JPH03219892A - タンパク質の製造法 - Google Patents

タンパク質の製造法

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JPH03219892A
JPH03219892A JP1394190A JP1394190A JPH03219892A JP H03219892 A JPH03219892 A JP H03219892A JP 1394190 A JP1394190 A JP 1394190A JP 1394190 A JP1394190 A JP 1394190A JP H03219892 A JPH03219892 A JP H03219892A
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JP
Japan
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protein
amino acid
lysine
fusion protein
production method
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JP1394190A
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English (en)
Inventor
Yoshiharu Yokoo
義春 横尾
Seiji Sugimoto
整治 杉本
Moriyuki Sato
盛幸 佐藤
Tatsuya Nishi
達也 西
Seiga Itou
伊藤 菁莪
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KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo 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】 産業上の利用分野 本発明はプラスミノーゲンのクリングル1 (以下に1
と略称する)を含む融合タンパク質を用いたKlおよび
タンパク質の製造法に関する。
従来の技術 (1)Klの存在と生化学的、物理化学的性質クリング
ルはプラスミノーゲンなどの部分構造でアミノ酸70−
90残基からなり、その分子量は約1万である。プラス
ミノーゲンではアミノ酸配列上用同性の高い5個のクリ
ングル構造が連結して存在する〔エル・ソ7トラップセ
ンセン(L、 5ottrup−Jensen)ら、プ
ログレス・イン・ケミカル・フィブリツリシス・アンド
・トロンポリシス (Prog、Chem、 Fibr
inolysisThrombolys+s)3. 1
91−209(1978) ′、。この5個のクリング
ルの主たる役割は血栓の本体であるフィブリンへの結合
にあると言われる〔ニス・トルセン(S、 Thors
en)ら、ハイオヒミカ・ハイ牙フイジカ°アクタ(B
iochim+ca et BiophysicaAc
ta) 668.377−387(1981>二ととも
に、アルファ2アンチアラスミンとの相互作用を媒介す
るきも考えろれているニヒ゛−・ウイマ7 (B、 L
’l iman)ら、バイオヒミカ・バイオフィジカ・
アクタ(Biochimica et Biophys
ica Acta) 579 、 142154<19
79) 〕。フィブリンへの結合はリジンあるいはリジ
ンアナログにより競争的に阻害されることから、クリン
グル中にあるリジン結合部位がフィブリンへの結合を媒
介していると考えられる〔ニス・トルセン(S、 Th
orsen)  ら、バイオヒミカ・ハイオフィジカ・
アクタ(Biochi制Caet Biophysic
a Acta> 668 、377−387(1981
) L 。
プラスミノーゲンの5個のクリングルの中でも、N末端
側のKlは最も強いリジン結合能を有する〔ピー・ジー
・リーチ(P、 G、 Lerch)  ら、ヨーロピ
アン・シアーナル・オブ・バイオケミストリー(Eur
opian Journal of Biochemi
stry)1[177−13(1980) 、”。この
リジン結合能は結合するリジンのイプシロン−アミノ基
のみならずアルファーカルボキシル基も関与しておりク
エイ・モッタ(八、λlotシa)  ろ、バイオケミ
ストリー(Biochemistry)26.3827
−3836(1987)E 、その結合定数はリジンア
ナログのイプシロン−アミツカプロン酸では9マイクロ
モルにもなり〔シ・マーカス(G、 Markus)ら
、ザ・ジャーfルーオブ・バイオロンカル・ケミストリ
ー(TheJournal  of  Biologi
cal  Chemistry)2Fi3727−73
2(1976) 〕、一般に1ミリモル前後である酵素
反応のミカエリスメンテン定数と比較するとかなり強い
結合である。
(2)Klの利用 血栓溶解剤にKlを導入することにより血栓溶解剤の血
栓親和性を向上させようよし)う試みよなされている〔
シェイムス・シェイ・デブリン(James−J、 D
evlin)ら、バイオテクノロン<B[0/TECI
(NOLOGY> 7 、286(1989) : 、
 K 1単独でリジン、またはリジンアナログをC末端
に有するペプチドを吸着するタンパク質として利用する
報告はない。
(31Klの製造方法 現在知られている天然型の立体構造を有するに1の製造
方法としては、人血漿より精製したプラスミノーゲンを
タンパク質分解酵素:こより切断後さらに精製する方法
〔エル・ソノトラソプ−ヤンセン(L、 5ottru
p−Jensen)ら、プログレス・イン・ケミカル・
フィブリツリシス・アンド・トロンポリシス(Prog
、  Chem、  FibrinolysisThr
ombolysis)  3. 191−209(19
78) 、エイ・モンタ(A、 !、1otta)ら、
す・ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー
(The Journal ofBiological
 [:hemistry) 261 、 13684−
13692(1986) )が知られている。人血漿を
用いる方法は原料供給が限られていることから高価につ
き、工業的に不利である。
遺伝子組換え技術を用いてこのような分子量1万以下の
タンパク質を融合タンパク質として効率よく発現、生産
させることは公知であり、特公平1−23118などに
記載されている。遺伝子組換え技術によるタンパク質生
産法において、工業的規模での分離精製工程の簡便化を
目的に、種々の工夫がなされている。プロテインAのB
ドメイン中2残基に置換を入れた2領域との融合タンパ
ク質として少量後、その特異性を利用して免疫グロブリ
ンGカラムを用いて精製する方法(特開昭62−190
087) 、ヒスチジンを含むアミノ酸配列を導入し、
金属キレート担体を利用して精製する方法(特開昭61
−148197、特開昭63−251095)、βグル
コシダーセ特異的阻害剤のアフィニティーカラムを利用
して精製する方法(特開昭64−20094)などが知
ろれてし)る。K1を含む融合タンパク質も遺伝子組換
え技術により発現されてし)る:ジェイムス・ジエイ・
デブリン(James J、口evlin>ろ、バイオ
テクノロジー(BIO/TECIハロLOGY) 7 
286 <1989)J、 Lかしながら、融合タンパ
ク質としての発現効率、融合タンパク質の安価かつ回収
の良し)切断方法、効率的精製法すべてを満足する方法
は未だ開示されていな−)。
゛・1)C末端アミノ酸残基特異的なペプチドの分別方
法 ペプチド混合物からCt端に特定のアミノ酸残基を有す
るペプチドをC末端のアミノ酸残基特異的に分別する技
術は、ペプチド精製、特:二タンパク質のペプチド分析
