JPH0349685A - Novel dna chain and its use - Google Patents

Novel dna chain and its use

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JPH0349685A
JPH0349685A JP1185054A JP18505489A JPH0349685A JP H0349685 A JPH0349685 A JP H0349685A JP 1185054 A JP1185054 A JP 1185054A JP 18505489 A JP18505489 A JP 18505489A JP H0349685 A JPH0349685 A JP H0349685A
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JP
Japan
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polypeptide
dna
dna chain
amino acid
desired protein
Prior art date
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JP1185054A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Tokugawa
徳川 和久
Katsumi Nakamura
克己 中村
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Kirin Brewery Co Ltd
Original Assignee
Kirin Brewery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject DNA chain capable of extracellular secretion of an useful biologically active substance, etc., by a host bacterium by making the DNA chain a base sequence capable of coding a polypeptide having a specified amino acid sequence. CONSTITUTION:A DNA chain containing a base sequence capable of coding a polypeptide having an amino acid sequence from A to B shown in the figure. The above-mentioned DNA chain is obtained, e.g. by chemical synthesis of a part or more of the chain according to the nucleic acid synthetic method. The extracellular secretion of a desired protein or polypeptide is carried out by transforming a host bacterium using a DNA chain containing a fragment capable of coding a signal sequence for permeation through the endomembrane of the host bacterium and another fragment capable of coding an amino acid sequence of the desired protein or polypeptide and a DNA chain having the above-mentioned base sequence and culturing the resultant transformant in order to make the transformant secrete the desired protein or polypeptide into the culture medium.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 く技術分野〉 本発明は、有用生理活性物質等の細菌宿主による菌体外
分泌生産を可能にする新規なDNA鎖およびこのDNA
鎖を用いた有用生理活性物質の分泌生産法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Background of the Invention] Technical Field The present invention relates to a novel DNA strand that enables extracellular secretion production of useful physiologically active substances by a bacterial host, and
This paper relates to secretory production methods of useful physiologically active substances using chains.

く先行技術〉 現在、組替えDNA技術によって遺伝子T学的に有用生
理活性物質を生産する際に、宿主微生物に該生理活性物
質を分泌生産させるための方法が種々考案されている。
Prior Art At present, various methods have been devised for producing genetically useful physiologically active substances using recombinant DNA technology, by causing host microorganisms to secrete and produce the physiologically active substances.

特に、大腸菌等を宿主とする場合には、遺伝子産物に大
腸菌の内膜を透過させるために各種のシグナル配列を利
用する試みがなされているが(特開昭61−37099
、特開昭61−135599、特開昭61−14908
9、特開昭61−282084、特開昭62−5508
7および特開昭62−151193号各公報参jj40
、多くの場合遺伝子産物はべりプラズム画分にとどまり
、完全な菌体外分泌が達成される例はまれである。ペリ
ブラズム画分の遺伝子産物に外膜を透過させるためには
、大腸菌のコリシン遺伝子鮮の一つであるkil遺伝子
を利用する方法が考えられている(特開昭61−158
790号公報、日本農芸化学会誌62巻、11号、16
19−1628頁、1988)。kil遺伝子の完全な
発現は、宿主に致死的効果を及ぼすことが知られており
、耐性変異株の取得が試みられている(特開昭63−2
02375号公%l)。
In particular, when using Escherichia coli as a host, attempts have been made to use various signal sequences to allow the gene product to penetrate the inner membrane of Escherichia coli (Japanese Patent Laid-Open No. 61-37099).
, JP 61-135599, JP 61-14908
9, JP 61-282084, JP 62-5508
7 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-151193 jj40
In most cases, the gene product remains in the periplasmic fraction, and complete extracellular secretion is rarely achieved. In order to allow the gene products of the periplasmic fraction to permeate the outer membrane, a method has been considered that utilizes the kil gene, which is one of the colicin genes of Escherichia coli (Japanese Patent Application Laid-Open No. 158-1581).
Publication No. 790, Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, Volume 62, No. 11, 16
19-1628, 1988). It is known that complete expression of the kil gene has a lethal effect on the host, and attempts have been made to obtain resistant mutant strains (Japanese Patent Laid-Open No. 63-2
No. 02375).

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

く要 旨〉 本発明は、細菌宿主が生産する蛋白質もしくはポリペプ
チドを菌体外に分泌する能力を与えるような新規のDN
A鎖を提供すること、およびこのD N A #jlを
用いて所望の蛋白質もしくはポリペプチドを菌体外(培
地中)に分泌させる所望の蛋白質もしくはポリペプチド
の分泌生産法を堤供することを目的とし、大腸菌等の細
菌宿主に対して遺伝子産物の菌体外分泌生産を促進する
因子を広く(NCI8 11038)由来のDNA断片
がこの目的を可能とすることを見出し、この知見をもと
に本発明を完或するに至った。
Abstract: The present invention provides a novel DNA that provides the ability to secrete proteins or polypeptides produced by a bacterial host to the outside of the bacterial cell.
The purpose is to provide A chain and to provide a method for secretory production of a desired protein or polypeptide using this DNA #jl to secrete the desired protein or polypeptide outside the bacterial cell (into the medium). We have discovered that a DNA fragment derived from a factor that promotes the exocrine production of gene products in bacterial hosts such as Escherichia coli (NCI8 11038) can achieve this purpose, and based on this knowledge, we have developed the present invention. has been completed.

すなわち、本発明によるDNA鎖は、アミノ酸配列が実
質的に第1図に示されているAからBまでのものである
ポリペプチドをコードする塩基配列を有すること、を特
徴とするものである。
That is, the DNA chain according to the present invention is characterized in that it has a base sequence encoding a polypeptide whose amino acid sequence is substantially from A to B shown in FIG.

