JPH0272892A - 蛋白質の製造方法 - Google Patents

蛋白質の製造方法

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JPH0272892A
JPH0272892A JP1166479A JP16647989A JPH0272892A JP H0272892 A JPH0272892 A JP H0272892A JP 1166479 A JP1166479 A JP 1166479A JP 16647989 A JP16647989 A JP 16647989A JP H0272892 A JPH0272892 A JP H0272892A
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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】 発明の利用分野 本発明は細菌において外来蛋白質を発現せしめるための
組換えDNA技術に関する。よシ詳しくは、大腸菌(E
acharichia coli)においてプロキモシ
ン及び哨乳類の成長ホルモンの有効な直接的発現方法及
びそのための手段に関する。
従来の技術 子牛レンニン(キモシン)、すなわちチーズ製造に使用
するだめの好適な牛乳凝固プロテアーゼは供給が不足し
ている。他の牛乳凝固剤、すなわちカビの蛋白分解酵素
が開発研究されてきた。しかし、これらの蛋白分解活性
が大きいのでチーズの収量を低下させ、しばしば苦味を
与える。
牛乳凝固プロテアーゼの安定且つ充分な供給は経済的に
有利なので何人かの研究者がこの問題に組換えDNA技
術を適用してきた。Bappxεtar。
J、Biocham、 90 : 901−904(1
981)は大腸m (E、coLi)のプロレンニン(
フロキモシン)の構造遺伝子のクローニングを報告して
いる。続く文献として、Beppu at al、J、
Biocham、 91:1085−1088(198
2)は大腸菌(E。
coli)の中でクローンされた子牛プロレンニンc 
D # Aのヌクレオチド配列を報告している。
1acUV5  プロモーターを有する発現プラスミド
の構成及びその大腸菌(E、coli>β−ガラクトシ
ダーゼの短いN−床端ペプチドに結合されたプロキモシ
ンペプチドのほとんどすべてを含有する融合蛋白質を産
生ずる能力はBeppu at al、、Gone19
:337−344(1982)によって記載されている
1983年3月2日に公開されたヨーロッパ特許出願筒
73,029号は子牛プロレンニンDNA含有プラスミ
ド、該プラスミドで形質転換された微生物(E、col
i)及びそれらによるプロレンニンの発現を記載してい
る。
1982年7月28日に公開された英国特許出願第2,
091,271A号は種々のプロモーター(シ狂+!+
ul”(L  3 +等)を使用して発現させることか
らなるレンニン、プロレンニン及びブレ7゜ロレ/ニン
を製造する方法及び薬剤を開示している。プレプロレン
ニンをコードしている開示されたDNA配列の1つには
5′−床端に転写プロモーターとリボゾーム結合部位が
付加している。プレプロレンニンをコードしているDN
Aの開始部位ト転写プロモーターとりボゾーム結合部位
を有するDNA断片との間の距離は変化する。
1983年1月6日に公開された英国特許出願第2,1
00,737A号はキモシン、メチオニンキモシン、フ
ロキモシン、メチオニンプロキモシン、プレプロキモシ
ンを製造する組換えDNA技術を記載している。大腸菌
(E、coli)trpプロモーター−オペレーター断
片及び転写ターミネータ−開始コドン、及びリボゾーム
結合部位として働くシンーダルガルノ(Shine−D
algarno) C3D)配列を有するベクターが開
示されている。SD配列とATG配列との間隔の効果に
ついての研究も示されている。
1983年4月20日に公開されたヨーロッパ特許出願
筒77.109号は、プレプロキモシンのための遺伝子
及び二重1acUV5 または修飾されたtrp系のよ
うな特異的DNA配列からなるDNA分子、すなわちプ
ラスミド、及びそれらを使用して微生物(ラクトバチリ
(1actobacilli)、ストレプトコッキ(s
trgptococci ) 、バチルス(bacil
lus ) ”Jたは酵母)を形質転換させてその対立
形質又は成熟形としてプレプロキモシンを生成する形質
転換体を形成することを記載している。
ヨーロッパ特許出願筒36,776号(1981年9月
30日公開)は、減衰領域が削除されたtrpフロモー
ター−オペレーターを有スる発現ベクター、及びその製
造方法を記載している。このベクターを有する形質転換
体はトリプトファンに冨んだ培地で生育し得、菌体の生
育は、tcpプロモーター−オペレーター系の制御の下
で他の挿入物によってコード化された外来ペプチドの早
熟発現によって阻害されることな(進行する。
Emtaga at aL、、Proc、Natl、A
cad、Sci、80:3671−3675.1983
および日本特願昭58−38,439号(1983年3
月9日出頗)はプロキモシン、DNA及び大腸菌(E、
coli )trpオペロンを有するハイブリッドプラ
スミドの構成、及び前記研究者による報告例より多(プ
ロレンニンを発現させるための用法を開示している。
さらに上記日本出願の1983年11月15日付手続補
正畜によるとSD配列とプロキモシンの開始コドンとの
間隔を変化させることによる効果及びプロキモシンのN
−末端アミノ酸を長さの異なるペプチドに換えることに
よる効果に部分的に言及している。
Harris  at  al、Nxclaic  A
c1ds  Rmsearcん10:2177−218
7(1982)はプレプロキモシンのためのcDNAコ
ードのクローニング及びヌクレオチド配列を報告してい
る。GOffat al、Gang 27 H35〜4
6 (1984)は酵母で6るサツカロマイセス・セレ
ビシアエ(Saccharomycas cgrgvi
siaa )における子牛プロキモシンの発現を記載し
ている。プレプロキモシンc D N Aの制限エンド
ヌクレアーゼ開裂地図及びDNA配列は出版されており
 CBepp14ata1.、J、Biocham、9
1 : 1085−1088(1982))、本明a簀
にも参考のため図面として添付している。
哨乳類の成長ホルモン(ヒト上皮生長因子(1,−EG
F)を含む)は動物の代謝を改善する効力があるのでか
なり重要である。それらの−収約な使用は、非常に入手
源が限られているため制限されてきた。上記ホルモンを
適当に供給すれば経済上の利益があるので数人の研究者
が組換えDNA技術をこの問題に適用してきた。
ヒト上皮成長因子(EGF)すなわちウロガストロンは
上皮組織成長の促進剤であるだけでなく胃酸分泌の有効
な阻害剤でもある。EGFの効力全体については主とし
て充分な材料がないので研究されていなかった。
ウロガストロンの構造遺伝子及びそのポリペプチド同族
体の遺伝子の製造、クローニング及び発現のために組換
えDNA技術を使用することは国際特許出願/1683
104030(1983年11月24日公開)に記載さ
れている。
クシ生長ホルモンm RA’ Aに相補性のDNAのク
ローニング、そのヌクレオチド配列及び該配列から予測
される相当するアミノ酸配列がMillerらのヨーロ
ッパ特許出願第47,600号(1983年3月17日
公開)およびJ、Biocham、 255 *752
1−7524(1980)、及びWoychikらのN
xclgic Ac1ds Re5earch  10
 * 7197−7210(1982)に報告されてい
る。英国特許出願第2,073,245A号(1981
年10月14日公開)及びKaskatら、Nxclg
ic acidsResearch  9 、19−3
0(1981)  にはウシ生長ホルモンのクローニン
グ及び大腸菌(E 、 coli)H7J101の中で
融合したペーターラクタマーゼーウシ成長ホルモン蛋白
質として発現させることを述べている。
ウシ生長ホルモン遺伝子を発現させる方法、プラスミド
及びそれを使用するためのプラスミド宿主がヨーロッパ
特許出願第67.026号及び第68.646号(各々
1982年12月15日、1983年1月5日に公開)
に記載されている。
各々の出願には宿主微生物として大腸菌(E 、 co
li)が開示されている。後者の出願、すなわち米国特
許第4,443,539号(1984年4月17日発行
)のヨーロッパ特許出願はサツカロミセス・セレビシア
エ(Saccharomycgs cgreviaia
a )を宿主微生物として開示している。
Sgebvrg  ら、 DNA、2 37〜45(1
983)はウシまたはブタ脳下垂体からのポリ(、、f
)、、/? N Aを使用して製造されたCDNAの細
菌におけるクローニング及び成熟動物(ウシまたはブタ
)の生長ホルモンの有効な細菌での産生を達成する発現
ベクターの構成を報告して〜・る。
採用される技術は、Goaddalら、Nat14ve
r281.544−548(1979)にお(・て大腸
菌(E、 coEi)においてヒト成長ホルモンの直接
発現について記載された方法と類似のものである。各々
の場合、使用される細菌の発現ベクターは大腸菌(E、
coli ) try’プロモーターの制御下に使用さ
れた。 ヨーロツ/′!?特許出願第103.395及
び104.920号(1984年3月21日及び4月4
日公開)にはラフ成長ホルモン様ポリペプチド及びブタ
成長ホルモン様ざリペプチドを各々組換えDNA技術で
生産したことを記載している。
ウシ成長ホルモンを酪農用の牛に投与すると乳の量が増
加し、飼料摂取対乳量の比を改善する[:Mackli
n、J、Dairy Scigncs  56 r 5
75−580(1973):i。 1983年8月3日
に公開されたヨーロッパ特許出願第85,036,4号
は生合成された(デDNAによる)ウシ成長ホルモンお
よび/またはその断片もウシの乳量を増し、ブタや他の
畜産用動物の肉、毛、卵、毛皮の生産を増加することを
開示している。
1980年4月16日に公開された英国特許明細書簡1
,565,190号は微生物を形質転換できる組換えプ
ラスミドベクターであってそのヌクレオチド配列の中に
ある動物種の成長ホルモンをコードしているサブ配列を
有するものを開示している。米国特許第4,237,2
24号は外来DNAを単細胞微生物に導入するためのプ
ラスミドベクターを記載している。
