JPH04507341A - Fusion protein with in vivo post-translational modification site and production and purification method - Google Patents

Fusion protein with in vivo post-translational modification site and production and purification method

Info

Publication number
JPH04507341A
JPH04507341A JP2508763A JP50876390A JPH04507341A JP H04507341 A JPH04507341 A JP H04507341A JP 2508763 A JP2508763 A JP 2508763A JP 50876390 A JP50876390 A JP 50876390A JP H04507341 A JPH04507341 A JP H04507341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fusion protein
protein
fusion
dna sequence
proteins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2508763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
クローナン ジョン イー ジュニア
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.)
Biotechnology Research and Development Corp
University of Illinois
Original Assignee
Biotechnology Research and Development Corp
University of Illinois
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biotechnology Research and Development Corp, University of Illinois filed Critical Biotechnology Research and Development Corp
Publication of JPH04507341A publication Critical patent/JPH04507341A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0008Oxidoreductases (1.) acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/24Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Enterobacteriaceae (F), e.g. Citrobacter, Serratia, Proteus, Providencia, Morganella, Yersinia
    • C07K14/245Escherichia (G)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/64General methods for preparing the vector, for introducing it into the cell or for selecting the vector-containing host
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/1025Acyltransferases (2.3)
    • C12N9/1029Acyltransferases (2.3) transferring groups other than amino-acyl groups (2.3.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88Lyases (4.)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/93Ligases (6)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y102/00Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • C12Y102/04Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2) with a disulfide as acceptor (1.2.4)
    • C12Y102/04001Pyruvate dehydrogenase (acetyl-transferring) (1.2.4.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y102/00Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • C12Y102/04Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2) with a disulfide as acceptor (1.2.4)
    • C12Y102/04002Oxoglutarate dehydrogenase (succinyl-transferring) (1.2.4.2), i.e. alpha-ketoglutarat dehydrogenase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y102/00Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2)
    • C12Y102/05Oxidoreductases acting on the aldehyde or oxo group of donors (1.2) with a quinone or similar compound as acceptor (1.2.5)
    • C12Y102/05001Pyruvate dehydrogenase (quinone) (1.2.5.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/01Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
    • C07K2319/02Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif containing a signal sequence
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/90Fusion polypeptide containing a motif for post-translational modification

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 in vivo翻訳後修飾部位を有する融合タンパク質及び製造及び精製方法 この出願は、米国出願No、 077354.266号の一部継続出願である。[Detailed description of the invention] Fusion protein with in vivo post-translational modification site and production and purification method This application is a continuation-in-part of U.S. Application No. 077354.266.

本明細書に記載された発明は、米国のヘルスアンドヒューマンサービスデパート メントのナショナルインスティチュートオブヘルスによるGrant No、2 RO1,Ar15650により、部分的に確立された研究の過程でなされた。米 国政府は、本発明の権利を有する。The invention described herein was applied to a health and human services department store in the United States. Grant No. 2 by National Institute of Health RO1, Ar15650, in the course of research established in part. rice The national government has rights to this invention.

発明の分野 本発明は、翻訳後修飾部位を含むアミノ酸配列に結合する目的のタンパク質又は ポリペプチドを含む融合タンパク質をコードするハイブリッドDNA配列に関す る。本発明はさらに、ハイブリッドDNA配列を含むベクター、該ベクターによ り形質転換された宿主、及び適する宿主内でハイブリッドDNAを発現させるこ とにより製造された融合タンパク質にも関する。最後に、本発明は、翻訳後修飾 が行われた後にのみ融合タンパク質に結合する結合パートナ−を用いることによ り融合タンパク質を精製する方法を含む。field of invention The present invention relates to a protein of interest that binds to an amino acid sequence containing a post-translational modification site or Concerning a hybrid DNA sequence encoding a fusion protein comprising a polypeptide Ru. The invention further provides vectors comprising hybrid DNA sequences, and expression of the hybrid DNA in a suitable host. It also relates to fusion proteins produced by. Finally, the present invention provides post-translational modifications. By using a binding partner that binds to the fusion protein only after fusion proteins.

発明の背景 分子生物学における近年の進歩は、バクテリア、酵母、哺乳類及び他の宿主内に おいて、大量の異種タンパク質及びポリペプチドを製造することを可能にした。Background of the invention Recent advances in molecular biology have shown that in bacteria, yeast, mammals and other hosts, has made it possible to produce large amounts of heterologous proteins and polypeptides.

これらの方法は、発現調節配列に機能的に結合した、所望のタンパク質又はポリ ペプチドをコードするDNA配列を含むベクターの構築に依存している。その後 、適当な宿主をこれらのベクターで形質転換して、適当な条件下で培養すること により、所望のタンパク質の製造が可能となる。本技術の別の改良は、選択され たタンパク質又はポリペプチドをコードするDNA配列と、分泌される細胞外又 はペリプラズムタンパク質からのDNA配列からなるハイブリッド遺伝子を形成 することにより、選択されたタンパク質又はポリペプチドの分泌を得ることを可 能にした。These methods involve the production of a desired protein or polypeptide operably linked to an expression control sequence. It relies on the construction of a vector containing the DNA sequence encoding the peptide. after that , transform suitable hosts with these vectors and culture them under suitable conditions. This makes it possible to produce a desired protein. Another refinement of this technology is the selected A DNA sequence encoding a protein or polypeptide and a secreted extracellular or forms a hybrid gene consisting of DNA sequences from periplasmic proteins. It is possible to obtain secretion of the selected protein or polypeptide by I made it into Noh.

宿主から分泌されない場合に所望のタンパク質又はポリペプチドを単離するため には、宿主細胞は粉砕されなければならず、タンパク質又はポリペプチドは他の 細胞内及び細胞外タンパク質、細胞デブリス及び他の夾雑物から単離されなけれ ばならない。分泌されたタンパク質又はポリペプチドを、細胞内タンパク質及び 細胞デブリスから分離するにもかかわらず、培地又はペリプラスミックスペース からさらに回収しなければならない。いずれの状態においても、所望のタンパク 質又はポリペプチドの回収は、通常、時間がかかり、望まれるものより単純でな い精製工程を含む。また、そのような精製工程は、しばしば生成物又は活性のロ スを招く。To isolate a desired protein or polypeptide if it is not secreted by the host For this purpose, the host cells must be disrupted and the protein or polypeptide Intracellular and extracellular proteins must be isolated from cell debris and other contaminants. Must be. Convert secreted proteins or polypeptides into intracellular proteins and Media or periplasmic space despite separation from cell debris More must be collected from In any situation, the desired protein Recovery of proteins or polypeptides is usually time consuming and less simple than desired. Includes a lengthy purification process. Additionally, such purification steps often result in loss of product or activity lozenges. Invite someone.

特に、そのような精製工程は通常経験的である。例えば、種々のカラム分離技術 の一つを用いると、全てのフラクションをタンパク質又はポリペプチドのために 分析しなければならない。また、精製操作の多くは、特異的でなく、多くの工程 の方法の組み合わせを使用しなければならない結果となる。そのような方法に含 まれる工程と時間が多(なることにより、活性及び生成物が失われることになる 。In particular, such purification steps are usually empirical. For example, various column separation techniques For proteins or polypeptides, all fractions can be Must be analyzed. In addition, many purification operations are not specific and involve many steps. This results in a combination of methods having to be used. Included in such methods Many steps and time involved (resulting in loss of activity and product) .

精製工程に用いられる一つの方法は、組み換えDNA技術を用いて、リポータ− タンパク質に結合した所望のタンパク質又はポリペプチドを含む融合タンパク質 を製造するものである。リポータ−タンパク質の分析は、融合タンパク質の精製 のため、又は融合タンパク質の単離の手段を提供するために用いられる。One method used in the purification process uses recombinant DNA technology to Fusion proteins comprising a desired protein or polypeptide bound to a protein It manufactures. Analysis of reporter proteins involves purification of fusion proteins. or to provide a means for isolation of fusion proteins.

多くのリポータ−タンパク質が使用されるが、方法の例は、β−ガラクトシダー ゼとの融合である。β−ガラクトシダーゼ融合タンパク質は、電荷、大きさ等に 基づく慣用分離技術により、分離の進行をβ−ガラクトシダーセ活性の分析によ りモニターしながら、融合タンパク質のβ−ガラクトシダーゼの原因となる第二 の検出可能なβ−ガラクトシダーゼと結合する能力を分析しながら、又は抗β− ガラクトシダーゼ抗体との反応によるβ−ガラクトシダーセ抗原決定基の存在に より、精製されうる。5ilhavy and Beckwith、Micr。Although many reporter proteins may be used, an example of the method is β-galactosidase It is a fusion with Ze. β-galactosidase fusion protein has different charge, size, etc. Based on conventional separation techniques, the progress of the separation can be monitored by analysis of β-galactosidase activity. While monitoring the fusion protein, β-galactosidase or anti-β-galactosidase. Due to the presence of β-galactosidase antigenic determinants by reaction with galactosidase antibodies It can be purified further. 5ilhavy and Beckwith, Micr.

biol、Rev、、49,398−418(1985);Ullman an d Perrin、 in The LactoseOperon(Beckw ith and Zipser、eds、、 1970.Co1d Sprin g Harbor La1)oratory、Co1d Spring Har bor、New York)。β−ガラクトシダーゼ融合タンパク質も、固定さ れた抗β−ガラクトシダーゼ抗体のカラム又は、活性部位が保持される°場合に は固定された物質類似物のカラムで、精製されうる。Si Ihavy and  Beckwi th、 Mierobiol、 Rev、 、 49.398 −418(1985);Ullman、 Gene、 29.27−31198 4>。biol, Rev, 49, 398-418 (1985); Ullman an d Perrin, in The LactoseOperon(Beckw ith and Zipser, eds, 1970. Co1d Spring g Harbor La1) oratory, Co1d Spring Har bor, New York). β-galactosidase fusion proteins are also immobilized. column of anti-β-galactosidase antibody or if the active site is retained. can be purified on a column of immobilized substance analogs. Si Ihavy and Beckwi th, Mierobiol, Rev, 49.398 -418 (1985); Ullman, Gene, 29.27-31198 4>.

β−ガラクトシダーゼ以外のリポータ−タンパク質への融合は、リポータ−タン パク質は特定の抗体が要求されないように選ばれつるので、しばしば精製を良好 に促進する。そのような融合の例は、目的のタンパク質が、IgGのFc部に結 合するタンパク質Aに融合する構造である。そのような融合は、IgGのカラム 上で分離されうる。Fusions to reporter proteins other than β-galactosidase are Proteins are often selected so that specific antibodies are not required, so they often make purification easier. to promote. An example of such a fusion is when the protein of interest is attached to the Fc region of an IgG. This is a structure that is fused to protein A. Such a fusion can be performed on a column of IgG. can be separated above.

Ni1sson et al、、The EMBOJ、、4.1075−80( 1985)。Nilsson et al, The EMBOJ, 4.1075-80 ( 1985).

抗体、免疫グロブリン又は基質のカラムを用いたβ−ガラクトシダーゼ及びタン パク質A融合タンパク質の精製方法の組み合わせは、精製カラム上のタンパク質 −タンパク質又は酵素−基質複合体を破壊するために、厳しい条件を必要とする 。これらの条件は、少なくとも部分的に融合タンパク質の所望のタンパク質又は ポリペプチドセグメントを変性することが予想される。Ni1sson et  al、、The EMBOJ、、4.1075−80(1985); Ul I man、Gene、29.27−31(1984);UI Iman andP errin、 in The Lactose Operon(Beckwit h ancl Zipser、eds、、 !970゜Co1d Spring  Harbor Laboratory、Co1d Spring Harbo r、 New York)参照。β-galactosidase and protein assay using antibody, immunoglobulin or substrate columns A combination of purification methods for protein A fusion proteins involves - Requires harsh conditions to destroy protein or enzyme-substrate complexes . These conditions at least partially target the desired protein or protein of the fusion protein. It is expected that the polypeptide segment will be denatured. Ni1sson etc. al,, The EMBOJ, 4.1075-80 (1985); Ul I man, Gene, 29.27-31 (1984); UI Iman andP errin, in The Lactose Operon (Beckwit h ancl Zipser, eds...! 970゜Co1d Spring Harbor Laboratory, Co1d Spring Harbo r, New York).

ビオチンは、植物、大部分のバクテリア及び一部の菌類により合成され、最初に タンパク質結合状態で細胞内に生じる小さな補酵素(ビタミンH)である。ビオ チン化タンパク質は、多くの必要な代謝カルボキシル化及び脱カルボキシル化反 応において酵素的役割を演じる。Wood and Barden、 Ann、  Rec、 Biochem、 、 46.385−413(1977)。Biotin is synthesized by plants, most bacteria and some fungi, and is initially It is a small coenzyme (vitamin H) that occurs intracellularly in a protein-bound state. bio Tinylated proteins undergo many necessary metabolic carboxylation and decarboxylation reactions. plays an enzymatic role in the reaction. Wood and Barden, Ann. Rec, Biochem, 46.385-413 (1977).

ビオチンは、ビオチンのカルボキシル基と特有のりジンアミノ基の間の共有結合 によるアミド結合により、アクセプタータンパク質に結合する。Id、Biot in additionは、ビオチンリガーゼ(ビオチンホロ酵素合成と呼ばれ る)により触媒される二段階反応である(第1図参照)。ビオチンは、まずビオ チン部位−AMPに転化し、それはアクセプタータンパク質の特定のりジン残基 のε−アミノ基と反応し、ビオシチンを生成する。Biotin is a covalent bond between biotin's carboxyl group and a unique amino group. It binds to the acceptor protein through an amide bond. Id, Biot The in addition is biotin ligase (called biotin holoenzyme synthesis). It is a two-step reaction catalyzed by (see Figure 1). Biotin is first Converts to AMP, which binds specific lysine residues of the acceptor protein. reacts with the ε-amino group of , producing biocytin.

種々の生物学的起源からのビオチンタンパク質のカルボキシ末端配列は、実質的 に同一であり、ビオチンリガーゼは種々の異なる生物学的起源(例えば、バクテ リアと高等真核生物)からのアクセプタータンパク質をビオチン化する。Mur tif and Samols、J、Biol、CI+etn、 、 262. 11813−16(1987);Schwarz et at、 、 J、 B tol、 Cham、 241.28T5(19 66)。これらの配列で特に注目すべきなのは、■)高度に維持したビオシチン を含むテトラペプチドSamols et al、、J、Biol、chem、 、263゜646J、−64(1988);2)ビオシチンの上流のプロリン残 基または短プロリンリッチ領域の存在SchwarZet al、、 J、 B iol、 Chem、、263.9640−45(1988);及び3)ビオチ ンが結合するタンパク質のりジン残基が通常カルボキシ末端アミノ酸から34又 は35残基に位置するという事実、ただし、いくつかのビオチン化タンパク質は さらにカルボキシ末端から離れた位置に補酵素を結合させる。Samols e l、 al、、、J、Biol、Chern、 、 263.6461−64( 1988);Bai et al、 、 Eur、 J、 Biochem、  182.239(1X89); Takai et al、 、 J、 Biol、 Chem、 、 263. 265H1988)。The carboxy-terminal sequences of biotin proteins from various biological sources are virtually biotin ligases are of various different biological origins (e.g. bacterial biotinylates acceptor proteins from R. eukaryotes and higher eukaryotes). Mur tif and Samols, J., Biol, CI+etn, , 262. 11813-16 (1987); Schwarz et at, J, B tol, Cham, 241.28T5 (19 66). Of particular note in these sequences are ■) highly maintained biocytin; Samols et al., J. Biol. chem. , 263°646J, -64 (1988); 2) Proline residue upstream of biocytin Presence of groups or short proline-rich regions Schwar Zet al, J, B iol, Chem, 263.9640-45 (1988); and 3) biotin The protein residue to which the protein binds is usually 34 or more away from the carboxy-terminal amino acid. is located at residue 35, although some biotinylated proteins Furthermore, a coenzyme is attached to a position away from the carboxy terminus. Samols e l, al, , J, Biol, Chern, , 263.6461-64 ( 1988); Bai et al, Eur, J., Biochem, 182.239 (1X89); Takai et al, J, Biol, Chem, 263. 265H1988).

第2図は、出版されたリポートからコンパイルされたいくつかのビオチンタンパ ク質のカルボキシ末端部分のアミノ酸配列を示す。Figure 2 shows some biotin proteins compiled from published reports. The amino acid sequence of the carboxy-terminal portion of the protein is shown.

該配列は、ビオチン化されるリジン残基(矢印)の位置でそろえである。該配列 は、下記のものを示す、大腸菌ビオチンカルボキシルキャリアタンパク質(Es cherichia coli biotin carboxyl carri erprotein)(ECBCCP、アセチルCoAカルボキシラーゼのサブ ユニット);プロピオニバクテリウムシャーマニイトランスカルボキシラーセ( Propionibacterium shermanii transcar boxylase)(PS 1.3s)1.3サブユニット;サッ力ロマイセス セレビシエビルベートカルボキシラーゼ(Saccharomyces cer evisiae pyruvate carboxylase)(YPYC); ヒトピルベートカルボキシラーゼ(HPYC);及びトマト(TOM)からの配 列。The sequences are aligned at the position of the lysine residue (arrow) that is biotinylated. the array is the Escherichia coli biotin carboxyl carrier protein (Es cherichia coli biotin carboxyl carri erprotein) (ECBCCP, a subunit of acetyl-CoA carboxylase) Unit); Propionibacterium shamanii transcarboxylase ( Propionibacterium shermanii transcar boxylase) (PS 1.3s) 1.3 subunit; cerevisiaevirbate carboxylase (Saccharomyces cerevisiae) evisiae pyruvate carboxylase) (YPYC); Human pyruvate carboxylase (HPYC); and a derivative from tomato (TOM) Column.

ビオチン化部位を有するトマトからのタンパク質の同定は、未知である。配列は 、ビオチンアクセプター活性により単離され、P、 sh、erman i i 配列にホモロジーであるo Hoffman et al、、Nucleic  Ac1d Re5earch、 1.5.3928(1987)。The identification of proteins from tomato that have biotinylation sites is unknown. The array is , isolated by biotin acceptor activity, P, sh, erman i Homologous to the sequence o Hoffman et al, Nucleic Ac1d Re5arch, 1.5.3928 (1987).

第2図において、ボックスの中の残基は、タンパク質の中に保存される残基であ る。ビオチン化タンパク質の配列の別の例は、Sam。In Figure 2, the residues in the boxes are residues that are conserved within proteins. Ru. Another example of a biotinylated protein sequence is Sam.

Is et al、j、Biol、chem、、263.6461−64(19 88);及びSchwarz et al、。Is et al, j, Biol, chem, 263.6461-64 (19 88); and Schwarz et al.

J、 Biochem、 263.9640−45(1988)に見出される。J. Biochem, 263.9640-45 (1988).

