JPH0354554B2 - - Google Patents

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JPH0354554B2
JPH0354554B2 JP7967888A JP7967888A JPH0354554B2 JP H0354554 B2 JPH0354554 B2 JP H0354554B2 JP 7967888 A JP7967888 A JP 7967888A JP 7967888 A JP7967888 A JP 7967888A JP H0354554 B2 JPH0354554 B2 JP H0354554B2
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pang1
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angiotensin
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0012Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
    • C12N9/0026Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on CH-NH groups of donors (1.5)
    • C12N9/0028Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on CH-NH groups of donors (1.5) with NAD or NADP as acceptor (1.5.1)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、アンジオテンシンの前駆体ペプチ
ドであり、興味深い生理活性ペプチドであるアン
ジオテンシン(アスパラギン酸(AsP)−アル
ギニン(Arg)−バリン(Val)−チロシン(Tyr)
−イソロイシン(Ile)−ヒスチジン(His)−プロ
リン(Pro)−フエニルアラニン(Phe)−ヒスチ
ジン(His)−ロイシン(Leu)の10個のアミノ酸
配列よりなるペプチド、以下、ANG1と略す。)
を含む融合タンパク質を大量に生産可能とする新
規組換えプラスミドpANG1−23、pANG1−23
を含有する大腸菌、ANG1を酵素のカルボキシ末
端側に有するジヒドロ葉酸還元酵素−ANG1融合
タンパク質(以下、DHFR−ANG1と略す。)、
DHFR−ANG1の分離精製方法、およびANG1の
製造方法に関するものである。本発明の新規組換
えプラスミドpANG1−23は、第1図において示
されるDNA配列を有する。本発明は、発酵工業、
医薬品工業等の分野に好適である。 従来の技術 ANG1は、血中ペプチドであり、血圧をコント
ロールすると考えられているレニン−アンジオテ
ンシン系の物質である。ANG1からは、アンジオ
テンシン変換酵素(angitensin converting
enzyme、以下ACEと略す。)の働きにより活性
なアンジオテンシン(以下、ANG2と略す。)
が生成される。また、ANG1がアミノペプチダー
ゼの作用を受け、[des−Asp1]−ANG1が生成
し、これにACEが作用することにより、アンジ
オテンシン(以下、ANG3と略す。)が生成さ
れる。ANG2は末梢動脈のANG2レセプターに作
用し、血管収縮による血圧上昇作用と副賢皮質の
球状層に作用し、アルデステロン分泌促進作用を
有する。ANG3は、ANG2の23から50%の血圧上
昇作用、また、ANG2と同程度のアルデステロン
分泌促進活性を有する。このように、ANG1は、
ANG2およびANG3の前駆体ペプチドとして興味
深い物質である。 本発明の技術的背景としては、いわゆる遺伝子
操作技術がある。しかしながら、遺伝子操作を利
用した効率のよいANG1の製造方法に関しては、
知られていない。 既に、本発明者らは、大腸菌由来のジヒドロ葉
酸還元酵素(以下、DHFRと略す。)遺伝子に関
して、その遺伝子の改変の結果、異種遺伝子発現
用プラスミドベクターpTP70−1(特開昭63−
46193号公報)及び及びpTP104−4(特開平1−
144979号公報)と、それを利用した融合遺伝子の
作成方法(特願昭62−302153)を開発している。
また、pTP104−4にロイシンエンケフアリン
(以下、LEKと略す。)を暗号化する化学DNAを
組み込んで、LEKの効率よい生産方法を開発し
ている(特開昭63−102698号公報)。効率のよい
LEKの生産方法を開発する際に得られた組換え
プラスミドpLEK1は、制限酵素BamHとMlu
部位の間の配列を異種DNAと取り替えるだけ
で、DHFRとの融合遺伝子を容易に作成できる。
また、pLEK1を利用して融合遺伝子を作成した
場合、融合遺伝子の発現の結果得られる融合タン
パク質の大腸菌菌体の蓄積量は、全菌体タンパク
質の約20%が期待される。しかしながら、ANG1
の生産に上記発現ベクターを用いた例はない。 発明の目的 本発明の目的は、いまだ確立されていない、遺
伝子操作の手法を用いたANG1の大量生産方法を
開発することにある。 既に、本発明者らは(1)大腸菌のDHFRを大量
に発現する発現プラスミドを構築していること
(特開昭62−69990号公報)、(2)大腸菌のDHFRの
カルボキシ末端側の配列を変化させても、酵素活
性が失われないこと、(3)大腸菌のDHFRのカル
ボキシ末端側に異種ペプチドを融合させることを
可能とするプラスミドベクターpTP104−4を構
築していること(特開平1−144979号公報)、(4)
pTP104−4上の改変DHFRは、大腸菌で効率良
く発現すること、(5)pTP104−4にLEKを暗号化
する化学DNAを組み込んだプラスミドpLEK1を
作成し、pLEK1の制限酵素BamHとMlu部
位を利用することにより、異種DNAとDHFRと
の融合遺伝子の作成が容易である(特開平1−
252290号公報)こと、を明らかにしている。 本発明者らは、上記の知見を利用し、鋭意研究
の結果、ANG1遺伝子を設計・化学合成し、
pLEK1に組み込むことにより、ANG1遺伝子と
DHFR遺伝子の融合遺伝子を作成し、融合遺伝
子を大腸菌で発現させることにより、DHFR−
ANG1を大量に生産できることを見いだし、さら
に、DHFR−ANG1を用いることにより効果的
にANG1を作成できることを明らかにし、本発明
を完成させた。 発明の構成 本発明は、(1)DHFR−ANG1の大量発現を可
能にする新規組換えプラスミドpANG1−23、(2)
pANG1−23を含有する大腸菌菌体、(3)pANG1
−23を含有する大腸菌が生産するDHFR−
ANG1、(4)pANG1−23を含有する大腸菌からの
DHFR−ANG1の分離精製、および(5)DHFR−
ANG1を用いたANG1の製造方法、の発明により
構成される。 (1) 新規組換えプラスミドpANG1−23 第1図は、本発明のpANG1−23の全塩基配
列を示している。図は、2本鎖環状DNAのう
ち片方のDNA鎖配列だけを、プラスミド中に
1箇所存在する制限酵素Cla部位の切断認識
部位、5′−ATCGAT−3′、の最初の“A”を
1番として数えて、5′末端から3′末端の方向に
記述している。本発明のpANG1−23は、新規
な組換えプラスミドである。pANG1−23は、
4222塩基対の大きさであり、宿主である大腸菌
にトリメトプリムおよびアンピシリン耐性を付
与することができる。pANG1−23は、pLEK1
のBamHとMlu部位の間のLEKを暗号化
する配列を含む28塩基対の配列を、ANG1を暗
号化する配列を含む43塩基対の化学合成DNA
