JPH0227984A - デアセトキシセファロスポリンc合成酵素をコードする組換えdna発現ベクターおよびdna化合物 - Google Patents

デアセトキシセファロスポリンc合成酵素をコードする組換えdna発現ベクターおよびdna化合物

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JPH0227984A
JPH0227984A JP1114883A JP11488389A JPH0227984A JP H0227984 A JPH0227984 A JP H0227984A JP 1114883 A JP1114883 A JP 1114883A JP 11488389 A JP11488389 A JP 11488389A JP H0227984 A JPH0227984 A JP H0227984A
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plasmid
dna
recombinant dna
promoter
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JP1114883A
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Thomas D Ingolia
トーマス・ドミニック・インゴリア
Steven Kovacevic
スティーブン・コバセビック
James Robert Miller
ジェームズ・ロバート・ミラー
Paul Luther Skatrud
ポール・ルーサー・スカトラッド
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Eli Lilly and Co
Original Assignee
Eli Lilly and Co
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    • 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
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)

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】 産業上の利用分野 本発明は、デアセトキシセファ0スポリンC合成酵素活
性をコードする(暗号化した)DNA配列に関するもの
である。デアセトキシセファロスポリンC合成酵素(D
AOCS)は、ペニシリンNからデアセトキシセファロ
スポリンC(DAOC)を生成する反応を触媒し、しば
しばエキスパンダーゼの名で呼ばれる。この反応は、セ
ファロスポリウム・アクレモニウム(Cephalos
poriu+s  acre+w。
niu+++)からセファロスポリン類のような、そし
てストレプトマイセス−クラブリゲルス(S trep
tomyces  clavuligerus)および
ストレプトマイセス・リプマニイ(S 、lipmao
ti)から7C−メトキシセファ0スポリン、即ちセフ
ァマイシン類のような重要な抗生物質を生合成する際の
重要な段階反応である。
及吸Ω!! 本発明のDNA化合物は単一の読み取り枠(オープン・
リーディング・7レーム)にDAOCSを暗号化してい
る。この読み取り枠を転写し、得られたmRNAを翻訳
することによってDAOC3活性を有する単一ポリペプ
チド鎖が生産される。
DAOC3活性を暗号化しているDNA化合物をストレ
プトマイセス・クラブリゲルスのゲノムDNAから単離
し、組換えDNA発現ベクター組立て(構築)に使用し
た。これらの発現ベクターのうち下記の4つの型が特に
有用である。その第1の型はエシェリキア・コリ(E、
coli)において、第2の型はセファロスポリウムに
おいて、第3の型はペニシリウム(Penicilli
uw+)において、そして第4の型はストレプトマイセ
スにおいて高水準のDAOCS活性発現を促進させる。
エシェリキア・コリCE、コリ)が生産したDAOCS
活性は、ペニシリンNからのDAOC生産を触媒する。
本発明によるこれらのE、コリ形質転換体の粗製細胞抽
出物はDAOC3活性を有する。これらのE、コリ発現
ベクターおよび形質転換体は活性DAOC3酵素を多量
に入手し得る有効な手段を提供する。DAOC3酵素は
単にペニシリンNからのDAOC生産に有用であるだけ
でなく、それ以外のペニシリン類にも拡大して・有用で
ある。
本発明のセファロスポリウム・ベクター類は、製薬産業
で使用される株の組立ての目的に有用である。セファロ
スポリウムはセファロスポリン抗生物質生産に使用され
る経済的に重要な微生物である。本発明の発現ベクター
でセファロスポリウムを形質転換することによって、形
質転換体内の細胞内DAOCS濃度が高くなる。これら
の形質転換体は工業的発酵工程における効率および抗生
物質収量を増大するのに使用し得る。機能的なりAC5
/DAOCS遺伝子を欠いたセファロスポリウム・アク
レモニウム株を本発明のベクターで形質転換すると、セ
ファロスポリンCの代わりにDAOCを合成する形質転
換体が生産される。DAOCは経口によって吸収され、
臨床上重要な抗生物質の中間生産物として有用である。
本発明のペニシリウム・ベクターの最も有用な点は、ペ
ニシリンを高濃度で生産するペニシリウム株ヘセファロ
スポリン合成活性を導入し得ることである。DAOCS
活性は、単独ないしデアセチルセフ70スポリンC合成
酵素(DAC3,本酵素はDAOCからデアセチルセフ
ァロスポリンCを生成するヒドロキシル化反応を触媒す
る)またはエピメラーゼのようなその他の活性と組み合
わせて、各種のペニシリンをセファロスポリンへ変換さ
せるのに有用である。例えば、ペニシリウムにイソペニ
シリンNエピメラーゼ活性とDAOCS活性を同時に発
現させると、これまでペニシリウムでは未知の代謝産物
であるDAOCを生産するようになる。
DAOCSを暗号化しているDNA化合物を修飾して、
バエシロマイセス(P aecilomyces)およ
びストレプトマイセス等、特にストレプトマイセス・ク
ラブリゲルス(S、クラブリゲルス)のような他の微生
物を含んだ発酵の効率および収量を増大させる発現ベク
ターが容易に組み立てられる。
DAOC3を暗号化した本発明のDNAはS、クラブリ
ゲルスから単離されたが、E、コリ発現ベクターに関し
て先に説明したように、このDNAはさまざまな宿主細
胞でDAOC3を発現させるベクターの組立てに使用で
きる。本発明のE、−コリ、セファロスポリウムおよび
ペニシリウムのベクターに利用し得る組立て方策は、必
要ならば好適な調節要素を単に置き換えるだけで他の微
生物のだめの同様なベクターの組立てに適用できる。
セファロスポリンを生産する大多数の微生物は、DAO
CSの基質である共通の前駆物質ペニシリンNを利用す
る。DAOCSを暗号化した本発明のDNA化合物は、
ペニシリンおよびセファロスポリン抗生物質を生産する
各種微生物を含んだ発酵の効率および収量を改善するの
に有用な発現ベクターの組立てに使用することができる
以下、本発明に関してさらに詳細に説明する。
本明細書の開示内容を明確にし、本発明の理解を深める
目的のため以下の事項に関して下記の通り定義する。
amd S−アセトアミダーゼ遺伝子。図面ではアスペ
ルギルス・ニズランス(Aspergillus  n
1dulans)・アセトアミダーゼ遺伝子を示すのに
用いる。
amdsp−an+ds遺伝子のプロモーターAmR−
アブラマイシン耐性を付与する遺伝子。
またアンピシリン耐性表現型を示すのに用いる。
抗生物質−微生物によって生産され、天然のまま、また
は限定的な修飾を加えて、他の微生物または真核細胞の
発育を阻止し、あるいは殺減し得る物質。
抗生物質生合成遺伝子−一次代謝産物を抗生物質へ変換
し、または一つの抗生物質化合物を異なった抗生物質化
合物へ変換する過程における酵素反応に必要な活性を暗
号化しているDNA断片。
抗生物質産生微生物−ストレプトマイセス、バシラス(
Bacillus)、モノスポラ(Monospora
)、セファロスポリウム、バエシロマイセス、ポドスボ
ラ(P odospora)、ペニシリウムおよびノカ
ルジア(Nocardia)等の微生物であって、抗生
物質を産生するか、あるいは、発現されたとき、抗生物
質が生産されるような遺伝子を含有している微生物。
抗生物質耐性を付与する遺伝子−ある抗生物質耐性を付
与する活性を暗号化しているDNA断片。
ApR−アンピシリン耐性を付与する遺伝子。
またアンピシリン耐性表現型を示すのに用いる。
二機能性クローニング・シャトル・ベクター−異なった
二つの分類の微生物内で複製および/または組み込みが
可能な組換えDNAクローニングベクター bGH−ウシ成長ホルモン、またはそれを暗号化してい
るDNA。
bp−2本鎖DNAの塩基対。
CAT−クロラムフェニコール耐性遺伝子。アセチルト
ランスフェラーゼを暗号化している。
cDAcs/DAOC3−セファロスポリウム・アクレ
モニウムのエキスパンダーゼ(DAOC3)/ヒドロキ
シラーゼ(DAC3)遺伝子。
c1857−λpLプロモーターの温度感受性リプレッ
サーを暗号化している遺伝子。
clPs−セファロスポリウム・アクレモニウムに由来
するイソペニシリンN合成酵素またはイソペニシリンN
合成酵素を暗号化しているDNA。
クローニング−DNA断片(セグメント)を組換えDN
Aクローニングベクターへ組み込むプロセス。
暗号配列−遺伝子中、その遺伝子によって発現される蛋
白質のアミノ酸残基配列を暗号化しているDNA配列、
またはrRNAまたはtRNA遺伝子の場合、その遺伝
子によって発現されるrRNAまたはtRNAのRNA
配列を暗号化しているDNA配列。
暗号鋼−「アンチセンス鎖」と相補的な2本鎖暗号配列
のうちの1本鎖。アンチセンス鎖はRNAポリメラーゼ
によって「センス鎖」転写される。
CO5−7ア一ジλ付着末端配列。
コスミドープラスミドと同様に宿主細胞内で複製可能で
あり、ファージ頭部へのバッキングも可能な組換えDN
AクローニングベクターDAC−下記の式: で表される構造を有するデアセチルセファロスポリンC
0 DAC5−デアセチルセファロスポリンC合成酵素。D
AOCのDACへの変換を触媒する酵素活性。
DAOC−下記の式: で表される構造を有するデアセトキシセファロスポリン
C0 DAOC3−デアセトキシセファロスポリンC合成酵素
。DAOCS遺伝子によって暗号化され、ペニシリンN
のDAOCへの変換を触媒する酵素活性。
遺伝子−プロモーター、翻訳活性化配列、暗号配列と、
蛋白質(および、必然的にmRNA)、tRNAまたは
rRNAのうちいずれかの遺伝子産物を発現させるため
に配置された3′調節配列からなるDNA断片。
ゲノム・ライブラリー−実質上、特定の微生物の完全な
ゲノムに相当するDNA断片をクローン化して含んでい
る1組の組換えDNAクローニングベクター hGH−ヒト成長ホルモン、またはそれを暗号化してい
るDNA。
H+oR−ヒグロマイシン耐性を付与する遺伝子。
またヒグロマイシン耐性表現型を示すのに用いる。
ハイブリダイゼーション−2個の1本鎖DNA分子また
はRNA分子、またはDNA分子とRNA分子をアニー
リングして完全に塩基対合し、または完全には塩基対合
しない2本鎖分子を生成するプロセス。
IPSまたはI PNS−イソペニシリンN合成酵素。
イソペニシリンN合成酵素−シクラーゼとしても知られ
ているδ−(L−σ−アミノアジピル)−L−システイ
ニル−D−バリンからのイソペニシリンNの生成を触媒
する酵素。
K+*R−カナマイシン耐性を付与する遺伝子。
またカナマイシン耐性表現型を示すのに用いる。
Iac I −E 、コリlac I遺伝子。
Iac Zσ−E、コリlacオペロンから誘導された
プロモーターおよびβ−ガラクトシダーゼ(lacZ)
σ−断片。
1ppT −E 、コリtpp遺伝子の転写ターミネー
タ1ppP −E 、コ1月pp遺伝子のプロモーター
M130RI−yチー9M13の複製起源。
mel−タイロシナーゼ遺伝子。
MC5−多重クローニング部位。
謹RNA−メツセンジャーリポ核酸。
0RI−プラスミドまたはベクターの複製起源。
DNAポリメラーゼのための付着部位または開始部位と
して働<DNA配列。
PenDNA−ペニシリウム・クリソゲヌムに由来する
DNA。
pIPS−ペニシリウム・クリソゲヌムの!PS遺伝子
またはIPS暗号配列。
plPsp−ペニシリウム・クリソゲヌムIPS遺伝子
のプロモーター plPst−ペニシリウム・クリソゲヌムIPS遺伝子
の転写ターミネータ− pL−バクテリオファージ・ラムダの左側プロモーター プロモーター−隣接した下流DNAの転写を促進するD
NA配列。
rbs−リポソーム結合部位。翻訳活性化配列によって
暗号化されており、リポソームが結合し得る+mRNA
分子の5′末端上の配列。
組換えDNAクローニングベクター−1またはそれ以上
の付加的なりNA分子を付加し得る、もしくは付加した
DNA分子からなる自律的に複製または組込み可能な物
質であって、プラスミドを含むがそれに限定されない。
組換えDNA発現ベクター−研究または経済的に重要な
ポリペプチドまたはRNAを暗号化したDNA断片の発
現させるために配置されたプロモーターおよびその他の
5′調節配列を含有する自律的に複製または組込み可能
な物質であって、プラスミド等を含むが、それだけに限
定されない。
組換えDNAベクター−任意の組換えDNAクローニン
グベクターまたは発現ベクター制限断片=1またはそれ
以上の酵素の作用によって生じた任意の直鎖状DNA分
子。
rRNA−リポソーム性リポ核酸。
感受性宿主細胞−抗生物質の耐性を付与するDNA断片
の存在なしにはその抗生物質の存在下に増殖できない宿
主細胞。
TcR−テトラサイクリン耐性を付与する遺伝子。また
テトラサイクリン耐性表現型を示すのに用いる。
転写ターミネーター−RNAポリメラーゼによるDNA
