JPH03160991A - T3―エキソヌクレアーゼの製造方法 - Google Patents

T3―エキソヌクレアーゼの製造方法

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JPH03160991A
JPH03160991A JP1299558A JP29955889A JPH03160991A JP H03160991 A JPH03160991 A JP H03160991A JP 1299558 A JP1299558 A JP 1299558A JP 29955889 A JP29955889 A JP 29955889A JP H03160991 A JPH03160991 A JP H03160991A
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武 酒井
Kanako Usui
圭名子 碓井
Ikunoshin Katou
郁之進 加藤
Takuji Tanaka
田中 琢治
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、遺伝子操作等に有用なT3−エキソヌクレア
ーゼ、その塩基配列、及びその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来T3−エキソヌクレアーゼは、例えば大腸菌にT3
ファージを感染させ、その菌体の抽出物から精製するこ
とにより得られるものであった〔ジャーナル オブ ビ
ロロジ−( J,Virology) 、第100巻、
第382頁(1980))。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、大腸菌にT3ファージを感染させて得ら
れるエキソヌクレアーゼの含量は少なく、また、操作も
煩雑であり、本酵素を大量に得ることは困難であった。
一方、この遺伝子の単離及び該遺伝子を種々のベクター
に結合して、クローニングする方法については、いまだ
明らかにされていない。
本発明の目的はT3−エキソヌクレ了一ゼの工業的規模
の製造に適した、T3−エキソヌクレアーゼ遺伝子を含
むプラスミドを導入した新規微生物、特に大腸菌の創製
及びそれを用いたT3−エキソヌクレアーゼの効果的製
造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明を概説すれば、本発明の第1の発明はT3−エキ
ソヌクレアーゼに関する発明であって、下記式Iで表さ
れるアミノ酸配列を有することを特徴とする。
Ser Arg Asp Leu ValVal Tr
p Asn Asp MetSer Leu Glu 
Arg GluAsn Gin Leu Met Gl
uAla Glu Leu Glu GluLeu A
sp Leu Lye GlnGlu Gly Cys
 ASII A8+11Met Asp Gly As
p TrpMet Ser Ala Ala GluT
hr Gln ^sn Ala Lys Phe LyS しeu Phe rle G1y ^8p ^sp Leu Tyr Vat Val Asp Pro Tyr Ser Glu Asn Glu 11e Phe Ala Arg I1e Leu Tyr Gly Leu しeu Gln Ser Asp Asp Lys Val Thr Arg Val Ala Trp 11is Ala Lys Ala ArgSer  
Ile  Lys  Ser TyrAla Trp 
 Val  Gly ^1aPhe Thr  Asp
  Ser  ValGin Glu Pro Asn I1e Thr 11e Trp Leu Arg Val 八rg Glu Leu Leu Lys Asp Leu ^1a Glu Lys Glu Glu Glu Ala  Thr Phe  Leu Phe  Tyr Gly  Asp Lys Glu Cys Asp Lys Ala lie Val Pro Leu Arg Met Val Phe Glu G1y G1y Glu Pro Val Tyr Arg Met Tie Phe Glu Leu Asp Ser Ala しys Cys Lys Gln Tyr Ala Val G1y Trp Thr Ala lie Arg Glu Asn  Pro Val  Ile Thr  lie Thr  Thr Glu  Thr Thr  Ile Ser  Gly Glu  Gly Glu  Pro Lys  Asn Val  Lys Leu  Trp Lys  Ala しys  Gin Phe  Glu lie  Tyr Ser  Ala  Phe  Gly  Ala  
Arg  LysI1e  Ser  Cys  As