また、本発明による所望の蛋白質もしくはポリペプチド
の分泌生産法は、宿主細菌細胞の内股透過のためのシグ
ナル配列をコードする部分および所望の蛋白質もしくは
ポリペプチドのアミノ酸配列をコードする部分を含むD
 N A fl、ならびに請求項1記載のDNAviに
より宿主細曲を形質転換し、該形質転換体を培養するこ
とにより所望の蛋白質もしくはポリペプチドを培地中に
分l必させること、を特徴とするものである。
In addition, the method for secretory production of a desired protein or polypeptide according to the present invention provides a D
A method characterized in that a desired protein or polypeptide is distributed into a medium by transforming a host cell with N A fl and the DNAvi according to claim 1 and culturing the transformant. It is.

〈効 果〉 本発明によるDNA鎖は、これを細菌中て允現させるこ
とにより、宿主細菌のべリプラズム蛋白質を菌体外に分
泌生産させることができる。
<Effects> By expressing the DNA chain of the present invention in a bacterium, it is possible to secrete and produce veliplasm proteins of the host bacterium outside the bacterium.

従って、本発明DNA鎖および有用生理活性物質の遺伝
子(宿主細菌細胞の内膜透過のためのシグナル配列をコ
ードする部分を備えたもの)を、細菌宿主中で発現させ
ることにより、従来細曲細胞のべリブラズムまでは分泌
されても菌体外にほとんどあるいは少量しか分泌される
ことがなかった所望の種々の有用生理活性物質も、菌体
外に分泌生産されるようになり、これらの生理活性物質
を培養液中に得ることが可能となる。
Therefore, by expressing the DNA strand of the present invention and the gene of a useful physiologically active substance (comprising a portion encoding a signal sequence for permeation of the inner membrane of the host bacterial cell) in a bacterial host, it is possible to Various desired and useful physiologically active substances, which were secreted only in small amounts or in small amounts outside the bacterial cells, are now secreted and produced outside the bacterial cells, and these physiological activities It becomes possible to obtain substances in the culture medium.

〔発明の具体的説明〕[Specific description of the invention]

DNA鎖 く本発明DNA鎖〉 本発明によるDNA鎖は、アミノ酸配列が丈質的にml
図に示されているAからBまでのものであるポリペプチ
ドをコードする塩基配列を有するものであり、本発明D
NAfiの遺伝子発現産物は、宿主細菌細胞においてベ
リプラズムまで分泌されたタンパク質の菌体外への分泌
促進作用(以後、菌体外分泌促進作用ともいう)を有し
ている。
DNA strand of the present invention> The DNA strand of the present invention has an amino acid sequence of ml in length.
It has a base sequence encoding a polypeptide from A to B shown in the figure, and the present invention D
The gene expression product of NAfi has the effect of promoting the secretion of proteins secreted to the veliplasm from the host bacterial cell to the outside of the bacterial cell (hereinafter also referred to as the effect of promoting extracellular secretion).

ここでrDNA鎖」とは、ある長さを有するボリデオキ
シリボ核酸鎖を意味するものである。そして、本発明で
は、このrDNA鎖」は、それがコードするポリペプチ
ドのアミノ酸配列によって特定されているところ、この
ポリペプチドは上記のように有限の長さのものであるか
ら、このDNA鎖も有限の長さである。しかし、このD
NA鎖は、上記菌体外分泌促進作用を有するポリペプチ
ドをコードする遺伝子を含んでいてこの遺伝子の発現が
菌体外分泌促進に有用なものであるところ、この有限の
長さのD N A Miのみによってこの遺伝子が発現
するわけではなく、その5′−側上流および(または)
3′ 〜側下流に適当な長さのDNA鎖が結合した状態
でこの遺伝子の発現が可能となる訳である。従って、本
発明で「DNA鎖」というときは、この特定の長さのも
の(第1図の対応アミノ酸配列でいえば、A−8の長さ
)の外にこの特定の長さのD N A 給を構成員とす
る鎖状または環状D N A 饋の形態にあるものを包
含するものとする。
Here, the term "rDNA chain" refers to a polydeoxyribonucleic acid chain having a certain length. In the present invention, this rDNA chain is specified by the amino acid sequence of the polypeptide it encodes, and since this polypeptide has a finite length as described above, this DNA chain also It is of finite length. However, this D
The NA chain contains a gene encoding a polypeptide having the above-mentioned effect of promoting extracellular secretion, and the expression of this gene is useful for promoting extracellular secretion. This gene is not expressed by its 5'-upstream and/or
This gene can be expressed in a state in which a DNA chain of an appropriate length is bound to the 3' and downstream sides. Therefore, when referring to a "DNA chain" in the present invention, in addition to a DNA chain of this specific length (in terms of the corresponding amino acid sequence in FIG. 1, the length is A-8), a DNA chain of this specific length is also used. It shall include those in the form of a chain or cyclic DNA containing A as a member.

本発明によるDNA鎖の存在形態のうち代表的なものは
、このDNA鎖を構或員の一部とするプラスミドの形態
ならびにプラスミドとして細菌、特に大腸菌、中に存在
する形態、である。本発明によるDNA鎖の好ましい存
在形態の一つとしてのブラスミドは、パッセンジャーな
いし外来遺伝子としての本発明のDNA鎖と、細菌中で
安定に存在して複製可能なプラスミドベクターとプロモ
ーターとを一体に結合させたものである。プラスミドベ
クターおよびプロモーターとしては公知のものを適宜組
み合わせて用いることができる。適当なプラスミドベク
ターおよびプロモーターとしては、後記したところを参
照されたい。
Typical forms of the DNA strand according to the present invention include a plasmid in which the DNA strand is a part of its structure, and a plasmid existing in bacteria, particularly Escherichia coli. A plasmid, which is one of the preferable forms of existence of the DNA strand according to the present invention, is a combination of the DNA strand of the present invention as a passenger or foreign gene, a plasmid vector and a promoter that stably exists and can be replicated in bacteria. This is what I did. Known plasmid vectors and promoters can be used in appropriate combinations. See below for suitable plasmid vectors and promoters.