転写を終了させるのに作用するDNA配列。
トランス7エクタントー7アージDNAまjこはファー
ジ粒子に詰め込まれたDNAによって形質転換をうけた
受容宿主細胞。
形質転換体−形質転換をうけた受容宿主細胞。
形質転換−遺伝子型を変化させ、それによって受容細胞
内に変化を起こさせるDNAの受容宿主細胞への導入。
翻訳活性化配列−mRNAへ転写されると、+aRNA
の蛋白質への翻訳を促進する5″調節DNA配列。
tRNA−トランスファーリボ核酸。
trp−E、コリのトリプトファン・オペロンのプロモ
ーターおよび翻訳活性化配列。
添付図面に提供した制限酵素切断部位(制限酵素部位)
および機能地図は本明細書で説明する組換えDNAベク
ターの概略を示したものである。
制限酵素部位に関する情報は限りがなく、したがって実
際に地図に示したベクター上の特定の部位の他にも、さ
らに制限酵素部位があるかもしれない。
第1図はプラスミドpow380の制限酵素部位および
機能地図、第2図はプラスミドpc Z R336の制
限酵素部位および機能地図、第3図はプラスミドpow
382の制限酵素部位および機能地図、第4図はプラス
ミドpCZR111の制限酵素部位および機能地図、第
5図はプラスミドpp S 65の制限酵素部位および
機能地図、第6図はプラスミドpP S 67の制限酵
素部位および機能地図、第7図はプラスミドpp S 
69の制限酵素部位および機能地図、第8図はグラスミ
ドpPS60の制限酵素部位および機能地図、第9図は
プラスミドpP S 63の制限酵素部位および機能地
図、第10図はプラスミドpPS64の制限酵素部位お
よび機能地図、第11図はプラスミドpMLc12の制
限酵素部位および機能地図、第12図はプラスミドp3
 S R2の制限酵素部位および機能地図、第13図は
プラスミドpPS51の制限酵素部位および機能地図、
第14図はプラスミド、)PS71の制限酵素部位およ
び機能地図、第15図はプラスミドpLC2の制限酵素
部位および機能地図、第16図はプラスミドpP568
の制限酵素部位および機能地図である。
本発明は、ストレグトマイセス・クラブリゲルスのエキ
スパンダーゼ活性を暗号化しf−D N A化合物およ
び組換えDNAクローニングベクターならびに発現ベク
ターからなる。以下に、S2クラブリゲルスのエキスパ
ンダーゼを暗号化したDNA配列をS、クラブリゲルス
のゲノムの暗号領域の3′および5″末端に続<DNA
の一部とともに示す。ここでは2本鎖DNA分子の「セ
ンス」鎖、即ち暗号鋼だけを示し、DNAは5゛から3
″の方向へと順次左から右へ記載した。ヌクレオチド配
列の番号をDNA配列の上に示した。DNA配列の下に
、DNAによって暗号化されているエキスパンダーゼの
アミノ酸残基配列をアミノ末端からカルボキン末端方向
へと左から右へ各列毎に併記して示した。各アミノ酸残
基は、その残基を暗号化しているDNAの下に示した。
アミノ酸残基配列の下にその残基配列の番号を付した。
(ここで、Aはデオキシアデニル、Gはデオキシグアニ
ル、Cはデオキシシチジル、Tはチミジル、Alaはア
ラニン残基、Argはアルギニン残基、Asnはアスパ
ラギン残基、Aspはアスパラギン酸残基、Cysはシ
スティン残基、Glnはグルタミン残基、Gluはグル
タミン酸残基、Glyはグリシン残基、H4sはヒスチ
ジン残基、IIsはイソロイシン残基、Leuはロイシ
ン残基、Lysはリシン残基、Metはメチオニン残基
、Pheはフェニルアラニン残基、Proはプロリン残
基、Se「はセリン残基、Thrはスレオニン残基、T
rpはトリプトファン残基、Tyrはチロシン残基、V
alはバリン残基である。) 上記のDNA配列は、G−C含量約70%を示し、計算
分子量34519ダルトン、実測分子量約34000ダ
ルトンのポリペプチドを暗号化している。当業者ならば
ここに示したDNA配列が本発明の重要な部分であるこ
とを理解し得よう。
上記の配列は、完全に保護されたデオキシヌクレオチド
構築ブロックを使用する改良ホスホトリエステル法によ
って普通に合成することができる。
そのような合成方法は当技術周知のものであり、実質上
、イタクラ(I takura)ら[サイエンス(Sc
ience)、198巻、1056頁(1977年)〕
およびクフレアCrea)ら〔プロシーディングズ・オ
プ・ザ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ
・オプ・U S A(Proc、Nat、Acad、S
ci、U SA)、75巻、5765頁(1978年)
の方法にしたがい実施し得る。また特に好ましい方法が
、フシラング(Hsiung)ら[ヌクレイツク・アシ
ッド・リサーチ(Nucleic  Ac1d  Re
5earch)、11巻、3227頁(1983年)]
およびナラング(N arang)ら[メソッズ・イン
・エンジモロジー(Methodsin  E nzy
mology)、68巻、90頁(1980年)1によ
って報告されている。また上記の手動的な方法に加えて
、シスチック(Systec) 1450AまたはAB
S[アプライド・バイオシステムズ(Appl ied
  B 1osyste*s) 850、リンカーンφ
センター・ドライブ(L 1ncoln  Centr
e  Drive)、ホスター・シテ4−(Foste
r  C1ty)、CA、94404]380A  D
NAシンセサイザーのような自動DNA合成装置を使用
してDNA配列を合成することができる。
上に掲げたDAOCS酵素のアミノ酸残基配列は、はと
んどのアミノ酸残基および翻訳停止信号に対し1個以上
のコドンが対応していることに由来する遺伝暗号の同義
性のため、多数の異なったDNA配列によって暗号化さ
れ得る。これらの他のDNA配列も本発明の同一のアミ
ノ酸残基配列を暗号化しているので、本発明はこれらの
他の配列をも包含する。
本発明のDAOC3暗号化DNA化合物は、ストレプト
マイセス・クラブリゲルスの株から単離された。そのS
、クラブリゲルス株の全ゲノムDNAのゲノムライブラ
リーを組立て、デオキシリボオリゴヌクレオチド・プロ
ーブと相同(ホモローガス)な配列の存在を検討した。
このプローブは該S9クラブリゲルスのアミノ末端アミ
ノ酸配列について得た情報にしたがい、遺伝暗号に関す
る知識およびストレプトマイセスのコドン利用優先度に
関する知識をもとにして組立てた。DNAの配列決定を
行った結果、どのベクターがS、クラブリゲルスDAO
C3を暗号化しているかが判明した。
DAOC3酵素を暗号化しているベクターを同定したの
ち、DAOCS遺伝子を含んでいる〜3゜OkbのBa
mHI制限酵素断片(制限断片)を単離し、商業的に入
手可能なプラスミドpUC8へ挿入してプラスミドpO
W380を作成し、ついでこれをE、コリK12RR1
ΔM15宿主細胞に導入した。E、コリに12RRIA
Mi 5/pOW380形質転換体はザ・ノーザン・レ
ジオナル・リサーチ・ラボラトリーズ(The  No
rthern  Regi。
nal Re5earch Laboratories
(NRRL)、ベオリア(Peoria)、IL616
04)に寄託され、NRRL  B−18264の受託
番号のもとにその保存株の一つとして貯蔵された(寄託
口、1987年11月20日)。添付図面第1図にプラ
スミドpow3aoの制限酵素部位および機能地図を示
す。
プラスミドpOW380は本発明のその他の発現ベクタ
ー組立ての有用な出発物質として使用し得る。これらの
ベクターは、特に(l Xa)プロモーターおよび翻訳
活性化配列と、(b)そのプロモーターから発現される
よう配置されたDAOC3活性を暗号化しているDNA
とを含んでいる組換えDNA発現ベクターで宿主細胞を
形質転換し、(2)段階(1)で形質転換させた宿主細
胞がDAOCS活性を発現し得る条件下で、これを培養
することからなる。DAOCS活性を組換え宿主細胞で
生産する方法に有用である。
実施例1に記載した方法により、E、コリK12RR1
ΔMl 5/pOW380からプラスミドpow380
を単離できる。プラスミドpOW380は本発明のベク
ターの有用な出発物質である。
プラスミドpOW380はストレプトマイセス・クラブ
リゲルスDAOC3の完全な遺伝子を含んでおり、例え
ば〜3.Okb  Ba耐目制限酵素断片上にプラスミ
ドから単離できる。E、コリで高水準のDAOC3を発
現させるプラスミド(pOW382と命名)を組立てる
出発物質としてプラスミドpOW380を使用した。S
、クラブリゲルスDAOC3暗号配列の操作を容易にす
るため、制限酵素NdeI認識配列をS、クラブリゲル
スDAOC8暗号配列の−3〜+3の位置に設けた。
NdeI部位の作成はM13部位特異的突然変異変異法
によって行い、DAOCS遺伝子開始コドンに直接隣接
している5°非暗号化部分にGCCからCATへのDN
A塩基変化を生じさせる。当業者ならば、DNA突然変
異誘発法が制限酵素認識部位をDNA配列に導入するの
に一般に使用されており、この場合、暗号化されたアミ
ノ酸配列が変化しないことを理解し得よう。実施例2で
突然変異および中間組立て物についてさらに詳細に説明
する。得られたプラスミドはpow:381と命名され
、実施例2でさらに完全に説明するが制限酵素NdeI
部位が存在している点だけがpOW、380と異なって
いる。ついで中間体プラスミドpOW381を使用して
発現プラスミドpOW382を組立てた。
プラスミドpCZR336(−7ムダpLCApL)プ
ロモーターおよび翻訳活性化配列、c18571度感受
性リプレッサー遺伝子、テトラサイクリン耐性を付与す
る遺伝子およびベクターの複製機能を暗号化しているD
NA配列を含有する発現ベクター)にストレプトマイセ
ス・クラブリゲルスのDAOCS暗号配列を挿入するこ
とによって、プラスミドpow382を組み立てること
ができる。
興味ある遺伝子を挿入し、λpLプロモーターの制御下
で発現させ得る部位の上流にある短いペグチドを暗号化
した第1「シストロン」を発現させるような位置にプラ
スミドpc Z R336のλpL誘導プロモーターが
配される。プラスミドpC2R336またはその誘導体
に暗号化されたc1857蛋白質は約30°Cの低温で
活性であり、λpLグロモーター活性を抑制できるが、
温度が約42°Cに上昇するとc1857蛋白質は失活
し、λpLグロモーターは興味ある遺伝子生産物を暗号
化した多量のmRNAの転写を開始する。添付図面第2
図にプラスミドpCZR336の制限酵素部位および機
能地図を示す。
プラスミドpOW382は、プラスミドpCZR336
と同一の第1シストロン、cI857遺伝子、λpLプ
ロモーター、翻訳活性化配列を含んでいるが、ざらにλ
pLプロモーターから構成される装置にプラスミドpo
w381由来のDAOCS遺伝子暗号配列を含んでいる
。プラスミドpOW381の=2.4kb Ndel 
−BamHI制限酵素断片はDAOC3の完全な暗号配
列を含んでいる。プラスミドpow382は、プラスミ
ドpCZR336のλp、Lプロモーターおよび翻訳活
性化配列を、DAOC3暗号化DNAを発現させるよう
に配置して組立てる。添付図面第3図にプラスミドpO
W382の制限酵素部位および機能地図を示す。実施例
3にプラスミドpOW382の組み立てについてさらに
詳細に説明する。
約42℃の温度でE、コリK12JM109/pow3
82は、細胞蛋白質合計のほぼ〜15%に近い高水準で
DAOCS活性を発現する。これらのE、コリK12J
M109/pOW382形質転換体から得た粗製細胞抽
出物はペニシリンNのDAOCへの変換を触媒すること
ができるが、形質転換されていないE、コリK12JM
109細胞から得た細胞抽出物はこの変換を触媒できな
い。
変換反応のための測定方法および測定結果を実施例4に
示す。
多数のE、コリK12株は、恐ら(ampc遺伝子座に
よって暗号化された内在性のベニシリナーゼ活性を含有
する。したがって最適なりAOC5活性を観察し得るよ
う、DAOCSポリペプチドを部分精製するのが望まし
い。この目的のためには、この酵素の精製を用いて内在
性E、コリ・ペニシリナーゼ活性を所望のDAOC3活
性から分離することができる。ペニシリナーゼの有害効
果を解消するための部分精製の別法として、この活性の
生産を欠いている株を使用する方法がある。そのような
株の一つであるE、コリK12A85892は、ザ・ノ
ーザン・レジオナル・リサーチ・センター(the  
Northern  Regional  Re5ea
rchCenter)から受託番号NRRL B−18
096(寄託日、1986年8月8日)のもとに入手で
きる。
プラスミドpOW382はE、コリで多量のDAOC3
を生産する効果的な手段を提供する。E。
コリ/pOW382は細胞蛋白質合計のほぼ15%に近
い水準でDAOC3を発現し、またE、コリの培養は、
天然にDAOCSを産生する微生物の培養よりも複雑で
ないから、E、コリ/pOW382形質転換体は、非組
換え体ないし「天然JDA0C5産生微生物よりも一層
効率的で、−層経済的な組換えDAOCSの生産に使用
できる。
実施例3に記載したように、DAOC3は細胞不含系で
ペニシリンNからDAOCを生産するのに使用できる。
DAOCは有用な抗生物質であるばかりでなく、セファ
レキシンやその他のセファロスポリン類のような重要な
抗生物質生産の出発物質として使用できる(米国特許第
4307192号参照)。恐ら<DAOC3の最も重要
な用途は、ペニシリンN以外のペニシリン類を新規セフ
ァロスポリン誘導体へ変換するのにこの酵素を使用する
用途である。
ペニシリンおよびセファロスポリン産生微生物の細胞不
合抽出物を非天然型(天然に生産されない)β−ラクタ
ムの合成に使用することができる。
本発明のE、コリ発現ベクターは、自然界で天然に起こ
らない、ペニシリンをイン・ビトロで転換し、新規抗生
物質または抗生物質骨格構造を生成するのに使用できる
DAOC3を得る安価で効率のよい方法を提供する。
E、コリでDAOCSを発現させるのにプラスミドpO