におけるC末端ペプチドの分離同定に有効であり、石井
ら〔ニス・インイ(S、 1shi i)ら、バイオロ
ジカル・アンド・バイオケミカル・リサーチ・コミュニ
ケーションズ(Biological and Bio
chemical ResearchCoinmuni
cations) 72. 1443<1976:lお
よびジャーナル・オブ・バイオケミストリー(Jour
nal ofBiochemistry> 81.64
7<1977)−はトリブ/ン活性品位を化学修飾し、
クロマト担体に固定化することによりC末端にリジンあ
るいはアルギニンを有するペプチドを特異的:こ吸着す
る方法を報告している。この化学修飾が不十分な場合、
プロテアーセ活性が残存しペプチドを切断することがあ
るため化学修飾されたプロテアーセのみを分別し固定化
する方法がより好ましいことも知られている(特開昭6
:l−233788>。
化学修飾され、固定化されるプロテアーセとしてリジル
エンドベブチダーセを用′、)リジンをC末端(=有す
るペプチドを特異的に吸着する方法も知られて、)ろ(
特開昭6:l−2′i3−、88) 、 −〇方法は酵
素の基質結合部位を利用しているために1を用いる場合
に比べ結合力は弱く、またタンパク質の酵素分解液を負
荷すると、化学修飾され固定化された吸着用酵素が通塔
液中の酵素により切断され、このフラグメントが溶出液
に回収されてしまい、さらに結合能も劣化するという問
題点を残している。
発明が解決しようとする課題 本発明はに1を含む融合タンパク質を利用し、天然型の
立体構造を有するKlおよびタンパク質を容易に製造す
る方法を提供するとともに、K1含有組成物を利用した
、ペプチドおよびペプチド誘導体の分別方法を提供する
課題を解決するた狛の手段 本発明者らはタンパク質(X)とに1の融合タンパク質
を遺伝子組換えの技術を用いて微生物または動物細胞に
より大量生産させ、化学的または酵素的切断と、タンパ
ク質(X)または天然型の立体構造を有するに1に特異
的なカラムクロフトグラフィーを組合せることにより、
天然型の立体構造を有するKlを容易に製造できること
を見いだした。さらにに1を従来公知の方法によりクロ
マト担体に固定化することによりリジンまたはリジンア
ナログをC;4i:端に有するペプチドを吸着し分別す
る方法を確立し、本発明を完成するに至った。
(1)融合タンパク質の構成 本発明に用いられる融合タンパク質は〔1)K1と融合
するタンパク質(X)のアミノ酸配列、(2)Klのア
ミノ酸配列および(3)必要に応じて向配列の間に挿入
される切断部位のアミノ酸配列(Y)から構成される。
以下各配列を詳細に説明する。
(1,)Klと融合するタンパク質(X)の配列に1と
融合するタンパク質は、K1の天然型の立体構造の構築
を阻害せず、融合タンパク質が微生物または動物細胞に
より発現する限界値(通常10.000と言われるが融
合タンパク質の性質によって変動する)以上の分子量の
ものが用いられる。好ましくはアフィニティークロマト
グラフィーに応用できるよう、選択された担体になんら
かの親和性を有するもので、融合タンパク質の微生物ま
たは動物細胞による発現に必要である以上に分子量が大
きくなく、K1との間に化学的または酵素的切断部位を
挿入でき、アミノ末端側に結合している場合は高発現を
誘導できるものが用いられる。プロティンAのBドメイ
ン、プロティンAのBドメインにアミノ酸置換により金
明結合部位を導入した誘導体は上記の条件を満たす。
プロティンAのBドメイン誘導体としては、金属キレー
ト担体との親和性を付与するためiこ1〜10個のヒス
チジンをアミノ酸置換により導入したものが用いられる
。アミノ酸置換の位置はとくに限定されないが、好まし
くは少なくとも2個のヒスチジンが2〜3個のヒスチジ
ンまたはその他のアミノ酸を挟んで存在する部分配列(
金属キレート担体とりわけ亜鉛キレート担体との特異的
親和性を有するとされる配列〔イー・スルコツスキ (E、Sulkowski)、 )レンド・イン・バイ
オテクノロジー(Trend in Biotechn
ology) 3.1(1985) 〕を有するように
置換する。
(21Kl配列 に1配列としては、下記式で表わされるものが用いられ
る。
YLSECKTGNGKNYRGTMSKTKNG I
TCQKWSSTSPHRPRFSPATHPSEGL
EENYCRNPDNDPQGPWCYTTDPEKR
YDYCDrLEcEEE (ここでアミノ酸表示は1
文字表示であり、A アラニン、Cニジスティン、D:
アスパラギン酸、E グルタミン酸、F:フェニルアラ
ニン、Gニゲリシン、H:フェニルアラニン、G:イソ
ロイシン、K”リシン、L:ロイノン、M:メチオニン
、N:アスパラギン、Pニブロリン、Q:グルタミン、
Rアルギニン、S:セリン、T:トレオニン、W、トリ
プトファン、Y:チロノン)。但しN末端のYLSES
C末端のEEEは必ずしも必要ではなくこれらの一部ま
たは全部を欠く配列でもよい。
(3)必要に応じて両配列の間に挿入される切断部位の
配列 化学的または酵素的切断を特異的に受けるペプチド結合
が知られている〔日本生化学全編、続生化学実験講座2
、タンパク質の化学上 東京化学同人ρ、 260 (
1987)、日本生化学全編、生化学実験講座1、タン
パク質の化学■ 東京化学同人p、 234 (197
6)、酵素ノ飄ンドブソク、丸尾文治、田宮信雄監修、
朝食書店ρ、544〜550(1982) ]。
切断部位の配列は、上記の公知のいずれの配列も利用出
来るが、切断部位のアミノ酸としてはR/、に/、E/
、D/、M/、W//C,N/G、D/P、 APR/
、PR/。
l EGR/、VPR/ (ここで/は切断位置を示す
)が好ましい。必要に応じて、タンパク質(X)の配列
とに1の配列の間に切断部位を挿入する。タンパク質(
X)の配列とに1の配列を直接接続することによって切
断部位を形成することが好ましい。タンパク質(X)の
配列中の切断部位付近に変異を加え切断部位を形成する
こともできる。
上記2種のいずれもの切断部位形成が困難な場合にはに
1の機能を損なわない範囲でに1の配列中のN末端(Y
LSE)またはC末端(EEE)に変異を加え切断部位
を形成する。
(II)化学的または酵素的切断と、特異的親和性を有
するタンパク質(X)および天然型の立体構造を有する
に1に特異的なカラムクロマトクラフィーを組合せるこ
とによる、天伊型の立体構造を有するに1の製造方法 本発閂における天然型の立体構造を有するに1の製造方
法は、(1)特異的親和性を有するタンパク質(X)と
に1の融合タンパク質を遺伝子組換えの技術を用いて微
生物または動物細胞により大量生産させ、(2)菌体破
砕液または培養上清から粗精製画分を得、(3)タンパ
ク質(X)に特異的なカラムクロマトグラフィー後、(
4)ジスルフィド結合形成を含む天然型の立体構造の構
築を行い、(5)化学的または酵素的切断後、(6)K
lに特異的なカラムクロマトグラフィーにより天然型の
立体構造を有するKlを精製することからなる。但、し
工程の組立は上記の順序に限定されるものではなく例え
ば(3)と(4)の入れ替えや、(6)の(4)と(5
)の間への挿入なども可能である。
(III)Klの固定化方法 に1は、タンパク質の担体への固定化方法を用いること
で行なわれる。担体としては例えばCNBr活性化セフ
ァ0−ス4 B、 Tresyl活性化セファロース4
B(ファルマシア社M)、Tresyl−5P W (
東ソー社製)などがある。
K1を固定化する手段としては、Kl単独のみならず上
述のタンパク質<X)とに1の融合タンパク質を固定化
する方法を用いてもよい。
(rV)Kl固定化担体を利用したリジンまたはリジン
アナログをC末端に有するペプチドの分別方法 に1はリジンまたはリジンアナログに特異性が高いので
、リジンまたはリジンアナログをC末端に有するペプチ