ある配列のビオチン化における役割及びビオチンタンパク質のカルボキン末端部 分に位置するアミノ酸の研究がなされてきた。Murtif and Samo ls et al、、J、Biol、Chem、、263.6461−64(1 988);及びSchwarz et at、 J、Biol、 Chem、、 263.6461−64(1988)。特に、Propionibacteri um shermanii トランスカルボキシラーゼの1..3Sサブユニツ トが研究されてきた。これは、123のアミノ酸の長さである。ビオチンは、カ ルボキシ末端から34の残基に位置するりジン残基に結合している。19−12 3の残基を含むトランケートした1、33サブユニツトポリペプチドをビオチン 化する。この間に、ペヌルチメートアミノ酸(ナンバー122)の欠損が、タン パク質のビオチン化を妨げる。Murtif and Samols et a l、j、Biol、chem、、262.11813−16(1987); S amolset al、 、 J、 Biol、 Chem、 、 263.6 461−64(1988)。また、ビオチン部位をフランキングするメチオニン 残基は、ビオチン化に必要ではない。The role of certain sequences in biotinylation and the carboquine terminus of biotin proteins Research has been carried out on the amino acids located in the minutes. Multif and Samo ls et al., J. Biol. Chem., 263.6461-64 (1 988); and Schwarz et at J. Biol. Chem. 263.6461-64 (1988). In particular, Propionibacteri um shermanii transcarboxylase 1. .. 3S subunits has been studied. It is 123 amino acids long. Biotin is a It is bound to a lysine residue located 34 residues from the carboxy terminus. 19-12 A truncated 1,33 subunit polypeptide containing 3 residues was digested with biotin. become During this period, the deficiency of the penultimate amino acid (number 122) Prevents protein biotinylation. Murtif and Samols et a l, j, Biol, chem, 262.11813-16 (1987); S amolset al, , J, Biol, Chem, , 263.6 461-64 (1988). Also, methionine flanking the biotin moieties The residue is not required for biotinylation.

5henoy、 et al、 、 FASEB J、 、 2.2505−2 511.(1988)。5henoy, et al, , FASEB J, , 2.2505-2 511. (1988).

上記で論じた共有結合に加えて、ビオチンは非共有結合で非常に強固に、タンパ ク質アビジン及びストレプトアビジンにより特異的に結合する(KD 10−”  M)。このビオチンに対する非共有結合を利用して融合タンパク質を精製する ストレプトアビジン融合タンパク質が開発された。特にPCT出願WO8710 5026及びWo 86102077には、ストレプトアビジンをコードするD NA配列が単離され、クローン化され、ストレプトアビジンに結合した目的のタ ンパク質またはポリペプチドをコードする組み換えDNA配列の製造に使用され たことが開示されている。Wo 86102077及びWOlo 5026は、 さらに、融合タンパク質が、融合タンパク質をビオチン又はビオチン誘導体又は 類似物と接触させることにより単離されうることを教示している。他のタンパク 質又はビオチンと結合しない夾雑物は、洗浄して除去され、融合タンパク質はビ オチンから溶離される。In addition to the covalent bonds discussed above, biotin is highly non-covalently bonded to proteins. specifically binds to proteinaceous avidin and streptavidin (KD 10-” M). This non-covalent bond to biotin is used to purify the fusion protein. A streptavidin fusion protein has been developed. In particular, PCT application WO8710 5026 and Wo 86102077 contain D encoding streptavidin. The NA sequence was isolated, cloned, and the protein of interest bound to streptavidin. used in the production of recombinant DNA sequences encoding proteins or polypeptides. It has been disclosed that WO 86102077 and WOlo 5026 are Furthermore, the fusion protein may contain biotin or a biotin derivative or It teaches that it can be isolated by contacting with analogues. other proteins Contaminants that do not bind to biotin are removed by washing, and the fusion protein is It is eluted from Ochin.

しかしながら、上記出願に記載された融合タンパク質のビオチン又はビオチン誘 導体からの溶離のための条件は、非常に厳しく、目的とするタンパク質又はポリ ペプチドの少なくとも部分的な活性及び抗原性の減少を起こしうる。また、スト レプトアビジン融合タンパク質は、その細胞内ビオチン又は代謝的に必須のビオ チン化タンパク質への結合性のため、宿主細胞に対して非常に致命的である。However, the biotin or biotin inducer of the fusion protein described in the above application The conditions for elution from the conductor are very strict and require At least a partial reduction in activity and antigenicity of the peptide may occur. Also, strike Leptavidin fusion proteins contain intracellular biotin or metabolically essential biotin. It is highly lethal to host cells due to its binding to tinylated proteins.

5ano and Cantor、 Proc、 Nat’l Acad、 S ci、 USA、 87,142−146(1990)参照。5ano and Cantor, Proc, Nat’l Acad, S ci, USA, 87, 142-146 (1990).

リポイル化は、別の翻訳後修飾である。リポ酸は、リポ酸のカルボキシル基とタ ンパク質のりジン残基のε−アミノ基との共有アミド結合により、アクセプター タンパク質に結合される。5tephenset al、 、 Bur、 J、  Biochem、 、 133.481−89(1983)。この共有結合は 、酵素リポエートリガーゼにより触媒される。Lipoylation is another post-translational modification. Lipoic acid has a carboxyl group and a tag. The acceptor is formed through a covalent amide bond with the ε-amino group of the protein residue. bound to proteins. 5tephenset al, Bur, J, Biochem, 133.481-89 (1983). This covalent bond is , catalyzed by the enzyme lipoate ligase.

い(つかのりボイル化タンパク質のアミノ酸配列が知られており、これらのタン パク質のりボイル化部位のアミノ酸配列は極めて類似している(下記の第1表参 照)。一つのバクテリアからのりホエートリガーゼが関係のないバクテリアから のアクセプタータンパク質を、in vitro及びin vivoの両方でリ ポイル化できることが示されている。(The amino acid sequences of boiled proteins are known, and these proteins are The amino acid sequences of the protein paste boiling sites are extremely similar (see Table 1 below). (see). Whey ligase from one bacterium is released from unrelated bacteria. acceptor protein both in vitro and in vivo. It has been shown that it can be spoiled.

第1表二種々のりボイル化タンパク質のアミノ酸配列の比較リポイル化 酵素  配列 Ref タンパク質源 十 E、coli E2p本 !ipl LITVEGDKASMBVP a1ip 2 LITVEGDKASMEVP a1ip3 LITVEGDKASMEV P aE2o*t LvEIETDKVVLIEVP bB、stearoth ermo−E2p LC)、vQNDKAVVEIP chilus A、vinelandii E2p 1ipl LVVLESAKASMEVP  d1ip2 LIVLESDKASMEIP d1ip3 LIVLESDK ASMEIP dB2o LIVDLETDKVVMBvL eウシ 82p  VETDKATVGF fラット E2p IETDKATIGFE gヒト  E2p 1ipl VETDKATvGFE h1ip2 IETDKATIG FE h= ’7 ) ’J り’) シンLESVKAASEL i開裂 +リボイルーリジン残基を示す。Table 1 Comparison of amino acid sequences of various glue-boiled proteins Lipoylation enzyme Array Ref protein source ten E, coli E2p book! ipl LITVEGDKASM BVP a1ip 2 LITVEGDKASMEVP a1ip3 LITVEGDKASMEV P aE2o*t LvEIETDKVVLIEVP bB, stearoth ermo-E2p LC), vQNDKAVVEIP chilus A, vinelandii E2p 1ipl LVVLESAKASMEVP d1ip2 LIVLESDKASMEIP d1ip3 LIVLESDK ASMEIP dB2o LIVDLETDKVVMBvL e cow 82p VETDKATVGF f rat E2p IETDKATIGFE g human E2p 1ipl VETDKATvGFE h1ip2 IETDKATIG FE h=’7)’Jri’) Thin LESVKAASEL i cleavage + Indicates ribolysine residue.

tE2p =ピルベートデヒドロゲナーゼからのジヒドロリポアミドアセチルト ランスフェラーゼ ネ本E2o =α−ケトグルタレートデヒドロゲナーゼからのジヒドロリポアミ ドスクシニルトランスフェラーゼa 5tephens、 Darlison、  Lewis and Guest、 Eur、 J、 Biochem、 、  133.1T5 b 5pencer、Darlison、5tephens、Duckenfi eldandGuest、Eur、J、Biochem、 、 141.361 −374(1984)c Packman、Borges and Perha m、Biochem、J、、252.79−86(1988)d Hanema aijer、Janssen、Kok and Veeger、Eur、J、B iochem、、 174゜e Westphal and Kok、 Eur 、J、Biochem、、 187,235−239(1990)f Brad ford、Howell、Aitken、JamesandYeaman、Bi ochem、J、、245.9g Gershwin、Mackay、Stur gessandCoppel、J、Immunol、、138.3525−h  Coppel、McNeilage、5urth、Vandewater、5p ithill、Whittinghamand Gershwin、 Proc 、 Nat 1. Acad、 Sci、 USA、 85.7317−732 1 (1988)。tE2p = dihydrolipoamide acetylate from pyruvate dehydrogenase transferase Nemoto E2o = dihydrolipoamide from α-ketoglutarate dehydrogenase Dosuccinyltransferase a 5 tephens, Darlison, Lewis and Guest, Eur, J, Biochem, 133.1T5 b 5pence, Darlison, 5tephens, Duckenfi eldandGuest, Eur, J, Biochem, , 141.361 -374 (1984)c Packman, Borges and Perha Biochem, J, 252.79-86 (1988) d Hanema aijer, Janssen, Kok and Veeger, Eur, J, B iochem,, 174゜e Westphal and Kok, Eur , J. Biochem, 187, 235-239 (1990) f Brad Ford, Howell, Aitken, James and Yeaman, Bi ochem, J, 245.9g Gershwin, Mackay, Stur Gessand Coppel, J. Immunol, 138.3525-h Coppel, McNeilage, 5urth, Vandewater, 5p. ithill, Whittinghamand Gershwin, Proc. , Nat 1. Acad, Sci, USA, 85.7317-732 1 (1988).

i Fujiwara、Okamura−rkedaandMotokawa、 J、Biol、Chem、、261.8836−8841.(1986) E、coliのピルベートデヒドロゲナーゼ錯体のジヒドリポアミドアセチルト ランスフエラーゼ(E2p)成分は、三つの非常に同一性の高い、縦に繰り返し 、ポリペプチド鎖のN−末端半分を形成する約100アミノ酸の配列を含む。前 掲書、 ;Guest et al、 、 J、Mo1.Bial、 、 18 5゜743−54(1985)。これらの配列の三つ全ては、リポイル化のため の部位であるリジンを含み、各々折り畳まれた機能領域を形成する。前掲書。各 々繰り返す配列は、下記の不変の18残基の配列中にリポイル化部位を含む:  A 1a−Gl u−Gl n−3er−Leu−I 1e−Thr−Va i G I u−G ly−Asp−Lys(Lip)−Ala−3er−Met− Glu−Vat−Pro Q前掲書、;5tephens et al、、Eu rj、Biochem、、133.481−89(1983) 。E2pの三つ の繰り返し配列は、さらに、約20〜30アミノ酸の、異常にアラニン、プロリ ン及び電荷アミノ酸に富む長いC末端領域を含み、この領域は構造的なフレキシ ビリティをポリペプチドに付与する。Radford et al、、J、Bi ol、chem、 、 264.767−75(1989);Guest et  al、 、 J、 Mo1. Biol、 、 185.743−5S(19 85)。i Fujiwara, Okamura-rkeda and Motokawa, J. Biol. Chem., 261.8836-8841. (1986) Dihydripoamide acetylate of pyruvate dehydrogenase complex of E. coli The transferase (E2p) component consists of three highly homogeneous tandem repeats. , comprising a sequence of approximately 100 amino acids forming the N-terminal half of the polypeptide chain. Before Posted by; Guest et al, J, Mo1. Bial, , 18 5°743-54 (1985). All three of these sequences are for repoiling It contains lysine, which is the site of , and forms each folded functional region. The above mentioned book. each The repeating sequence contains a lipoylation site in the following invariant 18-residue sequence: A 1a-Gl u-Gl n-3er-Leu-I 1e-Thr-Va i GI u-G ly-Asp-Lys(Lip)-Ala-3er-Met- Glu-Vat-Pro Q supra,; 5tephens et al, Eu rj, Biochem, 133.481-89 (1983). Three of E2p Furthermore, the repeat sequence of about 20 to 30 amino acids contains abnormally alanine and prolyte. This region contains a long C-terminal region rich in amino acids and charged amino acids, and this region has structural flexibility. imparting properties to polypeptides. Radford et al., J. Bi. ol, chem, 264.767-75 (1989); Guest et al, , J, Mo1. Biol, , 185.743-5S (19 85).

発明の概要 本発明は、新規な融合タンパク質を含む。この融合タンパク質は、融合タンパク 質の翻訳後修飾を可能にするアミノ酸配列をコードする、第一のDNA配列と、 該第−のDNA配列と同一の解読枠中にあり末端同志で結合した、選択されたタ ンパク質またはポリペプチドをコードする、第二のDNA配列とを含むハイブリ ッドDNA配列によりコードされる。このハイブリッドDNA配列は、さらに、 翻訳後修飾をコードするアミノ酸配列から選択されたタンパク質又はポリペプチ ドを開裂する手段を提供する開裂部位をコードする第三のDNA配列を含みうる 。第三のDNA配列は第−及び第二のDNA配列の間に位置し、全ての三つのD NA配列は同じ解読枠内にある。Summary of the invention The present invention includes novel fusion proteins. This fusion protein is a first DNA sequence encoding an amino acid sequence that enables quality post-translational modification; The selected tag is in the same reading frame as the second DNA sequence and is joined end-to-end. a second DNA sequence encoding a protein or polypeptide; encoded by a red DNA sequence. This hybrid DNA sequence further comprises: Proteins or polypeptides selected from amino acid sequences encoding post-translational modifications may include a third DNA sequence encoding a cleavage site that provides a means for cleaving the DNA. . A third DNA sequence is located between the first and second DNA sequences, and all three D The NA sequences are in the same reading frame.

好ましいのは、第一のDNA配列が融合タンパク質の翻訳後ビオチン化を可能に するアミノ酸配列、例えばPropionibacterium sherma nii トランスカルボキシラーゼの1.33サブユニツトのアミノ酸配列、又 は融合タンパク質の翻訳後ビオチン化を可能にするその断片をコードするハイブ リッドDNA配列である。特に、P、Shermanii トランスカルボキシ ラーゼの1.33サブユニツトのカルボキシ末端の最終子5アミノ酸をコードす る配列はビオチン化されるのに対して、最終61アミノ酸をコードする配列はビ オチン化されないことがわかった。Preferably, the first DNA sequence enables post-translational biotinylation of the fusion protein. amino acid sequence, such as Propionibacterium herma nii Amino acid sequence of 1.33 subunit of transcarboxylase, or is a hive encoding a fragment thereof that allows for post-translational biotinylation of the fusion protein. This is a lid DNA sequence. In particular, P, Shermanii transcarboxy encodes the final five amino acids at the carboxy terminus of the 1.33 subunit of The sequence encoding the final 61 amino acids is biotinylated, whereas the sequence encoding the final 61 amino acids is biotinylated. It turns out that it doesn't get treated like a dick.

さらに好ましいのは、第一のDNA配列が、融合タンパク質の翻訳後リポイル化 を可能にするアミノ酸配列、例えばE、coliピルベートデヒドロゲナーゼ複 合体、又は融合タンパク質の翻訳後リポイル化を可能にするその断片をコードす るハイブリッドDNA配列である。More preferably, the first DNA sequence is capable of post-translational lipoylation of the fusion protein. an amino acid sequence that allows the E. coli pyruvate dehydrogenase complex to encoding fragments thereof that allow for fusion or post-translational lipoylation of the fusion protein. This is a hybrid DNA sequence.

本発明は、さらに、これらのハイブリッドDNA配列を含むベクター及び該ベク ターで形質転換された宿主細胞を提供する。これらのベクターは、さらに好まし くは、融合タンパク質の分泌を提供するシグナル又はシグナルリーダー配列又は その断片をコードするDNA配列を含む。The present invention further provides vectors containing these hybrid DNA sequences and vectors containing these hybrid DNA sequences. Provide host cells transformed with the vector. These vectors are even more preferred. or a signal or signal leader sequence that provides for secretion of the fusion protein; It contains the DNA sequence encoding the fragment.

本発明は、さらに、形質転換された宿主を適当な条件下で培養して融合タンパク 質の発現を得る融合タンパク質の製造方法を含む。The present invention further provides the method of culturing the transformed host under appropriate conditions to produce the fusion protein. The present invention includes methods for producing fusion proteins that obtain quality expression.

好ましくは、この融合タンパク質は、in vivoで、翻訳後修飾により修飾 される。また、融合タンパク質の分泌は、シグナル又はシグナルリーダー配列を 含む場合に得られる。Preferably, the fusion protein is modified in vivo by post-translational modification. be done. Secretion of the fusion protein may also be achieved by using a signal or signal leader sequence. Obtained if it contains.

修飾された融合タンパク質は、修飾された後に融合タンパク質に結合する結合パ ートナ−を用意し、修飾された融合タンパク質を結合を可能にする条件下で結合 パートナ−と接触させ、混合物中の非結合材料から結合パートナ−に結合した修 飾された融合タンパク質を分離し、修飾された融合タンパク質を溶離することを 含む方法により、細胞抽出物、又は形質転換された宿主を培養することにより得 られた培地のような材料の混合物から精製されつる。融合タンパク質か開裂部位 を含む場合には、まだ結合パートナ−に結合している間に又は結合パートナ−か ら溶離した後に開裂されうる。The modified fusion protein has a binding protein that binds to the fusion protein after it has been modified. Prepare a toner and bind the modified fusion protein under conditions that allow binding. contact with the bonding partner to remove the bonded repair from the unbonded material in the mixture to the bonding partner. Separate the decorated fusion proteins and elute the modified fusion proteins. obtained by culturing cell extracts or transformed hosts by methods including The vine is purified from a mixture of materials such as culture media. Fusion protein or cleavage site , while still bonded to the bonding partner or can be cleaved after elution.

結合パートナ−は、抗体、又は修飾された後にのみ融合タンパク質に結合するい かなる化合物でもありうる。例えば、融合タンパク質が、ビオチン化タンパク質 である場合は、結合パートナ−はビオチンに対する抗体でありうるが、好ましく はアビジン、ストレプトアビジン及び誘導体並びにその類似物から選ばれる。The binding partner can be an antibody or an antibody that binds to the fusion protein only after it has been modified. It can be any compound. For example, if the fusion protein is a biotinylated protein , the binding partner can be an antibody against biotin, but preferably is selected from avidin, streptavidin and derivatives and analogs thereof.

図面の簡単な説明 第1図は、ビオチンリガーゼによるビオチンのタンパク質への付加を説明する。Brief description of the drawing FIG. 1 illustrates the addition of biotin to proteins by biotin ligase.

第2図は、ビオチン化タンパク質のカルボキシ末端の配列を示す。Figure 2 shows the carboxy-terminal sequence of the biotinylated protein.

第3図は、ベクターpCY46の製造を説明する。FIG. 3 illustrates the production of vector pCY46.

第4図は、ベクターpCY49Uの製造を説明する。FIG. 4 illustrates the production of vector pCY49U.

第5図は、ベクターpCY74の製造を説明する。FIG. 5 illustrates the production of vector pCY74.

第6図は、ベクターpcY90の製造を説明する。FIG. 6 illustrates the production of vector pcY90.

第7図は、ベクターpCY84の製造を説明する。Figure 7 illustrates the production of vector pCY84.

第8図は、ベクターpCY72の製造を説明する。FIG. 8 illustrates the production of vector pCY72.

第9図は、ベクターpCY73の製造を説明する。Figure 9 illustrates the production of vector pCY73.

第10図は、ベクターりCY119の製造を説明する。FIG. 10 illustrates the production of Vectori CY119.

第11図は、ベクターpCY56の製造を説明する。FIG. 11 illustrates the production of vector pCY56.

第12図は、ベクターpCY66及びpCY68の製造を説明する。Figure 12 illustrates the production of vectors pCY66 and pCY68.

第13図は、ベクターりCY120の製造を説明する。FIG. 13 illustrates the production of Vectori CY120.

