等により、適当な
プロモーター配列を選択して使用しなければならないと
いう問題点を有している。このことは即ち、目的物の生
産を種々の宿主で実現する場合には、それら宿主内で働
く種々のプロモーター配列を準備し、プラスミドを構築
しなければならないことを意味している。
プロモーター配列を選択して使用しなければならないと
いう問題点を有している。このことは即ち、目的物の生
産を種々の宿主で実現する場合には、それら宿主内で働
く種々のプロモーター配列を準備し、プラスミドを構築
しなければならないことを意味している。
上記従来技術における問題点に鑑み、もし、所望のタン
パク質を種々の宿主に効率的に生産させることができる
プロモーター配列が存在すれば、そのような所望のタン
パク質の生産に大いに貢献することは明らかである。
パク質を種々の宿主に効率的に生産させることができる
プロモーター配列が存在すれば、そのような所望のタン
パク質の生産に大いに貢献することは明らかである。
[発明が解決しようとする課題J
従って、この発明の目的は、所望のタンパク質の遺伝子
工学的な分泌生産に用いることができる、高効率なプロ
モーター配列を提供することである。
工学的な分泌生産に用いることができる、高効率なプロ
モーター配列を提供することである。
(課題を解決するための手段]
本願発明者らは、高い分泌能を持つバチルス属細菌に着
目し、とりわけ高頻度で分泌されるタンパク質を選び出
して鋭意研究した結果、少なくともバチルス属細菌内及
び大腸菌内で働くプロモーター配列を見出し、かつ、こ
れを含むプラスミドを構築し、これを用いて所望のタン
パク質を生産させることに成功し、本発明を完成した。
目し、とりわけ高頻度で分泌されるタンパク質を選び出
して鋭意研究した結果、少なくともバチルス属細菌内及
び大腸菌内で働くプロモーター配列を見出し、かつ、こ
れを含むプラスミドを構築し、これを用いて所望のタン
パク質を生産させることに成功し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、少なくともバチルス属細菌内及び
大腸菌内で働くプロモーター配列を提供する。
大腸菌内で働くプロモーター配列を提供する。
[発明の効果]
本発明により、少なくともバチルス属細菌及び大腸菌に
所望のタンパク質を生産させることができるプロモータ
ー配列が提供された。この発明のプロモーターは、高活
性であり、従って、これを利用してタンパク質を生産す
ると、高効率に所望のタンパク質を生産させることがで
きる。さらに、本発明のプロモーターは、後述の実施例
で明らかになるように、所望のタンパク質を菌体外分泌
生産させるために用いることも可能であり、この場合に
は該タンパク質が菌体外に分泌されるので、菌体を破砕
する必要がなくなり、その結果、タンパク質が障害を受
けることがなくなる。また、生産された所望のタンパク
質の精製も容易である。
所望のタンパク質を生産させることができるプロモータ
ー配列が提供された。この発明のプロモーターは、高活
性であり、従って、これを利用してタンパク質を生産す
ると、高効率に所望のタンパク質を生産させることがで
きる。さらに、本発明のプロモーターは、後述の実施例
で明らかになるように、所望のタンパク質を菌体外分泌
生産させるために用いることも可能であり、この場合に
は該タンパク質が菌体外に分泌されるので、菌体を破砕
する必要がなくなり、その結果、タンパク質が障害を受
けることがなくなる。また、生産された所望のタンパク
質の精製も容易である。
[発明の詳細な説明J
本発明のプロモーター配列は少なくともバチルス属細菌
内及び大腸菌内の両方において機能するものであり、こ
のようなプロモーター配列は初めて見出された。このよ
うなプロモーター配列は、バチルス属細菌の耐熱性中性
プロテアーゼのプロモーター配列に見出すことができ、
下記実施例においてはバチルス・ステアロサーモフィル
スの耐熱性中性プロテアーゼ旺1(同一出願人による特
願昭62−253749号に記載)のプロモーター配列
を採用しているがこれに限定されるものではない、好ま
しいプロモーターは、その−35領域がTTTTCCl
−10領域がTATTGTである。ここで、「−35領
域J及びr−10領域」とは、転写開始点の上流35塩
基目及びlO塩基目の塩基配列を示すが、枯草菌では大
腸菌の場合と異なり、丁度−35及び−10の位置では
なく、2.3塩基のずれがある。なお、プロモーター配
列は大腸菌で十分研究された結果、−35領域と一10
領域に特徴があることがわかっている。下記実施例にお
いて得られたプロモーター配列の全塩基配列並びに−3
5領域及び−10領域の位置が図1に示されている。ま
た、−35領域と−10領域との間の塩基数は、特に限
定されないが1図1に示すように18塩基であることが
好。
内及び大腸菌内の両方において機能するものであり、こ
のようなプロモーター配列は初めて見出された。このよ
