JPH0367582A - プロテアーゼ欠損 - Google Patents

プロテアーゼ欠損

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JPH0367582A
JPH0367582A JP1300645A JP30064589A JPH0367582A JP H0367582 A JPH0367582 A JP H0367582A JP 1300645 A JP1300645 A JP 1300645A JP 30064589 A JP30064589 A JP 30064589A JP H0367582 A JPH0367582 A JP H0367582A
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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 本発明は所望のポリペプチド(本明細書で使用される1
ポリペプチドはタンパク質をiむ任意の有益なアミノ酸
鎖を意味する)の発現訃よび分泌に有益なバシラス(B
acillus)株に関する。
従来の技術 バシラス(Bacillus)は遺伝子工学によるベク
ターからの異種ポリペプチドを発現する為の宿主として
用いられてきた。バシラス(Baclllus)のごと
きグラム陽性宿主の使用によシ、大腸菌のごときグラム
陰性菌中での異種遺伝子の発現に付随するいくつかの問
題が避けられる0例えば、グラム陰性菌は所望の生成物
から分離するのが困難な内毒素を産生ずる。さらに大腸
菌のごときグラム陰性菌は異種生成物の分泌に容易には
適応せず。
細胞内に隔離された生成物の回収には多くの時間を要し
、長たらしく、潜在的に問題が多い、それに加え、バシ
ラス(Bacillus)株は非病原性であシ、十分に
特性付けられた機構によシタンパク質を分泌できる。
発現系にバシラス(Bacillus)宿主株を使用す
る際の一般的問題点は培養培地から異種ポリペプチドを
回収する前にそれを分解する多量のプロテアーゼを産生
ずる事である。このタンパク質分解活性の大多数の原因
となるプロテアーゼは栄養欠乏条件下(細胞が胞子形成
の準備をするような)指数増殖期の終シに産生される。
2つの主たる細胞外プロテアーゼ、apr遺伝子の生成
物であるアルカリセリンプロテアーゼ(ズプチリシン)
およびnpr遺伝子の生成物である中性メタロプロテア
ーセは培地中に分泌されるが、主たる細胞内セリンプロ
テアーゼ(Isp−1)は細胞内に産生される。これら
の3つのプロテアーゼの1つまたはそれ以上のレベルが
正常よυ低い遺伝的に異なったバシラス(Bacill
us)株が作シ出されたが、しかしこれらの株において
も精製に先立って異種遺伝子産物の分解を起こす十分に
高いレベルのプロテアーゼを産生ずる。
5tahl  ら(ジャーナル オプ バクテリオロジ
ー 1984.150:411)tL染色体のズプチリ
シン構造遺伝子がt? く1上で誘導された欠失突然変
異によシ置き換えられたバシラス(Bacillus)
プロテアーゼ突然変異体について記載している。この突
然変異を運ぶ株は細胞外セリンプロテアーゼ活性が野生
株の10優のみである。Yangらは(ジャーナル オ
プ バクテリオロン−。19B4,130:15)染色
体の天然プロテアーゼ遺伝子が±2 ビトロで誘導され
た欠失突然変異を持つ遺伝子に置き換えられたバシラス
(Bacillus)プロテアーゼ突然変異体について
記載しているm Fahnestockらは(WO83
101825J天然染色体遺伝子配列を不活性化セグメ
ント挿入物をその中に持つ部分的相同DNA配列で置換
して構築されたズプチリシン活性が欠除シタバシラス(
Bacillus)株について記載しているo KaW
amur!L  らは(ジャーナル オブ )くクテリ
オロジー、1984,130:442)nPr釦よびa
pr  遺伝子中に障害を運び、野生株の4%未満の細
胞外プロテアーゼ活性のレベルしか発現シないバシラス
(Bacillus)株について記載している。Koi
de らは(ジャーナル オブ −(クテリオロジー、
19B6.167:110)isp−1遺伝子のクロー
ニングおよび配列決定訃よび人工的欠失遺伝子の染色体
組込みによるiap −1陰性突然変異体について記載
している。
細胞外プロテアーゼ遺伝子(aprj=rよびジ1)が
欠失した遺伝学的に改造された株は野生型7% 7ラス
(Bacillus)株が行うよシも有意に低いレベル
のプロテアーゼ活性を産生ずる。グロテアーセ基質ta
む培地上で増殖せしめた場合、これらの細菌はタンパク
質分解活性がごくわずかかまたは全くないことを示し、
コロニーのまわりの除去It(かさ)の出現がないこと
で測定される。これらの二重の突然変異体から産生され
るいくつかの異種ポリペプチドシよびタンパク質はバシ
ラス(Bacillus)の野生型床で産生された場合
よシ安定であるが、それにもかかわらず精製に先立って
本質的には分解される。
発明が解決しようとする課題および課題を解決するため
の手段 本発明は筐だ特性付けられていない6つのプロテアーゼ
遺伝子の1つまたはそれ以上に突然変異tiむ改良され
たバシラス(Bacillus)Nil胞を提供し;細
胞はまた好適には主たる細胞外プロテアーゼをコードし
ているaprおよびnpr遺伝子中にも突然変異tiみ
、その結果これらの細胞外プロテアーゼの細胞による産
生を阻止する。本発明の突然変異は、タンパク質分解活
性apr遺伝子産物の細胞による産生を阻害するapr
遺伝子中の突然変異、タンパク質分解活性残余プロテア
ーセ1(RP−1)  の細胞による産生を阻害するR
P−[−コードしている遺伝子(ここでは@RP−1”
遺伝子)中の突然変異、および残余プロテアーゼ11(
RP−11)をコードしている遺伝子(ここでは、”R
P−1’″遺伝子)中の突然変異を含んでいる。apr
遺伝子およびRP−用遺伝子でコードされているプロテ
アーゼは新規タンパク質である。
最も好適には1本発明の突然変異は遺伝子のコードして
いる領域内の欠失であシ、全NA?Dコード領域の欠失
を含んでおシ;もしくは、突然変異はプロテアーゼコー
ド領域内の天然に存在する塩基対の1つまたはそれ以上
の塩基対の置換または挿入から戊っている。
本発明のバシラス(Bacillus)JfB胞はまた
細胞内セリンプロテアーゼ■をコードシテいル1p−1
遺伝子中の突然変異を含み、およびさらに胞子形成を阻
止する突然変異ヲ含むであろうし、それによシ胞子形成
−依存性グロチアーゼを産生ずる細胞の能力を減少させ
る;好適にはこの突然変異は初期段階で胞子形成を阻止
するが、精製DNAによシ形質転換される細胞の能力を
除去するものではなく:最も好適にはこの突然変異はs
po OA突然変異(以下に記載)である。本発明はさ
らに。
aprおよびnpr遺伝子およびapr遺伝子、RP−
1遺伝子およびRP−1遺伝子からなる遺伝子群の1つ
iたはそれ以上の遺伝子中に突然変異を含むように宿主
を改良することによシバシラス(Bacillus) 
l宿主細胞中の安定な異種ポリペプチドの産生のための
方法を提供する。
本発明はまた精製DNA、DNAを含む発現ベクターお
よび任意のプロテアーゼRP−1.RP−iまたはap
r遺伝子産生物をコードしているDNAで形質転換され
た宿主バシラス(Bacillus)細胞を特色とし:
好適にはそのようなりNAFi枯草菌から誘導される。
本発明Fiまた実質的に純粋なEpr、残余グロテアー
セI(RP−1nよび残余プロテアーゼ■(RP−fi
)と称されるまだ特徴付けられていない他のプロテアー
ゼの分離によびRP−1およびRP−IIプロテアーゼ
の特徴付けを特色とする;ここでは1実質的に純粋”と
は重量で90僑を超えて純粋なことを意味する。
術語”・pr遺伝子’  ”RP−1遺伝子′″および
@RP−1遺伝子”はここでは枯草菌中でのこれらの呼
称に対応している各々の遺伝子を意味し。
他tDハシラス(Baclllus)種牛のこれらの遺
伝子の進化的相同性は(他のバシラス(Bacillu
s)タンパク質の場合のごとく相同であl))mと種の
間で重要でない点で変化していると予想できる。
枯草醒のRP−1およびRP−31遺伝子はまた各々互
と?よぴ二■蝉伝子とも称されている。多くの場合、進
化相同体間の配列相同性は十分によく。
そのため1つの種から誘導された遺伝子は常法によシ、
他の種からの進化相同体を得るためのハイプリダイゼー
シ鵬ングローブとして使用することができる。さらに、
これらの術語は筐た。もちろん、遺伝コードの重複性の
ため、コードするアミノ酸残基が変化しないような塩基
変化がなされている遺伝子も含んでいる。
本明細書に記載された方法を用いると、プロテアーゼを
産生ずる能力が著しく減少したバシラスCBacill
us)株が作られ、それ故、培養培地内へ分泌されうる
異種ポリペプチドの発現のための(著しい分解なしで)
宿主として有益である。本発明のバシラス(Bacil
lus)細胞は関連する活性をコードしている遺伝子中
にいくつかの突然変異を含んでいるけれど増殖可能であ
るだけでなく健全である。
本発明に従って任意の望まれるポリペプチドが発現でき
る1例えば、ホルモン、ワクチン、抗ウィルスタンパク
質、抗腫瘍タンパク質、抗体または凝固タンパク質のご
とき医学的に有益なタンパク質;および酵素または殺虫
剤のごとき農業および工業的に有益なタンパク質ニジよ
び本発明にょう阻害される1つまたはそれ以上のプロテ
アーゼを含むバシラス(Bacillus)宿主中で不
安定な任意の他のポリペプチド。
本発明の他の特色および利点は以下に記載するその好適
な実施態様の記載および特許請求の範囲から明らかにな
るであろう。
好適な実施態様 最初に図を簡単に説明する。
図1は枯草菌中性プロテアーゼ遺伝子をコードしている
2、4kb Hind I挿入物および中性プロテアー
ゼ遺伝子中に欠失を持つ同一挿入物を各々含むプラスミ
ドル3フ1  Thよびp371Δ、およびバシラス(
Bacillus) cat  遺伝子を含む9371
30Mの一連の図による説明である。
図2は生遺伝子のヌクレオチド配列の一部に対応する■
p−標識オリゴヌクレオチドで調べたHindu消化l
575およびl575NΔDNAのサザンプロットであ
る。
図3は枯草菌ズブ゛チリシン遺伝子をコードしているグ
ラスミドpAsOO7の6.5kb挿入物および欠失プ
ラスミドpAs 13 の構築の説明である。
図4は細胞内部セリンプロテアーゼl5P−1をコード
している2、7kb BamHI挿入物を含むゲラスズ
ドpIsP−1,釦よびl5F−1欠失プラスミドpA
L6の構築を説明している。
図5はクローン化apr遺伝子の図による説明であシ、
制限酵素認識部位を示している。
図6は生遺伝子のDNA配列である。
図7は欠失生遺伝子およびバシラス (Bacillus)cat遺伝子f:含むプラスミド
pNP9の構築の図による説明である。
図8はRP−1の最初の28残基およびRPl遺伝子を
クローン化するのに使用されるグローブの対応するDN
A配列のアミノ酸配列である。
図9はRP−1タンパク質をコードしているプラスミド
pCR,8306,5kbの挿入物の制限地図である。
図10はRP−1グロテアーセをコードしているDNA
のDNA配列である。
図11は3つの内部R,P−1フラグメント(a。
b、c)のアミノ酸配列および遺伝子(a) 、 (b
)および(c)のクローン化に使用される6つの推測化
合物のヌクレオチド配列である。
図12はBRT90および707で調べ九〇P241染
色体DNAのサザン プロットである。
図13は(a) p L P Iの3.6kb Pg 
t I  挿入物の制限地図、(b)欠失R,P−1遺
伝子の構築および(0)バシラス(Bacillus)
染色体の中のRP−II欠失の作成に使用されたプラス
ミドの図である。
図14はap−uをコードしているDNAのDNA配列
である。
実質的にタンパク質分解活性が欠けているバシ之王(J
acillua)株を作シ出すのに従った一般的戦略を
以下に概説する。
2つの既知の主な細胞外プロテアーゼ遺伝子(aprお
よびnpr)の欠失突然変異体を最初に構築する。主な
細胞内プロテアーゼをコードしている1ap1遺伝子を
続いて欠失させ3重プロテアーゼ欠失突然変異体を作シ
出す。2重か噴たは3重欠失突然変異体にapo OA
  突然変異を導入し。
細胞中に存在する胞子形成依存プロテアーゼ活性を著し
く低下させる。これまで未知のプロテアーゼをコードし
ている遺伝子を単離し、その完全なヌクレオチド配列を
決定する。遺伝子6Prit 345アミノ酸の1次生
成物をコードして!?6、それはズプチリシン(Apr
)&よび枯草菌の主たる内部セリンプロテアーゼ(Is
p−1)  の両方と部分的に相同である。この遺伝子
の欠失はインビトロで作成され、3重プロテアーゼ欠失
宿主内に導入される。残余プロテアーゼRP−Iをコー
ドしている新しく同定された遺伝子中の欠失を続いて導
入し、実質的に減少したプロテアーゼ活性を持ち、RP
−11活性のみを発現する枯草菌の株を作υ出す。RP