くこの遺伝子がコードするポリペプチド〉上記のように
、本発明によるD N A jflは、これがコードす
るアミノ酸配列によって特定されている。このポリペプ
チドは、宿主細菌細胞のべリプラズムタンパク質の菌体
外分泌促進作用を灯していて、アミノ酸配列が実質的に
第1図に示されているアミノ酸配列のうちAからBまで
のものである。ここで「アミノ酸配列が実質的に第1図
に示されているアミノ酸配列のうちAからBまでのもの
」ということは、このペブチドが該分泌促進作用を有す
る限りアミノ酸のいくつかについて欠失、置換、付加な
どがあってもよいことを示すものである。
Polypeptide Encoded by the Cucumber Gene> As mentioned above, the DNA jfl according to the present invention is specified by the amino acid sequence encoded by it. This polypeptide is responsible for promoting the extracellular secretion of veliplasm proteins in host bacterial cells, and its amino acid sequence is substantially the same as those from A to B among the amino acid sequences shown in Figure 1. be. Here, "the amino acid sequence is substantially the one from A to B among the amino acid sequences shown in Figure 1" means that as long as this peptide has the secretion-promoting effect, some of the amino acids are deleted, This indicates that substitution, addition, etc. may occur.

本発明での典型的な菌体外分泌促進作用を6゛するポリ
ペプチドは、第1図のアミノ酸配列のうちAからBのも
のであって、76個のアミノ酸からなるものであり、従
来そのアミノ酸配列は知られていなかったものである。
The polypeptide of the present invention that exhibits a typical extracellular secretion-promoting action consists of the amino acid sequences A to B in FIG. 1, and consists of 76 amino acids. The arrangement was unknown.

なお、本発明において菌体外分泌促進が起こる機構は明
らかではないが、少なくとも、AからBのアミノ酸配列
のポリペプチドが発現すれば曲体外分泌促進が起こると
言える(後記参考丈験例参照〉。
Although the mechanism by which the promotion of extracellular secretion occurs in the present invention is not clear, it can be said that at least the promotion of extracellular secretion occurs when the polypeptide having the amino acid sequence from A to B is expressed (see reference experimental examples below).

<DNA鎖の塩基配列〉 本発明DNA鎖は、第1図のA−Hの塩基配列を持つも
のまたはその縮重異性体並びに上記のような菌体外分泌
促進作用を有するポリペプチドのアミノ酸配列の変化に
対応する塩基配列を持つものまたはその縮重異性体、で
ある。ここで「縮重異性体」とは、縮重コドンにおいて
のみ異なっている同一のポリペプチドをコードすること
のできるDNA鎖を意味する。たとえば第1図のA−8
の塩基配列を持つDNA鎖に対して、そのアミノ酸のど
れかに対応するコドンたとえばC一末端から2番目のE
に対応するコドン(GAG)が、これと縮重関係にある
たとえば(GAA)に変わったものを本発明では縮重異
性体と呼ぶものとする。
<Base sequence of DNA strand> The DNA strand of the present invention has the nucleotide sequence A to H in FIG. These are those with a base sequence that corresponds to the change, or their degenerate isomers. As used herein, "degenerate isomer" refers to DNA strands capable of encoding the same polypeptide that differ only in degenerate codons. For example, A-8 in Figure 1
For a DNA chain with a base sequence of
In the present invention, those in which the codon corresponding to (GAG) is changed to (GAA), which has a degenerate relationship with this, are referred to as degenerate isomers.

本発明によるDNA鎖の好ましい具体例は、3′−末端
に接して停止コドン(例えばTAA)を少なくとも1個
を持つものである。さらに、本発明の5′ 一側上流お
よび(または)3′ 一側下流には、非翻訳領域として
のDNA鎖(3′ 一側下流の最初の部分は、TAAの
ような停ILコドンであることがふつうである)がある
長さで続いていてもよい。
A preferred embodiment of the DNA strand according to the invention is one having at least one stop codon (eg TAA) adjacent to its 3'-end. Furthermore, the 5' side upstream and/or 3' side downstream of the present invention includes a DNA strand as an untranslated region (the first part of the 3' side downstream is a stop IL codon such as TAA). ) may continue for a certain length.

なお、第1図に示したDNA鎖の塩基配列は、Achr
omobactor  lophagus(NCIB 
11038)より分離した菌体外分泌促進作用を有する
ポリペプチドをコードする遺伝子について、ダイデオキ
シ法によって決定したものである。
The base sequence of the DNA strand shown in Figure 1 is Achr
omobacter lophagus (NCIB
11038) was determined by the dideoxy method for a gene encoding a polypeptide having an effect of promoting extracellular secretion.

<DNA鎖の取得〉 本発明によるDNA鎖、すなわち上記菌体外分泌促進作
用を有するポリペプチドのアミノ酸配列をコードする塩
基配列を有するD N A 消を取iリする一つの手段
は、核酸合戊の方広に従ってその消長の少なくとも一部
を化学含戊することである。
<Obtaining a DNA chain> One means of obtaining a DNA chain according to the present invention, that is, a DNA chain having a base sequence encoding the amino acid sequence of the polypeptide having the above-mentioned extracellular secretion-promoting effect, is by nucleic acid synthesis. The aim is to chemically contain at least a part of its growth and development according to its direction.

