JPH04126084A - 蛋白質の製造法 - Google Patents
蛋白質の製造法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の背景]
産業上の利用分野
本発明は、いわゆるシグナルペプチドをコードするDN
A配列およびそれを利用した蛋白質の遺伝子工学的な製
造法に関する。より詳細には、バチルス・プレビス(B
acillus brevjs)を宿主として用いる
蛋白質の製造法およびそれに必要なりNA配列に関する
。
A配列およびそれを利用した蛋白質の遺伝子工学的な製
造法に関する。より詳細には、バチルス・プレビス(B
acillus brevjs)を宿主として用いる
蛋白質の製造法およびそれに必要なりNA配列に関する
。
従来の技術とその課題
組換えDNA技術を用いて異種蛋白質を微生物等で生産
させる方法は、現在医薬品などの製造で多く用いられて
いる手法である。
させる方法は、現在医薬品などの製造で多く用いられて
いる手法である。
大腸菌はこの様な方法に宿主として最も一般的に用いら
れているものであるか、大腸菌などでは通常、産生され
た異種蛋白質は細胞内に留る。従って異種蛋白質の精製
のためには、菌体を破壊し多くの大腸菌由来の蛋白質等
を取り除く必要がある。また、限られた細胞内で多量に
産生された異種蛋白質は多くの場合封入体を形成してし
まい、この異種蛋白質の活性を再生させるためにはしば
しば多くの労力を必要とする。
れているものであるか、大腸菌などでは通常、産生され
た異種蛋白質は細胞内に留る。従って異種蛋白質の精製
のためには、菌体を破壊し多くの大腸菌由来の蛋白質等
を取り除く必要がある。また、限られた細胞内で多量に
産生された異種蛋白質は多くの場合封入体を形成してし
まい、この異種蛋白質の活性を再生させるためにはしば
しば多くの労力を必要とする。
他方、枯草菌、酵母などを宿主として用いた系では、産
生された異種蛋白質か一般に宿主細胞外へ分泌されてそ
の回収か容易であるという利点かある。枯草菌などが宿
主としてこのような利点を有するのは、宿主菌の遺伝子
か特定の遺伝情報を持っていて目的とする蛋白質をいわ
ゆるシグナルペプチドと呼ばれるペプチド鎖の結合した
前駆体としていったん産生じ、これか細胞膜を通過して
細胞外またはべりプラズムに分泌され、その際にシグナ
ルペプチド鎖か切断されて成熟蛋白質となるという機構
によるとされる。
生された異種蛋白質か一般に宿主細胞外へ分泌されてそ
の回収か容易であるという利点かある。枯草菌などが宿
主としてこのような利点を有するのは、宿主菌の遺伝子
か特定の遺伝情報を持っていて目的とする蛋白質をいわ
ゆるシグナルペプチドと呼ばれるペプチド鎖の結合した
前駆体としていったん産生じ、これか細胞膜を通過して
細胞外またはべりプラズムに分泌され、その際にシグナ
ルペプチド鎖か切断されて成熟蛋白質となるという機構
によるとされる。
バチルス属細菌を用いた系の例としては、最適培養条件
下で1.2g/l もの蛋白質を培地中に分泌するバチ
ルス・プレビス47 (S、 Udaka、(I97B
)Agric、Biol、 Cheap、 40,52
3−528+ S、 Miyashjro。
下で1.2g/l もの蛋白質を培地中に分泌するバチ
ルス・プレビス47 (S、 Udaka、(I97B
)Agric、Biol、 Cheap、 40,52
3−528+ S、 Miyashjro。
H,Enei、 K、 Takjnami、 Y、 )
lirose、 T、 Tsuchidaand S、
Lldaka(+980)Agric、 Biol、
Chew、 44゜2297−2303 )を宿主と
し、この菌株か分泌する蛋白質のひとっであるMWPを
コードする遺伝子のプロモーターおよびシグナルペプチ
ドをコードする DNAを、ヒト上皮成長因子などの外
来性遺伝子と連結し、バチルス・プレビス47に導入す
ることにより、培地中に多量の外来遺伝子産物を分泌さ
せることに成功した例か報告されている( H,Yam
agata、 et、al、(I9g9) Proc、
Natl。
lirose、 T、 Tsuchidaand S、
Lldaka(+980)Agric、 Biol、
Chew、 44゜2297−2303 )を宿主と
し、この菌株か分泌する蛋白質のひとっであるMWPを
コードする遺伝子のプロモーターおよびシグナルペプチ
ドをコードする DNAを、ヒト上皮成長因子などの外
来性遺伝子と連結し、バチルス・プレビス47に導入す
ることにより、培地中に多量の外来遺伝子産物を分泌さ
せることに成功した例か報告されている( H,Yam
agata、 et、al、(I9g9) Proc、
Natl。
^cad、scj、UsA 8B、3589−3593
)。
)。
しかしなから、このバチルス・プレビス47は、少量な
がら蛋白質分解酵素を菌体外に分泌するため、産生され
た外来性遺伝子産物が、培地中で分解されてしまうとい
う可能性か存在した。
がら蛋白質分解酵素を菌体外に分泌するため、産生され
た外来性遺伝子産物が、培地中で分解されてしまうとい
う可能性か存在した。
[発明の概要]
本発明は、上記問題点を解決することを目的とし、蛋白
質分解酵素があまり分泌されていない培養初期に分泌さ
れる蛋白質BBRP42を見出だし、この蛋白質をコー
ドする遺伝子の制御部位を利用した発現系を構築するこ
とにより、この目的を達成しようとするものである。
質分解酵素があまり分泌されていない培養初期に分泌さ
れる蛋白質BBRP42を見出だし、この蛋白質をコー
ドする遺伝子の制御部位を利用した発現系を構築するこ
とにより、この目的を達成しようとするものである。
要旨
即ち、本発明はます、シグナルペプチドをコートするD
NAに関するものであって、下記の配列(I)で実質的
に表されるシグナルペプチドをコートする塩基配列から
なるもの、である。
NAに関するものであって、下記の配列(I)で実質的
に表されるシグナルペプチドをコートする塩基配列から
なるもの、である。
Met−Phe−8er−Lys−Thr−Lys−M
et−G I y−Met−Leu−Mel−Gly−
Thr−Met−^1 a−Va l −Va l −
Leu−8er−Leu−G I y−3er−1]
e−G I y−G l y−A l a−Met−^
1aまた本発明は、発現ヘクターに関するものであり、
前記のシグナルペプチドをコードするDNAと、その下
流側末端に連結された所望の異種蛋白質をコードするD
NAとを組込み、かつ、これら外来性遺伝子の発現に必
要なりNAを持たせたも(I) のであることを特徴とするもの、である。
et−G I y−Met−Leu−Mel−Gly−
Thr−Met−^1 a−Va l −Va l −
Leu−8er−Leu−G I y−3er−1]
e−G I y−G l y−A l a−Met−^
1aまた本発明は、発現ヘクターに関するものであり、
前記のシグナルペプチドをコードするDNAと、その下
流側末端に連結された所望の異種蛋白質をコードするD
NAとを組込み、かつ、これら外来性遺伝子の発現に必
要なりNAを持たせたも(I) のであることを特徴とするもの、である。
さらに本発明は、所望の蛋白質の製造法に関するもので
あって、本発明によるヘクターで宿主細胞を形質転換し
、該形質転換体を培養することにより所望の蛋白質を培
地中に分泌させることを特徴とするもの、である。
あって、本発明によるヘクターで宿主細胞を形質転換し
、該形質転換体を培養することにより所望の蛋白質を培
地中に分泌させることを特徴とするもの、である。
効果
本発明によるシグナルペプチドをコードするDNAと所
望の異種蛋白質をコードするDNAとを連結させて発現
させることにより、この所望の異種蛋白質を宿主細胞外
に分詑1生産させることができる。
望の異種蛋白質をコードするDNAとを連結させて発現
させることにより、この所望の異種蛋白質を宿主細胞外
に分詑1生産させることができる。
特に、宿主としてバチルス属細菌を用いた場合、バチル
ス属由来の蛋白質分解酵素よりも先に所望の異種蛋白質
が培地中に産生されるため、高収率で均質な蛋白質の生
産が可能となる。
ス属由来の蛋白質分解酵素よりも先に所望の異種蛋白質
が培地中に産生されるため、高収率で均質な蛋白質の生
産が可能となる。
[発明の詳細な説明コ
シグナルペプチド
本発明によるDNAは、アミノ酸配列か前記配列(I)
で実質的に表されるシグナルペプチドをコードする塩基
配列を有するものである。
で実質的に表されるシグナルペプチドをコードする塩基
配列を有するものである。
このように本発明によるDNAは、これかコートするア
ミノ酸配列を有するペプチドによって特定されている。
ミノ酸配列を有するペプチドによって特定されている。
このペプチドは、細胞内で産生された生体産物を細胞外
へ分泌させる作用を有しているいわゆるシグナルペプチ
ドであって、そのアミノ酸配列か実質的に前記配列(I
)で表されるものである。ここで、[アミノ酸配列か実
質的に前記配列(I)で表されるもの」とは、このペプ
チドかいわゆるシグナルペプチドとしての作用を有する
限りアミノ酸のいくつかについて欠失、置換、付加なと
かあってもよいことを意味する。
へ分泌させる作用を有しているいわゆるシグナルペプチ
ドであって、そのアミノ酸配列か実質的に前記配列(I
)で表されるものである。ここで、[アミノ酸配列か実
質的に前記配列(I)で表されるもの」とは、このペプ
チドかいわゆるシグナルペプチドとしての作用を有する
限りアミノ酸のいくつかについて欠失、置換、付加なと
かあってもよいことを意味する。
