JPH03247279A - Hinc2制限・修飾系酵素遺伝子及び製造方法 - Google Patents

Hinc2制限・修飾系酵素遺伝子及び製造方法

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JPH03247279A
JPH03247279A JP2042892A JP4289290A JPH03247279A JP H03247279 A JPH03247279 A JP H03247279A JP 2042892 A JP2042892 A JP 2042892A JP 4289290 A JP4289290 A JP 4289290A JP H03247279 A JPH03247279 A JP H03247279A
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JP
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dna
restriction
restriction enzyme
enzyme
gene
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JP2042892A
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Hiroyuki Ito
浩之 伊藤
Atsuko Sadaoka
定岡 敦子
Hiroichi Kotani
小谷 博一
Shinji Hiraoka
平岡 信次
Teruya Nakamura
中村 輝也
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Takara Shuzo Co Ltd
Original Assignee
Takara Shuzo 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、遺伝子工学試薬として有用な制限酵素及び修
飾酵素に関し、更に詳細には1(1nc IIn制限酵
素びHinc III飾酵素及びその製造方法に関する
〔従来の技術〕
Hlnc n制限・修飾酵素は、1970年にヘモフィ
ラス インフルエンザ(Haemophilusinf
luenzas )より単離され、その生化学的研究が
なされてきた。Hlnc II制制限体修飾系酵素、D
NAを切断する活性を有するHlna n制限酵素とH
lnc IIn制限酵素よる切断よりDNAを保護する
修飾酵素により構成される。Hlnc n制限酵素は、
典型的■型制限酵素であり、DNA塩基配列中二回転対
称構造の6塩基からなる配列(5’ GTPyPuAO
3’ )を認識し、その認識配列のpyとPuの間の位
置を、平滑末端を生成するように切断する酵素である。
一方、Hlnc III飾酵素は、Hlnc n制限酵
素の上記認識配列をメチル化することによりHlnc 
IIn制限酵素よる切断を保護する機能を有する酵素で
あるが、今までにその酵素化学的性質は明らかにされて
いない。
従来から知られているHlnc II制@酵素の製造方
法としては、ランデイ(Land7 )らの方法があり
、フンデイらは、ヘモフィラス インフルエンザRe株
(以下、H1ncII菌と略記する)より回収する方法
を確立している。当該方法は、ジヤーナル オプ モレ
キュツー バイオロジー(、Tournal of M
o1ecular Biology)第51巻、第37
0頁(1970年)に記載されている。
Hlnc If修飾酵素の製造方法については、いまだ
詳細な確立した方法の報告はない。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、Hlncl[菌より得られるMine 
ll制限酵素、修飾酵素の含量は少なく、また操作も煩
雑であり、両酵素を大量に得ることは困難であった。一
方、これら遺伝子の単離及び当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、Hlnc ll制限酵素及び/又は修
飾酵素の工業的製造に適したHlnc II制限11修
飾系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Hlnc ll制限酵
素及び/又は修飾酵素の製造方法を提供することにある
(!1fflを解決するための手段〕 本発明を概説すれば、本発明の第一の発明は遺伝子組換
え体により生産される純化されたHlnc ll制限酵
素に関し、また本発明の第2の発明はHlnc If制
限の修飾系酵素遺伝子に関する。
