JPH0257179A - アセチル−CoAカルボキシラーゼ - Google Patents

アセチル−CoAカルボキシラーゼ

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JPH0257179A
JPH0257179A JP63208170A JP20817088A JPH0257179A JP H0257179 A JPH0257179 A JP H0257179A JP 63208170 A JP63208170 A JP 63208170A JP 20817088 A JP20817088 A JP 20817088A JP H0257179 A JPH0257179 A JP H0257179A
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JP
Japan
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cdna
acetyl
amino acid
sequence
coa carboxylase
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JP63208170A
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Tadashi Tanabe
忠 田邉
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Meiji Dairies Corp
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Meiji Milk Products Co Ltd
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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】 本発明はアセチル−CoAのアセチル基にCo2を結合
させ、脂肪酸の生合成の重要な中間体であるマロニル−
CoAを合成する反応を触媒する酵素であるアセチル−
CoAカルボキシラーゼに関する。
アセチル−CoAカルボキシラーゼ[C02リガーゼ(
ADP形成) 、EC8,4,1,2,1はビオチンを
補酵素として共有結合している細胞質酵素で、ATPの
存在下アセチル−CoAの炭酸化を触媒しマロニル−C
oA1 即ち脂肪酸生合成に必要な2個単位の炭素原子
の活性化されたドナー(donor)を生成する。これ
までに蓄積された証拠はアセチル−CoAカルボキシラ
ーゼが長鎖脂肪酸の生合成の調節に決定的な役割を果た
していることを示している(文献1及び2)。
アセチル−CoAカルボキシラーゼの細胞内含量は栄養
、ホルモン、発生及び遺伝等の様々な条件の中での脂肪
酸合成速度とともに変動する。動物の均一なアセチル−
CoAカルボキシラーゼの標品は、これまでラット(文
献3〜5)及びチキンリバー(chicken 1iv
er;文献6及び7)、ラット(文献8)、ウサギの乳
腺(文献9)及びガチョウの尾脂腺(文献10)を含む
様々な組織から得られている。
この酵素は高度の1ntegrated 5truct
ureを示し、分子量220,000〜21i0,00
0を有する一種類のサブユニットからなる(文献3〜!
0)。この単一サブユニットは調節機能のみならずビオ
チンカルボキシルキャリアー蛋白質、ビオチンカルボキ
シラーゼ及びカルボキシルトランスフェラーゼからなる
三つの触媒機能ををしている(文献4)。
この酵素の調節の土台となる分子メカニズムを理解する
ために、該酵素の触媒ドメイン及び調節ドメインの構造
的な機構を解明することが重要である。
本発明者は最近、蛋白質化学及び分子クローニングの手
法を用いてチキンリバーのアセチル−CoAカルボキシ
ラーゼのビオチン結合部位近辺の一次構造を発表した(
文献11)。本発明者は、ここにチキンリバーのアセチ
ル−CoAカルボキシラーゼの全アミノ酸配列を提供す
るものである。この配列はcDNAのヌクレオチド配列
から推定されたものである。これはビオチン依存性カル
ボキシラーゼに対して与えられた最初の完全なアミノ酸
配列である。
本発明者は先にエッダレイイングヘン リバーから得た
poly(A)’″RNA (文献11)を用いて岡山
−バーブ法(文献12)によりアセチル−CoAカルボ