この配列(I)で表されるアミノ酸配列は、バチルス・
プレビス47を培養した際に、その培養初期に培地に分
泌される蛋白質であるBBRP42をコートする遺伝子
の解析に基づき完成されたものである。
プレビス47を培養した際に、その培養初期に培地に分
泌される蛋白質であるBBRP42をコートする遺伝子
の解析に基づき完成されたものである。
BBRP42は、下記の性状を有する新規蛋白質である
。
。
■5DS−PAGEによって約42000の分子量を示
す。
す。
■N末端の4番目から200番目でのアミノ酸配列か下
記の通りである。
記の通りである。
A l a−Lys−Pro−Th r−8er−Le
u−Ans−Lys−Pro−Va l −G I u
Val−Lys−Phe−Lys−Thr−Gly■バ
チルス・プレビス47由来の蛋白質であるMWPよりも
培養初期に培地中に分泌される。
u−Ans−Lys−Pro−Va l −G I u
Val−Lys−Phe−Lys−Thr−Gly■バ
チルス・プレビス47由来の蛋白質であるMWPよりも
培養初期に培地中に分泌される。
シグナルペプチドをコードするDNA
本発明によるシグナルペプチドをコードするDNAは、
前記配列(I)をコードする塩基配列を有するもの、並
びに前記のようなシグナルペプチドとしての作用を有す
るペプチドのアミノ酸配列の変化に対応する塩基配列を
有するものである。
前記配列(I)をコードする塩基配列を有するもの、並
びに前記のようなシグナルペプチドとしての作用を有す
るペプチドのアミノ酸配列の変化に対応する塩基配列を
有するものである。
本発明によるDNAの典型的な配列は、下記の配列(I
I)のものである。
I)のものである。
ATG−TTT−AGC−AAA−ACA−AAA−^
TG−GGA−ATG−CTG−^TG−GGA−AC
G−ATG−GGA−GTA−GTT−TTG−AGT
−CTG−(II )GGT−AGC−ATA−GGC
−GGA−GCJ−ATG−GCR(ここで、jはA又
はCを表わし、RはA又はGを表わす) ペプチドのアミノ酸配列か与えられれば、それをコード
する塩基配列はいわゆる遺伝暗号表を参照して容易に定
まり、また前記したアミノ酸配列をコードする種々の塩
基配列を適宜選択することかできる。従って、本発明に
よるシグナルペプチドをコードするDNAとは、その塩
基配列が前記配列(n)であるもの並びにその縮重異性
体である。ここで、「縮重異性体」とは、縮重関係にあ
るコドンか使用されている点以外は塩基配列か同一で同
一のペプチドをコートするDNAを意味するものとする
。
TG−GGA−ATG−CTG−^TG−GGA−AC
G−ATG−GGA−GTA−GTT−TTG−AGT
−CTG−(II )GGT−AGC−ATA−GGC
−GGA−GCJ−ATG−GCR(ここで、jはA又
はCを表わし、RはA又はGを表わす) ペプチドのアミノ酸配列か与えられれば、それをコード
する塩基配列はいわゆる遺伝暗号表を参照して容易に定
まり、また前記したアミノ酸配列をコードする種々の塩
基配列を適宜選択することかできる。従って、本発明に
よるシグナルペプチドをコードするDNAとは、その塩
基配列が前記配列(n)であるもの並びにその縮重異性
体である。ここで、「縮重異性体」とは、縮重関係にあ
るコドンか使用されている点以外は塩基配列か同一で同
一のペプチドをコートするDNAを意味するものとする
。
シグナルペプチドをコートするDNAの取得本発明によ
るDNAは、その塩基配列が定まっていることから、そ
のDNAを取得するひとつの手段は、核酸合成の方法に
したかって製造することである。
るDNAは、その塩基配列が定まっていることから、そ
のDNAを取得するひとつの手段は、核酸合成の方法に
したかって製造することである。
また本発明によるDNAは、バチルス・プレビスの遺伝
子から切り出す方法も利用可能である。
子から切り出す方法も利用可能である。
そのような方法の具体例としては、バチルス・プレビス
47由来のゲノムライブラリーから、遺伝子工学の分野
で慣用されている方法、例えば適当なプローブによるハ
イブリダイセイゼイション法、により取得することも可
能である。そのような方法の具体例については後記実験
例を参照されたい。
47由来のゲノムライブラリーから、遺伝子工学の分野
で慣用されている方法、例えば適当なプローブによるハ
イブリダイセイゼイション法、により取得することも可
能である。そのような方法の具体例については後記実験
例を参照されたい。
シグナルペプチドをコードするDNAの用途本発明によ
るDNAは、シグナルペプチドをコートするDNAであ
り、従ってこのDNAと、このDNAの下流側末端に連
結された所望の蛋白質をコードするDNAとを宿主細胞
内で複製可能かつ両遺伝情報か発現可能な状態で含むD
NA、特に発現ベクター、の形態として宿主細胞の形質
転換を行えば、宿主細胞外に産生蛋白質を得ることかで
きる。
るDNAは、シグナルペプチドをコートするDNAであ
り、従ってこのDNAと、このDNAの下流側末端に連
結された所望の蛋白質をコードするDNAとを宿主細胞
内で複製可能かつ両遺伝情報か発現可能な状態で含むD
NA、特に発現ベクター、の形態として宿主細胞の形質
転換を行えば、宿主細胞外に産生蛋白質を得ることかで
きる。
特に本発明によるDNAをバチルス属を宿主とする宿主
−ベクター系において使用すべきベクターとして構築し
、これによりバチルス属細菌、特こバチルス・プレビス
、を形質転換して利用するのに適している。即ち、本発
明によるDNAは、バチルス属細菌由来の蛋白質分解酵
素か培地に分泌されるより先に、異種蛋白質を培地に産
生させることかできるからである。
−ベクター系において使用すべきベクターとして構築し
、これによりバチルス属細菌、特こバチルス・プレビス
、を形質転換して利用するのに適している。即ち、本発
明によるDNAは、バチルス属細菌由来の蛋白質分解酵
素か培地に分泌されるより先に、異種蛋白質を培地に産
生させることかできるからである。
本発明による発現ベクター
従って、本発明による発現ベクターは、前記のシグナル
ペプチドをコートするDNAと、その下流側末端に結合
された所望の外来性蛋白質をコードするDNAとを組込
み、かつ、これら外来性遺伝子の発現に必要なりNAを
持たせたものであることを特徴とするもの、である。
ペプチドをコートするDNAと、その下流側末端に結合
された所望の外来性蛋白質をコードするDNAとを組込
み、かつ、これら外来性遺伝子の発現に必要なりNAを
持たせたものであることを特徴とするもの、である。
特に本発明による発現ベクターは、前記した理由により
、バチルス属細菌を宿主とする宿主−ベクター系におい
て使用すべき発現ベクターとして構築されることか好ま
しい。
、バチルス属細菌を宿主とする宿主−ベクター系におい
て使用すべき発現ベクターとして構築されることか好ま
しい。
本発明によるベクター構築のための手順ないし方法は、
分子生物学、生物工学ないし遺伝子工学の分野において
慣用されているものを用いればよい。
分子生物学、生物工学ないし遺伝子工学の分野において
慣用されているものを用いればよい。
例えば、本発明によるシグナルペプチドをコドするDN
Aとして、前記した蛋白質BBRP42由来のDNAを
そのまま利用しようとする場合、次のような操作により
、本発明によるベクタを得ることかできる。即ち、前述
したBBRP42の遺伝子ライブラリーからスクリーニ
ングにより得られたDNAを、大腸菌などで複製可能な
ベクターに組込みクローニングし、続いて、得られたD
NAを、その下流側末端に所望の異種蛋白質をコードす
るDNAを連結した形で、予定″の宿主で複製可能なベ
クターに組込むことにより、本発明によるベクターを得
ることができる。
Aとして、前記した蛋白質BBRP42由来のDNAを
そのまま利用しようとする場合、次のような操作により
、本発明によるベクタを得ることかできる。即ち、前述
したBBRP42の遺伝子ライブラリーからスクリーニ
ングにより得られたDNAを、大腸菌などで複製可能な
ベクターに組込みクローニングし、続いて、得られたD
NAを、その下流側末端に所望の異種蛋白質をコードす
るDNAを連結した形で、予定″の宿主で複製可能なベ
クターに組込むことにより、本発明によるベクターを得
ることができる。
バチルス属細菌を宿主として用いた場合のバチルス属細
菌で複製可能なベクターとしては、pTA1060、p
UBllo、pE194、pc194などのプラスミド
およびこれら由来のDNAか挙げられる。
菌で複製可能なベクターとしては、pTA1060、p
UBllo、pE194、pc194などのプラスミド
およびこれら由来のDNAか挙げられる。
さらに、ベクターとして、遺伝子ライブラリーから得ら
れたシグナルペプチドをコードするDNAのクローニン
グの除用いる微生物、例えば大腸菌、と蛋白質産生の際
宿主として用いる微生物、例えばバチルス属細菌、のい
ずれでも複製可能なベクター、すなわちシャトルベクタ
ー、を用いることも、DNAフラグメントを移す操作を
省略てきる点で好ましい。大腸菌とノ1チルス属細菌の
シャトルベクターとしては、例えば、p HP 13
(P、Haima、S、Bron、G、Venema、
Mo1.Gen。
れたシグナルペプチドをコードするDNAのクローニン
グの除用いる微生物、例えば大腸菌、と蛋白質産生の際
宿主として用いる微生物、例えばバチルス属細菌、のい
ずれでも複製可能なベクター、すなわちシャトルベクタ
ー、を用いることも、DNAフラグメントを移す操作を
省略てきる点で好ましい。大腸菌とノ1チルス属細菌の
シャトルベクターとしては、例えば、p HP 13