第14図は、ビオチン化融合タンパク質及び対照の典型的なフルオログラフであ る。Figure 14 is a typical fluorograph of biotinylated fusion protein and control. Ru.

第15図は、ベクターpCY94の製造を説明する。Figure 15 illustrates the production of vector pCY94.

第16図は、ベクターpcys の製造を説明する。Figure 16 illustrates the production of vector pcys.

第17図は、ベクターpcY105及びpcyxoeの製造を説明する。Figure 17 illustrates the production of vectors pcY105 and pcyxoe.

第18図は、ベクターpcYl18の製造を説明する。Figure 18 illustrates the production of vector pcYl18.

第19図は、ベクターpcY116及びpcY117の製造を説明する。Figure 19 illustrates the production of vectors pcY116 and pcY117.

第20図は、E、coli及びSaccharomycas cerevisi aeにより製造されたビオチン化されたHIS3−1.33融合タンパク質の典 型的なフルオログラフである。Figure 20 shows E. coli and Saccharomycas cerevisi. Sample of biotinylated HIS3-1.33 fusion protein produced by ae. It is a typical fluorograph.

第21図は、融合物A−Mを説明し、これらの融合物により形質転換されたE、 coli株を培養した結果を示す。FIG. 21 illustrates fusions A-M and E, transformed with these fusions. The results of culturing E. coli strains are shown.

第22A−C図は、モノマーアビジンカラムから溶離された材料のフラクション ナンバーに対するβ−ガラクトシダーゼ活性及びタンパク質濃度を示すグラフで ある。Figures 22A-C show fractions of material eluted from a monomeric avidin column. A graph showing β-galactosidase activity and protein concentration against numbers. be.

第23図は、モノマーアビジンから溶離されたビオチン化融合タンパク質及び対 照を電気泳動し、スティンしたポリアクリルアミドゲルを示す。Figure 23 shows biotinylated fusion proteins eluted from monomeric avidin and A stained polyacrylamide gel is shown.

第24図は、融合物Q−Rを説明する。Figure 24 illustrates fusion QR.

第25図は、ベクターpKR14の製造を説明する。Figure 25 illustrates the production of vector pKR14.

第26図は、ベクターpKR10の製造を説明する。Figure 26 illustrates the production of vector pKR10.

第27図は、ベクターpKR22及びpKR23の製造を説明する。Figure 27 illustrates the production of vectors pKR22 and pKR23.

第28図は、ベクターpKR21の製造を説明する。Figure 28 illustrates the production of vector pKR21.

第29図は、ベクターpKR24及びpCY68の製造を説明する。Figure 29 illustrates the production of vectors pKR24 and pCY68.

第30図は、353−標識方法を用いて製造したりボイル化タンパク質の典型的 なフルオログラフである。Figure 30 shows typical examples of proteins produced using the 353-labeling method or boiled. It is a fluorograph.

第31図は、353−標識方法を用いて製造したりボイル化タンパク質のフルオ ログラフである。Figure 31 shows the fluorofluorescence of proteins produced using the 353-labeling method or boiled. It is a log graph.

第32図は、リポイル化タンパク質を電気泳動し、染色したポリアクリルアミド ゲルを示す。Figure 32 shows lipoylated protein electrophoresed and stained polyacrylamide. Showing gel.

第33図は、ベクターpCYT8Dの製造を説明する。Figure 33 illustrates the production of vector pCYT8D.

第34図は、ベクター1)CY159の製造を説明する。Figure 34 illustrates the production of vector 1) CY159.

現在好ましいとされる実施態様の詳細な説明本発明のハイブリッドDNA配列は 、翻訳後修飾の部位をコードする第一のDNA配列を含む。翻訳後修飾は、通常 細胞内で起こる修飾であり、これによりl又はそれ以上の化学物質が、1又はそ れ以上の酵素反応により、翻訳後修飾部位内のアミノ酸に共有結合するものであ る。部位それ自体は、修飾されるアミノ酸だけでなく、翻訳後修飾が起こるのに 必要な他のアミノ酸を適切な配列で含んでいる。DETAILED DESCRIPTION OF THE CURRENTLY PREFERRED EMBODIMENTS The hybrid DNA sequences of the present invention are , comprising a first DNA sequence encoding a site of post-translational modification. Post-translational modifications are usually A modification that occurs within a cell, whereby one or more chemicals become It covalently bonds to the amino acid within the post-translational modification site through several enzymatic reactions. Ru. The site itself is not only the amino acid that is modified, but also the site where the post-translational modification occurs. Contains the other necessary amino acids in the proper sequence.

“翻訳後”の用語が用いられるが、タンパク質合成の際にそのような修飾か起こ る正確な時点は、まだ知られていない。現在ある証拠は、完全にタンパク質が合 成され、リポソームから離れた後にこれらの修飾が起こることを示している。例 えば、Murtif及びSamolsは、終わりから2番目のアミノ酸が、ビオ チン化に必要であることを示している(上記の背景の欄を参照)。しかしながら 、タンパク質合成がまだ起こっている間に修飾が起こる可能性又は開始する可能 性を完全に否定することはできない。本明細書に示したように、“翻訳後”の用 語は、これらの可能性の全てをカバーする意図である。Although the term “post-translational” is used, it is important to note that such modifications occur during protein synthesis. The exact point in time is not yet known. Current evidence suggests that proteins are completely assembled. and show that these modifications occur after leaving the liposome. example For example, Murtif and Samols have the penultimate amino acid shown to be required for tinylation (see Background section above). however , the possibility that modification occurs or begins while protein synthesis is still occurring. Sexuality cannot be completely denied. As indicated herein, the use of “post-translation” The term is intended to cover all of these possibilities.

融合タンパク質の修飾は、宿主細胞内で普通に起こる反応を用いて、好ましくは in vivoで行われる。修飾が宿主細胞によりin viv。Modification of the fusion protein is preferably carried out using reactions that normally occur within the host cell. It is done in vivo. Modifications are made in vivo by host cells.

で行われる場合には、以下に述べるように、融合タンパク質は、修飾が起こった 後にのみ融合タンパク質に結合する結合パートナ−を用いて、細胞抽出物から又 は細胞培養液から、直接に精製することができる。If done in the fusion protein, the modification occurred, as described below. from cell extracts using a binding partner that only later binds to the fusion protein. can be purified directly from cell culture medium.

しかしながら、融合タンパク質の修飾が宿主内で充分には起こらない場合には、 宿主により生産され、tn vivoで修飾されなかった融合タンパク質の部分 を、in vitroで修飾することが必要となることもある。翻訳後修飾はi n vitroで、in vivoと実質的に同じように行われる。同じ翻訳後 修飾部位及びこの部位を認識する酵素が用いられる。例えば、タンパク質は、正 常リジン残基で、多くのもの由来のビオチンリガーゼを用いて、in vitr oでビオチン化されつる。However, if the modification of the fusion protein does not occur sufficiently within the host, Portions of the fusion protein produced by the host and not modified in vivo It may be necessary to modify it in vitro. Post-translation modification is i n in vitro and in substantially the same manner as in vivo. After the same translation A modification site and an enzyme that recognizes this site are used. For example, proteins With common lysine residues, in vitro using biotin ligases from many sources. Vine biotinylated with o.

このようにin vitroで融合タンパク質を修飾する必要は極めて稀である と考えられ、また、はとんどすべての融合タンパク質は、1nvivoで十分に 修飾されると考えられる。It is extremely rare to modify fusion proteins in vitro in this way. It is thought that almost all fusion proteins can be produced satisfactorily in vivo. It is considered to be modified.

本発明は、融合タンパク質のマーカーであって、これを直接又は間接的に使用し て、融合タンパク質を同定するか、細胞抽出物、又は宿主細胞を培養し、融合タ ンパク質を含む培地に見出されるような他の材料、例えば他の蛋白質の混合物か ら融合タンパク質を単離することができるような融合タンパク質のためのマーカ ーを提供する翻訳後修飾のあらゆるタイプを含む。本発明は、さらに、精製をさ らに単純にするために一つの融合タンパク質において二つの異なる翻訳後修飾部 位を使用することを含む。The present invention is a marker for a fusion protein, which can be used directly or indirectly. to identify the fusion protein, or to culture cell extracts or host cells to generate the fusion protein. other materials such as those found in protein-containing media, e.g. mixtures of other proteins; Markers for fusion proteins such that fusion proteins can be isolated from including any type of post-translational modification that provides The present invention further provides for purification. To further simplify the process, two different post-translational modifications can be used in one fusion protein. including the use of positions.

好ましいのは、宿主細胞により、利用され、少数のタンパク質のみを修飾する翻 訳後修飾である。これは、融合タンパク質の同定及び単離を容易にするからであ る。細胞により利用され、共有結合により数種(1〜5)のタンパク質のみを修 飾する翻訳後修飾の例は、ビオチン化、4−ホスホパンテティンの結合、リポ酸 の結合、及びフラビンの結合である。Preferred are translations that are utilized by the host cell and modify only a small number of proteins. This is a post-translation modification. This is because it facilitates the identification and isolation of the fusion protein. Ru. Used by cells to covalently repair only a few proteins (1-5) Examples of decorative post-translational modifications include biotinylation, attachment of 4-phosphopantetin, lipoic acid and flavin binding.

例えば、E、coliは、唯一つのビオチン化タンパク質、アセチル−CoAカ ルボキシラーセのビオチンカルボキシルキャリヤータンパク質(BCCP)成分 、二つのリポ化タンパク質及び4I−ホスホパンテティンを含む一つのタンパク 質を含むことが示されている。Fal l、 Met、h。For example, E. coli has only one biotinylated protein, an acetyl-CoA protein. Biotin carboxyl carrier protein (BCCP) component of ruboxylase , two lipolyzed proteins and one protein containing 4I-phosphopantetin It has been shown to include quality. Fal l、 Met、h.

EnZymology、 62.390(1979);Perham et a l、 、 Biochem、 Soc、 Symp、 、 T4.67 (1987);Rock and Cronan、Meth、Enzymol、 、71,341(1981) o他のバクテリアは、二つ又は三つのビオチン化 タンパク質を含む。Fa、ll、Meth−Bnzymol、、62,390− 98(1979)a Saccharomyces cerevisiaeは、 生育条件に依存して、3〜5のビオチン化タンパク質を含み、哺乳類及び植物は 、そのようなタンパク質を4つ含む。Ch、andler and Ba1.I ard、 Biocham、 J、 、 251.749(1988);Lim  et al、 、 Arch、 Biochem、 Bio垂■凾刀A 。EnZymology, 62.390 (1979); Perham et a l, , Biochem, Soc, Symp, , T4.67 (1987); Rock and Cronan, Meth, Enzymol, , 71, 341 (1981) o Other bacteria have two or three biotinylated Contains protein. Fa,ll,Meth-Bnzymol,,62,390- 98 (1979)a Saccharomyces cerevisiae is Contains 3-5 biotinylated proteins, depending on growth conditions; mammals and plants , contains four such proteins. Ch, andler and Ba1. I ard, Biocham, J., 251.749 (1988); Lim et al, Arch, Biochem, Bio Tape A.

258、219(1987);N1kolau et al、 、 Anal、  Biochem、 、 149.448−53(1985j; Robinson et al、 、 J、 Biol、 Chem、 、 2 58.6660−64(1983)。また、全ての微生物、哺乳類及び植物は、 少なくとも二つのリポ化タンパク質(E2o及びE2p )と、おそらく三つの そのようなタンパク質(第三のタンパク質はグリシン開裂系に関与するリポ化タ ンパク質である)を含むと考えられている。258, 219 (1987); N1kolau et al, Anal, Biochem, 149.448-53 (1985j; Robinson et al, J, Biol, Chem, 2 58.6660-64 (1983). Also, all microorganisms, mammals and plants At least two lipolyzed proteins (E2o and E2p) and possibly three Such a protein (the third protein is a lipolytic protein involved in the glycine cleavage system) It is thought to contain proteins.

ビオチン、4−ホスホパンテティン及びリポ酸のタンパク質への付加の酵素学が 理解されており、これらの三つの修飾は全て、実質的に全ての細胞で起こる。こ れらの三つの化合物により修飾されるタンパク質の配列が知られており、従って 、翻訳後修飾部位をコードするDNA配列は、ハイブリダイゼーシヨンプローブ を用いて正確な配列がスクリーニングされるcDNA又はgDNAライブラリー を製造するような慣用方法を用いて得られる。実際、そのようなタンパク質のい くつかをコードする遺伝子が、既にクローン化されている。さらに、これらの修 飾は、代謝において、修飾分子が修飾タンパク質の表面に存在し、これにより、 修飾を有するタンパク質の同定及び精製を助けるような役割を果たす。Enzymology of the addition of biotin, 4-phosphopantetine and lipoic acid to proteins It is understood that all three of these modifications occur in virtually all cells. child The sequences of proteins modified by these three compounds are known, and therefore , a DNA sequence encoding a post-translational modification site is used as a hybridization probe. cDNA or gDNA libraries that are screened for accurate sequences using It can be obtained using conventional methods such as those for producing. In fact, such protein The genes encoding some have already been cloned. In addition, these repairs Decoration is that in metabolism, modified molecules exist on the surface of modified proteins, thereby It plays a role in helping to identify and purify proteins with modifications.

これらの全ての修飾基は、また、有効なハプテンでもあり、この修飾基に特異的 な抗体を製造し、これを用いて修飾を有する融合タンパク質を精製することがで きる。また、ビオチン化タンパク質は、例えばビオチン化タンパク質に対する抗 体とは逆に比較的安価で容易に入手できる、アビジン、ストレプトアビジン及び これらの二つの化合物の誘導体及び類似物に対するビオチンの特異性及び強い親 和性を利用することにより、容易に同定し、単離することができる。All these modifying groups are also effective haptens and are specific for this modifying group. It is possible to produce a modified antibody and use it to purify a fusion protein with a modification. Wear. In addition, biotinylated proteins can be used, for example, as antibodies against biotinylated proteins. On the contrary, avidin, streptavidin and Specificity of biotin and strong parent for derivatives and analogs of these two compounds By taking advantage of their compatibility, they can be easily identified and isolated.

同様にリポ酸は、種々の金属化合物(例えばヒ素及びタリウム化合物)が特異的 且つ強固に結合することができるジオチールであり、金属化合物はモノチオール よりもジチオールをより強固に結合し、リポ酸で修飾された融合タンパク質を精 製する方法を提供する。本発明の融合タンパク質の精製方法を、下記により詳細 に説明する。Similarly, lipoic acid has specific properties in various metal compounds (e.g. arsenic and thallium compounds). It is a diothyl that can be strongly bonded, and the metal compound is a monothiol. It binds the dithiol more tightly than the lipoic acid-modified fusion protein. Provides a method for manufacturing. The method for purifying the fusion protein of the invention is described in more detail below. Explain.

翻訳後修飾部位をコードするDNA配列は、通常目的とする翻訳後修飾を進行さ せるタンパク質をコードする完全な遺伝子の配列でありうる。翻訳後修飾が起こ るのを可能にするのに適当なアミノ酸配列をコードする断片であれば、このよう な遺伝子の断片であってもよい。さらに、そのような遺伝子のDNA配列又は断 片は、機能的な翻訳後修飾部位をコードする限り、改変してもよ(、完全に合成 した配列を使用してもよい。The DNA sequence encoding the post-translational modification site usually undergoes the desired post-translational modification. It can be the sequence of a complete gene encoding a protein. Post-translational modification occurs. Any fragment encoding a suitable amino acid sequence to enable It may also be a fragment of a gene. Furthermore, the DNA sequence or fragment of such gene Fragments may be modified (or completely synthetic) as long as they encode functional post-translational modification sites. You may also use the following array.

本発明のハイブリッドDNA配列の第二のDNA配列は、選択された目的とする タンパク質又はポリペプチドをコードする。このタンパク質又はポリペプチドは 、宿主により通常生産されるもの(“同種”タンパク質又はポリペプチド)であ ってもよく、また宿主により通常生産されないもの(“異種”タンパク質又はポ リペプチド)であってもよい。このように、同種タンパク質又はポリペプチドで さえ、翻訳後修飾の手段により同定又は単離されうるように付加されうる。The second DNA sequence of the hybrid DNA sequence of the invention is intended for the selected purpose. Encodes a protein or polypeptide. This protein or polypeptide is , which is normally produced by the host (a “homologous” protein or polypeptide) proteins that are not normally produced by the host (“foreign” proteins or (ripeptide). In this way, homologous proteins or polypeptides Even proteins can be added such that they can be identified or isolated by means of post-translational modification.

第二のDNA配列として有用なりNA配列のうち、下記のタンパク質又はポリペ プチドをコードするものが好ましいニブロチアーゼ、及びリパーゼのような酵素 ;ヒトインシュリン、種々のインターフェロン、ヒト成長ホルモン、ウシ成長ホ ルモン、ブタ成長ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、卵胞刺激ホルモン、バソプレ ッシン、及びプロラクチンのような動物及びヒトのホルモン:ファクターVII  、ファクターVIII、エリスロボイエチン及び組織プラスミノーゲン活性化 因子のような血液因子;リンフ才力イン;免疫グロブリンのようなグロブリン; アルブミン;β−エンドルフィン及びエンケファリンのようなエンドルフィン; ウィルス性又はバクテリア性抗原、例えば口蹄疫抗原、インフルエンザ抗原タン パク質及び肝炎コア及び表面抗原;レンニン;Bacillus thurin giensisエンドトキシン;並びに原核生物、真核生物又はウィルス起源の 他の有用なタンパク質及びポリペプチド。Among the NA sequences useful as the second DNA sequence, the following proteins or polypeptides Enzymes such as nibrothiase, preferably encoding peptide, and lipase ; human insulin, various interferons, human growth hormone, bovine growth hormone; Lumon, Porcine Growth Hormone, Thyroid Stimulating Hormone, Follicle Stimulating Hormone, Vasopre Animal and human hormones such as prolactin and prolactin: Factor VII , Factor VIII, erythroboietin and tissue plasminogen activation blood factors such as blood factors; lymphocytes; globulins such as immunoglobulins; albumin; endorphins such as β-endorphin and enkephalin; Viral or bacterial antigens, such as foot-and-mouth disease antigens, influenza antigens, protein and hepatitis core and surface antigen; rennin; Bacillus thurin endotoxin; as well as of prokaryotic, eukaryotic or viral origin. Other useful proteins and polypeptides.

融合タンパク質をコードするハイブリッドDNA配列は、当該技術分野の技術者 に知られている慣用技術を用いて製造し、ベクターに導入することができる。第 一に、翻訳後修飾部位及び目的のタンパク質又はポリペプチドをコードするDN A配列が単離される。これは、cDNA又はgDNAライブラリーを形成し、適 当なハイブリダイセーショり行われる。当然ながら、本発明の実施に有用な多く の遺伝子及びDNA配列が既に単離され、クローン化され、利用可能な状態にな っている。さらに、DNA又はアミノ酸の配列が知られているときは、多くの望 ましいDNA配列が化学合成により製造される。Hybrid DNA sequences encoding fusion proteins are readily available to those skilled in the art. can be produced and introduced into vectors using conventional techniques known in the art. No. First, the post-translational modification site and the DNA encoding the protein or polypeptide of interest. The A sequence is isolated. This forms a cDNA or gDNA library and A proper hybridization process takes place. Of course, there are many useful in practicing the invention. genes and DNA sequences have been isolated, cloned, and made available. ing. Furthermore, when the DNA or amino acid sequence is known, many desired A desired DNA sequence is produced by chemical synthesis.

