JPH04108379A - New superoxide dismutase - Google Patents

New superoxide dismutase

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Publication number
JPH04108379A
JPH04108379A JP22426390A JP22426390A JPH04108379A JP H04108379 A JPH04108379 A JP H04108379A JP 22426390 A JP22426390 A JP 22426390A JP 22426390 A JP22426390 A JP 22426390A JP H04108379 A JPH04108379 A JP H04108379A
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JP
Japan
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sod
heparin
superoxide dismutase
amino acid
binding
Prior art date
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Pending
Application number
JP22426390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruyo Hatanaka
治代 畠中
Yoshikazu Tanaka
良和 田中
Masayasu Inoue
正康 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suntory Ltd
Original Assignee
Suntory Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title superoxide dismutase resistant to protease by adding to any superoxide dismutase a heparin-binding region having a specific amino acid sequence containing arginine or lysine and proline. CONSTITUTION:A protease-resistant peptide with heparin binding ability, having an amino acid sequence of the formula I (X is any amino acid; Y is arginine or lysine in a mutually independent manner; Pro is proline; n is integer: 1-10) is added to any superoxide dismutase (hereinafter referred to as SOD) present in animals such as human being and bovine and other organisms such as plants and microbes. Since the SOD molecule and the heparin-binding peptide constitute a single polypeptide chain, the objective superoxide dismutase can be produced using a gene coding this polypeptide chain. Thereby, the aimed SOD having protease resistance with the heparin-binding region added thereto can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術〕 SODは生体に有害なスーパーオキサイド(活性酸素分
子)を分解消去する酵素であり、全ての臓器、細胞内画
分(細胞質及びミトコンドリア)に存在する。しかし、
細胞膜及び組繊細胞外空間ではこのような防御機構は極
めて不十分であり、そのためこれらの局所で、時として
生体に極めて危険な酸化的病態が発生する。従来より、
これらの酸化的組織損傷病態を改善する目的でSODの
静脈内投与や局所投与が試みられてきているが、何れも
その生体内不安定性や短い半減期(数分)の故に、その
防御作用を十分発現しうるには至っていない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Prior Art] SOD is an enzyme that decomposes and eliminates superoxide (active oxygen molecules) that is harmful to living organisms, and is present in all organs and intracellular fractions (cytoplasm and mitochondria). but,
Such defense mechanisms are extremely insufficient in cell membranes and tissue extracellular spaces, and therefore oxidative pathological conditions that are extremely dangerous to living organisms sometimes occur in these areas. Traditionally,
Intravenous and local administration of SOD has been attempted to improve these pathological conditions of oxidative tissue damage, but due to their in vivo instability and short half-life (several minutes), their protective effects are limited. It has not reached the point where it can be fully expressed.

最近、SODも血中半減期を延長させるためにSODの
様々な化学修飾が行われている。例えば、ポリエチレン
グリコール(特開昭61−249388 )、高分子デ
キストラン(W、F、Petrone et al、、
 Proc。
Recently, SOD has been subjected to various chemical modifications in order to extend its half-life in the blood. For example, polyethylene glycol (JP 61-249388), polymer dextran (W, F, Petrone et al.,
Proc.

Natl、Acad、Aci、USA、 77、115
9 (1980)) 、イヌリン(特開昭58−328
26)などによるSODの修飾が行われている。しかし
、これらの修飾SODは下記に示すように様々な欠点を
有し、問題点を十分解決するには至っていない。
Natl, Acad, Aci, USA, 77, 115
9 (1980)), inulin (JP-A-58-328)
SOD has been modified by methods such as 26). However, these modified SODs have various drawbacks as shown below, and the problems have not yet been sufficiently solved.

また、血中のアルブミンを主体とする血清蛋白質と複合
体を作らせる目的でスチレンマレイン酸ブチルエステル
誘導体(SMA)を酵素のりジン残基に酸アミド結合に
より結合させたSOD誘導体(SMA−SOD)も考案
されている(井上正康ら、蛋白質核酸酵素、33,28
89 、(1988) )。しかしながら二のような非
天然の化学修飾したSODを血中に投与することは、予
期せぬ副作用をもたらす恐れがある。
In addition, SOD derivatives (SMA-SOD) are produced by bonding styrene maleate butyl ester derivatives (SMA) to enzyme residues through acid amide bonds in order to form complexes with serum proteins mainly composed of albumin in the blood. has also been devised (Masayasu Inoue et al., Protein Nucleic Acid Enzyme, 33, 28
89, (1988)). However, administering non-natural, chemically modified SOD like 2 into the blood may cause unexpected side effects.

〔発明が解決しようとする課題] 前述のように、有害なスーパーオキサイドラジカルの除
去にSODは有効であるが、投与俊速やかに排泄されて
しまうので薬効はあまり期待できない。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, although SOD is effective in removing harmful superoxide radicals, it is not expected to have much medicinal efficacy because it is rapidly excreted after administration.