W382が特に好ましいのは、このプラスミドの使用に
よって高水準の発現が達成されるからだけでなく、プラ
スミドに存在する選択可能なマーカーのためでもある。
多数の組換えDNAベクターはβ−ラクタマーゼを暗号
化しているので、そのベクターを含んだ細胞はアンピシ
リンのようなβ−ラクタム抗生物質の存在下で発育でき
る。然しβ−ラクタムの組み立てを目的としてDAOC
3を含んだ細胞不含抽出物を使用することを望む場合、
β−ラクタマーゼ活性を含んだ抽出物は必要でない。そ
のような場合、プラスミドpOW382はβ−ラクタマ
ーゼを選択マーカーとして暗号化せず、むしろβ−ラク
タムと反応しない蛋白質を暗号化しているテトラサイク
リン耐性付与遺伝子を使用する。
ただし本発明のDAOC3発現ベクターは特定の選択マ
ーカーに限定されるものではない。当業者ならば多数の
選択マーカーがDAOCS発現ベクターに使用するのに
好適であることが理解されよう。そのような選択マーカ
ーとして、カナマイシン耐性を付与する遺伝子、クロラ
ムフェニコール耐性を付与する遺伝子まt;はその他の
抗生物質耐性を付与する遺伝子等が挙げられる。
DAOCSの基質として使用し得る非天然型ペニシリン
の探索は、ペニシリンN以外のペニシリンを基質として
受は容れる突然変異体DAOC3酵素の探索によって補
うことができる。本発明はそのような突然変異体DAO
CS探索のための出発物質を提供し、DAOC3暗号配
列の突然変異を介して誘導されたDNA化合物を包含す
る。E。
コリは変異クローニング実験の好ましい宿主であり、本
発明のE、コリ発現ベクターは、例えば放射線処理(X
線またはUV)または化学的突然変異剤(エチルメタン
スルホナート、ニトロソグアニジン、またはメチルメタ
ンスルホナート等)または部位特異的突然変異のような
当該技術周知の方法によって容易に突然変異をうけ、非
天然型ペニシリンを基質として認識し、それらの通常で
ないおよび/ま!;は非天然型ペニシリンの通常でない
セファロスポリン類への変換を触媒する。
当業者にとって明らかなように、本発明によってDAO
CS遺伝子コドンを意のままに変化させることができる
。DAOC3遺伝子のDNA配列が与えられれば、天然
のDAOC3酵素からアミノ酸残基の任意の位置で変化
させた突然変異体DAOC3酵素を生成するには単に通
常の方法を必要とするだけである。そのような突然変異
体酵素は、アミノ酸コドンを天然のDAOCS配列から
欠失し、または挿入した配列を含んだ突然変異体DAO
C3暗号配列によって暗号化されt;ものである。また
特定の突然変異によって、暗号化したDAOCS活性が
破壊されるかどうかを完全に予知できないとしても、D
AOCS活性に対する効果を確かめるには突然変異体配
列を発現してみるだけでよいのだからそのようなりAO
C3酵素も本発明の権利範囲に含まれる。
DAOCS活性に対する特に有用な効果は、ペニシリン
GまたはペニシリンVをセファロスポリンGまたはセフ
ァロスポリンVへと環拡張させる基質として使用する基
質特異性の変化である。これらのセファロスポリン抗生
物質は、セファロスポリンCのD−a−アミノアジポイ
ル側鎖の代わりにフェニル酢酸またはフェノキシ酢酸側
鎖を有し、経口で吸収され、臨床上有用なセファロスポ
リン類の製造における重要な中間体である7−アミツブ
アセトキシセファロスボラン酸へと極めて容易に加工さ
れる。
本発明はここに例示した特定のベクターだけに限定され
ない。本発明はストレプトマイセス・クラブリゲルスの
DAOCS活性を暗号化したDNA化合物を包含する。
本発明のDNA化合物は発現ベクターが複製し、または
組み込み可能であって、プロモーターおよび翻訳活性化
配列を用いてDAOCS活性を発現させることができる
任意の宿主細胞内でDAOCS活性を発現させるための
発現ベクターの組立てに使用できる。
したがってここに例示したE、コリ発現ベクターは、λ
pt、によってE、コリ内で転写される2シストロン構
築物を利用しているが、本発明はE。
コリでDAOCSを発現させる任意のE、コリ発現グラ
スミドまたはベクターを包含する。このように本発明は
、例えばpBR322、pAcYc184、F%Co1
V−に’94、RISR6−5、またはR100のよう
なプラスミド由来のレプリコンのようにE、コリでレプ
リコン機能を利用してDAOC3を発現させる発現ベク
ターを包含する。
本発明は単にプラスミドベクターだけに限らず、さらに
宿主細胞でDAOCS活性を発現し、組込みまたはウィ
ルス複製を利用して複製および維持を提供する発現ベク
ターをも包含する。
本発明はDAOCS合成酵素活性を暗号化したDNAを
発現させる特定のプロモーターおよび翻訳活性化配列だ
けに限定するものではない。本発明はE、コリ内で機能
し、E、コリ内でDAOC3の発現に使用され得る任意
のプロモーターおよび翻訳活性化配列の利用を包含する
。E、コリ内で機能する多数のプロモーターおよび翻訳
活性化配列が知られており、これらはDAOC3をE、
コリで発現させるのに好適である。そのような転写活性
化および翻訳活性化配列はlpp%lac、 trp、
 tacl λpLおよびλprのプロモーターおよび
翻訳活性化配列であるが、それだけに限定されない。
上記に例示しt;各種のE、コリ転写活性化および翻訳
活性化配列以外にも、他の微生物由来の転写活性化およ
び翻訳活性化配列をこのDAOC合成酵素暗号化DNA
化合物ヘライゲーシッンし、その活性化配列が機能する
宿主細胞内でDAOC合成酵素活性を発現させ得る発現
ベクターを生成することができる。DAOCSの生産お
よびそれに続くインビトロ使用のための精製にとってE
コリは最適な宿主であるが、E、コリ以外の微生物でD
AOC3合成酵素活性を発現させるベクターも、特定の
微生物のセファロスポリン抗生物質生産能および効率を
増大させる目的に特に有用である。
多数の微生物がβ−ラクタム抗生物質を生産する。下記
の表はβ−ラクタム抗生物質を生産する微生物の一部を
示したものである。
LL!!:β−ラクタム抗生物質生産微生物微生物 抗生物質 (Anixiopsis peruviana)アクレ
モニウム ププラフセンス (C、pupurascens) ポリアレウルム (C,polyaleuruIII) クリソゲヌム (C、chrysogenu+e) クルチペス (C、curtipes) (E 、  terricola) ミニマ (E 、 minima) ストレゾトマイセス・ シンネマチコラ (E 、 synnematicola)グラブラ CE −glabra) ミラビリス (E 、 m1rabilis) (S 、 cattleya) (N 、 uniformis) フラバム (P 、 carneus) セラチア(Seratia) 各種のβ−ラクタム スビロイジウム・フスクム (S piroidium  fuscum)ペニシリ
ンおよびセ ファロスポリン (S 、 griseus) よひB1刀ルヘデマ イシンへおよびB ハルステジ (S 、 halstsdi) セファマイシンAお よびB (S 、 wadayamensis)(S 、 ro
chei) OA−6129 KC−6643 トクノメンシス (S、 tokunomensis) MM l 3902 よびB OA−6129A カルペチマイシンA アスパレノマイシン 以上列記した多数のβ−ラクタム抗生物質産生微生物は
製薬産業における抗生物質生産の目的に使用される。こ
れらの微生物の抗生物質産生能は、発酵中の抗生物質生
合成酵素の細胞内濃度を増大させることによって増大し
、−層効率を挙げることができる。本発明のDAOC3
を暗号化したDNA化合物を用い、宿主細胞が、DAO
C3活性が関与する中間反応を介してβ−ラクタム抗生
物質を生産する場合には好適な宿主細胞へ導入されたと
き、形質転換された宿主細胞の細胞内DAOC3活性濃
度を増大させ、それによって細胞の抗生物質産生能およ
び効率を増大する発現ベクターを組立てることができる
宿主細胞へ導入して細胞内DAOC3活性濃度を増大さ
せ得るベクターは、下記の要素、(1)本発明のDAO
CS活性を暗号化しているDNA化金物および(2)宿
主細胞内で作用するだけでなく、DAOCS活性を暗号
化したDNAを発現させ得る正しい方向および位置に配
置されたプロモーターおよび翻訳活性化配列を必要とす
る。安定な形質転換体は、いうまでもなく宿主細胞でベ
クターが染色体外要素またはゲノムDNAへ組み込まれ
た要素のいずれかとして複製された場合にのみ得られる
。このように好ましいベクターは、宿主細胞でベクター
の複製または組み込みを特異的に指示する配列を含んで
いる。然しDNAを宿主細胞へ導入すると、ときに非特
異的な組み込みが起こることがあるので、そのような特
異的な複製または組み込み配列が絶対必要というわけで
はない。
またDAOC3発現ベクターは、抗生物質耐性を付与す
る遺伝子またはその他の、該ベクターを含んだ宿主細胞
を選び出す手段を提供するなんらかの要素をも含んでい
るが、ベクターが宿主細胞の染色体DNAに組み込まれ
る場合には、そのような選択可能な要素は必要なく、ま
た望ましくない。
ストレプトマイセス・クラブリゲルスのDAOCS遺伝
子暗号配列を提供することによって、本発明は形質転換
感受性の任意の微生物のためのDAOCS発現ベクター
を提供する。上に挙げたE。
コリDAOCS発現ベクターは本発明のさまざまな発現
ベクターを例示したものである。ただし本発明の好まし
いベクターの多数は、β−ラクタム抗生物質(ペニシリ
ンおよびセファロスポリン等)を生産する細胞内でDA
OCSを発現させるように設計されている。
本発明のペニシリウムベクター類は、そのようなβ−ラ
クタム抗生物質産生細胞からの抗生物質生産量を増大さ
せ、あるいは細胞が正常に産生ずる抗生物質を変えるの
に使用可能な、本発明によって提供されるベクターを例
示したものである。そのような例示ベクターの一つであ
るpp S 65と命名されたベクターは、本発明のD
AOCS暗号配列を発現をさせる位置にあるペニシリウ
ムのイソペニシリンN合成酵素(I PNS)遺伝子の
プロモーターを含んでいる。添付図面第5図にプラスミ
ドpp S 65の制限酵素部位および機能地図を提供
し、プラスミドpP S 65のための組立て方法およ
び有用な各種中間体を実施例5で説明する。
プラスミドpPS67と命名されたもう一つの例示のD
AOCS発現ベクターは、ペニシリウム、アスペルギル
スおよび近縁宿主細胞に使用できる。
プラスミドpPS67はストレプトマイセス・クラブリ
ゲルスDAOCS遺伝子の暗号配列を発現させる位置に
あって、ペニシリウムでも同様に機能するアスペルギル
スamd S遺伝子のプロモーターを含んでいる。添付
図面第6図にプラスミドpPS67の制限酵素部位およ
び機能地図を示す。
プラスミドpPS67は、例えば選択可能なamdS遺
伝子を含んだpPS71およびpp S 72のように
、容易に修飾してペニシリウムおよびアスペルギルスに
使用し得る、選択可能なマーカーを含ますことができる
。グラスミドpPS67、pPS718よびpP S 
72の組立て方法を実施例6で説明する。
本発明のプラスミドpP S 69は、本発明のDAO
CS暗号配列発現のI;め配置されたペニシリウムT 
PNS遺伝子プロモーターを、DAOC3暗号配列の3
′末端に配置され、ペニシリウム■PNS遺伝子の3′
非暗号領域由来の調節シグナルを含んでいるDNAとと
もに含んでいる。これらの3′調節シグナルは、そのシ
グナルを利用する宿主細胞内で組換え生産物の発現を増
大させるのに使用し得る。添付図面第7図にプラスミド
pPS69の制限酵素部位および機能地図を示す。
プラスミドpp S 69の組立て方法を実施例7で説
明する。上記のDAOC3発現ベクター類を導入する方
法については実施例8で説明する。
上記のベクター類および以下に示す実施例は、本発明に
よって提供される多くのDAOC3発現ベクターを単に
例示するだけのものである。即ち、本発明の説明のため
、セファロスポリウム・アクレモニウム・エキスパンダ
ーゼ−ヒドロキシラーゼ遺伝子の5′および3′調節シ
グナルについて報告した米国特許出願第0710218
36号(1987年3月4日出願)を引用する。これら
のシグナルは本発明のDAOCS暗号配列と組合わせて
、ことにセファロスポリウムで好適な本発明のDAOC
S発現ベクターを生産するのに使用できる。まt;本発
明の説明のために引用した欧州特許公開第020042
5号(1986年12月lO日公開)にはセファロスポ
リウム・アクレモニウムI PNS遺伝子の転写および
翻訳活性化配列が開示されているが、これらの配列は本
発明のストレプトマイセス・クラブリゲルスのDAOC
S暗号配列と融合させて、セファロスポリウム内でS。
クラブリゲルスDAOCSの暗号配列を発現させる(発
現ベクターへ挿入し、そのベクターをセファロスポリウ
ムへ導入しI;とき)組換えDAOCS遺伝子を作り出
すことができる。
本発明のDAOCS発現ベクターは、任意の細胞でDA
OCS酵素の細胞内濃度を増大させるのに有用であり、
特にβ−ラクタム抗生物質を産生する細胞で有用である
。グラスミドpOW380はストレプトマイセス・クラ
ブリゲルスのDAOCS遺伝子暗号配列を含んでいるの
で、プラスミドpOW380はDAOCS遺伝子のコピ
ー数を増大させ、したがって該酵素の細胞内濃度を増大
させるベクターを組立てるのに使用できる。本発明のD
AOC3暗号配列はストレプトマイセス宿主細胞から単
離されたのであるから、DAOCS暗号配列は、ストレ
プトマイセス宿主細胞で高濃度のDAOC3を発現させ
るよう設計された発現ベクターに使用するのに特に好都
合である。文献上、ストレプトマイセス発現ベクターの
組立ておよびストレプトマイセス宿主細胞の形質転換技
術については多数の報告がある[例えばガルシアードミ
ングエツツ(Garcia −Dominguez)ら
、アプライド・アンド・エンピロンメンタル・マイクロ
バイオロジー(Applied  and  Envi
ronmentalM 1crobi 1ogy)、5