−1a精製されておシ、このプロテア−+/′をコード
している遺伝子のクローン化に使用される核酸プローブ
の作製に使用するため、アミノ酸配列の一部が決定され
ている。遺伝子のクローニングによシ、RP−1を遺伝
子が欠失してシシ。
それ故RP−用を産生できないバシラス(Bacill
us)株を作製することが可能であった。
プロテアーゼ遺伝子欠失の構@および減少したプロテア
ーゼ活性を示すバシラス(Bacillus)株の調製
の詳細な方法は以下に記載する。
一般的方法 多欠失バシラス(Bacillus)株の構築のための
方法を以下に記載する。枯草菌染色体DNAの単離はD
ubnauら(1971,ジャーナル オプ モレキュ
ラーバイオロジー 56:209)によシ記載されてい
るごとくして行った。枯草11株をトリプトース血液寒
天基剤(デイ7コラボラトリーズ)上または最小グルコ
ース培地で増殖させ。
Anagnoatopoutosらの方法(ジャーナル
 オブ バクテリオロジー 1931,81:741)
によシコンピテントにする。大腸菌JM107を増殖し
、 HanahaIIの方法(ジャーナル オブモレキ
ュラー バイオロジー 1983.166:587)に
よシコンビテントにする。枯草菌および大yIIJ[か
らのプラスミドDNAはBirnboimらのII法(
ヌクレイックアシッズ リサーチ、1979.7:13
13)によう調製する。枯草菌にかけるプラスミド形質
転換はGryczanらによシ(ジャーナル オプ バ
クテリオクジ−19フ8.134:138)記載されて
いるごとくして実施する。
プロテアーゼ検定 2つの異ったプロテアーゼ基質、アゾコールシよびカゼ
イン(両方とも14Cまたは発色団レゾルフィンで標識
)、がプロテアーゼ検定に使用されるが、カゼイン基質
がタンパク質分解活性に対してよシ感度が良い。培養上
澄み液試料は定常期にはいって2または20時間で検出
された。アゾコールに基づいたプロテアーゼ検定は10
0μlの培養上澄み液を900μg の50mM)Uス
、pH−8,5mMCaCJ、 kよび10r!v 0
7ゾコール(シグマ、タンパク質分解切断された場合、
可溶性発色団を放出するタンパク質コラーゲンの共有結
合で修飾された不溶性型)に添加する事によシ実施する
。溶液を67℃にて50分間一定に振とうさせながら3
0分間インキュベートする0反応液を遠心分離して不溶
性アゾコールを除去し、溶液のA。、を決定する。阻害
剤は反応混合物と37℃にて5分間前もってインキュベ
ートする。
非常に少量の残余プロテアーゼ活性を測定せねばならな
い場合は、 14 C−カゼインまたはりゾルフィン−
標識カゼインを基質として使用する。
14cmカゼイン試験にかいては培養上澄み液(100
μAりを1x10@cpmの14(1−カゼインにュー
 イングランド ヌクレア)を含む100piの50 
m M )リス、5mMCaCl*に加える。溶液を6
7℃にて30分間インキュベートする6反応液を氷上に
置き、20μgのBSAを担体タンパク質として添加す
る。冷104TCAL300μl)を添加し、混合物は
氷上に10分間保つ、溶液を遠心分離して沈澱タンパク
質を除き、上澄み液はシンテレ−シーン カウンターに
て計数する。レゾルフィン−標識カゼイン検定では、培
養上澄み液を等容量のトリス−Ct 緩衝液、pHao
中のレゾルツイーン−標識カゼインと57℃にて種々の
時間インキュベートする。インキュページlンに続き、
非加水分解基質をTCAにて沈澱させ。
得られる発色性上澄み液を分光々置針によシ定量する。
ジェ遺伝子の欠失 Yangら(ジャーナル オプ パクテリオロジ198
4.130:15)に従うとジ工遺伝子は枯草!!DN
Aの重複Eco Rl kよびBindu制限断片内に
自まれでシシ、遺伝子配列の大多数は2.4kb Hi
nd I  断片上に位置している。この断片がnpr
欠失の作製のために選択された。
2.4kb Hind I Wr片をiむ蘭々のクロー
ンは以下のごとくして調製されたゲノムHindu断片
のクローンパンクから単離された。染色体DNAは枯草
菌株l575から単離され、 Bind I  で消化
され0.8%アガロースゲル上の電気泳動によシ大きさ
で分画される。2−4kbの大きさのDNAをゲルから
電気的に溶出する。精製DNAはBinduで消化され
、アルカリホスファターゼで処理されたpUC9DNA
(ベセスダ リサーチ。
ラボラトリーズ、ロックビル、Mdから入手可能な大腸
菌レプリコン)と結合し、大腸醒抹JM107のコンピ
テント細胞を形質転換し、LB+50μg7−7ムピシ
リン上に置くと1000のR Amp   コロニーを得る。
クローン化生性プロテアーゼ遺伝子断片を含むコロニー
は常法のコロニー/)イプリダイゼーシ嘗ン法(Man
iatis  ら、1983. ’ モレキxラークロ
ーニング、実験手引書”コールド スプリンクハーバー
、ニューヨーク)によシ同定される。簡単に記すと、形
質転換体を、ニトロセルロースフィルターに移し、i@
菌して核酸を放出させnpr%異的プローブで調べる。
ヌクレオチド520および5400間のnpr 遺伝子
配列と相補的な20塩基のオリゴヌクレオチド(Yan
gら、上記文献)がプローブとして使用された。配列は
5′GGCACGCTTGTCTCAAGCAC3’で
ある。
2.4kb Hind厘挿入物を含む代表的クローンが
同定され、p371  と名付けられた(図1)。
p371に訃ける」ユ遺伝子の欠失型はtとビトロで誘
導された。p 371 DNA f:l’lμIおよび
Hinduで消化することによF)−5aobp内1R
salU片が欠失した。遺伝子の5′末端;てつながっ
ている300bpHindl−Rsa17ラグメン)&
よび遺伝子の3沫端につながっている1220bpRs
al−旦1ndl断片(図1参照)を単離し、Hind
l&よびアルカリホス7フターゼ処理pUc9内へクロ
ーン化する。これによシnpr遺伝子の中心部分が欠失
する。結合されたDNAで大腸菌JM107を形質転換
する。所望のnpr遺伝遺伝入内欠失つクローンは制限
酵素分析によシ同定された。このプラスミドはp371
Δと称される。
バシラス(Bacillus)中の要素の選択を容易に
する為にベクター上に選択可能マーカーをコードしてい
る遺伝子が導入された。クロラムフェニコール耐性(C
mr)をコードしているバシラス(Bacillus)
 cat遺伝子を1,3kb 8al l断片上のグラ
スミドpMI 1101 (Youngman ら。
1984、プラス□ド12:1−9)から単離し。
p371ΔのSal 1部位内へクローン化する。この
DNAで大腸1iJM107を形質転換し、形質転換体
はクロラムフェニコール耐性でスクリー二方を含む代表
的プラスミドは937130m(図1)と名付けられた
ベクターp371ΔCmは大腸菌レプリコンpUC19
から誘導されてカシ、それ故バシラス(Bacillu
s)宿主中では複製できない、相同配列間の相互的組換
えによシ受容体宿主の染色体中の野生型npr遺伝子が
ベクター上に含1れている欠失npr遺伝子に交換され
た。Cmrマーカー遺伝子はグロテアーセ遺伝子配列を
含めてベクターがすでに組み込1れている細胞の選択を
可能にする。
欠失npr遺伝子が組み込まれているベクター配列はそ
れにそったnpr遺伝子のコピーを取シながら、低い頻
度で染色体から自発的に分割される。
染色体中の欠失プロテアーゼの保持はCm’分離物中の
プロテアーゼ活性の欠落を検定することによシ確認する
特に、コンピテント枯草@l575細胞が937130
m で形質転換され Cm r  で選択された。野生
型遺伝子に隣接して、または置き換わった欠失5狂遺伝
子がおそらく組み込まれている約2000のコロニーが
選択され、それらはクロラムフェニコール耐性であった
。コロニーの約254がでんぷん寒天上によシ小さい除
去圏を形成し、野生型遺伝子が遺伝子の欠失型に置き換
えられていた事を示している。これらの細胞培、養物か
らの上澄み液ては中性プロテアーセ活性は検出されなか
った。対照的に、野生型l575細胞からの培養液内に
は高水準の中性プロテアーゼ活性が検出された。欠失プ
ロテアーセ遺伝子の1つの組込みコピーをiむが、ベク
ター配列が除去されている分離物は以下のごとくして続
いて選択された。
Cmrコロニーの培養物は選択することなく液体培地中
で一夜増殖させた後TBAB培地上に塗布する。これら
のコロニーFi続いてクロラムフェニコールを含む培地
上に写し取シ、クロラムフェニコール存在下で増殖しな
いものを同定しオリジナルのプレートから選択する。そ
のようなNpr陰性コロニーの1つが選択されl575
NΔ と称された。
1875NΔ中のl■遺遺伝円内欠失は枯草菌l875
Nおよびl875NΔから単離されたHind If消
化DNAを”lP−標識Jは一特異性オリゴヌクレオチ
ドで調べる標準的サザンプロット分析(サザン、197
1ジャーナル オブモレキュラー バイオロー/−98
:503)ICよシ確認する。野生型l57SN  D
NA中の2.4kbHindl断片およびl575NΔ
DNA中の1.8kb断片とハイブリダイズするプロー
ブはl575NΔ にかいて300bpOnpr遺伝子
が欠失している事を示している(図2参照)。
5桁遺伝子の欠失 ズプチリシン遺伝子(apr)をりa−ン化するため最
初にl575 DNAからのゲノムライブラリーが調製
された。染色体DNAが単離され。
EcoRI  で消化し、α8優アガロースゲルを通し
た電気泳動によ砂分離する。5−8kbの大きさの範囲
の断片をゲルからの電気的溶出によシ精製する。断片に
見セRI 消化pBR328DNAにュー イングラン
ド バイオラボから一般でも入手可能である)を結合し
、コンピテント大腸菌JM107細胞を形質転換する。
形質転換体はヌクレオチド505および520の間のa
pr  遺伝子配列と相同の脅威0P−標@17−me
r オリゴヌクレオチドプローブとハイブリダイズする
かによ?) apr遺伝子挿入物を含むグラスミドをス
クリーニングするC3tahlら、198j、 ジャー
ナル オプ パクテリオロジー 158:411)。
グローブとハイブリダイズする6、5kbEcoRI挿
入物を持つクローンを選択し、pAsOO7と名付ける
(図3)、6.5kb 断片はズプチリシン遺伝子を完
全にコードしている配列を含んでいる。
apr遺伝子の突然変異体は2つの内部kI断片を欠失
させることによシ作製する(図3)。
pA8007を最初にHpal  で消化し、希釈溶液
中(5μg/ml)で結合して再環化することによシ2
つのkl断片を除去する。JMl 07細胞の形質転換
によシ約200のAmprコロニーが生じた。これらの
形質転換体の1つは1つの内部Hpal  部位を持つ
4.8kbEcoRI挿入物を含んでいた。それはpA
812  と名付けられた。
apr遺伝子の欠失は遺伝子の3′末nt超えて500
bp伸びていたが、ここのDNAには枯草菌に必須のど
んな遺伝子も含まれてはいなかった。
バシラス(Bacillus) cat遺伝子を含む1
.3kbsall 断片をバシラス(Bacillus
)宿主染色体中の組み込み体の選択のためpA812の
5allliS位内へクローン化する(前記のごとく)
プラスミドDNAで大腸菌JMl 07y形質転換し、
アムピシリン含有培地上に撒布すると約50のAmp’
コロニーが回収され、7.5μg/−クロラAフェニコ
ール含有培地上でレプリカ平板法を行う、50のうち3
つがCmrであった。これらの3つのコロニーからプラ
スミドDNAを単離し。
制限消化によシ分析した。プラスミドの1つが所望の制
限パターンを持って卦シ、pA813 と名付けられた
(図6)。
枯草菌染色体内への欠失プロテアーゼ遺伝子の組み込み
を促進するためa pAs15がl575NΔ株内へ導
入されCmr形質転換体として選択された。形質転換体
は続いて5μg/mj Cm  kよび1.5僑カセイ
ンを含むTBABプレート上に塗布することによシ野生
型apr遺伝子が欠失遺伝子で置換されているかをスク
リーニングする。かさを産生しないいくりかのコロニー
が上に記載したごとくCmr遺伝子が喪失したとして選
択された。
代表的な形質転換体が選択されGP 199と名付けら
れた。
欠失中性プロテアーゼ遺伝子のみを持つ株と同様に2重
プロテアーセ欠失株からの培養液中のプロテアーセ活性
が検定された。 Np r”’ 、 Apr−突然変異
細胞中のプロテアーゼ活性は野生型のレベルの約4−7
1であシ、一方Npr″″突然変異体はよシ高いレベル
のプロテアーゼ活性を示した。
amy B突然変異 グロテアーセ欠損株をバシラス(Bacillus)ア
ミラーセの産生に関して試験した0種々のプラスミド構
築物によシ産生されるアミラーセのレベルを検定するに
は野生型遺伝子のかわbに宿主内ヘ突然変異体アミラー
ゼレベルを導入する必要がある。この工程は本発明には
必須ではなくまたプロテアーゼ活性のレベルには影響を
及ぼさない:これは染色体がコードするアミラーゼ存在
下ではプラスミドがコードしているアミラーゼレベルを
決定できないので実施されるのである。amyE対立遺