ドは、K1に吸着させ、他の物質と分別することができ
る。ここでリジンアナログとはに1に特異的に吸着する
アミノ酸であればとくに限定されないが、たとえば、シ
スティンをエチレンイミンで化学修飾したS−アミノエ
チルシスティンでもよい。また、リジンまたはリジンア
ナログをC末端に有するペプチドの残基数はとくに限定
されない。K1固定化担体の利用分野としては、遺伝子
工学、タンパク質工学、生化学、臨床診断などの分野に
おけるタンパク質のプロテアーゼ分解物の特異的を二分
離、精製があげられる。とくにタンパク質をリジルエン
ドペプチダーゼで切断したときに発生する、C末端にリ
ジンまたはリジンアナログを有するペプチドと、C末端
にリジンまたはリシンアナログを持たないペプチドとを
分別する方法としてを効である。リジンまたはリジンア
ナログをC末端に有するペプチドに対するに1の結合力
は固定化化学修飾酵素より強く、またKlはプロテアー
セ分解液に存在するプロテアーセにも安定であるのでK
l固定化担体を用いるこの分別方法は非常iこ有利であ
る。
(V)各工程の詳細な説明 タンパク質(X)とに1の融合タンパク質の遺伝子組換
えの技術を用いた宿主細胞内ての大量生産 タンパク質(X)とに1の融合タンパク質をコードする
U)NA@片を該DNAの発現機能をもつ適当なプラス
ミドに組み込んで得られる組換え体プラスミドを宿主細
胞に挿入し、得られる形質転換細胞を培養することによ
り該融合タンパク質を製造することができる。
宿主細り包としては、大腸菌や動物細胞が用いられる。
K1と融合させるタンパク質(X)をコードするDNA
としては上記に示した性質を有するタンパク質(X)を
コードしているDNAであればいかなるものも用いるこ
とができるが、具体的にはプロティンAのBドメインを
コードするDNAがあげられる。Bドメインをコードす
るDNAを有するプラスミドとしてはpPrAslやp
PrAl(特開昭61214195)  [斎藤暁子ら
・プロティンエンジニアリング(Proteinεng
ineering) 2 、481487(1989)
 3を用いることができる。また、プロティンAのBド
メインに金属キレート結合部位を導入した誘導体をコー
ドするプラスミド(例えば実施例1jこ示すpPrAZ
l>を用いるこ吉ができる。
KlをコードするDNAは、ヒトプラスミノーゲンをコ
ードするメツセンジャーRNAから組換えDNA技術で
逆転写して得られるcDNAまたは染色体DNAから得
られるヒトプラスミノーゲンをコードするDNAなどか
らに1部分をコードするDNAを制限酵素により切り出
すことによって得られる。K1をコードするDNAを複
数本の合成りNAから再構築することも可能である。上
記融合タンパク質を組込むプラスミドとしては、大腸菌
または動物細胞で該DNAが発現できるものなる、し)
かなるプラスミドも用いることができる。好ましくは、
大腸菌内でタンパク質(X)とに1の融合タンパク質を
発現させるた狛には、適当−;プロモーター、例えばt
rp系、lac系のプロモーターの下流:こ外来DNA
を挿入することができ、しかもシアインーダルガーノ配
列(以下SD配列と略記する)と開始コドン(ATG)
の間を適当な距離、例えば6〜18塩基に調整したプラ
スミドを用も)ることができる。具体的に好適で」プラ
スミドとしては、本発明者らによって造成されたpKY
Plo(特開昭58−110600)プロティンAのB
ドメインを発現するプラスミドpPrAs1 (特開昭
63−21.4195) i;どがあげられる。
以下:こ、ブチイン、へのBドメインをコードするプラ
スミドとしてp’Pr、へSlとpPrA!(特開昭6
3−214195)を、またに1をコードするDNA断
片として化学合成した12種のDNAを結合することに
よって得られるDNA断片を用いてプロティンAのBド
メインあるいはその誘導体とに1の融合タンパク質を発
現する組換え体プラスミドを造成する例を示す。
まず、K1をコードするDNA断片の構築に必要な12
種の合成りNA (塩基配列は第1図に示す)を化学合
成し、これらの5′末端をT4ポリヌクレオチドキ吉−
セによりリン酸化する。一方、pPrAslをNarI
とNcolで切断した後、約3. OK bのDNA断
片を精製する。このようにして得られた12種の5′リ
ン酸化された合成りNAとDNA断片とをT 4 D 
NAリガーセにより結合し、プロティンへのBドメイン
とKlの融合タンパク質を発現するプラスミドpPrK
T1を得る(第1図)。
次いで、第3図に示したようにして、ρP、r A S
 1をXmn1による部分消化およびPst lによる
完全消化に洪した後、約1.15 K bのD N A
断片を精製する。一方、pPrAlをPstlによる完
全消化およびBgiNによる部分消化に供した後、約1
.85KbのDNA断片を精製する。これらとは別に第
3図に示す2種の合成りNAを調製し、これらの5′末
端をT4ボリヌクレオチドキナーセによりリン酸化する
。このようにして得られた2種のDNA断片と2種の5
′リン酸化された合成りNAをT4DNAリガーゼによ
り結合し、プロティンAとBドメインに金属キレート結
合部位を導入した誘導体を発現するプラスミドpPrA
Z1を得る。
次に第4図Jこ示したようにして、pPrKTlをEc
oRIと711Va rで切断した後、約2.5 Kb
のEcoRr−Aval断片と約0.3 KbのAva
lΔvaI断片を精製する。一方、pPrAZlをEc
oRIとAvalで切断した後、約0.5 K bのD
NA断片を精製する。このようにして得られた3種のD
NA断片をT4DNAIJガーゼにより結合し、プロテ
ィンAのBドメインに金属キレート結合部位を導入した
誘導体とKlの融合タンパク質(PZKI)を発現する
プラスミドpP2KT1を得る。
上記組換え技法における反応の条件は、−船釣に下記の
通りである。
DNAの制限酵素による消化反応は通常0.1〜20μ
gのDNAを2〜200m!、l (好ましくは10〜
40mM)のTris−HCl(pH6,0〜9.5好
ましくはpH7,0〜8.0) 、O〜200mMのN
aCj!12〜20mM(好ましくは5〜10 mM)
のM g C12を含む反応液中で、制限酵素01〜1
00単位(好ましくはlμgのDNAに対して1〜3単
位)を用い、20〜70℃(至適温度は用いる制限酵素
により異なる)において、15分間〜24時間行う。反
応の停止は、通常55〜75℃で5〜30分間加熱する
ことによるが、フェノールまたはジエチルピロカーボネ
ートなどの試薬により制限酵素を失活させる方法も用い
ることができる。
制限酵素消化によって生じたDNA断片は、低融点了ガ
0−スゲル電気泳動法[エル・ウィスランダ−(L、l
1iieslander) :アナリティカ)Li−パ
イ、tケミストリイー(Analytical Bio
chemistry) 98゜305 (1979) 
’3あるいはDNA断片を含むアゴ0スゲルをNaI溶
液で溶解した後、ガラスパウダを用いてD N A断片
を精製する方法〔この方法は旭硝子−などからキット化
された製品が販売されており、この製品を用いると便利
である〕などにより精製する。
DNA断片の結合反応は、2〜200m!、!<好まし
くは10〜40IT114)のT r i s −HC
l (p146.1〜9.5、好ましくはpH7,0〜
8.0) 、2〜20m!J(好ましくは5〜lOm〜
1)のM g Cj! 2.0.1〜10 m!、! 
(好ましくは0.5〜2.0 m!υのATP、1〜5
0m!、I(好ましくは5〜10mM)のジチオスレイ
トール(以下DTTともし)う)を含む反応液中で、T
4DNAリガーセ0.3〜10単位を用い、1〜37℃
(好ましくは3〜20℃)で15分間〜72時間(好ま
しくは2〜20時間)行う。
結合反応によって生じた組換え体プラスミドDNAは、
必要によりコーエンらの形質転換法ニエス・エヌ・コー