と置き換えた構造をしていてる。第1図におい
て、533番目から575番目迄の配列が化学合成
DNA由来の配列である。それ以外の配列が
pLEK1由来の配列である。 第1図の57番目から572番目まで配列は、
DHFRのカルボキシ末端側にANG1がメチオ
ニン(Met)を介して結合したDHFR−ANG1
を暗号化している。 DHFR−ANG1を暗号化する配列の上流に
は、DHFR−ANG1遺伝子の発現を効率良く
行わせる配列が存在する(特開昭63−46193号
公報)。即ち、43番目から50番目までの配列が
SD配列と呼ばれるもので、効率の良い翻訳に、
また、4180番目から4208番目までが、コンセン
サス転写プロモーターであり、効率の良い転写
に貢献する。このことから、pANG1−23は、
大腸菌に導入された場合、多種のDHFR−
ANG1を作る。作られたDHFR−ANG1は、菌
体内に可溶性の状態で、菌体タンパク質の約20
%程度蓄積する。このことによつて、pANG1
−23を含有する大腸菌はトリメトプリム耐性を
示すようになる。また、pANG1−23は、
pLEK1由来の、アンピシリン耐性遺伝子を有
している。このことから、pANG1−23が導入
された大腸菌は、アンピシリン耐性をも示す。
pANG1−23は、大腸菌に導入されて安定状態
に保たれ、pANG1−23を含有する大腸菌は、
微工研にFERM BP−1819として寄託されて
いる。 このような特長を有するpANG1−23は、実
施例1に従つて作成することができるが、組換
えプラスミドの作成方法によつて本発明が制限
されるものではない。 (2) pANG1−23を含有する大腸菌 pANG1−23を含有する大腸菌は、トリメト
プリム及びアンピシリンに対して耐性を示す。
pANG1−23を含有する大腸菌は、DHFR−
ANG1遺伝子の効率のよい発現の結果、
DHFR−ANG1を菌体内に可溶性の状態で大
量に蓄積する。pANG1−23を含有する大腸菌
をYT+Ap培地(培地1中に、5gのNaCl、
8gのトリプトン、5gのイーストエキス、及
び50mgのアンピシリンナトリウムを含む液体培
地)を用いて、37℃で定常期まで培養した場
合、蓄積するDHFR−ANG1は、菌体タンパ
ク質の約20%に達する。培養菌体を、リン酸緩
衝液などの適当な緩衝液に懸濁し、フレンチプ
レス法もしくは音波破砕法で破砕し、これを遠
心分離法により上清と沈澱に分離した場合、ほ
とんど全てのDHFR−ANG1は上清中に回収
される。pANG1−23を含有する大腸菌は、微
工研にFERMBP−1819として寄託されてい
る。 (3) DHFR−ANG1 第2図は、DHFR−ANG1を暗号化する部
分のDNA配列とそれから作られると予想され
るタンパク質のアミノ酸配列を示している。
DHFR−ANG1は、170アミノ酸よりなる新規
なタンパク質である。アミノ末端側から数え
て、1から159番目までの配列が、大腸菌の野
生型DHFRに1箇所アミノ酸置換置換が起こ
つた(Cys−152(wild type)→Glu−152)配
列であり、163番目から172番目までがANG1の
配列である。ANG1の配列の直前のアミノ酸は
メチオニン(Met)である。このことにより、
DHFR−ANG1をブロムシアンで処理するこ
とにより、ANG1を特異的に切り出すことがで
きる。160と161番目のイソロイシン(Ile)−ロ
イシン(Leu)の配列は、pLEK1のBamH
部位にANG1を暗号化するDNAを導入する際
に、遺伝暗号の読み取り枠を合わせるために生
じた配列である(pLEK1のもととなつた
pTP104−4が作るDHFRは、162個のアミノ
酸よりなり、第2図のDHFR−ANG1のアミ
ノ酸配列のうち、アミノ末端側から数えて、1
から160番目までの配列に、Gln−Ileの2個の
アミノ酸配列が結合した配列をしている。)。
DHFR−ANG1およびANG1の分子量は、それ
ぞれ19661および1297である。 DHFR−ANG1は、新規なタンパク質であ
る。DHFR−ANG1はDHFRのカルボキシ末
端側に、ANG1が融合した構造をしているにも
かかわらず、DHFR酵素活性を有する。この
ため、大腸菌がDHFR−ANG1を多量につく
ると、DHFRの阻害剤であり抗細菌剤である
トリメトプリムに対して、耐性を示すようにな
る。 (4) DHFR−ANG1の分離精製 本発明のDHFR−ANG1の分離精製法は、
菌体の培養、菌体の破砕、DEAE−トヨ
パールカラム処理、メソトリキセート
(MTX)結合アフイニテイクロマトグラフイ
ー、およびDEAE−トヨパールカラムクロマ
トグラフイーの過程より成り立つている。 菌体の培養 pANG1−23を含有する大腸菌の培養は、
YT+Ap培地(培地1中に、5gのNaCl、
8gのトリプトン、5gのイーストエキスお
よび50mgのアンピシリンナトリウムを含む液
体培地。)で培養することができる。培地と
しては、この他にST+Ap培地(培地1中
に、2gのグルコース、1gのリン酸2カリ
ウム、5gのポリペプトン、5gのイースト
エキスおよび50mgのアンピシリンナトリウム
を含む液体培地。)など、菌体が成長する培
地であれば、どの様な培地でも用いることが
できるが、調べた限りでは、DHFR−
ANG1の生産にはYT+Ap培地が最適であつ
た。 pANG1−23を含有する大腸菌を、培地に
接種し、37℃で対数成長期の後期もしくは定
常期まで培養する。培養温度により菌体中の
DHFR−ANG1の蓄積量が変動し、調べた
限りでは、培養温度が高いほど蓄積量が大で
あつた。培養した菌体は、5000回転/分の遠
心分離により集める。培地1lより湿重量2か
ら4gの菌体が得られる。 集菌およびこれ以後の操作は、特に断わら
ない限り低温(0から10℃の間、4℃が望ま
しい)で行う。 菌体の破砕 培養して得られた菌体を、湿重量の3倍の
緩衝液1(0.1mM エチレンジアミン4酢酸
ナトリウム(EDTA)を含む10mMリン酸
カリウム緩衝液、PH7.0)に懸濁し、フレン
チプレスを用いて菌体を破砕する。菌体破砕
液を5000回転、10分間遠心分離し、上清を得
る。さらに、上清を、35000回転、1時間超
遠心分離し、上清を得る(無細胞抽出液)。 DEAE−トヨパールカラム処理 この操作は、次の精製過程の前処理の目的
で行う。無細胞抽出液を、あらかじめ0.1M
のKClを含む緩衝液1で平衡化したDEAEト
ヨパールカラムにかけ、0.1MのKClを含む
緩衝液1でカラムを洗う。酵素の溶出は、
0.3MのKClを含む緩衝液1を用いて行う。
溶出液を一定量ずつフラクシヨンコレクター
を用いて分画する。分画した溶出液について
DHFR活性を測定し、酵素活性が含まれる
画分を集める。 MTX結合アフイニテイクロマトグラフイ
ー 上記の操作により得られた酵素液を、あら
かじめ緩衝液1で平衡化したMTX結合
Sepharoseアフイニテイカラムに吸着させ
る。吸着後、1MのKClを含む緩衝液2(0.1
mM EDTAを含む10mMリン酸カリウム
緩衝液、PH8.5)で洗う。洗いは、カラムか
らの溶出液の280nmの吸光度を測定し、吸
光度が0.1以下になるまで同緩衝液を流し続
ける。酵素の溶出は、1MのKClと3mMの
葉酸を含む緩衝液2を用いて行い、溶出液を
一定量ずつフラクシヨンコレクターを用いて
分画する。分画した溶出液についてDHFR
活性を測定し、酵素活性が含まれる画分を集
める。得られた酵素液を、緩衝液1に対し
て、3回透析する。この段階で、純度90%以
上のDHFR−ANG1が得られる。 DEAE−トヨパールカラムクロマトグラフ
イー 透析した酵素液を、あらかじめ緩衝液1で
平衡化したDEAE−トヨパールカラムに吸着
させる。吸着後、0.1MKClを含む緩衝液1
で洗う。洗いは、カラムからの溶出液の