p  Lys  Asp  PhePro  Asn 
 Cys  Asp  Phe  Leu  TrpG
ly  Asn  IIe Leu  Thr  Gl
n  ThrAla Asp Trp Trp His
 Leu LeuLys  Gly  Asp  Me
t  Thr  Asp  Gly11e  Pro 
 Arg  Trp  Gly  八sp  ThrP
he  Leu  Asn  Asp  Pro  P
he  lieVal  Glu  Ser  Val
  Leu  Lys  SerLys  Gly  
Gln Thr  Val  Thr  Lys八rg
  Ala  Pro  Asp  Ala  Thr
  GluAsp  Cys  Ile  Lys  
Ser  lie  GlyGay  Met  Th
r  Glu  Gln  Glu  IleGly 
 Gin  Met Ala  Arg  lie  
LeuGlu Tyr  Asn  Tyr  Ice
 Asp  LysLeu  Trp Thr  Pr
o  Arg Ser・・・  〔I〕 の発明は、上記第1の発明 レアーゼをコードする塩基 また本発明の第2 のT3−エキソヌク 配列に関する。
更に、本発明の第3の発明は、第1の発明のT3−エキ
ソヌクレアーゼをコードするDNAを含有させた組換え
体プラスミドを導入させた形質転換体を培養し、該培養
物より本発明の第1の発明のT3−エキソヌクレアーゼ
を採取することを特徴とする製造方法に関する。
本発明者らは、T3バクテリオファージDNAより、T
3−エキソヌクレアーゼ遺伝子全領域( 1053bp
)を含む2.1kbpDNAをクローニングすることに
戒功し、更に、このDNA断片を含むプラスミドを導入
した微生物、特に大腸菌を培養することにより、菌体中
に著量のT3エキソヌクレアーゼが蓄積することを見出
し、本発明を完或した。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明に係る新規微生物、例えば大腸菌は次に例示する
工程により得ることができる。
(1)DNA供与体であるT3バクテリオファージから
ファージDNAを抽出し、制限酵素で切断し、DNA断
片を回収する。
(2) プラスミドベクターを制限酵素で開裂し、この
開裂部位に、(1)で得たDNA断片を結合させる。
(3)  ファージDNA断片を結合させたプラスミド
を宿主に導入し、目的のDNA断片を含む形質転換体を
選択する。
(4)  (3)で得た形質転換体からプラスミドを取
出し、目的のDNA断片を切出し、これを(2)と同様
の要領で発現ベクタープラスミドに結合させる。
(5)(4)で得たT3−エキソヌクレ了一ゼを含むD
NA断片を結合させた発現ベクタープラスミドを(3)
と同じ要領で宿主に導入し、形質転換体を得る。
上記DNA供与体であるT3バクテリオファージDNA
は大腸菌B株にT3バクテリオファージを感染させた溶
菌液よりファージ粒子を回収しそれより抽出する。
ファージDNAの制限酵素による切断は次のように行う
。ファージDNAに適当な制限酵素を加え、適当な反応
条件で反応を行うことにより種々のDNA断片に切断さ
れる。この切断に使用しうる酵素は、ファージDNAを
切断し得るものであり、かつT3−エキソヌクレアーゼ
を産生ずる遺伝情報を担うDNA部分を切断しないもの
であることが望ましい。
また、ベクターとなるプラスミドを1カ所切断できるも
のであることが望ましい。
一方、プラスミドベクターの開裂も同様の方法で行うこ
とができる。プラスミドベクターとしては公知のものが
使用できるが、例えばpBR322、p[1c18、p
llc19などが挙ケラレル。
次に、DNA!Jガーゼを用いてベクターDNAの開裂
部位に上述のDNA断片を組込ませるが、その手段自体
は公知の方法によるものであり、ベクターDNAの種類
及び制限酵素の種類に応じて適当な反応条件が選択され
る。
次いで、ファージDNA断片を組込んだプラスミドを宿
主大腸菌に導入させるが、宿主大腸菌としては、形質転
換能を有するものであれば、9 野生株、変異株のいずれも使用できる。用いるベクター
プラスミドにより、用いる宿主大腸菌を適宜変えること
も可能である。
この様にして目的のDNA断片を宿主に導入させ、プラ
スミドベクターの特性、例えばp0Cl8、Sau3A
 I部位にクローン化する場合には、アンピシリン耐性
コロニーを選択することにより、クローン化することが
できる。
クローン化されたDNAの解析は、以下の方法を用いて
行う。すなわち、多数得られる形質転換株よりプラスミ
ドを調製し、適当な制限酵素で切断後、アガロース電気
泳動すればクローン化されたDNA断片の長さを知るこ