エン(S、\、 Cohen) ラ: ’7’口シーデ
ィング・オブ・ザ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サ
イエンス(Proc、Natl、八cad、 Sci、
)、USA、 69 2110(1972)2あるいは
ハナハンの形質転換法[Hanaha口 、ジャーナル
書オブーモレキュラー・バイオロジー(J、 Mol、
日io1.) 166 、557(1983) ]を用
いて、大腸菌に導入する。
組換え体プラスミドDNAを持つ大腸菌から該DNAの
単離は、バーンボイムらの方法〔エイチ・シー・ハーン
ボイム(11,C,Birnboim)ら;ヌクレイツ
ク・アンソド・リサーチ(Nucleic Ac1ds
 Res、>7、1513(1979)二などを用いて
行う。
本発胡で使用するデオキシオリゴヌクレオチドは、リン
酸アミダイト法による固相合成法C9,LBeauca
geら:テトラへドロン・L/ターズ(Tetrahe
dron Lett、> 22.1859(1981)
3 、およびり、 JBcBrieら二同24.245
(1983)二に従い、アプライド・バイオシステムズ
社38〇八・DNA合成機〔Applied Bios
ystems Inc、、 Foster C1ty、
 CA944(14 Eを用いて合成することができる
。合成されたデオキシオリゴヌクレオチドを他のDNA
断片と結合させる反応に用いる場合には、約20ピコモ
ル(pmoles>のデオキシオリゴヌクレオチドを2
0uQのT4キナーゼ緩衝液C30mM Tris−H
Cji! (p)17.6)、101T+M  MgC
β2.5n+M  DTT、0.1 mME D T 
A、0.5mM ATP’、中で、5単位のT4DNA
キナーゼを加えることにより、5′−リン酸化する。ハ
イブリダイセーション用のプローブとして用し)る場合
には、上記のT4キナーゼ緩衝液の中の0.5m!J 
 ATPの代わりに20〜50μ口の5r  f T3
2 P″、A T P (3000Ci/mmol、ア
マ−ジャム(Amersham、 八rlington
 Heights、 IT)を用いて、その5′末端を
放射能標識する。
プラスミドDNAの構造解析については、プラスミドD
NAを1〜10種類の制限酵素で消化後アガロースゲル
電気泳動あるいはポリアクリルアミドゲル電気泳動によ
り切断部位を調べる。さらにDNAの塩基配列を決定す
る必要があるときはM13ファージを用いtニテ゛イデ
オキシ・シーフェンス(dideoxy 5equen
ce)法によって決定する。
本発明の融合タンパク質は大腸菌を宿主とじて用いるこ
とにより、以下のように製造することができる。
(1)プラスミド(例えばpPZKTl)を用いて大腸
菌に一12C600SF8株を形質転換させ、アンピシ
リン耐性(Ap’以下同じ)のコロニーの中からpPZ
KTlを有する大腸菌を選びだす。pPZKTlを有す
る大腸菌を培地に培養することにより培養物中に目的の
タンパク質を生成させることができる。
ここで用いる培地としては大腸菌の生育ならびに目的の
タンパク質の生産に好適なものならば合成培地、天然培
地のいずれも使用できる。
炭素源としては、グルコース、フラクトース、ラクトー
ス、グリセロール、マンニトール、ソルビトールなどが
、窒素源としては、N)1.Cf 。
(NH,) 2SO,、カザミノ酸、酵母エキス、ポリ
ペプトン、肉エキス、バタトトリブトン、コーン・ステ
イープ・リカーなどが、その他の栄養源としてはに2H
PO,、KH2PD、、NaC!、JSO<、ビタミン
B+ 、MgCf、などが使用できる。
培養はpl(5,5〜85、温度18〜40℃で通気攪
拌培養により行われる。
(2)粗fi!f製両分の調製 融合タンパク質が顆粒として産生された場合は特開昭6
0−244259に示される方法にしたがって顆粒を取
得し、変性剤(好ましくは4M以上の尿素または3M以
上のグアニジン塩酸)を含む緩(j1液(好ましくはp
H5〜12)に可溶化後、緩衝液(好ましくはpH5〜
10)に5〜ICl0倍希釈し粗精製画分譜する。
融合タンパク質が可溶性画分に生産された場合は特願昭
61−163413に示される方法にしたがって菌体破
砕後、硫安分画を行い、緩衝液(好ましくはpH5〜1
0)に溶解させ粗精製画分とする。
融合タンパク質が培養上清に生産された場合J遠心分離
操作により培養上清を:JI製し、粗精製画分とする。
(3)タンパク質(X) jこ特異的なカラムクロマト
グラフィ (3)−1プロティンAのBドメインに特異的なカラム
クロマトグラフィー プロティンAのBドメインは免疫グロブリンGに特異性
が高く、免疫グロブリンGカラムを用いて精製できる。
本工程はプロティンAのBドメインとKlの融合タンパ
ク質を免疫グロブリンGカラムに吸着させ、洗浄剤によ
り不純物を除去後、溶出液により該融合タンパク質を溶
出させ、該タンパク質を精製するものであり、その手法
は公知1:TgGセファロース 6フアースト・フロー
(ファルマシア・ファインケミカル社製)添付の冊子〕
の方法に従えばよい。
免疫グロブリンG担体はとくに限定されないが、例えば
IgGセファロース 6フアースト・フロー(ファルマ
ンア・ファインケミカル社製)を用いればよい。
吸着方法としてはpH6〜101好ましくはpH7〜8
の緩衝液で平衡化した免疫グロブリンG担体にpH6〜
10、好ましくはpt17〜8に調整したプロティンA
のBドメインとKlからなる融合タンパク質をカラム方
式あるいはバッチ方式にて吸着させる方法が用いられる
洗浄方法としてはpH6〜10.好ましくはpl(7〜
8の緩衝液を用い1次洗浄後、pH4〜6好ましくはp
i−15の緩衝液にて2次洗浄を行う。
溶出方法としてはpH2,5〜4、好ましくはpH3,
2〜3.6の緩衝液を用いて溶出する。
使用された免疫グロブリンG担体は使用後、p)16〜
10、好ましくはpH7〜8の緩衝液に置換し、繰り返
し使用できる。
(3)−2プロテインAのBドメイン誘導体に特異的な
カラムクロマトグラフィー 本工程はプロティンへ〇Bドメイン誘導体とに1の融合
タンパク質を含む溶液を銅((:U)、亜鉛(2n)、
コバル) (Co)、およびニッケル(!li)からな
る群から選ばれる少なくとも一つの遷移金属をキレート
化させたキレート基結(アガロース) 合担体と接触させ、該担体に該融合タンパク質を吸着さ
せた後、溶出液を用いて該融合タンパク質を溶出させ、
該融合タンパク質を精製するものである。
キレート基結合担体としては、キレート化能を有する交
換基、例えばビスカルボキシメチルイミノ基C−N (
CH,C00H)2:1が結合したキレート基を有する
不溶性多糖系担体または三次元架橋したポリオレフィン
系担体などがあげられる。好ましくはビスカルボキシメ
チルイミノ基を有する不溶性多糖類系担体、例えば、エ
ポキシ活性化セファロースから誘導され、下記の化学構
造を持つものが用いられる。〔シェイ・ポラス(、J、
 PoraLh)ら:ネイチ+−(Nature)25
8 、598(1975) 〕。
[H,[:00 0−CL−CH[]11−[:l−12−0(CI−1
2) 、−0(H2−C8−CI−12−\OHCH,
Co。
(Me−遷移金属) 遷移金属としては銅(Cu)、亜鉛(Zn)、Me” コバルト(Co)、およびニッケル(Ni)からなる群
から選ばれる少なくとも一つの遷移金属があげられる。
遷移金属キレート担体はジエイ・ポラス(J、 Por
ath)らの方法に準じて調製することができる〔ジエ
イ・ポラス(J、 Porath)ら:2.イチャー(
Nature) 258.598(1975) 〕。
吸着方法としてはpH5〜lO1好ましくはpH7〜8
の緩衝液で平衡化した遷移金属キレート担体にpH5〜
IO1好ましくはpH7〜8に調整した融合タンパク質
をカラム方式あるいはバッチ方式にて吸着させる方法が