本発明のハイブリッドDNA配列は、翻訳後修飾部位をコードするDNA配列の 末端を、目的のタンパク質又はポリペプチドをコードするDNA配列の末端に、 それらが同じ解読枠に存在するように結合することにより製造される。翻訳後修 飾部位をコードするDNA配列は、目的のタンパク質又はポリペプチドをコード するDNA配列の上流側又は下流側に位置しうる。The hybrid DNA sequence of the present invention comprises a DNA sequence encoding a post-translational modification site. the end to the end of the DNA sequence encoding the protein or polypeptide of interest, produced by combining them so that they are in the same reading frame. Post-translation correction The DNA sequence encoding the decorative site encodes the protein or polypeptide of interest. It may be located upstream or downstream of the DNA sequence.

好ましい実施態様において、ハイブリッドDNA配列は、さらに、翻訳後修飾部 位から選択されたタンパク質又はポリペプチドを分離するのに有用な、化学的又 は酵素的開裂部位をコードする第三のDNA配列を含む。そのような開裂部位は 、ハイブリッドDNA配列を、翻訳後修飾部位をコードするDNA配列と、目的 のタンパク質又はポリペプチドをコードするDNA配列の間に位置する、その望 ましい開裂部位をコードする1又はそれ以上のコドンを有するように、そして全 てのDNA配列が同じ解読枠内にあるように構築することにより、融合タンパク 質内に構築しうる。In a preferred embodiment, the hybrid DNA sequence further comprises post-translational modifications. chemical or polypeptides useful for separating selected proteins or polypeptides from contains a third DNA sequence encoding an enzymatic cleavage site. Such a cleavage site is , a hybrid DNA sequence is combined with a DNA sequence encoding a post-translational modification site and a desired located between the DNA sequences encoding the desired protein or polypeptide. one or more codons encoding a desired cleavage site, and all The fusion protein is constructed so that both DNA sequences are in the same reading frame. It can be constructed within the quality.

開裂部位は、タンパク分解開裂のための部位でありうる。また、選択された目的 のタンパク質又はポリペプチドがメチオニン残基を全く含んでいないばあいには 、開裂部位は、(ATGコドンによりコードされる)メチオニンでもよい。そし て、融合タンパク質は臭化シアンで処理することによりメチオニン残基で開裂し うる。Gross。The cleavage site can be a site for proteolytic cleavage. Also, the selected purpose If the protein or polypeptide does not contain any methionine residues, , the cleavage site may be methionine (encoded by the ATG codon). stop The fusion protein was then cleaved at the methionine residue by treatment with cyanogen bromide. sell. Gross.

Methods in EnzymologY、11,238−55(1967 )。Methods in EnzymologY, 11, 238-55 (1967 ).

タンパク分解開裂部位に関して、この開裂部位は、in vivoで、すなわち 宿主が生産したプロテアーゼによる精製の際に開裂が起こらないように選択する 必要がある。また、開裂部位は融合タンパク質のみに存在し、翻訳後修飾により 修飾される宿主により生産される他のタンパク質には存在しないような、充分に 独特なものであることが好ましい。この点で、第三のDNA配列は、非常に特異 的なプロテアーゼ、例えば下記のペプチド結合i1e−glu−gly−arg (Nagai andThorgersen、Methods in Enzy mology、153461−79(1987))を開裂するファクターXa、  フィブリンを開裂するトロンビン及びエラスチンを開裂するエラスターゼによ り認識される開裂部位をコードするようにデザインされうる。しかしながら、あ る種の源からのエラスターゼは、IgGを開裂するため、エラスターゼの使用は 、融合タンパク質が抗体カラム上で単離され、カラム上での開裂が望まれる場合 には望ましくないことに注意すべきである。With respect to the proteolytic cleavage site, this cleavage site is in vivo, i.e. Select to avoid cleavage during purification by host-produced proteases There is a need. In addition, the cleavage site is present only in the fusion protein and is caused by post-translational modification. sufficient that is not present in other proteins produced by the modified host. Preferably, it is unique. In this respect, the third DNA sequence is highly specific. proteases, such as the following peptide bond i1e-glu-gly-arg (Nagai and Thorgersen, Methods in Enzy factor Xa, which cleaves By thrombin, which cleaves fibrin, and elastase, which cleaves elastin. can be designed to encode cleavage sites that are recognized by However, a The use of elastase is , if the fusion protein is isolated on an antibody column and on-column cleavage is desired. It should be noted that this is not desirable.

本発明はまた、適当な宿主内で融合タンパク質を発現しうるベクターを含む。こ のベクターは、適当な発現調節配列に機能的に結合した融合タンパク質をコード するハイブリッドDNA配列を含む。この機能的結合を、ハイブリッドDNA配 列をベクターに挿入する前又は後に、行う方法はよ(知られている。発現調節配 列は、プロモーター、アクチベーター、エンハンサ−、オペレーター、リポソー ム結合部位、開始シグナル、停止シグナル、キャップシグナル、ポリアデニル化 シグナル、並びに転写又は翻訳の調節に関する他のシグナルを含む。The invention also includes vectors capable of expressing the fusion protein in a suitable host. child The vector encodes a fusion protein operably linked to appropriate expression control sequences. It contains a hybrid DNA sequence. This functional linkage can be achieved by hybrid DNA sequences. This can be done before or after inserting the sequence into the vector. Columns include promoter, activator, enhancer, operator, and liposome. binding site, start signal, stop signal, cap signal, polyadenylation signals, as well as other signals related to the regulation of transcription or translation.

ベクターは、両方ともハイブリッドDNA配列に機能的に結合したプロモーター 及び転写終了シグナルを含まなければならない。プロモーターは、宿主細胞内に おいて転写活性を示すいかなるDNA配列であってもよ(、同種又は異種タンパ ク質(好ましくは同種)、並びに細胞外又は細胞内タンパク質、例えばアミラー ゼ、グリコアミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ及び解糖酵素をコ ードする遺伝子から誘導されてもよい。Both vectors have a promoter operably linked to the hybrid DNA sequence. and a transcription termination signal. The promoter is inside the host cell. Any DNA sequence that exhibits transcriptional activity (including homologous or heterologous proteins) proteins (preferably homologous), as well as extracellular or intracellular proteins, e.g. enzyme, glycoamylase, protease, lipase, cellulase and glycolytic enzyme. It may also be derived from a gene that encodes.

プロモーターは、上流のアクチベーター及びエンハンサ−配列により先行されて もよい。オペレーター配列も、所望によりプロモーター配列の下流に含まれうる 。The promoter is preceded by upstream activator and enhancer sequences. Good too. An operator sequence may also be included downstream of the promoter sequence, if desired. .

ベクターは、ハイブリッドDNA配列がそれ自体は開始シグナルにより開始しな い場合は、ハイブリッドDNA配列の直前に翻訳開始シグナルを有しなければな らない。開始シグナルとハイブリッドDNA配列の末端との間には、終了シグナ ルがあるべきではない。A vector is a vector in which the hybrid DNA sequence is not itself initiated by an initiation signal. If there is a translation initiation signal immediately preceding the hybrid DNA sequence, No. There is a termination signal between the initiation signal and the end of the hybrid DNA sequence. There shouldn't be any.

本発明に使用するのに適する発現調節配列は、よく知られている。Expression control sequences suitable for use in the present invention are well known.

それらには、下記のものが含まれる: E、coli lac系、E、coli  trp系、TAC系及びTRC系のいずれか;バクテリオファージラムダの主 要なオペレーター及びプロモーター領域、繊維状1本鎖DNAファージの調節領 域;他のバクテリアの発現調節配列; Saccharomyces cere visiae TPI、 ADH,PGK及びαファクターをコードする遺伝子 から誘導されるプロモーター;Aspergillus oryzae TAK Aアミラーゼ及びA、nigerグリコアミラーゼ、中性のα−アミラーゼ及び 酸安定α−アミラーゼをコードする遺伝子から誘導されるプロモーター;Rhi zomucor m1ehe iアスパルチンプロテイナーゼ及びリパーゼをコ ードする遺伝子から誘導されるプロモーター;並びに原核細胞、真核細胞、それ らのウィルス又はそれらの組み合わせの遺伝子の発現を調節する他の既知の配列 。These include: E. coli lac series, E. coli Either trp system, TAC system or TRC system; main bacteriophage lambda Essential operator and promoter regions, regulatory regions of filamentous single-stranded DNA phage Region; Expression control sequences of other bacteria; Saccharomyces cere Genes encoding TPI, ADH, PGK and α-factor Promoter derived from Aspergillus oryzae TAK A amylase and A, niger glycoamylase, neutral α-amylase and Promoter derived from the gene encoding acid-stable α-amylase; Rhi zomucor m1ehe i co-coat aspartin proteinase and lipase promoters derived from genes encoding; as well as prokaryotic cells, eukaryotic cells, and other known sequences that regulate the expression of genes of these viruses or combinations thereof. .

ベクターは、さらに宿主細胞内での複製を可能にする一つ又はそれ以上の複製シ ステムを含まなければならない。特に、宿主が酵母である場合は、ベクターは酵 母の2u複製遺伝子REPI−3及び複製の起点(origin)を含まなけれ ばならない。The vector further includes one or more replication systems that enable replication within the host cell. Must include stem. In particular, when the host is yeast, the vector Must contain the maternal 2u replication gene REPI-3 and the origin of replication. Must be.

ターに導入する少なくとも1個の制限酵素部位及びベクターが宿主細胞内に存在 する場合に表われる選択可能な又は同定可能なフェノタイプの特性をコードする DNA配列(“選択マーカー”)を含まなければならない。At least one restriction enzyme site and the vector to be introduced into the host cell are present in the host cell. encodes a selectable or identifiable phenotypic characteristic that occurs when It must contain a DNA sequence (a "selectable marker").

本発明に使用するのに適するベクターは、よ(知られている。それらには、pU C(例えばpUC8及びpUC4K)、pBR(例えばpBR322及びpBR 328) 、’pUR(例えばpUR288) 、ファージλ及びYEp(例え ばYEp24 )プラスミド、下記の実施例に記載された他のベクター、並びに これらのベクターの誘導体が含まれる。Vectors suitable for use in the present invention are well known. They include pU C (e.g. pUC8 and pUC4K), pBR (e.g. pBR322 and pBR 328), 'pUR (e.g. pUR288), phages λ and YEp (e.g. YEp24) plasmids, other vectors described in the Examples below, and Derivatives of these vectors are included.

好ましい実施態様において、シグナル又はシグナルリーダー配列をコードするD NA配列又はそれらの機能性断片は、組み換えDNAベクター内に、翻訳開始シ グナルと融合タンパク質をコードする/)イブリッドDNAとの間に含まれる。In a preferred embodiment, D encoding a signal or signal leader sequence The NA sequences or functional fragments thereof are placed within the recombinant DNA vector at the translation initiation site. and the hybrid DNA encoding the fusion protein.

シグナル又はシグナルリーダー配列は、ポリペプチド又はタンパク質のアミノ末 端にあるアミノ酸の配列であり、タンパク質又はポリペプチドの、それが生産さ れた細胞からの分泌を提供する。好ましくは、シグナル又はシグナルリーダーア ミノ酸配列は、その細胞からの分泌の間に融合タンパク質から開裂される。そう でない場合には、好ましくは、融合タンパク質は、融合タンパク質を単離した後 に、シグナル又はシグナルリーダーアミノ酸配列から開裂される。A signal or signal leader sequence is a signal or signal leader sequence at the amino terminus of a polypeptide or protein. A sequence of amino acids at the end of a protein or polypeptide that is produced by provides secretion from cells that are Preferably, the signal or signal leader The amino acid sequence is cleaved from the fusion protein during its secretion from the cell. yes If not, preferably the fusion protein is isolated after isolation of the fusion protein. cleaved from the signal or signal leader amino acid sequence.

本発明に使用するのに適するシグナル又はシグナルリーダー配列には、下記のも のが含まれる:saccharomyces cerevisiae αファク ター(U、 S、特許No、 4.546.082及び4.870.008参照 ) 、S、cerevisiaeαファクターの断片、S、cerevisia e αファクター(米国特許No、 4.588、684参照)、酵母のBAR I分泌系(米国特許No、 4.613.572参照)、合成シグナルリーダー 配列、Kluyveromyces Iactis シグナルリーダー配列及び 通常タンパク質又はポリペプチドの前駆体、例えばインターフェロンの前駆体の 一部であるシグナル配列(米国特許No。Signal or signal leader sequences suitable for use in the invention include: Contains: saccharomyces cerevisiae alpha (U, S, Patent No. 4.546.082 and 4.870.008) ), S, cerevisiae α factor fragment, S, cerevisiae e α factor (see U.S. Patent No. 4.588, 684), yeast BAR I secretion system (see U.S. Patent No. 4.613.572), synthetic signal reader sequence, Kluyveromyces Iactis signal leader sequence and Usually a precursor of a protein or polypeptide, such as a precursor of interferon. Part of the signal sequence (US Patent No.

4、775.622)。4,775.622).

ビオチン、4−ホスホパンテティン又はリポ酸で修飾される公知の天然に存在す るタンパク質は分泌されない。これは、これら3種の化合物の一つを付加するこ とにより修飾されたタンパク質が細胞代謝に関与するためである、と予想される 。従って、翻訳後修飾がこれら3種の化合物の一つの融合タンパク質への付加を 含む場合には、分泌されるべき修飾されたタンパク質のみが融合タンパク質とな るので、融合タンパク質の部分としてシグナル又はシグナルリーダー配列を含む のが好ましい。Known naturally occurring compounds modified with biotin, 4-phosphopantetine or lipoic acid The proteins that are present are not secreted. This is done by adding one of these three compounds. This is expected to be because proteins modified by . Therefore, post-translational modifications may result in the addition of these three compounds to one fusion protein. If so, only the modified protein to be secreted becomes the fusion protein. contain a signal or signal leader sequence as part of the fusion protein. is preferable.

得られたハイブリッドDNA配列を含むベクターを、適当な宿主を形質転換する ために使用する。この形質転換は、当該技術分野でよく知られた方法を用いて行 うことができる。A suitable host is transformed with the vector containing the obtained hybrid DNA sequence. used for. This transformation is performed using methods well known in the art. I can.

多(の使用可能でよく知られた宿主細胞のいずれも本発明の実施に使用しうる。Any of the many available and well-known host cells may be used in the practice of the present invention.

宿主は、選択された翻訳後修飾を行うことができるものでなければならない。上 記で指摘したように、はとんど全ての細胞は、ビオチン、4−ホスホパンテティ ン及びリポ酸をタンパク質に付加することができる。The host must be capable of carrying out the selected post-translational modifications. Up As pointed out above, almost all cells contain biotin, 4-phosphopantethi and lipoic acid can be added to proteins.

特定の宿主の選択は、そのほかに、当該技術において認識されている多数のファ クターに依存する。これらには、例えば、選択された発現ベクターとの適合性、 ハイブリッドDNA配列によりコードされる融合タンパク質のそれに対する毒性 、形質転換率、融合タンパク質の回収のしやすさ、発現される性質、生物学的安 全性及びコストが含まれる。全ての宿主が特定のハイブリッドDNA配列又は特 定の翻訳後修飾による融合タンパク質の修飾に対して等しく有効であるとは限ら ないことを理解した上で、これらのファクターのバランスをとる必要がある。The selection of a particular host may be influenced by a number of other art-recognized factors. Depends on the vector. These include, for example, compatibility with the chosen expression vector; Toxicity to that of the fusion protein encoded by the hybrid DNA sequence , transformation rate, ease of recovery of the fusion protein, expressed properties, and biological safety. Includes completeness and cost. All hosts contain a specific hybrid DNA sequence or may not be equally effective for modifying fusion proteins with certain post-translational modifications. It is necessary to balance these factors while understanding that there is no

これらの一般的なガイドラインの範囲内で、有用な微生物宿主には、バクテリア (例えばE、coii種)、酵母(例えばSaccharomyces種)、及 び他の菌、昆虫、植物、哺乳類(ヒトを含む)の培養細胞、又は当該技術分野で 知られる他の宿主が含まれる。Within these general guidelines, useful microbial hosts include bacteria (e.g. E. coii sp.), yeasts (e.g. Saccharomyces sp.), and cultured cells of other bacteria, insects, plants, mammals (including humans), or those in the art. Other known hosts are included.

宿主は、好ましくは、融合タンパク質以外のタンパク質が選択された翻訳後修飾 により修飾されないように操作される。例えば、通常酵母によりビオチン化され るタンパク質は、成る種の添加培地上での酵母の生育には必要なく、それらをコ ードする遺伝子は、本発明の融合タンパク質をビオチン化できるが、いかなる他 のビオチン化タンパク質も生産しない酵母宿主を生産するために、欠失させるか 又は機能しないようにすることができる。Mishina et al、、Eu r、J。The host preferably allows proteins other than the fusion protein to undergo post-translational modifications. It is manipulated so that it is not modified by For example, it is usually biotinylated by yeast. These proteins are not required for yeast growth on medium supplemented with seeds, and they are The encoding gene can biotinylate the fusion protein of the present invention, but any other to produce a yeast host that also does not produce biotinylated proteins. Or it can be made non-functional. Mishina et al, Eu r, J.

Biochem、 、 111.79(1980)参照。同様に、8.coli により通常リポ化されるタンパク質は、適当に補充された培地上のバクテリアの 生育には、必要なく、それらをコードする遺伝子は、本発明のリポ化融合タンパ ク質を唯Tのリポ化タンパク質として生産することのできるバクテリア宿主を生 産するために欠失させることができる。また、脂肪酸の存在下で高温で成長する 、BCCP(E、coliにより通常生産される唯一のビオチン化されたタンパ ク質)をほとんど生産しない温度感受性突然変異体E、coli株が開発されて いる。この突然変異体味は、fabEと名付けられ、Co11 Genetic  5tock Center、Yale University、 New H aven、 CTから入手できる。See Biochem, 111.79 (1980). Similarly, 8. coli Proteins that are normally lipolyzed by bacteria on an appropriately supplemented medium are The genes encoding these genes are not necessary for growth, and the genes encoding them are not necessary for growth. Generate a bacterial host that is capable of producing protein only as a lipolyzed protein. can be deleted to produce It also grows at high temperatures in the presence of fatty acids. , BCCP (E. coli, the only biotinylated protein normally produced) A temperature-sensitive mutant E. coli strain has been developed that produces almost no protein (e.g. There is. This mutant flavor was named fabE and was developed by Co11 Genetic. 5tock Center, Yale University, New H Available from aven, CT.

適当な宿主の操作は、本発明−の融合タンパク質の生産が、細胞代謝に必要な内 生タンパク質の翻訳後修飾の減少のために、細胞代謝に有害となりうる可能性を 考慮に入れなければならない。例えば、毒性は、細胞内ビオチンの減少の結果と して、又は利用可能なビオチンリガーゼ活性の滴定のため、又はその両者のため に起こりうる。Engineering a suitable host will ensure that production of the fusion proteins of the present invention is within the necessary range of cellular metabolism. Potentially detrimental to cellular metabolism due to reduced post-translational modifications of raw proteins must be taken into account. For example, toxicity is the result of a decrease in intracellular biotin. or for titration of available biotin ligase activity, or both. It can happen.