^chrosobaetor  Iophagus(N
CIB 11038)の東位体遺伝子のライブラリーか
ら逍U−1’−上学の分!1lfで慣用されている方法
、例えば適当なブローブによるハイブリダイゼイション
注、により取得することもできるが、結合アミノ酸が7
6個であるということを考えれば、化学合成法のみで全
合成する方が簡単である。
^chrosobaetor Iophagus (N
CIB 11038) from the eastern body gene library, U-1'-Kamigaku's part! It can also be obtained by a method commonly used for 1lf, such as hybridization with an appropriate probe, but if the bound amino acid is 7
Considering that there are six elements, it is easier to synthesize the total by chemical synthesis only.

本発明DNA鎖の用途 本発明によるDNA鎖は、この遺伝子を細菌中で有用生
理活性物質の遺伝子(宿主細菌細胞の西膜透過のための
シグナル配列コードする部分を備えたもの)と共に発現
させることにより、訓菌による該生理活性物質の菌体外
分泌生産が可能であり、種々の有用生理活性物質の菌体
外分泌中産に適している。
Uses of the DNA strand of the present invention The DNA strand of the present invention can be used to express this gene in bacteria together with a gene for a useful physiologically active substance (having a portion encoding a signal sequence for permeation of the western membrane of host bacterial cells). This enables the exocrine production of the physiologically active substance by cultivating the bacteria, and is suitable for the exocrine production of various useful physiologically active substances.

所望の蛋白質もしくはポリペプチドの分泌生産法く概 
要〉 本発明による所望の蛋白質もしくはポリペプチドの分泌
生産法は、宿主細菌細胞の内膜透過のためのシグナル配
列をコードする部分および所望の蛋白質もしくはポリペ
プチドのアミノ酸配列をコードする部分を含むDNA鎖
、ならびに請求項1記載のDNA鎖により宿主細菌を形
質転換し、該形質転換体を培養することにより所望の蛋
白質もしくはポリペプチドを培地中に分泌させること、
を特徴とするものであることは前記したところである。
Outline of secretory production method for desired protein or polypeptide
Essential> The method for secretory production of a desired protein or polypeptide according to the present invention uses a DNA containing a portion encoding a signal sequence for permeation through the inner membrane of a host bacterial cell and a portion encoding the amino acid sequence of the desired protein or polypeptide. transforming a host bacterium with the DNA chain and the DNA chain according to claim 1, and culturing the transformant to secrete the desired protein or polypeptide into the medium;
As mentioned above, it is characterized by the following.

具体的には、例えば、 ■ 上記のシグナル配列をコードする部分及び所望の蛋
白質もしくはポリペプチドをコードする部分を含むDN
A鎖 並びに ■ 本発明DNA鎖 の両者を一つの発現ベクターに揮人した組換えDNAを
作成し、これにより細菌宿主を形質転換し、この形質転
換体を適当な条件で培養することにより、所望の蛋白質
もしくはポリペプチドを培養液中に分泌生産させること
ができる。また、上記■のDNA鎖及び■の本発明DN
A鎖を、宿主細菌中で共存可能な別の発現ベクターにそ
れぞれ挿入し、両ベクターにより細菌宿主を形質転換し
てもよい。さらに、上記■のDNA鎖、■の本発明DN
A鎖の一方あるいは両方を、宿主細菌細胞の染色体に組
み込んで発現させてもよい。
Specifically, for example, (1) a DNA containing a portion encoding the above-mentioned signal sequence and a portion encoding a desired protein or polypeptide;
By creating a recombinant DNA in which both the A chain and the DNA strand of the present invention are incorporated into one expression vector, transforming a bacterial host with this, and culturing this transformant under appropriate conditions, the desired result can be obtained. The protein or polypeptide can be secreted into the culture solution. In addition, the above DNA strand (■) and the present invention DNA (■)
The A chain may be inserted into separate expression vectors that are compatible in the host bacterium, and both vectors may be used to transform the bacterial host. Furthermore, the above DNA strand (■), the present invention DNA (■)
One or both of the A chains may be integrated into the chromosome of the host bacterial cell and expressed.

く発現ベクターの構築〉 (1)宿主細菌細胞の内膜透過のためのシグナル配列を
コードする部分及び所望の蛋白質もし《はボリペブチド
のアミノ酸配列をコードする部分を含むDNA鎖 分泌蛋白質や、膜内在性蛋白質においては、N末端部位
に細胞膜透過のために必要なシグナル配列が存在するこ
とが一般に知られている。シグナル配列は細胞膜透過の
際に特異的な酵素によって切断され、成熟蛋白質が生じ
ることがわかっている。
Construction of an expression vector (1) A DNA chain containing a portion encoding a signal sequence for permeation of the inner membrane of the host bacterial cell and a desired protein, or a portion encoding the amino acid sequence of voripeptide It is generally known that a signal sequence necessary for cell membrane permeation exists in the N-terminal region of sexual proteins. It is known that the signal sequence is cleaved by a specific enzyme during cell membrane permeation to produce a mature protein.

本発明において、前記■D N A l’lは、宿主細
菌細胞において蛋白質の膜透過を可能とするシグナル配
列をコードするD N A #J’lと所望の蛋白質も
しくはポリペプチドをコードするDNA鎖とを含むDN
A鎖である。シグナル配列をコードする部分と所望の蛋
白質をコードする部分は読み取り砕を合せる必要がある
。また、好ましくは、シグナル配列のC末端と所望の蛋
白質のN末端との間でシグナルペプチドの切断が起こる
よう、不要な塩基配列を含まないように両部分を連結さ
せるのがよい。この場合の方法としては、合成オリゴヌ
クレオチドを用いた部位指定変異の技法により余分なヌ
クレオチドを除去する方法などが知られている。
In the present invention, the aforementioned DNA #J'l is a DNA strand that encodes a signal sequence that enables membrane permeation of a protein in a host bacterial cell and a DNA strand that encodes a desired protein or polypeptide. DN containing
It is the A chain. The part encoding the signal sequence and the part encoding the desired protein must be read at the same time. Preferably, the signal peptide is cleaved between the C-terminus of the signal sequence and the N-terminus of the desired protein, so that the two parts are linked so as not to contain unnecessary base sequences. Known methods in this case include methods for removing excess nucleotides by site-directed mutagenesis techniques using synthetic oligonucleotides.