用いられる。
溶出方法には、溶出液のpI(を酸性(ptt3〜6)
にして溶出する方法および溶出液にキレート剤を用いて
溶出する方法とがある。溶出液のphを酸性にして溶出
する方法においては、融合タンパク質が不可逆的な変性
をしなし)範囲でいかなる酸を用いてもよいが通常酢酸
緩衝液を用いて行う。また、溶出液にキレート化剤を用
いる方法においてはキレート化剤として、遷移金属に対
してキレート能を有する物質、例えば、エチレンシアミ
ン四酢酸、ヒスチジン、SH化合物、イミノジ酢酸を5
mM〜IMの範囲で用い、好ましくはヒスチジンが用い
られる。
融合タンパク質を遷移金属キレート担体に吸着させた後
、融合タンパク質を溶出する前に、キレート担体に吸着
した不純物を除去するために洗浄剤で洗浄することが好
ましい。
洗浄剤としては、溶出方法により異なるが、溶出液に用
いることができるものはすべて用いることができる。溶
出液のPtlを酸性:こして溶出する方法では、溶出液
よりもpHが中性に近い(pH4〜7)緩衝液を用い、
溶出液にキレート化剤を用いる方法では、溶出液よりも
濃度の低い溶液を用いる。
使用された遷移金属キレート担体は使用後、0、IM 
 NaOHに置換し、不純物を除去するとともに滅菌し
、ついで遷移金属キレートを形成させることにより繰り
返し使用できる。
(4)  ジスルフィド結合形成を含む天然型の立体構
造の構築 融合タンパク質が顆粒として生産された場合は顆粒の可
溶化液を希釈した段階で、可溶性画分に生産された場合
は生産された時点で、ジスルフィド結合以外の立体構造
は構築されてし)る。本工程ではジスルフィド結合形成
を完結する。またジスルフィド結合の形成は前工程中に
も一部進行している。
ジスルフィド結合の形成のための酸化方法はとくに限定
されないが自然酸化による方法以外に溶存酸素による酸
化を酸素又は空気を該融合タンパク質の水溶液に通気す
ることによって促進する方法、溶存酸素による酸化を該
融合タンパク質の水溶液に二価の銅イオンを添加するこ
とによって行う方法、該水溶液にO−ヨードソ安息香酸
、酸化型グルタチオン、酸化型グルタチオンと還元型グ
ルタチオンの混合物、シスチンまたはシスチンとシスナ
インの混合物などの弱い酸化剤を添加することによって
酸化する方法がある。pHによって、酸化速度を制御す
ることも可能である。
また、酸化時のタンパク質濃度は、低いことが望ましく
、タンパク質の種類によって異なるが通常0.1〜20
00μg/−である。反応時間および反応温度はとくに
限定されないが、好ましくは5分〜10時間で、凍結し
ない範囲で10℃以下が望ましい。この酸化反応により
、高頻度で天然型のジスルフィド結合に相当する位置に
ジスルフィド結合を持つタンパク質が形成される。
融合タンパク質が動物細胞によって発現された場合は通
常ジスルフィド結合形成工程を必要としない。
(5)化学的または酵素的切断 融合タンパク質の他の部位を切断せず、意図する部分の
みの切断が望まれることから特異性の高い切断方法が好
ましい。
化学的切断では切断を受けるペプチド結合のN末端側の
アミノ酸またはC末端側のアミノ酸あるいは両方のアミ
ノ酸に特異的な切断方法が知られている〔日本生化学全
編、続生化学実験講座2、タンパク質の化学 上 東京
化学同人p、270 (1987)、日本生化学全編、
生化学実験講座1、タンパク質の化学 ■東京化学同人
p、234 (1976)]。化学的切断方法としては
上記記載のいずれの方法も利用できるが、好ましくは臭
化ンアン、2−(2ニトロフエニルスルフエニル)−3
−メチル3ブロモインドール(BNFS−スカトール)
、2−ニトロ−5−チオシアノ安息香酸く〜TCB)、
ヒドロキシルアミン、またはギ酸を用いる方法が好まし
い。化学的切断では切断部位以外に切断部位と同じアミ
ノ酸あるいはアミノ酸配列があるとほぼ定量的に切断さ
れるので、同じアミノ酸あるいはアミノ酸配列がある切
断部位の選定は避けねばなるない。
酵素的切断では切断を受けるペプチド結合のN末端側の
アミノ酸またはC末端側のアミノ酸あるいは両側のアミ
ノ酸1〜4残基に特異的な切断方法が知られている〔日
本生化学全編、続生化学実験講座2、タンパク質の化学
上東京化学同人p、260(1987) 、日本生化学
全編、生化学実験講座1、タンパク質の化学■ 東京化
学同人ρ、255(1976) 、酵素ハンドブック 
丸尾文治、田宮信雄監修、朝食書店p、 544〜55
0(1982) ]。酵酵素的切断法としては、上記記
載のいずれの方法も利用できるが、好ましくは、トリプ
シン、リジルエンドペプチダーセ、v8プロテアーゼ、
カリクレイン、キモトリプシン、血液凝固因子Xaまた
はトロンビンを用いる方法が好ましい。ただし化学的切
断とは異なり、同じアミノ酸あるいはアミノ酸配列でも
融合タンパク質の立体構造中の位置によりタンパク質分
解酵素が近づき切断できるかどうかで切断が決定される
よって切断部位以外に同じアミノ酸あるいはアミノ酸配
列が存在してもタンパク質分解酵素と融合タンパク質の
比(1: 100000〜1:10)、反応時間(0,
5〜50時間)と反応温度(10〜50℃)を変化させ
ることにより特異的な切断を誘導できる。
(6)Klに特異的なカラムクロマトグラフィーに1は
リジンに特異性が高く、リジンカラムを用いて精製でき
る。本工程はに1あるいはKlと融合するタンパク質(
X>からなる融合タンパク質をリジンカラムに吸着させ
、洗浄剤により不純物を除去後、溶出液により該融合タ
ンパク質を溶出させ、該タンパク質を精製するものであ
る。
リジン担体はリジンがアルファーアミノ基を介して担体
と共有結合したもので、イプシロン−アミノ基とアルフ
ァーカルボキシル基は遊離状態で残されているものであ
ればとくに限定されないが、例えばリジンセファロス 
4B(ファルマシア・ファインケミカル社製)がある。
吸着方法としてはpH3〜10.好ましくはpH7〜8
の緩衝液で平衡化したりジン担体にpH3〜10、好ま
しくはpi(7〜8に調製したKlあるいはに1と融合
するタンパク質(X)からなる融合タンパク質をカラム
方式あるいはバッチ方式にて吸着させる方法が用いられ
る。
洗浄方法としてはpl(3〜10、好ましくはpH7〜
8の緩衝液を用い1次洗浄後、0.05〜IM好ましく
は0.5M  NaC1などの塩を含む同緩衝液にて2
次洗浄を行う。
溶出方法としてはリジンまたはリジンアナログ溶液、好
ましくは0.05〜IMのリジンまたはりシンアナログ
溶液を用いて溶出する。
リジンアナログは溶出効果があればとくに限定されない
が、好ましくは4−了ミノブタノン酸、5−γミノペン
タノン酸、6−アミノヘキサノン酸(イプシロン−アミ
ノカプロン酸)およびトランス−4−(アミノメチル)
シクロヘキサンカルボキシル酸の群から選よれる少なく
とも一つのりシンアナログが用いられる。
使用されたりジン担体は使用後、1.0 MNaCl、
0.2M  6−アミノヘキサノン酸(イプシロン−了
ミノカプロン酸)を含む0.05M  燐酸緩衝液(p
)17.5 ’)に置換し、不純物を除去することによ
り繰り返し使用できる。
(7)Klの固定化方法 に1また;まタンパク質(X)とに1の融合タンパク質
を固定化する担体と方法はとくに限定されなし)が、市
販の担体を従来公知の方法に従い活性化するか、簡便に
は市販の活性化担体を利用し、所定の使用方法〔冊子ア
フィニティークロマトグラフィー(ファルマシア社発行
)p15〜20、など〕に従って固定化する。具体的に
はCNBr活性化セファロスを用いる場合、下記の操作
を4℃にて行う。
凍結乾燥された担体を1g当り200dの1mM塩酸で
膨潤、洗浄し、カップリング緩衝液(005〜IMのN
aCβなどの塩を含み、アミノ基を含まないpH7〜9
の緩衝液)に置換後、膨潤担体1−当り5〜1.omg
のに1またはタンパク質(X)とに1の融合タンパク質