伝子は枯草菌株JF206(tz上C2、斐望E )か
らGP199内へコングレッシ3ンとして知られている
形質転換/選択法によシ形質転換された。
この方法は形質転換を行うDNAが過剰に与えられた場
合1つ以上の染色体DNAによシ形質転換されるコンピ
テント枯草菌細胞の能力に頼っている。この方法におい
ては最初に、アミラーゼの産生不能のごとき選択不可能
なマーカーの共転移のためのスクリーニングを容易にす
、るための選択可能マーカー遺伝子の発現を検定するこ
とによシ集団中のコンピテント細胞を選択する。
JF206またはJLn’lY E  突然変異を含む
類似の株から全染色体DNAを単離する。飽和@度(〜
1μg)でコンピテント細胞 199 (m@を1eu
−、hig−)を形質転換し、Hlg  形質転換体を
メチオニンおよびロイシンを補充した最小培地上で選択
する。形質転換体はでんぷん−アズール含有上面寒天層
を持つ平板上でアミラーゼマイナス表現型のスクリーニ
ングを行うaHlm  の5優のコロニーはかさを産生
ずる事ができずアミラーゼ遺伝子に欠損がある事を示し
ている。そのような形質転換体の1つがプロテアーゼ欠
損表現型で検定され、GP200と名付けられた。
2重プロテアーゼ突然変異体の培養液からの上澄み液試
料はアゾコールを基質として使用するプロテアーゼ活性
の検定を行った。この基質で検定した場合、2重プロテ
アーゼ突然変異株のプロテアーゼ活性は野性型レベルの
41であった。よシ高感度基質である1◆C−カゼイン
をプロテアーゼ検定に使用した場合、2重突然変異は野
生型枯草菌活性の5−7唾の活性を示した。この株にお
いてはプロテアーゼ活性は低いけれども、これらのプロ
テアーゼ欠損細胞によう産生されるある種の異種遺伝子
産生物が安定ではなく残余プロテアーゼ活性の存在を示
している。そこで残余プロテアーゼ活性の原因となる遺
伝子の同定および変更が考えられた。
残余プロテアーゼ活性の特徴付けをする為に。
2重プロテアーゼ突然変異株の培養液のプロテアーゼレ
ベルを下げる多数の既知のプロテアーゼ阻害剤の能力を
試験した。セリン プロテアーゼ活性の阻害剤として知
られているPMSFCフェニルメチルスルホニル フル
オリド)が最も有効である事が観察された。 Apr 
 Nprバシラス(Bacillus)細胞の増殖培養
液へのPMSFの添加はうまく、これらの細胞で合成お
よび分泌される異種ペプチドおよびタンパク質の安定性
を増加させた。これらの結果は残余分解活性の少くとも
一部はセリン プロテアーゼによるものである事を示し
ている。
ズプチリシンは枯草菌によシ分泌される主たるセリン 
プロテアーゼである:しかしながら。
1sp−1遺伝子Cl5P−1)にニジコードされてい
るセリン プロテアーゼは胞子形成の間細胞内に蓄積さ
れていることが示されている( 5rivaatava
ら、1981.フルヒープ 7オー マイクロバイオク
ジ−129:227)、残余プロテアーゼ活性がl5F
−1によるものかを明らかにするため、1sp−1遺伝
子が欠失したものをtとビトロで作製し、2重−10テ
アーセ欠失抹内へ取シ込ませた。
暉吐−1遺伝子の欠失 暉旺−1遺伝子は枯草菌染色体DNAの2.7kbBa
mHI断片内に含まれているLKoideら。
1986、ジャーナル オブ パクテリオロジー167
:110)。精製DNAをBamHIで消化し+ 2.
7kb  の大きさの範囲を7ガロースゲルから電気的
に溶出し、BamHI  消化pBR32B内へ連結し
、大腸菌JM107細胞を形質転換する。1係カゼイン
含有LB培地上でかさを産生ずる1つのAmpr :1
e+ニーが選択されpIsP−1と名付けられた。DN
Aの制限分析によると。
pIsP−1はD哩−1遺伝子配列と相同の合成25塩
基0P−標識オリゴヌクレオテドプロープ(5’ATG
AATGGTGAAATCCGCTTGATCC3’)
LKoideら前記文献)とI・イブリダイズする2、
7 kb Bam HI挿入物を運んでいる。5all
&よびBcoRI 消化によシ発生する制限パターンか
らもpIsF−1中の探」−1遺伝子の存在が確認され
た。
欠失は遺伝子の中央に位置している独特のflL11部
位を利用して1sp−1遺伝子内に作製された。ベクタ
ー中に別の8allIIf1位があるので。
最初に2.7 kb Ban HI遺伝子挿入物kPB
R322の誘導体(pAL4)のシ>mHI  部位に
クローン化し、それによシシ吐1部位を除く(図4)。
生じるプラスミド、pAL5 はそれ故υ哩−1遺伝子
内に独特のSal 1部位を持っている。pAL5 D
NAをSal lで消化し、Ba131  エキソヌク
レアーゼで37℃にて5分間処理して遺伝子配列の−s
′を欠失させ再連結する。このDNAでJM107’i
形質転換し、得られるAmp  コロ−−の小さくなっ
たBamHI挿入物をスクリーニングする。BamHI
挿入物内に1.2kb の欠失を持りプラスミドを選択
し、pAL6と名付けた(図4)。
5all  断片上の大腸菌プラスミドpM11101
から前記のごとくして但遺伝子を精製し。
pAL 6のB co RV部位へクローン化する。得
られるDNAで2重グロテアーセ突然変異株を形質転換
しくGP200)−欠失I8.P−1遺伝子を含む組込
み体を前記のごとく選択する。5重−グロテアーセ欠失
attG P 208 (apr Δ、 nprΔ。
imp−1Δ)と称されている。カセイ/基質を用い、
 3f[−突然変異株(Apr″″、Npr  、l5
p−1)のグロテアーセ活性が測定され、大体21突然
変異抹と同じの野生型レベルの4%であることが観察さ
れた。
残った4係の残余プロテア−”II’活性は明らかに前
に記載したパシロペプチダーゼFと呼ばれているエステ
ラーゼLRoitschら、1983.ジャーナル オ
プ バクテリオクジ−,155:145)かまたは未知
の未同定プロテアーゼ遺伝子(群)によるもOであろう
胞子形成突然変異の導入 ある種のプロテアーゼの産生が枯草菌の胞子形成に伴っ
ていることが示されている為、我々のプロテアーゼ欠損
宿主中の胞子形成を阻止する突然変異が自まれでいた方
が有益であろうし、それによυこれらの抹における胞子
形成−依存プロテアーゼ産生を更に減少させるであろう
、胞子形成過程を段階0で阻止する突然変異は施主され
るプロテアーゼのレベルを減少させるが、精製DNAに
よシ形質転換される細胞の能力を除去しない。
5poOA  突然変異はグロテアーセ合成を減少させ
るのに特に有効であることが示されてきた(Ferra
riら、19B6.ジャーナk  オプ パクテリオロ
ジー 166:173)。
セリン プロテア−−1!’Cl5P−1)の産生を除
去するための我々の戦略の第1の状況のごとく最初に2
重プロテアーゼ欠損株内へII1OA  突然変異を導
入する。康終的には6重−釦よび4重プロテアーゼ欠損
株内へIPOOA突然変異を導入する。この我々の発明
の特色は枯草菌宿主にかける異種遺伝子生成物の産生の
ための発現ベクター内に含まれるプロモーターが胞子形
成−特異性プロモーター(例えばspo VGプロモー
ター)でない場合にのみ有益である。
枯草11抹J H346(5PoOA、 Prot”A
my+、 Met  ) または類似のg3OA 突然
変異を持つ株から染色体DNAの飽和if:g!4#!
シ、コンピテントGP200細胞(spo  I Pr
otAm)F−、M e t″″)を形質転換する0M
et  形質転換体は最小培地プレート上の増殖によシ
選択される。得られる形質転換体は胞子形成欠損表現型
のための胞子形成培地(デイフコ)上の検定(なめラカ
ナコロニー形態トよび褐色のピグメンHa生)により 
spo OA  対立遺伝子の共形質転換でスクリーニ
ングする。約9%のMet 形質転換体がapo OA
  対立遺伝子で共形質転換されているらしい:これら
の多くはでんぷん−アズールまたはカゼイン含有プレー
ト上で再スクリーニングして、受容体がドナーDNAか
ら無傷のアミラー+!またはプロテアーセ遺伝子で共形
質転換されていないことを確認する。検出可能なプロテ
アーゼ活性を示さない1つの形質転換体がGP205(
apoo人。
any B * aprA e npr E )と命名
された。 こO宿主によシ産生されるプロテアーゼレベ
ルは、カゼインが基質である場合、 8po+宿主の細
胞外液で観察されるレベルの0.14であった。
同様の方法で、3重プロテアーゼ欠失突然変異体GP2
08(aprA、aprA、1ap−1Δ)Thよび4
重プロテアーセ欠失突然変異体GP216(aprΔa
nprΔ−tsp−1Δ、 aprA、以下に記載され
る)内へ5poOA突然変異が導入された。
得られる8po−株は各々GP210およびGP235
である。これらの株は発現ベクターが胞子形成依存プロ
モーターに基づいていない場合に有益である。
新プロテアーゼ遺伝子の同定 残余プロテアーゼ活性の原因となる遺伝子の同定訃よび
クローニングは1MA胞がカゼイングレート上のかさの
出現で検出するには十分多量の酵素(群)を産生しない
ので、常法を用いては困難であろうと予測された。もし
、それが高コピーベクター上複製され、遺伝子(群)の
コピー数(およびそれ故のプロテアーゼ産生)が検出可
能なレベルまで増幅されるなら遺伝子(#)の単離が可
能であろうと判断された。この戦略によシ、バシラス(
BacillusJ遺伝子パンクからの新規プロテアー
ゼ遺伝子の単離が可能であった。これらの新規プロテア
ーゼ遺伝子の最初Oものはapr (細胞外プロテアー
ゼの略)命名された。この新規遺伝子の欠失突然変異体
はイン ビトロで誘導され。
前記遺伝子置換法によp Apr−、Npr″″、Ia
pバ残余プロテアーゼ活性の原因となる遺伝子を運ぶク
ローンを得るため、枯草IIGP208DNAのSau
 6A  ライブラリーが調製された。染色体DNA1
に単離し、5au3Ao部分消化にかけ、アガロースゲ
ル上で大きさによる分画を行う、3−7kbの大きさの
範囲の断片をゲルから溶出し、大腸菌力よびバシラス(
Bacillus)の両方で複製可能なシャトルベクタ
ーpEa 224(pBR322のラージBcoRI−
Pvu fi断片とpBD34の2−ジEco RI−
Pvu II  フラグメントとの連結によシ誘導され
るCGryczanら、197B、PNAS75:14
28))の角己■部位内へクローン化する。連結DNA
で大腸菌JM107を形質転換し、カゼインを含む培地
に遺布する。1200の大腸護コロニーのどれもカゼイ
ンプレート上でかさをi生しなかったが、精製プラスミ
ドDNAの制限分析によるとクローンの約90%が約4
kbの平均の大きさの挿入物を含んでいた。クローンで
バシラス(Bacillus)宿主を形質転換し、以下
のごとくプロテアーゼ活性でスクリーニングした。大1
ik菌形質転換体は各々100コロニーの12の9(G
l−012)に分はプールされた。
プールされたコロニーを液体培地IB+50μg/−ア
ムピシリン)中で増殖させてプラスミドDNAt単離し
、枯草mGP 208 (aprA。
aprA、1sp−1Δ)を形質転換し、カゼイングレ
ート上に塗布する。プールされたG11からの形質転換
体O約54の筐わシにかさが観察された。
陽性コロニーの各々から1ラスミドDNAを単離し、制
限酵素消化によシ地図を作製した。形質転換体のすべて
が約4kbの同一の挿入物(図5)ヲ含んでいた。これ
らの1ラスミドのうちの1つを選択しpNPl  と命
名した。
養液中に残っている残余プロテアーゼ活性は宿主によシ
産生される総プロテアーセ活性のほんの少しのパーセン
トの活性によシ説明された。apr遺伝子にようコード
されているプロテアーゼの型を特徴付けるため、枯草@
GP208/pNP1  によシ分泌されるプロテアー
ゼに対する異った阻害剤の効果を試した。
定常期にはいって2118間の培養培地を得、’4C−
カゼインを基質として用いて検定する。GP208に存
在するプロテアーゼ活性のレベルは前記標準的プロテア
−−1!/検定法で検出される程十分高くはないが、増
幅apr遺伝子を運んでいるGP208/pNP1の培
養培地中では認知できるプロテアーセ活性が検出された
。eprプロテアーゼ活性は10mM EDTAおよび
1mM  BMSFの両方の存在下で阻止され、それは
陽イオンの存在を活性に必要とするセリン−プロテアー
ゼをコードしている(他のセリンプロテアーゼI sp
−1もまたEDTAおよびBMSFで阻害される)。
apr  遺伝子のサブクローニング pNP1挿入物から2.7kb壮■I−塾生I副断片が
単離され、pBD34の誘導体であるpBs81/6L
合成リンカ−會用いL狙■ 部位1Hind 1都立に
変えることによシ誘導される)内へクローン化された。
このサブクローン化1IIi片を運ぶ形質転換体はカゼ
インプレート上にかさを産生でき、全プロテアーゼ遺伝
子がこの唾片内に存在していることを示している0代表
的クローンはpNP3  と命名された。
t 6 kb Eco TLV 副断片をpBs81/
6内へサブクローニングし、カゼインプレートにノ)ロ
ーを作るコロニー1に選択することによF)pNP5挿