選択された真核生物のDNA断片のためのHindm挿
入部位を有し、該部位がtrpプロモーターのような細
菌のプロモーターに隣接しており、該DNA断片の転写
及び翻訳が上記プロモーターによって制御されるプラス
ミドが米国特許第4.349,629号に記載されてい
る。
クローン化された遺伝子の発現のレベルは遺伝子複写の
数及び転写と翻訳の効率のような因子の数によって影響
される。挿入された遺伝子の効率的な転写を行5には強
力なプロモーターを必要とし、効率的な翻訳を行うには
mRNAの中の適当なりボゾーム結合部位及びrbsと
翻訳開始コドンとの間の適当な間隔を必要とする。プロ
モーターは蛋白質をコードして℃・るDNA (構造遺
伝子)のその部分より先に位置する。リボゾーム結合部
位(rbg)、すなわちリボゾーム確認配列は少(とも
3〜9 bpの長さの7フーダルガルノ(5hi−ne
 −Da l garno ) (SD)配列として知
られる配列からなると信じられている。蛋白質のアミノ
末端メチオニンをコード化しているAUGより3〜11
bp上流から始まり、16SRNAの3′−末端配列に
対して相補性である。1つの遺伝子に対する翻訳開始信
号(AUG)からプロモーターが分離すると産生される
蛋白質の量に影響する(Guaデanteら、上記文献
、および本明細曹中で引用の文献)。
この文献及び1982年6月1日に発行のPtashl
uらの米国特許第4,332,892号には、発現に際
して遺伝子の5′−末端からの種々の距離に″移動性プ
ロモーター”断片を置(効果を記載している。
ヌクレオチド配列の明確な変形、特にSD領領域開始コ
ドンの間の変化についての効果に関する他の参考文献は
以下の如くである: Schgrar at al、、N1Lc1.Ac1d
s Rgs、 8 :3895 3907 (1980
) ; Shgpard gtal、、DHA  I=
125−131(1982);Windass at 
al、、I’bbc1.Ac1ds Rgs、 10 
:6639 6657C1982):DeBoer g
tal、、DNA  2:231−235(1983)
;Tacon at al、、Mo1rc、ggn、G
gnat、 177 。
427−438(1980);およびItoh gta
l、、DNA  3,157−165(1984)。
問題を解決するための手段 本発明は、高レベル外来遺伝子発現のために一般的に有
用なブロモ−タープbs発現要素;外来蛋白質(原核ま
たは真核)の直接発現のための発現要素を有する発現プ
ラスミドを含む組換え大腸菌(E.coli)形質転換
体を使用して外来蛋白質な産生ずる方法に関する。より
詳細には、本発明は、プロキモシンのよ5な蛋白質およ
びウシとブタの成長ホルモン及びヒト上皮成長因子のよ
っな唱乳類ノ成長ホルモンをコード化している外来遺伝
子の大腸菌(E、coli)による高度のレベルの発現
のために有用な発現プラスミドを大腸菌に組込んで外来
蛋白質を産生させる方法に関する。上記プラスミドは、
選択できるマーカー;レプリコン、すなわち宿主細胞に
おける自律的な被写をコントロールする領域からなるD
NA配列;および合成りNA+)ンカーによって上記外
来蛋白質c D N A配列(遺伝子)に結合されてい
る大腸菌(E。
coli) trpプロモーターがらなり、長さを変化
させることができる新規なりボゾーム結合領域からなる
。本発明のプラスミドの特徴はATG開始コドンより上
流にあろりポゾーム結合領域にヌクレオチド配列5/ 
TAAAAAGGAGAATTCATG3′または5′
TAAAAAGGGTATCGAGAATTCATG3
’ が存在することである。−好適発現プラスミドはシ
ンーダルガルノ配列の直前の蛋白質をコードしている配
列として同じ読み取り枠内に翻訳停止コドン(TAA)
をさらに有意な特徴として有している。
分子生物学の技術の状態では、充分に開発されたレベル
である蛋白質またはポリペプチドを発現すべきハイブリ
ッドプラスミドのインビトロでの形成は、上記ポリペプ
チドをコード化しているcDNA配列および該配列の制
限エンドヌクレアーゼ開裂地図の知識から可能である。
しかし、これにもかかわらず、プラスミド内に特定の臨
界的でさえある配置で上記DNA配列を適当に微生物に
導入すると、ポリペプチドを有意且つ予期し得ない程高
度に発現させるであろうとい5ことを示唆する根拠は当
分野において何ら存在しない。
ここに記載の組換え微生物は、以前に報告されている微
生物が産生じ、初期に組換えDNA技術によって経済的
規模で産生じたよりも有意に大きな収量で外来蛋白質を
発現する。
当業者は知っているとおり、組換え微生物は多くの方法
、たとえば形質転換、形質導入、接合、トランスフェク
ションによって製造によって製造できる。したがって、
1組換え微生物”という用語には、上記いずれの方法に
よって製造されようが外来蛋白質を産生じ得る微生物を
含める。別法として、本明細書で使用する組換え微生物
の定義にはその微生物が組換え技術により製造された場
合外来または外因性配列の外来蛋白質を発現せしめるこ
とができる微生物を含める。
転写プロモーター配列より下流に細菌のプラスミドに挿
入した場合大腸菌(E、coli)において効率のよい
発現を行なわせる原核生物または真核生物の蛋白質をコ
ード化している遺伝子のりボゾーム結合部位について本
明細書で記載したヌクレオチド配列を得ることが重要で
ある。記載されたリボゾーム結合部位領域はATG開始
コドンのすぐ上流の都合の良いEco RI制限エンド
ヌクレアーゼ開裂部位を含み、これによって、蛋白質翻
訳開始コドンを含むDNA断片を発現ベクターのSD配
列の後に挿入する方法を提供する。換言すれば、ここで
述べる発現プラスミドの遺伝子は原核生物の蛋白質か真
核生物の蛋白質をコード化している遺伝子ならよい。た
とえば、ここで記載する、リボゾーム結合部位とATG
開始コドンとの間のヌクレオチド配列は、フロキモシン
(フロレンニン)、ウシ成長ホルモン、ブタ生長ホルモ
ン、ヒト上皮成長因子(ウロガストロン)のよ5なc 
D # A配列の高度の発現を可能にする。これらの蛋
白質、すなわちウシおよびブタ成長ホルモン及びヒト上
皮成長因子は一括して補乳類成長因子と称されている。
特定の外来遺伝子を細菌によって生産するとアミノ末端
にメチオニン残基を有するかあるいは有しないポリペプ
チドを産生できる。したがって、070ロキモシン′(
フロレンニン)ナル用語はメテオニンフ0ロキモシン(
プロレンニン)及ヒブロキモシン(プロレンニン)を含
むものとする。同じことは本明細書で述べる他のポリペ
プチドについてもいえる。さらに、“キモシン’(レン
ニン)というときは、その既知の対立形質(たとえば、
A、B、など)も含めるものとする。
本発明は下記例及び添付図面によりさらに詳しく説明さ
れるが本発明の範囲?限定するものではない。
第1図はプラスミドpPFZ−R2およびR4(pPF
Z−R)の構成を示すpPFZ−R2およびR4の各々
に共通の制限地図を含む概略図である。
図中矢印はtcpプロモーター配列からプロキモシン(
プロレンニン)遺伝子(太い断片として表わした)へと
発現する方向を示している。合成挿入物は空白の箱状の
形で表わした。
第2図はプラスミドp t rpLI −R2およびR
4の構成のための手順を示す概略図である。
第3図はプラスミドptrpLI−R2−R48及びp
trpLI−R4−/?48の構成のための手順を示す
概略図である。
第4図はプラスミドpPFZ−R2およびpPFZ−R
4の各々についてのプロキモシン(フロレンニン)遺伝
子のりボゾーム結合部位と開始コドン(ATG)との間
のヌクレオチド配列と間隔を示す概略図である。これは
上記プラスミドがヌクレオチド配列において異なる領域
のみを示す。
第5−1及び5−2図は、全長のbGH遺伝子及び発現
配列を含むプラスミドの構成のための手順を示す概略図
である。プラスミドpBGH−102はpBR322の
アンピシリン耐性遺伝子にクローンされたbGHcDN
A配列(黒く塗った箱形)を含む。bGHの新しいアミ
ン末端をコードしている合成りNAなりBR322c点
線の箱形)のECoRl部位とHind ■部位に挿入
した。種々のインビトロでの複製を行って完全な修飾さ
れたbGH遺伝子を担持するプラスミドpBGH−21
2を構成した。プラスミドpBGH−212はEc。
R(によって開裂され、try)プロモーター−オペレ
ーター配列の異なる変化したものを有するDNA断片を
挿入した。矢印は配列解読の5′→3′方向、すなわち
転写の方向を示す。
第6−1及び6−2図はbGH産生のための細菌の発現
プラスミドの構成を示す概略図である。
プラスミドbBにH−212−Rはtcpプロモーター
配列(第5図参照)によって成熟bGHを完全に直接発
現させる遺伝子を担持している。これらのプラスミドは
1lind IIIによって開裂され、pvs■によっ
て部分的に切断され、2つの約920 bpHind 
ill −Pvx■断片を単離した。bGIIのC−末
端をコードする合成りNA断片がpBR322(空白の
箱形)のEcoR1部位およびHind 11部位に挿
入された。このサブクローンはPvs UおよびBan
 HIで開裂され、365 bpDNA  断片を単離
した。Hind I[[とBa−R7で開裂後大きいベ
クター断片(3,ca 9 s bp)をpBR322
がら単離した。これら2つのプロモーターbGH遺伝子
含有断片(920bp)を別々に合成りNA含有断片(
365bp)およびベクター断片(3995bp)と混
合した。この混合物をT A IJガーゼでつなげて適
当な大腸菌(E、coli )HE 101の形質転換
に使用された。異なるbGH発現プラスミドはb BG
II−301およびpBGH−375と称される。
矢印は”JLプロモーター配列からの転写の方向及び配
列解読における5′→3′の方向を示している。
第7−1および7−2図はpGH遺伝子と発現配列の全
長を有するプラスミドを構成する手順を示す概略図であ
る。プラスミドpGH−24はpER322のアンピシ
リン耐性遺伝子の中にクローンされたpGHcDNA配
列(黒(塗った箱形)を有する。pGHの新しいアミン
末端をコードしている合成りNAはpBR322(点綴
の箱形)のE6oR■部位とHind I[[部位に挿
入された。インビトロで種々の複製を行い完成した修飾
されたpGE!遺伝子を担持するプラスミドを構成した
このプラスミドはEcoR■によって開裂され、いろい
ろに変化させたtrpプロモーター−オペレーター配列
を含むDNA断片を挿入した。矢印は配列解読の5′→