一方、様々な化学修飾法による修飾SODは、血中では
安定ではあるが、酸化的組織障害の起こる組織や細胞に
特異的に指向できないので、スーパーオキサイドを有効
に除去できない。さらに、修飾SODは生体には全くあ
るいは僅かにしか存在しない修飾試薬により修飾されて
いるので、修飾SODの投与により、副作用の生じる可
能性がある。また、これらの修飾SODを得るためには
、SODを精製してから化学修飾し、さらに精製すると
いう複雑な操作が必要であった。
On the other hand, although SOD modified by various chemical modification methods is stable in blood, it cannot effectively remove superoxide because it cannot be directed specifically to tissues or cells where oxidative tissue damage occurs. Furthermore, since modified SOD is modified with a modifying reagent that does not exist or exists only in a small amount in living organisms, administration of modified SOD may cause side effects. Furthermore, in order to obtain these modified SODs, complicated operations were required, including purifying SOD, chemically modifying it, and further purifying it.

本発明者らはこれらを解決するため、以前に、ヘパリン
結合性部位を本来有しないスーパーオキサイドディスム
ターゼにヘパリン結合部位が付加された新規なスーパー
オキサイドディスムターゼを開発した(特願平1−52
141号)。これは生体内に存在する物質からなり、副
作用の可能性が極めて少なく、しかも微量で損傷の起こ
っている組織を特異的に保護することができる。しかし
ながら、プロテアーゼに対してより高い耐性を有し、持
続性を有するスーパーオキサイドディスムターゼが望ま
れている。
In order to solve these problems, the present inventors previously developed a new superoxide dismutase in which a heparin-binding site was added to superoxide dismutase, which does not originally have a heparin-binding site (Patent application No. 1-52
No. 141). It is made of a substance that exists in the body, has extremely low possibility of side effects, and can specifically protect damaged tissues even in minute amounts. However, a superoxide dismutase with higher resistance to proteases and longer persistence is desired.

従って、本発明はプロテアーゼ抵抗能を持つヘパリン結
合性部位が付加された新規なスーパーオキサイドディス
ムターゼを提供する。
Therefore, the present invention provides a novel superoxide dismutase to which a heparin-binding site with protease resistance is added.

[課題を解決するための手段] 生体内に多く存在するヘパリン結合性ペプチドの共通点
は塩基性アミノ酸のクラスターを持つことである(E、
Rauvala、 EMBOJ、旦、 2933−29
41.1989;及びS、5oeda ら、Bioch
em、 Biophys、Acta、 99929−3
5.1989)。しかしながら、プロテアーゼのなかに
は例えばトリプシンのようにポリペプチド鎖中のアルギ
ニン、リジン残基のカルボキシル基側を特異的に切断す
るものが多く存在する。しかし、塩基性アミノ酸残基の
隣がプロリンである時、そのペプチドはプロテアーゼに
よる消化を受けにくい。
[Means for solving the problem] A common feature of many heparin-binding peptides present in living organisms is that they have clusters of basic amino acids (E,
Rauvala, EMBOJ, Dan, 2933-29
41.1989; and S. 5oeda et al., Bioch.
em, Biophys, Acta, 99929-3
5.1989). However, there are many proteases, such as trypsin, that specifically cleave the carboxyl groups of arginine and lysine residues in polypeptide chains. However, when the basic amino acid residue is next to a proline, the peptide is less susceptible to digestion by proteases.

そこで、ヘパリン結合能を持ち、がっ、プロテアーゼ抵
抗能を持つペプチドとして、次の一般式:%式%) (式中、Xは任意のアミノ酸であり、Yは相互に独立に
アルギニン又はリジンであり、Proはプロリンであり
、そしてnは1〜10の整数である)で表わされるペプ
チドを使用する。nは好ましくは5以下であり、例えば
2又は3である。
Therefore, as a peptide with heparin binding ability and protease resistance ability, the following general formula:% formula%) (wherein, X is any amino acid, and Y is independently arginine or lysine) is used. , Pro is proline, and n is an integer from 1 to 10). n is preferably 5 or less, for example 2 or 3.

本発明においては任意のスーパーオキサイドディスムタ
ーゼを使用することができ、動物(例えばヒト、ウシ)
、植物、微生物等の生物体中に存在するいずれのSOD
も使用できる。
Any superoxide dismutase can be used in the present invention, including animal (e.g. human, bovine)
Any SOD present in living organisms such as plants, microorganisms, etc.
can also be used.

SODとヘパリン結合性ペプチドの結合様式としては、
ペプチドのN−末端アミノ酸のアミン基とSODのC−
末端のカルボキシル基をアミド結合により結合せしめる
方法、ペプチドのC−末端アミノ酸のカルボキシル基と
SODのN−末端アミノ酸のアミノ基とをペプチド結合
により結合させる方法等がある。この様な結合様式にお
いては、SOD分子とヘパリン結合性ペプチドとが一本
のポリペプチドを構成しているため、これをコードする
遺伝子を用いて製造することができる。
The binding mode between SOD and heparin-binding peptide is as follows:
The amine group of the N-terminal amino acid of the peptide and the C-
There are a method in which the terminal carboxyl group is bonded by an amide bond, a method in which the carboxyl group of the C-terminal amino acid of the peptide and the amino group of the N-terminal amino acid of SOD are bonded by a peptide bond, and the like. In such a binding mode, since the SOD molecule and the heparin-binding peptide constitute a single polypeptide, it can be produced using a gene encoding this.