うなプロモーター配列は、バチルス属細菌の耐熱性中性
プロテアーゼのプロモーター配列に見出すことができ、
下記実施例においてはバチルス・ステアロサーモフィル
スの耐熱性中性プロテアーゼ旺1(同一出願人による特
願昭62−253749号に記載)のプロモーター配列
を採用しているがこれに限定されるものではない、好ま
しいプロモーターは、その−35領域がTTTTCCl
−10領域がTATTGTである。ここで、「−35領
域J及びr−10領域」とは、転写開始点の上流35塩
基目及びlO塩基目の塩基配列を示すが、枯草菌では大
腸菌の場合と異なり、丁度−35及び−10の位置では
なく、2.3塩基のずれがある。なお、プロモーター配
列は大腸菌で十分研究された結果、−35領域と一10
領域に特徴があることがわかっている。下記実施例にお
いて得られたプロモーター配列の全塩基配列並びに−3
5領域及び−10領域の位置が図1に示されている。ま
た、−35領域と−10領域との間の塩基数は、特に限
定されないが1図1に示すように18塩基であることが
好。
ましい。
本発明のプロモーターは、常法により化学合成すること
によっても調製することができるし、本発明のプロモー
ターを含む天然の染色体DNAから切り出してくること
もできる。後述の実施例においては、本発明のプロモー
ターは、バチルス・ステアロサーモフィルスMK−23
2株(徹工研菌寄第9645号)の染色体DNAから得
られたものである。
によっても調製することができるし、本発明のプロモー
ターを含む天然の染色体DNAから切り出してくること
もできる。後述の実施例においては、本発明のプロモー
ターは、バチルス・ステアロサーモフィルスMK−23
2株(徹工研菌寄第9645号)の染色体DNAから得
られたものである。
本発明のプロモーターは、従来と同様の態様により、所
望のポリペプチドを高効率に生産するために用いること
ができる。すなわち、本発明のプロモーター配列及びそ
の下流に位置する所望のポリペプチドをコードする構造
遺伝子、さらにはプロモーター配列の下流であって前記
構造遺伝子の上流に位置するSD配列、前記構造遺伝子
の下流に位置するターミネータ−1宿主細胞内で複製す
るための複製開始点及び好ましくは形質転換株を選択す
るための、薬剤耐性や栄養要求性のような選択マーカー
を有するプラスミドを構築し、このプラスミドで枯草菌
のようなバチルス属細菌や大腸菌を常法により形質転換
し、形質転換株を培養し、培養物又は菌体から所望のポ
リペプチドを回収することにより、所望のポリペプチド
を生産することができる。このようなプラスミドは、例
えばpUBllo及びpTB53のような市販の発現ベ
クターに本発明のプロモーター配列及び所望のポリペプ
チドをコードするDNA配列を常法により組み込むこと
により得ることができ、このような方法は例えばT、
Maniatisら、”MolecularCloni
ng、 A Laboratory Manual
”(19821,ColdSpring Harbo
rや、Methods in Enzymology、
68巻、1979に詳しく記載されている。
望のポリペプチドを高効率に生産するために用いること
ができる。すなわち、本発明のプロモーター配列及びそ
の下流に位置する所望のポリペプチドをコードする構造
遺伝子、さらにはプロモーター配列の下流であって前記
構造遺伝子の上流に位置するSD配列、前記構造遺伝子
の下流に位置するターミネータ−1宿主細胞内で複製す
るための複製開始点及び好ましくは形質転換株を選択す
るための、薬剤耐性や栄養要求性のような選択マーカー
を有するプラスミドを構築し、このプラスミドで枯草菌
のようなバチルス属細菌や大腸菌を常法により形質転換
し、形質転換株を培養し、培養物又は菌体から所望のポ
リペプチドを回収することにより、所望のポリペプチド
を生産することができる。このようなプラスミドは、例
えばpUBllo及びpTB53のような市販の発現ベ
クターに本発明のプロモーター配列及び所望のポリペプ
チドをコードするDNA配列を常法により組み込むこと
により得ることができ、このような方法は例えばT、
Maniatisら、”MolecularCloni
ng、 A Laboratory Manual
”(19821,ColdSpring Harbo
rや、Methods in Enzymology、
68巻、1979に詳しく記載されている。
本発明のプロモーターは、所望のポリペプチドの菌体内
生産のために利用することもできるが、生産されたポリ
ペプチドを菌体外に分泌させる機能を有するシグナルペ
プチドをコードする配列(以下シグナル配列と言う)及
び特に所望のポリペプチドがタンパク質分解酵素である
場合等のような必要な場合にはその下流にいわゆるプロ
構造をコードする配列を存在させることにより所望のポ
リペプチドを菌体外に分泌させることができる。下記実