さらに本発明の第3の発明はHlnc n制限酵素及び
/又は修飾酵素の製造方法に関する発明であって、Hl
nc II制限・修飾系酵素遺伝子が組込まれたプラス
ミドを保有する微生物を培養し培養物よりHlnc l
l制限酵素及び/又は修飾酵素を採取することを特徴と
する。
Hlnc n制限・修飾酵素遺伝子にはDNAを切断す
る活性を有するHlna ll制限酵素をコードする遺
伝子と、H1ncII制限酵素による切断よりDNAを
保護する修飾酵素をコードする遺伝子を含んでいる。
なお、本明m書において、制限・修飾系酵素遺伝子とは
、制限及び修飾の両酵素遺伝子をもつ遺伝子とその各個
別の遺伝子との両者を統合した意味の用語である。換言
すれば、制限及び/又は修飾酵素遺伝子を意味する。こ
れら遺伝子は、単独あるいは複合体の形で利用できる。
また、上記の両遺伝子を組込んだプラスミドを用いる場
合、そのプラスミドは、両遺伝子を同一のプラスミドに
組込んだものでも、あるいは両遺伝子を各別に複数のプ
ラスミドに組込んだもののいずれであってもよい。
本発明者らは、Mine菌よりHlna If制限・修
飾酵素遺伝子全領域を含む2.3kbDNAをクローニ
ングすることに成功し、更にこのDNA断片全体あるい
は一部が同一または別個のプラスミドに組み込まれたプ
ラスミドを導入した微生物、著に大腸菌を培養すること
により菌体中に著量のHlnc n制限酵素及び/ある
いは修飾酵素が高濃度で蓄積することを見出し、本発明
を完成した。
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Hlnc If生産菌から染
色体DNAを抽出し、制限酵素で部分的に切断し、DN
A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)で得られたDNA断片を結合させる。
3)2)で得られたDNAを大腸菌宿主に導入し、形質
転換体を得、目的のDNAを含有するフィプラリーを形
成し、対応する修飾酵素遺伝子を含有するクローンを単
離する。
4)制限酵素遺伝子は細胞染色体内のその対応する修飾
メチフーゼ遺伝子の近傍に存在し、二つの遺伝子は、ク
ローニング実験中は一緒に結合して残っていることが推
定される。そこで、3)で得られたクローンの制限酵素
活性を解析し、制限・修飾系遺伝子が同時に組み込まれ
たクローンを選択する。
■しかしながら、両遺伝子が同時に組み込まれているク
ローンが選択できない場合、修飾メチフーゼ遺伝子を含
むクローンのDNA断片を調製し、これをプローブに、
染色体DNAの制限酵素分解物とハイブリダイゼーショ
ンを行い、両遺伝子の組み込まれたDNA断片を選択す
る。なおこの際、制限酵素タンパクのアミノ酸配列の一
部が明らかであれば、修飾メチフーゼ遺伝子の上流かあ
るいは下流のどちらかに制限酵素遺伝子が存在するか明
らかになる。
6)5)で得たDNA断片より、制限酵素遺伝子を含む
DNA断片及び修飾酵素遺伝子を含むDNA断片を調製
し、それぞれ独立の複製開始点及び抗性物質耐性遺伝子
を持つプラスミドに結合させ、宿主に同時に導入し、形
質転換体を得る。
上記DNA供与体であるH1nc菌DNAは培養液より
菌体を回収し、それより抽出する。抽出、精製、制限酵
素による切断等は、公知の方法を用いることができ、そ
の詳細は、トーマス(Thomas )ほか著、プロセ
デュアス イン ヌクレイツク アシツズ リサーチ(
proceauresin Nucleic Ac1d
s Re5earch )第535頁、ハーバ−アンド
 ロー(Harper and Row)出版(196
6年)及びカレントプロトコールに記載されている。
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PER322、pA(!YC18
4などが挙げられる。
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断片を組み込ませるが、その手段は
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、染色体DNA断片を組込んだプラスミドを微生
物、特に大腸菌宿主に導入するが、その方法としては例
えばジャーナル オブ モレキュラー バイオロジー(
Journal of MolecularBlolo
gy)第166巻、第557頁(1983年)に記載さ
れているハナハン(Hanahan )の方法がある。
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pER322のBam
HI部位にクローニング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プラスミドライブフリー