本発明のヘパリン結合性ペプチドはプロテアーゼ耐性で
あるため、このペプチドを有するSODを容易に収率よ
く精製することができる。また、このSODは予想通り
SOD活性を有し、且っヘパリン結合性を有する。この
ことは、実施例3において本発明のペプチドがヘパリン
セファロースカラムにより吸着されることからも明らか
である。
Since the heparin-binding peptide of the present invention is protease resistant, SOD containing this peptide can be easily purified with good yield. Furthermore, this SOD has SOD activity as expected and also has heparin binding properties. This is also clear from the fact that the peptide of the present invention was adsorbed by a heparin Sepharose column in Example 3.

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する
。この実施例においては、ヘパリン結合性ペプチドの一
例として: A la −Arg −Pro −Arg −Arg 
−Pro −Arg −Arg −Pr。
The present invention will be explained in more detail below using Examples. In this example, an example of a heparin-binding peptide is: A la -Arg -Pro -Arg -Arg
-Pro -Arg -Arg -Pr.

を用い、SODとしてヒト赤血球型SODを用いる。そ
して前記ペプチFがこのSODに結合したヘパリン結合
性SODをr )IB−500−4Jと称する。
and human red blood cell type SOD is used as the SOD. The heparin-binding SOD in which the Pepti F is bound to this SOD is referred to as r) IB-500-4J.

[実施例] 遺」1倚口よ )IB−500−4i  云 の構築プ
ロテアーゼ抵抗能を持つヘパリン結合性ペプチドとして
、Arg−Arg −Proの繰り返し配列を持つペプ
チドをコードする塩基配列を合成した。すなわち、 A343:5 GATCGCCCGTCCTCGTCG
CCCACGTCGACCATGAG3’ A344:5”TCGACTCATGGTCGACGT
GGGCGACGAGGACGGGC3” を合成した。池原らの方法(M、Ikehara et
 al、Proc。
[Example] Construction of IB-500-4i A base sequence encoding a peptide having an Arg-Arg-Pro repeat sequence was synthesized as a heparin-binding peptide with protease resistance. That is, A343:5 GATCGCCCGTCCTCGTCG
CCCACGTCGACCATGAG3' A344:5”TCGACTCATGGTCGACGT
GGGCGACGAGGACGGGC3'' was synthesized using the method of Ikehara et al.
al, Proc.

Natl、八cad、Sci、、 USA、 81.5
956.1984)に従い、これら4種の合成りNAを
リン酸化した後、アニーリングし、pBRsODl (
特願平1−52141参照)(なおこのプラスミドの構
築方法は本明細書の参考例に記載する)のBamHrと
5alIで消化した約4.5 kbのDNA断片とライ
ゲーションし、得られたプラスミド−をρBRHBSO
D4 とした。ρBR)IBSOD4 は、S。
Natl, 8cad, Sci, USA, 81.5
956.1984), these four synthetic NAs were phosphorylated and annealed to form pBRsODl (
The resulting plasmid was ligated with a DNA fragment of approximately 4.5 kb digested with BamHr and 5alI (see Japanese Patent Application No. 1-52141) (the method for constructing this plasmid is described in the Reference Examples of this specification). ρBRHBSO
It was set as D4. ρBR) IBSOD4 is S.

Dとヘパリン結合性ペプチドの結合した遺伝子がEco
RIと5altで切り出される構造になっている(第1
図)。
The gene in which D and heparin-binding peptide are linked is Eco.
It has a structure cut out by RI and 5 alt (first
figure).

pBRHBsOD4のHB−SOD−4をコードする部
分の塩基配列およびそれのコードするアミノ酸配列を第
2図に示した。
The base sequence of the portion of pBRHBsOD4 encoding HB-SOD-4 and the amino acid sequence encoded by it are shown in FIG.

以上のようにして、プロテアーゼ抵抗能を持つヘパリン
結合性ペプチドを有するHB−5OD−4の遺伝子を構
築した。
As described above, the HB-5OD-4 gene having a heparin-binding peptide with protease resistance was constructed.

実施l  HB−SOD−4の  での実施例1で構築
したHB−SOD−4遺伝子を酵母の発現プラスミドに
連結した。酵母の発現プラスミドとして、pYI(CC
IOI C特開平1−37291参照。なお、pYHc
clolで形質転換された酵母がと胚加用1匹照cer
evisiae SAMO750と命名され、工業技術
院微生物工業技術研究所に昭和62年(1987) 7
月16日付けで微工研菌寄第9475号(FERM P
−9475) として、更に平成2年(1990) 2
月23日付けで国際寄託に移管され微工研条寄第276
7号(FERM BP−2767)として寄託されてい
る)を用いた。
Example 1 HB-SOD-4 The HB-SOD-4 gene constructed in Example 1 was ligated to a yeast expression plasmid. As a yeast expression plasmid, pYI (CC
See IOI C JP-A-1-37291. In addition, pYHc
One yeast cell transformed with clol was added to the embryo.
It was named SAMO 750 and submitted to the Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology in 1987.
February 16th, FERM P
-9475), and further in 1990 (1990) 2
Transferred to international deposit as of May 23rd
No. 7 (deposited as FERM BP-2767)) was used.