入物内の遺伝子の位置がさらに規定された。ハローを形
成し、且つ1.6kb 挿入物1−含む第5図のクロー
ンは、pNP5  と名付けられfc、この断片内のグ
ロテアーセ遺伝子の存在はさらにpNPlからの4kb
挿入物のこの部分を欠失させることによシ確認された。
pNPlを且co RIVで消化し。
1、6 kb Eco RV挿入物の取シ込みを起こさ
ずにベクターの再環化が起こるような条件下再結合する
。このDNAでGP208に形質転換し、コロニーをカ
ゼインプレート上でスクリー二/グした。
95傷を超える形質転換体がかさを作らず、これらのク
ローンからプロテアーゼ遺伝子はすでに欠失しているこ
とを示している1代表的クローンが選択されpNP6と
名付けられた。(かさを産生ずるわずかなパーセントの
クローンは遺伝子の染色体コピーとプラスミド内の相同
配列の間の組換えによシ生じる天然epr遺伝子を運ぶ
ベクターを持っていると推定される。) ジv遺伝子のヌクレオチド訃よび推論されるアミノ酸配
列 サブクローニングによび欠失実験によシブロチアーゼ遺
伝子の大部分は1.6kb Eco RV断片(図5)
上に含まれていたことが確立された。
1.6kbEcoRV断片のヌクレオチド配列決定(図
6)は、左端から450bpから始まシ右端まで進むほ
とんど完全な断片を釦おりオープンリーディングフレー
ムを明らかにした(図2参照)。
推定されたアミノ酸配クリとGENBANKの他のアミ
ノ酸配列との比軟はOR,Fに工υコードされているタ
ンパク質がズプチリシンL 5tahlら。
1984−ジャーナル オブ バクテリオロン−158
:411)釦よび枯草菌168からの工IIP −I 
CKoideら、1986.ジャーナル オプ バクテ
リオロジー 167:110)の両方と強い相同性(約
404)を持っていることを示している。こOプロテア
ーゼ遺伝子の最も可能性のある開始コドンは図6の位置
1のATGである。
このATG(ORPの第2のコドン)に先立って優れた
共通枯草菌リボンーム結合部位 (AAAGGAGATGA )が存在する。さらに。
このメチオニンに続く最初の26アミノfRは典型的枯
草菌シグナル配列に似ている;2つの陽性荷電アミノ酸
の短い配列、続いての15疎水性アミノ酸、ヘリックス
−破壊プロリン、および典型的Al a X Al a
 シグナルペプチダーゼ切断部飲CPer1manら、
1983.ジャーナルオプ %L/キュラー バイオロ
ジー 167191)。
配列分析は1.6kb EcoRV 断片はEprプロ
テアーセ活性を十分にコードしているけれども。
0凡Fは下流旦coRV都立の末端を越して続いている
ことを示している。遺伝子の3′末端の地図作製のため
1重なっているKpnlからSat 1断片のDNA配
列が決定された(図6)、図2に示したごと<、ORF
の末端はEcoRVIllIlIIlの717bp下流
であることが観察されておシ、また全apr遺伝子Fi
345のアミノ酸タンパクatコードしている事が見い
出されておシ、その最初の380のアミノ酸はズプチリ
シンと相同である(図6 )、 1.6kbEco R
V断片中KII−)’されているN−末端405のアミ
ノ酸でグロテアーセ活性には十分であるのでC−末端の
240のアζノ酸はタンパク質分解活性には明らかに必
須ではない。
ジは タンパク質の構造 4y  ζL!での転写−翻訳実験がタンパク質の大き
さの確立に使用された。グラスミドpNP5D N A
 (全e2z 遺ux子を持’) 2.7 kb O匹
81−旦01断片f:含む)を83〇−結合転写/翻訳
系にュー イングランドヌクレア)に添加したところ約
75,000ダルトンのタンパク質が台底された。(更
に6α000シよび34,000ダルトンのタンパク質
もまた観察されたが多分75.000  ダルトンのタ
ンパク質の部分切IIrまたは分解at表わしているの
であろう、)この大きさは推定されたアミノ酸配列に基
づいた第1次産物の予想分子量69.702ダルトンと
非常によく一致している。
9υプロテアーゼのアミノ−末端の半分とズプチリシン
の間の相同性u B p r %またズプチリシンのプ
ロ配列と同じ大きさの(70−80アミノ酸)プロ配列
でプレプロ酵素として産生されるであろう事を示唆して
いる。もし本当なら、訟よびもし更なる部分切断がなけ
れば成熟Bpr@素は約58.000の分子量を持つと
議論されるであろう。
しかしながら培養上澄の試験では本タンパク質は約34
,000(Z、1分子量を持つ事を示している。
apr遺伝子(PNP3またはpNP5)1i−持つプ
ラスミドまたはただ親グラスミド単独LpBs 81/
6)を含む枯草i!i抹GP203によシ分泌されるタ
ンパク質の5Ds−pAonによる比較ではpNP3 
にクローン化されたZ7kb虫zBl−8al l  
断片は約34,000&よび38,000ダルトンのタ
ンパク質Q産生七指示し、一方、ppNPs中に同じ方
向性で(図1)クローン化した1、6kb EcoRV
断片はただ34,000ダルトンタンパクIXO産生の
みを指示した。この2つのタンパク質は部分切断または
タンパク質加水分解性分解によシ生じ九E P r  
タンパク質の異った型であろう。明らかに、・pr遺伝
子の6′の1/3を欠(1,6kb ILiRV 断片
は全遺伝子が存在する場合に観察されるものと同じよう
な大きさの活性プロテアーゼの産生を指示できる。この
事は10テア一ゼFi通常C−末lsの部分切断を受け
ることを示唆している。
プラスミドpNP3上にIIi遺伝子を含むとヱ;F2
(Bacillus)抹GP208はHpr プロテア
ーゼの遇慮生に使用で*、それは続いて常法によシ精製
できる。
枯草函染色体上の31の地図作製のため、染色体のap
r遺伝子部位に薬剤耐性マーカーが導入され、挿入の泣
置決足のためフ1−ジPB81−開始形質導入が使用さ
れた。クロラムフェニコールアセチルトランスフェラー
ゼ(cut)遺伝子を含む1.3kbのEcoRI#片
を5■遺伝子を含む大腸菌グラスミド上の独特のEco
凡工@位(pNP2は図7に示しである)内にクローン
化する。得らtLbfう;x、ミ)’(pNP7)f枯
草1GP208の形質転換に使用し、クロラムフェニコ
ール耐性形質転換体を選択する。このプラスミドは枯草
菌中では自律的に複裏できないので、Cmr形質転換体
は1ラスミド上のクローン比」は遺伝子および遺伝子の
染色体コピー間の1回の相互組換えによって生じたこと
が予想される。地図作製実験は挿入されたcat遺伝子
および」」遺伝子は5acA321に強く結合されて釦
シ(77%7優共形質尋入pur A’16には弱く結
合されてにシ(5優共形質尋入)、またhis A1に
は結合されていない。これらの発見は、他の低動の10
テアーセ遺伝子が含まれていない遺伝地図の領域のsa
c A  の近くにapr遺伝子が位置している事ヲ示
唆している。
プロテアーゼ活性を欠く突然変異体バシラス(Baci
llus) k作製するには5′末端が欠失したクロー
ン化遺伝子を構築し、染色体中の野生型遺伝子との直き
換えに使用する。最初にpNP2 ’iBamHIで消
比しく!と遺伝子内の非反復部位を切断する)、それか
ら直線状プラスくドDNA′をBa131エキンヌクレ
アーゼで32℃にて5分間処理し、再結合して大腸菌J
M107を形質転換する、20の形質転換体からプラス
ミドDNAを単離し、EaoRIj)よびHl nd口
で消化してapr遺伝子挿入物を除去し、ゲル電気泳動
によシ分析する。
プラスミドの1つは2.7kb断片が2.3kb Ee
oRI−H1ndj断片で置き換わってカシ、・pr遺
伝子配列から400塩基対が失われていた事を示してい
る。このプラスミドはpNP8 と称される(図7)。
この欠失突然変異体が前記の遺伝子置換法によシ枯草1
110F20B内へ導入された。pEcc lからのH
coR1断片を含むcat遺伝子がpNP8のEeoR
I部位に導入されpNP9が作製された(図7)、この
大腸菌プラスミドを枯草IGP208の形質転換に使用
し、Cmrコロニーを選択する。この形質転換体の大部
分は非常に小さいかさを産生し、残シの30鳴はカゼイ
ンプレート上かさを産生しなかった。かさすなわちプロ
テアーゼ活性がないことは染色体DNAThよびプラス
ミドDNAのコンカテマーからの相同配列間の2重の交
差によう生じる:これらの株は大腸菌レグリコンおよび
欠失・pr遺伝子の2つのコピーが側面に接したcat
遺伝子を含んでいる。重複を解くため・pr遺伝子の2
つのコピー間の組み換えを受けた(しかし、それはシ4
遺伝子および大腸菌レプリコンが捨てられている)味ラ
スフリーユングし、単一のコロニーが選択され、*剤選
択なしでリッチ培地中で一夜増殖させる。この培養から
生じた個々のコロニーを薬剤耐性でスクリーニングする
とこれらの約0.11がC−sであることが観察された
。4つのプロテアーゼ遺伝子(生。
npr * isp −1および・pr)内に欠失を含
むそのような味の1つ、GP216が更なる研究のため
選択された。
染色体・pr遺伝子の欠失はサザンハイプリダイゼーシ
lンによう確認された。Q m r親株同様GP216
はカゼインプレート上にかさを産生することができない
、しかしながら液体培養にかける14(1−カゼインプ
ロテアーセ検定はapr突然変異単独では残余プロテア
ーゼ活性を完全に除去しない事を示している。・pr 
a apr * npr  hよび力哩が欠失している
株はΣ法、担υおよびlapのみに突然変14を持つ抹
よシも有意に少ないグクテアーゼの産生とはならなかり
た。最後に、4重プロテアーゼ欠失味の増殖および胞子
形成が標準実験室培地を用いて検定された。野生型と比
較した場合、LB培地中での増殖は何の差異も観察され
なかった。同機に30時間D8M培地上で増殖させた後
の胞子形成a度にかいても何ら評価する程の差異は見ら
れなかった(GP208tirよびGP216に対して
1×10 胞子/11j)。
新しいタンパク分解活性の同定 枯草直の床の4つの非必須プロテアーゼ遺伝子apr 
 npr 暉嗅−1および」「が欠失させられている。
これらの欠失は野生株に比較して約96優8po+宿主
の培養上澄液中の総細胞外グロテアーセを減少させてい
るが、バシラス(Baclllus)中でのプロテアー
ゼー不安定化生底物の産生には残っている4鳴の残余プ
ロテアーゼ活性を減少または除去することが望ましい。
アゾコール検定を使用し、多プロテアーセ欠失枯草@株
(aprΔ・ジ「Δ・ジ16・幻Bp−11h)で1九
制御タンパク質をコードしているsac Q”遺伝子も
含んでいるGP227中のこの残余活性を説明する2つ
の新規グロテアーセが同定された。
sac Q 遺伝子産物は残余プロテアーゼ活性を含む
バシラス(Bacillus)中の分解性#素の産生を
促進するように機能し、それは同−譲シ受は人に対して
lII渡された同時係属中の出願U、 S、 8.N9
21.343  号の主題であシ、引釣としてここに含
まれている。sac Q  による促進のため、GP2
27株は5acQ  を欠<GP216よシも本質的に
多いプロテアーゼ活性を童み出す。
一般には、枯草1iGP227の培餐液からの上澄液は
濃宿され、ゲル濾過カラムを通して分画されグロテアー
セ活性が検定される。2つの別々の活性のピークがカラ
ムから溶出され、よシ大きなおよびよシ小さな分子量種
に対し各々RP−IThよびRP−11L残余プロテア
ーゼの略)と呼ぶ。
続いてのこれら2つのピークの分析によシ、各々は異っ
た酵素活性で説明されることが確認された。
RPIkよびRP−1タンパク質の単@釦よび特徴付け
、およびRP−1シよびRP−1遺伝子各々の欠失突然
変異体の作製を以下に記載する。
BP−1の単11!および特徴付は 簡単で効率の良い精製スキームが廃培賽液からのRP−
1の単離の為に開発された。培養HをMR8ラクトバシ
ラス培地(デイフコ、マルトースをグルコースに置換し
て)中で増殖させ。
5IY10  らせん状カートリッジを付けたアミコン
CH2PR,系を用いて約10倍に濃縮する。濃縮上澄
み液を50mM MBS 、 0.4M NaC1、p
H6,8に対して透析し、同じ緩衝液で平衡化した8W
 3000 HPLCゲル濾過カラムで分画する。
グロテアーセ活性を含む分画は前記の1ゾコール検定を
改良して使用し同定する。
グロテアーセ活性が陽性の分画(よシ大きな分子量の種
に対応する)をプールし、YM5メンプランを付けた攪
拌セル食用いて濃縮し、50mMME8.100mMK
Cl、pH6,7に対して透析し、同一の緩衝液で平衡
化したベンズアミジン−セフ10一ス液体アフイニテイ
 カラムに加える。
カラムに加えられたほとんどのタンパク質(97%)は
樹脂に結合しないが、RP−1タンパク質は定量的に結
合し、250mMKClでカラムから溶出される。
べ7X7ミジン精製RP−108DS−PAGE分析に
よシタンパク質は?!Mi超える均質性を持ち、約47
.000ダルトンの分子量を持っていた事が明らかにさ
れた。上に概説した方法による精製によシ比活性が14
0II!I増加し、全回収率は約104であった。
等電点電気泳動ゲルによ#)RP−1は4.4から4.