とができる。この様にして解析したところ2. 1 k
bpのクローン化DNAを有するプラスミドを得た。
更に、この全2. 1 kbl)を解析し、この内部に
T3−エキソヌクレアーゼ遺伝子が存在すること、及び
その塩基配列を決定した。
プラスミドに組込まれたT3−エキソヌクレアーゼ遺伝
子を導入した大腸菌が上記エキソヌ10 クレアーゼ蛋白を生産しているか否かを調べる手段とし
ては、菌体を破砕して得た抽出物を直接SDS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動し、分子量約40,000の
蛋白バンドの量を調べる方法がある。また、T3−エキ
ソヌクレアーゼ活性を測定すれば良い。
大腸菌からのT3−エキソヌクレアーゼの精製には、通
常のクロマトグラフィーの手法が用いられる。すなわち
、培養菌体をリゾチーム処理、次いで超音波処理して上
清を得る。次いで、ストレプトマイシン硫酸処理を行い
、上清を分画する。次いで、イオン交換、ゲルろ過等の
クロマトグラフィーによってT3−エキソヌクレアーゼ
を得ることができる。
以上述べてきたごとく、本発明によりT3エキソヌクレ
アーゼの一次構造が明らかとなり、その遺伝子を組込ん
だプラスミド、及びそれを導入した大腸菌を調製するこ
とができ、該大腸菌を用いるT3−エキソヌクレアーゼ
の遺伝子工学的製造方法を提供することが可能となった
11 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれら実施
例に限定されるものではない。
実施例1 (1)T3バタテリオファージDNAの調製ジャーナル
 オブ ビロロジイー第100巻、第382頁(198
0年)記載の方法に従ってT3バクテリオファージDN
Aを調製した。
(2)T7−エキソヌクレアーゼと類似性を有する領域
の解析 ジャーナル オブ モレキュラー バイオロジ−( J
.Mol.Biol )第166巻、第477頁(19
83年)にT7−エキソヌクレアーゼの遺伝子配列が記
載されている。
一方、T3バクテリオファージDNAをMbo■で切断
すると、ジーン( Gene )第12巻、第161頁
(1 9 8 0年)に記載の様なフラグメントに切断
される。これらのフラグメントの塩基配列をM13ファ
ージを用いたジデオキシ法〔サイエンス( Scien
ce )第214巻、第120512 〜1210頁(1 9 8 1) ]により決定したと
ころ、BフラグメントとIフラグメントにわたってT3
−エキソヌクレアーゼ遺伝子と高い類似性を持つ配列が
認められた。
T7−エキソヌクレアーゼ遺伝子とBフラグメント、■
フラグメントの関係を第1図に示す。
すなわち第1図はT7−エキソヌクレアーゼ遺伝子とT
3−エキソヌクレアーゼ遺伝子の関係を示す模式図であ
り、第1図で示す1053bpがT3−エキソヌクレア
ーゼ遺伝子に相当する。T3−エキソヌクレアーゼの遺
伝子配列及びアミノ酸配列を第2図に示す。すなわち第
2図はT3−エキソヌクレアーゼの塩基配列及びアミノ
酸配列を示し、5′末端側のATGは開始コドンを示し
、Netをコードするが、発現時には除去される。また
3′末端側のTGAは終止コドンを示す。
(3)T3−エキソヌクレアーゼ遺伝子を含む2,1k
bpDNA断片のクローニング上記(2)のT3バクテ
リオファージDNAの■3 Mbo I  D N A断片のB7ラグメントをBa
mH Iで開環後、アルカリホスファターゼ処理したp
BR322内に組込み(DNAライゲーションキット、
宝酒造社製を用いた)、このプラスミドPT3−0を大
腸菌HBIOIに導入後、培養し常法に従ってプラスミ
ドpT3−0を精製した。このプラスミドをNae I
とSau3A Iで完全消化しNaeI,Sau3A 
Iサイトを両端に持つB2フラグメントを得た。
一方、pUc1Bプラスミドを旧ncI[と[lamH
 Iで消化したものと、B2フラグメントと■フラグメ
ントを混合し、DNAライゲーションキット(宝酒造社
製)を用いて各フラグメントを結合させこの反応液を大
腸菌HB101株に導入後、常法に従ってアンピシリン
を含むシャーレ上に植菌後生育したコロニー48株をア
ンピシリンを含むL培地で培養し、常法に従って各株の
プラスミドを精製した。精製したプラスミドをHind
I[とBCOR Iで消化したところ、約2. 6 k
b( pUc18)と約2.1kb(I+827ラグメ
ント)14 のフラグメントを生じるものが1株あった。このプラス
ミドのシークエンスを行ったところB2フラグメントと
1フラグメントはT3−エキソヌクレアーゼ遺伝子を完
戒させる方向に結合していた。このプラスミドをpT3
−2と命名した。
(4)T3−エキソヌクレアーゼ遺伝子を含むDNA断