ビオチン減少の潜在的な問題は、ビオチンを成長培地に高濃度で供給することに より容易に克服できる。E、coii、 Saccharomyces cer evisiae及び哺乳類の組織培養細胞のビオチン輸送システムは、ビオチン 減少を排除するのに充分高い割合でビオチンを輸送することができる。Bark er & Campbell、 J、 Bacteriology、 143. 789(1980);Ragers and Lichstein、J、Bac teriology、100,556(1,969);Dakshinamur tiet al、 、 Ann、 N、 Y、 Acad、 Sei、 、 4 47.38(1985)。高濃度のビオチンが、拡散によりE、coliに入る ことができるという証拠もある。Barker&Campbell、 J、 B acteriology、 143.789(1980)。A potential problem with biotin depletion is that biotin is supplied at high concentrations in the growth medium. more easily overcome. E, coii, Saccharomyces cer The biotin transport system of E. evisiae and mammalian tissue culture cells is Biotin can be transported at a rate high enough to eliminate depletion. Bark er & Campbell, J. Bacteriology, 143. 789 (1980); Ragers and Lichstein, J. Bac. teriology, 100,556 (1,969); tiet al, , Ann, N, Y, Acad, Sei, 4 47.38 (1985). High concentrations of biotin enter E. coli by diffusion. There is evidence that it can be done. Barker & Campbell, J.B. acteriology, 143.789 (1980).

延長された高レベルのビオチン化融合タンパク質の発現は、内因性のビオチンタ ンパク質のビオチン化の欠失という結果をもたらす。Prolonged, high-level biotinylated fusion protein expression This results in a lack of protein biotinylation.

E、coliにおいて、唯一の内因性のビオチン化タンパク質は脂肪酸合成に必 要な工程を触媒するBCCPである。いくつかの本発明の融合タンパク質の高レ ベルの発現が、BCCPのビオチン化を減少させ、宿主しかしながら、B、co liビオチンリガーゼをコードする遺伝子(birA)がクローン化され、bi rA 遺伝子を含むマルチコピープラスミドなプラスミドはビオチンリガーゼを 過剰に生産し、ビオチン化融合タンパク質の収量は増加させ、融合タンパク質生 産の可能な成長抑制効果を克服するために使用しうる。特に、Buoncris trani and 0tsuka、 J、 B io 1. Chem、 、  263.j 013(1988)は、E、coliビオチンリガーゼが、細胞 成長に有害な効果を示すことなく、〉600倍過剰に生産され得ることを報告し ている。同様のプラスミドを用いて、本発明者らは、非常に高度に発現した(約 3X10’分子/細胞)融合タンパク質(実施例8参照)の定量的ビオチン化を 得た。In E. coli, the only endogenous biotinylated protein is essential for fatty acid synthesis. BCCP catalyzes essential steps. High levels of some of the fusion proteins of the invention Expression of B.Bel reduces biotinylation of BCCP and shows that B.co. The gene encoding li biotin ligase (birA) was cloned and bi A multicopy plasmid containing the rA gene contains biotin ligase. Overproducing and biotinylated fusion protein yield increases and fusion protein production increases. can be used to overcome the possible growth-inhibiting effects of In particular, Buoncris trani and 0tsuka, J, Bio 1. Chem, 263. J013 (1988) showed that E. coli biotin ligase is reported that it could be produced in >600-fold excess without exhibiting deleterious effects on growth. ing. Using a similar plasmid, we obtained very high expression (approximately Quantitative biotinylation of the fusion protein (see Example 8) (3 x 10' molecules/cell) Obtained.

リガーゼ欠損突然変異体が遺伝的補充によりクローン化を可能にしているにもか かわらず、S、 cerevisiaeリガーゼ遺伝子は、まだクローン化され ていない。E、coliリガーゼは、酵母又は他の異種のシステムで発現し、増 加したりガーゼレベルを提供する。しかしながら、上記のように、酵母内のビオ チン化タンパク質は酵母の成長のために必要な(、それをコードする遺伝子は欠 損又は非機能化されうる。Although ligase-deficient mutants can be cloned by genetic supplementation, However, the S. cerevisiae ligase gene has not yet been cloned. Not yet. E. coli ligase can be expressed and expanded in yeast or other heterologous systems. Add or gauze level. However, as mentioned above, the biological Tinylated proteins are necessary for yeast growth (the gene encoding them is lacking). may be damaged or rendered inoperable.

今日まで、細胞代謝についての問題はりボイル化タンパク質の生産に関連しては 注目されていなかった。リポ酸欠損も、リポエートリガーゼの滴定も起こらない ようにみえる。To date, only a few questions about cellular metabolism have been associated with the production of boiled proteins. It wasn't getting any attention. No lipoic acid deficiency or titration of lipoate ligase occurs It looks like.

次に、形質転換された宿主は慣用の培養条件で、所望の融合タンパク質が発現す るように培養される。融合タンパク質は、また、1nvivoで翻訳後修飾によ り修飾されるのが好ましい。The transformed host is then grown under conventional culture conditions until the desired fusion protein is expressed. It is cultivated so that The fusion protein can also be modified in vivo by post-translational modification. Preferably, it is modified as follows.

本発明は、また、修飾された後にのみ融合タンパク質に結合する結合パートナ− を用意し、結合を可能にする条件で修飾された融合タンパク質を結合パートナ− と接触させることを含む、混合物中の材料から修飾された融合タンパク質を、単 離する方法を提供する。The present invention also provides binding partners that bind to the fusion protein only after they have been modified. and bind the fusion protein modified with conditions that allow binding to the binding partner. The modified fusion protein is simply removed from the materials in the mixture by contacting the modified fusion protein with Provide a way to separate.

融合タンパク質を結合パートナ−に結合した後、結合した融合タンパク質を混合 物(例えば、細胞抽出物又は培地)中の他の材料から分離し、その後、融合タン パク質を結合パートナ−から溶離する。After binding the fusion protein to the binding partner, mix the bound fusion proteins. separated from other materials in the product (e.g., cell extract or culture medium) and then The protein is eluted from the binding partner.

翻訳後修飾部位は、融合タンパク質がまだ結合パートナ−に結合している間に、 又は溶離した後、選択されたタンパク質又はポリペプチドから除去してもよい。Post-translational modification sites occur while the fusion protein is still bound to the binding partner. Alternatively, it may be removed from the selected protein or polypeptide after elution.

翻訳後修飾部位は、種々の手段により除去しつるが、好ましくは上記の開裂部位 の手段により除去する。The post-translational modification site can be removed by various means, but preferably the cleavage site described above is removed. Remove by means of.

結合パートナ−は抗体でもよい。例えば、ビオチン、4−ホスホパンテティン又 はリポ酸に対する抗体を使用して、これらの化合物の付加により修飾された融合 タンパク質を精製することができる。この抗体は、好ましくは固体支持体に固定 される。抗体を製造し、これをタンパク質の精製に使用する方法はよく知られて いる。The binding partner may be an antibody. For example, biotin, 4-phosphopantetin or modified fusions by the addition of these compounds using antibodies against lipoic acid. Proteins can be purified. The antibody is preferably immobilized on a solid support. be done. Methods for producing antibodies and using them for protein purification are well known. There is.

結合パートナ−は、修飾後に融合タンパク質に結合する他の化合物であってもよ い。前記のように、ビオチンは非常に強固に(KD 10−”M)、アビジン及 びストレプトアビジンにより特異的に非共有結合で結合する。この特異的結合は 、立体障害のために結合親和性が、減少するにもかかわらず(K、約10−”M )、上記に論じたように、タンパク質に共有結合したビオチンまで伸びる。従っ て、ビオチン化された融合タンパク質は、結合パートナ−としてアビジン、スト レプトアビジン又はこれらの2種化合物の類似物又は誘導体を用いて精製しても よい。アビジン及びストレプトアビジンの類似物及び誘導体には、下記のものが 含まれる:アビジン及びストレプトアビジンのサブユニット及び断片;アミノ酸 が欠失、付加又は置換されたアビジン及びストレプトアビジン(フルサイズ、サ ブユニット又は断片);化学的に修飾されたアビジン及びストレプトアビジン。The binding partner may be another compound that binds to the fusion protein after modification. stomach. As mentioned above, biotin is very strongly (KD 10-”M), avidin and specifically non-covalently bound by streptavidin and streptavidin. This specific binding is , although the binding affinity is reduced due to steric hindrance (K, approximately 10-”M ), extending to biotin covalently bound to the protein, as discussed above. follow Therefore, the biotinylated fusion protein can be used with avidin and stock as binding partners. Purification using leptavidin or analogues or derivatives of these two compounds good. Analogs and derivatives of avidin and streptavidin include: Includes: subunits and fragments of avidin and streptavidin; amino acids Avidin and streptavidin with deletions, additions, or substitutions (full size, full size) chemically modified avidin and streptavidin.

いずれの類似物又は誘導体も、特異的にビオチンを結合する能力を保持する限り 適している。Any analog or derivative retains the ability to specifically bind biotin. Are suitable.

固定化アビジン又はストレプトアビジン又はその類似物又は誘導体のカラムを用 いるのは、抗体カラムを用いるときに時々遭遇する変性の危険が避けられるので 、本発明のビオチン化融合タンパク質を精製する好ましい手段である。そのよう なカラムは、また、抗体カラムより安価に使用できる。さらに、アビジン及びス トレプトアビジンは、タンパク分解及び変性に対して抗体より抵抗性であり、ア ビジン及びストレプトアビジンのカラムライフは、抗体カラムのそれより長い。using a column of immobilized avidin or streptavidin or its analogs or derivatives. This is because the risk of denaturation sometimes encountered when using antibody columns is avoided. , is a preferred means of purifying the biotinylated fusion proteins of the invention. Like that Columns are also cheaper to use than antibody columns. In addition, avidin and Treptavidin is more resistant to proteolysis and denaturation than antibodies; The column life of vidin and streptavidin is longer than that of antibody columns.

アビジン及びストレプトアビジンカラムは、抗体カラムのような他のアフィニテ ィーカラムと同様の方法により製造され、これらの方法はよく知られている。例 えば、アビジン又はストレプトアビジンは、臭化シアンで活性化されたセファロ ースに共有結合されつる。Avidin and streptavidin columns are compatible with other affinity columns such as antibody columns. These methods are well known. example For example, avidin or streptavidin can be used as a cephalogram activated with cyanogen bromide. Vine covalently bonded to the base.

本発明の方法の好ましい実施態様においては、開裂部位を有するビオチン化融合 タンパク質を含む細胞抽出物又は培地を、固定したアビジン及びストレプトアビ ジンのカラムに通す。抽出物又は培地中のビオチン化融合タンパク質及び他のビ オチン化タンパク質のみが、カラムに保持される。その後、融合タンパク質を開 裂部位で開裂すると、目的のタンパク質又はポリペプチドがカラムから溶離され 、ビオチン化部位を含むポリペプチドはカラムに保持される。開裂部位を、融合 タンパク質又は他のビオチン化タンパク質以外には存在しないように選択すると 、選択された目的のタンパク質又はボ、 リペプチドのみがカラムから溶離する 。アビジン及びストレプトアビジンは、通常、プロテアーゼに抵抗性であるが、 開裂部位はアビジン及びストレプI・アビジンに見出されないものが好ましい。In a preferred embodiment of the method of the invention, a biotinylated fusion with a cleavage site Protein-containing cell extracts or media are transferred to fixed avidin and streptavidin. Pass through the gin column. Biotinylated fusion proteins and other biotinylated proteins in extracts or media Only otinylated proteins are retained on the column. Then open the fusion protein. Upon cleavage at the cleavage site, the protein or polypeptide of interest is eluted from the column. , the polypeptide containing the biotinylation site is retained on the column. Fusion of the cleavage site Selected to be absent from proteins or other biotinylated proteins , only the selected protein or polypeptide of interest elutes from the column. . Avidin and streptavidin are usually resistant to proteases, but Preferably, the cleavage site is one that is not found in avidin and Strep I avidin.

カラム上で融合タンパク質を開裂する場合には、それらの操作がより良好に耐え うると思われることから、通常の親和性のアビジン及びストレプトアビジンのカ ラムを用いるのが好ましいが、アビジン及びストレプトアビジンによるビオチン 部分の非常に強固な結合は、完全なビオチン化融合タンパク質の溶離が望まれる 場合には不利となりうる。アビジン及びストレプトアビジンによるビオチン化タ ンパク質の結合は、実質的に遊離のビオチンとの競合により不可逆的であり、そ のようなカラムからの溶離にはビオチン化タンパク質の変性を起こす著しく厳し い方法を使用しなければならない。These operations are better tolerated when cleaving fusion proteins on columns. Because it is thought to have a strong affinity for avidin and streptavidin, Preferably, biotin with avidin and streptavidin is used. Very tight binding of moieties makes elution of the fully biotinylated fusion protein desirable It can be disadvantageous in some cases. Biotinylation with avidin and streptavidin Protein binding is virtually irreversible due to competition with free biotin; Elution from columns such as method must be used.

しかしながら、ビオチン及びビオチン化タンパク質に対する親和性が低いアビジ ンカラムは、その通常の四量体型からモノマー型へのアビジンの転化により、容 易に且つ再生可能に製造することができる。そのようなモノマーアビジンカラム は、固定したアビジンカラムをグアニジン溶液で処理することにより得られる。However, avidizin, which has a low affinity for biotin and biotinylated proteins, The column increases capacity by converting avidin from its normal tetrameric form to its monomeric form. It can be easily and reproducibly manufactured. Monomeric avidin columns such as is obtained by treating a fixed avidin column with a guanidine solution.

この処理は、部分的に及び不可逆的に、アビジンを変性し、高い親和性のビオチ ン結合部位の殆どを低い親和性(K 、約1.0− ’ ・〜1.0−’M)部 位に変える。This treatment partially and irreversibly denatures the avidin, allowing high affinity biotin Most of the binding sites of change the position.

残った高い親和性部位は、ビオチンでブロックすることができ、これによりビオ チン含有非変性緩衝液を用いて、結合したビオチン化タンパク質を定量的に溶離 できるカラムが得られる。The remaining high affinity sites can be blocked with biotin, which Quantitative elution of bound biotinylated proteins using non-denaturing buffer containing tin A column that can be used is obtained.

低親和性モノマーアビジンカラムの製造及び性質に関する参考文ラムに使用する のに適する材料の製造は低親和性のモノマーアビジンカラムの製造における最初 の工程であるので間接的に記載している。Reference text regarding the manufacture and properties of low affinity monomer avidin columns used in columns The production of materials suitable for low-affinity monomeric avidin columns is the first step in the production of low-affinity monomeric avidin columns. Since this is a process, it is described indirectly.

細胞抽出物又は細胞培地を低親和性モノマーアビジンカラムに通ず場合、ビオチ ン化融合タンパク質及び他のビオチン化タンパク質のみが結合する。結合したビ オチン化タンパク質は、ビオチン含有緩衝液を用いて溶離される。このように、 融合タンパク質は、変性されることな(溶離され、カラムは再利用しうる。If the cell extract or cell culture medium is passed through a low affinity monomeric avidin column, biotin Only biotinylated fusion proteins and other biotinylated proteins bind. Combined video Otinylated proteins are eluted using a biotin-containing buffer. in this way, The fusion protein is not denatured (eluted) and the column can be reused.

融合タンパク質は、大きさ、電荷又は抗原性をベースとする分離のような慣用の 分離方法により、溶離緩衝液中のビオチン及び他のビオチン化タンパク質のいず れからも分離されることができる。別法として、融合タンパク質は、開裂部位が 存在する場合には開裂部位で開裂されることができ、タンパク質とビオチンの混 合物はアビジン又はストレプトアビジン(通常の高親和性)カラムを通過し、他 のビオチン化タンパク質及びビオチンはカラムに結合する。さらに、開裂部位が 融合タンパク質のセグメント間の結合部に特有である場合、選択された目的のタ ンパク質又はポリペプチドのみがこのカラムから溶離される。Fusion proteins can be prepared using conventional methods such as size, charge, or antigenicity-based separations. Depending on the separation method, biotin and other biotinylated proteins may be present in the elution buffer. It can also be separated from Alternatively, the fusion protein may have a cleavage site If present, it can be cleaved at the cleavage site and mix protein and biotin. The compound is passed through an avidin or streptavidin (usually high affinity) column and The biotinylated protein and biotin bind to the column. Furthermore, the cleavage site If specific to the junction between the segments of the fusion protein, the selected tag of interest Only proteins or polypeptides are eluted from this column.

低親和性ストレプトアビジン力ラムを製造することも可能である。It is also possible to produce a low affinity streptavidin strain.

背景のところに記載したように、ストレプトアビジン遺伝子は、クローン化され ている。また、結晶構造は最近解析され、低レゾル−ジョンアビジン構造をスト レプトアビジン構造に実質的に重ねつるパーソナルコミュニケーション。これら の構造は、モノマーアビジンの減少したビオチン結合親和性を説明する。四量体 アビジンにおいては、与えられたサブユニットの疏水性ビオチン結合部位を形成 する四つのトリプトファン残基の一つは、近接した(cydad関連)サブユニ ットから誘導され、モノマー化により、この残基がビオチン結合部位から除去さ れ、低親和性が得られる。従って、結晶構造により導かれる部位特異的突然変異 誘発と組み合わせてストレプトアビジン遺伝子を適当に発現させると、モノマー の親和性を有する(又は原理的に与えられたいかなる親和性をも示す)四量体ス トレグ1ヘアビジ2分子が生産される。そのような四量体分子は、プロテアーゼ 及び変性に対してモノマーより安定であり、より優れたカラム結合リガンドを提 供すると考えられる。As described in the background, the streptavidin gene was cloned and ing. In addition, the crystal structure has been recently analyzed, and the low-resolution avidin structure is Personal communication virtually superimposed on the leptavidin structure. these The structure of Avidin explains the reduced biotin binding affinity of monomeric avidin. tetramer In avidin, it forms a hydrophobic biotin-binding site for a given subunit. One of the four tryptophan residues that monomerization removes this residue from the biotin binding site. This results in low affinity. Therefore, site-directed mutagenesis guided by the crystal structure Appropriate expression of the streptavidin gene in combination with induction results in monomer a tetrameric stream that has an affinity (or exhibits any affinity given in principle) Two molecules of treg1 hairvisi are produced. Such a tetrameric molecule is a protease more stable than monomers and against denaturation, offering better column-binding ligands. It is thought that it will be provided.

リボ化タンパク質上のr)ボイル残基は、分子内ジスルフィド結合を含む。リボ 化タンパク質を還元すると、リボイル残基は、チジオールジヒドロイポ酸を形成 し、リボ化融合タンパク質は、モノチオールよりジオールをはるかに強固に結合 する金属化合物を用いて精製されうる。r) Boil residues on ribolyzed proteins contain intramolecular disulfide bonds. ribo Upon reduction of the protein, the riboyl residue forms thiodiol dihydroipoic acid. However, ribonated fusion proteins bind diols much more tightly than monothiols. It can be purified using metal compounds that

リボ化融合タンパク質は、ジスルフィド結合を還元してジチオールを生成させる 試薬により還元される。そのような試薬及びそれらを使用する方法はよく知られ ている。適当な還元剤には、水素化ホウ素、モノチオール、例えばメルカプトエ タノール及びチオグリコレート、並びに1,4−ジチオール、例えばジチオトレ イトールが含まれる。1.4−ジチオールが好ましい。Ribonylated fusion proteins reduce disulfide bonds to generate dithiols Reduced by reagent. Such reagents and methods of using them are well known. ing. Suitable reducing agents include borohydrides, monothiols such as mercaptoesters, tanols and thioglycolates, and 1,4-dithiols, such as dithiothre Contains itol. 1,4-dithiol is preferred.