を加え、約20時間振盪し、カンブリング緩衝液で洗浄
後、1Mエタノールアミンなどのアミン基を有する化合
物溶液中でさらに約20時間振盪し残存する活性化基を
ブロックし、カンプリング緩衝液と0.05〜l MN
aCfなどの塩を含む0.1 M酢酸緩衝液(pl+4
.0 )とて交互に洗浄後、最終的に0.05% :’
i a N :1などの静菌剤4含むカップリンク緩衝
液にて保存する。
(8)固定化に1担体を利用したリジンあるいはりシン
アナログをC末端に有するペプチドの分別方法 上述のように調製した固定化に1担体をカラムにつめ、
平衡化緩衝液(0,05〜IMのNaCj2などの塩を
含むpH3〜10好ましくよpH7〜8の緩衝液)を用
し)平衡化後、pH3〜10好ましくはρ1(7〜8に
jlW整したりシンまたはリジンアナログをC末端に有
するペブチドと他の物質の混合溶液を負荷し、平衡化緩
衝液で1次洗浄後、005〜IM好ましくは0.5M 
 NaCRなどの塩を含む平衡化緩衝液で2次洗浄する
と、他の物質は素通り画分に回収される。K1とリジン
の結合を競合的に阻害するイプシロン−アミノカプロン
酸などの試薬や、塩酸グアニジンやチオシアン酸カリな
どのKlとりシンまたはりシンアナr]りをC末端に有
するペプチドの親和性を弱める試襲を含む平衡化緩衝液
、pH2〜4の緩衝液などを通塔することによりリジン
またはりシンアナロクをC末端にするペプチドは溶出さ
れる。カラムは平衡化緩衝液で再度平衡化することによ
り繰り返し使用できる。
以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが
、これらの実施例は本発胡の範囲を制限するものではな
い。また、実施例中のPAKI、PZKIおよびKIの
同定および定量は次のように行った。
○PAKI、PZKI、Klの同定:M元状態でのラウ
リル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
(SDS PAGE)およびそれに続く、クマシーブIJ IJア
ントブルー染色において、各タンパク質の標品と同じ位
置にバンドを示すことをもって同定した。
0PAKI、PZKl、K1の定量ニアミノ酸分析によ
り定量した各タンパク質の標品と各工程サンプルを還元
状態での5O5PAGEにかけ、ダマシーブリリアン トブルー染色後バンドをデンシトメータで走査し、各標
品のバンドの発色強度とタンパク質量との検量線を作成
し、各工程サンプル中の各タンパク質を定量した。
実施例1 プロティンAのBドメインに金属キレート結合部位を導
入した誘導体とKlとの融合蛋白質(P2に1)を発現
するプラスミドpPZKT1の構築:(1)  プロテ
ィンAのBドメインとに1の融合タンパク質を発現する
プラスミドpPrKT1の造に1をコードする遺伝子は
以下に示す12本の合成りN、へを用いて構築した。
44塩基 上記12種類の合成りNAをアプライド・バイオシステ
ムズ社380A、DNA合成機を用いて合成し、それぞ
れを別々に5′末端をリン酸化した。リン酸化は合成り
NA 20ピコモル(pmoles)を20uQの50
m!、I  Tris−HCj! (pH7,6) 、
l Od  MgCL 、5mM  DTT。
0.1m!、l  EDTA、0.5m!、I  AT
Pを含む溶液(以下、“T4キナーゼ緩衝液゛′と略記
する)に入れ、5単位のT4ポリヌタレオチドキナセ(
宝酒造社製)を加え、37℃で30分間反応させること
により行った。
大腸菌トリプトファン(t r p)プロモータの制御
でプロティンAのBドメインを発現するプラスミドpP
r、へSl[特開昭63−214195E〔斉藤暁子ら
ニブロチイン・エンジニアリング(Protein  
Engineering)   2 、  4 8 1
 − 4 8 7(1989):]のDNA約2■を1
0 mM  Tris−HIJ(FI87.5) 、7
mM  MgCj!2.6ml1l  2−メルカプト
エタノールを含む溶液(以下、“YO緩衝液”と略記す
る)30μQに溶かし、123′ 42塩基 単位の制限酵素N a r I  (New Engl
and Biolabs社製)を加え、37℃で2時間
消化反応を行った後、1 uQの2MNaCAと10単
位のNcoI (宝酒造社製:以下制限酵素については
特記しない限りすべて宝酒造社製)を加え、さらに37
℃で2時間消化反応を行った。O58%アガロースゲル
を用いてプラスミドDNA断片を分離した後、3.0 
KbのDNA断片を旭硝子■が開発したガラスパウダー
を利用するキットDNA  PREPによるD N A
 l’i#製法(以下、ガラスパウダー法と略記する)
を用いて精製した。
このようにして得られたpPrA51由来のDNA断片
01μgと5′末端をリン酸化した4種類の合成りNA
 (a、f、g、f)各々1ピコモルずつを全量20u
Qの20mM  Tris−tlcf(pH7,6) 
、10mM  MgCj!2.10mM DTTおよび
l mMA T Pを含む緩衝液(以下、“T4リガー
セ緩衝液”と略記する)に溶かし、T4DNAIJガー
セ(宝酒造社製)100単位を加え、16℃で1時間結
合反応を行った。
これとは別に、5′末端をリン酸化した8種類の合成り
NA (b、  c、  d、  e、  h、  i
、  j。
k)各々2ピコモルずつを全量20頭のT 4 tJガ
ーセ緩衝液に溶かし、65℃で5分間、50tで5分間
、37℃で30分間、25℃で30分間、0℃で30分
間放置した後、200単位のT4DNAIJガーセを加
え、16℃で1時間結合反応を行った。
これ、:)2つのDNA結合反応液20μρずつを混合
し、さらに100単位のT4DNA’Jガーセを加え、
4℃で188時間結反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて、大腸菌
MM29,11株1:F−hsdR−hsdLl”en
dol−thi i  〔ATcc31446 、K、
Backmanら: Proc、Natl、 Acad
、 Sci、、 LISA 73.4174(1976
)の論文中の大腸菌294株と同一菌株である。〕を形
質転換し、アンピシリン(以下、Apと略記する)耐性
株を得た。この形質転換株からプラスミドDNAを単離
し、制限酵素消化による構造解析およびM13デイデオ
キシ・シーフェンス法による塩基配列決定を行ったとこ
ろ、目的の構造を有することを確認した。このプラスミ
ドをpPrKTlと称する。ρPrにT1の造成工程お
よびpPrKTlのに1部分の塩基配列をそれぞれ第1
図と第2図に示す。
プラスミドpPrKT1を含む大腸菌菌株はEsche
richia coli  EP rKT l  (F
ERMBP−2673)としてブダペスト条約の条件で
、1989年12月5日付で工業技術院微生物工業技術
研究所(微工研〉に寄託しである。
(2)  プロティンAのBドメインに金属キレート結
合部位を導入した誘導体を発現するプラスミドpPr、
へZlの造成: pPrAslプラスミドDNA約2■を全量30μQの
Y−0緩11液に溶かし、2単位の制限酵素Xmn1(
New England Biolabs社製)を加え
、37℃で1時間消化反応を行った。1,5μQの2M
  NaCj?と10単位のPstlを加え、さらに3
7℃で1時間消化反応を行った。この反応により、DN
AはPstIで完全に、Xmn1で部分的に消化された
。65℃で10分間の熱処理後アガロースゲル電気泳動
に供し、ガラスパウダー法を用いて約1. I 5 K
bのDNA断片を精製した。
方、プロティンへ〇Bドメインをコードする遺伝子を有
するプラスミドpPrAI  C特開昭63−2141
953 1斉藤暁子ら、プロティン・エンジニアリング
(Protein Engineering>2、48
1−487<1989)二のDNA約2μgをIOm!