施例では、バチルス・ステアロサーモフィルス關に一2
32株由来のシグナル配列及びプロ構造コード配列を利
用して、枯草菌及び大腸菌において分泌生産を行なって
いる。
生産のために利用することもできるが、生産されたポリ
ペプチドを菌体外に分泌させる機能を有するシグナルペ
プチドをコードする配列(以下シグナル配列と言う)及
び特に所望のポリペプチドがタンパク質分解酵素である
場合等のような必要な場合にはその下流にいわゆるプロ
構造をコードする配列を存在させることにより所望のポ
リペプチドを菌体外に分泌させることができる。下記実
施例では、バチルス・ステアロサーモフィルス關に一2
32株由来のシグナル配列及びプロ構造コード配列を利
用して、枯草菌及び大腸菌において分泌生産を行なって
いる。
以下、この発明を実施例に基づきより具体的に説明する
。なお、下記実施例においては、各配列の具体的な塩基
配列やアミノ酸配列が示されているが、一般に、プロモ
ーター配列やSD配列のような特定の機能を有する塩基
配列は、その塩基配列を構成する塩基のうち少数の塩基
がN換され、欠失し又は少数の塩基が付加された場合で
あっても実質的に同一の機能を果たす場合があることは
当業者において広く認識されているところである。従っ
て、下記実施例において具体的に示される塩基配列やと
は少数の塩基が置換され、欠失し又は付加されている点
において異なるが実質的に同一の機能を果たすものは下
記実施例において具体的に開示された塩基配列と実質的
に同一のものであると解釈すべきである。
。なお、下記実施例においては、各配列の具体的な塩基
配列やアミノ酸配列が示されているが、一般に、プロモ
ーター配列やSD配列のような特定の機能を有する塩基
配列は、その塩基配列を構成する塩基のうち少数の塩基
がN換され、欠失し又は少数の塩基が付加された場合で
あっても実質的に同一の機能を果たす場合があることは
当業者において広く認識されているところである。従っ
て、下記実施例において具体的に示される塩基配列やと
は少数の塩基が置換され、欠失し又は付加されている点
において異なるが実質的に同一の機能を果たすものは下
記実施例において具体的に開示された塩基配列と実質的
に同一のものであると解釈すべきである。
1立1」
(11Mに一232株染色体DNAの調製耐熱性中性プ
ロテアーゼn51M (同一出願人による特願昭62−
253749号に記載)を含むバチルス・ステアロサー
モフィルスIJK−232株(MotokiKubo、
にeiichi Murayas+a、にoji 5e
to及びTadayuki Imanaka、 J、
Ferment、 Technol、 66巻、1号
、lap、 13−17 、1988、”Highly
Thermostable Neutral Pr
otease from Bacillusste
arother+mophHus、 8’l工研菌寄第
9645号)を100 mlのし培地を含む500 +
ml容量フラスコ中で一夜55℃で培養した。遠心集菌
後、2On+lのTE緩衝液(1011Mトリス、l
mM EDTA、 pH8,5)で洗浄し、次いで6I
llの15%シヨ糖−50+aM )リス(pH8,5
1−50■M EDTA−I 1187mlリゾチーム
に懸濁し、水中で30分間静置した。これに6+++1
の2%ザルコシルー50m1)リス(9H8,51−5
0@M EDTAを添加し、室温で約15分間放置して
完全に溶菌させた0次いで50m1容量フラスコにCs
C111gを入れ、さらに前記溶菌液12m1を加えた
。その後10 鳳g/mlのエチジウムブロマイド液0
.6 mlを加えた。この液を2本の遠心管に分注し、
PR65Tローター(日立製作新製)で超遠心場で分
離した。超遠心終了後、DNA画分を注射針で抜き取り
、n−ブタノールで3回抽出を繰り返してエチジウムブ
ロマイドを除去した。このDNA試料を1(1++M)
リス(pH7,51−0,1膳M E[lTA中で透析
し、4℃で保存した。
ロテアーゼn51M (同一出願人による特願昭62−
253749号に記載)を含むバチルス・ステアロサー
モフィルスIJK−232株(MotokiKubo、
にeiichi Murayas+a、にoji 5e
to及びTadayuki Imanaka、 J、
Ferment、 Technol、 66巻、1号
、lap、 13−17 、1988、”Highly
Thermostable Neutral Pr
otease from Bacillusste
arother+mophHus、 8’l工研菌寄第
9645号)を100 mlのし培地を含む500 +
ml容量フラスコ中で一夜55℃で培養した。遠心集菌
後、2On+lのTE緩衝液(1011Mトリス、l
mM EDTA、 pH8,5)で洗浄し、次いで6I
llの15%シヨ糖−50+aM )リス(pH8,5
1−50■M EDTA−I 1187mlリゾチーム