を作成することができる。
こうして得られたH1nc菌染色体DNAのライブラリ
ーから、目的とする制限・修飾系酵素遺伝子を組込んだ
クローンの選択は以下のように公知の方法を用いて行う
。すなわち修飾酵素遺伝子に対応する制限酵素遺伝子の
認識配列中の(もしそのような配列がクローン中に存在
するとすれば)それら自身のDNAメチル化するであろ
う修飾遺伝子をクローンが含有している事実を利用する
。そのようなりローンは、それ故対応する制限酵素によ
るイン ビトロ(in vitro )での消化に抵抗
するであろう。それ故、これらクローンの制限酵素消化
によりメチラーゼをコードしたクローンが選択的に残存
するであろう。
染色体DNAのライブラリーよりプラスミドを調製し、
Hlnc n制限酵素で消化し、消化されたDNAで大
臆菌を形質転換し、抗生物質プレートでの培養により再
び形質転換コロニーを得る。
これらのコロニーのいくつかを選びとり、そのDNAを
修飾及び/又は制限酵素遺伝子の存在について分析する
。この様にして解析した結果、修飾酵素遺伝子を組込ん
だグラスミド(pAHI)を得た。これを解析した結果
、このプラスミド上の1,5kbの領域に修飾酵素遺伝
子がコードされることを明らかにした。この1.5kb
の全塩基配列を解析した結果、本発明者らが明らかにし
f: Hlnc IIn制限酵素N末アミノ酸配列をコ
ードするDNA配列と一致する部分が認められ、このプ
ラスミドには、Hlnc II修飾酵素遭伝子及び制限
酵素遺伝子の一部がコードされることが明らかとなった
。そこで、この制限酵素遺伝子の一部をプローブにし、
H1nc菌染色体DNAを制限酵素で完全に分解し、サ
ザンハイプリダイゼーション(5outhern Hy
bridization)を行い、両遺伝子がコードさ
れるであろう大きさのDNA断片3、Okbを調製した
。なお、サザンハイプリダイゼーションの詳細はモレキ
ュラー クローニング ア ラボラトリ−マニュアA/
 (Molecularaloning a Labo
ratory Manual )第382〜389頁、
コールド スゲリング ハーバーヲボフトリー(Co1
d Spring Harbor Laborator
y出版(1982年)に記載されている。
このDNA断片を、ブフスミドベクターに組込み大腸菌
を形質転換した。ここで得られたグラスミドpAH2を
更に詳細に全塩基配列を解析した結果第1図に示すよう
な塩基配列が明らかになった。Hlne II修飾酵素
は第1図に示す塩基番号516−2024にコードされ
ており、またHlnc IF制限酵素は同じ<2021
−2797にコードされている。
グラスミドに組み込まれたHlnc If制限酵素遺伝
子を導入した大腸菌がHlnc II制限酵素タンパク
を生産しているか否かを調べる手段としては、次のよう
なイン ビボ(in vivo )及び/又はイン ビ
トロの方法によることができる。インビボでの制限酵素
活性は、組換え体大腸菌にピルシフトファージを感染さ
せ、その感染効率を調べる。対照として組換え体プラス
ミドを保持しない宿主大腸菌を用いれば、制限#素遺伝
子を組込んだグラスミドを保持する菌ではファージDN
Aがインビボで切断され、その感染効率は低下する。ビ
μレントファージとしては例えばラムダ ジーティ ラ
ムダ シー(λgt、λC)を用いることができる。一
方、イン ビトロでの制限酵素活性は、試験するクロー
ンを培養しその培養物を破砕し超遠心分離を行い、残渣
を除去した上澄を用い、緩衝液((10mha)リスM
CI (pH,7,5) −7!!IM MgCf富−
6QmM NILC!I!−7mM 2−メルカプトエ
タノール−001%ウシ血清アルブミン)〕中、37°
Cで反応を行いアガロースゲル電気泳動により解析する
ことができる。
また、メチラーゼを生産しているか否かは、組換え体D
NAがHlnc II制限酵素により切断されるか否か
を検定することにより解析できる。
前述のプラスミドTIAH2をもつ大腸菌は、Hlnc
 n制限酵素及び修飾酵素を発現したが、その発現量は
充分ではなく、その原因として0両遺伝子を含むベクタ
ーが発成ベクターでない、■H1nc n修飾酵素遺伝
子の上流に回文構造をもち、発現が抑制されている、■
H1nc IF修飾酵素遺伝子と制限酵素遺伝子が3b
p重複し、Hlnc II制限酵素の発現がフレームシ
フトにより行われるなどがある。そこで、高発現性の大
腸菌を得るには、ベクターを発現ベクターとし、H1n
cIr修飾酵素遺伝子の上流の回文構造は除去し、Hl
nc II制限酵素遺伝子と修飾酵素遺伝子の間に部位