3′の方向、すなわち転写の方向を示す。
実施例 微生物 本発明において使用されまたは製造された微生物及び組
換え微生物ならびにそれらが入手された寄託機関は下記
のとおりである: 大腸菌(E、coli)C600,CR34としても公
知、ATCC23724 大腸菌(E、coli)NRRLB −1137L A
T CC大腸菌CE、coli)MM294  ATC
C33625大腸菌(E、coli)W3110  A
TCC27325pPFZ−R2を有する大腸菌(E、
coli)HBlol  ATCC39544 pPFZ−R4を有する大腸菌(E、coli)HBl
ol  ATCC39543 当業者は知るとおり、上記宿主の代りにいかなる形質転
換可能な大腸菌CE、coLi)K−12株も本発明に
おいて使用できる。さらに、プロテアーゼを有しない大
腸菌株は当業者も認めるとおり上記大腸菌株と同等ある
いはそれより良好な結果をもたらす。
上記組換え微生物ATCC39543及び39544は
1983年12月14日にブタペスト条約の下でアメリ
カ合衆国メリーランド州ロックビルのアメリカン・タイ
プ・カルチャー・コレクション、すなわち寄託を永久的
に維持し特許出願が特許になったら一般公衆に分譲する
公認の寄託機関に寄託された。これらの菌株には上記受
託番号が与えられた。これらの寄託物は本願が37CE
R114および35USC122の下に適格性ありと合
衆国特許商標庁の長官によって決定されるものとして係
属している間本願の相当する出願またはその関連出願が
出願された国の外国特許法により入手できる。寄託され
た微生物の公衆への分譲に対するすべての制限は特許の
許可と同時に不可逆的に取り除かれる。
RNAの製造及びc D A’ Aのクローニング地方
の畜殺場から動物の脳下垂体を得、そこから総RNAを
UElrich  ら、5cience  196.1
313−1319(1977)の方法により単離した。
ポリアデニル化RNAをオリゴ(dT)セルロース上の
クロマトグラフィーによp総RNAから得た。二本鎖c
DNAをこのRNAから製造し、c D N Aのサイ
ズフラクションをプラスミドpBR322を使用して大
腸菌(E、coli)中で標準的方法及び従来のホモポ
リマ一方法でクローン化した。
(Miller、IF’、、et at、 1980 
、 J、Biochem、。
255 r 7521 + (yogdclN at 
al−+  1979 ;NatlLre 281 +
 544 548 :5eabxry at al、+
1983 、DNA  2 、37−45 )プラスミ
ドを有する、cDNAで形質転換されたコロニーをニト
ロセルロースフィルター上にレプリカ平板法によシ移植
した。形質転換体コロニーを有するフィルターをGデw
rbsteinおよびHot)−nassの方法(19
75、Proc 、Nat l 、Acad 、Sci
72.3961−3965)によってハイブリダイゼシ
ョンのために処理した。公開されたc D N A配列
から誘導された配列を有する放射性同位元素標識合成オ
リゴヌクレオチドをプローブとして使用してクローン化
cDNAを検出した。ハイブリッド化しているコロニー
を5 ml L B中で生育させ、製造されたプラスミ
ドDNAおよびクローン化された配列は制限エンドヌク
レアーゼによる開裂に続いてDNA断片のゲル中での電
気泳動によって特性をしらべた。
JLL△ム乙エヱ プラスミドpcRIO1はNi s h imo r 
iら、Ga n e +19:337−344(198
2)によって記載されている。このプラスミドはプロキ
モシンの全長c D N A、すなわちアンピシリン耐
性のための遺伝子を有し、5678bpからなる。この
プラスミドはH6ndmの開裂部位といくつかのBam
H(部位を有する。
プラスミドptrpLIはEdmanら、Natsre
291;503−506(1981)に記載され、プラ
スミドpBR322はEo l i varら、Gan
g  2 :95−113(1977)によって報告さ
れている。
材料 制限エンドヌクレアーゼ(As笛■、BarnHI 5
Eco R1%Hind l[、Cta L Hinf
 l、Kpn l、pat(、P v u 11、Rs
aI、Scii )、T4リガーゼ、およびDNAポリ
メラーゼI(大きい断片)をニューイングランド・バイ
オラブズ(N g w E ngtandBiolab
s)から購入し、T4ポリヌクレオチドキナーゼはPL
バイオケミカルズ(Biochmmicats)より得
、細菌のアルカリ性ホスファターゼはベセスダ・リサー
チ・ラボラトリーズ(BathesdaResearc
h Laboratories)(BRL)より入手、
子牛小腸アルカリ性ホスファターゼはペーリンガー・コ
ープ(Eoahringmr Corp )よシ入手し
た。
すべての酵素は上記製造元が推める粂件下に使用した。
放射性化学物質はニューイングランド・ヌクレアー(N
m5o England NxcLga→(NEN)か
ら購入した。蛋白質分子量の標準物はERLより入手し
、精製された子牛キモシンはシグマ・ケミカA/−カン
パニー (Sigma Chemical Compa
ny )より入手し、精製bGHはマイルス(Mile
s  )より入手した。
細菌はエンドシリ/(25μ2/プ)またはテトラサイ
クリン(10μ2/α)を含有するLグロス(Brat
ル)中またはL寒天プレート上(Millsデ。
J、Eyepirimgntg in Mo1ecul
ar CrgnaticsrCold Spring 
Harbor LabratorIBNew York
+p433.1972)で37℃で常法どおり生育させ
た。大規模にプラスミドを製造するためには、対数期の
培養物をクロラムフェニコール(170μy/rug)
の添加によって増大させた( ClawaLLand 
 Halsinki、J、Bactariol、  1
10  :  1135(1972))。
プラスミドpBC,H−7は、Pat(部位にクローン
させたbGHの全長cDNAを含むpBR−322から
なり、Mi l l 6 y 、jJ7.ら、Bioc
hmm、 255 +7521(1980)によって記
載されたようにして製造された。クローン化された。D
NAは31bpの5′未翻訳配列、全プレホルモン構造
配列(651bp)、全3′未翻訳領域(104bp)
、短いボ!J (、()、およびdC−dG 尾部を有
する約8309bの長さである。プラスミドpGH−2
4はそのPst1部位にクローン化された全長cDNA
を含むpBR322からなり、Saaburg  ら、
DNA 2.37−45(1983)によって記載され
た方法と類似の方法で製造された。pGH−25プラス
ミドDNAはデニス・ペレイラ(DtrnniaPar
eirα)によって構成され提供された。プラスミドp
 B R−322はすでにBo l i vatら、G
ang2.95−113(1977)によって報告され
ている。
オリゴヌクレオチド類の合成 合成オリゴヌクレオチド5’、AGAATTCATGG
3、tr)および5’ 、CCATGAATTCT、3
””をホスファイト法(Caruthars 、 J、
Am、 Chgrn 、 Sac 。
103.1385(1981))によって化学合成し、
6M尿素−20チポリアクリルアミドゲルから精製した
18−bpおよび22bp−本領オリゴマーを本明細曹
記載の方法で合成し、本明細誉記載の方法で40mar
アダプターに形質転換した。二本鎖40−mげは一本鎖
18−および22−惧srを公知方法によりアニーリン
グし、結合(ligatg)することによって生成した
pGH’およびbGHのために使用されたジゴヌクレオ
チドはC(Lrxthtrrsら、Tetrahsdr
onLgtt、24,245(1983) のホスホラ
ミダイト法により合成され、断片は11〜16塩基の長
さの一本鎖オリゴマーから合成した。
分子クローニング反応 大腸菌(E、coli) D N Aポリメラーゼ■の
フレナラ(Kl gnaw )断片を使用して二本鎖D
NAの隠れた3′末端の空白を満たす反応は本質的にM
aniatisら、Mo1mw1ar Cloning
 、 A  Labo−ratory ManlLal
、Co1d Spring Harbor Labo−
ratory p、 113(1982)  の方法に
依った。
ATPのガンマホスフェートをT4ポリヌクレオチドキ
ナーゼによって合成リンカ−DNAの5′−OH末端へ
転移させることは上記Maniatisの文献に示され
ている。約20μmの二本鎖リンカ−DNAを、70溝
Mトリス(pH7,6)、10mAf MgC1t 、
5 mA/ジテオスレイトール(DTT)、20μCi
〔ガンマ−32P )AT/’(5000Ciミリモル
″″1:NEN)を含有する20μlの反応混合物中で
ホスホリル化し、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(10
単位)を加えて、反応を37℃で15分間行い、1μl
の10 mu AT Pおよび10単位のT4キナーゼ
を加え、反応をさらに30分間37℃で行なった。キナ
ーゼ処理したリンカ−は−20℃で貯蔵した。
必要ならば、末端の5′ホスフエートを細菌のアルカリ
性ホスファターゼ(BAP)$るいは子牛iアルカリ性
ホスファターゼ(CIP)のいずれかにより処理してD
NAから除去した。[:Chaconα8ら、Meth
ods Enzytnol、65 : 75 (198
0) :]。
簡単に言えば、CIFによる処理においては、プラスミ
ドDNAは適当な制限酵素によって切断を完了させエタ
ノール中に沈殿させた。DNAのペレットをCIP反応
緩衝液(O,X&グリシン、1mu MgCl、 、0
.1 mu ZnC1!2 、pH10,4)中に最終
濃度1μy/10/’l緩衝液で再懸濁した。試料を6
5℃に10分間加熱し、氷上で5分間冷却した。子牛腸
アルカリ性ホスファターゼを最終濃度0.5単位/DN
A  Ipyとなるまで加えた。この混合物を37℃で
30分間インキュベートし、続いてフェノール−クロロ
ホルムにより抽出し、DNA断片をエタノールで沈殿さ
せた。これらのDNAペレットを蒸留水に再懸濁し、最
終濃度100 py/mlとした。
EAP処理の場合は、プラスミドDNAを選択した制限
エンドヌクレアーゼで開裂し、エタノール中で沈殿させ
た。DNAペレットを緩衝液(50mu  NaC6,
10rnM  MgCl2.10mJ/)!Jス、10
 mM DT T )中に再懸濁した(最終濃度1μ?