また、近年DNA合成の技術が進歩してきており、シグ
ナル配列部分から構造遺伝子まで、すべて含成してしま
うという方法も可能である。
Furthermore, as DNA synthesis technology has advanced in recent years, it is now possible to include everything from the signal sequence portion to the structural gene.

シグナル配列としては、使用する細菌宿主において機能
するものであれば、いずれも使用ijl能である。宿主
が大腸菌の場合、例えば、大腸曲外膜蛋白質であるOm
pA (特開昭63−237790) 、OmpF (
特開昭61−282084)、ペリプラズム蛋白質であ
るアルカリフォスフ7夕一ゼ(特開昭61−37099
)などのシグナル配列の利用が可能である。
Any signal sequence can be used as long as it functions in the bacterial host used. When the host is Escherichia coli, for example, Om, which is a large intestine outer membrane protein,
pA (JP-A-63-237790), OmpF (
Japanese Patent Publication No. 61-282084), periplasmic protein alkaline phosph-7ase (Japanese Patent Publication No. 61-37099)
) and other signal sequences can be used.

所望の蛋白質もしくはポリペプチドとしては特に制限は
ないが、その由来する細胞で本来分泌されているものが
好ましい。例としては、ヒト由来の成長ホルモン、ヒト
由来のGM−CSF等があげられる。
The desired protein or polypeptide is not particularly limited, but one that is naturally secreted by the cell from which it is derived is preferred. Examples include human-derived growth hormone, human-derived GM-CSF, and the like.

(2)発現ベクターの構築 発現ベクター構築のための手順ないし方法は、分子生物
学、生物工学ないし遺伝子工学の分野において慣用され
ているものを用いればよく、例えばs T. Manl
atls, E.F.[’rlLsch. J.Saa
brookrMolecular Clonlng A
 Laboratory Manual J ,Col
d Spring llarbor Laboraio
ry.(19g2)、h(を参照することができる。
(2) Construction of expression vectors Procedures or methods for constructing expression vectors may be those commonly used in the fields of molecular biology, bioengineering, or genetic engineering, such as those described by sT. Manl
atls, E. F. ['rlLsch. J. Saa
brookrMolecular Clonlng A
Laboratory Manual J, Col.
d Spring Laboraio
ry. (19g2), h( can be referred to.

用いられるベクターの例としては、大腸曲に対してはp
BR322、pBR328のようなプラスミドベクター
、ザイモモナス属細菌に対してはpZA22 (特開昭
62−228278号公報参照)等がある。
Examples of vectors used include p for the colonic flexure.
There are plasmid vectors such as BR322 and pBR328, and pZA22 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-228278) for bacteria of the genus Zymomonas.

プロモーターの例としては、flac,Tc’CAT,
Trp,tac (以上、大腸菌用)、Tc rSCA
T (以上、ザイモモナス屈細菌用)等がある。
Examples of promoters include flac, Tc'CAT,
Trp, tac (for E. coli), Tc rSCA
T (for Zymomonas flexor), etc.

なお、前記した■DNA鎖および■の本発明DNA鎖の
両者が挿入された発現ベクターを横築する場合には、両
DNA鎖の並ぶ順序および方向は、その遺伝情報が発現
可能な状態、すなわち、宿主内で各々の遺伝子が適切に
転写、翻訳される状態、でありさえすれば、どのような
順序、どのような方向であっても構わない。また、プロ
モーターに関しては、両DNA鎖に八通して働くように
一つノフロモーターを使用してもよいし、両DNAfl
fi各々にプロモーターをつけてもよい。リポソームが
mRNAに結合するために必要な配列(大腸薗ではSD
配列)については両DNA鎖につける必要がある。
In addition, when constructing an expression vector into which both the DNA strand (1) and the DNA strand of the present invention (2) described above are inserted, the order and direction in which both DNA strands are arranged should be such that the genetic information can be expressed, i.e. As long as each gene is appropriately transcribed and translated within the host, it does not matter in what order or in what direction. In addition, regarding the promoter, one nophlomotor may be used so that it acts on both DNA strands, or both DNA fl
A promoter may be attached to each fi. The sequence necessary for liposomes to bind to mRNA (in the large intestine, SD
sequence) must be attached to both DNA strands.

く形質転換〉 宿主としては細菌、特に、ダラム陰性細菌が用いられる
。このような好ましい細菌宿主の具体例としては、例え
ば、大腸菌があげられる。
Transformation> Bacteria, especially Durum-negative bacteria, are used as hosts. A specific example of such a preferred bacterial host is, for example, E. coli.

形質転換の方法は、この分野で慣用されているものを用
いればよく、例えば、前記のMolecularClo
ning A t,aboratory Mannal
等を参照することができる。
Transformation methods that are commonly used in this field may be used; for example, the above-mentioned Molecular Clo
ning A t, laboratory manual
etc. can be referred to.