(P、Haima、S、Bron、G、Venema、
Mo1.Gen。
Genet、209,335−342.1987) 、
などのプラスミドを用いる二のかできる。
などのプラスミドを用いる二のかできる。
また、これらのプラスミドは、選択マーカを含むのか必
要であり、それらの選択マーカーの例としてはクロラム
フェニコール耐性、エリスロマインン耐性、ネオマイシ
ン耐性、テトラサイクリン耐性、ストレプトマイシン耐
性などが挙げられる。
要であり、それらの選択マーカーの例としてはクロラム
フェニコール耐性、エリスロマインン耐性、ネオマイシ
ン耐性、テトラサイクリン耐性、ストレプトマイシン耐
性などが挙げられる。
本発明による発現ベクターは、これを実際に宿主細胞に
導入して所望の異種蛋白質を分泌発現させるためには、
シグナルペプチドをコードするDNAおよび異種蛋白質
をコードするDNAからなる外来性遺伝子の発現に必要
なりNA、即ちプロモーター、転写開始信号、リボゾー
ム結合部位、翻訳停止シグナル、転写終結信号などの転
写調節信号や翻訳調節信号なと、を有していなければな
らない。
導入して所望の異種蛋白質を分泌発現させるためには、
シグナルペプチドをコードするDNAおよび異種蛋白質
をコードするDNAからなる外来性遺伝子の発現に必要
なりNA、即ちプロモーター、転写開始信号、リボゾー
ム結合部位、翻訳停止シグナル、転写終結信号などの転
写調節信号や翻訳調節信号なと、を有していなければな
らない。
これらの各因子は、既に起源ベクターに含まれている場
合かあり、この場合には二の起源ベクターの調節因子を
そのまま用いることかできる。また前記したように蛋白
質BBRP42からそのままシグナルペプチドをコード
するDNAを利用する場合、シグナルペプチドをコード
するDNAのみならず、プロモーターなどの制御領域も
クローニングして利用するのか有利である。
合かあり、この場合には二の起源ベクターの調節因子を
そのまま用いることかできる。また前記したように蛋白
質BBRP42からそのままシグナルペプチドをコード
するDNAを利用する場合、シグナルペプチドをコード
するDNAのみならず、プロモーターなどの制御領域も
クローニングして利用するのか有利である。
宿主としてバチルス属細菌を用いた場合、培養初期にこ
れら外来性遺伝子を発現させるプロモーターか組込まれ
てなることか特に好適である。好ましいプロモーターの
具体例としては、下記の塩基配列(m)の少なくとも3
0塩基対以上を有してなるものか挙げられる。
れら外来性遺伝子を発現させるプロモーターか組込まれ
てなることか特に好適である。好ましいプロモーターの
具体例としては、下記の塩基配列(m)の少なくとも3
0塩基対以上を有してなるものか挙げられる。
TACGATTTTCCCTCAAGTTTTCCTT
TTTTCTCAAACGGGAATCTAAAAAT
ACCCATGTACACTTGGTCTTまた、この
外来性遺伝子の発現に必要なりNAとして転写開始点と
翻訳開始点との間に、下記の塩基配列(■)で表される
翻訳調節信号を含んでなることが好適である。
TTTTCTCAAACGGGAATCTAAAAAT
ACCCATGTACACTTGGTCTTまた、この
外来性遺伝子の発現に必要なりNAとして転写開始点と
翻訳開始点との間に、下記の塩基配列(■)で表される
翻訳調節信号を含んでなることが好適である。
(■)
TAACAAAGAACAAGCACACTACACG
AGCATAGACGAAAGGGTTGAGTGTA
T (■)本発明において産生
しうる異種蛋白質は、特に制限されない。具体例として
は、バチルス・プレビス47を用いて外来性蛋白質を産
生した前記文献記載のh−EGFの他、インターフェロ
ン、各種インターロイキン、インスリン、NGF、TN
F、GM−C3F、血液凝固因子節■因子、各種疾患の
特異的な抗原蛋白質などが挙げられる。
AGCATAGACGAAAGGGTTGAGTGTA
T (■)本発明において産生
しうる異種蛋白質は、特に制限されない。具体例として
は、バチルス・プレビス47を用いて外来性蛋白質を産
生した前記文献記載のh−EGFの他、インターフェロ
ン、各種インターロイキン、インスリン、NGF、TN
F、GM−C3F、血液凝固因子節■因子、各種疾患の
特異的な抗原蛋白質などが挙げられる。
所望の蛋白質の製造法
本発明による所望の蛋白質の製造法は、前記した本発明
による発現ベクターで宿主微生物を形質転換し、該形質
転換体を培養することにより所望の蛋白質を培地中に分
泌させることを特徴とするものであることは、前記した
通りである。
による発現ベクターで宿主微生物を形質転換し、該形質
転換体を培養することにより所望の蛋白質を培地中に分
泌させることを特徴とするものであることは、前記した
通りである。
宿主微生物としては細菌、特にバチルス属細菌、か用い
られる。好ましいバチルス属細菌の例としては、バチル
ス・プレビスか挙げられる。バチルス・プレビスの具体
例としては、バチルス・プレビス47 (FERM
P’−7224) 、同481、同144、同899な
どか挙げられる。
られる。好ましいバチルス属細菌の例としては、バチル
ス・プレビスか挙げられる。バチルス・プレビスの具体
例としては、バチルス・プレビス47 (FERM
P’−7224) 、同481、同144、同899な
どか挙げられる。
形質転換の方法は、この分野で慣用されているものを用
いればよい。
いればよい。
上記のようにして得られる形質転換体を培養すれば微生
物の細胞外(即ち培養液中)に、所望の外来性蛋白質を
産生蓄積する。
物の細胞外(即ち培養液中)に、所望の外来性蛋白質を
産生蓄積する。
形質転換体の培養ないし培養条件は、使用宿主微生物に
対するそれと本質的に変わらない。また、培養液からの
所望の蛋白質の回収、精製も常法に従って行なうことか
できる。
対するそれと本質的に変わらない。また、培養液からの
所望の蛋白質の回収、精製も常法に従って行なうことか
できる。
[実 験 例]
実験例1. バチルス・プレビス47の培養初期上清
中の蛋白質の検索 バチルス・プレビス47をTlura培地(0,3%
KHPOo、2% (NH4)2S04.2 4ゝ 0.025% Mg50 ・7H20,0,3%ペプ
トン、0.2% 肉エキス、2% グルコース、0,2
% 尿素及び0.01%ウラシル)中て一夜培養した。
中の蛋白質の検索 バチルス・プレビス47をTlura培地(0,3%
KHPOo、2% (NH4)2S04.2 4ゝ 0.025% Mg50 ・7H20,0,3%ペプ
トン、0.2% 肉エキス、2% グルコース、0,2
% 尿素及び0.01%ウラシル)中て一夜培養した。
菌液を同しTlura培地で100倍に稀釈し、660
r+mに於ける吸光度を測定しながら37℃で振とう培
養をおこなった。2〜10時間後の培養液から菌体を遠
心分離により除き、その上清に90%飽和となるように
硫安を加え4℃で静置した。その後遠心分離を行い、こ
れによって回収された沈澱のうち、吸光度か0.01の
培養液1 mlに相当する量についてLaemm I
iの方法(Nature、 1970.227:680
−685>に従ってSDSポリアクリルアミドケル電気
泳動を行った。ケルをクーマシブリリアンプルーて染色
したところ、すてに報告のあるMWP、OWP (H,
Yartlada et。
r+mに於ける吸光度を測定しながら37℃で振とう培
養をおこなった。2〜10時間後の培養液から菌体を遠
心分離により除き、その上清に90%飽和となるように
硫安を加え4℃で静置した。その後遠心分離を行い、こ
れによって回収された沈澱のうち、吸光度か0.01の
培養液1 mlに相当する量についてLaemm I
iの方法(Nature、 1970.227:680
−685>に従ってSDSポリアクリルアミドケル電気
泳動を行った。ケルをクーマシブリリアンプルーて染色
したところ、すてに報告のあるMWP、OWP (H,
Yartlada et。
el、(I981) J、 Bacteriology
148,322−332)以外に、分子量的4200
0の蛋白質のバンドか培養初期の上清に見つかり(第1
図参照)、この蛋白質をBBRP42と名付けた。
148,322−332)以外に、分子量的4200
0の蛋白質のバンドか培養初期の上清に見つかり(第1
図参照)、この蛋白質をBBRP42と名付けた。
実験例2. BBRP42の精製とN端末のアミノ
酸配列の決定 (I)BBRP42の精製 バチルス・プレビス47をr+ura培地中て一夜培養
した菌液を実験例]と同しTlura培地て100倍に
稀釈し、660r+mにおける吸光度か0.7に達する
まで37℃で振とう培養を行った。
酸配列の決定 (I)BBRP42の精製 バチルス・プレビス47をr+ura培地中て一夜培養
した菌液を実験例]と同しTlura培地て100倍に
稀釈し、660r+mにおける吸光度か0.7に達する
まで37℃で振とう培養を行った。
氷冷した菌液に最終濃度1mMになるようにPMSF(
phenyllnethanesulfonyl fl
uoride)を加え遠心分離によって菌体を除いた。
phenyllnethanesulfonyl fl
uoride)を加え遠心分離によって菌体を除いた。
この上清1リツトルに対して474gの硫安を加え4℃
で静置した後、遠心分離により沈澱を除いた。この上清
1リツトルに対してさらに153gの硫安を加え4℃で
静置し、遠心分離により沈澱を回収した。沈澱を50m
M Tr i 5−HCl (pH7,0)、10
0d NaCl溶液に溶解し、5ep−pakカート