に懸濁し、水中で30分間静置した。これに6+++1
の2%ザルコシルー50m1)リス(9H8,51−5
0@M EDTAを添加し、室温で約15分間放置して
完全に溶菌させた0次いで50m1容量フラスコにCs
C111gを入れ、さらに前記溶菌液12m1を加えた
。その後10 鳳g/mlのエチジウムブロマイド液0
.6 mlを加えた。この液を2本の遠心管に分注し、
PR65Tローター(日立製作新製)で超遠心場で分
離した。超遠心終了後、DNA画分を注射針で抜き取り
、n−ブタノールで3回抽出を繰り返してエチジウムブ
ロマイドを除去した。このDNA試料を1(1++M)
リス(pH7,51−0,1膳M E[lTA中で透析
し、4℃で保存した。
(2)制限酵素処理・リガーゼ処理
枯草菌を宿主として複製維持できるベクタープラスミド
pTB53 (文献:命中ら、J。
pTB53 (文献:命中ら、J。
Bacteriol、 146巻、 1091頁、1
981年;命中ら、J。
981年;命中ら、J。
Gen、 Microbiol、 130巻、1399
頁、1984年)を常法により調製した。このpTB5
3及び上記のようにして調製したバチルス・ステアロサ
ーモフィルスMK−232株染色体DNAを制限酵素P
stIでそれぞれ完全分解した1反応条件は次のとおり
であった。
頁、1984年)を常法により調製した。このpTB5
3及び上記のようにして調製したバチルス・ステアロサ
ーモフィルスMK−232株染色体DNAを制限酵素P
stIでそれぞれ完全分解した1反応条件は次のとおり
であった。
Pstl緩衝液(10mM)リス(p)! 7.41−
10 +sMIJgc1.−50 sM NaC1−1
+sMジチオスレイトール)の10倍濃縮液を使用する
(10 x PstI緩衝液)。
10 +sMIJgc1.−50 sM NaC1−1
+sMジチオスレイトール)の10倍濃縮液を使用する
(10 x PstI緩衝液)。
il 14に−232DNA
30 μ110 x Pstl緩衝液
10j、tlウシ血清アルブミンf5 mg/all
2 μl蒸留水 5
6 1Ill 2 u
lli) pTB53
20 μ110 x Ps−緩衝液
10ulウシ血清アルブミン(5+mg/■11
2 μm蒸留水 6
6 1Ill 2 u
11反応37℃で90分間行なった。
30 μ110 x Pstl緩衝液
10j、tlウシ血清アルブミンf5 mg/all
2 μl蒸留水 5
6 1Ill 2 u
lli) pTB53
20 μ110 x Ps−緩衝液
10ulウシ血清アルブミン(5+mg/■11
2 μm蒸留水 6
6 1Ill 2 u
11反応37℃で90分間行なった。
2種のDNAを混合し、5M酢酸ナトリウムを加え、そ
の後エタノールを0.45 ml加えて10−15分、
20℃放置後、遠心して上清を捨てた。沈殿をエタノー
ルで洗って脱水、脱塩し。
の後エタノールを0.45 ml加えて10−15分、
20℃放置後、遠心して上清を捨てた。沈殿をエタノー
ルで洗って脱水、脱塩し。
デシケータ−で乾燥した。乾燥物に10 x リガー
ゼ緩衝液(660mM)リス(pH7,6) 66
m14MgC1*) 5μm 、 100 +*Mジ
チオスレイトール5μm 、 10 wM ATP 5
μl、蒸留水34μlを加えて混合した後、DNAリガ
ーゼlulを加え、4℃、16時間保った。これを次の
形質転換に用いた。
ゼ緩衝液(660mM)リス(pH7,6) 66
m14MgC1*) 5μm 、 100 +*Mジ
チオスレイトール5μm 、 10 wM ATP 5
μl、蒸留水34μlを加えて混合した後、DNAリガ
ーゼlulを加え、4℃、16時間保った。これを次の
形質転換に用いた。
(3)コンピテントセルの調製
バチルス・サチルスMT−2株(文献:藤井ら、J、
Bacteriol、 154 @、831頁、198
3年)をL培地で37℃、−後培養した培養液を、TF
−1(Spizigen’g 5alt x 10 (
NH41SO42%、にJPO414%、 KHIP0
46%、クエン酸ナトリウム1%)2+*1.2%カザ
ミノ酸Q、2 ml、 1 mg/mlアミノ酸液1
all、蒸留水14.8 +wl 、 5%グルコース
+0.2%Mg5O,2繻l)に植え、3時間45分振
盪培養し、TF−2(10x Spizigen’s
5alt 3.6 ml 、 2%カザミノ酸0,18
■1.蒸留水28.44 ml、 5%グル:f X
+ 0.2% MgSO43,6allに植え、1時
間30分振盪培養し、コンピテントセルな得た。
Bacteriol、 154 @、831頁、198
3年)をL培地で37℃、−後培養した培養液を、TF
−1(Spizigen’g 5alt x 10 (
NH41SO42%、にJPO414%、 KHIP0
46%、クエン酸ナトリウム1%)2+*1.2%カザ