280nmの吸光度を測定し、吸光度が0.01以下
になるまで同緩衝液を流し続ける。酵素の溶
出は、緩衝液1を用いて0.1Mから0.3Mの
KClの直線濃度勾配を用いて行い、溶出液を
一定量ずつフラクシヨンコレクターを用いて
分画する。分画した溶出液について280nm
の吸光度とDHFR活性とを測定する。酵素
活性/280nmの吸光度の値が、一定な画分
を集める。 以上の操作により、DHFR−ANG1の高度
精製均一化を、再現性良く行うことができる。 本発明に従うと、DHFR−ANG1の精製は、
培養を含めて一週間以内に行うことができ、回
収率45%以上で、均一な酵素標品を得ることが
できる。 DHFR酵素活性は、反応液(0.05mMのジヒ
ドロ葉酸、0.06mMのNADPH、12mMの2−
メルカプトエタノール、50mMのリン酸緩衝液
(PH7.0))を、1mlのキユベツトとり、これに
酵素液を加え、340nmの吸光度の時間変化を
測定することにより行う。酵素1ユニツトは、
上記反応条件において、1分間に1マイクロモ
ルのジヒドロ葉酸を還元するのに必要な酵素量
として定義する。この測定は、分光光度計を用
いて容易に行うことができる。 (5) DHFR−ANG1を用いたANG1の製造 精製したDHFR−ANG1からのANG1の切
断・分離は、ブロムシアン処理することにより
行う。精製したDHFR−ANG1を凍結乾燥し、
これに1から10mgタンパク質/mlとなるように
70%蟻酸を加え、溶解した後、タンパク質量の
約20倍量の結晶ブロムシアンを加え密栓し、窒
素雰囲気下、室温で撹拌しながら24時間反応さ
せる。反応液を10倍量の水で希釈した後、凍結
乾燥し過剰の試薬等を除く。凍結乾燥試料を1
から10mgタンパク質/mlとなるように30%酢酸
に溶かす。溶かした試料を、HPLC装置(島津
LC−4A、inertsil−ODSカラム)を用いて、
0.1%トリフルオロ酢酸中、15%から50%のア
セトニトリルの濃度勾配を用いて溶出・分離す
ることができる。溶出物は、220nmにおける
吸光度の測定により検出することができる。第
3図は、ブロムシアン処理したDHFR−
ANG1試料の高速液体クロマトグラムを示して
いる。試料注入後約20分後のピークがANG1で
ある。このピーク画分を分離する。分離した溶
出液をエバホレーターで乾燥後、少量の水を加
え凍結乾燥し溶媒を除き、ANG1を得ることが
できる。また、得られたペプチドを酸加水分解
後、アミノ酸分析することによりアミノ酸組成
を確かめることができる。 本発明の実施例においては、3lの培地から湿重
量約6gの菌体が得られ、この菌体(計算上、約
60mgのDHFR−ANG1、約4.0mgのANG1を含
む。)から、約28mgのDHFR−ANG1(収率、46.8
%、計算上約1.8mgのANG1を含む。)を精製して
得ることができ、このうち、10mgのDHFR−
ANG1をブロムシアン処理後、HPLCで分離・精
製することにより、約0.36mgのANG1を得ること
ができた。 次に本発明の実施例および参考例を示す。 実施例 1 pANG1−23の作成 ANG1を暗号化するDNAとしては、 1 5′− GATCCTGATGGATCGCGTGTACATCCA
CCCGTTCCACCTGTAA−3′ 2 5′− CGCGTTACAGGTGGAACGGGTGGATGT
ACACGCGATCCATCAG−3′ の2本の43ヌクレオチドからなるDNAをホスホ
アミダイト法に従つて化学合成し、精製後、ポリ
ヌクレオチドキナーゼを用いて、各DNAの5′末
端をリン酸化した。リン酸化したDNAを約0.1ml
(約0.01μgのDNAを含んでいる。)ずつ取り、こ
れを60℃でインキユベートすることによつて両
DNAをアニールさせた(これをDNA1と呼ぶ)。 約1μgのpLEK1(特開昭1−252290号公報)
を、BamHおよびMluで切断した後、アルカ
リホスフアターゼ処理をした。アルカリホスフア
ターゼ処理したDNAをフエノール処理すること
により、共存する酵素タンパク質を変性除去し、
その後エタノールでDNAを沈澱させた。沈澱し
たDNAを70%エタノールで洗つた後、エタノー
ルを除き、減圧下に沈澱を乾燥させた。BamH
によるDNAの切断、アルカリホスフアターゼ
処理、フエノール処理、およびエタノール沈澱の
各操作は、いずれも、“Molecular Cloning A
Loboratory Manual”(T.Maniatis、E.F.
Fritsch、J.Sambrook、eds.Cold Spring
Harbor Laboratory(1982)、以下、文献1と呼
ぶ。)に記載している方法に従つて行つた。乾燥
させたDNAを50μのリガーゼ用反応液(10m
M Tris−HCl、PH7.4、5mM MgCl2、10m
Mジチオトレイトール、5mM ATP)に溶解
後、5μのDNA1を加え、これに1ユニツトの
T4−DNAリガーゼを加えて、10℃で、12時間
DNAの連結反応を行わせた。この反応物を、形
質転換法(transformation method、上記文献1
に記載)に従つて、大腸菌に取り込ませた。この
処理をした菌体を、50mg/のアンピシリンナト
リウムおよび10mg/のトリメトプリムを含む栄
養寒天培地(培地1中に、2gのグルコース、
1gのリン酸2カリウム、5gのイーストエキ
ス、5gのポリペプトン、15gの寒天を含む。)
上に塗布し、37℃で24時間培養することにより、
33個のコロニーを得ることができた。これらのコ
ロニーをそれぞれ、1.5mlのYT+Ap培地(培地
1中に、5gのNaCl、5gのイーストエキス、
8gのトリプトン、50mgのアンピシリンナトリウ
ムを含む。)で、37℃、1晩、菌体を培養した。
培養液を、各々エツペンドルフ遠心管にとり、
12000回転/分で10分間遠心分離し、菌体を沈澱
として集めた。これに、0.1mlの電気泳動用サン
プル調製液(0.0625MのTris−HCl、PH6.8、2%
のラウリル硫酸ナトリウム(SDS)、10%のグリ
セリン、5%の2−メルカプトエタノール、
0.001%のブロムフエノールブルーを含む。)を加
え、菌体を懸濁し、これを沸騰水中に5分間保
ち、菌体を溶かした。この処理をしたサンプルを
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(U.
K.Lammli;Nature、vol.227、p.680(1970))に
従つて分析した。標準サンプルとしてpTP70−
1を含有する大腸菌に同様な処理をしたもの、お
よび分子量マーカーとしてラクトアルブミン(分
子量14200)、トリプシンインヒビター(分子量
20100)、トリプシノーゲン(分子量24000)、カル
ボニツクアンヒドラーゼ(分子量29000)、グリセ
ロアルデヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ(分子
量36000)、卵アルブミン(分子量45000)、および
牛血清アルブミン(分子量66000)を含むサンプ
ルをポリアクリルアミド濃度の10から20%濃度勾
配ゲルで泳動した。その結果、33個のコロニーの
うち、3個ではpLEK1のDHFRのバンドが消失
し、それより明らかに分子量が大きくなつたタン
パク質(分子量約23000と推定される。)を新たに
生産していること、また、残りの30個では、
pLEK1がつくるDHFR−LEK(分子量約22000の
タンパク質として泳動する)とほぼ同じ大きさの
タンパク質を生産することが明らかになつた。分
子量の大きい新たなタンパク質を生産するコロニ
ーのうちから、適当に一株選び、各々、これを
YT+Ap培地で培養し、TanakaとWeisblumの
方法(T.Tanaka、B.Weisblum;J.