特異的変異を導入し、両遺伝子を離せばよい。また、両
遺伝子を別個のプラスミドに組み込ませてもよく、この
場合は両酵素の発現の制御が容易となる。
本発明者らは、Hl、nc I+修飾酵青遣云子の上流
の回文構造を削除したHlnc II修飾酵素遺伝子部
分を組込んだグラスミドpAH−M、Hc 、Mine
 Tl制限酵素部分を組込んだプラスミドpAH−R,
Hc。
及びこの場合pAH−R,Hcを制御するグラスミドと
してpNT 203の三つのグラスミドを保持する大腸
菌を作成し、H1ncU制限酵素及び修飾酵素を大量発
現させた。また、pAH−M、Hcを保持する大腸菌を
作成し、Mine II修飾酵素を大量に発現させた。
〔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)H1nc菌染色体DNAの調製 ヘモフィラス インフルエンザ Re ヲ、BH工培地
(プレイン−ハート−インフュージョン37?、ヘミン
101q、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド2’
f/1Sp1(7,5)200+を中37°Cで培養し
遠心して集菌する。lQm7の25 mMトリスHCI
  (pH8,0)  −5QmMグルコース−10m
M EDTA液に菌体を懸濁し、リゾチームを同筒に2
ツ/廚になる様に溶かしたものをl、 Q mt加え攪
拌し、37℃で15分間静置する。28II!tの 1
 0 0mM  Na(!j’−100mM   ) 
 リ ス Hcf(pH80)溶液を加え、攪拌し、次
に4 rnlの】O%SDS溶液を加え攪拌する。20
ツ/Ittのプロテイネーヌ(proteinase)
 K溶液をl writ加えて攪拌し、37℃で1時間
静置する。10%SDS −8%ザルコシ−IV (5
arcosyl )溶液を1継加えて攪拌し、60″C
で15分間静置する。等容量のフェノ−6クロロホルム
(1: 1)混液を加え、10分分間中かに攪拌した後
、3000rpIl11で遠心し、水層とフェノール層
を分離する。
以下、この操作をフェノール処理という。水、讐をとり
、これに等量のイソプロピルアルコールを加え攪拌し、
0°Cで10分間静置した後、10000 rpm遠心
分離し沈殿を回収する。これを70%エタノールで洗浄
し、10ItのTI〔(10I!1Mト リスHC1(
pH8,0)  −1mM EDTA))溶液を加え、
次の工程に用いた。
(3H1nc菌染色体DIJAのプラスミドライブラリ
ーの作製 上記1)で得られたH1nc菌染色体DNA 15μm
を60Hの制限酵素5au3AIと最適条件〔(10m
M )リスHCI (1:lH7,5)  −7mM、
 J(ifj−100mM NaC1) )で37°c
y々の時間反応させ、O7%シーケム ジー ティー 
ジー(SeakemGTG )アガロースゲルを用いて
電気泳動し、3−7kpのDNA断片をDEベーパーに
吸着させ、ゲルより抜き出した。その後エタノール沈殿
によりDNA断片を回収した。
プラスミドベクターとしては、PBR322を用いた。
pER322の25μ?を制限酵素BamHl300U
と緩衝液(10mM)リスmci (pH8,0)−7
mM Mg(!lz −100mM NaCl−2mM
 2−メルカプトエタノール〕中、30°Cで1時間反
応させ、エタノール沈殿によりDNAを回収した。この
DNAを100mM)リスHC1(pH8,0)に溶解
し、2.5Uのアルカリホスファターゼを加え、55°
C−%1時間反応させ、フェノール処理、エタノール沈
殿を行いベクターDNAを回収した。染色体DNA −
5au3A I断片2μ?とBamHIで切断したpB
R322DNA−1,8μ9をTa DNA  リガー
ゼ700Uを用い、リガーゼ緩衝液((66mM)リ 
ス HCI   (pH7,6)   +  6.6 
 mM  DTT  −0,1!IIMATP):]中
、16°C116時間反応させ結合させた。こうして得
られたDNAを、大腸菌MO1061(recA−)株
に形質転換し、更にアンピンリン100μデ/ mtを
含むL培地に移し、37°Cで培養した。これよりプラ
スミドDNAを調製し、プラスミドライブラリーとした
(3) Hlnc II修飾酵素遺伝子を含有する大腸
菌の選択 上記(2のプラスミドライブラリーDNA 30μiを
、制限酵素H1ncII  250Uと緩衝液(10m
Mト リ ス Hcl   (pH8,0)   −7
mM  MgC1t  −50mMNaC/ −7mM
 2−メルカプトエタノール〕中、37°Cで2時間反
応させた。エタノール沈殿を行いDNAを回収し、得ら
れたDNAを大腸菌MC!1061(recA−)株に