、l  Tr i 5−HCffl (pH7,5) 
、100mMNaCR,7mM  MgCl2.6mM
  2−メルカプトエタノールを含む溶液(以下、“Y
−100緩衝液°°と略称する)30μgに溶かし、I
O単位のPstTと0.5単位のBgR]Iを加え、3
7℃で2時間消化反応を行った。この反応により、DN
AハP s t T テ完全ニ、Bgl、U”’QB分
的に消化された。65℃、10分間の熱処理後、アガロ
ースゲル電気泳動に供し、ガラスパウダ法を用いて、約
1.85 KbのDNA断片を精製した。
これらとは別に、下記に示す2種の合成りNA(10塩
基と14塩基)をアプライド・パイオンステムズ社38
0A、DNA合成機を用いて合成した。
5’−CATTT[ACGA −3’    < 10
塩基)3’−GTAAAGTG[:TCT、届−5′ 
(14塩基)これらの合成りNAを20ピコモルずつ別
々こ、上で述べた方法に従い、合成りNAの5′末端の
リン酸化を行った。
このようにして(尋られたpPrA51由来の約1.1
5 KbのDNA断片(約0.05 gg) 、pPr
A1山来の約1.85 KbのDNA断片(約0.05
μg)および5′リン酸化された2種の合成りNA (
1ピコモルずつ)を全@2DtiρのTl11,1ガー
セ媛衝液に忍かし、300単位のT4DNAIJがセを
加え、4℃で18時間結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて、大腸菌
〜rM294株を形質転接し、Δp耐性株を得た。この
形質転換株からプラスミドDNAを単離し、制限酵素消
化による構造解析およびM13デイデオキシ・シーフェ
ンス法による塩基配列決定を行ったところ、目的の構造
を有することを確認した。このプラスミドをpPrAZ
lと称する。(第3図参照)。
(3)プロティンAのBドメイン誘導体とKlの融合タ
ンパク質(PZKI)を発現するプラスミドpPZKT
lの造成・ 実施例1で得られたpPrKT1プラスミドDNA約2
μgを10m!、l  T r i s −HCR(p
H7,5) 、50mM  NaCji、7mM  M
gCj!z、6mM2−メルカプトエタノール(以下、
”Y−50緩衝液”と略記する)30μQに溶かし、1
0単位のEcoRrと10単位のAvaIを加え、37
tで2時間消化反応を行った。65℃、10分間の熱処
理を行い、アガロースゲル電気泳動に供した後、ガラス
パウダー法を用いて、約2.5KbのEc oRT−A
v a I断片と約0、3 KbのAvaI−Aval
断片を精製した。
一方、上で得られたpPrAZ1プラスミドDNA約2
ugを30uQのY−50緩衝液に溶がし、IOi位の
EcoRIと10単位の、A va 1を加え、37℃
で2時間消化反応を行ったc65℃、10分間の熱処理
を行い、アガロースゲル電気泳動に供した後、ガラスパ
ウダー法を用いて約0.5 KbのDNA断片を精製し
た。
このようにして得られたpPrKT1由来の約2.5 
KbノD N 、A、Wt片(約0. L μg) ト
約0.3 KbのDNA断片(約0.02gg)とp 
P r A21由来の約0.5KbのDNA断片(約0
.03μg)とを全量20μQのT41Jガーセ緩衝液
に溶がし、100単位の74 D N 、ヘリガーセを
加え、4℃で18時間結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて、大腸菌
C’6003F8株丁カメロン(Cameron)プロ
ンーテ゛インク・オフ゛・す・ナンヨナル・了カテ゛ミ
イ・オフ゛・サイエンス(Proc  \at^cad
、 Sc+、、IJsA  72.3416<1975
):を形質転換し、Ap耐性株(EPZKT14t:I
を得た。二の形質転換株からプラスミドDNAを単離し
、制限酵素消化による構ゐ解析を行ったところ、目的の
構造を有することを確認した。このプラスミドをpPZ
KTlと称する(第4図参照)。
プラスミドpPZKT1を含む大腸菌菌株はEsche
richiacoli  EPZKTI  (FERM
BP−2672)としてブダペスト条約の条件で198
9年12月5日付で微工研に寄託しである。
実施例2 プロティンAのBドメイン誘導体とに1の融合タンパク
質(PZKI)の太陽閑による生産実施例1で得ろれた
PZK1発現プラスミドpPZKTlを持つ大腸菌EP
ZKTI株を10証のLG培地〔ハタトドリプトン10
g、酵母エキス5g、NaCn 5g、クルコース1g
を水11jこ3客かし、NaOHにてpHを70とする
。二で37℃、18時間培養し、この培養液2.5証を
25μg/dのトリプトファンと50μg/mlのアン
ビンリンを含むMCG培地’−M a 2 HP (1
40.6%、K82P0.0.3%、NaCf  O,
5%、カサミノ酸0.5%、Mg S 0,1 mAI
、ビタミンBt4μg/証、p)17.21400mに
接種し、3[)tで4〜8時間培養後、トリプトファン
の誘導物質である3β〜インドールアクリル酸(3β−
1ndoleacryl 1cacid以下IA、Aと
略す)をIOμg/me加え、さらに2〜12時間培養
を続け、プロティンAのBドメイン誘導体とに1の融合
タンパク質PZK 1を生産させた。
なお、PZK tの生産量は約2mg/mであった。
実施例3゜ プロティンAのBドメインとに1の融合タンバタ質(P
AKI)の大腸菌による生産:実施例1で得られたPA
K 1発現プラスミドpPrKT1を持つ大腸[mEP
RKTlを10dのLG培地で37℃、18時間培養し
た。この培養液2.5 meを25μg/mlのトリプ
トファンと50μg/dのアンピシリンを含むMCG培
地400Hに接種し、30℃で4〜8時間培養後、rA
Aを10μg/d加え、さらに2〜12時間培養を続け
、プロティンAのBドメインとに1の融合タンパク質(
PAKl)を生産させた。なお、PAKIの生産量は約
2 mg / ml、であった。
実施例4゜ 大腸菌によって産生されたプロティンAのBドメイン誘
導体とに1の融合タンパク質(PZKI)粗精製画分の
調製 実施例2によって得られた培養液を8、Q 00 rp
m、40分間遠心して集菌し、30mIJNaC1!、
301rlI、l Tris−HCf緩衝液(p)17
.5 )で洗浄する。得られた洗浄菌体2.4g(湿重
量)を上記緩衝液2G−に懸濁し、4■のりゾチーム、
0.25MEDTA(エチレンジアミン4酢酸)をO,
1ml’加えて2時間4℃に放置した後、4℃で水冷下
超音波破砕Cブランソン・ソニック・パワー・カンパニ
ー(BRA)ls[]NS[l’l[: P(]讐■(
:[]MP八NYへ社製ソニフィアー・セル・デイスラ
ブター(SONIFIERCELLD[5IlflPT
OR) 200、出力レベル2.10秒間5回〕処理し
た。発現されたPZKIは太陽菌内に顆粒を形成せず可
溶性画分に産生された。菌体破砕液を18.000rρ
m、20分間遠心して上清を得、上清に40%飽和濃度
となるように硫酸アンモニウムを添加し、4℃にて16
時間放置後、18.000rpm。
20分間遠心し、沈澱画分をIMNaCIを含む20m
!、!  燐酸緩衝液(pH7,4>  20m1.に
溶解してプロティンAのBドメイン誘導体とに1の融合
タンパク質(PZKI)粗精製画分とした。工程収率は
93%であった。
実施例5 亜鉛キレートカラムを用し)た、プロティン7へのBド
メイン誘導体とに1の融合タンパク質(P2Kl)の粗
精製画分からの@製: 実施例4によって得られたPZKI粗精製画分を、IM
NaClを含む20m!、1  燐酸緩衝液(pH7,
4)で平衡化された亜鉛キレ−トコキレ−ティングセフ
了ロース6B(ファルマシア・ファインケミカル社製)
:カラム(1,5x 5.7 cm)に5m1.7時の
流速で通塔した。次゛、1で上記緩衝液30m1を用い
5顎/時の流速で洗浄後、IMNaClを含む50m!
、!  酢酸緩Ijr液(pH4,0)  30mfを
用′、)5ml/時の流速で溶出し、溶出液を5mlず
つ分画した。溶出第2.3画分1こPZKIは回収され
、工程収率は62%であった。
実施例6 プロテインAのBドメイン誘導体とに1の融合タンパク
質(PZKI)の酸化: 実施例5によって得られたPZKI亜鉛キレート溶出液
10m1?に50m!J燐酸緩衝液10mfを添加し、
さらにIN  NaOHを滴下し、pHを80に調整し
た。次いで還元型グルタチオン、酸化型グルタチオンを
最終濃度がそれぞれ0.1 m!、l、 0.2 mM
となるように添加後、4℃にて20時間放置しジスルフ
ィド結合を形成した。
実施例7 リジンカラムを用いた、プロティンAのBドメイン誘導
体と天然型の立体構過を有するに1の融合タンパク質(
PZKI)のM製・ 実施例6によって得られた酸化後のPZK 1、容液を
1.MHC+を用いpHを7.5に調整し、50m)、
1  燐酸緩衝液(pH7,5>で平衡化されたリジン
セファロース4B(ファルマシア・ファインケミカル社
製)カラム(1,5x5.7cm)に5−7時の流速で
通塔した。次5)で上記緩衝液30m1と0.5M  
NaClを含む上記緩衝液30dとを用い5ml/時の
流速で洗浄後、0.2M イプシロン−アミノカプロン
酸溶液3Mを用u)5 d/時の流速で溶出し、溶出液
を5−ずつ分画した。溶出第2.3画分jこPZK 1
は回収され、工程収率は56%であった。
実施例8.PZKlのトリプシン切断 実施例7で得らた溶出画分に等1云の100mシ11’
ris−HCj2緩衝液(pt18.0 >を添加し、
さらに基質、酵素比100:1となるようにトリフシン
を添加後、37℃、16時間保温し、反応後燐酸を添加
しpH3とした。反応物を逆相1(P L Cにより分
析した店ころ、反応終了後にはプロティン1へのBドメ
イン誘導体とに1各々のピークのみが得られたことから
、PZKIが完全に切断され、副生物もなく、はぼ定量
的に切断反応が進行したことが解った。
実施例9 天然型の立体構造を有するに1の精製:実施
例8で得られた反応溶液を50mM  燐酸緩衝液(p
H7,5)で平衡化された脱塩用カラムPD10 (フ
ァルマシア・ファインケミカル社製)を用いて脱塩後、
実施例6と同様の操作によりに1を溶出第2.3画分に
精製した。実施例4〜9の精製収率を第1表に示す。
第1表 PZKIからのに1の精製 (if”)      (mg/m)    (mg)
     (%)培養液   16.4    0.8
1   13.3  100硫安沈澱  20    
 0.62   12.4   93亜鉛キレート  
  1 0          0. 7 7    
    7. 7       5 8酸化    2
0.5    0.38    7.7   58リシ
ン   10     0.43    4.3   
32トリプシン 消化  12          0
.3II4.1       31リジン   10 
    0.40    4.0   30*トリプシ
ン消化より前の工程ではPZKI中のに1邪分の質量と
して算出。
実施例IO 大腸菌によって産生されたプロティンへのBドメインと
に1の融合タンパク質(PAKI)を用いたプロティン
AのBドメインの製造方法:実施例3によって得られた
培養液から実施例4の方法にしたがってプロティンAの
BドメインとKlの融合タンパク質(PAKI)の粗精
製画分を調製し、4℃にて4日間放置しジスルフィド結
合を形成後、1M 水酸化す) IJウムを用いpH7
6:こ調整し、D OmM  Tr i 5−HCj!