Bacteriology、vol.121、p.354(1975))に従つ
て、プラスミドを調製した。得られたプラスミド
をpANG1−23と名づけた。pANG1−231は、
pLEK1ののBamHとMlu部位の間の配列が
合成DNAと置き換わつた配列をしているはずで
ある。pANG1−23のEcoR(第1図の471−
476番目の配列)とSal(第1図の581−586番目
の配列)による切断によつて得られる約100ヌク
レオチド長のDNAについて、M13フアージを用
いたジデオキシ法(J.Messing;Mehtods in
Enzymology、vol.101、p.20(1983))に従つて、
塩基配列を決定した。その結果、第1図に示す配
列の471番目から約586番目迄の配列が確かめられ
た。 pLEK1の塩基配列は、本発明者らによつて明
らかにされている(特開平1−252290号公報)。
pANG1−13のEcoR−Mluの配列は、
pLEK1のEcoR−Mlu間の28塩基対の配列
が、ANG1を暗号化す配列として設計・合成した
43塩基対のDNAと置き換わつた配列であつた。 また、pANG1−23のEcoR−Mlu切断によ
つて得られる約4.2キロ塩基対のDNAは、Pst、
Hind、Hpa、Aat、Pvu、Bgl、Sal
およびClaを用いた制限酵素による切断実験
の結果、pLE1のEcoR−Mlu切断によつて得
られる約4.2キロ塩基対のDNAと全く同一である
ことが示された。 以上の結果から、pANG1−23の全塩基配列が
第1図に示した配列であることが決められた。 実施例 2 pANG1−23を含有する大腸菌が作るDHFR−
ANG1 pANG1−23を含有する大腸菌が作るDHFR−
ANG1のアミノ酸配列は、DHFR−ANG1遺伝子
の塩基配列から予想することができる。第1図の
57番目から572番目の配列がDHFR−ANG1を暗
号化していることから、トルプレツト暗号表を用
いて、アミノ酸配列を推定した。その結果第2図
に示すアミノ酸配列が得られた。 pANG1−23を含有する大腸菌から、DHFR−
ANG1を分離精製し、精製したタンパク質の性質
を調べた。 DHFR−ANG1の精製 A 用いた菌体量:湿重量 6g B 酵素精製表 表における精製過程は無細胞抽出液、
DEAE−トヨパールカラム処理、メソトリキ
セート結合アフイニテイクロマトグラフイー、
およびDEAE−トヨパールカラムクロマトグ
ラフイーを表す。
Industrial Application Field The present invention relates to angiotensin (aspartic acid (AsP)-arginine (Arg)-valine (Val)-tyrosine (Tyr)), which is a precursor peptide of angiotensin and an interesting physiologically active peptide.
A peptide consisting of a 10 amino acid sequence of - isoleucine (Ile) - histidine (His) - proline (Pro) - phenylalanine (Phe) - histidine (His) - leucine (Leu), hereinafter abbreviated as ANG1. )
New recombinant plasmids pANG1-23, pANG1-23 that enable mass production of fusion proteins containing
E. coli containing E. coli, dihydrofolate reductase-ANG1 fusion protein (hereinafter abbreviated as DHFR-ANG1), which has ANG1 on the carboxy-terminal side of the enzyme;
The present invention relates to a method for separating and purifying DHFR-ANG1 and a method for producing ANG1. The novel recombinant plasmid pANG1-23 of the present invention has the DNA sequence shown in FIG. The present invention is directed to the fermentation industry,
Suitable for fields such as the pharmaceutical industry. Prior Art ANG1 is a blood peptide and a substance of the renin-angiotensin system that is thought to control blood pressure. ANG1 produces angiotensin converting enzyme (angitensin converting enzyme).
enzyme, hereinafter abbreviated as ACE. ) is active due to the action of angiotensin (hereinafter abbreviated as ANG2).
is generated. Further, when ANG1 is acted upon by aminopeptidase, [des-Asp 1 ]-ANG1 is generated, and when ACE acts on this, angiotensin (hereinafter abbreviated as ANG3) is generated. ANG2 acts on ANG2 receptors in peripheral arteries to increase blood pressure through vasoconstriction, and acts on the globus layer of the accessory cortex to promote aldesterone secretion. ANG3 has a blood pressure increasing effect of 23 to 50% that of ANG2, and an aldesterone secretion promoting activity comparable to that of ANG2. In this way, ANG1
It is an interesting substance as a precursor peptide of ANG2 and ANG3. The technical background of the present invention is so-called genetic manipulation technology. However, regarding the efficient production method of ANG1 using genetic manipulation,
unknown. As a result of modifying the E. coli-derived dihydrofolate reductase (hereinafter referred to as DHFR) gene, the present inventors have already developed a plasmid vector pTP70-1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983-1972) for expressing a heterologous gene.
46193) and pTP104-4 (Unexamined Japanese Patent Publication No. 1999-1-
144979) and a method for creating a fusion gene using it (Japanese Patent Application No. 302153/1982).
Furthermore, we have developed an efficient method for producing LEK by incorporating chemical DNA encoding leucine enkephalin (hereinafter abbreviated as LEK) into pTP104-4 (Japanese Patent Application Laid-open No. 102698/1983). efficient
The recombinant plasmid pLEK1 obtained when developing the method for producing LEK was created using restriction enzymes BamH and Mlu.
A fusion gene with DHFR can be easily created by simply replacing the sequence between the sites with foreign DNA.
Furthermore, when a fusion gene is created using pLEK1, the amount of the fusion protein obtained as a result of expression of the fusion gene accumulated in E. coli cells is expected to be approximately 20% of the total bacterial protein. However, ANG1
There is no example of using the above expression vector for the production of. Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to develop a method for mass production of ANG1 using genetic engineering techniques, which has not yet been established. The present inventors have already constructed (1) an expression plasmid that expresses a large amount of E. coli DHFR (Japanese Patent Application Laid-open No. 62-69990), and (2) the carboxy-terminal sequence of E. coli DHFR. (3) The plasmid vector pTP104-4 has been constructed, which enables the fusion of a heterologous peptide to the carboxy-terminal side of E. coli DHFR (Japanese Patent Application Laid-open No. 1999-1-1). Publication No. 144979), (4)
The modified DHFR on pTP104-4 can be efficiently expressed in Escherichia coli. (5) A plasmid pLEK1 was created by incorporating a chemical DNA encoding LEK into pTP104-4, and the restriction enzyme BamH and Mlu sites of pLEK1 were used. By doing so, it is easy to create a fusion gene between heterologous DNA and DHFR (Japanese Patent Application Laid-Open No.
252290). The present inventors utilized the above knowledge and, as a result of intensive research, designed and chemically synthesized the ANG1 gene,
By integrating into pLEK1, the ANG1 gene and
By creating a fusion gene of the DHFR gene and expressing the fusion gene in E. coli, DHFR-
They discovered that ANG1 can be produced in large quantities, and further revealed that ANG1 can be effectively produced by using DHFR-ANG1, thereby completing the present invention. Structure of the Invention The present invention provides (1) a novel recombinant plasmid pANG1-23 that enables large-scale expression of DHFR-ANG1;
E. coli cells containing pANG1-23, (3) pANG1
-DHFR produced by E. coli containing -23-
from E. coli containing ANG1, (4) pANG1-23.
Separation and purification of DHFR-ANG1, and (5) DHFR-
The invention consists of a method for producing ANG1 using ANG1. (1) Novel recombinant plasmid pANG1-23 Figure 1 shows the entire nucleotide sequence of pANG1-23 of the present invention. The figure shows only one DNA strand sequence of a double-stranded circular DNA. Numbers are counted and written in the direction from the 5′ end to the 3′ end. pANG1-23 of the present invention is a novel recombinant plasmid. pANG1−23 is
It has a size of 4222 base pairs and can confer trimethoprim and ampicillin resistance to the host E. coli. pANG1−23 is pLEK1
A 28 base pair sequence containing the sequence encoding LEK between the BamH and Mlu sites of 43 base pairs of chemically synthesized DNA containing the sequence encoding ANG1
It has a structure that has been replaced with In Figure 1, the sequence from 533rd to 575th is chemically synthesized.
It is a sequence derived from DNA. Other arrays
This is a sequence derived from pLEK1. The array from 57th to 572nd in Figure 1 is as follows:
DHFR-ANG1, in which ANG1 is bound to the carboxy-terminal side of DHFR via methionine (Met)
is encrypted. Upstream of the sequence encoding DHFR-ANG1, there is a sequence that allows efficient expression of the DHFR-ANG1 gene (Japanese Unexamined Patent Publication No. 46193/1983). In other words, the array from 43rd to 50th is
For efficient translation, it is called SD array.