形質転換し、更にアンピシリン100μf/meを含む
L培地に移し37°Cで培養した。遠心して集菌した後
、プラスミドDNAを調製し、上記と同様30μデのプ
ラスミドを制限酵素H1ncn250Uと37°Cで2
時間反応させた。上記と同様に、エタノール沈殿の後D
NAを回収し、これを再び大M菌MOI Q 51 (
recA −)株に形質転換しアンピシリン100μf
/kltを含むL寒天培地に塗布した。37°Cで生育
したコロニーを分離し、プラスミドの解析を行った。
アンピシリン耐性株を100μf/lnjのアンピシリ
ンを含む2miのL培地で37°C116時間培養した
後、集菌した。これにQ2t/の溶液I〔50mMグル
コース−10mM)リスmat  (PH8,0)−5
mM EDTA )を加え懸濁し、Q、 4 rntの
溶液■((12)I  NaOH−1%SDS )を加
え0°Cで5分間保持した。これにQ、 3 mtの溶
液III(5M酢酸カリウムpH4,8)を加え、O′
Cで15分間保持した後、遠心分離し、上澄を回収した
。イソプロピルアルコ−fv05 m7を加えO″Cで
10分間保持した後、遠心により沈殿を回収し、これを
70%エタノールで洗浄し乾燥した。これに20μt/
rntのRNase Aを0.1 rnt加え37℃で
40分間反応サセ、I M  Mgcl−(D 0.0
3 mlを加え0°Cで10分間保持した。逆心分離に
より、上澄を回収しこれに0.06 WLtの溶液■(
20%ポリエチレングリコール# 6000−2 M 
 NaC4)を加え攪拌し、0°Cで60分間保持した
。遠心分離で沈殿を回収後、TIC溶液に溶解した。こ
のDNA溶液にH1nc n制限酵素を作用させ、アガ
ロース電気泳動を行いプラスミドDNAがH4nc 3
1で切断されるかどうかを調べた。その結果約4kbの
DNAを含み、HincIIで切断されないプラスミド
が得られた。これをpAHlと命名した。
(4) H1nc II修飾酵素遺伝子を含有するDN
A断片の調製と塩基配列の決定 pAHI DNAを適当量の制限酵素EcoRV及びS
ph rで消化して得られたDNA断片2μ2を、T+
 DNAポリメラーゼIUと、緩衝液(67mM)リ 
ヌ HCI   (pH8,8)   −6,7mM 
 MgC:lx  −I  QmM  2−メルカプト
エタノ−A/−0,01%BSA −0,33mM (
LNTP )中、37°Cで5分間反応させ、5phl
で切断された切口を平滑末端にした。フェノール処理及
びエタノール沈殿を行いDNAを回収した後、Sma 
I制限酵素で開裂させ、脱リン酸化したプラスミドベク
ターpU(1! 119の10μψと、TイDNAリガ
ーゼ700Uを用い結合させた。こうして得られたDN
Aを大腸菌、7M109株に形質転換し、アンピシリン
100μ?/鮮を含むL寒天培地に塗布した。37°C
で生育したコロニを分離し、プラスミドの解析を行った
。アンピシリン耐性株を100μf/rntのアンピシ
リンを含む211tのL培地で37°C116時間培養
したのち、集菌しくJで述べたと同じ方法で1ラスミド
DNAを調製した。このプラスミドDNAにH1nc 
If制限酵素を作用させ、アガロース電気泳動を行いプ
ラスミドDNAがH1nc nで切断されるか否かを調
べた。H1nc IIで切断されなかったプラスミドD
NAに次に、制限酵素Sa/ Iを作用させ切断される
か否かを調べた。H1nc II修飾酵素は、5’ G
TPyPuAO3’の認識配列のうち、5塩基目の人を
メチル化する。一方Sd I制限酵素は、5’ GTC
GAC3’を詔詭し切断するが、5塩基目の人がメチル
化されていると切断できない。
H1nc IIで切断されなかったプラスミドDNAは
、Sa/ Iでも切断されなかった。そこで、ここで得
られた約4kbのEcoRV ・Sph I DNA断
片を種々の制限酵素で切断し、メツシングらのM13ジ
デオキシシークエンス(dideoxy 5equen
ce)法(メソツズ イン エンザイモロジー(Met
hods in Enzymology )第1018
、第20!(1985年))に従いシーフェンス解析を
行った。すなわち、4kb EcoRV @ Sph 
I DNA断片を種々の制限酵素で切断して得られた断
片を、マルチクローニングサイト中の適当な制限酵素で
開裂したH13.mp19に結合し、大腸菌JM 10
9株に形質感染させる。得られたファージプラークを’
l、 Q W/の2YT(バクトドリプトン161、酵
母エキヌ8ψ、Nap/ 5P/ l 1pH7,2)
で培養し、1本鎖DNAを回収し、シーフェンス解析を
行った。このようにEcoRV・sph r DNA断