片とp[Ic19との結合及び大腸菌への導入(3)で
得たプラスミドpT3−2 D N AをBCOR I
、flindllIで切断し、アガロースゲル電気泳動
により、前記1053bpのDNAを含むプラスミドp
T31  DNAを得た。またpUc19 D N A
もBCOR I、flindIIIで切断後アルカリン
ホスファターゼ処理を行いベクターDNAを得た。
両DNA断片を(3)に示す方法で結合後大腸菌JM1
09株に形質導入した。(3)と同様の方法でプラスミ
ドを解析した結果、2. 1 kbpのDNA断片を含
むことが明らかとなりこのブラスミドをp’r3−3と
命名した。
この大腸菌はエシエリヒアコリJM109/ pT3−
3と命名し、Bscherichia coli JM
109/ pT3−3とl5 表示し、微工研菌寄第11086号( FORM P−
11086 )として、工業技術院微生物工業技術研究
所に寄託されている。
(5)  プラスミドpT3−3を導入した大腸菌(エ
シエリヒア・コリ JM109/ pT3−3 )によ
るT3エキソヌクレアーゼの生産 上記大腸菌( FBRM P−11086 )をアンビ
シリン50μg/ml.を含む50rnl.のL培地に
接種し、37℃、l6時間前培養した。これを500r
dのL培地を含む2l容フラスコに移し、37℃1時間
(12Orpm)培養した後、IPTG(イソプロビル
−1一チオーβ一D−ガラクトピラノシド)100mg
/j!を加えたのち、更に5時間培養した。集菌後緩衝
液[25mM}リスーHCI(pH 8.0)、50m
Mグルコース、10mMEDTA,1mM  DTTI
 36−に懸濁した。これに、144mgのりゾチーム
を加え室温で約5分間かくはん後超音波処理、遠心分離
により無細胞抽出液を得た。
抽出液に5、25一の5%ストレプトマイシン■6 硫酸を添加し4℃で15時間放置後遠心分離により上清
を得た。この上清を50mM}!Jスー11CI緩衝液
(pH 7.5)、1 mM  E D T A , 
1 mM  D TTで十分透析し、DEAE−セファ
ロースCL6B(ファルマシア社製)による精製を行っ
た。ここで得られた活性画分を集めたところ37400
 UのT3−エキソヌクレアーゼが生産されていた。
T3−エキソヌクレアーゼの活性測定方法(1)基質D
NA溶液の調製 3μgの牛胸腺DNAをlaeIIIで完全消化し、常
法に従いフェノール、クロロホルム処理後、エタノール
沈殿、乾燥後200μlの50mM}リスー}IC+緩
衝液pH7.5、1 mM  E D T Aに溶解す
る。
(2)5倍濃縮緩衝液の組或 250mM}  リス−11cI  (ptl  8.
1)、 25mMMgC1a、5mM  DTT, 1
 0 0mM  KCI(3)反応系 17 基質DNA 5倍濃縮緩衝液 水 7 μl 50 μl 186  μl 37℃ 5分 反応    250μA(4)活性の定
義 上記反応系において30分間で10nmolのヌクレオ
チドを生戒する酵素量をIUとする。
(5)活性のもとめ方 一U/μL Δ○D:5分間で増加する260nmの吸光度6. O
X 10−’ :基質DNAからヌクレオチドが遊離し
、ヌクレオチド濃度が1o nmol/Lとなった時の260nm における吸光度の増加量 2.5X 10−’ :反応系の容量(L)30/5:
反応時間5分に対する30分の比7:  酵素量(μL
) 18 〔発明の効果〕 以上詳細に説明した通り、本発明によりT3バクテリオ
ファージエキソヌクレアーゼ遺伝子が単離された。該遺
伝子を含有するプラスミドで形質転換した微生物により
遺伝子工学において有用なT3−エキソヌクレアーゼを
効率よく製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図はT7−エキソヌクレアーゼ遺伝子とT3−エキ
ソヌクレアーゼの関係を示す図、第2図はT3−エキソ
ヌクレアーゼをコードする塩基配列及びアミノ酸配列を
示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記式 I : 【遺伝子配列があります】 ・・・〔 I 〕 で表されるアミノ酸配列を有することを特徴とするT3
    −エキソヌクレアーゼ。 2、請求項1記載のT3−エキソヌクレアーゼをコード
    する塩基配列。 3、請求項1記載のT3−エキソヌクレアーゼをコード
    するDNAを含有させた組換え体プラスミドを導入した
    形質転換体を培養し、該培養物より、請求項1記載のT
    3−エキソヌクレアーゼを採取することを特徴とするT
    3−エキソヌクレアーゼの製造方法。
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