有機層ヒ酸塩は、チオール部分が隣接炭素原子にあるか又はメチレン基により分 離された炭素原子上にある場合(例えば1.2−ジチオール又は1.3−ジチオ ール)、モノチオールよりもジチオールに、さらに強固に結合する。ジヒドロリ ポ酸は、6,8−ジチオールであり、及び有機ヒ素化合物への強固な結合は、生 物学的システムの中で、この化合物に実質的に独特であり、従って、有機層ヒ酸 塩を本発明のリボ化融合タンパク質の精製に使用するように選択するのが好まし い。Organic phase arsenates have thiol moieties located on adjacent carbon atoms or separated by methylene groups. on separated carbon atoms (e.g. 1,2-dithiol or 1,3-dithiol) binds more tightly to dithiols than to monothiols. Dihydroli Polyacid is a 6,8-dithiol, and its strong bond to organic arsenic compounds is Among physical systems, this compound is virtually unique and therefore the organic layer arsenate Salts are preferably selected for use in the purification of ribonated fusion proteins of the invention. stomach.

適する有機ヒ素は、次式:RAs・0(式中、As・0は亜ヒ酸塩基(アルシン 酸化物)を表し、Rは置換又は未置換の直鎖、枝分かれ鎖又は環状(芳香環を含 む)炭化水素基及びヘテロ原子基を含むあらゆる有機基を表す。有機ヒ素は低分 子量化合物より揮発性が低いので、Rは、好ましくは高分子量(>75)の残基 である。有機層ヒ酸塩は、下記に記載されているように製造されるo J、L、 Webb、Enz)+me and Metabolic Inhibitor s、 Vol、 III、 pp、 595−793(Academic Pr ess、 New Y盾窒■ 1966)及びR,M、 Johnstone、“5ulfhydryl Ag ents:Ar5enicals、”inMetaboI ic Inhibi  tars、 A Cornprehensive Treatjse、 Vo l、 II、 pp、@99−9 9−118(Acade Press、New York 1963)。A suitable organic arsenic has the following formula: RAs.0, where As.0 is arsenite (arsine). R represents a substituted or unsubstituted linear, branched, or cyclic (including aromatic ring) ) Represents any organic group including hydrocarbon groups and heteroatom groups. Organic arsenic is low R is preferably a high molecular weight (>75) residue, as it is less volatile than molecular weight compounds. It is. The organic layer arsenate is prepared as described below. Webb, Enz)+me and Metabolic Inhibitor s, Vol, III, pp, 595-793 (Academic Pr ess, New Y shield nitrogen 1966) and R, M. Johnstone, “5ulfhydryl Ag ents:Ar5enicals,”inMetaboIic Inhibi tars, A Cornprehensive Treatjse, Vo l, II, pp, @99-9 9-118 (Acade Press, New York 1963).

有機層ヒ酸塩は、高分子材料に結合して、有機亜ヒ酸塩カラムを形成する。その ような場合において、Rは、RAs=Oを高分子材料に結合するための機能性リ ガンド、例えばNH,、SH及びC0OHを含んでいなければならない。そのよ うなカラム及びカラムに使用するのに適する高分子材料の製造方法は、他のアフ ィニティーカラムを製造するのに使用されるものであり、よく知られている。The organic layer arsenate is bound to a polymeric material to form an organic arsenite column. the In such cases, R is a functional link for bonding RAs=O to the polymeric material. eg NH, , SH and COOH. That's it The method of manufacturing the column and polymeric materials suitable for use in the column is similar to that of other It is well known and is used to manufacture affinity columns.

アガロースに結合した有機亜ヒ酸塩のカラムは、Hannestad et a l、 、 Analytical Biochemistry、 126.20 0(1982)に記載されているように製造されうる。細胞抽出物又は細胞培地 を還元し、その後該カラムに通す場合は、リボ化融合タンパク質及び他のリボ化 タンパク質のみが結合する。結合したリボ化タンパク質は、水酸化ナトリウム又 は1,2−又は1,3−ジチオールへ例えばジチオプロピルアミン、ジヒドロリ ポ酸、2,3−ジメルカプト−2−プロパツール又は2,3−ジメルカプト−2 −プロパンスルホン酸を用いてカラムから溶離されつる。このように、融合タン パク質は、変性されることなく溶離され、カラムは再利用できる。A column of organic arsenite bound to agarose was developed by Hannestad et al. l, , Analytical Biochemistry, 126.20 0 (1982). Cell extract or cell culture medium ribonated fusion proteins and other ribonated proteins when reduced and then passed through the column. Only proteins bind. The bound ribolylated protein is dissolved in sodium hydroxide or to 1,2- or 1,3-dithiol, e.g. dithiopropylamine, dihydrol poic acid, 2,3-dimercapto-2-propatur or 2,3-dimercapto-2 - eluted from the column using propane sulfonic acid. In this way, fusion tan Proteins are eluted without being denatured and the column can be reused.

融合タンパク質は、溶離緩衝液中、慣用の分離方法、例えば太き。The fusion protein is isolated in an elution buffer using conventional separation methods, e.g.

さ、電荷又は抗原性に基づく分離により、他のいかなるリポ化タンパク質からも 分離されつる。別法として、開裂部位が存在する場合には開裂部位で融合タンパ ク質を開裂することができ、タンパク質の混合物別を別の有機ヒ素カラムに通す と、融合タンパク質から開裂した他のリボ化タンパク質及びリボ化ポリペプチド がそこに結合する。開裂部位が、融合タンパ−り質または他のリポ化タンパク質 のどこにも存在しないように選択された場合、選択された目的のタンパク質又は ポリペプチドのみがこのカラムから溶離される。separated from any other lipolyzed proteins by separation based on sterility, charge, or antigenicity. Separated vine. Alternatively, if a cleavage site exists, the fusion protein can be The protein mixture can be cleaved and passed through another organoarsenic column. and other ribonated proteins and polypeptides cleaved from the fusion protein. is combined there. The cleavage site is a fusion protein or other lipolyzed protein. the selected protein of interest or Only polypeptides are eluted from this column.

別法として、リポ化融合タンパク質が、有機ヒ素カラムにまだ結合している間に 、開裂部位が存在する場合には開裂部位で融合タンパク質を開裂することができ 、リボ化部位を含むポリペプチドをカラムに保持し、目的のタンパク質又はポリ ペプチドをカラムから溶離しうる。さらに、開裂部位が融合タンパク質のセグメ ント間の結合に特有である場合、選択された目的のタンパク質又はポリペプチド のみがこのカラムから溶離される。Alternatively, while the lipolyzed fusion protein is still bound to the organoarsenic column, , if a cleavage site exists, the fusion protein can be cleaved at the cleavage site. , the polypeptide containing the ribolation site is retained on the column, and the protein or polypeptide of interest is Peptides can be eluted from the column. Additionally, the cleavage site is a segment of the fusion protein. a selected protein or polypeptide of interest, if specific for binding between is eluted from this column.

有機亜ヒ酸塩カラムの使用は、抗体カラムを用いる場合にしばしば問題となる変 性の危険が回避できることから、本発明のリポ化融合タンパク質を精製する好ま しい手段である。そのようなカラムはまた、抗体カラムを使用するより安価であ る(約100〜1000倍安価)。The use of organic arsenite columns avoids variations that are often problematic when using antibody columns. It is preferable to purify the lipolyzed fusion protein of the present invention because it avoids the risk of This is a good method. Such columns are also cheaper than using antibody columns. (approximately 100 to 1000 times cheaper).

さらに、有機ヒ素は抗体と異なりタンパク質分解及び変性に非感受性であり、有 機亜ヒ酸塩カラムのカラムライフは抗体カラムよりはるかに長い。Furthermore, unlike antibodies, organic arsenic is insensitive to proteolysis and denaturation; The column life of mechanical arsenite columns is much longer than that of antibody columns.

最後に、ある種のタンパク質(例えば不溶性タンパク質、例えば膜タンパク質) では、又はある条件下では(例えば組み換えDNA技術により製造されるタンパ ク質がしばしば凝集を生じる場合)、変性剤(例えば分散剤又は強いケイオトロ フイック剤)を使用して融合タンパク質を単離しうるように可溶化させる必要が ある。抗体カラムは、このような状況では使用できないことがしばしばある。Finally, certain proteins (e.g. insoluble proteins, e.g. membrane proteins) or under certain conditions (e.g. proteins produced by recombinant DNA technology). denaturing agents (e.g. dispersants or strong chiotropic substances), It is necessary to solubilize the fusion protein so that it can be isolated using be. Antibody columns often cannot be used in these situations.

しかしながら、アビジン及びストレプトアビジンは変性剤の存在下でビオチン結 合能を保持するので、通常のアフィニティーアビジン及びストレプトアビジンは 、ビオチン化融合タンパク質の単離に、そのような場合に使用しうる。Swac k et al、 、 Anal、 Biochem、 匪114(1978) 参照。この文献は、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)で可溶化したタンパク質 の粗混合物中に存在するビオチン化タンパク質が、アガロース上に固定したアビ ジンのカラムに定量的に結合し、汚染タンパク質を洗浄除去し、そして、SDS 中でカラムマトリックスを沸騰することにより溶離されることを開示する。本発 明者らは、11炭素のアームによりアガロースに結合したストレプトアビジンを 用いてビオチン化タンパク質を均質に精製するこの技術の変法を使用した。However, avidin and streptavidin bind biotin in the presence of denaturing agents. Ordinary affinity avidin and streptavidin are may be used in such cases to isolate biotinylated fusion proteins. Swac k et al, Anal, Biochem, 匪114 (1978) reference. This document describes proteins solubilized with sodium dodecyl sulfate (SDS). The biotinylated protein present in the crude mixture of Quantitative binding to a column of gin, washing away contaminating proteins, and SDS The column matrix is eluted by boiling the column matrix. Main departure The authors described streptavidin bound to agarose by an 11-carbon arm. A modification of this technique was used to purify biotinylated proteins to homogeneity.

同様に、有機ヒ素カラム及びリボ化部分はタンパク質変性剤により変化を受けな い。変性条件を使用しなければならない場合にこのカラムを用いて融合タンパク 質を精製することができる。実際、有機亜ヒ酸塩カラムは、有機亜ヒ酸塩がアビ ジン及びストレプトアビジンのようなタンパク質ではないことから、そのような 変性剤に対して、アビジン及びストレプトアビジンカラムに比べてはるかに抵抗 性が高い。さらに、有機ヒ素カラムは、アビジン及びストレプトアビジンカラム に比べて安価で、より安定である。従って、リボ化及び有機ヒ素カラムを使用す ることは、融合タンパク質の精製において変性条件を使用しなければならない場 合に、一般的に好ましく、他の適用のためにも経済的観点から好ましい。Similarly, organoarsenic columns and ribonated moieties remain unaltered by protein denaturants. stomach. This column can be used to analyze fusion proteins when denaturing conditions must be used. quality can be refined. In fact, organic arsenite columns contain organic arsenite. Since it is not a protein like gin and streptavidin, such Much more resistant to denaturing agents than avidin and streptavidin columns Highly sexual. In addition, organoarsenic columns include avidin and streptavidin columns. It is cheaper and more stable than . Therefore, using ribonated and organic arsenic columns This is important if denaturing conditions have to be used in the purification of the fusion protein. It is generally preferred in some cases, and is also preferred from an economic point of view for other applications.

しかしながら、リボ化システム又はビオチン化システムを使用するかどうかを決 定する場合に他に考慮すべきことがある。第一に、有機ヒ素は毒性であり、融合 タンパク質生成物に混入した場合(有機ヒ素はカラムに共有結合するため起こり にくいようにみえるカリ、有機ヒ素を他の精製工程に加えて透析を行うことによ り除去しなければならない。第二に、ビオチンのアビジン及びストレプトアビジ ンによる結合は、ジヒドロリポ酸の有機ヒ素への結合に比べて、より特異的であ る。第三に、リボ化タンパク質の還元に使用する試薬、及びそれらを溶離するた めに使用されるジチオールは、鏡開又は鎖内(intra−or−inter  chain)ジスルフィド結合を還元することによりいくつかのタンパク質を不 活性化しつる。多くのタンパク質はジスルフィド結合を含まず、またそのような 結合は、存在する場合には還元剤が進入できないタンパク胃内に通常埋もれてし まうため、この不利は、タンパク質に特異的である。ジスルフィド結合の還元に より不活化が起こる場合、これは一般的に可逆的であるが、別の工程を精製プロ トコールに加えなければならないであろう。However, it is difficult to decide whether to use a ribonylated or biotinylated system. There are other considerations when determining the First, organic arsenic is toxic and fusion If contaminated with protein products (organoarsenic is covalently bound to the column) Potassium and organic arsenic, which appear to be difficult to remove, can be removed by adding dialysis to other purification processes. must be removed. Second, biotin avidin and streptavidin The binding of dihydrolipoic acid to organic arsenic is more specific than that of dihydrolipoic acid. Ru. Third, the reagents used to reduce ribolylated proteins and the methods used to elute them. The dithiols used for disulfide bond) Activated vine. Many proteins do not contain disulfide bonds or Bonds are normally buried in the protein stomach where reducing agents cannot enter if present. This disadvantage is protein-specific, as it can be corrupted. For reducing disulfide bonds If more inactivation occurs, this is generally reversible but requires another step in the purification process. It would have to be added to the tocol.

実施例 下記の実施例において使用される制限酵素及び他の酵素は、Bethesda  Re5earch Laboratories、 New England B iolabs又はBoehr inger Mannheim Biochem icalsより得られた。ファージT4 DNAリガーゼは、全ての連結及び再 環化に使用された。これらの酵素を使用する際の緩衝液及び反応条件は、上記の 提供者により推奨されているも下記のものを含むハイブリッドDNA配列を製造 したコ■) ビオチン付加部位をコードする配列を含む、Propio口iba cterium shermanii )ランスカルボキシラーゼの1,3Sサ ブユニツトの断片をコードするDNA配列;2)β−ガラクトシダーゼ構造遺伝 子の全部又は一部。二つのDNA配列は、融合タンパク質が、アミノ末端にβ− ガラクトシダーゼ又はβ−ガラクトシダーゼ断片を有し、カルボキシル末端にビ オチンアクセプター配列を有するようにコードされるように融合される。これら のハイブリッドDNAは、適当なベクター上にあり、適当な宿主の形質転換に使 用された。発現を可能にする条件下で培養すると、ビオチン化融合タンパク質が 生産された。Example Restriction enzymes and other enzymes used in the examples below were purchased from Bethesda Re5search Laboratories, New England B iolabs or Boehringer Mannheim Biochem Obtained from icals. Phage T4 DNA ligase performs all ligations and reactivations. used for cyclization. Buffers and reaction conditions when using these enzymes are as described above. Produce a hybrid DNA sequence recommended by the provider that includes: ■) Propio oriba containing the sequence encoding the biotin attachment site cterium shermanii) lancecarboxylase 1,3S DNA sequence encoding a fragment of Buunit; 2) β-galactosidase structural gene All or part of the child. The two DNA sequences are such that the fusion protein has a β-terminus at the amino terminus. It has a galactosidase or β-galactosidase fragment and a bicarbonate at the carboxyl terminus. fused to be encoded with an otin acceptor sequence. these The hybrid DNA can be placed on a suitable vector and used to transform a suitable host. was used. When cultured under conditions that allow expression, the biotinylated fusion protein produced.

P、 shermanii トランスカルボキシラーセの1.3Sサブユニツト のアミノ酸配列が知られており、それをコードする遺伝子がクローン化され、シ ーケンスされている。Murtif、Bahler and Samols、P roc、Nattl、Acad、Sci、[JSA、82.5617−21(1 985) 。カルボキシ末端は、ビオチンのサブユニットへの翻訳後付加に関与 する配列を含む。Murtif andSamols、The Journal  of Biological Chemistry、262.11813−1 6(1987)。1.3S subunit of P. shermanii transcarboxylase The amino acid sequence of is being tracked. Murtif, Bahler and Samols, P. roc, Nattl, Acad, Sci, [JSA, 82.5617-21 (1 985). The carboxy terminus is involved in the post-translational addition of biotin to the subunit Contains an array. Murtif and Samols, The Journal of Biological Chemistry, 262.11813-1 6 (1987).

1.3Sサブユニツトをコードする遺伝子は、ビオシチンリジンコドンの上流に あるDNA配列に、天然に存在する多数の制限部位を含む。1. The gene encoding the 3S subunit is located upstream of the biocytin lysine codon. A given DNA sequence contains a large number of naturally occurring restriction sites.

Murt if、 Bahler and Samols、 Proc、 Na tl、 Acad、 Sci、 USA、 82.5617|21 (1985)参照。これらの部位を用いて、種々の長さの1,3Sサブユニ・ノ ドのカルボキシ末端を有する一連のβ−ガラクトシダーセ融合物を構築した。Murt if, Bahler and Samols, Proc, Na tl, Acad, Sci, USA, 82.5617|21 (1985). Using these parts, 1,3S subunit nodes of various lengths can be made. A series of β-galactosidase fusions with the carboxy terminus of

これらの構築物の製造のための出発材料は、1.38サブユニツトをコードする 構造遺伝子を含むプラスミドptac1.3tであった。このプラスミドは、V 、Murtif及びり、’Samols、Department of Bio chemistry。The starting material for the manufacture of these constructs encodes 1.38 subunits. The plasmid ptac1.3t contained the structural gene. This plasmid is V , Murtif, Samols, Department of Bio chemistry.

Ca5e Western Re5erve University、C1ev eland、0hio 44106から入手した。Ca5e Western Re5erve University, C1ev Obtained from eland, 0hio 44106.

別法として、プラスミドptac1.3tは、下記の方法により製造しつる。そ の工程の多くは、Murtif、 Bahler and Samols、 P roc、 Nattl、 Acこの参考文献に開示されていることは、本明細書 に挿入される。第一に、嫌気的に成長したP、 shermani i、 W5 2株から抽出したゲノムDNAをPstIで完全に切断することにより、ゲノム ミニライブラリーを製造した。この菌株は、アメリカンタイプカルチャーコレク ション(ATCC)、ロックビル メリーヂンド、寄託番号6207から得られ る。Alternatively, plasmid ptac1.3t can be produced by the method described below. So Many of the processes described by Murtif, Bahler and Samols, P. roc, Nattl, Ac. What is disclosed in this reference is incorporated herein by reference. inserted into. First, anaerobically grown P, shermani, W5 By completely cleaving the genomic DNA extracted from the two strains with PstI, the genome A mini library was created. This strain is from the American Type Culture Collection. Obtained from ATCC, Rockville Meridian, deposit number 6207. Ru.

精製されたPsLr断片を、pUC9(ATCCから、寄託番号3725で得ら れる)のPst1部位に挿入し、得られたプラスミドをEscherichia  coliHBlol(ATCCから寄託番号33694で得られる)を形質転 換するのに使用した。陽性のコロニーを、標識したノへイブリダイゼーションプ ローブを用いて同定し、pUC9のPst1部位に1.3sサブユニツトをコー ドする遺伝子を含む1.7kbのPstI断片を含むプラスミドpTc1.3を 単離した。The purified PsLr fragment was obtained from pUC9 (obtained from ATCC, accession no. 3725). ), and the resulting plasmid was inserted into the Pst1 site of Escherichia Transforming coliHBlol (obtained from ATCC with accession number 33694) It was used to exchange. Positive colonies were transferred to a labeled hybridization plate. The 1.3s subunit was identified using the Pst1 site of pUC9. Plasmid pTc1.3 containing a 1.7 kb PstI fragment containing the gene to be coded was isolated.

プラスミドpTc1.3tをプラスミドpTc1.3から次のようにして構築し た。Plasmid pTc1.3t was constructed from plasmid pTc1.3 as follows. Ta.