ミノ酸Q、2 ml、 1 mg/mlアミノ酸液1
all、蒸留水14.8 +wl 、 5%グルコース
+0.2%Mg5O,2繻l)に植え、3時間45分振
盪培養し、TF−2(10x Spizigen’s
5alt 3.6 ml 、 2%カザミノ酸0,18
■1.蒸留水28.44 ml、 5%グル:f X
+ 0.2% MgSO43,6allに植え、1時
間30分振盪培養し、コンピテントセルな得た。
(4)耐熱性中性プロテアーゼのクローニング前記(2
)のDNA溶液40ulと1mlのコンピテントセルを
混合し、37℃、30分激しく撹拌した。これを遠心後
、3+mlのL培地を加え。
)のDNA溶液40ulと1mlのコンピテントセルを
混合し、37℃、30分激しく撹拌した。これを遠心後
、3+mlのL培地を加え。
37℃、2時間穏やかに撹拌した。その0.1■lを1
%カゼインと共にテトラサイクリン(20μl/ml)
又はカナマイシン(5μl/ml)を含むLAプレート
にまいた。このプレートを16時間、37℃に保ち、ハ
ローを形成するコロニーな取得した。このようにして得
られた形質転換株をバチルス・サチルスMT−2/pT
Z232と命名した。バチルス・サチルスMT・2/p
TZ232は昭和61年9月30日付で微工研に微工研
菌寄第8982号として寄託されている。バチルス・サ
チルスMT−2/pT2232を培養して常法によりプ
ラスミドD N A 、 pTZ232を得た。このプ
ラスミドの制限酵素開裂部位を図2に示す。
%カゼインと共にテトラサイクリン(20μl/ml)
又はカナマイシン(5μl/ml)を含むLAプレート
にまいた。このプレートを16時間、37℃に保ち、ハ
ローを形成するコロニーな取得した。このようにして得
られた形質転換株をバチルス・サチルスMT−2/pT
Z232と命名した。バチルス・サチルスMT・2/p
TZ232は昭和61年9月30日付で微工研に微工研
菌寄第8982号として寄託されている。バチルス・サ
チルスMT−2/pT2232を培養して常法によりプ
ラスミドD N A 、 pTZ232を得た。このプ
ラスミドの制限酵素開裂部位を図2に示す。
(5)耐熱性プロテアーゼ構造遺伝子及びその近傍の全
塩基配列の決定 プラスミドpTZ232からHindIII −Pst
I断片を切り出し、ジデオキシ法によりその全塩基配列
を決定した。結果を図1に示す。
塩基配列の決定 プラスミドpTZ232からHindIII −Pst
I断片を切り出し、ジデオキシ法によりその全塩基配列
を決定した。結果を図1に示す。
(6)プロモーター配列の同定
プラスミドpTZ232の転写開始点を81マツピング
法により同定した。すなわち、プラスミドprzz3z
から旧ndlII −Ba+s旧断片を公知の方法で分
離し、Ba+*旧5°末端をT4−ポリヌクレオチドキ
ナーゼを用い% [γ−”PIATPでラベルした。こ
の断片と、公知の方法で分離した旺す遺伝子のmRNA
を含むRNA画分をパイプリダイズした。
法により同定した。すなわち、プラスミドprzz3z
から旧ndlII −Ba+s旧断片を公知の方法で分
離し、Ba+*旧5°末端をT4−ポリヌクレオチドキ
ナーゼを用い% [γ−”PIATPでラベルした。こ
の断片と、公知の方法で分離した旺す遺伝子のmRNA
を含むRNA画分をパイプリダイズした。
これを81ヌクレアーゼ処理し、GilmanとCha
mberlin (Cell 35巻%pp、 285
−293.19831記載の方法に従い、転写開始点を
決定した。その結果、図1に示すT(−10領域から1
1塩基対下流)から転写されることが明らかとなった。
mberlin (Cell 35巻%pp、 285
−293.19831記載の方法に従い、転写開始点を
決定した。その結果、図1に示すT(−10領域から1
1塩基対下流)から転写されることが明らかとなった。
従って、この転写開始点より上流がプロモーター配列で
あり、検索を行なったところ、旺1(J 。
あり、検索を行なったところ、旺1(J 。
Bacteriol、 163巻、pp、 824−8
31.19851と非常によ(似たプロモニター配列を
見出すことができた0図1に示されるように、このプロ
モーターの一35領域はTTTTCCl−io領領域T
ATTGTであり、その間の塩基数は18塩基であった
。
31.19851と非常によ(似たプロモニター配列を
見出すことができた0図1に示されるように、このプロ
モーターの一35領域はTTTTCCl−io領領域T
ATTGTであり、その間の塩基数は18塩基であった
。
(71SD配列の同定
(6)で決定した転写開始点の下流で、がっATG(M
etl以下のオーブンリーディングフレームの上流で、
SD配列の検索を行なったところ、GAAAAGGから
成るSD配列が見出された。なお、SD配列の検索は、
常法に基づき、コンセンサス配列及び従来報告されてい
るSD配列の比較により行なった。