/lOμl の緩衝液)。この反応混合物を65℃に1
0分間加熱し氷上で反応停止した。細菌のアルカリ性ホ
スファターゼを最終濃度50単位/DNA  1μmま
で添加した。この反応混合物を65℃で2時間インキュ
ベートしフェノール−クロロホルムで抽出し、DNA断
片をエタノール中に沈殿させた。
細胞の発現プラスミドの構成は種々のプラスミドからの
DNA断片を結合する操作からなる。すべての段階は添
付図面に示されている。一般に、DNA断片はゲルから
単離後精製され、20〜50 pg  の66 mM 
 トリス−11C1(7+H7,5)、5 mM Mg
Cl2、I mu A T P、 20 mu DT 
Tおよび1μeの74 +)ガーゼ(400単位)中で
他の断片またはプラスミドD iV Aに結合した。大
腸菌(E.coli)の能力細胞を標準的方法〔Man
dgrら、J、、Wol、Biol、53.1543(
1970))で調製し、上記配位結合混合物の半分で形
質転換した。
DNA配列決定 DNA配列は化学的減成方法[Afazam A an
dGiLbert、ir、Methods Enzym
oL、65 : 499−560(1980)]により
末端標識DNA断片を使用することによって決定した。
各リボゾーム結合部位領域は各々独立して二本鎖の両方
に数回配列されていた。
プラスミドDNAの製造 プラスミドDNAの大規模な製造は先行文献に記載のア
ルカリ性−5DS法(Birnboirn  ら、Nx
cLeic Ac1d Raa、7 : 1513(1
979) )、続いてエチジウムプロミド−〇 s C
l浮遊密度遠心分離あるいは分゛画をバイオゲル(Bi
oget)A−50(バイオラド(BioRad製)カ
ラムを使用してEl−Gewelyら、Anal、Bi
ochgm、102二423−428(1980)の方
法により行った。小標品としてのDNAを7A/カリ性
SDS法(Birnboimら上記文献)の迅速にでき
る変法によって調製した。
アガロース平板ゲル0.7〜1%をManiatisら
、上記文献p150〜164の条件下に使用した。ゲル
を15分間1μy /mlのエチジウムプロミドで染色
し、ポラロイドフィルム(タイプ57、ASA3000
)をコダック・ラッテy (Kodak IVra−t
can )フィルタとともに使用して266 nmの紫
外線の照明で写真をとった。
5〜12.5%のアクリルアミドゲル(20Xi 5 
x O,15cIrL)を使用してManiatisら
、Eio−chemistry  14:3787−3
794(1975)の方法により小さな(1゜5kb未
満)制限断片を同定した。アガロースゲルと同様にゲル
を染色し、写真をとった。
DNA断片を、ケル切片がら0.IXTBE18.9m
Mトリス−ホウ酸塩、8.9mJ/ホウ酸、0.2mu
  EDTA)を含有する透析バッグ中で電気的に溶出
することによって精製した。
pBR322または発現プラスミド(pPFZ−82ま
たはppFZ−R4)を含有する細菌培養物を4μ27
41チアミン、25μy 7mlアンピシリンおよび1
00μy/ml )リプトファ/を含有するLBプロス
またはM9CA培地(Mα罰αバ3も、上記文献)中で
一晩生育させた。これらの培養物をM9CA培地中に1
:25に希釈しくManiatisらの上記文献、トリ
プトファンなしでtrpプロモーターの完全導入を行な
わせる)、またはM9CA培地+100μ/ mlのト
リプトファンに1=25に希釈しくごプロモーターの導
入を阻害し)、あるいはLB培地(ネガチプコントロー
ルとして)に1:25に希釈し、損と5フラスコ中で細
胞密度’a6o = 1−0となるまで生育させた。全
細胞蛋白質抽出のために、200 ill培養物に等し
い細胞ペレットを2チドデシル硫酸ナトリウム、1%β
−メルカプトエタノール中で溶解させ、蛋白質をIO容
量部の冷アセトン中に沈殿させた。沈殿させた蛋白質を
SDS試料緩衝液中に再溶解し、了りコツトを10%ま
たは12.5%5DS−ポリアクリルアミドゲルCLa
gmtnli、NatlLre  227 :680−
685(1970))上で電気泳動にかけた。
標識された蛋白質の製造のためには発現培養物の1ml
アリコツトからの細胞ペレットヲl mlのM9CA添
加培地(M9CA塩、0.2%クル:r −ス、4μy
/mlチアミン、2op1メU標準アミノ酸(メチオニ
ンとトリプトファンを除<))+25μy/mlアンピ
シリンおよび75Ci”Sメチオニン(NEN; 97
0Ci/ミリモル)中に懸濁した。1時間37℃でイン
キュベートした後、細胞をペレット化し、200 pg
 の10 mJ/ ) LX (pH8,0)、I m
 J/ 1VaE D T Aに再懸濁し、氷上K 1
0 分Mftき、最#!濃度としてリゾチームをI m
y / mt:まで、NP40を0.2%まで、NaC
lを0.35&まで添加した。溶解物を10 mrW 
MgC1z  に調節し、氷上で30分間50 py/
mlのDNA分解酵素(DNasg)■(シグマ(Si
gma )裂)とインキュベートした。
不溶物を緩やかな遠心分離で除き、このペレットフラク
ションをSDS試料緩衝液中に溶解した。
上清試料をウサギ抗プロレンニン抗体(Bapps。
Gang I 9 、337−334 )およびフ下つ
原菌吸着剤(Pan5orbin、Cal Bioch
mm)でKsssLgr、J。
Immunology 117:1482 1490の
方法により免疫沈殿させた。試料をSDSポリアクリル
アミドゲル電気泳動(Laemmliの上記文献)し、
−75℃でコダック(Kodak)X A R−2フイ
/I/ムと1ルネツクス(COrngz )ライトニン
グプラス(Lightning Filts )強化ス
クリーンテ螢光写真法を行5前に強化した(エンドライ
トニング(Enlightning : HEN ) 
)。
現レベルの定量化 発現培養物によって産生された外来蛋白質の量の測定は
細菌培養物からの全蛋白質抽出物を含有する蛋白質ゲル
をデンシトメーターによって走査することにより測定し
た。総細胞蛋白質抽出物の5DS−ポリアクリルアミド
ゲルの個々のレーンをベックマン(Bgck頼謂) D
U−13Bfンシトメターを使用して分析した。乾燥し
たコーマシー青染色5DS−ポリアクリルアミドゲルを
各レーンにおいて走査して外来蛋白質帯における総細胞
蛋白質のパーセントを測定した。対照培養物(pBR3
22ベクター含有)からの総細胞蛋白質の走査図を使用
して組換生成物のサイズに一致するゲルの領域における
生来の蛋白質含量を測定した。対照培養物中の見かけ上
のバックグラウンドピークな補正後、発現レベルを総細
胞蛋白質のパーセントとして測定した。蛋白質ゲルは5
79 nmで走査した。
結果 trpLI−R2およびptrpLl−R4の構成プラ
スミドptrpLIはHind Ill −C1a T
断片(360bp以下)上に大腸菌(E、coli) 
trpプ0%−ター−オペレーターの一部およびtrp
Lのシンーダルガルノ(,5Z))配列を含んでいるp
BR322誘導体である。(Edmanら、NatlL
re  291 :503−sos(x9s1))した
がって、このベクターはtrpp4節領域に隣接して特
有のCtα■クローニング部位を有する発現プラスミド
である。挿入されるDNAは、その配列内に、ptrp
LIに挿入された場合trpL’)ボゾーム結合部位配
列に対して適当に間隔を空けられるであろ5遺伝子コ一
ド配列の前にATG翻訳開始コドンをきまなければなら
ない。この発現ベクターは適当な合成りNAリンカ−を
第2図に図示されたようにC1a■部位に挿入すること
によって修飾された。
特異的二本鎖合成りN、4+)ンカーを使用してptr
pLIのCJcL[ill限部位の周囲のヌクレオチド
含量を変えた。約10μmのptrpLIDNAを16
単位の制限エンドヌクレアーゼCLcL■で90分間3
7℃で切断した。Cla Iによる開裂によって生じた
接着末端を50 mM ) リス−HC1(pH7,2
)、10mM  MQSO,,0,1惧Mジチオスレイ
トール、0.2 mM  dGT P、 0,2慣M 
dcTPを含有する100μgの反応混合物中で鈍化し
た。
D、■Aポリメラーゼ(30単位)のフレナラ断片を加
え、反応を20℃で45分間行なわせた。フエ、ノール
とクロロホルムで抽出後、示されたホスホリル化された
デオキシオリゴヌクレオチドリンカー(60pモル以下
) (5’AGIATTCATGG3’>(3’TCT
TAAGTACC5”)を1μ7以下(0,6pモル以
下)の挿入ベクター断片といっしょにしてエタノールで
沈殿させた。これらの断片を4℃で18時間30 tt
llの66 rnM )リス−HC1(pH7,6)、
50 mu MgC1z、1mMATp、20mMジチ
オスレイトールおよび800単位のTADNAリガーゼ
中で結合させた。この混合物を90分間3単位のEcO
R■で90分間切断した。EcoRIで開裂したプラス
ミドDNAを4℃で4時間1100p  の66m&)
すy、 −MCII  (pH7,6)、5mMMQC
I2.1rnMATP、20 mJf D T T、お
よび400単位のT4DNAリガーゼの中で再び結合さ
せた。大腸菌(E、coxi)菌株HBIOIの能力細
胞を20μlの上記結合混合物で形質転換した。
(Mandel   gt  al、J、Mo1.Bi
ol、  5 3  二 1 5 4(1970))プ
ラスミドDNAを上記形質転換体のうちの12のものか
ら調製し、E、oR■とHi nd■で切断した。これ
らのプラスミドのうち10のものが所望の360− b
’l)以下のEco Rl−H1nrL■断片を含有し