Furthermore, positions 4180 to 4208 are the consensus transcription promoter and contribute to efficient transcription. From this, pANG1−23 is
When introduced into E. coli, a wide variety of DHFR−
Make ANG1. The produced DHFR-ANG1 is soluble in the bacterial body and contains about 20% of the bacterial protein.
Accumulates about %. By this, pANG1
E. coli containing -23 becomes trimethoprim resistant. In addition, pANG1-23 is
Contains an ampicillin resistance gene derived from pLEK1. From this, E. coli into which pANG1-23 has been introduced also exhibits resistance to ampicillin.
pANG1-23 is introduced into E. coli and kept in a stable state, and E. coli containing pANG1-23 is
It has been deposited with the National Institute of Fine Technology as FERM BP-1819. pANG1-23 having such features can be constructed according to Example 1, but the present invention is not limited by the method of constructing the recombinant plasmid. (2) E. coli containing pANG1-23 E. coli containing pANG1-23 shows resistance to trimethoprim and ampicillin.
E. coli containing pANG1-23 is DHFR-
As a result of efficient expression of the ANG1 gene,
DHFR-ANG1 accumulates in large amounts in a soluble state within the bacterial body. E. coli containing pANG1-23 was grown in YT+Ap medium (in medium 1, 5 g of NaCl,
When cultured at 37° C. until the stationary phase using a liquid medium containing 8 g of tryptone, 5 g of yeast extract, and 50 mg of ampicillin sodium, the accumulated DHFR-ANG1 reaches about 20% of the bacterial protein. When cultured bacterial cells are suspended in an appropriate buffer such as phosphate buffer, disrupted by French press or sonication, and separated into supernatant and precipitate by centrifugation, almost all of the DHFR- ANG1 is recovered in the supernatant. E. coli containing pANG1-23 has been deposited with the Institute of Fine Technology as FERMBP-1819. (3) DHFR-ANG1 Figure 2 shows the DNA sequence encoding DHFR-ANG1 and the amino acid sequence of the protein predicted to be made from it.
DHFR-ANG1 is a novel protein consisting of 170 amino acids. The sequence from positions 1 to 159, counting from the amino terminal side, is a sequence in which one amino acid substitution has occurred in E. coli wild type DHFR (Cys-152 (wild type) → Glu-152), and from position 163 to Glu-152. The sequence up to the 172nd is ANG1. The amino acid immediately preceding the ANG1 sequence is methionine (Met). Due to this,
By treating DHFR-ANG1 with bromcyan, ANG1 can be specifically excised. The isoleucine (Ile)-leucine (Leu) sequences at positions 160 and 161 are BamH of pLEK1.
This sequence was created to match the reading frame of the genetic code when introducing DNA encoding ANG1 into the site (the origin of pLEK1).
DHFR produced by pTP104-4 consists of 162 amino acids, counting from the amino terminal side of the amino acid sequence of DHFR-ANG1 in Figure 2.
The sequence from position 160 to position 160 is a combination of two Gln-Ile amino acid sequences. ).
The molecular weights of DHFR-ANG1 and ANG1 are 19661 and 1297, respectively. DHFR-ANG1 is a novel protein. DHFR-ANG1 has a structure in which ANG1 is fused to the carboxy terminal side of DHFR, but it has DHFR enzyme activity. For this reason, when E. coli produces large amounts of DHFR-ANG1, it becomes resistant to trimethoprim, a DHFR inhibitor and antibacterial agent. (4) Separation and purification of DHFR-ANG1 The method for separating and purifying DHFR-ANG1 of the present invention is as follows:
It consists of the following steps: culture of bacterial cells, disruption of bacterial cells, DEAE-Toyopearl column treatment, mesotrixate (MTX)-conjugated affinity chromatography, and DEAE-Toyopearl column chromatography. Cultivation of bacterial cells Culture of E. coli containing pANG1-23 is as follows:
YT+Ap medium (5 g of NaCl in medium 1,
Liquid medium containing 8 g tryptone, 5 g yeast extract and 50 mg ampicillin sodium. ) can be cultured. Other media include ST+Ap medium (liquid medium containing 2g of glucose, 1g of dipotassium phosphate, 5g of polypeptone, 5g of yeast extract, and 50mg of ampicillin sodium in medium 1). Any growth medium can be used, but as far as we have investigated, DHFR-
YT+Ap medium was optimal for ANG1 production. E. coli containing pANG1-23 is inoculated into a medium and cultured at 37°C until the late logarithmic growth phase or stationary phase. Depending on the culture temperature,
The amount of DHFR-ANG1 accumulated varied, and as far as we investigated, the higher the culture temperature, the greater the amount accumulated. The cultured bacterial cells are collected by centrifugation at 5000 rpm. A wet weight of 2 to 4 g of bacterial cells can be obtained from 1 liter of culture medium. Bacterial collection and subsequent operations are performed at low temperatures (between 0 and 10°C, preferably 4°C) unless otherwise specified. Disruption of bacterial cells The bacterial cells obtained by culturing were suspended in buffer solution 1 (10 mM potassium phosphate buffer containing 0.1 mM sodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA), PH 7.0) at 3 times the wet weight, Crush the bacterial cells using a French press. Centrifuge the cell suspension at 5000 rpm for 10 minutes to obtain a supernatant. Furthermore, the supernatant is subjected to ultracentrifugation at 35,000 rpm for 1 hour to obtain a supernatant (cell-free extract). DEAE-Toyopearl column treatment This operation is performed for the purpose of pretreatment for the next purification process. Prepare cell-free extract at 0.1M in advance.
Apply to a DEAE Toyopearl column equilibrated with Buffer 1 containing 0.1M KCl, and wash the column with Buffer 1 containing 0.1M KCl. Enzyme elution is
Perform using buffer 1 containing 0.3M KCl.
Fractionate a certain amount of the eluate using a fraction collector. About the fractionated eluate
Measure DHFR activity and collect fractions containing enzyme activity. MTX-bound affinity chromatography The enzyme solution obtained by the above procedure was pre-equilibrated with buffer 1 and then MTX-bound
Adsorb onto Sepharose affinity column. After adsorption, buffer 2 (0.1
Wash with 10 mM potassium phosphate buffer containing mM EDTA, pH 8.5). For washing, measure the absorbance of the eluate from the column at 280 nm, and continue to flow the same buffer until the absorbance becomes 0.1 or less. Elution of the enzyme is performed using Buffer 2 containing 1M KCl and 3mM folic acid, and the eluate is fractionated in fixed amounts using a fraction collector. DHFR for fractionated eluate
Measure the activity and collect fractions containing enzyme activity. The obtained enzyme solution is dialyzed against buffer solution 1 three times. At this stage, DHFR-ANG1 with a purity of 90% or more is obtained. DEAE-Toyopearl column chromatography The dialyzed enzyme solution is adsorbed onto a DEAE-Toyopearl column equilibrated with buffer solution 1 in advance. After adsorption, buffer 1 containing 0.1M KCl
wash with Washing is done by washing the eluate from the column.
Measure the absorbance at 280 nm, and continue to flow the same buffer until the absorbance becomes 0.01 or less. Enzyme elution was performed using buffer 1 from 0.1M to 0.3M.