etl以下のオーブンリーディングフレームの上流で、
SD配列の検索を行なったところ、GAAAAGGから
成るSD配列が見出された。なお、SD配列の検索は、
常法に基づき、コンセンサス配列及び従来報告されてい
るSD配列の比較により行なった。
(8)シグナルペプチドコード配列の同定図1に示す塩
基配列を基にアミノ酸配列を推定したところ、唯一のオ
ーブンリーディングフレームが見出された。その結果、
図1に示すように、ATG(Metlから19アミノ酸
から成るシグナル配列が見出された。なお、シグナルペ
プチドのアミノ酸配列は種によって大きく異なるが、船
釣に、 ↓ Met−塩基性アミノ酸−疎水性アミノ酸−Ala −
Ala(又はAla −X−Ala) (lは切断点を
示す)で表わされる約20アミノ酸から成ることがわか
っている。
基配列を基にアミノ酸配列を推定したところ、唯一のオ
ーブンリーディングフレームが見出された。その結果、
図1に示すように、ATG(Metlから19アミノ酸
から成るシグナル配列が見出された。なお、シグナルペ
プチドのアミノ酸配列は種によって大きく異なるが、船
釣に、 ↓ Met−塩基性アミノ酸−疎水性アミノ酸−Ala −
Ala(又はAla −X−Ala) (lは切断点を
示す)で表わされる約20アミノ酸から成ることがわか
っている。
(9)プロ構造配列の同定
バチルス・ステアロサーモフィルスの菌体外に分泌され
る耐熱性プロテアーゼ旺すを、 TSKgel−G30
00SW及びTSK get−G2000SW (東
ソー株式会社製ゲルろ適用担体)によるクロマトグラフ
ィーにより精製した。その精製したタンパク質をエドマ
ン分解し、全自動シークエンサーによりそのN末端部分
のアミノ酸配列を同定した。その結果、ll5−Thr
−Gly−Thr−Serが同定され、 Ile以降が
成熟タンパク領域であり、それ以前がシグナル配列まで
プロ構造であることが同定された。
る耐熱性プロテアーゼ旺すを、 TSKgel−G30
00SW及びTSK get−G2000SW (東
ソー株式会社製ゲルろ適用担体)によるクロマトグラフ
ィーにより精製した。その精製したタンパク質をエドマ
ン分解し、全自動シークエンサーによりそのN末端部分
のアミノ酸配列を同定した。その結果、ll5−Thr
−Gly−Thr−Serが同定され、 Ile以降が
成熟タンパク領域であり、それ以前がシグナル配列まで
プロ構造であることが同定された。
夫胤上ユ
耐熱性中性プロテアーゼ遺伝子を含むプラスミドの小型
化 上記(4)で得られたプラスミドpTZ232を20ユ
ニツトの制限酵素Bgl■で切断後1%アガロース電気
泳動にかけ分子量の大きいバンドのゲルを切’) 取ツ
タe コノケAy中(1) D N A ヲGENE
CLEAN(フナコシ)を用いて回収するとBgl U
断片が得られた。
化 上記(4)で得られたプラスミドpTZ232を20ユ
ニツトの制限酵素Bgl■で切断後1%アガロース電気
泳動にかけ分子量の大きいバンドのゲルを切’) 取ツ
タe コノケAy中(1) D N A ヲGENE
CLEAN(フナコシ)を用いて回収するとBgl U
断片が得られた。
得られたBgl II断片を上記(2)の方法によりD
NAリガーゼを用いライゲーションを行ない、プラスミ
ドpTZ232を小型化した(図3)、得られたプラス
ミドをプラスミドpTZ232Bgと命名した。
NAリガーゼを用いライゲーションを行ない、プラスミ
ドpTZ232を小型化した(図3)、得られたプラス
ミドをプラスミドpTZ232Bgと命名した。
pTZ232の制限酵素地図を図4に示す。
上記(3)で示したコンピテントセル調製に従い、プラ
スミドpT22328gを用いてバチルス・サチルスM
t−2を形質転換した。このプラスミドを持つMt−2
株は小型化前のプラスミドと同様、耐熱性中性プロテア
ーゼの生産を効率良(行なった。
スミドpT22328gを用いてバチルス・サチルスM
t−2を形質転換した。このプラスミドを持つMt−2
株は小型化前のプラスミドと同様、耐熱性中性プロテア
ーゼの生産を効率良(行なった。
支丘■ユ
バチルス属細菌中で働(プロモーターの強さの測定
実施例1のプラスミドに含まれるプロモーター(−35
領域: TTTTCC,−10領域: TATTGT)
と旺亘のプロモーター配列(−35領域: TTTTC
C,−10領域TATT T T ) (J、 Ba
cteriol、 163巻、824−831゜198
51の強さを比較するため、同一コピー数プラスミドベ
クター及び同一宿主菌を用い、酵素活性を比較すること
によりプロモーターの強さを比べた。
領域: TTTTCC,−10領域: TATTGT)
と旺亘のプロモーター配列(−35領域: TTTTC
C,−10領域TATT T T ) (J、 Ba
cteriol、 163巻、824−831゜198
51の強さを比較するため、同一コピー数プラスミドベ