て(・た。DNA配列を分析したところ、これらのプラ
スミドのうち1つCptrpLl−R4)は合成リンカ
−の所望の配向およびtrpプロモーターと合成りNA
との間の接合部に所望の配列を有していた。
謹々の形質転換体からのプラスミドDNAのDNA配列
を分析している間に、上記プラスミドのうちの1つ(p
trpLI−R2)がリボゾーム結合部位の領域におい
て6 bp削除されて(・ることか発見された。この削
除は、リンカ−配列がすべて存在するのでDNAポリメ
ラービ■のフレナラ断片の3′→5′エキソヌクレアー
ゼ活性から生じたものとされている。この誘導体はpt
、pLI−R4に含まれている生来のtrpSD配列に
比較して変化したりボゾーム結合部位を有する。
合成プロレンニンアダプターのクローニングプロレンニ
ンのアミノ末端を修飾するのに使用される合成二本鎖D
NAの配列は下記のとおりである。
この断片は2本の一重鎖オリゴマー(18−bpと22
− bpの長さ)から組み立てられた。この合成りNA
は蛋白質合成のだめの人工的なATG開始コドン及ヒフ
ロレンニン配列CCN15hi。riう、J、Bioc
hern、91:1085−1088(1982) 〕
の最終のいくつかのコドンをBan H1部位の周囲に
変化して繰り返された形でコードしている。この合成り
NAは、すでにDNAポリメラーゼIのフレナラ断片で
処理して接着末端に挿入されているpBR322のEc
oR)制限部位にサブクローンされた。サブクローンは
放射性同位元素で標識された22−marをプローブと
して使用する組換え微生物のその場でのコロニーハイブ
リダイゼーショ7K ヨッテ同定すレタ。[Grsns
cain+MandHogness、D、 rProc
、Natl 、Acad、Sci、 72 :3961
(1975))。プラスミドDNAは20個のハイブリ
ダイゼーション陽性コロニーから調製され、BamHI
またはEco RIで開裂されて所望のプラスミドを含
有するサブクローンを同定した。組換え微生物#エフか
らの約100μりのプラスミドDNAをEco RIで
開裂して40 bp断片を12.5%ポリアクリルアミ
ドゲル上で単離した。精製された4 0 bp Eco
 IN断片を、すてにEcoRlで開裂し子牛腸アルカ
リ性ホスファターゼで処理して脱ホスホリル化しである
2発現プラスミド誘導体(ptrpLI−B2およびp
trpLl−/?4 )のEcoR)部位に挿入した。
各結合物のい(つかの組換え微生物からのプラスミドD
NAを調製し、BamH■制限エンドヌクレアーゼで切
断した。trp発現配列より下流に挿入された4゜hp
 プロレンニンアダプターを有するプラスミドを約70
0 bp離れた2つのBam H1部位の存在により同
定した。この構成は第3図に示されている。これらの発
現プラスミドはptrpLI−R2−B48およびpt
rpLI−R4−B48と称された。
これらの組換え微生物は、trpプロモーター−オペレ
ーター配列、リボゾーム結合部位、人工ATG開始コド
ン、及びプロレンニンの最初の5つのアミノ酸残基をコ
ードしている化学的に得られた配列を含む約370 b
pのHind ll−Bam HlDNA断片のための
源として使用した。プロモーターより下流のヌクレオチ
ド配列は、上述のプラスミドベクターptrpLIのC
lα■制限部位に異なる化学合成されたデオキシオリゴ
ヌクレオチドリンカーがすでに挿入されていたのでリボ
ゾーム結合部位の領域が異なっている。リボゾーム結合
部位(rba)配列と、プロレンニン遺伝子のATGお
よび、他の蛋白質についてはコードしている遺伝子との
間のヌクレオチドの内容および間隔をDNA配列分析に
より下記の如(各発現の構成について示した: pppZ(R)    5’→3′        間
隔(、bp)R2AAGGAG、4ATTCエ    
  5R4A&にGTATCGAATTCATG   
 11G’Jボゾ一ム結合部位の変化を使用してプロレ
ンニン発現プラスミドをつくって、rbsヌクレオチド
配列の内容及び間隔が蛋白質発現レベルに対して有して
いる可能性ある効果を後でしろべだ。
プロレンニン発現プラスミドを構成するために使用され
る実験段階は第1図に示されている。第一に、プラスミ
ドレプリコン、アンピシリン耐性マーカー、及び所望の
プロレンニンをコードしている配列(アミノ酸コドン8
3から停止コドン(Tに、4)まで)を含む4772 
bp ベクター断片を、30μ7のpc’R101プラ
スミドDNAを11ind II[およびKp7LI%
ilJ限エンドヌクレアーゼで切断することにより製造
した。この制限反応物を1%アガロースゲル上で電気泳
動にかけ、両方のDNA断片を電気溶出によりゲルから
切片から単離した。プロレンニンc D N A配列の
アミノ末端部分を含む906− bp Hind [[
−Kpn (断片をさらにBa−IIIで切断し5%ポ
リアクリルアミドゲル上で電気泳動にかけた。235−
 bp 80m H(−Kpn■断片(アミノ酸コドン
6ないし83をコードしている)をゲルの切片から電気
溶出した。
異なるptrpLI−R−B48誘導体からの発現配列
を含むHind lll−Ban Hi D N A断
片をpCRlolから2つの制限断片(4772bpお
よび235 bp)と約等モル比で別々に混合した。こ
の混合物をT4DNAリガーゼの添加により結合させ、
各結合混合物の1部をHB101能力細胞に導入するの
に使用した。細胞をアンピシリン(25μy/rnl)
を含有するLB寒天プレート上で細胞を選択した各場合
についてコロニーが得られた。上述のコロニーかもい(
つかの薬物耐性コロニーを5mgのLB培養物に採取し
て、プラスミドDNAを制限酵素によって分析した。各
場合について、はとんどの組換え微生物はirpプロモ
ーター−rbs配列に隣接して組換えられた完全なプロ
レンニン遺伝子を含んでいることがわかった。
これらの発現プラスミドを制限エンドヌクレアーゼで分
析することにより、プロレンニンの直接的発現に適合し
た全プロレンニンコード化配列を含んでいることがわか
った。上記プロレンニン遺伝子、インビトロ接合領域お
よびtfpプロモーター−オペレーターのほとんどをA
fa z amおよびGLlbgftの上記文献の化学
的減成方法によってDNA配列を分析したところ、上記
人工の開始コドンおよびプロキモシンをコードしている
配列が大腸菌(E、coli)ユプロモーターーオペレ
ーターの直後に位置し、ヌクレオチドレベルで2つの発
現プラスミドの別々の特性を゛確豆する役割をしている
ことが確認された。ここで構成されたこれらの2つのプ
ロレンニンプラスミドはpPFZ−R2およびpPFZ
−R4と称される。さらに、発現プラスミドpPFZ−
R2およびpPFZ −R4においては、trpリーダ
ーペプチドの大腸菌リボゾーム結合部位の各々5および
11ヌクレオチド後にATG開始コドンが存在している
これらの発現プラスミドのDNA配列を翻訳すると36
6個のアミノ酸で構成されたプロレンニン蛋白質を予測
する。そのようなポリペプチドの測定された分子量は約
41.000である。発現プラスミドを有する大腸菌を
トリプトファンを欠く最小限の培地中で生育させると、
これらの細胞は5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳
動において成熟キモシン(約36,000ダルトン)よ
りわずかに太きいところに位置する蛋白質を産生ずる(
 Lagtnmli、U、に、Natxrg  227
 : 680(1970)〕。そのような蛋白質は同一
条件下に生育させたベクタープラスミドpBR322を
含む大腸菌によっては産生されない。トリプトファン(
100ft?/me)を欠(M 9 CA 培地中テ生
1jlされた同一の発現組換え体によってはプロレンニ
ン蛋白質はほとんど産生されず、このことは推定される
プロキモシン蛋白質の大腸菌による産生は意図されたよ
5にtrpプロモーター−オペレーターの制御下にある
ことを示す。
プロレンニン発現プラスミドp PFZ −R2および
pPFZ−R4を有する大腸菌形質転換体はセ2プロモ
ーターの誘導のためにトリプトファンを欠(M9 C,
4培地中で生育させた。細胞を振と5フラスコ中で55
0 nmにおける光学密度1.0となるまで生育させた
。これらの培養物からの細胞ペレットを2%SDS、1
%ベーターメルカプトエタノール中で分解させて、蛋白
質をアセトンで沈殿させた。沈殿した蛋白質をSDS試
料緩衝液中で再溶解し、アリコツトを10%5Ds−ポ
リアクリルアミドゲル上で電気泳動させたC L(Le
mmli、Nature  227二680(1970
))。フ0ロレンニンレベルはコーマシー青で染色シタ
ケルを579 nmでデンシトメーターによってゲルを
走査することによって測定した。
プロキモシン発現プラスミドを含む大腸菌の菌体中に屈
折性の包摂物体が存在することが位相差顕微鏡によって
観察された。プラスミドベクタpBR322を含む対照
菌体を同一の榮件下に生育せしめても何らそのような屈
折性包摂物体は現われない。同様の観察はインシュリン
やテモシンのような外来遺伝子の産物を産生ずる遺伝子
操作された微生物に関して報告されている( Carr
ierat al、、Trends in Bi、oT
rchnology 1 : 109(1983))。
屈折性物体は発現された外来蛋白質がたまったものであ
ると考えられる。
屈折性包摂物の存在は高レベルでプロレンニンが産生さ
れたことと直接相関関係があるものと見られる。
上記の細菌によって合成されたプロキモシンはプロレン
ニン抗体と特異的に反応する。
同一の振と5フラスコでの生育条件下に、プラスミドp