キシラーゼに対する一つのcDNAクローンを分離した
。このクローンpACC33は該酵素のポリペプチド配
列の限られた一部分のみをコードしていたので、本発明
者はこの最初のcDNAクローンをプローブとして用い
、該酵素の全蛋白をコードするヌクレオチド配列まで伸
びるcDNAクローン群を得ることを試みた(第1図参
照)。
pACC33のcDNAの3′部分はりo −7pAC
0206の配列とオーバーラツプする7B3bpの配列
を含んでいるが、ヌクレオチド3921より下流のミス
マツチ部分を有していた(第1図の説明参照)。
同様にpACC20Bの3′末端部分(ヌクレオチド4
59Bより下流)はpACo 249とpACo 25
Bの配列と−致しなかった。
これらpACC33及びpACC20[iの前記ミスマ
ツチ部分はイントロン配列であった。
pace 33の蛋白をコードする配列の正確さを確認
するために、本発明者はpACC33の蛋白をコードす
る領域から得たcDNA断片[EcoRI (1480
)〜Kpn I (292(i)]によりオリゴ(dT
)をプライマーとして作成したCDNAライブラリー(
オリゴ(dT)プラムドcDNAライブラリー)をスク
リーニングした。このようにしてpACC263、pA
CC268、及びpACC271を含む12個の陽性ク
ローンを得た。得られた全てのクローンには1)ACC
33の制限酵素地図との相違点が全く無かった。
5′末端領域のcDNAを保有するクローン群を単離す
るためにアセチル−CoAカルボキシラーゼをコードす
るmRNAに特異的なオリゴデオキシヌクレチドを用い
、プライマー伸長によりCDNAライブラリーを作成し
た。これらのCDNAライブラリーをスクリーニングし
てpACC78、pAcc 93、pACC94、pA
cc157、pAco 19B及びpACC243を含
むクローン群を得た(図1)。これらのクローンの内p
ACC1911iは最も上流のcDNA配列を保有して
いた。クローンpACC78のcDNAとクローンpi
cc 93、pACC94及びpAcc387とを比較
すると、pACC78には93Gbp (ヌクレオチド
531.−883に対応)の欠失が見られた。プライマ
ー伸長反応によるCDNAライブラリーから単離された
クローン群の中で分析された6クローンの内、pACC
93、pACC94及び一つのクローン(第1図には示
されていない)を含む3つのクローンは前記欠失部位が
存在しなかった。オリゴ(dT)プライムドcDNAラ
イブラリーから得たクローンIIACC387のcDN
Aにもこのような欠失は存在しなかった。cDNA配列
の読み取り枠を確認するために、本発明者はチキンリバ
ーアセチル−CoAカルボキシラーゼの部分的なアミノ
酸配列を分析した。精製した該酵素をスタフィロコッカ
ルプロティナーゼで限定分解後、分離用5DS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動にかけ、ペプチド断片に分離
した。単離した31kDa (文献11)のペプチドと
41kDaのペプチドのアミノ酸配列を分析した(表1
)。
又、精製した該酵素をアクロモバクタープロティナーゼ
Iで分解し、得られたペプチド断片を逆相HPLC(文
献11)で分離した。配列が決定されたペプチドを第2
図及び表1に、ヌクレオチドと関連付けて示す。
分解されていない完全なまま(1ntact)での該酵
素のポリペプチドのアミン末端配列を、自動エドマン分
解により決定する試みは成功しなかった。
図2にチキンリバーアセチル−CoAカルボキシラーゼ
に対するcDNAの7368ヌクレオチド配列を示す。
2324個のアミノ酸配列をコードするただ一つの読み
取り枠(open readlng frame)が存
在する。
このアミノ酸配列は、それぞれのペプチドをエドマン分
解することによって決定されたアミノ酸配列と同一であ
る。
本発明者は翻訳開始コドンとして最初のATG (ヌク
レオチド1−3)を特定した。この推定上の開始コドン
の周辺のヌクレオチド配列はKozak (文献2I)
に記載された真核生物の開始コドンに対するコンセンサ
スシーケンス(consensus 5equence
)とよく一致する。読み取り枠とは無関係である、cD
NAの5”非翻訳領域には更にその上流のATGは全く
見られなかった。前記コンセンサスシーケンス(文献2
1)と一致する2番目のメチオニン(アミノ酸残基の1