3巻(6)、1376〜1381頁(1987年)参照
〕。本発明のDAOCS暗号配列はストレプトマイセス
・プロモーターおよびレプリコンを含んだ発現ベクター
へ容易に挿入でき、そのような用途のために多数の既知
のストレプトマイセス・プロモーターおよびレプリコン
が入手できる。網羅的なものではないが、第■表にスト
レプトマイセス・レプリコンを得ることが可能なストレ
プトマイセス・プラスミドの例を列挙した。当業者は、
レプリコン機能が破壊されない限り、この表に列挙した
プラスミドのすべてまたは一部が本発明のDAOCS遺
伝子を含んだベクター組立てに利用できることを認める
であろう。
また第■表にプラスミドを含有する宿主および受託番号
を示しI;。
1ナシヨナル・コレクション・オブ・インダストリアル
・バクテリア(National Co11ectio
nof  I ndustrial Bacteria
)(N CI B)、トリー・リサーチ・ステーション
(Torry Re5sarch 5tation)、
ポスト・オフィス・ボックス(PostOffice 
Box)31%135アベイ・ロード(Abbey R
oad)、アバディーン(Aberdeen)A B 
98DG、スコツトランド(S cot 1and)、
ユナイテッド・キングダム(United Kingd
om)。
2アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシコン(A
merican Type Cu1ture Co11
ection)、0−/クビル(Rockvi I l
e)、MD20852゜また本発明のストレプトマイセ
ス・クラブリゲルスDAOC3暗号配列を、ストレプト
マイセスの他の株およびペニシリウム、セファロスポリ
ウムまたは任意の他の宿主細胞から誘導された転写およ
び翻訳活性化配列の制御下に置き、特定の微生物に使用
するための組換えDAOC3遺伝子を組立てることがで
きる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例は単に発明を説明するためのものであって、これ
によって発明の範囲を限定するもものではない。
実施例1 A、E、コリK12  RRIΔM15/pOW380
の培養 E、コリK12  RRIΔMl 5/pOW380の
凍結乾燥品はザ・ノーザン・レジオナル・リサーチ・ラ
ボラトリーズ(NRRLXペオリア、■L61604)
から受託番号NRRL  B−18264(寄託臼、1
987年11月20日)のもとに入手でき、これを下記
のプロセスに、「培養物」として直接使用する。
アンピシリン100μg/rxQを含有するTYブロス
(1リットル当り、トリプトファン8g、NaC(15
9および酵母抽出物59)1リツトルにE、コリK12
  RRIΔMl 5/pOW380の培養物を接種し
、37℃で通気しながら1夜インキユベートした(15
〜18時間)。得られた培養をプラスミドpOW380
の出発物質として使用した。
B、プラスミドpow:380の単離 実施例IAで作成した培養を4℃、520Orpmで1
0分間遠心して細胞をペレット化した。生じた上溝は棄
てた。細胞ベレットを、25%スクロースおよび50m
M  EDTAからなる溶液28raQに再浮遊した。
50%グリセリンおよび0゜25MトリトリH(1(p
H8,0)に20vxg/aQリゾチームを溶解した溶
液的1m12および0.5MEDTA約1.5顧(pH
8,0)を細胞浮遊液へ添加し、混合した。得られた混
合物を氷上で15分間インキュベートした。リゾチーム
で地理した細胞に溶解液(10%トリトン−XIOo 
 3顧、0.25M  EDTA(pH8,0)75+
mQおよび水7mQから調製)3+xf2を静かに混合
しながら添加した。得られた溶液を氷上でさらに15分
間インキュベートした。
4℃、17000 rpmで約45分間の遠心ニヨり細
胞残層を溶液から除去した。〜30蛯の上清へC3CQ
約28.6gおよび5+zg/mffの臭化エチジウム
溶液〜LraQを添加した。ついで容量を水で4OmQ
に調節し、溶液を超遠心用試験管ヘデカントした。試験
管を密閉し、49500rp11で〜18時間遠心した
。紫外線で観察して、生じたプラスミド・バンドを単離
し、塩飽和インプロパツールで抽出して臭化エチジウム
を除き、TE緩衝液(lOraMトリス−HCQ(pH
7,5)j;よび1mM  EDTA)〜20容量で透
析し、透析液を3回とり替えて行った。透析物を集め、
ついでエタノール2容量および3M酢酸ナトリウム溶液
0.05容量を添加した。エタノール混合物を一20°
Cに冷却し、−10℃、110000rpで30分間遠
心によりプラスミドDNAをペレット化した。得られた
ベレットをTE緩衝液〜l+mQに再浮遊し、これを等
容量のフェノール:クロロホルム混合液(l:1.v/
v)で抽出した。3M  Na0AcO,l容量および
エタノール2容量を添加することによって水層のDNA
を回収し、これを−20℃で〜30分間インキュベート
し、15000 rplllで20分間遠心した。得ら
れたDNAベレットをまず70%のエタノール、ついで
100%のエタノールで洗浄し乾燥した。
この方法によって得られl;プラスミドpOW380 
 DNAの−1,51+!9を0.1XTE緩衝液1゜
5mQに浮遊し、−20°Cで貯蔵した。添付図面第1
図にプラスミドpOW380の制限酵素部位および機能
地図を示す。
実施例2 ファージm0W380の組立て種々の方法お
よび遺伝子配列供給源を使用して同一のプラスミド組立
てを達成することができる。
DAOCS遺伝子を含んだコスミドpOW379の一3
kb  BamHI制限酵素断片を、BamHIで消化
した復製型(RF)M13ベクターとライゲーションす
ることによってファージm0W380を組立てた。スト
レプトマイセス・クラブリゲルスのゲノムコスミド・ラ
イブラリーからコスミドpOW379クローンを得、こ
れをS、リプマニイのIPNS遺伝子だけでなく、精製
したS、クラブリゲルス・エキスパンダーゼのアミノ末
端アミノ酸残基配列および種コドンー利用偏りに基づい
て設計された「ゲスマーCguessmer)ノDNA
プローブ全使用するハイブリダイゼーションによって同
定しt;。所望の7ア一ジM13クローンは「グエスマ
ー」グローブを使用するグラークハイブリダイゼーショ
ン法により、または制限酵素分析によって同定できる。
しかしながら本発明によって、主としてプラスミドpO
W380をS、クラブリゲルスDAOCS遺伝子の供給
源として使用し得るので、10W380の組立てが極め
て筒車となる。
M13で誘導された7ア一ジm0W380は、S。
クラブリゲルス・エキスパンダーゼ暗号配列の5′末端
にNdel制限酵素認識部位を作り出すため実施される
部位特異的突然変異の際の有用な中間体である。
実施例tbで作成したプラスミドpOW38CIDNA
約25μ9の0.1 xTE緩衝液25μQ浮遊液を1
QXBalllHI緩衝液(1,0M  NaCl2,
100mMトリス−MCI2(pH7,5)および10
0n+MMgc 12り 40μQ1ガラス蒸留水33
5μαおよび制限酵素BariHI 5μa(〜50単
位)に添加して混合する。特に記載しない限り、制限酵
素は二ニー・イングランド・バイオラプズ[(New 
 England Biolabs)、32トザー・ロ
ード(T ozerRoad)、ビバリー(Bever
131)、MAO1915]がら入手しl;。単位の定
義はそれぞれの製造業者の単位の定義に対応する。生じ
た反応物を37°Cで90分間インキュベートする。つ
いでフェノールおよびクロロホルムで反応を抽出し、B
aIIH工で消化したプラスミドpOW380  DN
AをNa0Acおよびエタノールで沈澱させ、これをH
!09μQに再浮遊させる。負荷緩衝液(25%、V/
Vグリセリン、0.05%W/Vブロムフェノールブル
ーおよび0.05%キシレンシアツール)約1μQをD
NA溶液へ添加し、ついで所望の〜3kbBamHI制
限酵素断片が他の消化生産物から明らかに分離されるま
で1%アガロースゲル上で電気泳動する。
ゲルを臭化エチジウムの希釈溶液(0,5μg/mQ)
で染色し、染色したゲルを長波長紫外線で照射すること
によって電気泳動されたDNAを可視化した。断片の位
置を確かめたのち〜3kb断片の前でゲルに小切り込み
を作り、切り込みにシュライヒャ−(Schleich
er)およびシ2エル(Schuell)[キ+ 7 
(K eene)、NHO3431]のDEAE膜を置
いたつさらに電気泳動すると、DNAは非共有結合的に
DEAE膜に結合した。所望の断片をDEAE膜に結合
させたのち、膜を取り、低塩緩衝液(100a+M  
NaCQ、O,1mM  EDTA、、20mMトリス
−HCQ(pH8))で洗浄した。つぎに膜を小試験管
に入れて、高置緩衝液(LM  NaCQ、0.1mM
  EDTAl 20mM)リス−HCLl(pH8)
)に浸漬させ、65°Cで10分間インキュベートして
DNAをDEAEペーパーから遊離させた。、65℃で
インキュベーション後、インキュベーション緩衝液を集
め、膜を高置緩衝液で洗浄した。所望のDNA断片を採
取する前に洗浄液とインキュベーション緩衝液をプール
しI;。
NaCQ濃度が0.25Mとなるように高置−DNA溶
液の容量を調節し、ついで冷無水エタノール3容量を溶
液に添加した。得られた溶液を混合し、氷上で10〜2
0分間放置した。ついで溶液を1500orpmで15
分間遠心した。もう−度沈澱させたのち、残りの塩を除
去し、DNAペレットを7゛0%エタノールで洗浄し、
乾燥し、TE緩衝液20μaに再浮遊させて、所望の制
限酵素断片を構成した。〜3kbの断片的06μ9が得
られIこ。
組立て M13mp19RF  DNA(二ニー・イングランド
・バイオラブズ(NEB)から入手できる)約2.5μ
9を、制限酵素BamHI 1 p(Ic〜20単位)
によりBamHI緩衝液100μQ中、37℃で90分
間消化した。反応混合物をフェノール:クロロホルムで
抽出し、水層のDNAをエタノール沈澱により濃縮した
。DNAペレットを0.I XTE緩衝液20μQに再
浮遊させて、所望のBamHI−消化M13mp19ベ
クター〜2μ9を構成した。得られたベクターDNAを
一20℃で貯蔵した。
プラスミドpOW380の〜3kb  BamHI制限
酵素断片2μaとBamHI消化ベクターM13mp1
91μQを20pQの反応混合物[D N A断片、1
0Xリガーゼ緩衝液(0,5M1−リス−HCQCpH
7,5)およびl 00mM  MgC11t  2m
L 5mM ATP2i、 6tg/p(IBSA 1
p(1,ガラス蒸留水12μQおよびT4  DNAリ
ガーゼ(NEB)lμQ(Iワイス単位)を含有]中で
ライゲーションする。反応を15℃で18時間インキュ
ベートする。ライゲーションしf=DNAは他のライゲ
ーション生産物とともに所望のファージm0W380を
構成している。
コンピテントなE、コリK12  JM109(rエピ
キュリアン・コリ(Epicurean  Co11)
J(商標))をストラタジーン社[S traLag6
ne% 3770タンシー・ストリート(”l” Hl
sy  S treet)、サン・ジエゴ(S an 
 D iego)、CA92121]から購入し、DN
Aの容量を20μQとし、媒質の希釈や発現時間を必要
としない以外は、実質上、製造業者の指示通り、7ア一
ジm0W380を構成するライゲーション反応混合物で
形質転換した。形質転換後、対数増殖期にあるE、コリ
K12  JMI09を試験管1本当りに0−25m4
ずつ含有する13X100+lI2の滅菌ガラス試験管
へ、細胞をそれぞれ〜1110.20.40および50
μαずつ試料として分配した。これらの試験管にトップ
アガー(45℃で溶融維持させt;O,8%寒天含有し
グロス) 3 mQずつを添加した。ついで細胞−トッ
プアガー混合物を5−ブロモ−4−クロロ−3−インド
リル−β−D−ガラクトシド(X−ガル)40μg/l
aQおよび0.1M  イソプロピルチオ−β−ガラク
トシド(IPTG)を含有するし一寒天平板上に接種し
、平板を37℃で1夜インキユベートした。[M13法
に関する一層詳細な記述および説明については、M2S
・クローニング/ジデオキシ・7−クニンシング・イン
ストラクション・マニュアル(M l 3  Cton
ing/ D 1deoxy Sequencing 
I n5truction Manual)、ベセスダ
・リサーチ・ラボラトリーズ(Bethesda Re
5earch Lab。
ratories)(B RL )、ライフ・チクノロ
シーズ・インコーホレーテッド(L ire Tech
nologies、 I nc、)、ゲイザースバーグ
(G a t thersburg)、MD20877
、参照]。形質転換体をβ−ガラクトシダーゼ活性(無
色のプラーク表現型)の挿入失活および複製型(RF)
DNAの制限酵素分析によって同定する。スクリーニン
グの目的のため、平板オーバーレイから初期対数場殖期
のE、コリK12JM109のlプラーク当り3顧ずつ
透明なプラークをパスツール・ピペットで充填する。培
養物を通気しなから37°Cで6〜18時間インキュベ
ートする。
インキニベーション後、培養1.5mMずつを1゜5m
4のエッペンドル7試験管でベレット化する。
新しく用意した試験管へ上清をデカントして、これを7
7一ジ接種物の供給源とするため4°Cで貯蔵する。下
記の例外を除き、実質上バーンボイムおよびドリーのア
ルカリ性プラスミド調製法〔ヌクレイツク拳アシッド・
リサーチ(Nuc、 AcidRes、)、7巻(6)
、1513−1523頁(1979年)1の教示にした
がって、細胞ベレットから複製型DNAを作成する。■
液、■液およびm液を15倍量使用してスケールアップ
し、透明な細胞溶解液を等量のCHC(lsで一度抽出
する。ついでインプロパツール0.4容量を添加し、室
温で20分間インキュベートすることによってDNAを
沈澱させる。遠心によってDNAを採取し、ついで0.