プラスミドpTc1.3を、Pstl及び5faNfで切断し、■、3Sサブユ ニツトをコードする短くなった断片を得た。この断片の5faNI末端をT4D NAポリメラーゼで平滑にし、該断片をpUC9のPstl及びSma I部位 に挿入した。プラスミドpTc1.3tの短(なった挿入物は0,4キロベース の長さで、40塩基対の51−フランキング配列及び30塩基対の3′−フラン キング配列に加えて、1.33サブユニツトの123残基をコードする配列から なる。Plasmid pTc1.3 was cut with Pstl and 5faNf, and the 3S subunit was We obtained a shortened fragment that codes for nits. T4D the 5faNI end of this fragment. The fragment was made blunt with NA polymerase and inserted into the Pstl and Sma I sites of pUC9. inserted into. Plasmid pTc1.3t short (the resulting insert is 0.4 kilobases) with a length of 40 base pairs of 51-flanking sequence and 30 base pairs of 3'-furan sequence. In addition to the King sequence, from the sequence encoding 123 residues of 1.33 subunits Become.

プラスミドptac1.3tにおいて、pTcl、3tの0.4キロベースの挿 入物は、発現ベクターpKK223−3(Pharmacia LKB Bio technology、Pistcataway、New Jersey)のt acプロモーターの隣に位置している。プラスミドptac!、 3tを、プラ スミドpTc1.3tをHindllI及びEcoRIで切断することにより製 造した。末端を、T4 DNAポリメラーゼで満たし、該断片をプラスミドpK K223−3のSmaI部位に連結して、プラスミドptac1.3tを形成し た。In plasmid ptac1.3t, a 0.4 kilobase insertion of pTcl, 3t. The material used was the expression vector pKK223-3 (Pharmacia LKB Bio technology, Pistcataway, New Jersey) It is located next to the ac promoter. Plasmid ptac! , 3t, plastic Produced by cutting Sumido pTc1.3t with HindllI and EcoRI. Built. Fill the ends with T4 DNA polymerase and transform the fragment into plasmid pK Ligate into the SmaI site of K223-3 to form plasmid ptac1.3t. Ta.

さらに使用される方法、種々の材料性質並びに起源の詳細の記載は、上記で引用 したMurtif and Samols、 Murtif、Bahler a nd Samolsの記事に見出されるであろう。A further description of the methods used, the various material properties and details of their origin can be found in the references cited above. Murtif and Samols, Murtif, Bahler a may be found in the article by Samols, nd.

第21図の最後に、ハイブリッドDNAに使用される1、 3S遺伝子の断片に よりコードされるアミノ酸配列が示されている。使用される四つの断片は、1. 33サブユニツトのカルボキシル末端の106のアミノ酸、カルボキシル末端の 75のアミノ酸、カルボキシル末端の61のアミノ酸、及びカルボキシル末端の 38のアミノ酸をコードする。これらの断片は、プラスミドptac1.3tの 1.3Sサブユニツト構造遺伝子を、各々下記に記載する制限酵素5all、N ar I、Nae I及びXhoIで切断することにより誘導される。At the end of Figure 21, the fragments of the 1 and 3S genes used in the hybrid DNA are shown. The amino acid sequence encoded by The four fragments used are: 1. The carboxyl-terminal 106 amino acids of the 33 subunits, the carboxyl-terminal 75 amino acids, 61 amino acids at the carboxyl terminus, and 61 amino acids at the carboxyl terminus; Encodes 38 amino acids. These fragments were derived from the plasmid ptac1.3t. 1. The 3S subunit structural gene was digested with the restriction enzymes 5all and N, respectively, as described below. It is induced by cutting with ar I, Nae I and Xho I.

ハイブリッドDNA配列は、これらの1.33サブユニツトの部分をコードする 断片に加えて、下記のものの一つを含む:l)発現時に活性酵素を生成するβ− ガラクトシダーゼをコードする全配列:2)最後の16のアミノ酸(不活性酵素 )を除いてβ−ガラクトシダーゼの全てをコードするDNA配列;3)タンパク 質(不活性酵素)の65%のアミノ末端をコードするDNA配列、又は4)タン パク質(不活性酵素)の末端アミノ酸4個のみをコードするDNA配列。The hybrid DNA sequence encodes part of these 1.33 subunits. In addition to the fragment, it contains one of the following: l) β- which upon expression produces an active enzyme; Complete sequence encoding galactosidase: 2) the last 16 amino acids (inactive enzyme ) DNA sequence encoding all of β-galactosidase except for 3) protein 4) a DNA sequence encoding the amino terminus of 65% of the protein (inactive enzyme); A DNA sequence that encodes only the four terminal amino acids of a protein (inactive enzyme).

1、融合物Aの製造 融合物Aは、正確な解読枠で1.33サブユニツトのカルボキシル末端の106 のアミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼ遺伝子の全 コード配列を含むハイブリッドDNA配列である。1. Production of fusion product A Fusion A contains the carboxyl-terminal 106 of the 1.33 subunit in the correct reading frame. The entirety of the β-galactosidase gene linked to the DNA sequence encoding the amino acids of A hybrid DNA sequence that includes a coding sequence.

第21図参照。See Figure 21.

融合物Aを含むプラスミドpCY49Jを、第3図及び第4図に示すように製造 した。上記のように、プラスミドptac1.3tを、BamHI及び5aII で切断した。この断片を、プラスミドpBR328のBamHI及び5aII部 位に挿入して、プラスミドpCY46を製造した。プラスミドpBR328は、 ATCCの寄託番号37517から得られる。次にプラスミドpCY46を5a ll及びPstlで切断し、得られた断片をプラスミドpBR288のSa、I r及びPst1部位に連結して、融合物Aを含むプラスミドpCY49Jを製造 した。Plasmid pCY49J containing fusion A was produced as shown in Figures 3 and 4. did. Plasmid ptac1.3t was transformed with BamHI and 5aII as above. I cut it with. This fragment was added to the BamHI and 5aII regions of plasmid pBR328. The plasmid pCY46 was prepared by inserting the plasmid pCY46 into the plasmid pCY46. Plasmid pBR328 is Obtained from ATCC deposit number 37517. Next, plasmid pCY46 was added to 5a The fragments obtained were cut with Sa and I of plasmid pBR288. r and Pst1 sites to produce plasmid pCY49J containing fusion A. did.

プラスミドpUR288は、Sa、11. BamHI 、XbaI及びHin dI11部位である3 ′末端に特有のクローニング部位を有するIacZを含 む。プラスミドplJR288の製造及びその性質は、Ruther及びMul l、er−旧11.The EMBOJournal、 2.1791−94( 1983)に記載されている。これは、Universitat zu Kol n、5000 Koln 41.FRGのMuller−Hi I I教授から 得られる。Plasmid pUR288 contains Sa, 11. BamHI, XbaI and Hin Contains IacZ with a unique cloning site at the 3′ end, which is the dI11 site. nothing. The production of plasmid plJR288 and its properties are described by Ruther and Mul l, er-old 11. The EMBO Journal, 2.1791-94 ( (1983). This is Universitat zu Kol n, 5000 Koln 41. From Professor Muller-Hi II of FRG can get.

pUR288の1acZ遺伝子の3′末端の特有なりローニング部位を製造する リンカ−の一部は、融合物A構造に保持され、融合物Aのβ−ガラクトシダーゼ 及び1.33サブユニット断片をコードする配列の間に位置させる(第21図に ソへV)で表す)。Creating a unique loning site at the 3' end of the 1acZ gene of pUR288 A portion of the linker is retained in the fusion A structure and is linked to the β-galactosidase of fusion A. and the sequence encoding the 1.33 subunit fragment (see Figure 21). (represented by SOHEV)).

2、融合物Bの製造 融合物Bは、正確な解読枠で1.33サブユニツトのカルボキシル末端の75の アミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼ遺伝子の全コ ード配列を含むハイブリッドDNA配列である。2. Production of fusion product B Fusion B contains the carboxyl-terminal 75 of the 1.33 subunit in the correct reading frame. The complete sequence of the β-galactosidase gene linked to the DNA sequence encoding the amino acid. It is a hybrid DNA sequence containing a code sequence.

第21図参照。See Figure 21.

融合物Bを含むプラスミドpcY74を、第5図、第11図及び第12図に示す ように製造した。第一に、融合物Aを含むpCY49Jを、EcoRVで線状化 し、カナマイシン耐性遺伝子を含むプラスミドpUc4KからのHindII断 片を、pCY49JのEcoRV部位に挿入して、プラスミドpCY56を製造 した(第11図参照)。Plasmid pcY74 containing fusion B is shown in Figures 5, 11 and 12. Manufactured as follows. First, pCY49J containing fusion A was linearized with EcoRV. and HindII fragmentation from plasmid pUc4K containing the kanamycin resistance gene. The fragment was inserted into the EcoRV site of pCY49J to produce plasmid pCY56. (See Figure 11).

プラスミドpUC4には、Pharmacia LKB Biotechnol ogy、Pistacataway、New Jerseyから得られる。Vi era and Messing、 Gene、 19.219(1982)参 照。Plasmid pUC4 contains Pharmacia LKB Biotechnol Ogy, Pistacataway, New Jersey. Vi era and Messing, Gene, 19.219 (1982). Light.

次に、プラスミドpCY56をNar !で切断する。プラスミドpTZ18R をAccIで線状化し、そしてpCY56から得られたNar I断片をpTZ 18RのAcc1部位に連結してプラスミドpCY66を製造する(第12図参 照)。Accl切断により、Nar Iにより製造される末端に相補的な突出し た5 ′末端を製造することができる。Next, plasmid pCY56 was transferred to Nar! Cut with. Plasmid pTZ18R was linearized with AccI, and the NarI fragment obtained from pCY56 was transformed into pTZ 18R to the Acc1 site to produce plasmid pCY66 (see Figure 12). (see). Accl cleavage creates an overhang complementary to the end produced by Nar I Additional 5' ends can be produced.

プラスミドpTZI8Rは、Pharmacia LKB Biotechno logyから得られる。また、Mead et al、 、 Prot、 En gineer、 1.67:(1986)参照。Plasmid pTZI8R is available from Pharmacia LKB Biotechno Obtained from logy. Also, Mead et al, , Prot, En See Gineer, 1.67: (1986).

最後に、プラスミドpCY66をXbaI及びXmn Kで切断し、得られた断 片をpUR288のXbal及びXmn1部位に連結して、融合物Bを含むプラ スミドpCY74を製造した(第5図参照)。Finally, plasmid pCY66 was cut with XbaI and XmnK, and the resulting fragment was The fragment was ligated into the Xbal and Xmn1 sites of pUR288 to create a plaque containing fusion B. Sumido pCY74 was produced (see Figure 5).

3、融合物Cの製造 融合物Cは、正確な解読枠で1.3Sサブユニツトのカルボキシル末端の61の アミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼ遺伝子の全コ ード配列を含むハイブリッドDNA配列である。3. Production of fusion product C Fusion C contains the carboxyl-terminal 61 of the 1.3S subunit in the correct reading frame. The complete sequence of the β-galactosidase gene linked to the DNA sequence encoding the amino acid. It is a hybrid DNA sequence containing a code sequence.

第21図参照。See Figure 21.

融合物Cを含むプラスミドpcY90を、第6図及び第12図に示すように製造 した。プラスミドpUC8をAccIで線状化し、プラスミドpCY56(第1 .1図に示すように製造した)をNar rで切断した。pcysaのNar  I断片を、pUC8のA c c、1部位に挿入してプラスミドpcyasを製 造した。Plasmid pcY90 containing fusion C was produced as shown in Figures 6 and 12. did. Plasmid pUC8 was linearized with AccI, and plasmid pCY56 (first .. (prepared as shown in Figure 1) was cut with Narr. pcysa's Nar I fragment was inserted into the A c c, 1 site of pUC8 to construct plasmid pcyas. Built.

(第12図参照)。(See Figure 12).

その後、プラスミドpcY68をNae Iで切断した。プラスミドpUR28 9をBamHIで切断し、末端をDNAポリメラーゼ■及びdNTP’ sを用 いて満たした。pcyeaのNaeI断片を上記のように処理したpUR289 に連結し、融合物Cを含むプラスミドpcY90を製造した。Thereafter, plasmid pcY68 was cut with NaeI. Plasmid pUR28 9 was cut with BamHI, and the ends were cut using DNA polymerase ■ and dNTP's. I filled it up. pUR289, a NaeI fragment of pcyea treated as above. to produce plasmid pcY90 containing fusion C.

プラスミドptlR289は、5all、 Bam旧、 Xbal及びHind 111部位である3 l末端に特有なりローニング部位を有する1acZ遺伝子 を含む。Plasmid ptlR289 contains 5all, Bam old, Xbal and Hind The 1acZ gene has a unique loning site at the 3l end, which is the 111 site. including.

pUR289に特有なりローニング部位を製造するリンカ−の部分は、融合物C 構造に保持される(第2i図に’vVVvVで表す)。The portion of the linker that creates the loning site, which is unique to pUR289, is contained in fusion C. (denoted 'vVVvV in Figure 2i).

プラスミドpUR289の製造及びその性質は、Rutber及びMuller −Hitl、 The EMBOJournal、 2.1791−94(19 83)に記載されている。プラスミドpUR289はMuller−Hi 11 教授から−得られた。The production of plasmid pUR289 and its properties were described by Rutber and Muller. -Hitl, The EMBO Journal, 2.1791-94 (19 83). Plasmid pUR289 is Muller-Hi 11 Obtained from the professor.

プラスミドpUC8はよく知られたベクターである。これは、Boehring er Mannheim Biochemicals及びPharmacia  LKB Biotechnologyか融合物りは、1.3Sサブユニツトのカ ルボキシル末端の38のアミノ酸をコードするDNA配列に正確な解読枠で連結 したβ−ガラクトシダーゼ遺伝子の全コード配列を含むハイブリッドDNA配列 である。Plasmid pUC8 is a well known vector. This is Boehring er Mannheim Biochemicals and Pharmacia LKB Biotechnology or fusion technology is a component of 1.3S subunit. Linked in the correct reading frame to the DNA sequence encoding the 38 amino acids at the loboxyl terminus A hybrid DNA sequence containing the entire coding sequence of the β-galactosidase gene It is.

第21図参照。See Figure 21.

融合物りを含むプラスミドpCY84を、第7図に示すように製造した。プラス ミドpCY84は、pCY49Jを5ail及びXho Iで切断し、再び環化 して製造される。Plasmid pCY84 containing the fusion material was produced as shown in FIG. plus Mid-pCY84 is generated by cleaving pCY49J with 5ail and XhoI and cyclizing it again. Manufactured by

5、融合物Eの製造 融合物Eは、1.33サブユニツトのカルボキシル末端の75のアミノ酸をコー ドするDNA配列に正確な解読枠で連結したβ−ガラクトシダーゼの1006個 のアミン末端アミノ酸をコードする配列を含むハイブリッドDNA配列である。5. Production of fusion product E Fusion E encodes the carboxyl-terminal 75 amino acids of the 1.33 subunit. 1006 pieces of β-galactosidase linked to the coded DNA sequence in the correct reading frame. is a hybrid DNA sequence containing a sequence encoding the amine-terminal amino acid of .

第21図参照。See Figure 21.

融合物Eを含むプラスミドpCY72を、第8図に示すように製造した。ここに 示すように、このプラスミドは、pCY66(第12図に示すように製造される )をXmn1及びEcoRIで切断し、得られた断片をpUR288のXmn  I及びEcoRI部位に連結してプラスミドpCY72を形成することにより製 造される。Plasmid pCY72 containing fusion E was produced as shown in FIG. Here As shown, this plasmid is pCY66 (produced as shown in Figure 12). ) was cut with Xmn1 and EcoRI, and the resulting fragment was inserted into pUR288's Xmn I and EcoRI sites to form plasmid pCY72. will be built.

6、融合物Fの製造 融合物Fは、正確な解読枠で1.33サブユニツトのカルボキシル末端の75の アミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼの650個の アミノ末端アミノ酸をコードする配列を含むハイブリッドDNA配列である。第 21図参照。6. Production of fusion product F Fusion F contains the carboxyl-terminal 75 of the 1.33 subunit in the correct reading frame. 650 β-galactosidase molecules linked to a DNA sequence encoding an amino acid. A hybrid DNA sequence that includes a sequence encoding an amino-terminal amino acid. No. See Figure 21.

融合物Fを含むプラスミドpCY73を、第9図に示すように製造した。ここに 示すように、プラスミドpCY73は、pCY66(第12図に示すように製造 される)をXmn1及び5stIで切断し、得られた断片をpUR288のXm nI及び5stI部位に連結してプラスミドpCY73を形成することにより製 造される。Plasmid pCY73 containing fusion F was produced as shown in FIG. Here As shown, plasmid pCY73 was derived from pCY66 (manufactured as shown in Figure 12). ) was cut with Xmn1 and 5stI, and the resulting fragment was digested with Xmn1 and 5stI of pUR288. generated by ligating into the nI and 5stI sites to form plasmid pCY73. will be built.

7、融合物Gの製造 融合物Gは、正確な解読枠で1.3Sサブユニツトのカルボキシル末端の106 のアミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼの最初の4 個のアミン末端アミノ酸をコードする配列を含むハイブリッドDNA配列である 。第21図参照。7. Production of fusion product G Fusion G contains the carboxyl-terminal 106 of the 1.3S subunit in the correct reading frame. The first 4 of β-galactosidase linked to a DNA sequence encoding the amino acids of is a hybrid DNA sequence containing a sequence encoding amine-terminal amino acids. . See Figure 21.

融合物Gを含むプラスミドpcY119を、第10図に示すように製造した。こ こに示すように、プラスミドptac1.3tは、HindHIで切断され、そ の後、部分的に5allで切断される。得られた断片をpUc8のHindII I及び5ail部位に連結してプラスミドpcY119を形成した。Plasmid pcY119 containing fusion G was produced as shown in FIG. child As shown here, plasmid ptac1.3t was cut with HindHI and its After that, it is partially cut at 5all. The obtained fragment was inserted into HindII of pUc8. I and 5ail sites to form plasmid pcY119.

8、融合物Hの製造 融合物Hは、正確な解読枠で1.33サブユニツトのカルボキシル末端の75の アミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼの最初の4個 のアミノ末端アミノ酸をコードする配列を含むハイブリッドDNA配列である。8. Production of fusion product H Fusion H contains the carboxyl-terminal 75 of the 1.33 subunit in the correct reading frame. The first four β-galactosidase molecules linked to a DNA sequence encoding an amino acid is a hybrid DNA sequence containing a sequence encoding the amino-terminal amino acid of.

第21図参照。See Figure 21.

融合物Hを含むプラスミドpCY68を、第12図に示すように製造した。プラ スミドpCY68を製造するために、プラスミドpcY5BをNarlで切断し 、プラスミドpUC8をAccIで切断した。これらを合わせ、再環化すること により、融合物Hを含むプラスミドpCY68を製造した。Plasmid pCY68 containing fusion H was produced as shown in FIG. plastic To produce Sumid pCY68, plasmid pcY5B was cut with Narl. , plasmid pUC8 was cut with AccI. Combine these and recircularize Plasmid pCY68 containing fusion H was produced by.

9、融合物Iの製造 融合物Iは、正確な解読枠で1,3Sサブユニツトのカルボキシル末端の38の アミノ酸をコードするDNA配列に連結したβ−ガラクトシダーゼの最初の4個 のアミン末端アミノ酸をコードする配列を含むハイブリッドDNA配列である。9. Production of fusion I Fusion I contains the carboxyl-terminal 38 of the 1,3S subunit in the correct reading frame. The first four β-galactosidase molecules linked to a DNA sequence encoding an amino acid is a hybrid DNA sequence containing a sequence encoding the amine-terminal amino acid of .