pBRHBsOD4をEcoRIと5altで消化して
得られる約480bpのDNA断片をpYI(CCIO
IをEcoRIと5alIで消化して得られる約8kb
のDNA断片とライゲーションし、得られたプラスミド
をpYsO6000とした。このプラスミドを大腸菌D
HIを用いて、増幅し、酵母G−1315株(Mat 
a、 trpl)01.Yoshizumiet al
、、 J、Jpn、Soc、5tarch Sci、3
4.148 (1987))を形質転換した。なお、こ
の場合の酵母株としては(trp 1 )株であればい
ずれも使用することができる。形質転換の方法は、伊藤
らの方法によった(Ito et al、、 J、Ba
cteriol、153.163 (1983))。
The approximately 480 bp DNA fragment obtained by digesting pBRHBsOD4 with EcoRI and 5alt was digested with pYI (CCIO
Approximately 8 kb obtained by digesting I with EcoRI and 5alI
The resulting plasmid was named pYsO6000. This plasmid was transferred to E. coli D
Using HI, it was amplified and yeast strain G-1315 (Mat
a, trpl)01. Yoshizumi et al.
,,J,Jpn,Soc,5tarch Sci,3
4.148 (1987)) was transformed. In this case, any (trp 1 ) strain can be used as the yeast strain. The transformation method was the method of Ito et al.
cteriol, 153.163 (1983)).

トリプトファンの合成能の回復した形質転換株を得た。A transformed strain with recovered tryptophan synthesis ability was obtained.

以下、この形質転換株をG−1315(pYsO600
0)とする(第3図)。
Hereinafter, this transformed strain was transformed into G-1315 (pYsO600
0) (Figure 3).

以上に述べた酵母ベクターはHB−5on−4生産のた
めの一例であり、酵母のプロモーターとしてホスホグリ
セロキナーゼまたは抑制型酸性ホスファターゼなどの遺
伝子のプロモーターを使用することもできる。
The yeast vector described above is an example for producing HB-5on-4, and promoters of genes such as phosphoglycerokinase or repressible acid phosphatase can also be used as yeast promoters.

得られた形質転換体G−1315(pYs06000)
及びG−1315を2dのハークホルダー培地(P、R
,Burkholder。
Obtained transformant G-1315 (pYs06000)
and G-1315 in 2d Harkholder medium (P, R
, Burkholder.

八m、J、Bot、、 30.206. (1943)
)にて、30℃で2晩振とう培養した。1.5dを集菌
後、ヤッフェらの方法(M、P、Yaffe et a
l、Proc、Natl、Acad、Sci、IJSA
、。
8m, J, Bot,, 30.206. (1943)
) and cultured with shaking at 30°C for 2 nights. After collecting 1.5d, the method of Yaffe et al.
l, Proc, Natl, Acad, Sci, IJSA
,.

81、4819 (1984))で酵母菌体から蛋白質
を得て、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を行っ
た。
81, 4819 (1984)), proteins were obtained from yeast cells and subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis.

電気泳動後、コマジ−ブリリアントブルーR250によ
る蛋白染色〔方法はたとえば、今堀ら、続生化学実験講
座タンパク質の化学、東京化学同人(1987) )を
行った結果、どの形質転換株にもプラスミドをもたない
G4315にはない明瞭な蛋白質のバンドがみられ、こ
のバンドは菌体蛋白質の約5%に相当する。この分子量
は約19.000テ、HB−5OD−4(D予想される
分子量とほぼ一致した。また、ウェスタンプロティング
を行い、抗SOD抗体を用いて、酵素抗体法〔例えば、
今堀ら、続生化学実験講座タンパク賞の化学、東京化学
同人(1987) )によりその抗体と反応するものを
検出したところ、1本のバンドが見られ、これは蛋白染
色のHB−SOD−4と考えられるハンドの位置と一致
したので、HB−5OD−4が組換え酵母で生産されて
いるとした。
After electrophoresis, protein staining with Comazi Brilliant Blue R250 (for example, Imahori et al., Chemistry of Proteins, Sekisei Chemistry Experimental Course, Tokyo Kagaku Dojin (1987)) revealed that none of the transformed strains contained plasmids. A clear protein band, which is not present in G4315, was observed, and this band corresponds to about 5% of the bacterial protein. This molecular weight was about 19,000 Te, which was almost the same as the expected molecular weight of HB-5OD-4 (D).We also performed Western blotting, used an anti-SOD antibody, and performed an enzyme antibody method [e.g.
Imahori et al., Chemistry of the Protein Award in the Sekisei Biochemistry Experiment Course, Tokyo Kagaku Dojin (1987)) was used to detect a substance that reacted with the antibody, and one band was seen, which was associated with protein staining HB-SOD-4. Since the position of the hand coincided with that thought to be HB-5OD-4, it was concluded that HB-5OD-4 was produced by recombinant yeast.

裏施拠l 川づ並」■精製 スラント上のG−1315(ρYSO6000)を1白
金耳、5威のパークホルダー培地に植菌し、30°Cで
40時間振とう培養した。これを1リツトルのエルレン
マイヤーフラスコにいれた400dのハークホルダー培
地に植菌し、同様に培養した。次にこの培養液を30リ
ツトルの0.1mMの硫酸銅と0.1mMの硫酸亜鉛を
含むパークホルダー培地でジャーファーメンタ−にて4
4時間培養した。遠心分離により集菌し、約1.3kg
の菌体を得た。
G-1315 (ρYSO6000) on the purified slant was inoculated into 1 platinum loop and 5 volumes of parkholder medium, and cultured with shaking at 30°C for 40 hours. This was inoculated into a 400d Harkholder medium placed in a 1 liter Erlenmeyer flask and cultured in the same manner. Next, this culture solution was added to 30 liters of Perkholder medium containing 0.1mM copper sulfate and 0.1mM zinc sulfate in a jar fermentor for 4 hours.
It was cultured for 4 hours. Collect bacteria by centrifugation, approximately 1.3 kg
The bacterial cells were obtained.