リッジ(waters社)に通し、蛋白質を吸着させ、
同バッファーで洗浄した後、40%のアセトニトリルで
溶出してから凍結乾燥を行った。この試料は、また相当
量の培地成分を含んでいたのでBlo−Ge1 p60
(バイオラット社)を充填したカラムを用いてゲル
ろ過を行いBBRP42を含む分画を集め、0.IMの
炭酸水素アンモニウムに対して透析し、凍結乾燥を行い
アミノ酸配列決定の試料とした。
で静置した後、遠心分離により沈澱を除いた。この上清
1リツトルに対してさらに153gの硫安を加え4℃で
静置し、遠心分離により沈澱を回収した。沈澱を50m
M Tr i 5−HCl (pH7,0)、10
0d NaCl溶液に溶解し、5ep−pakカート
リッジ(waters社)に通し、蛋白質を吸着させ、
同バッファーで洗浄した後、40%のアセトニトリルで
溶出してから凍結乾燥を行った。この試料は、また相当
量の培地成分を含んでいたのでBlo−Ge1 p60
(バイオラット社)を充填したカラムを用いてゲル
ろ過を行いBBRP42を含む分画を集め、0.IMの
炭酸水素アンモニウムに対して透析し、凍結乾燥を行い
アミノ酸配列決定の試料とした。
(2) アミノ酸配列の決定
(I)で得られた蛋白質40μgを、アプライドバイオ
システム社のアミノ酸配列分析装置477Aを用いて、
N端末から20残基を分析した。その結果N端末の4番
目から200番目でのアミノ酸配列か、A Ia−Ly
s−Pro−Thr−3er−Leu−Ans−Lys
Pro−Vat−Glu−Val−Lys−Phe−L
ys−Thr−Glyであることか分った。
システム社のアミノ酸配列分析装置477Aを用いて、
N端末から20残基を分析した。その結果N端末の4番
目から200番目でのアミノ酸配列か、A Ia−Ly
s−Pro−Thr−3er−Leu−Ans−Lys
Pro−Vat−Glu−Val−Lys−Phe−L
ys−Thr−Glyであることか分った。
実験例3. BBRP42をコードする遺伝子のク
ローニングおよび塩基配列の決定 (I) バチルス・プレビス47のゲノムライブラリ
ーの作成 実験例1において遠心分離した菌体を50mMTr i
5−HCl (pH8,0) 、50+nMEDT
A、15% 5ucroseに懸濁し、最終濃度5 m
g / mlになるようにリゾチームを加え、37℃で
15分間インキユヘートした。その後、SDSおよびプ
ロナーゼKをそれぞれ最終濃度0. 5%、50■/m
lになるように加え、55℃で一夜インキユヘートした
。フェノール抽出を数回繰り返し、最後にクロロホルム
で一度抽出し、2倍量のエタノールによってDNAを沈
澱させた。このDNAをManjatjsらの方法(M
olecular cloning 1982゜Co1
d Spring Harbor Laborator
y)に従い、5au3A1で部分消化し、アガロースゲ
ル電気泳動をおこなった。約20kbのDNA断片を含
むゲルを切出しTAEバッフ−r −(40d Tri
s−acetate、 2mM EDTA)と共に
透析チューブに入れ、電気泳動によりDNAをゲルから
溶出させた。この溶液をフェノール抽出した後、エタノ
ールによりDNAを沈澱させた。染色体DNAIμgと
BamHIて切断したλgtlODNA(ストラタシー
ン社)2μgをエタノールで沈澱させ10μmのライゲ
ーションバッファー(66dT r i 5−HC1(
pH7,6) 、6. 6mMMgC12,10mM
DTT、O,ld ATP)に溶解し、T4リガー
ゼを加えて 16℃で一晩インキニヘートした。このう
ちの5μmをλDNAインビトロバツケイジングキット
、ギガパックコールド(ストラタジーン社製)を用いて
バッケイジングを行った。
ローニングおよび塩基配列の決定 (I) バチルス・プレビス47のゲノムライブラリ
ーの作成 実験例1において遠心分離した菌体を50mMTr i
5−HCl (pH8,0) 、50+nMEDT
A、15% 5ucroseに懸濁し、最終濃度5 m
g / mlになるようにリゾチームを加え、37℃で
15分間インキユヘートした。その後、SDSおよびプ
ロナーゼKをそれぞれ最終濃度0. 5%、50■/m
lになるように加え、55℃で一夜インキユヘートした
。フェノール抽出を数回繰り返し、最後にクロロホルム
で一度抽出し、2倍量のエタノールによってDNAを沈
澱させた。このDNAをManjatjsらの方法(M
olecular cloning 1982゜Co1
d Spring Harbor Laborator
y)に従い、5au3A1で部分消化し、アガロースゲ
ル電気泳動をおこなった。約20kbのDNA断片を含
むゲルを切出しTAEバッフ−r −(40d Tri
s−acetate、 2mM EDTA)と共に
透析チューブに入れ、電気泳動によりDNAをゲルから
溶出させた。この溶液をフェノール抽出した後、エタノ
ールによりDNAを沈澱させた。染色体DNAIμgと
BamHIて切断したλgtlODNA(ストラタシー
ン社)2μgをエタノールで沈澱させ10μmのライゲ
ーションバッファー(66dT r i 5−HC1(
pH7,6) 、6. 6mMMgC12,10mM
DTT、O,ld ATP)に溶解し、T4リガー
ゼを加えて 16℃で一晩インキニヘートした。このう
ちの5μmをλDNAインビトロバツケイジングキット
、ギガパックコールド(ストラタジーン社製)を用いて
バッケイジングを行った。
(2) B B RP 42をコードとする遺伝子を
持つ組換えファージのスクリーニング 前記(I)で得られたファージのうち、約5000個を
大腸菌C600株の培養液と共に寒天培地にまき、Ma
niatjsらの方法01o1ecularcloni
ng 1982. Co1d Spring Harb
or 1abolatory)従ってプラークハイブリ
ダイゼーションを行った。
持つ組換えファージのスクリーニング 前記(I)で得られたファージのうち、約5000個を
大腸菌C600株の培養液と共に寒天培地にまき、Ma
niatjsらの方法01o1ecularcloni
ng 1982. Co1d Spring Harb
or 1abolatory)従ってプラークハイブリ
ダイゼーションを行った。
プローブは、実験例2て得られた第4番目から第20番
目のアミノ酸配列から予測される遺伝子のDNA配列の
うち、すてにクローニングされているバチルス・プレビ
ス47由来の蛋白質であるMWP及びowpをコードす
る遺伝子(Tsuboi etat、、 (I98g)
、 J、 Bacteriol、170,935)
のコドン使用頻度を参考にして、GCTAAACCAA
CTTCTCTGAACAAACCAGTTGAAGT
TAAATTCAAAACTGGの配列からなる50塩
基のDNAを合成し、〔γ32P〕ATP及びT4ポリ
ヌレクオチドキナーゼにより標識したものを用いた。そ
の後、プローグと/%イブリダイズする15個のクーロ
ンが得られた。
目のアミノ酸配列から予測される遺伝子のDNA配列の
うち、すてにクローニングされているバチルス・プレビ
ス47由来の蛋白質であるMWP及びowpをコードす
る遺伝子(Tsuboi etat、、 (I98g)
、 J、 Bacteriol、170,935)
のコドン使用頻度を参考にして、GCTAAACCAA
CTTCTCTGAACAAACCAGTTGAAGT
TAAATTCAAAACTGGの配列からなる50塩
基のDNAを合成し、〔γ32P〕ATP及びT4ポリ
ヌレクオチドキナーゼにより標識したものを用いた。そ
の後、プローグと/%イブリダイズする15個のクーロ
ンが得られた。
(3) B B RP 42をコードする遺伝子の塩
基配列の決定 前記(2)で得られたファージDNAについて、Eco
RIで切断後サザンブロットハイプラダイゼーションを
行ったところ、前述のプローブは6、 6kbの断片に
ハイブリダイズした。そこで1つのクローンについて、
そのEcoRI断片をpUc18 (宝酒造社製)のE
coRIサイトに挿入してDNAを調整し、制限酵素地
図を作成した(第2図)。さまざまな制限酵素によって
切断したDNAについて前述のプローブを用いてサザン
ハイプラダイゼーションを行ったところ、1.7kbの
5acl−Pstl断片にハイブリダイズした。この領
域を含む3.7kbの5all−sph I断片をpH
5G399 (宝酒造社製)の5allとsph Iサ
イトの間に挿入し、得られたプラスミドDNAを5al
lとKpnlて切断後、エクソヌクレアーゼ■とマング
ビーンヌクレアーゼでDNAを段階的に消化してデレー
ションミュータントを作成した(Hejnkoff (
I984)、 Gene。
基配列の決定 前記(2)で得られたファージDNAについて、Eco
RIで切断後サザンブロットハイプラダイゼーションを
行ったところ、前述のプローブは6、 6kbの断片に
ハイブリダイズした。そこで1つのクローンについて、
そのEcoRI断片をpUc18 (宝酒造社製)のE
coRIサイトに挿入してDNAを調整し、制限酵素地
図を作成した(第2図)。さまざまな制限酵素によって
切断したDNAについて前述のプローブを用いてサザン
ハイプラダイゼーションを行ったところ、1.7kbの
5acl−Pstl断片にハイブリダイズした。この領
域を含む3.7kbの5all−sph I断片をpH
5G399 (宝酒造社製)の5allとsph Iサ
イトの間に挿入し、得られたプラスミドDNAを5al
lとKpnlて切断後、エクソヌクレアーゼ■とマング
ビーンヌクレアーゼでDNAを段階的に消化してデレー
ションミュータントを作成した(Hejnkoff (