A linear concentration gradient of KCl is used, and a fixed amount of the eluate is fractionated using a fraction collector. 280nm for fractionated eluate
The absorbance and DHFR activity are measured. Collect fractions with a constant value of enzyme activity/absorbance at 280 nm. Through the above operations, DHFR-ANG1 can be highly purified and homogenized with good reproducibility. According to the invention, the purification of DHFR-ANG1 consists of
It can be carried out within one week including culturing, and a homogeneous enzyme preparation can be obtained with a recovery rate of 45% or more. DHFR enzyme activity was determined using the reaction solution (0.05mM dihydrofolate, 0.06mM NADPH, 12mM 2-
The measurement is carried out by taking 1 ml of mercaptoethanol and 50 mM phosphate buffer (PH7.0) into a cuvette, adding the enzyme solution to the cuvette, and measuring the change in absorbance at 340 nm over time. One unit of enzyme is
Under the above reaction conditions, it is defined as the amount of enzyme required to reduce 1 micromole of dihydrofolate per minute. This measurement can be easily performed using a spectrophotometer. (5) Production of ANG1 using DHFR-ANG1 Cleavage and separation of ANG1 from purified DHFR-ANG1 is performed by treatment with bromcyan. Lyophilize purified DHFR-ANG1,
Add to this 1 to 10 mg protein/ml.
After adding and dissolving 70% formic acid, add about 20 times the amount of crystalline bromic cyanide to the amount of protein, seal tightly, and react for 24 hours with stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere. After diluting the reaction solution with 10 times the volume of water, freeze-dry to remove excess reagents, etc. 1 lyophilized sample
Dissolve in 30% acetic acid to give 10 mg protein/ml. The dissolved sample was collected using an HPLC device (Shimadzu).
LC-4A, inertsil-ODS column)
Elution and separation can be performed using a concentration gradient of 15% to 50% acetonitrile in 0.1% trifluoroacetic acid. Eluates can be detected by measuring absorbance at 220 nm. Figure 3 shows DHFR-
High performance liquid chromatogram of ANG1 sample is shown. The peak approximately 20 minutes after sample injection is ANG1. Separate this peak fraction. After drying the separated eluate using an evaporator, a small amount of water is added and lyophilized to remove the solvent, yielding ANG1. Furthermore, the amino acid composition can be confirmed by acid hydrolyzing the obtained peptide and then performing amino acid analysis. In the example of the present invention, bacterial cells with a wet weight of approximately 6 g were obtained from 3 liters of culture medium, and this bacterial cell (calculated approximately
Contains 60 mg DHFR-ANG1, approximately 4.0 mg ANG1. ), approximately 28 mg of DHFR-ANG1 (yield, 46.8
%, calculated to contain approximately 1.8 mg of ANG1. ), of which 10 mg of DHFR-
Approximately 0.36 mg of ANG1 could be obtained by treating ANG1 with bromcyane and then separating and purifying it by HPLC. Next, examples and reference examples of the present invention will be shown. Example 1 Creation of pANG1-23 The DNA encoding ANG1 is 1 5'- GATCCTGATGGATCGCGTGTACATCCA
CCCGTTCCACCTGTAA-3' 2 5'- CGCGTTACAGGTGGAACGGGTGGATGT
DNA consisting of two 43 nucleotides of ACACGCGATCCATCAG-3' was chemically synthesized according to the phosphoramidite method, and after purification, the 5' end of each DNA was phosphorylated using polynucleotide kinase. Approximately 0.1ml of phosphorylated DNA
(contains about 0.01 μg of DNA) and incubating it at 60°C.
The DNA was annealed (this is called DNA1). Approximately 1 μg of pLEK1 (Japanese Patent Application Laid-open No. 1-252290)
was digested with BamH and Mlu and then treated with alkaline phosphatase. By treating the alkaline phosphatase-treated DNA with phenol, the coexisting enzyme protein is denatured and removed.
The DNA was then precipitated with ethanol. After washing the precipitated DNA with 70% ethanol, the ethanol was removed and the precipitate was dried under reduced pressure. BamH
DNA cleavage, alkaline phosphatase treatment, phenol treatment, and ethanol precipitation are all performed as described in “Molecular Cloning A
Loboratory Manual” (T.Maniatis, EF
Fritsch, J. Sambrook, eds. Cold Spring
Harbor Laboratory (1982), hereinafter referred to as Document 1. ). Transfer the dried DNA to 50μ of ligase reaction solution (10m
M Tris-HCl, PH7.4, 5mM MgCl2 , 10m
After dissolving in M dithiothreitol, 5mM ATP), add 5μ of DNA1, and add 1 unit of DNA1 to this.
Add T4-DNA ligase and keep at 10℃ for 12 hours.
A DNA ligation reaction was performed. This reaction product was transformed using a transformation method (reference 1 mentioned above).
was incorporated into E. coli according to the method described in . The treated bacterial cells were transferred to a nutrient agar medium containing 50 mg/ampicillin sodium and 10 mg/trimethoprim (in medium 1, 2 g glucose,
Contains 1g dipotassium phosphate, 5g yeast extract, 5g polypeptone, and 15g agar. )
By coating on the top and culturing at 37℃ for 24 hours,
We were able to obtain 33 colonies. Each of these colonies was added to 1.5 ml of YT+Ap medium (in medium 1, 5 g of NaCl, 5 g of yeast extract,
Contains 8g tryptone, 50mg ampicillin sodium. ), the bacterial cells were cultured overnight at 37°C.
Transfer the culture solution to each Etzpendorf centrifuge tube,
The cells were centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes and collected as a precipitate. Add to this 0.1ml of electrophoresis sample preparation solution (0.0625M Tris-HCl, PH6.8, 2%
of sodium lauryl sulfate (SDS), 10% glycerin, 5% 2-mercaptoethanol,
Contains 0.001% Bromophenol Blue. ) was added to suspend the bacterial cells, and this was kept in boiling water for 5 minutes to dissolve the bacterial cells. A sample that has undergone this treatment
SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (U.
K. Lammli; Nature, vol. 227, p. 680 (1970)). pTP70− as a standard sample
E. coli containing 1 was treated in the same way, and lactalbumin (molecular weight 14200) and trypsin inhibitor (molecular weight
20100), trypsinogen (molecular weight 24000), carbonic anhydrase (molecular weight 29000), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (molecular weight 36000), egg albumin (molecular weight 45000), and bovine serum albumin (molecular weight 66000). A gradient gel of 10 to 20% polyacrylamide concentration was run. As a result, the DHFR band of pLEK1 disappeared in 3 of the 33 colonies, indicating that they were producing a new protein with a clearly larger molecular weight (estimated to have a molecular weight of approximately 23,000). , and for the remaining 30 pieces,
It was revealed that pLEK1 produces a protein that is approximately the same size as DHFR-LEK (which migrates as a protein with a molecular weight of approximately 22,000). Select one strain from among the colonies that produce a new protein with a large molecular weight, and inject this into each colony.
Cultivate in YT+Ap medium and use Tanaka and Weisblum's method (T. Tanaka, B. Weisblum; J.
Bacteriology, vol. 121, p. 354 (1975)), the plasmid was prepared. The obtained plasmid was named pANG1-23. pANG1−231 is
The sequence between the BamH and Mlu sites of pLEK1 should have been replaced with the synthetic DNA. EcoR of pANG1−23 (471− in Figure 1)
About 100 nucleotides of DNA obtained by cleavage with 476th sequence) and Sal (581st to 586th sequence in Figure 1) were subjected to the dideoxy method using M13 phage (J. Messing; Mehtods in
Enzymology, vol.101, p.20 (1983)),
The base sequence was determined. As a result, the sequence from position 471 to approximately position 586 of the sequence shown in FIG. 1 was confirmed. The base sequence of pLEK1 has been revealed by the present inventors (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-252290).
The EcoR-Mlu sequence of pANG1-13 is
The 28 base pair sequence between EcoR and Mlu of pLEK1 was designed and synthesized as a sequence encoding ANG1.