7の間のpIt持ち、高酸性/塩基性残基組成であるこ
とを示している。酵素はaOの食過pHを持ち、アゾコ
ールが基質として用いられた場合最高温度は30℃であ
った。PMSFで完全に阻害され、それがセリンプロテ
アーセである事を示唆しているが、EDTAでは50m
Mのような高濃度でも阻害されない。
BP−1はN−区一ペンゾリルーL−アルギ巳ン エチ
ル エステル、フェニルアラニン メチルエステル、チ
ロシン エチルエステルおよびフェニルアラニン エチ
ルエステルのごトキエステル基質同様変性コラーゲンお
よびカセインのごときタンパク質基質to=c−o一対
0−C−N−結合)の加水分解を触媒するが1合成基質
N−φ−ベンゾイルーL−アルギニン−4−ニトロアニ
リド中のアルギニンペグチド結合の加水分解は触媒しな
い、ひとまとめにして、これらのデータはRP−■がセ
リン エンドプロテイナーゼであシ、エステラーゼ活性
を持ち、セリン プロテアーセのズプチリシン スーパ
ーファミリーに萬していることを示している。さらに、
これらの特徴はRP−lは普通バシロペ1テダーゼFと
呼ばれている(Bgysrら、196B、アルキーブオ
ブパイオケミストリーアンドバイオフイジックス、12
8:442およびRoitsah ら@  1983.
ジャーナル オブ バクテリオロジー 155.145
)#累かもしれない事を示している。パシロペプチダー
セFは糖タンパク質であることが報告されているが、B
P−1に炭水化物が伴われているのは観察されなかった
BP−1のための遺伝子のクローニングI’LP−1の
アミノ末端の28のアミノ酸の配列が連続エドマン分解
によシ自動気相配列決定装置上で決定され、これは図8
に示しである。DNAグローブ配列(81ヌクレオチド
)は枯草菌にかいてこれらのアミノ酸のための最も頻繁
な使用コドンに基づいて合成された(図8)、RP−1
ON−末端アミノ酸配列は2つのトリプトファン残基を
fiんでいる(位@、7および18)、)lJ7)ファ
ンにはコドン軸重がないので、この事はRP−Iをコー
ドしている遺伝子のための高度に%異的なグローブの徊
築を容易にする。
高分子量DNAは枯草菌株GP216から単離され、い
く種類かの制限酵素で各々消化され、断片は化8%アガ
ロース ゲルを通した電気泳動を通して分離する。ゲル
はサザンの方法(前記文献)によジニトロセルロースフ
ィルター上ヘプロットされ、半一ストリンジェントな条
件下(5X38C。
204ホルムアミド、IXデンハーツ、37℃にて)3
8P末端−18m合成RP−1特異的グローブと一部ハ
イブリダイズさせる。ハイプリダイゼーVvsylca
1. ブoy)t2X88c、CL14BDB中室温に
て、1時間洗浄する。
BP−1特異的プローブは制限消化物の各々のただ1つ
のバンドのみにハイブリダイズし、グローブがRP−1
遺伝子に対し特異的であることを示している。Pstl
消化物にかいてはグローブは6.5 kb フラグメン
トにハイブリダイズし、それはクローニングのためには
都合のよい大きさであシ、またRP−1遺伝子のほとん
どまたはすべて會含むのに十分な大きさである。
以下のごとくして枯草1!l!DNAから6−7kbの
大きさの範囲のPstl挿入物を含むクローンバンクが
調製された。抹GP216の染色体DNAをPstl 
 で消化し、a、8鳴アガロースゲル上で分離する。6
−7kb 0DNA断片をゲルから電気的溶出によシ精
製し、リガーゼ処理によるベクターの再環化を防ぐため
子クシ腸ホスフ1ターゼで前もって処理しであるPat
 l消化pBR322と連結する。連結DNAでコンピ
テント大腸菌DH5m胞を形質転換し、テトラサイクリ
ン含有培地上に虚布する。約5X10’のT・tr形質
転換体をL ソo80 qbハロ −7kb tvm囲
の大きさの挿入物を持つグラスミドを含んでいた。
−組の550形質転換体=1p−槻識RP−7特異性プ
ローブでのコロニーハイプリダイゼーシ璽ンによ、9R
P−1挿入物の存在をスクリーニングしたところ、これ
らの形質転換体の7つがプローブと強くハイブリダイズ
することが観察された。
6つの陽性クローンからプラスミドDNAを単離し、P
stlおよびHlnd jによる制限消化パターンが分
析された。6つすべてのクローンが同一の制限パターン
を持ってシシ、それらの1つからのプラスミドはpcR
83と名付けられた。
種々の制限酵素を用い1図9に示されたpCR85挿入
物の制限地図が作製された。成熟RP−■プロテアーゼ
ON−末端の28の7ミノ!!をコードしているRP−
jオリゴマー グローブがサザンの方法(上記文献)に
よシルCR83の制限消化物とハイブリダイズされた。
プローブが[L65kb 0C1a I −Bee R
V断片とハイブリダイズすることが1!察され、この断
片は遺伝子の5′末端を含んでいることが示唆された。
BP−1遺伝子の方向性を決定するため、C1al−E
eo RV断片の鎖を別々に単鎖ファージM13内へク
ローン化した0M13クローンがRP−1オリゴマーで
調べられ、その結果はRP−1遺伝子が図9の地図に従
うと左側から右側の方向に配向していることが示された
図9に示したごと(Pmtl挿入物の一部のDNA配列
が決定され、81の塩基対配列(図10で下Hを引いた
)がタンパク質の最初の28のアミノ酸をコードしてい
る配列と正確に対応していることが観察された。図10
で示したBqllおよびClal部位は図9で示したそ
れらと同一であシ。
さらに* BaoRVl11位は図9に示された制限#
素地図中に示されたものと同一である。BP−(コード
領域を取シ囲む非翻訳領域の部分もまた図10に示され
ている:5′非翻訳領域内の下線を付けたDNA配列は
推定リポソーム結合部位に対応する・ DNA配列はオープンリーディングフレームが15の位
置(図10中)で始まシ、2270の位置まで伸びてい
ることを明らかにした。最も可能性の高いこのオープン
リーディングフレームのための開始コドンは図10の1
の位置のATGであろう、このATGに先立ってリポソ
ーム結合部位tAAAGGGGGATGA)があシ、そ
れは−17,4KcalのΔQ計算([を持っていた。
このM@tに続く最初の29アミノ酸は枯草菌シグナル
配列と似ている;5つの陽性に荷電したアミノ酸1−含
む短い配列、続いての16の疎水性残基、ヘリックス−
fi1mプロリン、シよび典型的人1a−X−Alaシ
グナルベグチダーゼ切断部位。シグナルベグチダーゼ切
断部位らしい後IC134残基の110”領域があシ、
続いて成熟タンパク質が始まっていることがN−末端ア
よ)酸配列の決定によシ確認された。タンパク質配列か
らは不確かであったN−末端の最初のアミノ酸はDNA
配列の583−585の位置のAla  残基と確認さ
れた。全成熟タンパク質は496のアミノMを含み予想
分子量は52,729ダルトンである。この大きさは4
7、000ダルトンの精製タンパク質の決定された分子
量とかなシの一致を示した。さらに、成熟#素の予測等
電点(4,04)はIli察された4、4−4.7のp
Iと良く一致していた。GENBANKからBP−1が
ズプチリン、l8P−Iに対して部分的に相同であシ(
304)、・pr遺伝子産物に対してよシ低い程度(2
71)で相同である事が示された。
多コピーレプリコン上のRP−1遺伝子のクローニング PCR83からP易tl断片を取シ、エリスロマイシン
およびカナマイシン耐性をコードしている多コピーバシ
ラス(Baelllum)レプリコンである線状pBD
9のPat l内へ結合する。結合DN人でコンビテン
)GP227M胞(5aeQ  促進法)を形質転換し
、カナマイシン耐性形質転換体を選択する。 6.5k
b□I挿入物を運んでいるグラスミドを選びpCR88
と呼ぶ。
この挿入物がBP−1遺伝子をコードしていることを確
認するため、pCR,88またはpBD9を含むGP2
27+11[[1を選択的条件下MRf9培地中。
67℃にて50時間増殖させる。上澄み液試料を集め、
プロテアーゼ活性を検定する。pCR88培讐物からの
上澄み液はpBD9培養物からのものよシ約10倍以上
のプロテアーセ活性を含んでいた。さらに、この分泌プ
ロテアーゼ活性はPM8Fによシ阻Wを受け、シよび変
性タンパク貿ゲル上で分画すると、pcR88試料から
の上澄み液は47kd  の余分のタンパク質を含んで
いた。これらの結果からBP−1遺伝子が6.5kb断
片内にコードされてカシ、多コピーレプリコン中への配
列のクローニングはap−Iりyパ/質の過生産を導く
ことが確立された。
枯草菌染色体上のRP−1遺伝子の位置RP−1遺伝子
(虫)部位での染色体への薬剤耐性マーカーの組み込み
シよびeat挿入物の位rjItを決定するための7テ
ージPBS l−開始形質導入を用いて、枯草菌染色体
上のbpr  の位置の地図作製を行った。クロラムフ
ェニコール アセチルトランス7エラーセ(eat)遺
伝子ヲ含む1.3kbのSma I M片をpcR92
(pcR83の五OkbBglllがpUC18にクロ
ーン化されている)の非連続4蜆凡V 部位内へクロー
ン化する。BcoRV  部位はbprのコード領域に
ある(図10)、得られるプラスミドpA8112  
はEeoRI  で消化して線状となし、枯草菌株GP
216の形質転換に使用し、り0ツムフ工ニコール耐性
形實転換体を選択する(GP238)。
Cmr形質転換体は線状プラスミドおよび染色体の間の
2N交差の結果と予測される(マーカー置換)abpr
遺伝子を中断させて染色体中にcut遺伝子が組み込ま
れていることを確認するためテザン ハイプリダイゼー
シ■ンが使用された。地図作製実験は、挿入された二1
遺伝子および四は強<pyrDl(89s)と結合L−
ll”bLmetc  と弱く結合している(44)こ
とを示している。中性プロテアーゼ遺伝子(npr)を
コードしている遺伝子もまた染色体のこの領域で地図作
製を行ったところ、npr a pyrとはbprより
弱く結合しく45%および32僑)、metCとはbp
rよシ強く結合(18嘔および214)していた。
RP−1遺伝子欠失物の構築 BP−1配列内の内部欠失はイン ビトロで発生させた
。pCR83挿入物中のC1m lおよび旦co RV
部位間の650 bpの欠失は事実上、g熟RP−1タ
ンパク質のアミノ末端側のほとんど半分をコードしてい
る配列を除去することになる。
欠失は以下の方法によシ行った。
pCR78(6,5kb Pat I断片を含むpBR
化しであるpUc18(−一ガラクトシダーゼをコード
している大1&1ilaaZ遺伝子を含む)に結合する
。結合混合物で大腸薗DH31fm胞を形質転換する一
xgat Thよびアムビシリン含有LB培地上へ塗布
すると、8つの白色コロニーカ生シ、β−ガラクトシダ
ーセをコードしている遺伝子内への断片の挿入を示して
いる。これらのコロニーから調製されたプラスミドDN
Aは8りのコロニーのうちの7つが4.5kb 挿入物
を持つプラスミドを含むことを示した。そのようなプラ
スミドの1つ。
pKT2をEcoRVおよび旦幻Iで消化し、クレノー
断片で処理してC1m l末端を平滑化し、自己結合に
よシ再環化する。その後結合されたDNAで大gJiD
H5Jil胞を形質転換する。約100の形質転換体が
生じ、Ampr形質転換体から1ラスミドDNAが単離
され、制限消化によシ分析された。8つのコロニーのう
ち8つともC1a I −EcoRV断片が欠失してい
た。そのようなプラスミドの1つをpKT2’と名付け
た。前記のごとくバシラス(Baaillus )組み
込み体の選択に使用するため、pBeaIからのBco
R+l断片上に運ばれているcat遺伝子1pKT2’
内へ結合する。
ヱリ遺伝子を挿入するにはpKT2’f:EeoRlで
消化し、子クシ腸アルカリホスフテターセで処理台する
。結合DNAでDH5細胞を形質転換し。
Amprコロニーはクロラムフェニコール含有LB培地
上に移す。100のコロニーのうち2つがCm’であっ
た。これらの2つのコロニーからプラスミドDNAが単
離され、プラスミドDNAの制限酵素分析によj) 1
.3kb cat遺伝子断片の存在が確認された。これ
らのプラスミドのうちの1つ、pKT3が遺伝子置換法
によるGP216株内への欠失遺伝子の導入に使用され
た。
このDNAでGP216’i形質転換し、クロラムフェ
ニコール耐性コロ二−カ選択されi、aつのCmRコロ
ニーから染色体DNAが抽出され。
サザン ハイプリダイゼーシ日ンによシ分析された。1
つのクローンはベクター上および染色体内の相同配列間
の2重交差によシ生じる欠失RP−■遺伝子の2つのコ
ピーを含んでいた。クロラム7エ二コール選択なしで増