PFZ−R2およびpPFZ−R4を有する大腸菌(E
、coli)HB 101の組換体の生育を評価したと
ころ、プラスミドpPFZ−R2はプロレンニンな10
〜15%のレベル範囲で再現性を以って産生じ、pPF
Z−R4はプロレンニンを5〜7チのレベル範囲で産生
じた: 総細胞蛋白質  培養物 HIJlol  pPFZ−R2 pPFZ−R4 1113101pPFZ−R2 7#J101  pPFZ−R2 pPFZ−R2 13,1 7、■ 11.6 10.2 15.4 11.7 7.0 *  5DS−ポリアクリルアミドゲルのデンシトメー
ターによる走査にもとづいている。
ヌクレオチドの組成に関してこれら2つのプロレンニン
発現構造物(pPFZ−R2およびpPFZ−R4)の
間の相違点はプロレンニン遺伝子のりボゾーム紹合部位
と開始コドンの周囲の配列のみである。異なるプラスミ
ドを含有する培養物の間にはプロレンニン発現のレベル
に有意の差もある。
プロレンニン発現において観察される相違は、リボゾー
ム結合部位の周囲の一次DNA配列の差異に帰因すると
いえる。5hinεおよびDalgarnoによって最
初に注目されたようにC1974,PNAS71 :1
342−1342)、165リボゾームRNAの3′−
末端配列に対して相補性の開始コドンより約IOヌクレ
オチド上流を中心とするプリンに富んだ配列がある。は
とんどの証拠は大腸菌のりボゾームによる蛋白質合成開
始部位の選択における、RNA塩基対形成に対するm 
RA’ Aの役割を証明している。多(の細菌およびフ
ァージのmRNAからのりボゾーム結合部位の配列がし
もべもれ、合致するシンーダルガルノ配列はTAAGG
AGGTであることがわかった。これらの3つのパラメ
ーターはシンーダルガルノ相互作用=1)相補性の長さ
;2)シンーダルガルノ配列と開始コドンとの間の距離
;および3)シンーダルガルノ配列が二次構造によって
遮へいされる程度に影響を与える。
上記2つの発現プラスミドの各々のSD配列の周囲の部
分をしらべるとp PFZ −R2における相補性の長
さは6つの隣接するヌクレオチドであり、他は3つの隣
接するヌクレオチドを有するのみであることがわかる: 又、リボゾーム結合部位と開始コド/との間の間隔はp
PFZ−R2において5つのヌクレオチドであり、これ
は7つのヌクレオチドが介在する天然のtデ、L遺伝子
開始領域の間隔に非常に近似している。一方、PFZ−
R4はリボゾーム結合部位と開始コドンとの間に11個
のヌクレオチドを有している。、PFZ−R2に見られ
る効果的にリボゾーム結合部位のも51つの重要な特徴
は、シンーダルガルノ配列の直前のプロレンニンコート
化配列と同じ読み取り枠における翻訳停止コド°ン(T
AA)である。pPFZ−R2DNA配列のこれらすべ
ての特徴はその高度に効果的なプロレンニン発現におい
である役割を演じている。
もちろん遺伝学的コードが退化すると、上記配列によっ
てコードされた蛋白質のアミノ酸配列を変えることなし
に特定のヌクレオチド配列の組成をある程度変化させる
。このようにして、2つ以上の異なる塩基配列(同意義
のコドン)を、それによって特定化されるアミノ酸の同
一性を変化させることなく特定のヌクレオチド配列にお
いて置換することができる。さらに、コドンを除去し、
あるいは1つ以上のコドンを退化しているコドン以外の
コドンで置換して構造的に修飾されたポリペプチドであ
るが修飾されていないDNA分子によって生成されるポ
リペプチドと実質的に同じ有用性または活性を有するも
のを産生ずることは可能である。たとえ上記DNA分子
の相異が上記遺伝学的コードの退化に無関係だとしても
、上記ポリペプチドを生産する2つのDNA分子として
見た場合、上記2つのポリペプチド類は機能的に均等で
ある。
#4アミノ酸、すなわちスレオニンのコドンはACCの
代りにACTである。遺伝学的コードの過剰によって、
このコードはこの位置のアミノ酸を変化しない。この工
程では、上記ホルモンのN−末端部分をコードしている
部分が合成的にっ(られているハイブリッド遺伝子の構
成物を使用するので、合成りNAによってプロレンニン
のその部分のための新しいコード化配列の設計を行うこ
とができる。プロレンニンのアミノ酸配列は実際には遺
伝学的コードの退化によって維持されるので、これらの
種類の配列の変化は無意味であって、この遺伝子は天然
で生産されるものと均等のポリペプチド(N末端met
を除()を生成する。
本発明の細菌(E、 coli )形質転換体によって
発現すれたメチオニンプロレンニンの単離、そのレニン
への転化および該レニンの牛乳凝固活性は英国特許出願
2,100,737 AおよびEmtagaら、Pro
c、 Natl、 Acad、 Sci、 80 : 
3671−3675(1983)に記載の方法によって
示された。
犬1]% 菌t cpプロモーター−オペレーター断片
ATO開始コドン、R2またはR4からなるリボゾーム
結合部位、およびウシ成長ホルモン、ブタ成長ホルモン
またはヒト上皮成長因子をコード化しているcDNAi
It伝子配列を有才子配列スミドも構成され、大腸菌に
導入されると、上述の各外来蛋白質を高度に効率よく発
現する。ATG開始コドン迄のベクター、プロモーター
およびリボゾーム結合部位のヌクレオチド配列は本質的
にプロレンニン発現プラスミドについて上述したものと
同一である。これらの種々の構成物により産生される外
来蛋白質の発現レベルは5DS−ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動を行い、続いてデンシトメーターで走査する
ことによって測定された。これらの培養物によって得ら
れた発現の相対的レベルはプロレンニンの発現について
観察されるものと類似していた。すなわち、リボゾーム
結合部位の82翻訳を含む動物の成長ホルモン発現プラ
スミドの発現レベルはR4翻訳の発現レベルの約4〜5
倍である。最終的には、大腸菌細胞における発現レベル
は全細胞蛋白質の約25〜30%であった。
bGEおよびpG11遺伝子の発現を達成させるのに使
用される方法は動物の成長ホルモンの発現についてP、
 Sgaburgら(1983、DNA2137−45
)によって報告されている方法と本質的に同じである。
この方法によりクローンされた合成りNAとクローンさ
れたc D A’ A配列からなる混成遺伝子の構成を
確認した。この構成設計により、成熟ホルモンの最初の
アミノ酸についての翻訳開始コドンを導入することによ
り信号配列のないbGHおよびpGHを大腸菌において
直接発現させることができた。合成りNAの使用によっ
てbGHおよびpGR遺伝子のアミン末端領域のための
新しいコード化配列を設計することもできた。成長ホル
モン遺伝子の合成領域によってコード化されているアミ
ノ酸配列は実際には遺伝学的コードの過剰によって維持
された。
bGHcDNAを有するプラスミドをM i l j 
g rら、J、Biochgm、7521C1980)
によって報告されたようにして得られpBGE−102
と称された。これはM i l L a rらのプラス
ミドBP34Bと均等である。bGH,、RNAのヌク
レオチド配列とその相当するアミノ酸配列(該ヌクレオ
チド配列により予測される)はすでに公開されている(
MiLLar、Wら、上記文献)。トリプトファンプロ
モーター−オペレーターおよびリボゾーム結合部位配列
を有する制限断片をptrpLl−R2および−R4か
ら得た。成長ホルモン遺伝子のアミノおよびカルボキシ
末端を修飾するのに使用される合成二本鎖DNAの配列
はSagbsrgら(1983、DNA2”、37−4
5)による報告から取り出した。ホスホラミダイト化学
(Caruthtrrsら)を使用して上述の如くオリ
ゴヌクレオチドを合成し、断片を一本領オリゴマー(1
1−16塩基)から組立てた。N−末端合成りNAは蛋
白質合成のための人工ATG開始コドンおよびbGHの
最初の23個のアミノ酸のコドンをコード化している。
’I)BR322DNAへの挿入を促進するために、こ
の合成断片は、制限エンドヌクレアーゼEaoR■とE
 isd III Kよって生じた接着末端に連続的に
一致する5′末端上に4塩基−本領接着末端をも有して
いた。所望の配位結合生成物を5%ポリアクリルアミド
ゲルから約5obpの帯状物として単離した。次いで精
製されたDNAを、すでに制限エンドヌクレアーゼEc
oRIおよびEitcdTnで切断されたpBR322
DNAと配位結合して大腸菌能力細胞の中に形質転換し
た。クローンされた合成りNAを化学減成方法(Mα■
扁およびGNbaデt#1980、Methods  
EntymoL  65 :  4 99  )を使用
してDNA配列を分析して修飾されたbGH配列の完全
な配列を確認した。
Saabsrg  らによって記載されたプラスミドに
類似の発現ベクターなりGHとpGEの両者について構
成して、リポゾーム結合部位を変えた場合のプロレンニ
ン以外の哺乳類の遺伝子の発現を比較した。bGH発現
プラスミドを構成するのに使用される実験工程は第5図
と第6図に示した。
まず、c D A’ Aりo −y p B GH−1
02からの領域、すなわちアミノ酸23〜86をコード
化している配列を5%ポリアクリルアミドゲル上で単離
し、ATG開始コドンとbGHの最初の22個のアミノ
酸のための配列をコード化しているpBR322サブク
ローンが単離されたクローン化合成75 bp Eco
RI −Pvu IIA断片配位結合した。この配位結
合混合物を制限エンドヌクレアーゼE c o RIお
よびPstIで開裂し、270bp断片を5%ポリアク
リルアミドゲルから単離し、適当に開裂されたpBR3
22DNAに挿入した。これら02つの部位を使用して