The sequence replaced 43 base pairs of DNA. In addition, the approximately 4.2 kilobase pair DNA obtained by EcoR-Mlu cleavage of pANG1-23 is Pst,
Hind, Hpa, Aat, Pvu, Bgl, Sal
The results of restriction enzyme cleavage experiments using Cla and Cla showed that the DNA was completely identical to the approximately 4.2 kilobase pair DNA obtained by EcoR-Mlu cleavage of pLE1. From the above results, it was determined that the entire base sequence of pANG1-23 is the sequence shown in FIG. Example 2 DHFR- produced by E. coli containing pANG1-23
DHFR− produced by E. coli containing ANG1 pANG1−23
The amino acid sequence of ANG1 can be predicted from the base sequence of the DHFR-ANG1 gene. Figure 1
Since the sequence from positions 57 to 572 encodes DHFR-ANG1, the amino acid sequence was estimated using the Torplett code table. As a result, the amino acid sequence shown in FIG. 2 was obtained. From E. coli containing pANG1-23, DHFR-
We isolated and purified ANG1 and investigated the properties of the purified protein. Purification of DHFR-ANG1 A Amount of bacterial cells used: wet weight 6 g B Enzyme purification table The purification process in the table is cell-free extract,
DEAE-Toyopearl column treatment, mesotrixate-coupled affinity chromatography,
and DEAE-Toyopearl Column Chromatography.

【表】 DHFR酵素活性は、反応液(0.05mMのジヒド
ロ葉酸、0.06mMのNADPH、12mMの2−メル
カプトエタノール、50mMのリン酸緩衝液(PH
7.0))を、1mlのキユベツトとり、これに酵素液
を加え、340nmの吸光度を時間変化を測定する
ことにより行つた。酵素1ユニツトは、上記反応
条件において、1分間に1マイクロモルのジヒド
ロ葉酸を還元するのに必要な酵素量として定義し
た。 得られた酵素タンパク質をSDS電気泳動法(上
記実施例に記載の方法)により分析したところ、
約23000の単一なタンパク質バンドが示され、得
られた酵素標品が均一であることが示された。 分離精製したDHFR−ANG1の性質 精製したDHFR活性を示すタンパク質をエン
ザイムイムノアツセイにより検討したところ、
ANG1に対する抗体と反応することが示された。
即ち、精製して得られたタンパク質は免疫学的に
ANG1と同等の構造を有することが明らかとなつ
た。 精製して得られたタンパク質のカルボキシ末端
側のアミノ酸配列を明らかにするために、カルボ
キシペプチダーゼYを、精製タンパク質に時間を
変化させて作用させ、遊離してくるアミノ酸を定
量した(カルボキシペプチダーゼ法によるカルボ
キシ末端側のアミノ酸配列の決定法)。その結果、
−Tyr−Ile−His−Pro−Phe−His−Leu(カルボ
キシ末端)であることが予想された。また、精製
して得られたタンパク質を酸加水分解した後、ア
ミノ酸分析したところ、塩基配列の結果予想され
るアミノ酸組成と一致した結果が得られた。 実施例 3 精製分離したDHFR−ANG1からのANG1の分
離 実施例2で得られた精製タンパク質(約10mg、
約508nmoleのDHFR−ANG1)を凍結乾燥し、
これを2mlの70%蟻酸に溶かし、これに約200mg
のブロムシアンを加え溶かし、窒素雰囲気下に密
栓し、室温で24時間撹拌しながら反応させた。反
応後、20mlの水を加え、その後、凍結乾燥した。
凍結乾燥して得られた標品を、10mlの30%酢酸に
溶かした。そのうちの0.5mlを(約25nmoleの
DHFR−ANG1を含むはず)をとり、HPLC装置
(島津LC−4A)を用い、Inertsil−ODS5μmカラ
ムで分離した。溶出は、0.1%トリフルオロ酢酸
中、アセトニトリルの濃度勾配(15%から50%)
をかけることにより行つた。0から2分までは、
15%のアセトニトリルを用い、2分から32分まで
は、15%から50%のアセトニトリルの直線濃度勾
配をかけた。その結果、第3図に示すような溶出
曲線が得られた。試料注入後約20分後のピークを
分取し、分離した溶出液をエバポレーターで乾燥
後、少量の水を加え凍結乾燥し溶媒を除き、ペプ
チドを得た。得られたペプチドを酸加水分解し、
その4分の1容をアミノ酸分析に用いた。その結
果、アスパラギン酸(Asp)、バリン(Val)、ロ
イシン(Leu)、イソロイシン(Ile)、チロシン
(Tyr)、フエニルアラニン(Phe)、ヒスチジン
(His)、アルギニン(Arg)、およびプロリン
(Pro)が、それぞれ、3.2、2.4、3.0、2.5、2.4、
3.0、5.6、2.9および3.1nmoleずつ検出された。ア
ミノ酸組成は、ANG1のそれと一致した値であ
り、またアミノ酸分析に用いた標品は、約
2.8nmole(約3.6μg)のANG1を含んでいたこと
が明かとなつた。この結果を用いると、0.5mlの
ブロムシアン処理して得られた標品をHPLCを用
いて分離することにより、収率約58%
(3.6x4nmole/25nmole)でANG1を回収できる
こと、またこの操作を20回繰り返すことにより、
10mgのDHFR−ANG1から約360μgのANG2が
得られることが示される。 また、DHFR−ANG1の精製の収率が約47%
であり、DHFR−ANG1からANG1の分離の収率
が約58%であることから、大腸菌がつくるANG1
ペプチド部分の単離収率が、約27%程度であると
算出される。 発明の効果 上記のように、新規組換えプラスミドpANG1
−23は、DHFR−ANG1を暗号化しており、か
つpANG1−23を含有する大腸菌は、DHFR−
ANG1を可溶性の状態で大量に蓄積生産する。さ
らに、生成したDHFR−ANG1は、DHFR酵素
活性を保持しており、精製を容易に行うことがで
きる。また、DHFR−ANG1をブロムシアン処
理後、HPLCで分離することにより、ANG1を容
易に単離することができる。このような性質を有
することから、本発明は、DHFR−ANG1とそ
れを利用したANG1の生産に有益である。
[Table] DHFR enzyme activity was measured using the reaction solution (0.05mM dihydrofolic acid, 0.06mM NADPH, 12mM 2-mercaptoethanol, 50mM phosphate buffer (PH).
7.0)) was carried out by taking a 1 ml cuvette, adding the enzyme solution thereto, and measuring the change in absorbance at 340 nm over time. One unit of enzyme was defined as the amount of enzyme required to reduce 1 micromole of dihydrofolate per minute under the above reaction conditions. When the obtained enzyme protein was analyzed by SDS electrophoresis (method described in the above example),
Approximately 23,000 single protein bands were shown, indicating that the obtained enzyme preparation was homogeneous. Properties of isolated and purified DHFR-ANG1 When the purified protein exhibiting DHFR activity was examined by enzyme immunoassay,
It was shown to react with antibodies against ANG1.
In other words, the purified protein is immunologically
It was revealed that it has a structure equivalent to ANG1. In order to clarify the amino acid sequence of the carboxy-terminal side of the purified protein, carboxypeptidase Y was applied to the purified protein at varying times, and the released amino acids were quantified (using the carboxypeptidase method). Method for determining the carboxy-terminal amino acid sequence). the result,
-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu (carboxy terminal) was expected. Furthermore, when the purified protein was subjected to acid hydrolysis and then subjected to amino acid analysis, results were obtained that matched the amino acid composition expected from the base sequence. Example 3 Separation of ANG1 from purified and separated DHFR-ANG1 The purified protein obtained in Example 2 (approximately 10 mg,
About 508 nmole of DHFR-ANG1) was freeze-dried,
Dissolve this in 2ml of 70% formic acid and add about 200mg
Bromsyanide was added and dissolved, the mixture was sealed tightly under a nitrogen atmosphere, and the mixture was allowed to react at room temperature with stirring for 24 hours. After the reaction, 20 ml of water was added and then freeze-dried.
The specimen obtained by freeze-drying was dissolved in 10 ml of 30% acetic acid. 0.5ml of it (approximately 25nmole)
(which should contain DHFR-ANG1) was separated using an HPLC device (Shimadzu LC-4A) and an Inertsil-ODS 5 μm column. Elution is a concentration gradient of acetonitrile (15% to 50%) in 0.1% trifluoroacetic acid.