I984)、 Gene。
28.351−)。各デレーンヨンミュータントのDN
Aを単離して7−deaza 5equenase k
jt(Ljnitedstates Bjochemi
eal eorpolation)を用いて塩基配列の
決定を行った。第3図に、デレーションミュータントの
1つであるpBRE−1のEcoRIサイトからHin
dI[Iサイトまでの塩基配列を示す。塩基配列データ
を解析したところ、第3図に示すように、237塩基対
から1607塩基対にかけて、457個のコドンから成
るオープンリーディングフレームか見つかった。実験例
2て得られた17個のアミノ酸配列は、このオプンリー
ディングフレームから翻訳したアミノ酸配列の32残基
から48残基に見つかった。培地中に見つかるBBRP
42は、29残基目のアラニンのN端末側で切断されて
おり、ここよりN端末側か分泌シグナルとして働いてい
ると考えられる。1番から28番のアミノ酸中には、翻
訳開始のNetになり得る部分が、6ケ所ある。1番の
Netを翻訳開始部位とした時の構造は、すてに調べら
れているバチルス属分泌シグナルに共通なN端末側から
順に、親水性部位−疎水性部位一切断部位からなる構造
とよく一致する。
Aを単離して7−deaza 5equenase k
jt(Ljnitedstates Bjochemi
eal eorpolation)を用いて塩基配列の
決定を行った。第3図に、デレーションミュータントの
1つであるpBRE−1のEcoRIサイトからHin
dI[Iサイトまでの塩基配列を示す。塩基配列データ
を解析したところ、第3図に示すように、237塩基対
から1607塩基対にかけて、457個のコドンから成
るオープンリーディングフレームか見つかった。実験例
2て得られた17個のアミノ酸配列は、このオプンリー
ディングフレームから翻訳したアミノ酸配列の32残基
から48残基に見つかった。培地中に見つかるBBRP
42は、29残基目のアラニンのN端末側で切断されて
おり、ここよりN端末側か分泌シグナルとして働いてい
ると考えられる。1番から28番のアミノ酸中には、翻
訳開始のNetになり得る部分が、6ケ所ある。1番の
Netを翻訳開始部位とした時の構造は、すてに調べら
れているバチルス属分泌シグナルに共通なN端末側から
順に、親水性部位−疎水性部位一切断部位からなる構造
とよく一致する。
(4) 転写開始点の決定
BBRP42をコードとする遺伝子の転写開始点を決定
するため第3図の225塩基対から244塩基対までの
配列に相補的な20塩基のDNAを合成し、プライマー
エクステンションをおこなった(Jones、 K、A
、(I985) Ca1l 42,559−572)
。M、Z、Gjlmanらの方法(Cel I 、 3
5 、285−293)に従って分離したバチルス・プ
レビス47のRNAと、〔γ32P)ATPおよびT4
ポリヌクレオチドキナーゼで標識した上記プライマーを
アニールさせ逆転写酵素を用いて相補鎖を合成した。
するため第3図の225塩基対から244塩基対までの
配列に相補的な20塩基のDNAを合成し、プライマー
エクステンションをおこなった(Jones、 K、A
、(I985) Ca1l 42,559−572)
。M、Z、Gjlmanらの方法(Cel I 、 3
5 、285−293)に従って分離したバチルス・プ
レビス47のRNAと、〔γ32P)ATPおよびT4
ポリヌクレオチドキナーゼで標識した上記プライマーを
アニールさせ逆転写酵素を用いて相補鎖を合成した。
この産物を7M尿素/10%アクリルアミドゲルゲルで
マーカーと共に電気泳動し、その長さを測定した。オー
トラジオグラフィーの結果、60塩基と61塩基のバン
ドが確認でき、このことからBBRP42をコードとす
る遺伝子の転写開始点は、第3図の185塩基目のGと
184塩基目のTであると結論した。185番目のGが
メジャーであり、184番目のTはマイナーである。
マーカーと共に電気泳動し、その長さを測定した。オー
トラジオグラフィーの結果、60塩基と61塩基のバン
ドが確認でき、このことからBBRP42をコードとす
る遺伝子の転写開始点は、第3図の185塩基目のGと
184塩基目のTであると結論した。185番目のGが
メジャーであり、184番目のTはマイナーである。
実験例4. 発現単位ベクターの構築
実験例3で得られたデレーションミュータントのうち、
第3図に示すDNA断片を持つプラスミドpBRE−1
から、EcoRIとPstlによって、プロモーター、
シグナルペプチド、およびBBRP42のN末端領域を
含むDNA断片を切出し、プラスミドベクターのpUc
18のEcoRIとPstlの間に挿入してpBRE−
2を作成した。このpBRE−2のうち、Bsm1サイ
トとPstIサイトの間のDNAを、5 ′ GATGGGAACGATGGCAGTAGTTTTC
AGTCTGGGTAGCATAGGGACTACCC
TTGCTACCGTCATCAAAACTCAGAC
CCATCGTATCC3′ 3′ 5′ から成る一対の合成りNAでおき変えることにより、p
BRE−3を作成した。このプラスミドは、BBRP4
2をコードする遺伝子のプロモーターBBRP42のシ
グナルペプチドをコードし、さらに下流にはNco I
、BamHI、Xba I。
第3図に示すDNA断片を持つプラスミドpBRE−1
から、EcoRIとPstlによって、プロモーター、
シグナルペプチド、およびBBRP42のN末端領域を
含むDNA断片を切出し、プラスミドベクターのpUc
18のEcoRIとPstlの間に挿入してpBRE−
2を作成した。このpBRE−2のうち、Bsm1サイ
トとPstIサイトの間のDNAを、5 ′ GATGGGAACGATGGCAGTAGTTTTC
AGTCTGGGTAGCATAGGGACTACCC
TTGCTACCGTCATCAAAACTCAGAC
CCATCGTATCC3′ 3′ 5′ から成る一対の合成りNAでおき変えることにより、p
BRE−3を作成した。このプラスミドは、BBRP4
2をコードする遺伝子のプロモーターBBRP42のシ
グナルペプチドをコードし、さらに下流にはNco I
、BamHI、Xba I。
Pstl、5phl、HindI[Iサイトから成るポ
リクローニングサイトを持っている。このNcoIサイ
トに異種蛋白質遺伝子を直接連結することによって一つ
の発現単位を作成することができる。NCOIで切断す
ることによりシグナルペプチドの最後のアミノ酸のAh
aをコードするDNA部分が切断されてしまうため遺伝
子を連結する場合には、その5′末端にAlaをコード
するDNAを付加しておく必要がある。またこのプラス
ミドは、バチルス・プレビス中では複製できないのでp
BRE−3上で作成した発現単位をバチルス・プレビス
47中で複製可能なプラスミドに移す必要かある。例え
ば、異種蛋白質遺伝子をpBRE−3に組込んたプラス
ミドからEcoRIとHi n dmて切出したDNA
断片を、pHPl3などのバチルス中でも複製可能なシ
ャトルベクターの適当なサイトに挿入することか必要で
ある。
リクローニングサイトを持っている。このNcoIサイ
トに異種蛋白質遺伝子を直接連結することによって一つ
の発現単位を作成することができる。NCOIで切断す
ることによりシグナルペプチドの最後のアミノ酸のAh
aをコードするDNA部分が切断されてしまうため遺伝
子を連結する場合には、その5′末端にAlaをコード
するDNAを付加しておく必要がある。またこのプラス
ミドは、バチルス・プレビス中では複製できないのでp
BRE−3上で作成した発現単位をバチルス・プレビス
47中で複製可能なプラスミドに移す必要かある。例え
ば、異種蛋白質遺伝子をpBRE−3に組込んたプラス
ミドからEcoRIとHi n dmて切出したDNA
断片を、pHPl3などのバチルス中でも複製可能なシ
ャトルベクターの適当なサイトに挿入することか必要で
ある。
以下に、B、 1icheniforcisのα−アミ
ラーゼとヒト上皮成長因子を発現させた例を示す。
ラーゼとヒト上皮成長因子を発現させた例を示す。
実験例5. B、 l1chenjf’or1s
cx−アミラーゼの発現ベクターの構築およびバチルス
・プレビス47のでの発現 B、 1jchenjforris a−アミラーゼ遺
伝子を含むプラスミドp T N 1 (T、Yuuk
i、et al、(I985)J、Biochem、、
98.1147−)からBamHIBcllで切出した
DNA断片を、実験例4て作成したpBRE−3のBa
mH]サイドに挿入し、アミラーゼ遺伝子が正しい方向
に入ったものを選択して、pAMY−1を作成した。こ
のプラスミドからNcol、Eco47I[1で不要な
部分を取り去り、代りに から成る一対の合成りNAを挿入することによってpA
MY−2を作成した。pAMY−2は、BBRP42を
コードする遺伝子のプロモーターBBRP42のシグナ
ルペプチドとそれに続いてB、 l1chenifor
IIljsのα−アミラーゼをコードする]つの発現単
位を持っている。さらにpAMY−2からEcoRI、
HindllIで発現単位をふくむDNAを切出し、大
腸菌、B、5ubtilisのシャトルベクターのひと
つであるpHPl BのEcoRI HindI[I
サイトに挿入することによってpAMY−3を作成した
。このプラスミドを用いて、高橋らの方法(j、 Ba
cterjol、(I91113)156、1130−
1134)に従い、バチルス・プレビス47を形質転換
した。得られた形質転換体を、10μg / mlのエ
リスロマイシンを含むT2培地(]% ペプトン、0.