殖させ、その後りo2ムフェニコール含有TBAB培地
上でレプリカ平板法を行う、1つのCm mコロニーが
単離され。
サザン分析で欠失した遺伝子が染色体中の野生型BP−
1遺伝子で置換されていた。この株は。
GP240と呼ぶことKする。GP240の培養液から
の上澄み液の分析によ、9RP−1活性が存在しないこ
とが確認された。
BP−flの単離シよび特徴付け RP−1t;1.ベソズアζジンーセファロースまたは
例えばアルギニン−セフ10−スシよびヘモグロビン−
アガロースのごとき他のプロテアーゼーアフィニティ樹
脂に結合せず、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾
過およびボリアクリルアよドゲル寛気泳動のごとき通常
の精製技術を使う必要があることが認められたのでBP
−1のための精製スキームはRP”lよシもよシ大がか
シである。
GP227培養物の濃縮粗上澄み液をpH6,8で平衡
化したDEAE−セフ1セル(陰イオン交換)で分画す
る。このpHではRP−1タンパク質は樹脂に結合でき
ない:しかしながら、加えた全タンパク質の約80鳴(
BP−1を含む)が樹脂に結合し、それ故試料から除去
される。カラム溶出物は次にPH48で平衡化したCM
−セフテロースCL−6Bを用いる陽イオン交換クロマ
トグラフィーによシ分画する。これらの条件下。
RP−1は樹脂に結合でき、カラムから0.5MK(J
で溶出する。陽イオン交換工程の分解能を更に促進させ
るため、)LP−fi溶出物は次にNa C1の直線濃
度勾配によう展開する4、6X250amWCX(弱陽
イオン交換)HPLCカラムによシ再分画する。WCX
プールは続いてTSK−125HPLCカラムにより大
きさで分画される。RP−IIピークをその後同じカラ
ムで2度分画すると。
5D8−PAGBによる分析でほとんど均一なTLp−
i調製試料を得る。プロテアーゼは6900倍以上精製
され、GP227の培養液中の総タンパク質の約(LO
1%であることを示している。もしくは、RP−1″″
であり、 aaeQ  促進配列を含むバシラス(Ba
cillus)株から約30倍以上のRP−11が精製
できる( U、 S、 S、 N921.343号、同
一1m1)受は人に対して譲渡され。
ここに引例として含マれている)、なぜなら、そのよう
な株によシ産生されるRP−1の量は本質的に増加し、
培養液中の総タンパク質の約0.5噂を示している。
RP−1はPM8P処理に対して敏感でなく。
それ故セリン プロテアーゼではない、8D8−PAG
E分析はRPiが27.3kd  の分子量を持ってい
ることを示している。RP−1がpH6,7でDEAE
K、pHa3−1’PAE−300(HPLC陰イオン
カラム)K結合しない事は。
タンパク質がa3を超える塩基性等電点を持っている事
を示している( p 1=a7  クロマトフオーカシ
ングによる)、RP−1はジチオスレイトール(DTT
、スに7ヒドリル還元剤)K対して非常に敏感で、アゾ
コール検定にかいては1mMの低いa度で定量的に阻害
される。RP−1はまた他のスルフヒドリル試薬と金属
キレート剤の組合せ(即ちメルカプトエタノールとBD
’rA)に対しても敏感である。スルフヒドリル試薬に
よるプロテアーゼの阻害は比較的精であシ、C,ヒスト
ゼシよびカルボキシペグチダーゼ人のごとき少数のプロ
テアーゼでしか記載されていない、RP−■はまたフェ
ニルアラニン メチルエステルおよびn−をBOC−L
−グルタミン酸−ctI−7x、 ニルエステルを加水
分解するその能力で示されるとときエステラーゼ活性も
持っている。
配列決定のためのRP−fiの可能な最もきれいな試料
を得るため、ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分
mを含む最終精製工程を実施した。
電気泳動に続いてタンパク質を電気泳動的にゲルからポ
リビニリデン ジフルオリド(pVDF)膜のシートに
移すnRP−1は疎水性膜上1ぬれた点”として視覚化
され、相当する領域をシートから切シ出し、そのアミノ
末端アミノ酸配列が決定された。RP−IIの15アミ
ノ酸末端残基の配列は(8er −lie −II@−
Gly−Thr −Asp −Glu−Arg−Thr
−Arg−11e−8@r−8@r−Thr −Thr
 )セリンシよびアルギニン残基に富んでいる。セリン
シよびアルギニンは高い度合いのコドンs、1iを持り
ているので、この事は高度に特異的なグローブの作製の
困難さを増加させる。それ故、更なるア安ノ酸配列情報
1−1つまたはそれ以上の非縮重アミノ酸残基金含む内
部ペプチドから得た。
RP−Hの内部ペプチド断片の配列分 精g′fLp−IIのトリプシンペプチドを産生し。
逆相HPLCt用いて単離する。アミノ酸トリプト7テ
ンおよびメチオニンそれぞれはただ1つのアミノ酸コド
ンによりコードされているので、これらのアミノ酸の両
方の1つまたはそれ以上をコードしている合成ヌクレオ
チドプローブまたは1推−1体”はその相補ヌクレオチ
ド配列に対して非常に1%異的であろう。
RP−皿トリプシン消化混合物のHPLCクロマドダラ
ムは3つの波長でモニターされた:210nm(ペプチ
ド結合)、227nm(芳香族残基。
即ちフェニルアラニン、チロシン、トリプトフラン)お
よび292nm()リプトン1ンの共役環構造)、29
2nmでの跡がトリブトファン残基を含むRP−IIの
ペプチドの同定に使用された。
210nm の跡は配列分析のための分離された(即ち
単一種のペプチド)断片の基線會得るために使用された
。210nmThよび292nmの跡に基づいて配列決
定のため3つの断片が選択された:T90.T94およ
びT92.推測体オリゴマーがこれらの断片のアミノ酸
配列に基づいて合成された。
図11(aJはRP−fl断片T9[1において得られ
たアミノ末端配列である。全体で15残基が得られ、そ
の67%はただ1つまたは2つのみの可能なコドン會持
っている。断片T2Oの配列に基づいて構築されたプロ
ーブ(BRT90)の特異性は予想されるトリ1トフア
ン残基(位[1112)の存aKよシ促進された。′4
々の位置のかっこ内の数は各々の残基に対する可能な数
のコドンを示している。
RP−fi断片T94のアミノ末端配列が図11−)に
示されている。決定された30残基のどれにもトリ1ト
71ンは観察されなかった。ただの36鳴の残基が(番
号1−25)2つの可能なコトンを持つが、対応する7
5の塩基から成るグローブ(707)はT90グローブ
によシ行われる確証ハイプリダイセージlン実験のため
に有益である。
第6のおよび最後のプローブはRP−用フラグメン)T
92から得られる配列情報に基づいて構築された(図1
1(Q)、この配列の始まシカよび終シの比較的高い度
合の縮重のため、グローブは残基15−27に基づいて
構築された。得られた59−員の10−ブ(715) 
 は残基の半分がただ1つまたは2つの可能なコドンし
か持たないペプチドをコードしている。さらにこのグロ
ーブの%異性は位wt26および27のメチオニンおよ
びトリグト71ンの縦に並んだ位置によシ促進される。
R,P−flのクローニング 染色体DNAt一種々の制限酵素で切断し、放射性オリ
ゴマーグローブBRT90シよび707を用いる一連の
ハイブリダイゼータ1yを実施する。
両方のプローブとも  Pで標識されてシシ、半一スト
リンジェント条件下(SxS8C,101ホルムアミド
、1×デンハート、100μt/−変性サケ精子DNA
、37℃)BamHl−Bgll−Hin c M 、
旦0Iまたはl蝕R1で消化したGP241DNAのサ
ザン プロットにハイブリダイズさせる。18時間のハ
イプリダイゼータ1ンの後、プロットを2xssc、0
.14 SDSで37℃にて1時間洗浄し、その後同じ
緩衝液で45℃にて1時間洗浄する。結果を図12に示
した。両方のグローブが同一の制限断片にハイブリダイ
ズした:H1ne1.〜1kb  、Pat I*3−
4kbおよUBeo R1,6−7kb、7a−7’は
t7tBamH1およびBg目ト消化DNAの非常に大
きな断片とハイブリダイズした。
3−4 kb 0Pst I断片が以下のとと<DNA
ライブラリー〇WII成に使用された。pBR,322
をP・tlで消化し、CIAPで処理する。大きさで選
択し九3−4.5kbの旦01−消化GP241染色体
DNAを1817ガo−x  ゲル力ら電気的に溶出す
る。約l11μgのPstl−切断pBR322Thよ
び0.25g0tイズ一週択DNAを16℃にて一夜結
合する。結合DNAで大腸菌DH5ml!!を形質転換
する。約10LOOOO=yaニーが得られ、その30
1が挿入DNAを持つプラスミドを含んでいた。140
0のフロニーをニトロセルロースフィルターで15μg
/yaJfトラサイクリン含有のLBプレート上ヘバッ
チする。
コロニーf:37℃にて一夜増殖させた後、コロニーを
溶解し、DNAを変性し、シよび細胞破片を除去するた
めにフィルターを処理する。フィルターはその後80℃
にて2時間焼く、コロニーハイプリダイゼーシ嘗ンは放
射性標識プローブ707を用いて実施された。ハイブリ
ダイゼーシ嘗ン条件はサザンプロット実験で用いた条件
と同一である。4つの陽性コロニーからのグラスミドD
NAの分析によシ1両方の10−プと強くハイブリダイ
ズする五6kb挿入物を持つグラスミドDNAを含む1
つが同定された。このプラスミド(pLPl)は図13
(b)に示しである。
pLPlの制限地図(図13(a)は種々の制限エンド
ヌクレアーゼを用いるpLplの消化、大きさで分画し
た消化物のニトロ・セルロース上への移動、および固定
化された制限断片の前記放射性標識オリゴマーによる探
査によう作製された。RP−塁タンパク質内の全567
ミノW1をコードしている3つのオリゴマーのすべてが
1.1 kb H1ncn断片とハイブリダイズする事
が決定された。
1.1kbH1n c II IFr片が単離されM1
3mp18内へクローン化された。旦1nall断片を
含む7アージクローンはオリゴマー10−プの1つとの
ハイブリダイゼーシlンによシ同定された。旦lne用
断片のDNA配列は断片のほとんどにわたる(図14中
の一24位から939位)オープンリーディングフレー
ムを明らかにした。このオープンリーディングフレーム
に対しての最も可能性のある開始コドンは図14の位1
!10人TGである。
とのATGに先立って−16,0KcalのΔG計算a
t持り枯草陳リポソーム結合部位(AAAGGAGG 
)がある、このMet  に続く最初の63のアミノ酸
は枯草□シグナル配列に似ている:4りの陽性に荷電し
たアミノ酸配列いての18の疎水性残基、ヘリックス−
破壊プロリンおよび典型的なAla−X−A1mシグナ
ルペプチダーゼ1J!JvRs位。
推測されたシグナルペプチダーゼ切断部位の後には58
残基の1プロ”領域が観察され、続いて精製タンパク質
のN−末端アミノ酸配列で決定されているごとく成熱タ
ンパク質の開始となる。アミノ末端の16残基には下縁
が引かれてかシ@N−末端”と示されている。3つの推
測体が推論されたアミノ酸配列にもまた下線が引かれて
かシ。
T94.T92j?よびT2Oで表わされている。
決定されたペプチドのアミノ酸配列はヌクレオチド37
9−381でコードされているセリン残基シよびヌクレ
オチド591−393でコードされているシスティン残
基を除いて推論アミノ酸配列と一致している。決定され
たアミノ酸配列は各々システィン(T94ペプチド、1
4位)およびアスパラギン残基(T94ペプチド、18
位)を予言してtnた(図11)、全成熟タンパク質は
221のアミノ酸を含むと推論され、予言される分子量
tiZ&941ダルトンである。この大きさは精製タン
パク質の決定された分子量28,000ダルトンと大体
一致している。
推論されたアミノ酸配列はGENBANKの他の配列と
わずかな相同性しか示さなかった。最も強い相同性はヒ
ト プロテアーゼEおよびウシグロカルボキシペプチダ
ーゼAに対スルRP−fi円の25のアミノ酸配列(1
31−155,ヌクレオチド391−465でコードさ
れている;図14)であった。
さらにRP−1を遺伝子の正体を確認するため。
36kbPatl断片が多−コピーバシラス(Baci
llus)レプリコン上に遺伝子組換えされ。
RP−nタンパク質の過生産が試験された。この目的の
ためには、バシラス(Bacinnus)プラスミドル
Bs81/6  (Cmr、N@or)がRP−1遺伝
子を含む大腸菌クローン内へ挿入された。プラxミ)’