3番目)ではなく、1番目のメチオニン(アミノ酸残基
の1番目)を翻訳開始コドンとして選んだことが正当で
あることを証明する蛋白解析のデータはないが、真核生
物においては第1番目のATGが開始コドンではないケ
ースは稀である。
チキンリバーから得た全RNAをcDNA断片で調べた
ところ、大きさが約12,000ヌクレオチドであると
推定される、ハイブリダイゼーション陽性のRNAが認
められた。この大きさはクローン化したc DNA (
73f;8ヌクレオチド)の長さを考慮すると、アセチ
ル−CoAカルボキシラーゼをコードするmRNAの3
′側の非翻訳領域がかなり長いことを示唆するものであ
る。即ち第2図に示されている長さ242bpの3′非
非翻訳列部分は、前記の3′非翻訳領域の上流の一部分
に相当しているに過ぎない。
チキンリバーのアセチル−CoAカルボキシラーゼは、
そのcDNA配列から計算上の分子量が262゜708
であり、開始メチオニンを含む2324個のアミノ酸残
基からなることが予想される。チキンリバーのアセチル
−CoAカルボキシラーゼの考え得るビオチンカルボキ
シルキャリアー蛋白質の一次構造が報告されている(文
献11)。本研究において、その領域の存在箇所は、以
前に提案されたビオチン結合部位(文献!l)、即ち第
2図に示すアミノ酸残基786番目のLysを含む箇所
であることが解明された。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
(実施例) ■cDNACDNAライブラリースクリーニングエッダ
レイイングヘン リバー(egg−1aying he
nl 1 ver )から得たpoly(A)” RN
 Aを用いて岡山−バーブ法(文献12)によりCDN
Aライブラリー(以下箱−岡山−バーグcDNAライブ
ラリーという)を作成した(文献11)。更に6日齢チ
キンリバーから得たpoly(A)” RN A 19
.2μgとベクターブライマーDNA4.2μgとによ
り上記と同様にCDNAライブラリー(以下以下第二岡
山−バーグcDNAライブラリーという)を作成した。
又、lOμgのオリゴ(dT)+p−+sをプライマー
としてチキンリバーpoly(A)’″RNAl0μg
を鋳型にしてcDNAライブラリー(以下第三のcDN
Aライブラリーという)を作成した(文献13)。
上流部位のヌクレオチド配列を持つCDNA群をクロー
ニングするため、自動DNA合成器により合成した三種
類のオリゴデオキシヌクレオチド(後述する)をプライ
マーとして逆転写により上流部分のCDNA群を合成し
た。即ち、前記プライマー0.1〜lnmolを用い、
チキンリバーから得たpoly(A)’RNA100〜
200μgを鋳型にして一本鎖CDNAを合成し、つい
で二本鎖とし、Slエンドヌクレアーゼで処理し、その
3′末端にpoly(dC)鎖を付加した。このcDN
A断片をプラスミドpBR322の、poly(dG)
鎖を付加したPst I部位に挿入した。
これらの操作は本質的に文献14に記載された操作と同
様であった。形質転換とスクリーニングは文献15に記
載されたものと同様に行なった。
他に特に指定しない限りスクリーニングはcDNA断片
をプローブとして用い、GO’CでIn 5ituハイ
ブリダイゼ一シ日ンにより実施した。クローン選別のた
めのハイブリッド形成用プローブはこれラフローブの5
′末端を、T4ポリヌクレオキナーゼと[γ−”P]A
TPとにより標識するか(文献1B)、ニックトランス
レージロンにより標識するか(文献17)、又は[γ−
32pコdCTPによるランダムプライミング法(文献
18)により標識した。
■cDNAクローン群の単離 cDNAクローン群の単離を第1図に基づき説明する。
クローンpAcc 33の3′末端部分から得た1、[
ikbのKpn 工断片を用いて第二岡山−バーグcD
NAライブラリーからの形質転換体7X10’個をスク
リーニングしてクローンpACC20Gを得た。コ17
) pAcc 20GのcDNAフラグメント(ヌクレ
オチド4219459Bを含む)を用いて第三のcDN
Aライブラリーからの形質転換体4X106個をスクリ
ーニングしてクローンI)ACC249及びpACC2
5Bを含む7個の陽性クローンを得た。更にこのI)A
CC249のcDNAインサートを用いて前記第三のc
DNAライブラリーからの形質転換体5XIP個をスク
リーニングしてクローンpACC311i7を含む約3