クター及び同一宿主菌を用い、酵素活性を比較すること
によりプロモーターの強さを比べた。
すなわち、工TをコードするpNP22 tJ。
Bacteriol、 163巻、pp、 824−
831. 19851をBgl II、HindIII
で切断したもの(pTB531と、公知の発現ベクター
pTB53をBgl 11 %Hindirlで切断し
たものとをT4リガーゼにより連結し、pTNT53を
得た(図5)、実施例2で作製したpTZ232Bg及
びこのpTNT53の両プラスミドで、それぞれバチル
ス・サチルスMT−2株を形質転換した。得られた形質
転換株をL培地を用いて培養し、プロテアーゼ活性と生
育を調べた。結果を図6に示す6図6中、丸はプロテア
ーゼ活性(カゼイン消化法により測定)、四角は菌の生
育状態(培養液の660n−での吸光度)を示す。
831. 19851をBgl II、HindIII
で切断したもの(pTB531と、公知の発現ベクター
pTB53をBgl 11 %Hindirlで切断し
たものとをT4リガーゼにより連結し、pTNT53を
得た(図5)、実施例2で作製したpTZ232Bg及
びこのpTNT53の両プラスミドで、それぞれバチル
ス・サチルスMT−2株を形質転換した。得られた形質
転換株をL培地を用いて培養し、プロテアーゼ活性と生
育を調べた。結果を図6に示す6図6中、丸はプロテア
ーゼ活性(カゼイン消化法により測定)、四角は菌の生
育状態(培養液の660n−での吸光度)を示す。
図6より明らかなように、両者共生育は同程度であるの
に、pTZ2328gを有する形質転換体は約4000
U/ml (7)酵素活性を示したが、pTNT53
を有するものは約200 Ll/so1であった。これ
らの結果から、実施例1で得られたベクター中に含まれ
る本発明のプロモーターは、工T遺伝子のプロモーター
に比べ約20倍高いプロモーター活性を示した。
に、pTZ2328gを有する形質転換体は約4000
U/ml (7)酵素活性を示したが、pTNT53
を有するものは約200 Ll/so1であった。これ
らの結果から、実施例1で得られたベクター中に含まれ
る本発明のプロモーターは、工T遺伝子のプロモーター
に比べ約20倍高いプロモーター活性を示した。
!10九豆
大腸菌における発現
図2に示した、プロモーター配列を含む5all−Ps
tI断片の大きい方を実施例2で示した方法により回収
した。大腸菌中で複製可能なプラスミドpUc19を5
alI及びpsTIで切断後、上記虱■−Pstl断片
を実施例1(2)で示した方法により連結した。該組換
えプラスミドを大腸菌JM109コンピテントセル(宝
酒造(株))に常法により形質転換した。得られた形質
転換株をL培地で37℃。
tI断片の大きい方を実施例2で示した方法により回収
した。大腸菌中で複製可能なプラスミドpUc19を5
alI及びpsTIで切断後、上記虱■−Pstl断片
を実施例1(2)で示した方法により連結した。該組換
えプラスミドを大腸菌JM109コンピテントセル(宝
酒造(株))に常法により形質転換した。得られた形質
転換株をL培地で37℃。
16時間培養した。菌体な集菌後、培地中のプロテアー
ゼ活性を測定したところ、500 U /mlのプロテ
アーゼ活性が培地中に分泌されていた。このように本発
明のプロモーター配列は枯草菌のみならず大腸国中でも
効率良く異種タンパク質な分泌生産した。
ゼ活性を測定したところ、500 U /mlのプロテ
アーゼ活性が培地中に分泌されていた。このように本発
明のプロモーター配列は枯草菌のみならず大腸国中でも
効率良く異種タンパク質な分泌生産した。
K五五玉
ヒトウロキナーゼの分泌生産
図2に示す、シグナル配列を含む断片であるBa+mH
I−Hindm断片及びAatI−Pstl断片を抽出
した。ウロキナーゼ構造遺伝子はLLL II −Aa
tI(Agric、 BioL、 Chew、、 52
巻、329−336. 19881として抽出した。こ
れらの断片とベクターとしてpTB53のPstI、H
indIIIで切断したものとを実施例1(2)に示し
た方法により連結した(図7)、このようにして得られ
た組換えプラスミドを実施例1(3)で示した方法によ
り形質転換した。得られた組換え菌をL培地で37℃、
24時間培養した。菌体を集菌後、培地中のウロキナー
ゼ活性を測定した。その結果、培地1ml当たり300
0 U/■lの酵素活性を示した(ウロキナーゼの活性
測定はS−2444合成基質活性測定法(Hayash
i、 Sら、Thromb、 Res、 22巻、57
3−578.1981に従い測定した。
I−Hindm断片及びAatI−Pstl断片を抽出
した。ウロキナーゼ構造遺伝子はLLL II −Aa
tI(Agric、 BioL、 Chew、、 52
巻、329−336. 19881として抽出した。こ
れらの断片とベクターとしてpTB53のPstI、H