3M  Na0Acからエタノールで沈澱させる。RF
  DNAの制限パターン分析は、所望の挿入体の存否
を診断するだけでなく、M13ベクターの多重(複数)
クローニング部位(MC3)に対する挿入配列の方向を
きめるのにも使用し得る非対称型5caI制限酵素認識
部位の存在によって容易となる。この方法によって、E
、コリK12  J M l 09/+*OW3801
M胞を同定シタ。ツいでこれらの細胞を、以下に説明す
る部位特異的突然変位のための7ア一ジ+wOW380
の供給源として使用した。
c、1末鎖ファージ+*0W380  DNAの調製お
よび7ア一ジm0W381組立てのための部初期対数増
殖期E、コリK12  JM109の培養物lO顧にフ
ァージストック(実施例2Bで調製)〜200μaを接
種し%37℃で通気しなから〜18時間インキュベート
した。培養を遠心して、得られた上溝を新しく用意した
試験管へ移して再び遠心した。上溝をもう一度新しい試
験管へデカントした。25%ポリエチレングリコール(
分子量;3350)の3M  NaCd溶液lll11
2を上滑に添加し、これを室温で15分間インキュベー
トした。得られた混合物を10000rp+1で30分
間遠心した。遠心I;よって得たペレットは1本鎖ファ
ージm0W380を含有しており、これをTE緩衝液4
00pQに再浮遊した。溶液をまずCH,Cα、で、つ
いでTE飽和フェノールで抽出した。フェノールを水層
と接触させて15分間静置した。つイテ溶液をTE飽和
7エ/−ル:CHCQs(1:Isv/v)混合液で2
回、さらにCHCQ、だけで2回抽出した。ついでDN
Aを0.3M  Na0Acから沈澱させ、遠心によっ
て採取し、得られたベレットを0.I XTE緩衝液1
00μQに再浮遊しI;。
この溶液は1本鎖7アージm0W380 DNA−5μ
gを構成している。
D−衷邑寒A脛茜 突然変異の誘発(および引き続き所望の77−ジを検出
するためのハイブリダイゼーシ褒ン)に使用した1本鎖
DNA断片は、BRL社から購入したM13普遍グライ
マー(15量体)以外は自動DNA合成装置で合成した
。突然変異誘発用断片は、(1)STNDE−A13個
の塩基を除いて7ア一ジm0W380のDAOCS暗号
配列と相同な41ヌクレオチド長さの下記のDNA配列
:を有する1*MDNA(その不対合部分(下線で示す
)はDAOC3暗号配列のおよそ1位の位置で制限酵素
Ndel認識配列を作り出す]、および(2)STND
E−B:単に5TNDE−A断片の亜断片(サブ7ラグ
メント)である下記のDNA配列:deX 5’−TGTCCATA丁GCTCTCAC−3’を有
する17ヌクレオチド長さの1本鎖DNAのように設計
されている。
5TNDE−A約100ピコモルの5゛末端を1ピコモ
ル/μa濃度の1本鎖DNA、IOXリガーゼ緩衝液l
OμQ、アデノシン三リン酸(ATP)1000ピコモ
ル、0.1M  DTTlott(1゜ガラス蒸留水6
5μQおよびT4ポリヌクレオチドキナーゼ1p12(
10リチヤ一ドソン単位)[ベーリンガー・マンハイム
・バイオケミカルス(B oehringer Man
heim B iochemicals)、(BMB)
、7941キヤツスルウエイ・ドライブ(Cast 1
evayDriva)、P、0.ボックス50841.
インジアナポリス(I ndianapol is)、
インジアナ(lndiana)、46250)]を含有
する反応混合物でリン酸化(キナーゼ化)した。反応混
合物を37°Cでインキュベートして30分経過後、酵
素1μQを追加した。
ついで37℃でざらに30分間インキュベートしたのち
、68°Cで5分間インキュベートして反応を終結した
。これと同量の酵素を含有する類似の反応混合物40μ
aで、M13普遍プライマー約40ピコモルからなる5
′末端をキナーゼ化した。
1本鎖7アージ+aOW380  DNAを、実質上、
アデルマン(Adelman)ら[DNA、2巻(3)
、183〜193頁(1983年)]の教示にしたがい
下記のように突然変異しj;。IOXアニーリング緩衝
液8 pQcl 00+*M トリス−HCg(pH7
,5)、1mM  EDTAおよび500fl1M  
NaC12)、キナーゼ化LJ:5TNDE−A  4
i(4ピコモル)、キナーゼ化したM13普遍配列決定
プライマー4μQC4ピコモル)および水50μQに1
本鎖7アージm0W380  DNA〜500ナノグラ
ム(0,1XTE緩衝液15μa溶液)を添加し、混合
物を80℃で2分間、55℃で5分間、最後に室温で5
分間インキュベートすることによりアニーリング反応を
実施した。
10Xクレノー・リガーゼ緩衝液20μm2(t。
011Mトリス−HCg(pH7,5)、11M  E
DTA1500mM  NaC(1)、0.1M  D
TT20μm2.dGTP%dATP、TTPおよびd
CTPのそれぞれ6−25mMずつの溶液20μ(+、
51IIMATP20μQ1水120μQおよびクレノ
ー酵素(BMB)2.5μm2(12,5単位)からな
る混合物120μQを、アニーリングしたDNA溶液に
添加して伸長反応を実施した。伸長反応混合物を室温で
1時間、37℃で4時間、最後に14℃で〜18時間イ
ンキュベートした。
伸長反応混合物をCHCQsで一回抽出し、エタノール
およびNa0AcでDNAを沈澱させ、遠心により採取
した。DNAペレットを、lX5I緩衝液(0,3M 
 NaCQおよび3mM  Zn0Ac)400μQに
再浮遊させた。このDNA溶液の半分は一20℃で保存
し、残りの半分を分け、5本の1.5−試験管へ分配し
た。lμa当り200(30−ミニット)単位に希釈し
たSlヌクレアーゼ(BMB)lμaをこれらの試験管
4本へ添加した。反応を室温で、それぞれ5分、10分
、15分および20分インキュベートした。まずtRN
A  5〜lOμりを反応混合物に添加してキャリヤー
として作用させ、ついでTE飽和フェノール−CHCα
、混合物(1:1%v/v)で抽出することによって反
応を停止させた。Slt’fi理しなかった試料(陰性
対照)も同様に抽出した。水層に含まれるDNAをエタ
ノール沈澱により濃縮し、遠心によって採取した。DN
Aペレットをそれぞれ20μaの水に再浮遊させた。
Slで処理して得られf−D N A溶液各lOμQを
、実質上、実施例2Bに記載した方法で、ただし各平板
にX−ガルまたはI PTGのどちらかをも含ませず、
E、コリK12  JM109の形質転換に使用しI:
。以下記載のように、放射能標識したオリゴヌクレオチ
ド5TNDE−Bをニトロセルロースフィルターにプロ
ットした7アーシDNAハイブリツド化することにより
、所望の突然変異体を同定した。
プラーク形成後、平板を4°Cで〜1時間インキュベー
トしてトップアガーを固化させた。陰性対照、10分間
5t−fi理系および20分間Sl−処理系からそれぞ
れ〜50〜200プラークを含んだ2枚ずつの平板細菌
叢の上方にニトロセルロースフィルターを置いた。フィ
ルターと細菌叢表面の接触を〜1分間保ったのち、直ち
にニトロセルロー スフ 4 ルターを、0.1N N
aOH−1,5MNaCQで5分間、ついで0.5Mト
トリ、 −HCQCpH7,0)−3M  NaCQで
5分間飽和した3MMChrフィルターベーパー[ワッ
トマン・ラブセールズ・インコーホレーテッド(Wat
wan  Lab −5ales I nc、)、P、
0.ボックス1359、ヒルスボ0(Hillsbor
o)、オレゴン(Oregon)、97123−135
91を使用しても理した。ニトロセルロースフィルター
を空気乾燥し、ついで真空で80°0130分間焼成し
た。
ニトロセルロースフィルターを6xssc溶液(20X
SSCは3M  NaC4および0.3Mクエン酸Na
)、IOXデンハート(Denhart’s)溶液(水
100m12当りポリビニルピロリドン0.29、ウシ
血清アルブミン0.2g8よびフィコール0.2g)、
0.1%NaP P i、0.1%SDSおよび変性E
コリ染色体DNA1 Oμg/mQからなる溶液で室温
で5分間、予備ハイブリッド化(プレハイブリダイゼー
ション)を行つに。ついで6XSSC。
10Xデンハート溶液、0.1%NaPP1および”P
−5TNDE−B  lピッモル15mQの溶液でフィ
ルターをハイブリッド化した。”P −S TNDE−
Bは、本実施例で先に記載した方法と実質上同様に、た
だし非放射性ATPの代わりにγ−”P−ATP(二ニ
ー・イングランド・ヌクレア(New England
 Nuclear)(N E N)、549アルパニー
・ストリート(A 1bany S treet)、ボ
ストン(B oston)、MA、02118、カタロ
グ#NEG−002)〜70ピコモルを使用して5TN
DE−B  100ピコモルの5′末端をリン酸化する
ことにより作成した。ハイブリダイゼーション後、室温
で過剰の6XSSCで1回当り5分間ずつ、ついで52
℃で過剰の6xSSCで1回当り20分間ずつそれぞれ
2回洗浄した。フィルターを空気乾燥し、クアンタ(Q
uanta)nl(商標)増感紙(テュポン(DuPo
nL)、インスツルメント・プロダクツ(I nstr
ugzent P roducts)、バイオメジカル
・デイビジョン(B ion+edical D 1v
ision)、ニュータウ7 (N ein、own)
、CN06470)で−70℃で2時間オートラジオグ
ラフィーを行った。
フィルターへ結合したファージDNAによって放射能標
識オリゴマーが結合するために、5TNDE−B配列と
相補的な配列を含んだ所望の突然変異体がフィルムに感
光した。実質上実施例2B記載の方法によって作成した
そのRFDNAのftl1限酵素分析により、正確な突
然変異体を同定し、ファージm0W381と命名した。
E、プラスミドpOW380の最終組立てファージ■0
W381のRF  DNAはE、コリ発現プラスミドp
ow382の組立てに利用するNdel −Ba+mH
I制限酵素断片上にDAOCS暗号配列を含んでいるが
、断片を単離するのに十分量のm0W381複製盟を蓄
積することが困難な場合がある。E、コリ発現プラスミ
ドpOW382の組立てを容易にするl;め中間体プラ
スミドp。
W2B5を組立てた。
実質上、実施例2B記載の方法によってファージ+m0
W381に感染させたE、コリに12℃M109から複
製型DNAを単離した。7ア一ジm。
W2B5  DNAのRF DNA約lOμりを、該D
NAのlXBamHI緩衝液溶液を含んだ反応で制限酵
素BamHI(〜lO単位)により消化した。
37℃で〜90分間インキュベーション後、反応混合物
をアガロ−・スゲルミ気泳動に掛け、実質上、実施例2
Aにしたがい〜3kb  BataHI断片を単離した
BamHIで消化したプラスミドpUC8DNAを実質
上実施例2Bにしたがい作成した(プラスミドpUc8
DNAはBRLから入手可能である)。
ファージ1IIOW381から単離した一3kb  B
aIIH1断片DNA5pQC〜lPg)とBamHI
で消化したプラスミドpUC8DNA  I /JQ(
−100ng)とを、実質上、実施例2Bにしたがいラ
イグー・ンコンしに。ライゲーションしIこDNAは他
のライゲーション生産物と一緒に所望のプラスミドpO
W381を構成した。シラスミドpOW381は、DA
OCS暗号配列のほぼ最初のコドン位置にある付加した
Ndel#限酵素認識配列の存在を除けば、プラスミド
pOW380と同一の制限酵素部位地図を有する。
所望のプラスミドpOW381を構成しているライゲー
ジ3ン反応物を、コンピテントなE、コリK12  R
R1ΔM15(NRRL  B−15440)(寄託臼
、1983年5月27日)へ導入した。アンピシリン(
100μg/酎)、X〜ガル(40μg/寵Q)および
IPTG(0,1M)を含有するし一寒天平板へ形質転
換混合物の一部を接種した。
平板を37℃で〜18時間インキュベートした。
白色のコロニーカラーを示すアンピシリン耐性形質転換
体(プラスミドpUc8に暗号化されているβ−ガラク
トシダーゼのα−断片の挿入による失活のため)を、そ
のプラスミドDNAの制限酵素分析によってざらにスク
リーニングし、所望のプラスミドpOW381形質転換
体を同定した。フr−ジM13に感染させたE、コリK
12  JMIO9細胞ベレットからRF  DNAを
作成した前記バーンボイムおよびドリーの方法に実質上
したがい、3+d培養からプラスミドDNAを作成した
以下の組立てに使用のため、実施例1記載の方法に実質
上したがい、1個の形質転換体からプラスミドpOW3
81  DNAを作成した。
実施例3 プラスミドpOW382の組立てプラスミド
pow3B2は、ストレプトマイセス・クラブリゲルス
・エキスパンダーゼ(DAOCS)の暗号配列を含んで
いるプラスミドpOW381からの〜2.4kb  N
del −Ban+HI制限酵素断片と、プラスミドp
CZR336からの〜5゜8kb  NdeI−Ba1
11)(I制限酵素断片とを互し・にライゲーションす
ることによって組み立てることができる。pCZR33
6からの−5,8kb  NdeI−BamHI制限酵
素断片は、λpL、プロモーター、翻訳活性化配列、c
I857リプレツサープラスミド複製の開始点、および
テトラサイクリン耐性を付与する遺伝子を暗号化してい
るDNA配列を含んでいる。またプラスミドpCZR3
66はヒト成長ホルモンのための暗号配列を含んでいる
。プラスミドpcZR336の〜5.8kb  Nde
r−Ban+HI制限酵素断片は本実施例Aに記載のよ
うに組立てることができる。添付図面第2図にプラスミ
ドpcZR336の制限酵素部位および機能地図を示す
プラスミドpc Z R366の〜5.8kb  Nd
eI−BaIIIHI制限酵素断片にあるDNAの大部
分は、プラスミドpcZR111から−5,75kb 
 XbaI−BamHI制限酵素断片上に単離できる。
添付図面第4図にプラスミドpcZR111の制限酵素
部位および機能地図を示す。プラスミドpCZR1ll
は受託番号NRRL  B−18249のちとにNRR
Lから入手可能なE、コリに12RV308/pCZR
111(寄託臼、1987年8月11日)から得ること
ができる。プラスミドpCZRIIIはIOμg/a+
1テトラサイクリンに対する耐性を付与し、C1aI制
限酵素部位を欠いている。
またプラスミドpcZR111をXbaIおよびBan
+HI酵素で消化し、大きいXbal −Ba+*HI
断片をアガロースゲルから精製する。ホスホトリエステ
ル法によって合成した2末鎖XbaI −Nde■制限
酵素断片と、このグラスミドpcZR111のXbal
−BamHI制限酵素断片とを互いにライゲージ3ンし
てシラスミドpc Z R336の〜5.8kb Nd
e[−Ban+HI制限酵素断片を得る(第2図)。こ
の2本鎖DNA断片は下記の配列:を有する。
プラスミドpOW381 DNAの約25μm(0゜I
 XTE緩衝液25μm溶液)を10XNdel緩衝液
(100+iMトリスHCI(pH7,8)、70+a
MMgCIg、1.5mM  NaC1)4μl、H2
O6711と制限酵素Nde13μIおよび制限酵素B
amHI3μlへ添加し、混合しI;。得られI;反応
混合物を37℃で2時間インキニーベートし、引き統い