、修飾されたbG11遺伝子配列のEcoRI−Pst
 I DNA断片を、BR322プラスミドに挿入して
挿入の単一の配向のみを可能にした。この結合において
得られた形質転換体から得られたプラスミドDNAをE
 co RIとPstIで開裂して270bpbGH遺
伝子断片のベクターへの挿入を証明した。次に、bG1
1アミノ酸91−191のコード化配列(およびb G
 If c DN Aの3′未翻訳領域)を有するbB
GH−102からの440 hp Pst I DNA
111′r片をこのプラスミドDNAのPat1部位に
挿入して全長bGH遺伝子の再構成を完了した。このP
st■断片はbGIl遺伝子の残部に対して2つの可能
な方向で挿入された。制限地図によると、挿入物を所望
の方向に挿入すると約490 bp Pvs■断片(上
記bGH遺伝子に対して完全に内部)を生成するが、挿
入する方向が悪いと350117)PvlLI[D N
 A断片となる。制限エンドヌクレアーゼPvuUでテ
トラサイクリン耐性形質転換体からのプラスミドDNA
を開裂後側方の方向の多重単離物を同定した。この方法
で同定されたプラスミドの1つはpBGE−212と称
され、この全長bGH遺伝子をさらに制限エンドヌクレ
アーゼで開裂して制限地図を作成しDNA配列をしらべ
ることによって分析して該プラスミドの構成を正確なも
のにした。
bGH発現プラスミドを組立てるための次の段階は、大
腸菌trpプロモーターとりボゾーム結合部位配列を有
するE c o RI D # A断片の挿入である。
全長bGEクローン1.BGB212を制限エンドヌク
レアーゼEco RIで開裂し、細菌のアルカリ性ホス
ファターゼで処理して、2つの異なる約390bpのE
coRI断片(bGHの細菌による発現に要する配列を
有する)と結合させた。2つの異なる配位結合を行って
、遺伝子開始領域のヌクレオチド配列がわずかに異なる
trpプロモーター−rbs断片をpBGE−212に
挿入した。菌株BB101の能力細胞を各配位結合反応
混合物で形質転換した。各形質転換物からいくつかのテ
トラサイクリン耐性コロニーをとり出し、単離されたプ
ラスミドDNAを制限エンドヌクレアーゼによる切断に
よって分析した。trpプロモーター−rbs含有断片
を、該プロモーターからの転写の方向に対して可能な2
つの方向でpBGH−212DNAに挿入できた。プロ
モーター−rba挿入物の方向をbGH遺伝子の転写を
生じる方向にすると60 bpHindm DNA断片
を生成し、望マシ(ない方向にすると4006p断片を
生成する。
各結合混合物からの倍数の組換え微生物を、直接の発現
に必要とされる配置でtrpプロモーター−rbs配列
に隣接する完全なりGE遺伝子を担持するプラスミドで
同定した。
発現プラスミドの構成は、プラスミドpBGH−212
−/<2および、BGM−212−R4からの約920
bpHi九d III −P t−藝■(パーシャル)
DNA断片を単離することによって開始された。
このDNA断片はtrpプロモーター−rbs配列およ
びbGEコード化配列配列とんど全体(最後の4個のア
ミノ酸残基および停止コドン以外のすべて)を含む。ホ
ルモン全体を発現するために、bGIIのC末端をコー
ド化している合成りNAの断片をpBR−322にクロ
ーンした。この20b p DNA1M片を2つの独立
したオリゴマーとして合成し、アニール化して二本鎖断
片を形成し、制限エンドヌクレアーゼE c o RI
およびII i n d IIIで切断されたpBR3
22DNAに挿入した。このサブクローンを制限エンド
ヌクレアーゼJ’vw■およびBam1l(で切断後、
365 b p Pvu■−HamlllI)HA断片
をゲルで単離し、電気溶出により精製した。最終的な発
現プラスミドは、クローンされた合成C末端を有する断
片(365bp)を第6図に示すとおりに、各々、tr
pプロモーター−rbs −b Gll DN A断片
(920bp)とpBR322誘導ベクター断片(39
956p)と結合することによって組み立てられた。全
長bGII発現プラスミドをPvx■による制限エンド
ヌクレアーゼ開裂によって同定された。これらのbGI
1発現プラスミドはさらに制限酵素開裂地図のもつと正
確な決定により特徴付けられた。DNAの配列をしらべ
ることによりこれらの発現プラスミドをさらにしらべる
ことにより、上記修飾されたbGE遺伝子配列を証明し
1.BGH−301とpBGH−375と称される2つ
の異なるベクターが別個のものであることを確証した。
これらの発現プラスミドのDNA配列を翻訳することに
より191個のアミノ酸残渣のホルモンポリペプチドを
予測できる。そのような蛋白質の測定された分子量は約
22,000である。bGH発現プラスミドpB011
−301とpBGE−375を有する細胞をtrpプロ
モーターで司令される発現を誘導するのに公知の条件下
に生育させると、細胞は、総蛋白抽出物を5DS−ポリ
アクリルアミドゲル(Lagrnmli、 U、 19
70 、 Nature277.680)上でしらべた
ところ精製されたbGHi白(マイルス(A(jjgg
)より得た)のサイズに似た蛋白質を生産した。この帯
状物は同一条件下に生育させたベクタープラスミドpB
R322を有する細胞からの蛋白質抽出物中で可視では
なかった。bGIiレベルを5797Lmにおけるデン
シトメーターゲル走査によりしらべた。
rbsのR2を変えた発現プラスミド(pBGII−3
01)を含む培養物は総細胞蛋白質の約20〜25%の
レベルでbGllを生成した。一方、rbrのR4が変
化したpBGA−375発現プラスミドを有する細胞は
総細胞蛋白質の約5〜7%のレベルでbGllを生成し
た。
pGH発現の場合、bGE発現に使用されるものと類似
の方法が使用された。pGH遺伝子のアミン末端を修飾
するのに使用される二本鎖DNAの配列は本質的にSe
ebwτgらの上記文献に記載のとおりである。pGH
発現プラスミドを構成するのに使用される実験の工程は
第7図のとおりである。まず、c D A’ Aクロー
ン<pGH24)からの領域をpGE遺伝子の合成領域
で置換した。pGEのアミノ酸残基22と23をコード
している領域はPvS■部位を欠いているので、pGf
i/・イブリッド遺伝子の合成5′部分を上記クローン
されたc D A’ Aから誘導されたコード化配列に
Ass■部位(、GH−24のアミノ酸コドン16およ
び17で生じる)において結合した。AsuI部位もp
GIIのアミン末端をコードしている合成りNAの同じ
位置に挿入した。クローンされたcD # Aにさらに
Asu I部位が存在することにより、このpGII遺
伝子は3つの異なるDNA断片から再構成された。
pGli−24から単離された6 35 bp Pst
l−PvwU断片はRsα■によって切断され、得られ
た2 00 bpPstI−Rsa I断片をさらにA
sn■で開裂した。修飾された遺伝子はクローンされた
合成EcoRI−Asu■53 bp断片、75bpA
ssI −RsaI断片および480 hp RscL
■−P v u II断片をいっしょに結合することに
より構成した。この結合の生成物をEgoRIおよびR
vu■で切断し、570bpの大きさのDNA断片を5
%ポリアクリルアミドゲルから単離した。この断片をb
GH発現プラスミドpBGH−375がらのEcaRI
−Pv舊■ (パーシャル)ベクター断片と結合して大
腸菌菌株MM294CATCC33625)の能力細胞
内に形質転換し、アンピシリンを含有するプレート上で
選択された。このプレー発現プラスミド(910bpE
coRI−BamHI断片の存在によって同定された)
は全長pGH遺伝子を有する。というのは、pGHおよ
びbGE蛋白質は同じC末端アミノ酸配列を有するから
である。
pGB発現プラスミドの構成における次の工程は、大腸
菌trpオペロンプロモーター配列と修飾されたりボゾ
ーム結合部位を有する約390bpECORI DNA
断片の挿入である。全長、GEプラスミドを制限エンド
ヌクレアーゼEcoRIで開裂し、pGEの細菌による
発現に必要な配列を有するE c o RI断片の別個
のもの(separateugr8i0n)と結合した
。発現断片をリボゾーム結合部位の周囲の領域かわずか
に異なるヌクレオチド配列とともに使用することにより
2つの異なる結合反応物をつくった。菌株C600の能
力細胞を各結合反応物で形質転換した。プラスミドDN
Aを各形質転換体からのい(つかの薬剤耐性コロニーか
ら単離し、制限エンドヌクレアーゼによって切断して分
析した。trpプロモーターを含む断片をtrpプロモ
ーターからの転写方向に対して可能な2つの方向でプレ
発現プラスミド中に挿入できた。上記pGII遺伝子の
転写を生じるプロモーター挿入断片を所望の方向に挿入
すると920bp11ind UIDN A断片を産生
じ、一方望ましくない方向にすると600bpDNA断
片を生成する。
各結合反応物からの多重単離物を直接発現に必要とされ
る配置にあるtrpプロモーターとrbs配列に隣接す
る完全なpGE遺伝子を有するプラスミドで同定、した
。さらに、これらの発現構成物の特性は他の制限エンド
ヌクレアーゼによる制限地図をつくることによりしらべ
られた。これらのpGE発現プラスミドの特徴をDNA
配列をしらべることによってしらべてヌクレオチドのレ
ベルでそれらが別個のものであることを確証した。これ
ら2つのpGH発現プラスミドはpGH−101とpG
Il−107と称された。
これらのpGH発現プラスミドのDNA配列を翻訳すれ
ば191個のアミノ酸のホルモンポリペプチドを予測し
得る。そのような蛋白質の測定された分子量は約22,