菌体をl■H硫酸銅、1mM硫酸亜鉛、10mMβメル
カプトエタノール、1n+M(バラ−アミジフェニル)
メタンスルホニルフルオライド塩酸塩(APMSF) 
ヲ含む20mMTris−HCI緩衝液pH8,8,2
リツトルに懸濁し、ダイノミルにて菌体を破砕した。破
砕菌体を遠心分離し、遠心上清を70度で10分間熱処
理を行った後、遠心分離し、その上清を回収した。この
画分に50%硫酸アンモニウムを加えてよく溶解した後
遠心分離し、その上清を50%硫酸アンモニウムを含む
20mM燐酸カリウム緩衝液pH7,0で平衡化したプ
チルトーヨーパール650()−ソー社)カラム(5X
20cm)に吸着させた。50%硫酸アンモニウムを含
む20mM燐酸カリウム緩衝液(pH7,0)、500
!Idlでカラムを洗浄した後、30%硫酸アンモニウ
ムを含む20mM燐酸カリウム緩衝液で溶出し、SOD
活性画分(活性測定は、チトクロームC法(J、M、M
cCord et al、J、Biol、 Chew、
、 244.6049(1969))ニよった)を集め
た。この画分を5ephadexG25(ファルマシア
社)カラム(15X90cm)で脱塩した後、10+w
M Tris−HCI(pH8,5) 、30mM N
aC1と同じ電気伝導度にNaC1を加えて合わせた。
The bacterial cells were treated with 1H copper sulfate, 1mM zinc sulfate, 10mM β-mercaptoethanol, and 1n+M (rose-amidiphenyl).
Methanesulfonyl fluoride hydrochloride (APMSF)
20mM Tris-HCI buffer pH 8,8,2 containing
The cells were suspended in a liter and crushed using a Dynomill. The crushed bacterial cells were centrifuged, and the centrifuged supernatant was heat-treated at 70 degrees for 10 minutes, centrifuged, and the supernatant was collected. After adding 50% ammonium sulfate to this fraction and dissolving it well, it was centrifuged, and the supernatant was applied to a Butyl Toyo Pearl 650 (2019-So Co., Ltd.) column equilibrated with 20 mM potassium phosphate buffer pH 7.0 containing 50% ammonium sulfate. (5X
20 cm). 20mM potassium phosphate buffer (pH 7,0) containing 50% ammonium sulfate, 500
! After washing the column with Idl, it was eluted with 20mM potassium phosphate buffer containing 30% ammonium sulfate and SOD
Active fraction (activity measurement was performed using the cytochrome C method (J, M, M
cCord et al., J. Biol, Chew.
, 244.6049 (1969)). This fraction was desalted with a 5ephadex G25 (Pharmacia) column (15 x 90 cm), and then
M Tris-HCI (pH 8,5), 30mM N
The electrical conductivity was the same as aC1 by adding NaC1.

これを10mM Tris−HCI(pH8,5) 、
30mM NaC1で平衡化したDEAEセファロース
CL6B (ファルマシア社)を充填したカラム(5X
10C111)にかけて非吸着画分を回収した。この画
分をIMの燐酸カリウム緩衝液(pH7,0)を適当量
加えてpHを7゜0に下げた後、10mM燐酸カリウム
緩衝液(pH7,0)で平衡化したSPセファロースC
−25(ファルマシア社) を充lしたカラム(5X1
0c1++)にかけて非吸着画分を回収した。これを1
On+M燐酸カリウム緩衝液(pF17.0)で平衡化
したヘパリンセファロースCL6B (ファルマシア社
)を充填したカラム(5X10C11)に吸着させた。
This was mixed with 10mM Tris-HCI (pH 8,5),
A column (5X
10C111) to collect the non-adsorbed fraction. An appropriate amount of IM potassium phosphate buffer (pH 7.0) was added to this fraction to lower the pH to 7.0, and then SP Sepharose C equilibrated with 10 mM potassium phosphate buffer (pH 7.0) was added.
Column (5X1) filled with -25 (Pharmacia)
0c1++) and the non-adsorbed fraction was collected. This is 1
It was adsorbed onto a column (5X10C11) packed with heparin Sepharose CL6B (Pharmacia) equilibrated with On+M potassium phosphate buffer (pF17.0).

50mMNaC1,10mM燐酸カリウム緩衝液(pH
7、0)50(ldで洗浄した後500*M NaC1
,10mM燐酸カリウム緩衝液(pH7,0)で溶出し
た。活性画分を回収し、90%硫安で塩析して沈澱した
蛋白を少量の水に溶かし、生理食塩水に透析した。この
活性画分を前述のようにSDSポリアクリルアミドゲル
電気泳動し、蛋白染色したところ、単一なバンドが観察
されたので、以上の精製により純粋なHB−500−4
を得たとした。なお、1(B−5OD−477)精製は
4℃で行った。
50mM NaCl, 10mM potassium phosphate buffer (pH
7,0) 500*M NaCl after washing with ld
, 10mM potassium phosphate buffer (pH 7.0). The active fraction was collected and salted out with 90% ammonium sulfate, and the precipitated protein was dissolved in a small amount of water and dialyzed against physiological saline. When this active fraction was subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis and protein staining as described above, a single band was observed.
Suppose we got . Note that 1(B-5OD-477) was purified at 4°C.