片の全塩基配列を明らかにした。
(5H1nclI制限酵素タンパクのN末アミノ酸配列
の決定 次に1ine II制限酵素遺伝子を検索するために、
マツダイラ/Matsudaira )の方法〔ザ ジ
ャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー(Th
e journal of Biological C
hemistry )第262巻、第10035頁(1
987年)〕でH1ncII制限酵素タンパクのN末ア
ミノ酸配列を決定した。発明者らは、既にHlhc菌よ
り精製されたH1nc II制限酵素タンパクをSDS
電気泳動に供したi 、PVDEメンブフンに移し、ブ
ロモフェノールブルーにより染色し、7%酢酸アンモニ
ウムメタノールで脱色した。H1nc IIタンパクの
部分を切りとり、アミノ酸シークエンサーに供しエドマ
ン分解により、アミノ酸配列を決定した(第1表)。
第    1    表 Asn−3er−工fe−Letl−工fe−G/y−
GI!n−Lys−’Va/−Lys−Arg−Pro
−Lys−8er−Gly−Thr−Leu−5er−
G/y−Hls−AI!a− その結果、4)で得られたEcoRV・Sph I断片
には、Hlhc II修飾酵素遺伝子及びその下流にH
1nc II制御限酵素遺伝子の一部が含まれることが
明らかとなった。
(■Hone II制限・修飾酵素遺伝子を含有するD
NA断片の調製 そこで、(滲で得られたEcoRV・Sph I断片よ
りHlnc [制限酵素遺伝子の一部を含む5au3A
I断片を、適当量の!9au3A  Iで消化して調製
しこれをグローブとして、(1)で得られたH1nc菌
染色体DNAを種々の制限酵素で完全分解し、サザンハ
イプリダイゼーションを行った。その結果、Hlno 
n修飾酵素遺伝子に加えて、制限酵素遺伝子も含有され
ると予想される大きさのDNA断片が、Hlndn[断
片の中に認められた。それ故この)(ind m断片を
調製し、HlncL [1制限酵素で開裂したpBR3
22ベクターに結合した。こうして得られたプラスミド
DNAを大腸菌HB 101株に形質転換した。(3)
で述べたと同じ方法でプラスミドDNAを調製し、H1
ncII制限酵素を作用させアガロース電気泳動を行い
、プラスミドDNAがHln(! nで切断されるか否
かを調べた。Hlnc IIで切断されなかったプラス
ミドDNAを持つ組換え体大腸菌の制限酵素活性をファ
ージ感染に対する耐性の獲得の有無で試験した。すなわ
ち、組換え体をアンピシリン100μf/atマルトー
ス0.4%を含む2Il!tのL培地で37°C116
時間培養し、これに適当に希釈したピルレントラムダフ
ァージを加え、37℃、20分間保持し吸着させた後、
50°Cに保温しておいた0、 7%寒天、マルトース
0.4%を含むL軟寒天培地を加え、アンピシリン10
0μfP/mlを含むL寒天培地に流し、寒天を固化さ
せた。対照としてプラスミドを保持しない大腸菌HBI
OI株を、04%マルトースを含むL培地で培養したも
のを用い、同様にピルシフトヲムダファージを感染させ
たものを用いた。試験菌、対照菌ともに37°Cで一晩
保持した後、プレート上のプラーク数を測定した。この
様にして調べた結果、制限・修飾酵素遺伝子をコードす
るDNA断片、2,8kbH1ndI[[断片を持つ組
換え体プラスミドpAH2が得られた。本プラスミドを
保有する組換え体は、Escherichia col
i H13101/ pAH2と命名した。
(7) Hlnc II制限酵素遺伝子の塩基配列(6
)で得られたHlndI[DNA断片を、(4で述べた
のと同様に、種々の制限酵素で切断し、M13ジデオキ
シシークエンス法に従いシーフェンス解析を行った。こ
の様にして第1図に示すようなHlnc II制限・修
飾酵素遺伝子をコードする2、8kb H1n4n[D
NA断片の全塩基配列を明らかにした。即ち第1図はH
lnc I[制限・修飾酵素遺伝子のDNA配列及びア
ミノ酸配列を示す図である。
(8) Hlnc n制限・修飾酵素タンパクを生産す
る大腸菌の創製とその生産 Hlnc If制限酵素タンパク並びに修飾酵素タンパ
クの両者を同時に生産する大腸菌を以下に示す方法で創
製した。この大腸菌には修飾酵素遺伝子と制限酵素遺伝
子をそれぞれ独立に挿入された二つのプラスミドと、制
限酵素遺伝子の発現を調節するプラスミドを保持させた
8−1.修飾酵素遺伝子を含有するプラスミドの作製 修飾酵素遺伝子の上流には発現を調節していると思われ
る回文構造が存在するため、これを除去するために以下
の操作を行った。(4)で得られたEcoRV 5sp
h I断片を制限酵素At&Iで切断し、HlnOn修