pLP1(aOkb)tEao RI”t”消化しくヱ
見11挿入物の外側の1つの部位で切断)。
EaoRl−消化pBa 81 /6 (4,5kb 
:図13(a))に結合させる。得られるプラスミド(
pcR130)でGP24IIを形質転換し、クロラム
フェニコールまたはネオマイシン耐性形質転換体を選択
する。
この形質転換体の培養液からの上澄み試料はプラスミド
ルBs81/6  のみを含む細胞からの上澄み液よシ
も6−4倍以上のアゾコール−加水分解活性を含んでい
ることが観察され、RP−IIのための遺伝子は五6k
b Pst 1断片内に全部台まれていた。
枯草菌染色体上のRP−n遺伝子の位置枯草菌染色体上
のBP−11遺伝子(! )の地図を作るため、以下に
記載するmpr  遺伝子の部位で染色体に挿入されて
いるcut遺伝子ヲ含むGP231株が使用され、 c
at挿入の位置の決定のために71−ジPB81形質導
入が使用される。
地図作製実験は挿入されたcat遺伝子シよび−mpr
はaysA14(7%共形質導入)釦よびaro190
6 (331共形質導入)に結合されてkF)、 pu
t A16 kよびdalには結合されていなかった。
このデータはmprは078 Aおよびaro 1の間
にある事を示してシシ、遺伝子地図のこの領域にプロテ
アーゼ遺伝子がfAまれでいることはられまで知られて
いない。
他の枯草菌グロテアーセのために記載されたごと<、R
P−1バシラス(Bacillus)欠失突然変異体は
染色体上の完全コピーをap −n遺伝子の欠失作りか
え物で置換して構築する。全RP−■遺伝子の欠失を確
かめるため、挿入物中の2つのHpa 1部位の閣のD
NA領域を欠失させる(図13(a))。この領域は1
,1 kb )line 1ift片の全部およびさら
にHlnc l断片0上流の0.9kbのDNAを含ん
でいる。
欠失を作製するには、プラスミドpLP1(3,6kb
 Pst I断片を含むpBR322りo −7) f
旦■Iで消化し、アガロースゲル上大きさによる分画を
行う。pLPl  の消化によ#)2kbの内部Hpa
ll!i片およびベクター中心SシよびPatl挿入物
と接したセグメントを含むよシ大きなHpal断片が放
出される(図13(c))、よシ大きなHpal断片を
精製し、pMxllolかbO/Q:?ムフェニコール
ー耐性(eat )遺伝子(Youngmanら198
4、上記文献]かまたはpUB110011導体である
pKT4からのプレオマイシン耐性(bl・)遺伝子(
ハシラス ストック センターコロンパス オハイオ、
から入手可能)1−含む精製平滑端化DNA酢片と結合
する。
cat遺伝子はpEcalから1.6kbO8mml断
片として単離されている。このDNAを単離されたpL
Pl  のよp大き」庄υIIIFi片と結合する。
その後結合DNAで大pik菌DH5細胞を形質転換す
る。約20のTet’コロニーを生じる。コロニーをL
BJ1i1地+5μgノークロラムフェニコール上にパ
ッチした場合1つのコロニーがCm’であることが見い
出された。このコロニーからのプラスミドDNAを分析
するとcat遺伝子の存在が確認された。
このグラスミドはpLP2 と称された。
プラスミドpLP2(図13(e))七Pstlで消化
し、GP241を形質転換する。この形質転換体は約2
80のCmrコax−を与えた:更なる研究のたkbl
りのコロニーが選択された(GP231)。
GP231のコンピテント細胞が調製され、pDP10
4(sacQ)で形質転換された:10のT@trコロ
品−が生じた。4つのコロニー1kMRIS培地中で増
殖させ、 5aaQ  の存在は上昇したアミノペプチ
ダーゼレベルによシ確認される。この株はGP232と
称される。
cat遺伝子はしばしば他のベクターの選択に使用され
るので、ハシラス(Bacillus)染色体上0RP
−1遺伝子の欠失の印を付けるのに異った抗生物質耐性
もまた使用される:即ちpUBlloのプレオマイシン
耐性遺伝子0月1遺伝子はpUBlloの誘導体である
プラスミドpKT4からE(4) RV −8mm l
  断片として単離され、大5WIDH5,@胞を形質
転換する前に精製したよシ大きなHpal  断片に結
合する(図13(c)):テトラテイクリン耐性形質転
換体を選択し、2μg/rttlの最終濃度で7レオマ
イシン(プレオマイシンの誘導体)を含むTBABプレ
ート上にパッチングすることによシフレオマイシンに対
する耐性でスクリーニングする。47のT@t’形質転
換体がそのようにしてスクリーニングされ、7つはまた
7レオマイシン耐性でもあった6 ble遺伝子の挿入
はこれらのクローンから単離されるグラスミドの制限分
析によシ確認された。Cれらの1ツスミドの1つpcR
125(図13(e))が以下に記載するごとく遺伝子
置換法によ、りGP241  株内へのbl・遺伝子マ
ーカーを含む欠失遺伝子の導入に使用される。
1ラスミドpcR125tEcoR1で消化し。
線状プラスミドDNAをGP241の7レオマイシン耐
性への形質転拠に使用する。耐性形質転換体はグレート
に渡った0−5μg/wil 7レオマイシンon度勾
配を含むTBAB寒天プレート上に形質転換細胞を塗布
することによう選択された。
プレート上約2.5μg/−の7レオマイシンに耐性の
形質転換体はTBABフレオマイシンプレート上で単集
落精製され、その後選択用抗生物質を含まないTBAB
上で増殖させる(GP263株)。
陽性制御要素、1IaaQ  と共に、RP−1欠失シ
よびRP−1遺伝子中K catまたは真挿入物を持つ
株の細胞外酵素産生1%にプロテアーゼおよびエステラ
ーゼ活性が評価された。
下記の表1に与えられたデータは5つのプロテアーゼ遺
伝子apr (ズプチリシン)、生(中性プロテアーゼ
)、・pr(Ml胞外プロテアーゼ)。
1ap(内部セリングロテアー(/)Thよび」1に無
効な突然変異を運ぶ枯草1tlkGP239中の5ac
Q  の存在はRP−■プロテアーゼ(これはまたエス
テラーゼ活性も持っている)の産生を促進していること
を示している。5aCQ  制御要素を運ぶ枯草間の株
からBP−fiを削った場合のプロテアーゼ産生への影
響を評価するため、以下の実験が実施された。
ap−u欠失株GP232の独立したクローンは無視で
きる量しかエステラーゼ活性を産生ぜず。
アゾコールを基質として用いると検出可能なレベルのエ
ンドプロテアーゼ活性がない事が示された(、?!1 
)、プロテアーゼ活性が存在しないのを確認するため、
GP232からの培養上澄み液を上澄み液の1−と等価
物が検出できるような程度まで濃縮する。上澄み液の1
−と等価物とアゾコール基質1に2.5時間インキエベ
ートした後でさえ欠失RP−fi株においては検出可能
なプロテアーゼ活性はなかった。それに比較して、50
μlのGP259からの上澄み液は典型的には55℃で
1時間のインキュペーシーン後アゾコール検定において
2.0以上のA□e’fe与える。(saeQ の存在
はこの株の培養液中に存在するアミノペプチダーゼの量
を測定する事によシ確認され、それは5aeQ  t″
欠く類似の抹よシ50−80倍高い。)従って、バシラ
ス(Bmaillu+s)中の2つの残余プロテアーゼ
BP−1:Thよびap−1の欠失で前記条件下アゾコ
ールを基質として用いて測定されるごとく、細胞外エン
ドグロテアーセの産生がほとんどできない味を得ること
、になる。
表 1 GP238      (LO4 GF239      1.7 0P232.AI    2.9 GP232.Al    五4 GP232.BI    1.9 GP232.Bl    2.5 0.13    α02 84     1.16 ND      ClO2 ND      Q、11 ND      (LlO ND      Q、10 アミノペプチダーゼはL−ロイシン−p−二トロア= 
IJドを基質として用いて測定された(1単位B1分当
シマイクロモルの基質が加水分解)。
プロテアーゼは標準アゾコール検定を使用して測定され
た(1単位コ江5のA。・7時間)。エステラーゼはN
−をBOC−グルタミン酸−一一フェニルエステルを基
質として使用して測定された(1単位は1弁当シマイク
クモルの基質が加水分解される)0株GP2!t8は遺
伝子型Δapr *Δnpr 、Δ@preΔisp、
Δrp−1を持ち:株GP239は遺伝子型Δapr、
Δnpr 、Δ@preΔisp 、Δrp −1* 
5acQ  を持ち:訃よびGP232Al、AIl、
Bl&よびBlはaaaQ%よびcat挿入によるBP
−In中の欠失を含むGP232の独立したクローンで
ある。NDは検出できなかった事を意味している。
表2を参照すると、前記のよシ高感度レゾルフィンー標
識カゼイン検定を用いて、いくつかのプロテアーゼー欠
失抹のプロテアーゼ活性がまた試験されている。表2に
示したごとく、6つのグロテアーセ遺伝子が欠失し丸味
GP263はアゾコール試験では検出可能なプロテアー
ゼ活性を示していないが、そのような活性でもレゾルフ
ィン−標識カゼイン試験にかいては検出された。GP2
66のspo OA誘導体であるGP271は両方の試
験で検出可能なグロテアーセ活性を示さず。
GP265で検出されたプロテアーゼ活性は胞子形成制
御下であるらしい事を示している。GP263の培養液
中に存在する少ないカゼイン−検出可能活性はそのPM
SFによる阻害に対する感度から明らかにセリン プロ
テアーゼ群に嘱している。PM8F存在下では、GP2
63の培養物中に検出可能なグロテアーセ活性は存在し
ない。
表 2 残余活性 tt、。におけみ野生 型へのS) 抹 遺伝子型 2 875 0P 202 P2O3 P263 P271 野生型 Δapr 、Δnpr 。
myB Δapr、Δnpr。
Δ1鵬p−1.amyg。
m@t Δapr・Δnprs Δ1ap−LΔepr 。
Δbpr 、Δmp r * Δhpr、amyB、m@t spoOAmΔapr。
Δnpr @Δi s p−1* 100 100 8 ND [L5−1 ND D 1 アゾコールを基質として用いて測定2 レゾルフィ
ンカゼインを基質として用いて測定 他の実施態様 他の実施態様も特許請求の範囲に含まれる1例えば、い
くつかの列にかいて本発明のプロテアーゼ(群)′1に
コードしている遺伝子または遺伝子評の突然変異または
欠失を起こすよシむしろ発現する方がeJlまれるであ
ろう0例えばクリーニング屋の洗濯活性の改良または工
業過程での使用のごとき目的のためグロテアーセを生産
するにはこれをやらなければならない、この事は制御D
NA(適当なバシラス(Baelllul)グロモータ
ーシよび必要ならリポソーム結合部位および/またはシ
グナルコード配列)をプロテアーゼーコード遺伝子の上
流に挿入するか′または、もしくはプロテアーゼーコー
ド遺伝子をバシラス(B畠aillu畠)発現または分
泌ベクター内へ挿入することによシ達威される:ベクタ
ーはプロテアーゼ産生(または分泌]ヘバシラス(Ba
alllus )株を形質転換でき。
常法によシ単離する。もしくは、 5aaQ  Oどと
き制御遺伝子を含む宿主株内へベクター上のプロテアー
ゼ遺伝子の1つまたはそれ以上のコピーを挿入すること
によジグロチアーゼが過剰生産できる。
【図面の簡単な説明】 図1は、プラスミドル3フ1 、p371Δおよび93
7130M の模式図である。 図2は、H1ndll消化l875&よびl875NΔ
DNAのサザンブロ、ト分析の模式図である。 図6は、プラスミドpA8007の6.5kb挿入物お
よびグツスミドpAS13の構築を説明する図である。 図4は、プラスミドpI8P−1からプラスミドpAL
6 f:構築する工程図である。 図5は、シシ遺伝子の制限部位を示す図である。 図6−1.6−2.6−3シよび6−4は、5」遺伝子
のDNA配列を示す一連の図である。 図7は、1ラスミドpN9の構築の工程図である。 図8は、RP−1の最初の28残基シよびRP−■遺伝
子をクローン化するのに使用される10−ブに相当する
DNA配列に対応するアミノ酸配列の図である。 図9は、プラスミドルCR85の&5kb挿入物の制限
地図である。 図10−1.10−2.10−3シよび10−4は、R
P−1プロテアーゼをコードしているDNAの配列を示
す一連の図である。 図11aは、RP−11tliFr片T90のアミノ末
端配列を示す図である。 図11bは、RP−iM片T94のアミノ酸配列を示す
図である。 図11cは、RP−1[断片T92の配列情報に基いて
構築されたプローブの配列を示す図である。 図12は、GP241染色体DNAのサザンプロット分