5% 肉エキス、0.2% 酵母エキス、1% グルコ
ース)に植え37℃で振とう培養を行った。培養液から
菌体を遠心分離により取り除き、上清中のアミラーゼ活
性をH,Fuwaの方法の松崎変法()、Bjochi
istry 41,583゜1954)により測定した
。その結果、アミラーゼか培地中に分泌されていること
か確認された。
cx−アミラーゼの発現ベクターの構築およびバチルス
・プレビス47のでの発現 B、 1jchenjforris a−アミラーゼ遺
伝子を含むプラスミドp T N 1 (T、Yuuk
i、et al、(I985)J、Biochem、、
98.1147−)からBamHIBcllで切出した
DNA断片を、実験例4て作成したpBRE−3のBa
mH]サイドに挿入し、アミラーゼ遺伝子が正しい方向
に入ったものを選択して、pAMY−1を作成した。こ
のプラスミドからNcol、Eco47I[1で不要な
部分を取り去り、代りに から成る一対の合成りNAを挿入することによってpA
MY−2を作成した。pAMY−2は、BBRP42を
コードする遺伝子のプロモーターBBRP42のシグナ
ルペプチドとそれに続いてB、 l1chenifor
IIljsのα−アミラーゼをコードする]つの発現単
位を持っている。さらにpAMY−2からEcoRI、
HindllIで発現単位をふくむDNAを切出し、大
腸菌、B、5ubtilisのシャトルベクターのひと
つであるpHPl BのEcoRI HindI[I
サイトに挿入することによってpAMY−3を作成した
。このプラスミドを用いて、高橋らの方法(j、 Ba
cterjol、(I91113)156、1130−
1134)に従い、バチルス・プレビス47を形質転換
した。得られた形質転換体を、10μg / mlのエ
リスロマイシンを含むT2培地(]% ペプトン、0.
5% 肉エキス、0.2% 酵母エキス、1% グルコ
ース)に植え37℃で振とう培養を行った。培養液から
菌体を遠心分離により取り除き、上清中のアミラーゼ活
性をH,Fuwaの方法の松崎変法()、Bjochi
istry 41,583゜1954)により測定した
。その結果、アミラーゼか培地中に分泌されていること
か確認された。
実験例6. pAMY−3によって形質転換された
バチルス・プレビス47か分泌するアミラーゼの定量 実験例5で得られたpAMY−3を含むバチルス・プレ
ビス4フ形質転換体を、10μg/mlのエリスロマイ
シンを含むT2培地、200μg/m1のエリスロマイ
シンを含むT2培地、200μg/mlのエリスロマイ
シンを含むLS培地(I%ペプトン、0.5%酵母エキ
ス、0.25%食塩)または1%グルコースと200μ
gのエリスロマイシンを含むLS培地に植え、37℃で
振とう培養を行った。24時間ごとに培養液の一部を取
り、遠心によって菌体を除いた上清をアミラーゼ酵素液
として活性測定に用いた。上清中のアミラーゼ活性の測
定は、実験例5と同様に、H,Puvaの方法の松崎変
方を用いて行った。第7図に上清中に分泌されるアミラ
ーゼ活性の時間経緯を示す。
バチルス・プレビス47か分泌するアミラーゼの定量 実験例5で得られたpAMY−3を含むバチルス・プレ
ビス4フ形質転換体を、10μg/mlのエリスロマイ
シンを含むT2培地、200μg/m1のエリスロマイ
シンを含むT2培地、200μg/mlのエリスロマイ
シンを含むLS培地(I%ペプトン、0.5%酵母エキ
ス、0.25%食塩)または1%グルコースと200μ
gのエリスロマイシンを含むLS培地に植え、37℃で
振とう培養を行った。24時間ごとに培養液の一部を取
り、遠心によって菌体を除いた上清をアミラーゼ酵素液
として活性測定に用いた。上清中のアミラーゼ活性の測
定は、実験例5と同様に、H,Puvaの方法の松崎変
方を用いて行った。第7図に上清中に分泌されるアミラ
ーゼ活性の時間経緯を示す。
24時間の時点では200μg / mlのエリスマイ
シンを含むLS培地での分泌が最も良く、次いて200
μg / mlのエリスロマイシンを含むT2培地、1
%グルコースと200μg / mlのエリスロマイシ
ンを含むLS培地、10gg / mlのエリスロマイ
シンを含むT2培地の順であった。しかし培養時間か7
2時間になると、10gg / mlのエリスロマイシ
ンを含むT2培地、1%グルコースと200μg /
mlのエリスロマイシンを含むLStl、200μg
/ mlのエリスロマイシンを含むLS培地、200μ
g/mlのエリスロマイシンを含むT2培地の順となっ
た。72時間後の10gg / mlのエリスロマイシ
ンを含むT2培地では1ml当たり920ユニツトのア
ミラーゼが分泌されていた。
シンを含むLS培地での分泌が最も良く、次いて200
μg / mlのエリスロマイシンを含むT2培地、1
%グルコースと200μg / mlのエリスロマイシ
ンを含むLS培地、10gg / mlのエリスロマイ
シンを含むT2培地の順であった。しかし培養時間か7
2時間になると、10gg / mlのエリスロマイシ
ンを含むT2培地、1%グルコースと200μg /
mlのエリスロマイシンを含むLStl、200μg
/ mlのエリスロマイシンを含むLS培地、200μ
g/mlのエリスロマイシンを含むT2培地の順となっ
た。72時間後の10gg / mlのエリスロマイシ
ンを含むT2培地では1ml当たり920ユニツトのア
ミラーゼが分泌されていた。
実験例7. ヒト上皮成長因子(h−EGF)発現ベ
クターの構築およびバチルス・プレビス47ての発現 ヒト上皮成長因子は、58アミノ酸からなる比較的小さ
なポリペプチドであり、本実験例では、ヒト上皮成長因
子をコードするDNAとして化学合成したものを用いた
。DNAを合成する際、上流にはシグナル配列の最後の
Alaをコードする配列を、下流には終止フトンをコー
トするTAAを含みさらに両端には、NcolおよびX
balサイトに結合可能なりNAを4本に分けて合成し
た。この合成りNAをpBRE−3のNcolXbal
サイトに挿入してpEGF−1を作成した。このプラス
ミドからEcoRIとHi n dIIIによって切出
したDNA断片をpHP13に挿入することによってp
EGF−2を作成した。この発現ベクターを実験例5と
同様にバチルス・プレビス47に導入した。得られた形
質転換体を10gg / mlのエリスロマイシンを含
むT2培地に植え、37℃で振とう培養を行った。菌体
を除いた上清中のh−EGFを、抗h−EGF抗体を用
いて調べた結果、上°清中にh−EGFの存在が確認さ
れた。
クターの構築およびバチルス・プレビス47ての発現 ヒト上皮成長因子は、58アミノ酸からなる比較的小さ
なポリペプチドであり、本実験例では、ヒト上皮成長因
子をコードするDNAとして化学合成したものを用いた
。DNAを合成する際、上流にはシグナル配列の最後の
Alaをコードする配列を、下流には終止フトンをコー
トするTAAを含みさらに両端には、NcolおよびX
balサイトに結合可能なりNAを4本に分けて合成し
た。この合成りNAをpBRE−3のNcolXbal
サイトに挿入してpEGF−1を作成した。このプラス
ミドからEcoRIとHi n dIIIによって切出
したDNA断片をpHP13に挿入することによってp
EGF−2を作成した。この発現ベクターを実験例5と
同様にバチルス・プレビス47に導入した。得られた形
質転換体を10gg / mlのエリスロマイシンを含
むT2培地に植え、37℃で振とう培養を行った。菌体
を除いた上清中のh−EGFを、抗h−EGF抗体を用
いて調べた結果、上°清中にh−EGFの存在が確認さ
れた。
実施例8. pEGF−2によって形質転換された
バチルス・プレビス47の分泌するh−EGFの定量 実験例7で得られたpEGF−2によって形質転換され
たバチルス・プレビス47を10gg/m1のエリスロ
マイシンを含むT2培地に植え37℃で振とう培養を行
った。24時間ごとに培養液の一部を取り、遠心によっ
て菌体を除いた上清中のh−EGFの濃度をヒト上皮成
長因子に対するモノクローナル抗体を用いたELISA
法(Currentprotocols in +no
lecular biology Vol、2Gree
n Publishing As5ociates a
nd Wiley−Interscjence1989
)により定量した。標準試料として精製された組み換え
ヒトEGF (アース製薬株式会社製)を用いた。第8
図にその結果を示す。
バチルス・プレビス47の分泌するh−EGFの定量 実験例7で得られたpEGF−2によって形質転換され
たバチルス・プレビス47を10gg/m1のエリスロ
マイシンを含むT2培地に植え37℃で振とう培養を行
った。24時間ごとに培養液の一部を取り、遠心によっ
て菌体を除いた上清中のh−EGFの濃度をヒト上皮成
長因子に対するモノクローナル抗体を用いたELISA
法(Currentprotocols in +no
lecular biology Vol、2Gree
n Publishing As5ociates a
nd Wiley−Interscjence1989
)により定量した。標準試料として精製された組み換え
ヒトEGF (アース製薬株式会社製)を用いた。第8
図にその結果を示す。
h−EGFの量は48時間まで増加し、それ以上の培養
では増加しなかった。この時のh−EGFの量は1ml
当たり10.5μgであった。
では増加しなかった。この時のh−EGFの量は1ml
当たり10.5μgであった。
実施例9. バチルス・プレビス47により分泌された
h−EGFの精製およびN末のアミノ酸配列の確認 バチルス・プレビス47より分l・されたh−EGFの
N末のシグナルペプチドか正しく切断されているどうか
を確認するためh−EGFの精製を行った。実験例7で
得られたpEGF−2によって形質転換されたバチルス
・プレビス47を10gg/mlのエリスロマイシンを
含むLS培地に植え、37℃で48時間聞損う培養を行
った。
h−EGFの精製およびN末のアミノ酸配列の確認 バチルス・プレビス47より分l・されたh−EGFの
N末のシグナルペプチドか正しく切断されているどうか
を確認するためh−EGFの精製を行った。実験例7で
得られたpEGF−2によって形質転換されたバチルス
・プレビス47を10gg/mlのエリスロマイシンを