11■玉 …」並」■止血I HB−5OD−4のプロテアーゼ抵抗性を調べた。G−
1315(pYsO6000) 、 G−1315(p
YHBs2) (pYHBS2は、ヘパリン結合性部位
を本来有しないスーパーオキサイドディムターゼにヘパ
リン結合部位が付加された新規なスーパーオキサイドデ
ィスムターゼをコードする遺伝子を含有するプラスミド
である。特願平1−52141号参照]、及びG−13
15(pYsO200)(pYs0200はpYHBS
2の)1B−5OD−2遺伝子の代わりにヘパリン結合
性部位を有しないヒトのスーパーオキサイドディスミュ
ターゼ遺伝子の入ったプラスミドである〕を1白金耳、
10mのパークホルダー培地に植菌し、30°Cで40
時間振とう培養した。そのうちの1.5 dは集菌後、
ヤッフエらの方法(M。
11■ Ball..."Average" ■ Hemostasis I The protease resistance of HB-5OD-4 was investigated. G-
1315 (pYsO6000), G-1315 (p
YHBs2) (pYHBS2 is a plasmid containing a gene encoding a novel superoxide dismutase in which a heparin binding site is added to a superoxide dimutase that does not originally have a heparin binding site. See Japanese Patent Application No. 1-52141. ], and G-13
15 (pYsO200) (pYs0200 is pYHBS
2) A plasmid containing a human superoxide dismutase gene that does not have a heparin-binding site in place of the 1B-5OD-2 gene],
Inoculate a 10 m parkholder medium and incubate at 30°C for 40 min.
Cultured with shaking for hours. Of these, 1.5 d was after bacterial collection;
The method of Yaffe et al. (M.

P、Burkholder、 Am、J、Bot、、 
30.206. (1943))で酵母菌体からタンパ
ク質を得た。残りの8.5 dは集菌後、菌体にI M
 NaC1を0.5 d加えて懸濁しさらに、クロロホ
ルムを0.5 IM1加えて室温で1晩振とうした。そ
して遠心を行い、上清を回収した。
P,Burkholder, Am,J,Bot,.
30.206. (1943)), proteins were obtained from yeast cells. The remaining 8.5 d is transferred to the bacterial cells after bacterial collection.
The suspension was suspended by adding 0.5 d of NaCl, and further, 0.5 IM of chloroform was added and the mixture was shaken at room temperature overnight. Then, centrifugation was performed and the supernatant was collected.

これらの蛋白をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動
を行った。その結果を第4図に示した。ヤッフエらの方
法で調製した場合、細胞内のプロテアーゼは作用しない
ので、三種類のどのSODも分解せず低分子化していな
いが、クロロホルム抽出を行うと酵母のプロテアーゼが
作用するため、プロテアーゼの消化を受は易いHB−S
OD−2は分解して低分子化した蛋白がみられる。しが
し、SODや1(B−5OD−4では、低分子化した蛋
白はみられず、HB−5OD−4がHB−5OD−2に
比べてプロテアーゼに対して抵抗性であると考えられる
These proteins were subjected to SDS polyacrylamide gel electrophoresis. The results are shown in Figure 4. When prepared using the method of Yaffe et al., intracellular proteases do not act, so none of the three types of SOD is decomposed or reduced to low molecular weight. However, when chloroform extraction is performed, yeast protease acts, so protease digestion HB-S which is easy to receive
OD-2 is a protein that has been decomposed and reduced to a low molecular weight. However, in SOD and 1 (B-5OD-4, no low molecular weight proteins were observed, suggesting that HB-5OD-4 is more resistant to proteases than HB-5OD-2. .

次に、精製したHB−SOD−4のアミノ酸分析を行っ
た。結果を次の第1表に示す。分析値はDNAの塩基配
列から予想される値とよい一致を示した。
Next, purified HB-SOD-4 was analyzed for amino acids. The results are shown in Table 1 below. The analytical values showed good agreement with the values expected from the DNA base sequence.

また、HB−5OD−4の吸収スペクトルは組み換えヒ
)SODと一致したので、銅及び亜鉛を含む活性のある
蛋白であると考えられる。
Furthermore, since the absorption spectrum of HB-5OD-4 matched that of recombinant SOD, it is considered to be an active protein containing copper and zinc.

第1表 アミノ酸分析 ヒト胎盤から、グアニジウムチオシアネートを用いて常
法に従い、全RNAを得た。第17ゴdTセルロースカ
ラムクロマトグラフイーを用いて全RNAからポリアデ
ニル化RNAをmRNA画分として分取した。このRN
A画分を用いて、ガブラーらの方法(Gubler、 
U、et al、、 Gene+ 25+ 263(1
983)に従い作製されたcDNA合成キ・ント(アマ
ジャム社)を用いて2本1j D N Aを作製した。
Table 1 Amino Acid Analysis Total RNA was obtained from human placenta using guanidium thiocyanate according to a conventional method. Polyadenylated RNA was separated from total RNA as an mRNA fraction using No. 17 GodT cellulose column chromatography. This RN
Using the A fraction, the method of Gubler et al.
U, et al,, Gene+ 25+ 263(1
Two 1j DNAs were prepared using a cDNA synthesis kit (Amajam) prepared according to the method (983).