This was done by multiplying. From 0 to 2 minutes,
A linear concentration gradient of 15% to 50% acetonitrile was applied from 2 minutes to 32 minutes using 15% acetonitrile. As a result, an elution curve as shown in FIG. 3 was obtained. The peak about 20 minutes after sample injection was collected, and the separated eluate was dried in an evaporator, and a small amount of water was added and lyophilized to remove the solvent to obtain the peptide. The obtained peptide was acid-hydrolyzed,
A quarter of the volume was used for amino acid analysis. As a result, aspartic acid (Asp), valine (Val), leucine (Leu), isoleucine (Ile), tyrosine (Tyr), phenylalanine (Phe), histidine (His), arginine (Arg), and proline (Pro ) are 3.2, 2.4, 3.0, 2.5, 2.4, respectively.
3.0, 5.6, 2.9 and 3.1 nmole were detected. The amino acid composition was consistent with that of ANG1, and the preparation used for amino acid analysis was approximately
It was revealed that it contained 2.8 nmole (approximately 3.6 μg) of ANG1. Using this result, by separating 0.5 ml of the specimen obtained by treating with bromic cyanide using HPLC, the yield will be approximately 58%.
(3.6x4nmole/25nmole) and by repeating this operation 20 times.
It is shown that approximately 360 μg of ANG2 is obtained from 10 mg of DHFR-ANG1. In addition, the yield of purification of DHFR-ANG1 was approximately 47%.
Since the yield of separation of ANG1 from DHFR-ANG1 is approximately 58%, ANG1 produced by E. coli
The isolation yield of the peptide moiety is calculated to be approximately 27%. Effects of the invention As mentioned above, the novel recombinant plasmid pANG1
-23 encodes DHFR-ANG1, and E. coli containing pANG1-23 is DHFR-ANG1.
Accumulates and produces large amounts of ANG1 in a soluble state. Furthermore, the produced DHFR-ANG1 retains DHFR enzyme activity and can be easily purified. Furthermore, ANG1 can be easily isolated by treating DHFR-ANG1 with bromide cyanide and then separating it by HPLC. Because it has such properties, the present invention is useful for DHFR-ANG1 and the production of ANG1 using the same.

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

第1図は、pANG1−23の全塩基配列を示した
図であり、2本鎖DNAのうち片方のDNA鎖配列
だけを、5′末端から3′末端の方向に記述してい
る。図中符号は、核酸塩基を表し、Aはアデニン
を、Cはシトシンを、Gはグアニンを、Tはチミ
ンを示している。図中番号は、pANG1−23に1
箇所存在する制限酵素Claの切断認識部位、
5′−ATCGAT−3′、の最初の“A”を1番とし
て数えた番号を示している。第2図は、pANG1
−23中に存在するDHFR−ANG1を暗号化する
部分の塩基配列およびタンパク質のアミノ酸配列
を示す図である。図中符号は、核酸塩基およびア
ミノ酸を表し、Aはアデニンを、Cはシトシン
を、Gはグアニンを、Tはチミンを、Alaはアラ
ニンを、Argはアルギニンを、Asnはアスパラギ
ンを、Aspはアスパラギン酸を、Cysはシステイ
ンを、Glnはグルタミンを、Gluはグルタミン酸
を、Glyはグリシンを、Hisはヒスチジンを、Ile
はイソロイシンを、Leuはロイシンを、Lysはリ
ジンを、Metはメチオニンを、Pheはフエニルア
ラニンを、Proはプロリンを、Serはセリンを、
Thrはトレオニンを、Trpはトリプトフアンを、
Tyrはチロシンを、Valはバリンを示している。
図中番号は、1番目のアミノ酸であるメチオニン
を暗号化するATGコドンの“A”を1番として
数えた番号を示している。第3図は、ブロムシア
ン処理したDHFR−ANG1試料の高速液体クロ
マトグラムを示している。横軸は、試料注入後の
時間を分単位で、縦軸は、220nmの吸光度を任
意単位で表現している。矢印で示したピークが
ANG1の溶出ピークである。
FIG. 1 shows the entire base sequence of pANG1-23, in which only one DNA strand sequence of the double-stranded DNA is written in the direction from the 5' end to the 3' end. The symbols in the figure represent nucleic acid bases; A represents adenine, C represents cytosine, G represents guanine, and T represents thymine. The numbers in the figure are 1 for pANG1-23.
The cleavage recognition site of the restriction enzyme Cla,
5'-ATCGAT-3', the first "A" is counted as number 1. Figure 2 shows pANG1
FIG. 2 is a diagram showing the base sequence of the portion encoding DHFR-ANG1 present in -23 and the amino acid sequence of the protein. The symbols in the figure represent nucleobases and amino acids, A for adenine, C for cytosine, G for guanine, T for thymine, Ala for alanine, Arg for arginine, Asn for asparagine, and Asp for asparagine. Acid, Cys is cysteine, Gln is glutamine, Glu is glutamic acid, Gly is glycine, His is histidine, Ile
is isoleucine, Leu is leucine, Lys is lysine, Met is methionine, Phe is phenylalanine, Pro is proline, Ser is serine,
Thr represents threonine, Trp represents tryptophan,
Tyr represents tyrosine and Val represents valine.
The numbers in the figure indicate the numbers counted starting from "A" of the ATG codon that encodes the first amino acid, methionine. FIG. 3 shows a high performance liquid chromatogram of a DHFR-ANG1 sample treated with bromocyanide. The horizontal axis represents the time after sample injection in minutes, and the vertical axis represents the absorbance at 220 nm in arbitrary units. The peak indicated by the arrow
This is the elution peak of ANG1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 大腸菌において安定に複製され、宿主である
大腸菌にトリメトプリム耐性およびアンピシリン
耐性を与えることができ、4222塩基対の大きさを
有し、第1図において示されるDNA配列を有す
る新規組換えプラスミドpANG1−23。 2 pANG1−23を含有する大腸菌。 3 pANG1−23を含有する大腸菌が生産し、第
2図によつて示されるアミノ酸配列を有するジヒ
ドロ葉酸還元酵素−アンジオテンシン融合タン
パク質。 4 pANG1−23を含有する大腸菌を培養し、ジ
ヒドロ葉酸還元酵素活性を目安に、ジヒドロ葉酸
還元酵素−アンジオテンシン融合タンパク質
を、培養菌体の無細胞抽出液から、イオン交換カ
ラム処理、メソトリキセート結合アフイニテイカ
ラムクロマトグラフイー、および陰イオン交換カ
ラムクロマトグラフイーを用いて精製することを
特徴とするジヒドロ葉酸還元酵素−アンジオテン
シン融合タンパク質の分離精製方法。 5 pANG1−23を含有する大腸菌の生産するジ
ヒドロ葉酸還元酵素−アンジオテンシン融合タ
ンパク質をブロムシアン分解法により分解した
後、アンジオテンシンを分離精製することを特
徴とするアンジオテンシンの製造方法。
[Claims] 1. A DNA that is stably replicated in E. coli, can confer trimethoprim resistance and ampicillin resistance to the host E. coli, has a size of 4222 base pairs, and has the DNA sequence shown in FIG. Novel recombinant plasmid pANG1-23. 2 E. coli containing pANG1-23. 3. A dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein produced by E. coli containing pANG1-23 and having the amino acid sequence shown in FIG. 4. E. coli containing pANG1-23 was cultured, and dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein was extracted from the cell-free extract of the cultured cells using dihydrofolate reductase activity, treated with an ion exchange column, and mesotrixate-conjugated affinizer. 1. A method for separating and purifying a dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein, the method comprising purifying a dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein using column chromatography and anion exchange column chromatography. 5. A method for producing angiotensin, which comprises decomposing a dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein produced by Escherichia coli containing pANG1-23 by a bromcyan degradation method, and then separating and purifying angiotensin.
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