000となる。プラスミドpGH−101まタハp G
E −107からなる組換え微生物をtrpプロモータ
ーが司令する発現を誘導させるに公知の条件下で生育さ
せると、これらの細胞は約22,000ダルトンのサイ
ズの蛋白質を生成した。この帯状物は同一の条件下に生
育されたベクタープラスミドpBR322を有する細胞
からり(もれた蛋白質抽出物からは得られなかった。、
GE産生のレベルは5DS−ポリアクリルアミドゲルの
個々のレーンをデンシトメーターで走査することによっ
て決定された。いくつかの大腸菌蛋白質は22.000
ダルトンの大きさにあてはまり対照細胞抽出物中の総蛋
白質の約2〜5%を占める。これらの生来の蛋白質の割
合を補正すると、上記発現培養物の蛋白質抽出物中に見
られるpGH帯状物はpGH−101とpGE−107
の各々について総細胞蛋白質の約5%および15%であ
る。トリプト7ア/(100μr、/+7りの存在下に
生育させた培養物中のpGHレベルを定量するとpGE
発現のレベルが低下した。この事実は1.GE蛋白質の
大腸菌内での産生が意図されたtrpプロモーター−オ
ペレーターの制御下で本当に行なわれていることを意味
する。pGHの場合の発現レベルの相違は同じリポゾー
ム結合部位配列を使用してプロレンニンとbGHを発現
させるときに見られる相違と類似していた。
R2”trpプロモーター−rbsを使用した外来遺伝
子の効率的発現のもう1つの例は、合成りNA配列から
のヒトウロガストロンすなワチヒト上皮成長因子(hE
GF)の産生である。hEGFの効率的な細菌による生
産を達成するのに工夫された計画においては成熟hEG
Fのコード化配列を含むDNA断片を化学的に合成した
。この方法によって、成熟E、GFポリペプチドの最初
のアミノ酸残基をコードしているコドンの前に蛋白質合
成のためのATG開始コドンを導入することによってこ
の成熟ホルモンの直接発現が可能となった。
この合成遺伝子は15個のオリゴヌクレオチドからなり
、長さは12〜45個の塩基である。3つの別個の結合
を行い、結合中間生成物をポリアクリルアミドゲル上で
単離した。精製された結合中間生成物を次いでhEGF
遺伝子の最終的組立てとして配位結合した。hEGF遺
伝子をプラスミドpER322DNAに挿入するのを促
進するため、合成/LEGF遺伝子がその末端にEco
RIおよび11ind■制限工ンドヌクレアーゼ接着末
端を有するようにした。hEGF合成りNAをEcoR
Iおよび11indTJl開裂したpBR322DNA
と結合させ、このプラスミドの合成的に誘導された領域
をDNA配列により分析(MaxamおよびG11be
−rtの上記文献)して正確なものとした。
大腸菌のhEGFの発現のためのベクターは、プロレン
ニン、bcnyよりpGnの高レベルの発現に使用され
たことのあるtrpプロモーター−rbs断片を使用し
て構成された。EGF発現プラスミドの構成はpBR3
22−EGFサブクローンを制限エンドヌクレアーゼE
6oR■で開裂し、続いて細菌のアルカリ性ホスファタ
ーゼで脱ホスホリル化することにより開始された。これ
らの発現プラスミドはtrpプロモーター−rbs配列
を有するE c o RI断片を使用して構成された。
リボゾーム結合部位の周囲の領域のヌクレオチド配列が
わずかに異なるtrpプロモーター−rps断片を使用
して2つの異なる結合を行なった。大腸菌菌株HB10
1の能力細胞を各結合反応物で形質転換した。各形質転
換物から得られたいくつかの薬物耐性コロニーをとり出
して単離したプラスミドDNAを制限エンドヌクレアー
ゼによって開裂して分析した。trpプロモーター−r
bsを有する断片をプロモーターからの転写の方向に対
して可能な2つの方向でEGFサブクローンの中に挿入
できた。合成EGF遺伝子の発現を生じるプロモーター
挿入断片の方向を望ましい方向にすると510hpのI
lindmD N A断片を生成するが、望ましくない
方向にすると200bpのl1indIIID A’ 
A断片を生成する。各結合反応物からの多重単離物は、
直接発現に必要な配置で細菌のプロモーター−rbtt
配列に隣接してEGF遺伝子を有するプラスミドで同定
された。
発現プラスミドのDNA配列を分析することによりEG
Fコード化配列配列述の如(大腸菌trpプロモーター
−rbsの直後にあることが確認された。pEGF−R
2およびpEGF−R4と称されるEGF発現プラスミ
ドにおいてはATG開始コドンはリポゾーム結合部位配
列の各々5および11個のヌクレオチドの後に存在する
EGF発現プラスミドのDNA配列の翻訳をすると、領
内に3つのジスルフィド結合を形成すると考えられる6
つのシスティン残基を有する54個のアミノ酸ポリペプ
チドを予測できる。そのようなホルモンの測定された分
子量は約6,353となろう。ionと称される大腸菌
の変異菌株(Go t t g smanら、J、 B
actgriol 、  148.265.1981)
はコネチカット州ニューヘプンのエール大学の大腸菌(
E、coLi)遺伝子ストック・センターから菌株yt
cECGSC−6436として入手シ得、EGF発現プ
ラスミドで形質転換され、trpプロモーターによって
司令された発現を誘導するのに公知の条件下で生育され
る。野性型細胞に存するいくつかのプロテアーゼの1つ
を欠くこの変異菌株を使用して細菌によって生成したh
EGFの蛋白質分解を最小限にした。
これらの発現培養物の総蛋白抽出物を15%5DS−ポ
リアクリルアミドゲル上でしらべてEGF産生のレベル
を決定しようとした。低分子量のポリペプチド(市販の
ものから得られた精製マウス−EGFを含む)は比較的
分割しないが、対照の抽出物に比べて発現培養物からの
抽出物にはEGF分子量範囲の蛋白質がもつと多いよう
である。5DS−ポリアクリルアミドゲルの個々のレー
ンをデンシトメーターで走査した。大きさが10.00
0ダルトン未満の細胞蛋白質は対照抽出物においては総
細胞蛋白質の約1%を占めている。
これらの生来の蛋白質の割合を補正すると、発現培養蛋
白抽出物中の推定EGFレベルは総細胞蛋白質の約3〜
5%に相当する。
【図面の簡単な説明】
第1図はプラスミド、PFZ−R2およびR4(pPF
Z−R)の構成を示す、PFZ−R2およびR4の各々
に共通の制限地図を含む概略図である。 図中矢印はtrpプロモーター配列からプロキモシン(
プロレンニン)遺伝子(太い断片として表わした)へと
発現する方向を示している。合成挿入物は空白の箱状の
形で表わした。 第2図は、プラスミドptrpLI−R2およびR4の
構成のための手順を示す概略図である。 第3図はプラスミドptτpLI−Jイ2−B48 及
びptrpLI−R4−R48の構成ツタメツ手11j
Iヲ示す概略図である。 第4図はプラスミドp /’ F Z −/< 2およ
びpPFZ−R4の各々についてのプロキモシン(プロ
レンニン)遺伝子のりボゾームの結合部位と開始コドン
(A T G )との間のヌクレオチド配列と間隔を示
す概略図である。 第5−1および5−2図は、全長のbG11遺伝子及び
発現配列を含むプラスミドの構成のための手順を示す概
略図である。プラスミドpBGII−102はpBR3
22のアンピシリン耐性遺伝子にクローンされたbGI
icDNA配列(黒(塗った箱形)を含む。bGIiの
新しいアミン末端をコードしている合成りNAをpBR
322<点線の箱形)のE c o RI部位とJIi
ndT11部位に挿入した。矢印は配列解読の5′→3
′方向、すなわち転写の方向を示す。 第6−1および6−2図はbG11産生のための細菌の
発現プラスミドの構成を示す概略図である。 プラスミドpBGE−212−Rはtrpプロモーター
配列(第5図参照)によって成熟bGHを完全に直接発
現させる遺伝子を担持している。これらのプラスミドは
l1ind■によって開裂され、PvwUによって部分
的に切断され、2つの約920b p Hind■−P
vuTl断片を単離した。bGIlのC−末端をコード
する合成りNA断片がp B R322(空白の箱形)
のEcoRI部位およびl1ind■部位に挿入された
。矢印はtrpプロモーター配列からの転写の方向及び
配列解読における5′→3′の方向を示している。 第7−1および7−2図はpGIi遺伝子と発現配列の
全長を有するプラスミドを構成する手順を示す概略図で
ある。プラスミドpGll−24はpBR322のアン
ピシリン耐性遺伝子の中にクローンされたp (di 
c DN A配列(黒く塗った箱形)を有する。pGI
lの新しいアミン末端をコードしてし・る合成りNAは
pBR322(点線の箱形)のEcoR1部位とBin
d’fH部位に挿入された。矢印は配列解読の5′→3
′の方向、すなわち転写の方向を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同化性の炭素、窒素および無機塩源からなる水性
    培地で、ヌクレオチド配列TAAAAAGGAGAAT
    TCATGまたはTAAAAAGGGTATCGAGA
    ATTCATGを含む細菌の発現プラスミドを有する大
    腸菌(E.Coli)からなる微生物を実質的量の細菌
    産生蛋白質が発現されるまで培養することからなる蛋白
    質の製造方法。
  2. (2)大腸菌が大腸菌(E.coli)K12菌株AT
    CC39544またはATCC39543であり、蛋白
    質がプロレンニンである特許請求の範囲第1項の方法。
  3. (3)さらに該プロレンニンを単離することからなる特
    許請求の範囲第2項の方法。
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