この2本鎖DNAにターミナルデオキシヌクレオチジル
トランスフェラーゼ(ファルマシア社)によりデオキシ
CTPホモポリマーを付加した。これと、pBR322
のPst、1部位にデオキシGTPのホモポリマーを付
加したベクター(ファルマシア社)とをアニーリングし
て、大腸菌081を形質転換し、約40万クローンのc
DNAライブラリーを作製した。
DeoxyCTP homopolymer was added to this double-stranded DNA using terminal deoxynucleotidyl transferase (Pharmacia). This and pBR322
E. coli 081 was transformed by annealing Pst with a vector containing a homopolymer of deoxy GTP at one site (Pharmacia), and approximately 400,000 clones of c.
A DNA library was created.

(2)彫I膚J■1欠1択 始めにヒト5ODcDNA検出用のプローブとして下記
の配列をもつDNA A039を合成した。その配列は
5’ GAAAGTACAAAGACAGGAAACG
CTGGAAGTCGTTTGGCTTG3’である。
(2) Carving I skin J■1 deletion First, DNA A039 having the following sequence was synthesized as a probe for detecting human 5OD cDNA. Its sequence is 5' GAAAGTACAAAGACAGGAAACG
CTGGAAGTCGTTTGGCTTG3'.

この配列は既に知られているヒトsoDのcDNAの塩
基配列[Sherman ey al、、 Proc、
Natl。
This sequence is based on the already known human soD cDNA base sequence [Sherman et al., Proc.
Natl.

Acad、Sci、USA、 80.5465 (19
83) )に含まれる配列である。合成はアプライドバ
イオシステムズ社の381A DNA合成装置を用いて
行った。このプローブ゛を(T〜32P)八TP(アマ
ジャム社)とT4−ポリヌクレオチジルキナーゼを用い
て標識し、SOD遺伝子の検出用プローブとして用いた
。コロニハイプリダイゼーションの手法により、このプ
ローブとハイブリダイズする大腸菌形質転換体を上記c
DNAライブラリーから得た。この形質転換体を通常の
方法で培養して増殖させ、菌体よりプラスミドDNAを
抽出した。このプラスミドはPstIで切り出されるヒ
ト由来の600bpのcDNAを含んでいた。このプラ
スミドをpsOloとした。この挿入部分の塩基配列を
M13ファージを鋳型とするジデオキシ法〔たとえば、
高温ら、続生化学実験講座、遺伝子研究法■ 東京化学
同人(1986) )により決定した。決定した塩基配
列は前述の既に報告された塩基配列と一致したが、アミ
ノ末端の3アミノ酸残基をコードする遺伝子が欠失して
いた。
Acad, Sci, USA, 80.5465 (19
83) ) is an array contained in ). Synthesis was performed using an Applied Biosystems 381A DNA synthesizer. This probe was labeled using (T~32P)8TP (Amajam) and T4-polynucleotide kinase, and used as a probe for detecting the SOD gene. By the colony hybridization method, E. coli transformants that hybridize with this probe were transformed into c.
Obtained from a DNA library. This transformant was cultured and grown in a conventional manner, and plasmid DNA was extracted from the bacterial cells. This plasmid contained a 600 bp cDNA of human origin that was excised with PstI. This plasmid was named psOlo. The nucleotide sequence of this inserted portion was determined using the dideoxy method using M13 phage as a template [for example,
Determined according to Takatoshi et al., Laboratory of Biochemical Experiments, Genetic Research Methods (Tokyo Kagaku Dojin (1986)). The determined base sequence matched the previously reported base sequence, but the gene encoding the amino-terminal three amino acid residues was missing.

(3) HB−5OD’云の 欠失しているアミノ末端の遺伝子と開始コドン、及び発
現へシラーへのつなぎ込みのためのEcoR1部位の作
製のため、以下の実験を行った。
(3) The following experiment was performed to create the deleted amino terminal gene and start codon of HB-5OD', and the EcoR1 site for linking to Syrah for expression.

合成りNA AO71、すなわち5”GGGGGGGG
GGAATTCATGGCGACGAAGGCCGTG
TGC3’ を前述のようにアプライド°゛ハイオシス
テムズ社のDNA合成装置381Aにより作製した。こ
の合成りNAをプライマーに、psOloのPstIで
切り出される600bpのDNA断片をM13mp19
にクローニングして得た組換え1本鎖DNAを鋳型にし
て、シラーらの方法(M、J。
Synthetic NA AO71, i.e. 5”GGGGGGGG
GGAATTCATGGCGACGAAGGCCGTG
TGC3' was produced as described above using the Applied Biosystems DNA Synthesizer 381A. Using this synthetic NA as a primer, a 600 bp DNA fragment excised with PstI of psOlo was used as M13mp19.
Using the recombinant single-stranded DNA obtained by cloning into a template as a template, the method of Schiller et al. (M, J.