飾酵素遺伝子を含む1.8kbのAf&I断片を調製し
、SmIL工制限酵素で開裂した])Uo 19ベクタ
ーに結合した。このプラスミド15μ?をベクター上の
マルチクローニング部位に存在するBamHI 、 S
ph I両制限酵素部位で開裂した。開裂したDNAに
エキソヌクレアーゼm180Uを加え、60plの緩衝
液(50mMトリ)Hot  (pH8,0)  −1
00mMNaC/ −10mM 2−メルカプトエタノ
ール〕中、37°Cで反応を行う。反応液10μlを適
当時間ごとに分取し、60μlのマングビーンヌクレア
ーゼ緩衝液(60mM酢酸ナトリウム(pH5,0) 
 −100mMN!LC/ −2mM酢酸亜鉛−20%
グリセロール〕に加、する。65°C,5分間加熱しエ
キソヌクレア−セl[を失活させた後、マングビーンヌ
クレアーゼ50Uを加え、37°Cで30分間反応を行
う。こうして得られたBamHI部位から削られた種々
の長さを持つDNA断片をT、 DNA  リガーゼを
用いて再度環状化させ、大腸菌JM109株を形質転換
した。アンピシリン100μ汁1を含むL寒天培地に塗
布し、37°Cで生育したコロニーを分離し、プラスミ
ドの調製及び解析を行った。その結果、回文構造の除去
されたグラスミドが得られ、これをpU(! −M、 
Hc 13と命名した。次に、このグラスミドpUo 
−M、Hcl 3をPvu II制限酵素で切断し、1
,9kbのPvu If断片を調製した。KcoRV制
限酵素で開裂し脱リン酸化したpAcYo 184ベク
ターにこの断片を結合し、得られたプラスミドをpkH
−M、、 Ha と命名した。
8−2制限酵素遺伝子を含有するプラスミドの作製とそ
の発現調節 (6)で調製したpAH2プラスミドを適当量のBsp
HI制限酵素で消化して得られたHlnc U制限酵素
遺伝子を含むDNA断片を(4で述べたと同様にT、D
NAポリメラーゼを用いて平滑末端にした後、Hlnd
 m制限酵素により消化し、B81)HI  (blu
nt ended ) @ Hlnd III断片Q、
 9 kbを調製した。
次に、pPL −1&mbdaプラスミドをEcoRI
 、 Hpa 1両制限酵素で消化し、PLプロモータ
ーを含むEaoRI * Hpa I断片0,5kbを
調製した。EcoRLHlnd 11両制限酵素で開裂
したTIBR322ベクターにこの二つの断片を結合し
、得られたグラスミドをpAH−R,Ha と命名した
。このグラスミドpAH−R,Haの発現を調整するた
めに、ラムダファージのCl5syタンパク及びNタン
パクを用いる系とした。したがって、両タンパクをコー
ドする遺伝子を持つ1)NT 203プフスミドを同時
に形質転換した。
3−3. Wine If制限・修飾酵素タンパクの生
産8−2.で得られた二つのプラスミドpAH−M。
Hc 、 pAH−R,Ha及びpNT 203ブヲス
ミドを大腸菌RR1株に形質転換し、アンピシリン10
0μf /ynl 、テトラサイクリン15μP/mt
、クロヲムフエニコール30μf/w+tを含むL寒天
培地に塗布し、30°Cで生育したコロニーを分離し、
プラスミドを調製し解析した。次に、これら3種のプラ
スミドを大腸菌RR1株に導入した。これら三つのグラ
スミドを導入した大腸菌はEscherichia c
oli RR1/ pAH−Hlncと表示され工業技
術院微生物工業技術研究所に、微工研菌寄第11233
号(FEBM P−11233)として寄託されている
本菌株によるHlnc II制限・修飾酵素の生産方法
を以下に示す。前記大腸菌をアンピシリン100μ?/
耐テトラサイクリン、15μt/wttクロラムフェニ
コール、30μ汁1を含02 tut (7)L培地に
接種し、30°Cで16時間前培養した。
これをアンピシリン100μf / m/ 、テトラサ
イクリン15μf / at 、クロラムフェニコール
30Bf//mt、 工PTG (イソプロピル−1−
千オーβ−D−ガラクトビヲノシド)2mM全含む10
0xtのL培地に移し、30°Cで約3時間培養した後
、42°Cで15分間培養し、更に37°Cで3時間培
養した。集菌後、1.2屑tの10mM2−メルカプト
エタノール−0,15%トリトンx−100を含む20
1111M!Jン酸カリウム緩衝液(pa7.5)に懸
濁し、超音波処理で菌を破砕し、15000rpmで3
0分間遠心し、上澄を回収する。上澄の活性を測定した
ところ、H1ncII制限酵素が150000、修飾酵
素が5000U生産されていた。
マタ、両酵素は、ホスホセルロース、DΣAl−セルロ
ース、ヘパリンセファロース、セファデックスG−10
0等のクロマトグラフィーで分離でき、それぞれ単一な