indIIIで切断したものとを実施例1(2)に示し
た方法により連結した(図7)、このようにして得られ
た組換えプラスミドを実施例1(3)で示した方法によ
り形質転換した。得られた組換え菌をL培地で37℃、
24時間培養した。菌体を集菌後、培地中のウロキナー
ゼ活性を測定した。その結果、培地1ml当たり300
0 U/■lの酵素活性を示した(ウロキナーゼの活性
測定はS−2444合成基質活性測定法(Hayash
i、 Sら、Thromb、 Res、 22巻、57
3−578.1981に従い測定した。
図1は本発明のプロモーター配列並びにSD配列、シグ
ナルペプチドコード配列、プロ構造コード配列及び耐熱
性中性プロテアーゼ構造遺伝子を含む領域の塩基配列並
びにそれによってコードされるアミノ酸配列を示す図、 図2は本発明のプロモーター配列の1実施例を含むプラ
スミドであるpTZ232の制限酵素地図、 図3はpT2232を小型化しテpT22328gを作
製する工程を示す図。 図4はpT22328g+7)制限u 素地図、図5は
比較実験に用いた。耐熱性中性プロモ−ターTを有する
プラスミドpTNT53を作製する工程を示す図、 図6は本発明の1実施例のプロモーター配列を含むプラ
スミドpTZ2328g及び比較のためのプラスミドI
ITN丁53で形質転換された形質転換株の生育状態及
びプロテアーゼ活性を示す図。 図7は、ヒトウロキナーゼをコードする1本発明の1実
施例のプロモーター配列を含むプラスミドpMK4の制
限酵素地図である。 図4 (その2) 図1(そのl) 図1(その3)
ナルペプチドコード配列、プロ構造コード配列及び耐熱
性中性プロテアーゼ構造遺伝子を含む領域の塩基配列並
びにそれによってコードされるアミノ酸配列を示す図、 図2は本発明のプロモーター配列の1実施例を含むプラ
スミドであるpTZ232の制限酵素地図、 図3はpT2232を小型化しテpT22328gを作
製する工程を示す図。 図4はpT22328g+7)制限u 素地図、図5は
比較実験に用いた。耐熱性中性プロモ−ターTを有する
プラスミドpTNT53を作製する工程を示す図、 図6は本発明の1実施例のプロモーター配列を含むプラ
スミドpTZ2328g及び比較のためのプラスミドI
ITN丁53で形質転換された形質転換株の生育状態及
びプロテアーゼ活性を示す図。 図7は、ヒトウロキナーゼをコードする1本発明の1実
施例のプロモーター配列を含むプラスミドpMK4の制
限酵素地図である。 図4 (その2) 図1(そのl) 図1(その3)
Claims (5)
- (1)少なくともバチルス属細菌内及び大腸菌内で働く
プロモーター配列。 - (2)バチルス属細菌の耐熱性中性プロテアーゼ遺伝子
由来のものである請求項1記載のプロモーター配列。 - (3)バチルス・ステアロサーモフィルスの耐熱性中性
プロテアーゼ遺伝子由来のものである請求項2記載のプ
ロモーター配列。 - (4)−35領域がTTTTCC、−10領域がTAT
TGTである請求項1記載のプロモーター配列。 - (5)−35領域と−10領域との間の塩基数が18塩
基である請求項4記載のプロモーター配列。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8451689A JPH02265493A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | プロモーター配列 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8451689A JPH02265493A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | プロモーター配列 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02265493A true JPH02265493A (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=13832798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8451689A Pending JPH02265493A (ja) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | プロモーター配列 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02265493A (ja) |
-
1989
- 1989-04-03 JP JP8451689A patent/JPH02265493A/ja active Pending
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