本発明のDNA鎖ならびにシグナル配列をコードする部
分および所望の蛋白質をコードする部分を含むDNA鎖
を含む発現ベクターによって形質転換した一例として、
Eschcrich1a co11 e(ioO(pA
S23)微工研条寄2505号(PIEl?M BP−
2505)が寄託されている。
As an example of transformation with an expression vector containing the DNA strand of the present invention and a DNA strand containing a portion encoding a signal sequence and a portion encoding a desired protein,
Eschcrich1a co11 e(ioO(pA
S23) PIEL?M BP-
2505) has been deposited.

く蛋白質の分泌生産〉 上記のようにして得られる形質転換体、すなわち菌体外
分泌促進作用を有するポリペプチドの遺伝子とシグナル
配列をコードする部分を備えた所望の蛋白質の遺伝子と
を含むDNA鎖によって115質転換された細菌は、こ
れを培養すれば山体外(すなわち培養液中)、に所望の
蛋白質を産生蓄積する。
Secretory production of protein> Using the transformant obtained as above, that is, a DNA strand containing a gene for a polypeptide having an extracellular secretion promoting effect and a gene for a desired protein having a portion encoding a signal sequence. If the 115-transformed bacteria are cultured, they will produce and accumulate the desired protein outside the body (that is, in the culture solution).

形質転換体の培養ないし培養条件は、使用宿主細菌に対
するそれと本質的には変わらない。また、培養液からの
所望の蛋白質の回収、精製も常法に従って行うことがで
きる。
The culture or culture conditions of the transformant are essentially the same as those for the host bacteria used. Furthermore, recovery and purification of the desired protein from the culture solution can also be carried out according to conventional methods.

く実験例〉 以下の実験例において、DNAの取り扱いは特に明示し
ない限り常法(Mania口s eL al,Mole
eu−lar Clonlng.Cold Sprin
g llarbor Laboratory(19g2
))により行なった。
Experimental Examples> In the following experimental examples, DNA was handled using conventional methods (Mania mouth, molecular, molecular, etc.) unless otherwise specified.
eu-lar Clonlng. Cold Spring
g llarbor Laboratory (19g2
)).

実験例1 : Achromobaetor由来DNA
断片の取得Aehrosobactor  1opha
gus(NCIB 1101g)の薗体を、斜面培地(
普通寒天培地、日水製)より液体培地(Bacto T
ryptonc(Dirco) 2. 0%、Baet
oYeast Extract(Dirco)0.  
5%、NaCl2. 4%、PH7。0)に植菌し、3
0℃で20時間振盪培養を行なった後、菌体を集菌し、
三浦の方法(Methods In Enzymo1o
gy.l2,pp.543−545.Acadeslc
 Press)で染色体DNAを抽出、精製した。この
染色体DNAIOμKに制限酵素EcoR1(盲酒造製
)を加え、37℃で5分、10分、20分、30分、6
0分反応させて、部分分解を行なった。一方、クローニ
ングベクターp A T 3 2 5 (Nakasu
ra at al .J.Blotcch’.3.23
9−248(1988) ) 1 u gを制眼酵素E
coRIで完全分Mした後、大腸菌アルカリ性ホスファ
ターゼ(1!酒造製)を1μl加え、65℃で1 11
f問処理した後、フェノール抽出により酊素を失活させ
た。このベクターDNAを前記の染色体DNA部分分解
物と混合し、T4ファージ由来のDNAリガーゼ(ベー
リンガー●マンハイム冫I製)によって12℃、18時
間反応を行なった。?1}られた組換えDNA混合物を
用いて、大賜菌C600株に対して形質転換を行なった
。得られた形質転換体を50μg / mlのアンピシ
リンを含む寒天培地(Bacto Tryptone(
D1fco) 1.  0%、Bac t OYeas
t Extract(Dirco)0.  5%、Na
Cl1.  096、Soluble Collage
n(SERVA) 0、5%、Sirius l?cd
(BDII) 1 5 0■/l)上に塗沫し、コロニ
ーの周囲に色素の抜けが見られるものを選抜した。この
コロニーを50μg / mlのアンビシリンを含むL
B培地(BacLo TrypLone(Dil’co
) 1%、BaetoYeast ExtracL (
Dlfco) 0. 5%、NaCl 1 9(; )
で37℃で一夜培養の後、常法によりブラスミドDNA
を単離し、プラスミドpAs20を得た。
Experimental example 1: DNA derived from Achromobaetor
Obtaining fragments of Aehrosobacter 1opha
gus (NCIB 1101g) on a slant medium (
Liquid medium (Bacto T
ryptonc (Dirco) 2. 0%, Baet
oYeast Extract (Dirco)0.
5%, NaCl2. 4%, pH 7.0), 3
After culturing with shaking at 0°C for 20 hours, the bacterial cells were collected,
Miura's method
gy. l2, pp. 543-545. Acadeslc
Chromosomal DNA was extracted and purified using (Press). Restriction enzyme EcoR1 (manufactured by Blind Shuzo Co., Ltd.) was added to this chromosomal DNA IOμK, and the mixture was incubated at 37°C for 5 minutes, 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes, and 6 minutes.
Partial decomposition was carried out by reacting for 0 minutes. On the other hand, cloning vector p AT 3 2 5 (Nakasu
ra at al. J. Blotch'. 3.23
9-248 (1988)) 1 ug of ophthalmic enzyme E
After complete Mation with coRI, 1 μl of Escherichia coli alkaline phosphatase (1! manufactured by Shuzo) was added, and the mixture was incubated at 65°C.
After the treatment, the alcoholic acid was deactivated by phenol extraction. This vector DNA was mixed with the above-mentioned partial chromosomal DNA digest, and a reaction was carried out at 12° C. for 18 hours using T4 phage-derived DNA ligase (manufactured by Boehringer Mannheim Pharmaceutical Co., Ltd.). ? 1) The obtained recombinant DNA mixture was used to transform Otomo strain C600. The obtained transformants were grown on an agar medium (Bacto Tryptone) containing 50 μg/ml ampicillin.
D1fco) 1. 0%, Bac t O Yes
t Extract (Dirco)0. 5%, Na
Cl1. 096, Soluble College
n(SERVA) 0.5%, Sirius l? cd
(BDII) 150■/l), and colonies with visible loss of pigment around the colonies were selected. This colony was added to L containing 50 μg/ml ambicillin.
B medium (BacLo TrypLone (Dil'co
) 1%, BaetoYeast ExtracL (
Dlfco) 0. 5%, NaCl 19 (; )
After culturing overnight at 37°C, plasmid DNA was grown using a standard method.
was isolated to obtain plasmid pAs20.