てアガロースゲル電気泳動にかける。〜2 、4 kb
Nde I −BamHI断片をアガロースゲルから単
離し、ライゲージジンのために調製する。
プラスミドpCZR336DNAの〜5.8kbNde
 f −BamHI 111@酵素断片約1pl(0,
5pg)とpOW381から単離した−2.4kb N
deI −BamHI制限酵素断片4.ul(〜0.l
pg)とを実質上、実施例2に記載の方法によりライゲ
ージ鱈ンした。ライゲーションしたDNAは所望のプラ
スミドpOW382を構成している。添付図面第3図に
プラスミドpOW382の制限酵素部位および機能地図
を示す。製造業者の指示にしたがい、上記のライゲーシ
ョン反応物をコンピテントなE。
コリに12  JM109細胞(ストラタジーン社)へ
導入した。形質転換混合物をテトラサイクリン(10μ
g/m+)を含有するTY寒天平板へ接種し、ラムダp
Lプロモーターによる転写を防止するため、平板を25
℃〜30℃でインキュベートした。
所望の形質転換体をテトラサイクリン耐性表現型および
そのプラスミドDNAの制限酵素分析によって同定した
る。誘導後、遠心によって細胞を回収いE、コリ産生D
AOCS活性の好ましい供給源として使用した。
回旋様とう機(250rpm)中、E、コリに12℃M
109/pOW382形質転換体をLブロス(テトラサ
イクリンlOμg/mlを含有)500■1中で30″
Cで1夜培養した。1夜培養物10m1を2゜8リツト
ルフラスコで新たに調製したテトラサイクリンlOμg
/ml含有培地990■1に加えることによって100
倍に希釈し、前記と同一条件下で30℃でさらに1時間
インキュベートした。ついで回旋様とう機の温度を42
℃に上げ、さらに6.5時間インキュベートを続けた。
プラスミドpow382のDAOCS暗号配列を発現さ
せるため配置されたラムダpLプロモーターのcI85
7温度感受性リプレッサーは42℃で失活するため、宿
主細胞内でのDAOC3の発現は42℃で起こ42℃で
6時間誘導後、遠心によってE、コリ培養250m1を
回収し、細胞ペレットをA液3゜ml(15mM トリ
ス−MCI(pH7−5)、lO%エタノーノ呟 10
%グリセリンおよびlOmMDTT)+1M KCtで
洗浄した。KCIを含有しないA液30111で細胞を
もう1度洗浄し、ついで細胞をA液7ml+lO■Mア
スコルビン酸に再浮遊させた。4℃以下の温度で30秒
間ずつ全力でバーストする音波処理を3回行い細胞を破
壊した。音波処理の間、フェニルメチルスルホニルフル
オリド(PMSF)を最終濃度2mMとなるまで少量ず
つ分けて添加した。DNA分解酵素および硫酸マグネシ
ウムをそれぞれlμg/mlおよび2mM濃度となるま
で添加した。音波処理をした浮遊液を40.000Xg
で30分間遠心した。DAOC3酵素の粗製抽出物は上
清に含まれていた。
HPLCに基づいた検定を用いてDAOC3活性を測定
した。エキスパンダーゼの触媒反応は、50−Mトリス
−MCI(pH7,5)1耐中、0.28■Mペニシリ
ンN、0.60−Ma−ケトグルタレート(r−KG)
、0.06mM第1硫酸鉄、0゜67mMアスコルベー
ト、1.00mMジチオトレイトール、0.05■M 
ATPおよび酵素0.0003〜0.003単位で30
℃で15分間行った。
エチルアルコール1mlの添加により酵素反応を停止し
た。40000Xgで5分間遠心により沈澱を分離した
。酵素反応生産物を含有している上溝をHPLCによっ
て下記のように検定した。エキスパンダーゼ活性はペニ
シリンNからのDAOCSの生成をモニターすることに
より測定した。
外部標準を使用するHPLCにより上溝液試料(20〜
100μl)のDAOC3を検定した。検定はエキスパ
ンダーゼ触媒反応を2回反復する分析により2%偏差で
再現性を示した。検定結果を下記の表にまとめて示す。
粗製抽出物    0.004    0.00023
組換えE、コリ 粗製抽出物    0.009    0顆粒調11品
0.052aO aエキスパンダーゼ活性の回収率は最適化されなかった
実施例5 プラスミドpp S 65の組立てこの実施
例では、本発明のDAOC3暗号配列を発現させるため
に配置したペニシリウムrPNS遺伝子プロモーターを
含んでいる本発明のDAOCS発現ベクター、プラスミ
ドpPS65の組立て方法を説明する。ペニシリウムI
PNS遺伝子のブロモ−ターは、プラスミドpp S 
60から単離できる。添付図面第8図にプラスミドpP
S60の制限酵素部位および機能地図を示す。
A、中間体プラスミドpPS63およびpPS64の組
立て プラスミドpp S 60を制限酵素NdeIおよびB
amHIで消化して得られた2つのNdeI −Bam
H1制限酵素断片の大きい方をアガロースゲルから単離
し、ライゲーション用に調製した。同様にして、プラス
ミドpOW3g2(実施例3)を制限酵素Ndelおよ
びBamHIで消化して得られた2つのNda I −
BamHI制限酵素断片のDAOCSを暗号化している
小さい方をアガロースゲルから単離し、ライゲーション
用に調製した。
ついで単離したプラスミドppsaoのNdeI−Ba
mHI制限酵素断片をプラスミドpOW382のDAO
CSを暗号化しているNdeI −BamH■制限酵素
断片とライゲーションして、プラスミドpPS63を作
成した。添付図面第9図にプラスミドpi> 563の
制限酵素部位および機能地図を示す、プラスミドpp 
S 63は、DAOCS暗号配列を発現させるために配
置されたペニシリウムIPNS遺伝子のプロモーターを
含んでいるが、プロモーターの3°末端とDAOCS暗
号配列の5°末端との間隔は最適ではない。
−層最適な間隔を得るため、プラスミドpPS63を制
限酵素XbalおよびNdeIで消化し、得られたNd
e I −Xba I消化プラスミドpPS63DNA
を下記のリンカ−と混合し、ライゲージコンすることが
できる。このリンカ−は下記の構造:を有する。
ライゲーションしたDNAは、ペニシリウム・プロモー
ターの3′末端とプラスミドpPS63のDAOC3暗
号配列の5″末端との間に位置している短いXbal−
XbaIおよびXbal−Ndel制限酵素断片が上記
のリンカ−配列で置換されたプラスミドを含んでいる。
制限酵素分析およびDNA配列決定によってそのような
プラスミドの一つを同定し、プラスミドpPS64と命
名した。DNA配列決定の結果から1個以上のリンカ−
が挿入されていることが判明したので、プラスミドのX
baI消化および再うイゲーシッンを行い、余分なリン
カ−を除去した。添付図面第10図にプラスミドpPS
64の制限酵素部位および機能地図を示す。
プラスミドpP S 64を使用して、ペニシリウム宿
主細胞内でDAOCS活性を発現させることができる。
ただしプラスミドpPS64は選択可能なマーカーを含
んでいないが、以下に説明するように修飾して選択可能
なマーカーを容易に挿入することができる。アスペルギ
ルス・ニズランスのaIld S遺伝子は本発明のペニ
シリウム・ベクターのための好ましい選択マーカーであ
り、以下に記載するようにプラスミドpPS51から単
離することができる。
B、(i)プラスミドpPS51の組立てプラスミドp
MLC12DNA(第11図、NRRL  B−180
97X寄託日、1986年8月8日)約15pgを10
XEcoRI緩衝液5μ!および水40μlに溶解した
。制限酵素EcoRI約5μl(〜50単位)をDNA
溶液に添加し、得られた反応混合物を37℃で3分間イ
ンキュベートして部分消化を行った。緩衝液で飽和した
フェノールで抽出することにより反応を停止し、ついで
クロロホルムで抽出した。プラスミドpMLC12は2
つのEcoRIIlll酵素部位を含んでいる。
EcoRI部位の所望の部分切断は1acZg断片内で
起こるものであり、CAT遺伝子内で起こるのではない
。このEcoRI−消化は〜2 、7 kbの完全鎖長
分子より短い断片を生産し、プラスミドpMLC12D
NA分子の切断されないもの、所望しない位置で切断さ
れたもの、所望の位置で切断されたもの、双方の位置で
ともに切断されたものからなる混合物を生産した。Ec
oRI−消化プラスミドpMLc12 DNAを沈澱さ
せ、遠心によって採取し、TE緩衝液50μlに溶解し
、0゜8%調製用アガロースゲルに掛けた。完全鎖長の
直鎖状分子(即ち〜2 、7 kb)を単離した。
部分的にEcoRI−消化したプラスミドpMLCI 
2DNAを10Xsall緩衝液5μmおよび水40μ
mに溶解した。EcoRIで直鎖にしたグラスミドpM
LC12DNAに制限酵素5alI約5μm(〜50単
位)を添加し、得られた反応混合物を37℃で2時間イ
ンキュベートした。プラスミドpMLc+2にあるユニ
ークrjsalI制限酵素部位はプラスミドpMLc1
2の1acZa断片内のEcoRI部位から24塩基対
に位置している。
したがって部分的にEcoRI−消化したプラスミドp
MLc12DNAの完全な5alt消化により4つのD
NA断片、〜2 、7 kb断片(所望の分子)、〜2
4bp鎖長の断片、〜0 、6 kbの断片および〜1
.9kbの断片が生産された。これらのD N A分子
を0.8%アガロースゲルでサイズ分画した。
はぼ完全鎖長に近い〜2 、7 kbの直鎖状分子を単
離した。
アスペルギルス・ニズランスのアセトアミダーゼ遺伝子
はプラスミドp3 S R2の〜5.OkbのEcoR
I −Sat I制限酵素断片に単離できる。プラスミ
ドp3sR2(第12図、NRRL  B−18182
X寄託ET1987年2月26日)約10pgをl0X
EcoRI緩衝液5μlおよび水40.ull:溶解し
た。制限酵素EcoRI約5μl(〜5o単位)をこの
DNA溶液に添加し、得られた反応を3700で2時間
インキュベートした。緩衝液で飽和したフェノールで抽
出することにより反応を停止し、ついでクロロホルムで
抽出した。EcoRI−消化したp3SR2プラスミド
DNAを沈澱させ、遠心によって採取し、] OX S
at I緩衝液5μmおよび水40μmに浮遊させた。
制限酵素5ail約5μI(〜50単位)をDNA溶液
に添加し、得られた反応混合物を37℃で2時間インキ
ュベートした。これらの消化によって生成した2つのD
NA断片を0.8%調製用アガロースゲルでサイズ分画
に掛けた。〜4 、3 kbの1断片はpBR322D
NAを含んでおり、〜5.Okbの他の1断片はアスペ
ルギルス・ニズランスに由来するアセトアミダーゼ(a
lld S )を含んでいた。〜5.OkbのEc。
RI−3alI断片を単離した。 〜5.OkbのEc
RI−3all断片約3μgを回収し、これを水5μl
に溶解した。
EcoRI −Sal I−消化プラスミドpMLc1
2  DNAl111を、IOXリガーゼ緩衝液2μl
T4  DNAリガーゼ2μ!および水11/71とと
もに〜5.Okbプラスミドp3sR2EcoRl−5
alI制限酵素断片約4μlへ添加した。得られたライ
ゲージ1ン反応混合物を15℃で1夜インキユベートし
た。ライゲーションしたDNAは所望のグラスミドpP
351および他のライゲーション生産物を構成していた
このライゲーション混合物をE、コリK12C600(
ATCC33525)の形質転換に使用した。形質転換
した細胞混合物の一部をクロラムフェニコール25μg
/ml含有し一寒天平板に接種した。平板を37℃でl
夜インキュベートした。挿入体を有するE、コリに12
  C600/pPS51のようなプラスミドを含んだ
コロニーから挿入体を有しないE、コリK12  C6
00/pMLC12のようなプラスミドを含んだコロニ
ーを実質上エラカート(E ckardt)の方法によ
って選別した。
挿入体を有するプラスミドを含んでいるコロニーを同定
した。このコロニーから得たプラスミドDNAを、制限
酵素分析によってアスペルギルス・ニズランスamd 
S遺伝子を含んだ〜5 、 OkbのEc。
R1−3all制限酵素断片の存在についてスクリニン
グし、所望のプラスミドpPS51の正しい構造を有す
ることが判明した。添付図面第13図にプラスミドpp
sstの制限酵素部位および機能地図を示す。
B、(ii)プラスミドpP S 65およびppsa
aの最終組立て amd S遺伝子はプラスミドpPS51の〜5.65
kbのEcoRf制限酵素断片上に単離できる。この〜
5.65kb断片をプラスミドpPS64の大きいEc
oRI制限酵素断片とライゲーションすることによって
所望のプラスミドpP S 65を作成できる。添付図
面第5図にプラスミドpP S 65の制限酵素部位お
よび機能地図を示す。
amd Sを含んでいるプラスミドpPS51の〜5゜
65kb EcoRI制限酵素断片はグラスミドpps
64の大きいEcoRIjtill限酵素断片といずれ
の方向にでもライゲーションし得るので、上記のライゲ
ーションにより本発明のプラスミドpP S 66をも
作成し得る。amdsを含んだ〜5.65kbのEco
RI制限酵素断片の方向が異なっている以外、プラスミ
ドpPS66はグラスミドpP S 65と同じである
ペニシリウムへプラスミドを導入する方法を実施例8で
説明する。プラスミドpp S 63、pPS64、p
PS65およびpPS66はいずれもべ二ンリウムでD
AOC3活性を発現させるのに使用できるが、後者の二
つだけがamds選択マーカーを有している。
DAOCS暗号配列を発現させるのに任意のプロモータ
ーを使用することができるから、当業者はペニシリウム
IPNS遺伝子のプロモーターが本発明の詳細な説明に
過ぎないことを理解し得よう。プラスミドpP S 6
7はアスペルギルス・ニズランスのamd S遺伝子の
プロモーターが、プロモーターの機能し得るペニシリウ
ム、アスペルギルスおよび任意の他の微生物でDAOC
S遺伝子を発現するのに使用できることを例示している
プラスミドpPS67は、Ndel−消化グラスミドp
OW382(745bp)を、an+dsプロモーター
を含んでいるプラスミドpPS51の制限酵素断片およ
び下記のりシカm: とライゲージ目ンすることによって組立てられる。
添付図面第6図にプラスミドpp S 67の制限酵素
部位およびII!能地図を示す。
プラスミドpPS67を修飾して、ペニシリウムおよび
アスペルギルス宿主細胞で用いられる選択可能なマーカ
ーを容易に含ませることができる。
即ち、プラスミドpPS67を制限酵素EcoRIで消
化して、プラスミドpPS51のamdsを含んだ〜5
.65kbのEcoRIfl!ll@酵素断片とライゲ
ージ町ンすることによってプラスミドpPS71および
プラスミドpp S 72を作成することができる。プ
ラスミドpPS71およびpP S 72はともにal
ld S遺伝子を含んでおり、事実上、〜5.65kb
のamd Sを含んだEcoRI制限酵素断片の方向だ
けが異なっている。添付図面第14図にプラスミドpP
S71の制限酵素部位および機能地図を示す。本発明の
ベクターでペニシリウムを形質転換する方法を実施例8
で説明する。
実施例7 プラスミドpPS69の組立て組換え蛋白質
の暗号配列を、その組換え蛋白質を生産するのに用いる
のと同一の種から誘導された調節要素の制御下に置くこ
とによって組換え蛋白質の発現水準を最適化することが
できる。これらの調節配列は、遺伝子の5′−非暗号領