0個の陽性クローンを得た。前記クローンpACC24
9の旧nf I (4772)−旧nfI (52[1
1)c DNA断片を用いて第二岡山−バーグcDNA
ライブラリーからの形質転換体7×tOS個をスクリー
ニングしてクローンpACC329を得た。前記同じフ
ィルターを、pAcc 329のPvu II(553
B)−PVuII (Ili711i3)を用いてスク
リーニングするために再使用した。その結果pAC03
92を含む3個の陽性クローンを得た。クローンpAC
C403はpACC329のPvuII (553G)
−PVun ([i7[i3)断片による第三のcDN
Aライブラリーからの形質転換体5X106個をスクリ
ーニングすることによって得られた。
pACC33のEcoRI (1480)−Kpn I
 (292G)断片を用いて第三のcDNAライブラリ
ーからの形質転換体4X106個をスクリーニングして
クローンI)ACC263、pACC268及びpAC
C271を含む12個の陽性クローンを得た。
クローンpAcc 387はpACC33のcDNAイ
ンサートの5′側に位置するPst I部位から旧nd
nI(1229)へ延びる351bpの断面を用いて、
第三のcDNAライブラリーからの形質転換体5X10
6個から単離されpACC33のヌクレオチド1124
−1137に相補的な第一の合成オリゴヌクレオチド5
 ’−GGAGCAATCCCGAC−3′をプライマ
ーとして、ヘンリバー(hen 11ver)poly
(A)”RNAを鋳型にして逆転写により一本鎖cDN
Aを合成した。二本鎖cDNAとした後、pBR322
に導入し、クローン化した。得られたクローンを2回ス
クリーニングした(14X10’個の形質転換体を2回
)。その5au3AI (927)−Sau3AI (
1083)断片はpACo 7Bを含む5個の陽性クロ
ーンを与えた。そしてこのpACC78のヌクレオチド
277−471を含むcDNAフラグメントはpACC
93とpAce 94を含む6個の陽性クローンを与え
た。ヌクレオチド418−434に相補的な第二の合成
オリゴヌクレオチド5’−AACATCTCATAGG
ACCA−3’をプライマーとして、6日齢チキンリバ
ーpoly(A)◆RNAを鋳型にしてCDNAを合成
し、得られた5 X 10G個の形質転換体を、CDN
Aでスクリーニングして約390個の陽性クローンを得
た。これらのクローンの中で分析された102個のクロ
ーンの内、pACC157とI)ACC19[iが−1
4= 最も上流に伸長しているようであった。
第三の合成ヌクレオチド5 ’−TOCACTTCCA
AAATGAA−3′(ヌクレオチド−73−−57に
相補的)をブライマーとして6日齢のチキンリバーpo
ly(A)◆RNAを鋳型とし、プライマー伸長反応に
よりcDNAを合成した。得られたクローン3X10s
個の形質転換体を、ヌクレオチド−154−−78を含
むcDNAフラグメントでスクリーニングしてクローン
I)ACC243を得た。
■cDNAの配列分析 色々な制限酵素断片又はBAL 31ヌクレアーゼによ
り連続して短く切断した断片をプラスミドpUCI8又
はpUclBにサブクローニングした。ヌクレオチドの
配列決定はジデオキシチエインターミネータ−法(文献
19.20)を用いて二本鎖プラスミ゛ドDNAから直
接決定した。又は、色々の制限酵素断片の5′末端をT
4ポリヌクレオキナーゼと[γ−32P]ATPを用い
て標識し、マキサム・ギルバート法により決定した。こ
の結果を第1図に示す。
■ペプチド分離とアミノ酸配列決定 表1 チキンリバーアセチル−CoAカルボキシラーゼをアク
ロモバクタープロテイナーゼI又はスタフイロコッ力ル
セリンプロテイナーゼによって消化して得られたペプチ
ドの配列分析。
アセチル−CoAカルボキシラーゼをチキンリバーから
精製した(文献7)。該酵素をスタフィロコッ力ルセリ
ンブロテアーゼ(Staphy 1ococca 1s
er1ne proteinase)又はアクロモバク
タープロティナーゼI (Achromobacter
 proteinase I)で2旧ヒし、ついで各ペ
プチド断片に分離した。ペプチドの断片とネイティブ(
native)なアセチル−CoAカルボキラーゼのア
ミノ末端配列はガスフェイズシークエンサー((ias
−phase 5equencer)とPTH−アミノ
酸分析器(バイオシステム社製、モデル470A及び1
2OA)を用いて分析した。その結果を表1に示す。