pAs20は、第2図に示される構造をしており、クロ
ーニングベクターpAT325のクロラムフエニコール
耐性領域のEcoR1部位にAchrosobacto
r由来の6.6kbのEcoRI断片が挿入されたもの
である。次に、各種制阻酵索を用いてpAs20の欠失
変異体を作製し、培養を行い培養液上清の蛋白量を調べ
ることにより、宿主のタンパク質分泌を促進する活性に
必須な領域が第2図中のMlul−Pstl間にあるこ
とを特定した。Mlul−Pstl断片をM13mpl
9ベクター(ベーリンガー・マンハイム11製)にクロ
ーニングし、ジデオキシ法により塩基配列の決定を行な
った。
pAs20 has the structure shown in FIG.
A 6.6 kb EcoRI fragment derived from r was inserted. Next, we created deletion mutants of pAs20 using various fermentation inhibitors, cultured them, and examined the protein levels in the culture supernatant. It was identified that it was located between Mlul and Pstl in Figure 2. Mlul-Pstl fragment into M13mpl
9 vector (manufactured by Boehringer Mannheim 11), and the base sequence was determined by the dideoxy method.

第1図に、得られた塩基配列及び図中AからBまでで表
わされるオープンリーディングフレームを示した。
FIG. 1 shows the obtained nucleotide sequence and the open reading frame indicated by A to B in the figure.

実験例2:大腸菌によるβ−ラクタマーゼの分泌生産 第1図に示されたDNA断片をKlenow酵素処理に
より両端を平滑化し、プラスミドベクターpAT325
のテトラサイクリン耐性領域のEcoRV部位に挿入し
た。得られたプラスミドをpAS23とした(第3図)
。プラスミドpAS23、対照としてpAT325を用
いて大m菌C600株を形質転換し、得られた形質転換
体を、30μg / mlのクロラムフエニコールを含
むLB培地に接種し、37℃で24峙間振とぅ培養の後
、菌の生育、培養液上演のタンパク質量を常法により測
定した。菌体を超音波により破砕し菌体抽出液を得て、
培養液上清及び菌体抽出液の酵素活性(β−ラクタマー
ゼ、β−ガラクトシダーゼ)を測定した。β−ラクタマ
ーゼは澤井らの方法(Ant1s1crob.Agen
Ls ChesoLher..13.910−913(
1978) ) 、β−ガラクトシダーゼ活性はXi 
I lerらの方法(ExperisenLs In 
MolecularGeneties.p 352−3
55,Cold Sprlng HarbourLab
oratory(f972))に従ってI1−1定した
。結果は第1表に示したとおりであり、pAS23を保
持する大腸菌は、培養24時間後において、対照と差の
無い生育を示し、本来ペリプラズムに蓄積されるタンパ
ク質であるβ−ラクタマーゼを、培養波上清中に放出し
た。一方、本来細胞質に存在することが知られているβ
−ガラクトシダーゼ活性はpAS23を保持する大腸閑
においても、その大半が細胞抽出液中に見いだされたこ
とから、前連のβ−ラクタマーゼの菌体外分泌が+11
なる溶菌の結果ではないことがわかる。以上の結里は、
大腸菌における有用生理活性物質の菌体外分泌生産に関
する本発明DNA鎖の6用性を示すものである。
Experimental Example 2: Secretory production of β-lactamase by Escherichia coli The DNA fragment shown in Figure 1 was treated with Klenow enzyme to make both ends blunt, and the plasmid vector pAT325
was inserted into the EcoRV site of the tetracycline resistance region of . The obtained plasmid was named pAS23 (Figure 3)
. Escherichia m strain C600 was transformed using plasmid pAS23 and pAT325 as a control, and the resulting transformant was inoculated into LB medium containing 30 μg/ml chloramphenicol and incubated at 37°C for 24 hours. After culturing, the growth of the bacteria and the amount of protein in the culture solution were measured by conventional methods. Crush the bacterial cells using ultrasound to obtain a bacterial cell extract.
Enzyme activities (β-lactamase, β-galactosidase) of the culture supernatant and bacterial cell extract were measured. β-lactamase was obtained using the method of Sawai et al. (Ant1s1crob.Agen
Ls ChesoLher. .. 13.910-913(
(1978) ), β-galactosidase activity is
The method of Iler et al.
MolecularGeneties. p 352-3
55, Cold Sprlng HarborLab
I1-1 was determined according to the Oratory (f972)). The results are shown in Table 1. After 24 hours of culture, E. coli harboring pAS23 showed no difference in growth compared to the control. released into the supernatant. On the other hand, β
- Most of the galactosidase activity was found in the cell extract even in the large intestine containing pAS23, indicating that the extracellular secretion of β-lactamase in the previous series was +11
It can be seen that this is not the result of bacteriolysis. The above Yuri is
This figure shows the six uses of the DNA strand of the present invention regarding the extracellular secretion production of useful physiologically active substances in Escherichia coli.