域に存在しているプロモーターおよび遺伝子の3°−非
暗号領域に局在しているターミネータ−等である。
プラスミドpPS65で、ペニシリウムに好まし1、”
DAOCS発現ベクターであるストレプトマイセス・ク
ラブリゲルスDAOCS遺伝子の暗号配列は、ペニシリ
ウムI PNS遺伝子の5′−非暗号領域にある調節要
素だけの制御下にある。プラスミドpPS69は、5″
および3°調節要素がともにペニシリウムDAOCS発
現ベクターに存在している本発明のベクターの例を示し
ている。
A、中間体プラスミドpP 368の組立てプラスミド
pLC2をペニシリウムIPNS遺伝子の3°調節領域
の供給源として使用することができる。E、コリK12
  JM109/pLC2の凍結乾燥品は、ジ・アメリ
カン・タイプ・カルチャー1コレクシヨン(the  
American  TypeCultureColl
ection)、ロックビル(Rockville)、
マリ−ランド(Maryland)から受託番号ATC
C53334(寄託日、【985年11月20日)のも
とに入手できる。添付図面第15図にプラスミドpLC
2の制限酵素部位および機能地図を示す。
プラスミドpLC2を制限酵素PstIで消化し、ター
ミネータ−を含んでいる〜l 、 l kbの制限酵素
断片を単離し、緑豆ヌクレアーゼで処理して1本鎖3゛
伸長鎖を取り出しライゲーション用に調製する。ついで
pp S 64を制限酵素kpn Iで消化し、緑豆ヌ
クレアーゼで処理してライゲージ9ン用に調製する。
ついでkpn Iで消化しヌクレアーゼで処理したプラ
スミドpPS64DNAを、3°調節領域を含んだヌク
レアーゼで処理した〜l 、 l kbのプラスミドp
LC2のPsLI制限酵素断片ヘライゲーションした。
ライゲージ3ンによってプラスミドpP568が生成し
た。l 、 l kbの断片は2方向のうちの一方向で
ライゲーションできるので、所望のプラスミドpP56
8を生産するのはそのうちの一つだけであるから、制限
酵素分析を用いてプラスミドを同定する。添付図面第1
6図にプラスミドpp S 68の制限酵素部位および
機能地図を示す。
プラスミドpPS68はペニシリウム宿主細胞でDAO
CS発現をさせることができるが、選択可能なマーカー
を含んでいない。しかし選択マーカーの付加は容易に達
成できる。例えばプラスミドpPS68を制限酵素Ec
oRIで消化して、a+*dS ヲ含A、タフ5 スミ
FpP S 51(7)−5,65kbEcoRI制限
酵素断片ヘライゲーションすることができる。このライ
ゲーションによってプラスミドpPS69およびpPS
70が生産され、この二つはamd Sを含んだ5.6
5kbのEcoRI制限酵素断片の方向だけが異なって
いる。添付図面第7図にプラスミドpp S 69の制
限酵素部位および機能地図を示す。ペニシリウムを本発
明のベクターで形質転換する方法を実施例8で説明する
形質転換に用いるペニシリウム株はジ・アメリカン・タ
イプ・カルチャー・コレクシジン(ロックビル、MD2
0852)から受託番号ATCC9480のもとに入手
した。またその他のペニシリウム・クリソゲヌム株また
はペニシリンGまたはペニシリンVの生産を改良する目
的で、ATCC9480かも突然変異、選別または遺伝
的育種によって誘導された任意の商業的な株も、本発明
のベクターおよびプラスミドで形質転換体を生産する用
途に好適である。
B、細胞培 のための均一 種物の調製ペニシリウム・
クリソゲヌム細胞を効率的に形質転換するには、細胞壁
を除去して安定なプロトプラストを作成することが必要
である。そのようなプロトプラストの作成に際しては均
一な接種物によって始めるのが都合よい。そうでないと
培養中の細胞調製に再現性がなく、不適当ないし不十分
な量の細胞からP、クリソゲヌム・プロトゲラストを調
製しようとする試みにより時間を無駄にすることになる
凍結品または液体窒素貯蔵品から取り出して室温で融解
した栄養細胞アンプル(保存溶媒1.0■l中、〜10
’コロニー形成単位、5%ラクトース、10%グリセリ
ンおよび0.1%ツイーン80)を滅菌食塩水1.0m
lで希釈する。この浮遊成約0゜1+1を使用して、約
20個の胞子形成用斜面培地(ラクトース、15.0g
/I;コーンステイープリカー、2.5g/l;ペプト
ン、5.0g/l;NaC1゜4.0g/l;Mg5O
a・7H,o、0.5g/I;KH!PO,,0,6g
/I;FeC11’6)fto、0.005g/I;C
u5O,・5H!O10,002g/l;pH7゜0に
調節、寒天、30.0g/呈、オートクレーブで20分
間120psiで加熱)へそれぞれ接種した。
各斜面[15c+sX 2.5cm]は固体培地25m
1を含有する。接種物、を寒天斜面表面へ均等に広げ、
菌糸の集密的菌叢が存在し胞子化するまで(大抵の株で
1週間)25℃に保つ。l斜面の発育を滅菌水性培地1
0m1に浮遊させ、浮遊液を水性培地106+mlへ移
す。浮遊細胞を含有するフラスコを回旋振とう機に掛け
、1インチの偏心距離をもって285 rpmで25°
Cで18時間インキュベートしIこ。
水性培地は下記のように調製した。A液100m1(ス
クロース、36g/l;L−アスパラギン、7゜5g/
l;KH2POい l 5g/l;に!HPOい 21
g/ I ; N a 2 s o 4.0.758/
I;MgSO4” 7)(20%018g/I;CaC
l*、0.06g/I;塩溶液、1ml/l、自然pH
)を5001振どうフラスコに調製した。フラスコを市
販の蓋で被い、オートクレープで121 ”Oで20分
間加熱した。ついでB液2111(グルコース、108
g/I)およびC液4m1(スクロース、25g/I;
コーンステイープリカー(4%(v/v)窒素)、12
.5ml;酢酸アンモニウム、5.5 g/ l ; 
Ca COs、5g/I;KOHでpHを6゜5に調節
し、オートクレーブで121℃で20分間加熱)をA液
に添加して水性培地を調製する。
C,ペニシリウム・プロトプラストの作成24時間培養
から得た細胞を吸引濾過しくワットマン(Whatma
n)# l濾紙、ブフナー漏斗)、緩衝液(0,01M
塩酸トリス(ヒドロキシメチル)アミノエタン、0.0
1M Mg5o4.o、o 1Mジチオトレイトール、
1.00M KCI(HCIでpH7,0に調節))へ
浮遊させる。緩衝液50a+1当り細胞量が1gの最終
細胞濃度となるよう1二十分量の緩衝液を追加する。2
50m1の振とう7ラスコへ細胞浮遊液を加えて水浴式
回旋振とう機へ掛け、1インチの振り巾をもって40「
p■で29〜30℃で10分間インキュベートする。ジ
チオトレイトールで処理した細胞を遠心により採取し、
ついで2501振とうフラスコ中で、酵素溶液50m1
(l OI1g/mlノボチーム(N ovozymX
ノボ・インダストリ(Nova  1ndustri)
A/B、パグスバード(Bagsvaerd)、デンマ
ーク(D enmark)、0.01M塩酸トリス(ヒ
ドロキシメチル)アミノエタン、0゜01M Mg5O
いo、o 1Mジチオトレイトール、1.00M KC
I(HCIでpH5,8に調節))に再浮遊させた。こ
の細胞浮遊液を水浴式回旋振とう機に掛け、1インチの
振り巾をもって14Orpm+で29〜30°Cで15
分間インキュベートしt;。
酵素処理した細胞を1240Xgで6分間遠心し、得ら
れたペレットを緩衝液(0,01M塩酸トリス(ヒドロ
キシメチル)アミノエタン、0.01MMg5o、、1
.00M KCI(MCI″C″pH7,0に調節))
に再浮遊させた。浮遊液をまず950 Xgで6分間遠
心した。得られたペレットをこれと同じ緩衝液に再浮遊
させ、浮遊液を700Xgで6分間遠心した。得られた
ペレットを同じ緩衝液5mlに再浮遊させた。この浮遊
液は主として大きいプロトゲラストおよび若干の細胞壁
が残っている浸透圧的に壊れ易い細胞を含んでいる。上
記の方法によって除去された小さいプロトプラストと比
較して、最終浮遊液中の大きいプロトプラストおよび浸
透圧的に壊れ易い細胞の方が細胞壁を再生し得るプロト
プラストの比率および生存可能な浸透圧的に安定な細胞
の比率がより高い。緩衝液で細胞浮遊液を〜2XlO’
細胞/+ml濃度まで希釈する。
D、形質転換方法 浸透圧的に壊れ易いペニシリウム・クリソゲヌム細胞の
〜0 、1 ml浮遊液(約2X10’細胞)を5On
+M CaC1t  L 02m、プラスミドDNA(
TE緩衝液5〜15μl溶液)25μl、新しく溶解し
たポリエチレングリコール4000溶液(ベーカ−(B
 aker)、浸透圧的に安定化させt;緩衝液40%
(重量/容量))0.9mlと一緒に、各形質転換プラ
スミドに添加する。混合物を撹拌しl;のち、室温でl
O分間靜装置、700 Xgで2分間遠心し、もう−度
撹拌する。ついでQ、5mlずつ二つのアリコートを浸
透圧的に安定化させたアセトアミド培地(アミノ酸およ
び硫酸アンモニウムを含有しない酵母窒素塩基、1.7
g/l;スクロース、■25g/I;アセトアミド、0
.738g/I;CaCIg、1.27g/l;ノープ
ル(Noble)アガー22g/l)の表面に広げる。
形質転換混合物内に存在する生存可能な細胞総数を数え
るため、アセトアミドを等モル量の硫酸アンモニウムで
置き代えた培地へ形質転換混合物の一部を接種する。形
質転換から7〜lO日後、継代培養に十分な大きさの形
質転換体コロニーがアセトアミド培地上に出現する。
不全形質転換体は新たに調製したアセトアミド培地で継
代培養すると発育し得ないから、安定な形質転換体から
不全形質転換体を容易に区別できる。
アセトアミダーゼ遺伝子を含んでいるプラスミドで形質
転換した細胞は、形質転換後4〜5日で眼で見えるコロ
ニーを形成する。
E、ペニシリウム形質転換体の分析 amd S遺伝子を含んだ本発明のベクターで形質転換
したベニンリウム形質転換体は、形質転換していない受
容体P、クリソゲヌム株(例えばATcc948Q)の
抽出物中には検出されないアセトアミダーゼ活性(an
d S遺伝子生産物)を発現する。この活性は、その他
の窒素供給源を入手し得ない場合に、アセトアミド加水
分解によって遊離されたアンモニアを利用して増殖する
、形質転換株の増殖能を生じる。また本発明のペニシリ
ウム形質転換体はDAOCS活性を発現する。
安定な形質転換体はその高分子量DNA内に形質転換す
るDNAを保持している。例えばアセトアミダーゼ遺伝
子を含んでいるDAOCS暗号配列またはアスペルギル
スDNA断片のようなプローブは、非選択的培地(アン
モニアを窒素供給源とする)で何回培養したのちでも、
これらの形質転換体から高分子量DNAとハイブリダイ
ズする。
形質転換表現型(DAOCS生産、a+adSベクター
を使用した場合はアセトアミドを唯一の窒素供給源とす
る増殖能)は非選択培地を通したのちでも形質転換体に
よって保持される。
ペニシリウム・クリソゲヌムが天然にはアセトアミドを
唯一の窒素供給源として発育できないため、栄養要求株
のような特殊な受容様を組立てる必要がないので、アセ
トアミダーゼを含んだDAOCS発現ベクターは遺伝子
をペニシリウム・クリソゲヌムへ挿入するベクターとし
て特に有用である。形質転換するグラスミド内の遺伝子
による栄養要素マーカーの補充に基づく形質転換方法で
はこの利点を分かち得ない。ペニシリン生産のために高
度に開発されたP、クリソゲヌム株へ栄養要求マーカー
を導入するとしばしば多面発現突然変異を伴うことがあ
る。そのような突然変異は一般にペニシリン生産の低下
を招く「マクドナルド(MacDonald)ら、ジャ
ーナル・才ブ・ジェネラル・マイクロバイオロジー(J
 、 Gen、 Microbiol、 )、33巻、
365〜374頁(1963年)]。
【図面の簡単な説明】
第1図はプラスミl−′pOW380の制限酵素部位お
よび機能地図、第2図はプラスミドpCZ R336の
制限酵素部位および機能地図、第3図はプラスミドpO
W382の制限酵素部位および機能地図、第4図はプラ
スミドpcZR111の制限酵素部位および機能地図、
第5図はプラスミドpPS65の制限酵素部位および機
能地図、第6図はプラスミドpPS67の制限酵素部位
および機能地図、第7図はプラスミドpP S 69の
制限酵素部位および機能地図、第8図はグラスミドpP
S60の制限酵素部位および機能地図、第9図はプラス
ミドpp S 63の制限酵素部位および機能地図、第
10図はプラスミドpPS64の制限酵素部位および機
能地図、第11図はプラスミドpMLc12の制限酵素
部位および機能地図、第【2図はプラスミドp3 S 
R2の制限酵素部位および機能地図、第13図はグラス
ミドpPS51の制限酵素部位および機能地図、第14
図はプラスミドpPS71の制限酵素部位および機能地
図、第15図はプラスミドpLC2の制限酵素部位およ
び機能地図、第16図はプラスミドppsaaの制限酵
素部位および機能地図である。 FIG、1 特許出願人 イーライ・リリー・アンド・カンパニ代理
人弁理士青 山 葆 はか1名 FIG、2 (6400bp) FIG、4 (6395bp) FIG、3 FIG、5 FIG、6 NdeI FIG、8 (7342bρ) FIG、7 baI FIG、9 FIG、lo FIG、+2 (9362bp) FIGI+ (2671bp) FIG、+3 (7661bp) FIG、14 FIG +5 (7,050bp) stI baI

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ストレプトマイセス・クラブリゲルスのDAOCS
    活性をコードするDNA配列を含んでいる組換えDNA
    化合物。 2、式: 【遺伝子配列があります】 (ここで、Alaはアラニン残基、Argはアルギニン
    残基、Asnはアスパラギン残基、Aspはアスパラギ
    ン酸残基、−COOHはカルボキシ末端、Cysはシス
    テイン残基、Glnはグルタミン残基、Gluはグルタ
    ミン酸残基、Glyはグリシン残基、−H_2Nはアミ
    ノ末端、Hisはヒスチジン残基、Ileはイソロイシ
    ン残基、Leuはロイシン残基、Lysはリシン残基、
    Metはメチオニン残基、Pheはフェニルアラニン残
    基、Proはプロリン残基、Serはセリン残基、Th
    rはスレオニン残基、Trpはトリプトファン残基、T
    yrはチロシン残基、Valはバリン残基である) で示される構造を有する蛋白質をコードするDNA配列
    を含んでいる請求項1記載の組換えDNA化合物。 3、式: 【遺伝子配列があります】 (ここで、Aはデオキシアデニル、Gはデオキシグアニ
    ル、Cはデオキシシチジル、Tはチミジルである) で示されるDNA配列を含んでいる請求項1または2記
    載の組換えDNA化合物。 4、請求項1または2記載のDNA化合物を含んでいる
    組換えDNAベクター。 5、該DAOCS活性をコードするDNAを発現させる
    ために配置されたプロモーターをさらに含有してなる請
    求項4記載の組換えDNAベクター。 6、そのプロモーターがエシェリキア・コリ内で機能す
    るものである請求項5記載の組換えDNA発現ベクター
    。 7、そのプロモーターがλpLプロモーターである請求