Zoller et al、、 Nuc、Ac1d R
es、+ 10.6487(1982))により部位特
異的突然変異を生じさせた。この突然変異体の挿入部分
の塩基配列を決定したところ、目的の通り、欠失してい
たアミノ末端の3残基のアミノ酸をコードする遺伝子と
開始コドンとEcoR1部位が生じていたので、完全長
のSOD cDNAが得られたことがわかった。この突
然変異の生した組換えM131本鎖DNAを調製し、P
stlで切り出される600bPのDNA断片をpUC
9のPst1部位にサブクローニングした。得られた組
換え体の内、EcoRIとPstlで切り出される60
0bpのDNA断片を持つプラスミドをρ50100と
した。psOlooからEcoRIと5au3A1で切
り出される450bpのDNA断片をρBR322のE
coRIとBamH1部位にサブクローニングした。こ
のプラスミドをpBR5OD1 とした。
Zoller et al., Nuc, Ac1d R
Site-directed mutagenesis was generated by ES, +10.6487 (1982)). When we determined the nucleotide sequence of the inserted portion of this mutant, we found that the gene encoding the three amino-terminal amino acids that had been deleted, the start codon, and the EcoR1 site were present, as expected, so we found that the full-length It was found that SOD cDNA was obtained. A recombinant M13 single-stranded DNA containing this mutation was prepared, and P
The 600 bP DNA fragment excised with stl is pUC
Subcloned into the Pst1 site of 9. Among the obtained recombinants, 60 were excised with EcoRI and Pstl.
A plasmid with a 0 bp DNA fragment was designated as ρ50100. A 450bp DNA fragment excised from psOloo with EcoRI and 5au3A1 was inserted into the E of ρBR322.
Subcloned into the coRI and BamH1 sites. This plasmid was named pBR5OD1.

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

第1図は、SOD遺伝子を含有するプラスミドpBR5
OD1とヘパリン結合性ペプチドをコードする合成オリ
ゴヌクレオチドとから、ヘパリン結合性ペプチドがC−
末端に付加されたSODをコードするDNAを含むプラ
スミドpBR1(BSOD4の構築を示す。 第2図は、本発明の、ヘパリン結合性ペプチドが付加さ
れたS OD (HB−SOD−4)のアミノ酸配列及
びそれをコードする遺伝子の塩基配列を示す。 第3図は、酵母発現用プラスミドpYHcc101と、
HB−5OD−4をコードする遺伝子を含有するプラス
ミドpBRHBsOD4とからのHB−SOD−4用の
酵母発現プラスミドpYsO6000の構築を示す。 第4図は、(A)本発明のヘパリン結合性SOD (H
B−SOD−4)、(B)未修飾のSOD、及び(C)
ヘパリン結合部位として分泌性SODヘパリン結合性ペ
プチドが付加されているS OD (HB−5OD−2
)を酵母にて発現させた場合の分解を比較したものであ
り、図中(1)はクロロホルム抽出により回収した場合
(酵母のプロテアーゼの作用を受ける)、レーン(2)
ヤッフェの方法により抽出した場合(酵母プロテアーゼ
の作用を受けない)、レーン(S)分子量標準、及びレ
ーンH(形質転換されない宿主)のSDSポリアクリル
アミドゲル電気泳動図である。 SB    C H5
Figure 1 shows plasmid pBR5 containing the SOD gene.
A heparin-binding peptide is synthesized from OD1 and a synthetic oligonucleotide encoding a heparin-binding peptide.
This shows the construction of plasmid pBR1 (BSOD4) containing DNA encoding SOD added to the terminal. Figure 2 shows the amino acid sequence of SOD (HB-SOD-4) with heparin-binding peptide added of the present invention. and the base sequence of the gene encoding it. Figure 3 shows yeast expression plasmid pYHcc101,
Figure 2 shows the construction of yeast expression plasmid pYsO6000 for HB-SOD-4 from plasmid pBRHBsOD4 containing the gene encoding HB-5OD-4. FIG. 4 shows (A) heparin-binding SOD (H
B-SOD-4), (B) unmodified SOD, and (C)
SOD (HB-5OD-2
) is expressed in yeast. In the figure, lane (1) is the one recovered by chloroform extraction (under the action of yeast protease), lane (2) is
SDS polyacrylamide gel electropherogram of lane (S) molecular weight standard and lane H (untransformed host) when extracted by Jaffe's method (not affected by yeast protease). SB C H5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、次のアミノ酸配列: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは任意のアミノ酸であり、Yはそれぞれ独立
にアルギニン又はリジンであり、Proはプロリンであ
り、そしてnは1〜10の整数である)を有するヘパリ
ン結合部位が付加されているスーパーオキサイドディス
ムターゼ。
[Claims] 1. The following amino acid sequence: ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (In the formula, X is any amino acid, Y is each independently arginine or lysine, and Pro is proline. and n is an integer from 1 to 10).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506133A (en) * 1994-04-11 1996-04-09 Human Genome Sciences, Inc. Superoxide dismutase-4
EP2091959A1 (en) * 2006-11-28 2009-08-26 Alzhyme Pty Ltd Improved peptide composition

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EP2091959A4 (en) * 2006-11-28 2010-05-05 Alzhyme Pty Ltd Improved peptide composition

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