酵素として精製可能である。
実施例 2 Hlnc II修飾酵素遺伝子が組み込まれたグラスミ
ドを導入した大腸菌によるHlnc n修飾酵素の生産 Hlnc IF修飾酵素遺伝子を組込んだプラスミドP
AH−M、 Hcは、〔実施例1)(8)に示した様に
して作製した。このプラスミドpAH−M、 Haのみ
を導入した大腸菌(Escherichia coli
 RR1/ pA)J −M、 Hc)によるHlnc
 II修飾酵素の生産方法を以下に示す。前記大腸菌を
クロラムフエニズ1■ C(つ3) MetSerPhe11eLysProlleTyrG
1nAspHeAsnSerlle2063    T
丁AATCGGGCAAAAAG丁GAAACG丁CC
T^^ATCAGGTACTCTGTCAGGT15 
 LeulleG1yG1nLysValLysArz
ProLysSerG1yThrLeuSerG1y2
111CATGCTGCAGGGGAACCATTTG
AA^^ATTAG丁AT^丁AAGTTTTTG^^
^31    HisA]a^1aG1yG1uPro
PheG1uLysLeuVa1丁yrLysPheL
euLys2159    GAAAACCTGTCA
GATTTAACAT丁TAAGC^^TATG^^T
ATCTTAA丁GA丁47    G1uAsnLe
uSerAspLeuThrPheLysG1n丁yr
G1u丁yrLeuAsnAsp2207    TT
ATTTATGAAGAACCCTGCGATA^丁T
GGACA丁GAAGCTAGAT^丁A^^53  
 16uph6MetLysAsnPro^1alle
lleG1yHisGluA1aAr(TyrLys2
255    TTATT丁^ATTCTCCAAC^
丁TGC丁TTTTTTGTT^^GT^GAGGT^
^AGCT79LeuPheAsnSerProThr
LeuLeuPheLeuLeuSer^rHGlyL
ys^1a2303    GC^^C丁GAA^^T
TGGAGCA丁AG^^^^TTTATT丁GAGG
AGAAACA^^^T95   ^]aThrG1u
AsnTrpser11eG1uAsnLeuPheG
luG1uLysG1nAsn11 AspThrAl aAsp II eLeu Leu
 Val LysAs pGl n PheTyrGl
 u LeuLe u43 11eSerA1aTyrLysLeu^1aG1nT
hrCysA1aLysMet11eAspAsn49
5 59 AAAGAATTTGATTTATTTGATATTA
 A TTA TTTAGA A GTAGACTCG
GA ALysGl u PheAs pLeu Ph
eAsp 11eAs nTyrLeuGl u Va
l A spS e rGl u91 PheLysSe rGl u ProSerGlu 
LeuTy rI 1 eAs nTrp A la 
Ala Al age t2639   CAAATT
CAGTTTCATGTAAGAGATTTAGATC
AGGGGTTTAATGGAACT207  G1n
11eG1nPhe)IisValArgAspLeu
AspG1nG1yPheAsnGlyThr687 23 A GAGAA GA ATGGGCA AA A T
CTTATCTAA A A CATTTTGTTAC
TCA AGCAArgG1uG1uTrpAlaLy
sSerTyrLeuLysHisPheValThr
GlnAla735 39 GAGCAA A GAGCCATA TCTATGA
 TAGATA AGTTTGTTA AGCCA T
TTA AGGluGln ArgAla II eS
erMet 11eAs pLysPhe Va l 
Lys P roPheLys783 55 ^AATATATACTTTAGTTTCAAGTTC
AAAAGATATTATAAGCTTLysTyrI
leLeuu本

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、組換え体により生産される純化されたHincII制
    限酵素。 2、HincII制限・修飾系酵素遺伝子。 3、HincII制限・修飾系酵素遺伝子が組み込まれた
    プラスミドを保有する微生物を培養し、培養物よりHi
    ncII制限酵素及び/又は修飾酵素を採取することを特
    徴とするHincII制限酵素及び/又は修飾酵素の製造
    方法。
JP2042892A 1990-02-23 1990-02-23 Hinc2制限・修飾系酵素遺伝子及び製造方法 Pending JPH03247279A (ja)

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