    項6記載の組換えDNA発現ベクター。 8、プラスミドpOW382である請求項7記載の組換
    えDNA発現ベクター。 9、そのプロモーターがアスペルギルスまたはペニシリ
    ウム内で機能するものである請求項5記載の組換えDN
    A発現ベクター。 10、そのプロモーターがペニシリウム・クリソゲヌム
    IPNS遺伝子のプロモーターである請求項9記載の組
    換えDNA発現ベクター。 11、プラスミドpPS63、pPS64、pPS65
    、pPS66、pPS68、pPS69またはpPS7
    0である請求項10記載の組換えDNA発現ベクター。 12、そのプロモーターがアスペルギルス・ニズランス
    のamdS遺伝子のプロモーターである請求項9記載の
    組換えDNA発現ベクター。 13、プラスミドpPS67、pPS71またはpPS
    72である請求項12記載の組換えDNA発現ベクター
    。 14、そのプロモーターがセファロスポリウムで機能す
    る請求項5記載の組換えDNA発現ベクター。 15、そのプロモーターがセファロスポリウム・アクレ
    モニウムのDACSまたはDAOCS遺伝子、あるいは
    IPNS遺伝子のプロモーターである請求項14記載の
    組換えDNA発現ベクター。 16、そのプロモーターがストレプトマイセスで機能す
    る請求項5記載の組換えDNA発現ベクター。 17、pOW380またはpOW381である請求項4
    記載の組換えDNA発現ベクター。 18、請求項4の組換えDNAベクターで形質転換され
    た宿主細胞。 19、エシェリキア・コリK12である請求項18記載
    の形質転換宿主細胞。 20、エシェリキア・コリK12JA221/pOW3
    80である請求項19記載の形質転換宿主細胞。 21、ペニシリウムである請求項18記載の形質転換宿
    主細胞。 22、ペニシリウム・クリソゲヌムである請求項21記
    載の形質転換宿主細胞。 23、ペニシリウム・クリソゲヌム/pPS65、ペニ
    シリウム・クリソゲヌム/pPS66、ペニシリウム・
    クリソゲヌム/pPS69、ペニシリウム・クリソゲヌ
    ム/pPS70、ペニシリウム・クリソゲヌム/pPS
    71またはペニシリウム・クリソゲヌム/pPS72で
    ある請求項21記載の形質転換宿主細胞。 24、セファロスポリウムである請求項18記載の形質
    転換宿主細胞。 25、ストレプトマイセスである請求項18記載の形質
    転換宿主細胞。 26、ストレプトマイセス・クラブリゲルスである請求
    項25記載の形質転換宿主細胞。27、mOW380お
    よびmOW381からなる群から選択される組換えDN
    Aベクター。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6709859B1 (en) 1986-01-31 2004-03-23 Beecham Group P.L.C. Chromosomal DNA Fragments Encoding Enzymes for Encoding B-Lactam Biosynthesis Enzymes, and Vector and Transformants for Their Expression
EP0233715B1 (en) * 1986-01-31 1994-05-25 BEECHAM GROUP plc Isolation and expression of genes involved in the biosynthesis of beta-lactams
CA2045951A1 (en) * 1990-07-06 1992-01-07 Steven Kovacevic Recombinant dna expression vectors and dna compounds that encode deacetylcephalosporin c synthase activity
US5318896A (en) * 1991-09-11 1994-06-07 Merck & Co., Inc. Recombinant expandase bioprocess for preparing 7-aminodesacetoxy cephalosporanic acid (7-ADCA)
SK280569B6 (sk) * 1991-10-15 2000-03-13 Gist-Brocades B.V. Biologický spôsob výroby kyseliny7-aminodeacetylce
US5554507A (en) * 1992-07-30 1996-09-10 American Cyanamid Company Bacillus subtilis siderophore genes
ES2194873T3 (es) * 1993-07-30 2003-12-01 Dsm Ip Assets Bv Procedimiento para la produccion eficaz de 7-adca a traves de 3-(carboxietil)propionil-7-adca.
JPH09512170A (ja) * 1994-04-22 1997-12-09 メルク エンド カンパニー インコーポレーテッド セファマイシン生合成後期酵素コーディングdna
AU2705895A (en) * 1994-06-30 1996-01-25 Novo Nordisk Biotech, Inc. Non-toxic, non-toxigenic, non-pathogenic fusarium expression system and promoters and terminators for use therein
DK0828850T3 (da) * 1995-06-02 2002-05-21 Dsm Nv Fremgangsmåde til fremstilling af 7-ADCA via indvirkning af en expandase på pencillin G
US5731165A (en) * 1995-06-02 1998-03-24 Gist-Brocades, B.V. Process for the production of 7-ADCA via expandase activity on penicillin G
WO1997020053A2 (en) * 1995-11-27 1997-06-05 Gist-Brocades B.V. Improved process for the production of semi-synthetic cephalosporins via expandase activity on penicillin g
AU4114697A (en) * 1996-07-16 1998-02-09 Gist-Brocades B.V. Improved process for the production of adipoyl cephalosporins
US5958730A (en) * 1996-12-13 1999-09-28 Eli Lilly And Company Streptococcus pneumoniae gene sequence FtsY
EP1953230A1 (en) 1998-05-19 2008-08-06 DSM IP Assets B.V. Improved in vivo production of cephalosporins
US6720479B1 (en) * 1998-05-29 2004-04-13 Iowa State University Research Foundation, Inc. Plant retroelements and methods related thereto
US7094953B2 (en) 1998-05-29 2006-08-22 Iowa State University Research Foundation, Inc. Plant retroelements and methods related thereto
US6284483B1 (en) * 1999-10-06 2001-09-04 Board Of Trustees Operating Michigan State University Modified synthetases to produce penicillins and cephalosporins under the control of bicarbonate
US7264964B2 (en) * 2001-06-22 2007-09-04 Ceres, Inc. Chimeric histone acetyltransferase polypeptides
EP1900815B1 (en) 2001-07-12 2016-09-07 University of Massachusetts In vivo production of small interfering RNAs that mediate gene silencing
BR0211111A (pt) 2001-07-12 2004-06-22 Univ Massachusetts Molécula de ácido nucleico isolada, vetor, célula hospedeira, transgene, precursor de rna engenheirado, animal transgênico não humano, e, método de induzir a interferência de ácido ribonucleico de um gene alvo em uma célula
US6699699B2 (en) 2002-03-26 2004-03-02 Synmax Biochemical Co., Ltd. Mutated penicillin expandases
WO2004106347A1 (en) 2003-05-28 2004-12-09 Dsm Ip Assets B.V. Cephem compound
EP2314692B1 (en) 2003-06-02 2021-02-24 University of Massachusetts Methods and compositions for enhancing the efficacy and specificity of RNAi
EP3502252B1 (en) 2003-06-02 2023-04-05 University of Massachusetts Methods and compositions for controlling efficacy of rna silencing
WO2007107810A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-27 Council Of Scientific And Industrial Research A method for detecting the presence of water born pathogens and indicator microorganism
US9637746B2 (en) 2008-12-15 2017-05-02 Greenlight Biosciences, Inc. Methods for control of flux in metabolic pathways
CN105132387A (zh) * 2008-12-22 2015-12-09 绿光生物科学公司 用于制造化合物的组合物和方法
EP2566953B1 (en) 2010-05-07 2019-01-02 Greenlight Biosciences, Inc. Methods for control of flux in metabolic pathways through enzyme relocation
WO2012030980A1 (en) 2010-08-31 2012-03-08 Greenlight Biosciences, Inc. Methods for control of flux in metabolic pathways through protease manipulation
EP2753702B1 (en) 2011-09-09 2021-12-15 GreenLight Biosciences, Inc. Cell-free preparation of carbapenems
DK3030671T3 (en) 2013-08-05 2019-01-21 Greenlight Biosciences Inc MODIFIED PROTEINS WITH A PROTEASE CLEANING PLACE
KR20230048162A (ko) 2015-03-30 2023-04-10 그린라이트 바이오사이언시스, 아이엔씨. 리보핵산의 무세포 생산
AU2017246458B2 (en) 2016-04-06 2022-08-11 Greenlight Biosciences, Inc. Cell-free production of ribonucleic acid
IL273887B (en) 2017-10-11 2022-09-01 Greenlight Biosciences Inc Methods and preparations for the production of nucleoside triphosphate and ribonucleic acid

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4536476A (en) * 1982-08-23 1985-08-20 Queen's University At Kingston Stable epimerase reagent, cyclase reagent and ring expansion reagent for cell-free production of cephalosporins
US4510246A (en) * 1982-08-23 1985-04-09 Queen's University At Kingston Isolation of cyclase, epimerase and a ring expansion enzyme for producing unnatural cephalosporins
EP0233715B1 (en) * 1986-01-31 1994-05-25 BEECHAM GROUP plc Isolation and expression of genes involved in the biosynthesis of beta-lactams

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Publication number Publication date
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