緩衝液(p H7,6)で平衡化された免疫グロブリン
Gセファロース6フアースト・フロー(ファルマシア・
ファインケミカル社製)カラム(1,5X 5.7 c
m)に10証/時の流速で通塔した。次いで上記緩衝液
30証と5mM  酢酸アンモニウム緩衝液(pH5,
0>20祿とを用;120d/時の流速で洗浄後、0.
5M酢酸アンモニウム緩衝液(pH3,4)  30m
を用い10m/時の流速で溶出し、溶出液を5証ずつ分
画した。、溶出第2.3国分にPAK Iは回収され、
工(V収率は85%であった。さらに実施例8の方法に
したがってプロティンAのBドメインとKlとに切断後
、実施例7と同様の操作により精製した。PAKIから
のKlの精製収率を第2表に示す。
第2表 PAKIからのKlの精製 培養液   16.4    0.90   14.8
硫安沈殿  20     0.69   13.8免
疫グロブリ″7   10           L、
17       11.7酸化    20.5  
  0.57   11.7トリブシン 消化   1
 2           0. 4 6      
   5. 5リジン   10     0.52 
   5.2*トリプシン消化より前の工程ではPZK
 l中のに1部分の質量として算出。
実施例11.に1の固定化 CNBr活性化セファロースを用い、下記の操作を4℃
にて行った。凍結乾燥された担体0.2 gを40dの
1mM塩酸でガラスフィルター上で膨潤、洗浄し、カッ
プリング緩衝液(0,5Mの食塩を含む、0,1M炭酸
水素ナトリウム緩衝液pH8,5) 1.4−に置換後
、実施例9で得られたに1を4mg加え、16時間振盪
した。カップリング緩衝液で洗浄後、1Mエタノールア
ミン1.4ml中でさらに16時間振盪し残存する活性
化基をブロックした。カンプリング緩衝液と0.5Mの
食塩を含む0.1M酢酸緩衝液pH4,0とで交互に数
回洗浄後、最終的に005%NaN3の静菌剤を含むカ
ップリング緩衝液にて保存した。
実施例12゜ 固定化Klカラムを用いたペプチドの分離:実施例1)
で得られた固定化Kl担体をカラム(0,75X L、
 6cm)につ杓、平衡化緩衝液[50mM燐酸緩衝液
(pH7,5) ]を用い平衡化(0,7m1./時)
L ロイシン−エンケファリン(YGGFL、シグマ社
製)とロイシン−エンケファリン−リジン(YGGFL
K、シグマ社製)各0.05 mgを05−の平衡化緩
衝液に溶解した混合溶液を負荷(0,5d/時)した。
平衡化緩衝液5祿で1次洗浄(1mf/時)すると、ロ
インンーエンケファリンは素通り画分に回収された。0
.5M食塩を含む平衡化緩衝液5−で2次洗浄後(1m
lZ時)、5M塩酸グアニジンを含む平衡化緩衝液10
−を通塔することによりロイシン−エンケファリン−リ
ジンが溶出(0,5d/時)された。素通り画分、溶出
画分に回収されたペプチドは逆相HPLC[TSK−O
DS  120T (東ソー社製)〕により同定された
発明の効果 本発明によりプラスミノーゲンのクリングル1(Kl)
とタンパク質との融合タンパク質を介してに1とタンパ
ク質とを容易に回収する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、プロテインAのBドメインとに1との融合タ
ンパク質を発現するプラスミドpPrKTlの造成工程
を示す。 第2図は、プラスミドpPrKT1のKli分の塩基配
列およびそれに相当するアミノ酸配列を示す。 第3図は、プラスミドpP rAZ 1の造成工程を示
す。 第4図は、プラスミドpPrZKT1の造成工程を示す

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プラスミノーゲンのクリングル1(以下K1と略
    称する)とタンパク質とが、必要に応じて酵素的または
    化学的に切断可能なアミノ酸またはペプチドを介して結
    合されてなる融合タンパク質を酵素的または化学的に処
    理して、K1と該タンパク質に分離し、K1と該タンパ
    ク質を採取することからなるK1および/またはタンパ
    ク質の製造法。
  2. (2)K1が下記アミノ酸配列を有するものである請求
    項1記載の製造法。 【遺伝子配列があります】 (但しアミノ酸表示は下記に示す1文字 表示である。A:アラニン、C:システイン、D:アス
    パラギン酸、E:グルタミン酸、F:フェニルアラニン
    、G:グリシン、H:ヒスチジン、I:イソロイシン、
    K:リジン、L:ロイシン、M:メチオニン、N:アス
    パラギン、P:プロリン、Q:グルタミン、R:アルギ
    ニン、S:セリン、T:トレオニン、W:トリプトファ
    ン、Y:チロシン)
  3. (3)タンパク質がスタフィロコッカス・アウレウス(
    Staphylococcusaureus)の生産す
    るプロテインAである請求項1記載の製造法。
  4. (4)タンパク質が下記の配列を有するプロテインAの
    Bドメインである請求項3記載の製造法。 【遺伝子配列があります】(但し、 アミノ酸表示法は第2項と同じ)
  5. (5)酵素的または化学的に切断可能なアミノ酸がR/
    、K/、E/、D/、W/、Y/、F/、M/、/C(
    但し、/は切断位置を示し、アミノ酸表示法は第2項と
    同じ)から選ばれるものである請求項1記載の製造法。
  6. (6)酵素的または化学的に切断可能なペプチドがN/
    G、D/P、APR/、FR/、IEGR/、VPR/
    (但し、/は切断位置を示し、アミノ酸表示法はVがバ
    リンであり、他は第2項と同じ)から選ばれるものであ
    る請求項1記載の製造法。
  7. (7)タンパク質がアミノ酸置換により金属キレート結
    合部位を導入したものである請求項1記載の製造法。
  8. (8)アミノ酸置換がヒスチジン以外のアミノ酸をヒス
    チジンに置換したものである請求項7記載の製造法。
  9. (9)融合タンパク質が、該融合タンパク質をコードす
    るDNAを含む組換えプラスミドを担持する宿主細胞を
    培地に培養し、培養物中に該融合タンパク質を生成蓄積
    させ、該培養物から採取することによって得られたもの
    である請求項1記載の製造法。
  10. (10)組換えプラスミドがpPrKT1と称し、その
    制限酵素地図が第1図に示されるものである請求項9記
    載の製造法。
  11. (11)プラスミドpPZKT1と称し、その制限酵素
    地図が第4図に示されるものである請求項9記載の製造
    法。
  12. (12)宿主細胞が、微生物または動物細胞である請求
    項9記載の製造法。
  13. (13)K1とタンパク質を採取するに際し、リジン結
    合能を利用するアフィニティークロマトグラフィを用い
    る請求項1記載の製造法。
  14. (14)リジンまたはリジンアナログをC末端に有する
    ペプチドとK1の固定化物とを接触させ、該タンパク質
    をK1に吸着させ、さらに溶出剤により該タンパク質を
    溶離させ、採取することによるリジンまたはリジンアナ
    ログをC末端に有するペプチドの回収方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015533483A (ja) * 2012-09-07 2015-11-26 サノフイ メタボリックシンドロームを治療するための融合タンパク質

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