析の模式図である。 図13&は、pLPIo!A、6kbOPstI挿入物
の制限地図である。 図13bは、欠失RP−1遺伝子を構築する工程図であ
る。 図13eは、バシラス染色体中のBP−1欠失の作成に
使用されたプラスミドの図である。 図14−1および図14−2は、RP−IIをコードし
ているDNAの配列を示す一連の図である。 図面の浄!(内容に変更/zL) FIG、3 FIG、 2 IS75NΔ 575 ρBR322 托纏ヨむ0本と1n配 E−I’s−+  <ai  (JGL、  @>  
<o <(If  E−IQ、  oh○cu  〇−
<ψ 0−0し0− ■ψ 嬬hE−4ψ (!1(I
IC5句 0ω 0へ0句 01)トー托単嘗ミ托訃1
81針 式孝筆車托托じ針社 Oc Oへ 0− トー ○COΦ ベー ペーご1や
E 賞七 ごシ4*01)ペ一 ベーE−IGL、 (
J自C)>■−ご戸に1 ご七 8」Oal   Cり
(II   aw   C!1(II   QaoQ>
   E−1cQ   <−、−1走用は本社じはむ 01)<h  oし UE  up ドー 0− ■−
。 3,4き= E* 姿富イ。ト。べ一車おむくv装
置#挽托 ドパ 〇:5E−4a  ugd  CJS−Iok 
 hp  o。 白も 目二 3Hg需 冒り仲 。80ユQ句 トで 
〇−〇−べ句べ燭 OCべ暢(j>  oa3 oa+
Qtt+  ○ω 0句0−  トレ  0ω  トψ
 0句 ごシ冒そ冒=ご□呂1れむ号よ ご二4工計目本8つ歌は 重目七旨怪は2′;>生型 ○eio  CJ?  <l:i  <ニー1−1  
(Jr−I E−+AJ  C)bD  C3b1)尊
眉社泪車目針纏#訃 ψ− の0 哨Q 496− 1 3.6 kb FIG、 9 FIG、 138、 FIG、 13b EcoRI7’/’Jイど Fco尺Irの消社 l− FIG。 2A FIG。 2B プローブ RT90 プローブ 07

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、epr(細胞外プロテアーゼ)遺伝子内に突然変異
    を含む¥バシラス¥(¥Bacillus¥)細胞で、
    その結果前記細胞によるタンパク質分解に活性な¥ep
    r¥遺伝子産物の産生が阻害を受けている細胞。 2、さらに細胞外プロテアーゼをコードしている¥ap
    r¥(ズプチリシン)および¥npr¥(中性プロテア
    ーゼ)遺伝子内に突然変異を含む特許請求の範囲第1項
    記載の¥バシラス¥(¥Bacillus¥)細胞で、
    前記突然変異の結果前記細胞による前記コードしている
    タンパク質分解活性の産生が阻害を受けている細胞。 3、RP− I (残余プロテアーゼ)をコードしている
    遺伝子内に突然変異を含む¥バシラス¥(¥Bacil
    lus¥)細胞で、その結果前記細胞によるタンパク質
    分解に活性なRP− I の産生が阻害を受けている細胞
    。 4、さらに細胞外プロテアーゼをコードしている¥ap
    r¥および¥npr¥内に突然変異を含む特許請求の範
    囲第3項記載の¥バシラス¥(¥Bacillus¥)
    細胞で、前記突然変異の結果前記細胞による前記コード
    されているタンパク質分解活性の産生が阻害を受けてい
    る細胞。 5、RP−IIをコードしている遺伝子内に突然変異を含
    む¥バシラス¥(¥Bacillus¥)細胞で、その
    結果前記細胞によるタンパク質分解に活性なRP−IIの
    産生が阻害を受けている細胞。 6、さらにRP−IIをコードしている遺伝子内に突然変
    異を含む特許請求の範囲第3項記載の¥バシラス¥(¥
    Bacillus¥)細胞で、その結果前記細胞による
    タンパク質分解に活性なRP−IIの産生が阻害を受けて
    いる細胞。 7、さらにRP−IIをコードしている遺伝子内に突然変
    異を含む特許請求の範囲第1項記載の¥バシラス¥(¥
    Bacillus¥)細胞で、その結果前記細胞による
    タンパク質分解に活性なRP−IIの産生が阻害を受けて
    いる細胞。 8、特許請求の範囲第1項記載の¥バシラス¥(¥Ba
    cillus¥)細胞で、前記細胞はさらにRP− I
    をコードしている遺伝子内に突然変異を含み、前記突然
    変異の結果、前記細胞によるタンパク質分解に活性なR
    P− I の産生が阻害を受けている細胞。 9、特許請求の範囲第4項記載の¥バシラス¥(¥Ba
    cillus¥)細胞で、前記細胞はさらにRP−IIを
    コードしている遺伝子内に突然変異を含み、前記突然変
    異の結果、前記細胞による前記タンパク質分解に活性な
    RP−IIの産生が阻害を受けている細胞。 10、特許請求の範囲第8項記載の¥バシラス¥(¥B
    acillus¥)細胞で、前記細胞はさらにRP−I
    Iをコードしている遺伝子内に突然変異を含み、前記突
    然変異の結果、前記細胞による前記タンパク質分解に活
    性なRP−IIの産生が阻害を受けている細胞。 11、さらに細胞外プロテアーゼをコードしている、¥
    apr¥および¥npr¥遺伝子内に突然変異を含む特
    許請求の範囲第8項記載の¥バシラス¥(¥Bacil
    lus¥)で、前記突然変異の結果、前記細胞による前
    記コードされたタンパク質分解活性の産生が阻害を受け
    ている細胞。 12、さらに細胞外プロテアーゼをコードしている¥a
    pr¥および¥npr¥遺伝子内に突然変異を含む特許
    請求の範囲第7項記載の¥バシラス¥(¥Bacill
    us¥)細胞で、前記突然変異の結果前記細胞による前
    記コードされているタンパク質分解活性の産生が阻害を
    受けている細胞。 13、さらに細胞外プロテアーゼをコードしている¥a
    pr¥および¥npr¥遺伝子内に突然変異を含む特許
    請求の範囲第5項記載の¥バシラス¥(¥Bacill
    us¥)細胞で、前記突然変異の結果前記細胞による前
    記コードされているタンパク質分解活性の産生が阻害を
    受けている細胞。 14、さらにRP−IIをコードしている遺伝子内に突然
    変異を含む特許請求の範囲第11項記載の¥バシラス¥
    (¥Bacillus¥)細胞で、前記突然変異の結果
    前記細胞による前記タンパク質分解に活性なRP−IIの
    産生が阻害を受けている細胞。 15、各々の前記突然変異が遺伝子のコード領域内の欠
    失を含む特許請求の範囲第11項記載の¥バシラス¥(
    ¥Bacillus¥)細胞。 16、各々の前記突然変異が遺伝子のコード領域内の欠
    失を含む特許請求の範囲第12項記載の¥バシラス¥(
    ¥Bacillus¥)細胞。 17、各々の前記突然変異が遺伝子のコード領域内の欠
    失を含む特許請求の範囲第14項記載の¥バシラス¥(
    ¥Bacillus¥)細胞。 18、特許請求の範囲第11項記載の¥バシラス¥(¥
    Bacillus¥)細胞で、前記細胞はさらに細胞内
    プロテアーゼをコードする¥isp¥−1遺伝子内に突
    然変異を含んでいる細胞。 19、さらにRP−II遺伝子内に突然変異を含む特許請
    求の範囲第18項記載の¥バシラス¥(¥Bacill
    us¥)細胞で、その細果前記細胞によるタンパク質分
    解に活性なRP−IIの産生が阻害を受けている細胞。 20、特許請求の範囲第11項記載の¥バシラス¥(¥
    Bacillus¥)細胞で、前記細胞は1つまたはそ
    れ以上の胞子形成−依存プロテアーゼを産生する前記細
    胞の能力を減少させるような突然変異をさらに含んでい
    る細胞。 21、特許請求の範囲第14項記載の¥バシラス¥(¥
    Bacillus¥)細胞で、前記細胞は1つまたはそ
    れ以上の胞子形成−依存プロテアーゼを産生する前記細
    胞の能力を減少させるような突然変異をさらに含んでい
    る細胞。 22、前記突然変異が胞子形成の初期段階を阻止するが
    、精製DNAで形質転換される細胞の能力は除去しない
    、特許請求の範囲第20または21項記載の¥バシラス
    ¥(¥Bacillus¥)細胞。 23、前記突然変異が¥spo¥OA遺伝子内である特
    許請求の範囲第22項記載の¥バシラス¥(¥Baci
    llus¥)細胞。 24、前記細胞が枯草菌である特許請求の範囲第23項
    記載の¥バシラス¥(¥Bacillus¥)細胞。 25、さらに異種ポリペプチドをコードする遺伝子を含
    む特許請求の範囲第1−21項のいずれか1項の¥バシ
    ラス¥(¥Bacillus¥)細胞。 26、前記異種ポリペプチドが医学的に有益なタンパク
    質である特許請求の範囲第25項記載の細胞。 27、前記医学的に有益なタンパク質がホルモン、ワク
    チン、抗ウィルスタンパク質、抗腫瘍タンパク質、抗体
    または血液凝固タンパク質である特許請求の範囲第26
    項記載の細胞。 28、前記異種ポリペプチドが農業上または工業上有益
    なタンパク質である特許請求の範囲第25項記載の細胞
    。 29、前記農業上または工業上有益なポリペプチドが殺
    虫剤または酵素である特許請求の範囲第28項記載の細
    胞。 30、¥バシラス¥(¥Bacillus¥)細胞中で
    異種ポリペプチドを産生する方法であって、前記方法は
    前記細胞中で発現されるように修飾された前記異種ポリ
    ペプチドをコードしている遺伝子を前記細胞内へ導入す
    ることからなり、前記¥バシラス¥(¥Bacillu
    s¥)細胞は¥apr¥および¥npr¥遺伝子中に突
    然変異を含んでおり、およびさらにEprプロテアーゼ
    、RP− I またはRP−IIをコードしている1つまた
    はそれ以上の遺伝子中の突然変異も含んでいる、方法。 31、前記細胞がさらに細胞内プロテアーゼ I をコー
    ドしている¥isp¥− I 遺伝子内に突然変異を含ん
    でいる特許請求の範囲第30項記載の方法。 32、前記異種ポリペプチドは通常¥バシラス¥(¥B
    acillus¥)細胞中では不安定である特許請求の
    範囲第30または31項記載の方法。 33、前記細胞が枯草菌細胞である特許請求の範囲第3
    2項記載の方法。 34、前記細胞がさらに1つまたはそれ以上の胞子形成
    −依存プロテアーゼを産生する前記細胞の能力を滅じる
    ような突然変異を含み、その突然変異は¥spo¥OA
    遺伝子内に存在する、特許請求の範囲第30または31
    項記載の方法。 35、前記異種ポリペプチドが医学的に有益なタンパク
    質である特許請求の範囲第30または31項記載の方法
    。 36、前記異種ポリペプチドが農業上または工業上有益
    なタンパク質である特許請求の範囲第30または31項
    記載の方法。 37、¥バシラス¥(¥Bacillus¥)¥epr
    ¥遺伝子を含む精製DNA。 38、RP− I をコードしている¥バシラス¥(¥B
    acillus¥)遺伝子を含む精製DNA。 39、RP−IIをコードしている¥バシラス¥(¥Ba
    cillus¥)遺伝子を含む精製DNA。 40、¥バシラス¥(¥Bacillus¥)¥epr
    ¥遺伝子および前記遺伝子と機能的に組み合わされてい
    る制御DNAを含むベクター。 41、RP− I をコードしている¥バシラス¥(¥B
    acillus¥)遺伝子および前記遺伝子と機能的に
    組み合わされている制御DNAを含むベクター。 42、RP−IIをコードしている¥バシラス¥(¥Ba
    cillus¥)遺伝子および前記遺伝子と機能的に組
    み合わされている制御DNAを含むベクター。 43、特許請求の範囲第40、41または42項記載の
    ベクターで形質転換された¥バシラス¥(¥Bacil
    lus¥)細胞。 44、実質的に純粋な¥バシラス¥(¥Bacillu
    s¥)Eprプロテアーゼ。 45、実質的に純粋な¥バシラス¥(¥Bacillu
    s¥)残余プロテアーゼ I (RP− I )。 46、実質的に純粋な¥バシラス¥(¥Bacillu
    s¥)残余プロテアーゼII(RP−II)。
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