a 、PTH−アミノ酸の生成量は()内にpmo l
で示す。
b、アセチル−CoAカルボキシラーゼの推定−次構造
における各アミノ酸残基の位置番号を示す。
以上に記したように、チキンリバー由来のアセチル−C
oAカルボキシラーゼのmRNAに相補的なcDNAを
クローニングしてその配列分析をした結果から推定され
た全アミノ酸配列は該酵素の部分的なアミノ酸配列分析
とよく一致した。
(以下余白) 引用文献 1、Numa、 S、、 and Tanabe、 T
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(以下余白)
【図面の簡単な説明】
第1図はチキンリバー由来のアセチル−CoAカルボキ
シラーゼに対するcDNAの配列決定戦略と制限酵素地
図。 第2図はチキンリバーアセチル−CoAカルボキシラー
ゼのクローン化したcDNAのヌクレオチド配列と該酵
素蛋白の推定アミノ酸配列である。 出 願 人 明 治 乳 業 株 式 手続補正書 (方式) 事件の表示 昭和6 3年特許願第208170号 発明の名称 アセチル oA カルボキシラーゼ 補正有する者 事件との関係

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第2図に示すヌクレオチド配列とアミノ酸配列を有
    するチキンリバー(chickenliver)由来の
    アセチル−CoAカルボキシラーゼ。 2、請求項1記載のヌクレオチド配列及びアミノ酸配列
    の一部が、下記のヌクレオチド及びアミノ酸に置換され
    たヌクレオチド配列とアミノ酸配列を有するチキンリバ
    ー由来のアセチル−CoAカルボキシラーゼ。 31番目のCがT;123番目のCがG又はT;141
    番目のGがA;168番目のCがG又はA;187番目
    のGがA;657番目のAがG;663番目のTがG;
    782番目のAがG;965番目のGがA;1584番
    目のAがG;1700番目のGがA;3093番目のT
    がC;3177番目のCがG又はA;4008番目のT
    がC;4339番目のGがA;4504番目のGがA;
    4540番目のGがA;4712番目のGがA;488
    1番目のGがA;4957番目のGがA;5302番目
    のGがA;5367番目のGがA;6040番目のGが
    A;6447番目のGがA;6561番目のGがA;6
    706番目のGがA63番目のGlyがArg;261
    番目のAsnがSer;322番目のArgがLys;
    567番目のArgがHis;1467番目のGluが
    Lys;1502番目のAlaがThr;1514番目
    のGlyがSer;1571番目のGlyがGlu;1
    653番目のAspがAsn;1768番目のGlyが
    Arg;2014番目のGlyがArg;2236番目
    のValがIle 3、請求項1記載のヌクレオチド配列531−683番
    目及びアミノ酸配列の198−228番目が削除された
    ヌクレオチド配列とアミノ酸配列を有するチキンリバー
    由来のアセチル−CoAカルボキシラーゼ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910626A (en) * 1992-10-02 1999-06-08 Arch Development Corporation Acetyl-CoA carboxylase compositions and methods of use
US6306636B1 (en) 1997-09-19 2001-10-23 Arch Development Corporation Nucleic acid segments encoding wheat acetyl-CoA carboxylase

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5910626A (en) * 1992-10-02 1999-06-08 Arch Development Corporation Acetyl-CoA carboxylase compositions and methods of use
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