第1表 pAs23によるβ−ラクタマーゼの菌体外分泌(参考
実験例:リンカー神大による閑体外分泌促進作用の喪失
) 本DNA断片の菌体外分泌促進作用が、第1図A−Bに
示されるポリペプチドの発現によってもたらされるもの
であるかどうかを確認するために、以下の実験を行った
。第1図の塩基配列の西201番目から206番目にか
けての配列CAGCTGは、制限酵素Pvu[Iにより
認識される部位となっている。ブラスミドpAS23の
228bp中のPvuI1部位にPsL夏リンヵーGC
TGCAGCを挿入し、プラスミドpAS23−Ps 
tを作成した。pAS23Pstにおいては、上記Pv
uI1部位以降のアミノ酸配列が本来のもの(第1図A
−Bのアミノ酸配列)とは全く異なったものとなってし
まうことになる。pAS23−Ps tを大腸菌C60
0に形質転換し、アンピシリン100μg/mlを含む
LB培地中で37℃、24時間培養の後、土清の蛋白質
量をn1定し、pA323を保持する大腸菌、pAT3
25を保持する大腸菌の場合とを比較した。結果は第2
表に示した通りであり、pA323−Ps tにおいて
は、pAT325の場合と同様、蛋白質の分泌は起らな
かった。以上により、本DNA断片においては、第1図
A−Bに示されるポリペプチドの発現によって菌体外分
泌促進作用がもたらされることが明らかとなった。
Table 1: Extracellular secretion of β-lactamase by pAs23 (Reference experiment example: Loss of extracellular secretion-promoting effect due to linker Shindai) In order to confirm whether this was caused by the expression of the peptide, the following experiment was performed. The sequence CAGCTG from the 201st to 206th positions west of the base sequence in FIG. 1 is a site recognized by the restriction enzyme Pvu[I. PsL summer linker GC at PvuI1 site in 228bp of plasmid pAS23
Insert TGCAGC and create plasmid pAS23-Ps
I created t. In pAS23Pst, the above Pv
The amino acid sequence after the uI1 site is the original one (Figure 1A
-B's amino acid sequence). pAS23-Ps t into E. coli C60
After culturing at 37°C for 24 hours in LB medium containing 100 μg/ml ampicillin, the protein amount of the soil serum was determined by n1, and E. coli harboring pA323, pAT3
A comparison was made with the case of E. coli harboring 25. The result is second
As shown in the table, protein secretion did not occur in pA323-Pst, as in the case of pAT325. From the above, it has been revealed that this DNA fragment has an effect of promoting extracellular secretion by expressing the polypeptide shown in FIG. 1 AB.

第2表 リンカー挿入による分泌機能の喪失プラスミド
        培養土清への蛋白質の分泌pAT32
5 pAS23−Ps t pAS23 十 微生物の寄託 本発明に関係する微坐物は、工業技術院微生物工業技術
研究所に下記の通りに寄託されている。
Table 2 Plasmid with loss of secretion function due to linker insertion Secretion of protein into culture medium pAT32
5 pAS23-Ps t pAS23 Deposit of ten microorganisms The microorganisms related to the present invention have been deposited with the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology as follows.

微 生 物      受託番号    受託年月日E
schericl11a cot I   微工研条寄
  平或元年7ノ16口0800 (pAS23)  
   第2505号(1’ERM BP−2505 )
Microorganism Accession number Accession date E
schericl11a cot I Microtechnical Research Institute 7/16 0800 (pAS23)
No. 2505 (1'ERM BP-2505)

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明によるDNA鎖の塩扛配列およびコー
ドされるポリペプチドのアミノ酸配列を示すものである
。各アミノ酸は1文字表示で7』kシてあり、対応する
コドンの最初の塩旦のドに表・Jミされている。 第2図は、ブラスミドpAs20の構造を小すものであ
る。 第3図はブラスミドpAS23の堝遣をク宝ずものであ
る。
FIG. 1 shows the sequence of the DNA chain and the amino acid sequence of the encoded polypeptide according to the present invention. Each amino acid is represented by a single letter, 7'k, and is represented by the first do of the corresponding codon. FIG. 2 shows a reduced structure of plasmid pAs20. Figure 3 shows the behavior of plasmid pAS23.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アミノ酸配列が実質的に第1図に示されているAか
らBまでのものであるポリペプチドをコードする塩基配
列を有するDNA鎖。 2、宿主細菌細胞の内膜透過のためのシグナル配列をコ
ードする部分および所望の蛋白質もしくはポリペプチド
のアミノ酸配列をコードする部分を含むDNA鎖、なら
びに請求項1記載のDNA鎖により宿主細菌を形質転換
し、該形質転換体を培養することにより所望の蛋白質も
しくはポリペプチドを培地中に分泌させることを特徴と
する、所望の蛋白質もしくはポリペプチドの分泌生産法
[Scope of Claims] 1. A DNA strand having a base sequence encoding a polypeptide whose amino acid sequence is substantially from A to B shown in FIG. 2. A DNA strand comprising a portion encoding a signal sequence for permeation of the inner membrane of a host bacterial cell and a portion encoding an amino acid sequence of a desired protein or polypeptide, and the DNA strand according to claim 1 to transform a host bacterium. A method for secretory production of a desired protein or polypeptide, which comprises secreting the desired protein or polypeptide into a medium by transforming the transformant and culturing the transformant.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9263978B2 (en) 2010-07-27 2016-02-16 Ricoh Company, Ltd. Drive unit, image forming apparatus incorporating same, peripherals incorporating same, and control method therefor
KR101710838B1 (en) * 2016-08-22 2017-02-27 고정완 Duplex milling apparatus

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US9263978B2 (en) 2010-07-27 2016-02-16 Ricoh Company, Ltd. Drive unit, image forming apparatus incorporating same, peripherals incorporating same, and control method therefor
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