含むLS培地に植え、37℃で48時間聞損う培養を行
った。
培養上清40m1に9.72gの硫安を加え、4℃で1
時間静置した後、遠心により残渣を取除き、BUTYL
−TOYOPEARL 650 S (トーソー株式会
社製)を充填したカラムに吸着させ、40%硫安を含む
PBS (0,8%NaC10,02%KCI。
時間静置した後、遠心により残渣を取除き、BUTYL
−TOYOPEARL 650 S (トーソー株式会
社製)を充填したカラムに吸着させ、40%硫安を含む
PBS (0,8%NaC10,02%KCI。
0.144%Na2HPO4,0,024%KH2PO
4p)17.4)で洗浄後、硫安濃度を40%から0%
に徐々に落とし、h−EGFを溶出させた。溶出液のう
ちh−EGFを含む分画をさらに高速液体クロマトグラ
フィーで精製するため、C18カラム(ハイパー高速液
体クロマトグラフィー用充填カラム LiChrosp
her 100RP−18、関東化学株式会社)に吸
着させ、0.1%のトリフルオロ酢酸を含む0%から4
0%のアセトニトリル溶液のグラジェントによりhEG
Fを溶出させた。h−EGFを含む分画を取り、その一
部を用いN末20個のアミノ酸配列分析をおこなった(
AB1社製477A)。得られたアミノ酸配列は、 ^5n−8er−^5p−8er−Glu−X−Pro
−Leu−8er−Hjs−Asp−Gly−Tyr−
X−Leu−Hjs−Asp−Gly−Val−Xであ
った。Xは解読不明の残基を示す。N末のアミノ酸残基
はAsnでありヒト上皮成長因子のN末の残基と−致し
、シグナル配列が正しく切断されていることが確認され
た。また、解読不明の残基とは、アミノ酸か修飾されて
いるために分析できない場合と、アミノ酸が Cys残
基である場合かあるが、今回得られたアミノ酸配列中の
X残基に対応するヒト上皮成長因子のアミノ酸残基はす
べてCys残基であることからXはCysに対応し、バ
チルス・プレビス 47より分泌されたh−EGFのN
末20個のアミノ酸配列は正しい配列を持っていると結
論される。
4p)17.4)で洗浄後、硫安濃度を40%から0%
に徐々に落とし、h−EGFを溶出させた。溶出液のう
ちh−EGFを含む分画をさらに高速液体クロマトグラ
フィーで精製するため、C18カラム(ハイパー高速液
体クロマトグラフィー用充填カラム LiChrosp
her 100RP−18、関東化学株式会社)に吸
着させ、0.1%のトリフルオロ酢酸を含む0%から4
0%のアセトニトリル溶液のグラジェントによりhEG
Fを溶出させた。h−EGFを含む分画を取り、その一
部を用いN末20個のアミノ酸配列分析をおこなった(
AB1社製477A)。得られたアミノ酸配列は、 ^5n−8er−^5p−8er−Glu−X−Pro
−Leu−8er−Hjs−Asp−Gly−Tyr−
X−Leu−Hjs−Asp−Gly−Val−Xであ
った。Xは解読不明の残基を示す。N末のアミノ酸残基
はAsnでありヒト上皮成長因子のN末の残基と−致し
、シグナル配列が正しく切断されていることが確認され
た。また、解読不明の残基とは、アミノ酸か修飾されて
いるために分析できない場合と、アミノ酸が Cys残
基である場合かあるが、今回得られたアミノ酸配列中の
X残基に対応するヒト上皮成長因子のアミノ酸残基はす
べてCys残基であることからXはCysに対応し、バ
チルス・プレビス 47より分泌されたh−EGFのN
末20個のアミノ酸配列は正しい配列を持っていると結
論される。
実施例10. バチルス・プレビス47によるサル由
来のプロインシュリン誘導体の分泌発現バチルス・プレ
ビス47におけるサル由来のプロインシュリン誘導体の
分泌発現について検討した。用いた遺伝子は第9図に示
されているものである。
来のプロインシュリン誘導体の分泌発現バチルス・プレ
ビス47におけるサル由来のプロインシュリン誘導体の
分泌発現について検討した。用いた遺伝子は第9図に示
されているものである。
この誘導体は、サルのプロインシュリンのN末端にMe
t−Ala−Thr−Thr−3er−Thr−Gly
−Asn−8er−Ala−Argの人工的アミノ酸配
列が付加されている。この誘導体をコードするDNA断
片を実験例4て得られた発現ベクターpBRE−3の Ncolと5allサイトの間に挿入し、pIN790
dlを作製した。このプラスミドからEcoRlとHi
ndllIによって切り出した発現単位を、pHP13
のEcoRIとHindmサイトの間に挿入し、pIN
T90d’2を作製した。このplNT90d2をバチ
ルス・プレビス47に導入し、得られた形質転換体を2
00μg/mlのエリスロマイシンを含むT2培地に植
え、37℃で48時間聞損う培養を行った。培養液1m
lを取り、遠心により菌体を取除いた上清を凍結乾燥り
、 LaenIIlljの方法(前述)に従ってSDS
ポリアクリルアミド電気泳動で蛋白を分離した。
t−Ala−Thr−Thr−3er−Thr−Gly
−Asn−8er−Ala−Argの人工的アミノ酸配
列が付加されている。この誘導体をコードするDNA断
片を実験例4て得られた発現ベクターpBRE−3の Ncolと5allサイトの間に挿入し、pIN790
dlを作製した。このプラスミドからEcoRlとHi
ndllIによって切り出した発現単位を、pHP13
のEcoRIとHindmサイトの間に挿入し、pIN
T90d’2を作製した。このplNT90d2をバチ
ルス・プレビス47に導入し、得られた形質転換体を2
00μg/mlのエリスロマイシンを含むT2培地に植
え、37℃で48時間聞損う培養を行った。培養液1m
lを取り、遠心により菌体を取除いた上清を凍結乾燥り
、 LaenIIlljの方法(前述)に従ってSDS
ポリアクリルアミド電気泳動で蛋白を分離した。
さらに蛋白を電気泳動的にナイロン膜に転写し、抗ヒト
インシュリン抗体およびホースラディシュ・パーオキシ
ダーゼで標識した二次抗体を用いてWestern−B
lottjngを行った(Current Proto
colsin molecular biology
vol、2 Green Publishing^5s
ocjates and Wiley−1ntersc
jence 1989) oその結果、第10図に示す
ように、抗ヒトインシュリン抗体と反応する単一の蛋白
質のバンドか確認された。
インシュリン抗体およびホースラディシュ・パーオキシ
ダーゼで標識した二次抗体を用いてWestern−B
lottjngを行った(Current Proto
colsin molecular biology
vol、2 Green Publishing^5s
ocjates and Wiley−1ntersc
jence 1989) oその結果、第10図に示す
ように、抗ヒトインシュリン抗体と反応する単一の蛋白
質のバンドか確認された。
第1図は、実験例1て得た、培養初期に培地中に分泌さ
れた蛋白質について行った5DS−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動の結果を示す図である。 第2図は、BBRP42をコードする遺伝子を含むDN
A断片の制限酵素地図を示す図である。 第3図は実施例3で作成したデレーションミュータント
の一つであるpBRE−1のEcoRlからHindm
までの塩基配列及びBBRP42のアミノ酸配列を示す
図である。 ここで、1から13塩基対および1791から1796
塩基対までは、ベクター由来のクローニングサイドを表
わす。 ↑□は転写開始点を示す。 ↑2は分泌シグナル(翻訳開始点)の起点である。 ↑3はBBRP42の起点である。 第4図は、発現単位ベクターの作成の過程を示す図であ
る。 第5図は、B、Ijchenjformjs a−アミ
ラーゼ発現ベクターの構築の過程を示す図である。 第6図は、ヒト上皮成長因子発現ベクターの構築の過程
を示す図である。 第7図は、pAMY−3によって形質転換されたバチル
ス・プレビス47が分泌するα−アミラーゼ活性の培養
時間による変化を示すグラフである。図中で−・−は1
0μg / mlのエリスロマイシンを含むT2培地、
−ム一は200μg / mlのエリスロマイシンを含
むT2培地、−■−は200μg / mlのエリスロ
マイシンを含むLS培地、−+−は200μg / m
lのエリスロマイシンと1%のグルコースを含むLS培
地で培養した時の培地中のアミラーゼ活性をそれぞれ示
す。 第8図は、pEGF−2によって形質転換されたバチル
ス・プレビス47が分泌するh−EGFの培養時間によ
る変化を示すグラフである。 第9図は、サルのプロインシュリン誘導体のアミノ酸配
列およびその塩基配列を示す図である。 第10図は、pINT90d2によって形質転換された
バチルス・プレビス47から分泌された蛋白質をウェス
タンプティングによって解析した結果を示す図である。 レーン1は大腸菌で発現されたサルのプロインシュリン
誘導体、レーン2はバチルス・プレビス47から分泌さ
れたものを調べたものである。矢印はプロインシュリン
誘導体を示す。
れた蛋白質について行った5DS−ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動の結果を示す図である。 第2図は、BBRP42をコードする遺伝子を含むDN
A断片の制限酵素地図を示す図である。 第3図は実施例3で作成したデレーションミュータント
の一つであるpBRE−1のEcoRlからHindm
までの塩基配列及びBBRP42のアミノ酸配列を示す
図である。 ここで、1から13塩基対および1791から1796
塩基対までは、ベクター由来のクローニングサイドを表
わす。 ↑□は転写開始点を示す。 ↑2は分泌シグナル(翻訳開始点)の起点である。 ↑3はBBRP42の起点である。 第4図は、発現単位ベクターの作成の過程を示す図であ
る。 第5図は、B、Ijchenjformjs a−アミ
ラーゼ発現ベクターの構築の過程を示す図である。 第6図は、ヒト上皮成長因子発現ベクターの構築の過程
を示す図である。 第7図は、pAMY−3によって形質転換されたバチル
ス・プレビス47が分泌するα−アミラーゼ活性の培養
時間による変化を示すグラフである。図中で−・−は1
0μg / mlのエリスロマイシンを含むT2培地、
−ム一は200μg / mlのエリスロマイシンを含
むT2培地、−■−は200μg / mlのエリスロ
マイシンを含むLS培地、−+−は200μg / m
lのエリスロマイシンと1%のグルコースを含むLS培
地で培養した時の培地中のアミラーゼ活性をそれぞれ示
す。 第8図は、pEGF−2によって形質転換されたバチル
ス・プレビス47が分泌するh−EGFの培養時間によ
る変化を示すグラフである。 第9図は、サルのプロインシュリン誘導体のアミノ酸配
列およびその塩基配列を示す図である。 第10図は、pINT90d2によって形質転換された
バチルス・プレビス47から分泌された蛋白質をウェス
タンプティングによって解析した結果を示す図である。 レーン1は大腸菌で発現されたサルのプロインシュリン
誘導体、レーン2はバチルス・プレビス47から分泌さ
れたものを調べたものである。矢印はプロインシュリン
誘導体を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、下記の配列( I )で実質的に表されるシグナルペ
プチドをコードする塩基配列からなるDNA。 【遺伝子配列があります】( I ) 2、シグナルペプチドをコードする塩基配列が下記の配
列(II)のものである、請求項1記載のDNA。 【遺伝子配列があります】(II) (ここで、JはA又はCを表わし、RはA又はGを表わ
す) 3、請求項1または2記載のシグナルペプチドをコード
するDNAと、その下流側末端に連結された所望の異種
蛋白質をコードするDNAとを組込み、かつ、これら外
来性遺伝子の発現に必要なDNAを持たせたものである
ことを特徴とする、発現ベクター。 4、宿主細胞を培養したとき培養初期に前記外来性遺伝
子を発現させるプロモーターを含んでなる、請求項3記
載のベクター。 5、プロモーターが下記の塩基配列(III)の少なくと
も30塩基対以上を有してなるものである、請求項3ま
たは4記載のベクター。 【遺伝子配列があります】(III) 6、下記の塩基配列(IV)で表される翻訳調節信号を転
写開始点と翻訳開始点との間に含んでなる、請求項3−
5いずれか一項記載のベクター。 【遺伝子配列があります】(IV) 7、請求項3−6のいずれか一項記載のベクターで宿主
細胞を形質転換し、該形質転換体を培養することにより
所望の蛋白質を培地中に分泌させることを特徴とする、
所望の蛋白質の製造法。 8、宿主細胞がバチルス属細菌である、請求項7記載の
製造法。 9、バチルス属細菌がバチルス・ブレビスである、請求
項8記載の製造法。
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NZ238095A NZ238095A (en) | 1990-05-11 | 1991-05-09 | Dna coding for signal peptide, vectors and preparation of desired proteins using the signal peptide |
US07/696,551 US5232841A (en) | 1990-05-11 | 1991-05-09 | Expression vectors containing a bacillus brevis signal sequence |
IL98095A IL98095A0 (en) | 1990-05-11 | 1991-05-09 | Process for preparing peptide |
PT97623A PT97623A (pt) | 1990-05-11 | 1991-05-09 | Processo para a preparacao de proteinas por meio da utilizacao de um peptideo de sinal |
CA002082637A CA2082637A1 (en) | 1990-05-11 | 1991-05-10 | Process for producing protein |
AU77626/91A AU643793B2 (en) | 1990-05-11 | 1991-05-10 | Process for producing protein |
EP91920978A EP0531530A1 (en) | 1990-05-11 | 1991-05-10 | Process for producing protein |
IE160791A IE911607A1 (en) | 1990-05-11 | 1991-05-10 | Process for preparing peptide |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007028922A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Higeta Shoyu Co Ltd | 融合タンパク質発現用新規dna及び該dnaを用いたタンパク質の製造方法 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP3406244B2 (ja) * | 1999-04-30 | 2003-05-12 | 伊藤ハム株式会社 | 新規な融合蛋白質からの組み換えインスリンの製造方法 |
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US8097422B2 (en) | 2007-06-20 | 2012-01-17 | Salk Institute For Biological Studies | Kir channel modulators |
US20090280103A1 (en) * | 2008-04-04 | 2009-11-12 | Martin Flueck | Regulation of muscle repair |
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WO2011006126A2 (en) | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Verdezyne, Inc | Engineered microorganisms with enhanced fermentation activity |
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WO2014100504A2 (en) | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Verdezyne, Inc. | Biological methods for preparing a fatty dicarboxylic acid |
SG11201504837WA (en) | 2012-12-19 | 2015-07-30 | Verdezyne Inc | Biological methods for preparing a fatty dicarboxylic acid |
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US20180148744A1 (en) | 2015-03-20 | 2018-05-31 | Verdezyne, Inc. | Biological methods for preparing 3-hydroxypropionic acid |
US20200131555A1 (en) | 2017-07-11 | 2020-04-30 | Synthorx, Inc. | Incorporation of unnatural nucleotides and methods thereof |
US11174488B2 (en) | 2017-07-13 | 2021-11-16 | Radici Chimica S.P.A. | Biological methods for modifying cellular carbon flux |
CN111183149A (zh) | 2017-08-03 | 2020-05-19 | 辛索克斯公司 | 用于治疗自身免疫疾病的细胞因子缀合物 |
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1990-11-30 JP JP2334575A patent/JPH04126084A/ja active Pending
-
1991
- 1991-05-08 CS CS911355A patent/CS135591A2/cs unknown
- 1991-05-09 IL IL98095A patent/IL98095A0/xx unknown
- 1991-05-09 NZ NZ238095A patent/NZ238095A/en unknown
- 1991-05-09 US US07/696,551 patent/US5232841A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1991-05-10 WO PCT/JP1991/000626 patent/WO1991018101A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1991-05-10 CA CA002082637A patent/CA2082637A1/en not_active Abandoned
- 1991-05-10 EP EP91920978A patent/EP0531530A1/en not_active Withdrawn
- 1991-05-10 IE IE160791A patent/IE911607A1/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007028922A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Higeta Shoyu Co Ltd | 融合タンパク質発現用新規dna及び該dnaを用いたタンパク質の製造方法 |
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