第21図参照。See Figure 21.

融合物丁を含むプラスミドpcY120を、第13図に示すように製造した。こ こに示すように、プラスミドpta、c1.3tは、HindlII及びXho lで切断される。得られた断片をpUC8のHindIII及び5ail部位に 挿入して融合物Iを含むプラスミドpcY120を形成した。Xho I消化に より、5allにより製造された断片に相補的な突出した5“末端を有する断片 を得た。Plasmid pcY120 containing the fusion compound was produced as shown in FIG. child As shown, plasmid pta, c1.3t contains HindlII and Xho It is cut at l. The obtained fragment was inserted into the HindIII and 5ail sites of pUC8. was inserted to form plasmid pcY120 containing fusion I. For Xho I digestion A fragment with an overhanging 5″ end complementary to the fragment produced by 5all. I got it.

いくつかのE、coli株を上記で製造した融合物A−Iを含むベクターで形質 転換した。形質転換は、Maniatis et al、、Mo1ecular  Cloning、pp、403−433(Cold Spring Harb or Press、Co1c! Spring Harbor、NewYork  1982)に記載されているように、Hanahan、 J、 Mo1. B ias、 、 166゜557(1983)により推奨されるように全ての緩衝 液中に20+nMのMgC1□を含むことにより修飾して行った。Several E. coli strains were transformed with the vector containing fusion A-I produced above. Converted. Transformation was performed according to Maniatis et al., Molecular Cloning, pp, 403-433 (Cold Spring Harb or Press, Co1c! Spring Harbor, New York Hanahan, J., Mo1. B All buffers as recommended by IAS, 166°557 (1983) It was modified by including 20+nM MgC1□ in the solution.

使用したE、coli株は、NM522及びその制限陽性親BMH71−18, F ’ 11recA;DH5a ;F ’ M15recA;及びMC106 1である。株BMH71,−18並びにF1]1recAは、B、 Mulle r−Hill教授より贈られ、Ruther及びMuller−1(itl、T he EMBOJournal、 2.1791−94(1983)に記載され ている。DH5a株は、Bethesda Re5earch Laborat oriesから得られる。NM522株、F′M15recA株及びMC106 1株は、ATCCから、各々47000.33904.及び53338の寄託番 号で得られる。5つの株全ての主な特性は高い形質転換頻度であった。The E. coli strains used were NM522 and its restriction positive parent BMH71-18, F  11recA; DH5a ;F  M15recA; and MC106 It is 1. Strains BMH71, -18 and F1]1recA is B, Mulle A gift from Professor r-Hill, Ruther and Muller-1 (itl, T He EMBO Journal, 2.1791-94 (1983) ing. The DH5a strain was obtained from Bethesda Re5earch Laborat. ories. NM522 strain, F'M15recA strain and MC106 One stock is 47000.33904. each from ATCC. and deposit number 53338 You can get it with the issue. The main characteristic of all five strains was high transformation frequency.

DH5a株、F’ M15recA株、NM522株及びBMH71−18株は 、不活性β−ガラクトシダーゼを生産する1acZ遺伝子(Ml、5と呼ばれる )の小さな欠失を有し、その活性はpUc8及びpTZ18Rのようなベクター によりコードされる第二の不活性β−ガラクトシダーゼ断片の存在により回復し うる。この二つの不活性タンパク質からの活性β−ガラクトシダーゼの製造方法 は、α−コンプリメンテ−ジョンと呼ばれ、pUC8、pTZ18R及び同様の ベクターの1acZ配列に置かれるポリリンカー配列内のDNA断片の挿入が、 β−ガラクトシダーゼ活性の損失に帰するので、一般的に使用されている。この 活性の損失は、5−ブロモ−4−クロロ−インドリル−β−ガラクトシダーゼ( Sigma Chemical Co、から購入しうる)を下記のように製造さ れる培地に含有させることにより明らかにされる。DH5a strain, F' M15recA strain, NM522 strain and BMH71-18 strain , the 1acZ gene (called Ml, 5), which produces inactive β-galactosidase ), and its activity is limited to vectors such as pUc8 and pTZ18R. The presence of a second inactive β-galactosidase fragment encoded by sell. Method for producing active β-galactosidase from these two inactive proteins is called α-complementation, pUC8, pTZ18R and similar Insertion of a DNA fragment within a polylinker sequence placed in the 1acZ sequence of the vector It is commonly used because it results in a loss of β-galactosidase activity. this Loss of activity is associated with 5-bromo-4-chloro-indolyl-β-galactosidase ( (available from Sigma Chemical Co.) was manufactured as follows. This is revealed by including it in a culture medium.

F’ 11recA株は、完全な染色体のラクトースオペロンの欠損を有するが 、ラクトースオペロンリプレッサータンパク質を過剰に生産するIaclQ領域 を含むF°ファクターを含む。BMH71−18株及びNM522株も、F’  1aclQフアクターを含む。ラクトースリプレッサーは、ラクトースオペロン 誘導融合タンパク質の発現を調節する。The F'11recA strain has a complete chromosomal lactose operon deletion. , IaclQ region that overproduces lactose operon repressor protein Contains the F° factor. BMH71-18 strain and NM522 strain are also F' Contains the 1aclQ factor. Lactose repressor is the lactose operon Regulating expression of the inducible fusion protein.

形質転換方法に使用される培地は、1%のバタト トリプトン(DifcoLa boratoriesから購入)、0.1%のバクト イースト エキストラク ト(Difco Laboratoriesから購入)、及び0.5%のNaC 1からなるブロスである。固体の培地は、1.5%のアガロースを含む。The medium used for the transformation method was 1% Batato tryptone (DifcoLa boratories), 0.1% Bact Yeast Extra Lac (purchased from Difco Laboratories), and 0.5% NaC It is a broth consisting of 1. The solid medium contains 1.5% agarose.

形質転換体を選択するために、所望により抗生物質を添加する。Antibiotics are optionally added to select transformants.

それらは、アンピシリンナトリウム(100μg/ml) 、硫酸カナマイシン (50μg/ml)及びクロラムフェニコール(50μg/ml )の最終濃度 が得られるように添加される。抗生物質は、液体培地又は溶融させた55℃の寒 天培地に、ペトリ皿に注ぐ直前に添加される。全ての抗生物質は、3igma  Chemical Co、から購入される。They are ampicillin sodium (100 μg/ml), kanamycin sulfate (50μg/ml) and chloramphenicol (50μg/ml) final concentration is added so as to obtain Antibiotics can be stored in liquid media or molten at 55°C. It is added to the celestial medium just before pouring into the Petri dish. All antibiotics are 3igma Purchased from Chemical Co.

2、放射線標識したビオチン化タンパク質の分析融合物A−1で上記のように形 質転換したE、coli株を、トリチウム化したビオチンを用いて培養して融合 タンパク質を標識した。バクテリアを37℃で、0.4%のグリセロール、0. 1%のビタミンフリーカゼイン加水分解物、41nMのドーリチウム化ビオチン (IμCiの3Hビオチン/ml)(New Engla、nd Nuclea r or Amershamより購入)及びプラスミドメインテナンスを選択す るのに適する抗生物質を含む最小培地E中、1.−2 Xl0g細胞/mlにな るまで培養した。2. Analysis of radiolabeled biotinylated proteins formed as above with fusion A-1. The transformed E. coli strain is cultured using tritiated biotin for fusion. Proteins were labeled. Bacteria were grown at 37°C in 0.4% glycerol, 0.5% 1% vitamin-free casein hydrolyzate, 41 nM dolithiated biotin (IμCi of 3H biotin/ml) (New Engla, nd Nuclea (purchased from Amersham) and plasmid maintenance. in minimal medium E containing antibiotics suitable for 1. -2 Xl0g cells/ml The cells were cultured until

−晩培養した後、I−2XIO@の細胞を含む0.1mlの培養液を、1mMの イソプロピル−チオ−ガラクトシド(IPTG)(Sig+na Chemic al Co。- After overnight incubation, 0.1 ml of culture medium containing I-2XIO@ cells was added to 1 mM Isopropyl-thio-galactoside (IPTG) (Sig+na Chemical al Co.

から購入)を添加した同じ培地1.0mlを含む試験管の中に入れた。into test tubes containing 1.0 ml of the same medium supplemented with (purchased from).

細胞を2時間培養し、融合タンパク質の発現を得、その後、細胞を回収し、8M の尿素及び1%のドデシル硫酸ナトリウム(SO3)を含むpH6,8のTri s−HCl 12.5mMの溶液内で溶解した。細胞抽出物を、SO3の存在下 、非連続的モードで作動する7、5%のポリアクリルアミドゲル上で分離した。Cells were cultured for 2 hours to obtain expression of the fusion protein, after which cells were harvested and 8M urea and 1% sodium dodecyl sulfate (SO3) at pH 6.8. Dissolved in s-HCl 12.5mM solution. Cell extracts were collected in the presence of SO3. , separated on a 7.5% polyacrylamide gel operated in discontinuous mode.

ゲルを、Enhance(New England Nuclearから購入) に浸漬することによりフルオログラフ化し、その後プレフラッシュドフィルムに 露光した。結果を第21図に示す。Gel, purchased from Enhance (New England Nuclear) fluorographed by dipping into a pre-flushed film. exposed. The results are shown in FIG.

ビオチン化タンパク質の製造は、ビオチンのストレプトアビジン又はアビジンに よる結合をベースとする技術を用いて検出すること184、印刷中参照。The production of biotinylated proteins involves replacing biotin with streptavidin or avidin. 184, in press.

3、バイオオペロン抑制解除の検定 ビオチン(bio)オペロン抑制解除を、融合物の各々について検定した。bi oオペロンは、ビオチンを合成する酵素をコードする遺伝子を含む。ビオチン生 合成酵素の合成速度は、リプレッサーにより調節され、その活性は、ビオチンの 外部からの供給に依存し、E、 c。3. Assay of biooperon derepression Biotin (bio) operon derepression was assayed for each of the fusions. bi The o operon contains the gene encoding the enzyme that synthesizes biotin. biotin raw The rate of synthesis of synthetic enzymes is regulated by repressors, and their activity is dependent on biotin. Depends on external supplies, E, c.

li中、ビオチンアクセプタータンパク質の細胞レベルに感受性であしかしなが ら、このオペロンの調節は、二つの新規な性質の通常の酵素抑制システムとは異 なる。第一に、リプレッサータンパク質及びビオチンリガーゼは同じタンパク質 である。これは、タンパク質がビオチンオペレーター特異DNA結合領域とりガ ーゼ活性部位の両方を含むことである。第二の新規な性質は、DNA結合を活性 化するコリプレッサーがビオチンではなく、ビオチノイル=AMPであり、これ は、ビオチンリガーゼ活性の最初の半分の反応の生成物である。However, it is sensitive to cellular levels of biotin acceptor protein during li. The regulation of this operon differs from the normal enzyme repression system in two novel properties. Become. First, repressor protein and biotin ligase are the same protein It is. This is because the protein binds to the biotin operator-specific DNA binding region. It contains both enzyme active sites. The second novel property is that it activates DNA binding. The corepressor that converts is not biotin, but biotinoyl = AMP, and this is the product of the first half reaction of biotin ligase activity.

前掲書。ビオチノイル−AMPは、アクセプタービオチンタンパク質のビオチン 化に消費されるまで酵素結合を残す。The above mentioned book. Biotinoyl-AMP is biotin of the acceptor biotin protein. Leaves the enzyme bound until consumed by oxidation.

bioオペロン転写(抑制解除)の最大速度は、ビオチン供給が深刻に制限され た場合に起こる(例えばbio栄養要求体のビオチン枯渇)。合成されたいかな るビオチノイルAMPも、アクセプタータンパク質のビオチン化において急速に 消費されるので、リプレッサーリガーゼビオチノイル−AMPコンプレックスは 検知し得る量で蓄積されれることなく、bioオペレーターは非常にまれに供給 され、転写が最大になる。従って、ビオチン化は、ビオチノイル−AMPを消費 し、bioオペロンの抑制解除に帰する。The maximum rate of bio operon transcription (derepression) is severely limited by biotin supply. (e.g. biotin depletion of bioauxotrophs). Would you like to be synthesized? Biotinoyl AMP also plays a rapid role in the biotinylation of acceptor proteins. Since the repressor ligase biotinoyl-AMP complex is consumed, Bio-operators are very rarely supplied without being accumulated in detectable quantities. maximum transfer. Therefore, biotinylation consumes biotinoyl-AMP. and is attributed to the derepression of the bio operon.

bioオペロンの抑制解除は、インディケータ−プレート上で観察することがで き、β−ガラクトシダー・セ活性により下記のように定量され、これにより、E 、coli内のビオチン化タンパク質融合物の合成の検定手段が提供される。こ のシステムは、ビオチン化されるが、分解される融合物を、ビオチン化されなか ったものから区別するこ(1988)に記載されたように、融合物A−1を含む ベクターを用いて、E、coliのBM2661株を形質転換することにより行 った。株BM2661は、E、coliのbio BCDFオペロンのプロモー ターに融合した切りつめたβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を含む。ビオチン生合成 が抑制解除された場合、β−ガラクトシダーゼが生産され、一方、外来ビオチン が高濃度で培地中に存在する場合には、非常に低い発現が見られる。Derepression of the bio operon can be observed on indicator plates. and was quantified by β-galactosidase activity as shown below. A means of assaying the synthesis of biotinylated protein fusions in E. coli is provided. child The system uses fusions that are biotinylated but not biotinylated to be degraded. (1988), including fusion A-1. This is carried out by transforming E. coli strain BM2661 using the vector. It was. Strain BM2661 is a promoter of the E. coli bio BCDF operon. Contains a truncated β-galactosidase gene fused to a protein. biotin biosynthesis When β-galactosidase is derepressed, β-galactosidase is produced, while exogenous biotin Very low expression is seen when present in the medium at high concentrations.

株BM2661は、スタッフォード大学のDr、 Campbe 1. Iより 得られた。Strain BM2661 was obtained from Dr. Campbe 1. of Stafford University. From I Obtained.

使用したインディケータ−培地は、41nM又は5μMのビオチンが添加された MacConkeyラクトース(Difco Laboratoriesから購 入)である。この培地上で、抑制コロニーは白いが、抑制解除コロニーは抑制解 除の程度に依存してピンク又は赤である。結果を第21図に示す。The indicator medium used was supplemented with 41 nM or 5 μM biotin. MacConkey lactose (purchased from Difco Laboratories) ). On this medium, suppressed colonies are white, while unsuppressed colonies are unsuppressed. It is pink or red depending on the degree of removal. The results are shown in FIG.

いるように、細胞を破壊し、β−ガラクトシダーゼを0−ニトロフェニルガラク トシダーゼの加水分解により分析することにより行った。The cells are destroyed and the β-galactosidase is converted to 0-nitrophenylgalactin. This was done by analyzing tosidase hydrolysis.

4、結果 上記の二つの分析の結果を第21図に示す。ビオチン化タンパク質カラム中の“ +”は、期待された大きさ及び量のトリチウム化融合タンパク質が検出されたこ とを示す。抑制解除カラム中の“+”は、ビオチンオペロンの転写が、41nM のビオチン(野性種の細胞に最大の抑制解除を与える最小濃度)の存在下で、少 なくとも10倍増加したことを示し、“++”は、5μMのビオチンで少な(と も10倍の抑制解除が見られたことを示す。4. Results The results of the above two analyzes are shown in FIG. “ in the biotinylated protein column +” indicates that the expected size and amount of tritiated fusion protein was detected. and The “+” in the derepression column indicates that the transcription of the biotin operon is 41 nM. in the presence of biotin (the lowest concentration that gives maximum derepression in wild-type cells). “++” indicates at least a 10-fold increase in biotin at 5 μM. This also shows that a 10-fold reduction in inhibition was observed.

第21図に示すように、1.33サブユニツトのカルボキシル末端の38アミノ 酸のみをコードする融合物りにより生産され、ビオシチンリジン残基からカルボ キシル末端までのアミノ酸残基であるタンパク質は、ビオチン化されなかった。As shown in Figure 21, the 38 amino acid at the carboxyl terminal of the 1.33 subunit It is produced by a fusion protein that encodes only acid, and converts biocytin lysine residues into carboxylic acids. Proteins that were amino acid residues up to the xyl terminus were not biotinylated.

このことは、ビオシチンリジンの上流の配列が、ビオチンリガーゼによるタンパ ク質の認識に必要であることを示す。This means that the sequence upstream of biocytin lysine is protein-mediated by biotin ligase. This shows that it is necessary for recognition of quality.

必要とされる配列は1.’3Sサブユニット(推定β−ターン)pro−ala −pro配列(残基58−60)であると思われる。というのは、このセグメン トを欠く、融合物C及びDにより製造されたタンパク質はビオチン化されず(第 21図参照)、一方、このセグメントを含む融合物A。The required array is 1. '3S subunit (presumed β-turn) pro-ala -pro sequence (residues 58-60). This is because this segment Proteins produced by fusions C and D, which lack the 21), while fusion A containing this segment.

B、及びE−Hは、ビオチンを結合したからである(第21図参照)。しかしな がら、リガーゼ認識のために重要なこの領域には、より多くの微妙な構造があり うる。This is because B and EH were bound to biotin (see Figure 21). However However, there are many more subtle structures in this region that are important for ligase recognition. sell.

特に興味があるものは、1.3Sサブユニツトの最後の75カルボキン末端アミ ノ酸からなるビオチン化部位を有する融合物B、 E、 F、及びHである。こ れは、ビオチン化を与えるこれまでに見出された最小のアミノ酸配列である。Of particular interest is the last 75-carboxine terminal amino acid of the 1.3S subunit. Fusions B, E, F, and H have biotinylation sites consisting of amino acids. child This is the smallest amino acid sequence found so far that confers biotinylation.

ビオチン融合物のい(つかは、細胞内プロテアーゼにより分解されることに注意 すべきである。融合物Eは予想された、マイグレーション位置に非常に弱いビオ チン化タンパク質結合を生成した。この結果は、β−ガラクトシダーセとビオチ ン結合配列の間の結合のタンパク分解クリッピングのためであると信じられてい る。DNAセグメントの結合は、β−ガラクトシダーゼ1acZ遺伝子のEco R1部位である。この部位は、λgtllシステムにおいて使用されてきており 、融合部のタンパク分解クリッピングが、多くの融合物において観察されている 。Carroll及びLaufhon、 DNA Cloning、 vol、  3. pp、 89−1ll(Glover ed、 、 IRE、 Pre ss、 0xford、 U、 K、 1987 )このタンパク分解開裂の問 題は、プロテアーゼ欠損E、coli宿主を用いることにより、又は融合タンパ ク質の二つのセグメントの結合の配列を変えるこにより解決すべきである。Note that some biotin fusions are degraded by intracellular proteases. Should. Fusion E is expected to have a very weak biomass at the migration location. produced a tinylated protein bond. This result indicates that β-galactosidase and biotin It is believed that this is due to proteolytic clipping of the bonds between the linkage sequences. Ru. The joining of the DNA segments is carried out by Eco of the β-galactosidase 1acZ gene This is the R1 site. This site has been used in the λgtll system and , proteolytic clipping of the fusion region has been observed in many fusions. . Carroll and Laufhon, DNA Cloning, vol. 3. pp, 89-1ll (Glover ed, , IRE, Pre ss, Oxford, U, K, 1987) This proteolytic cleavage problem The problem can be solved by using a protease-deficient E. coli host or by using a fusion protein. The problem should be solved by changing the arrangement of the connections between the two segments of the texture.

しかしながら、融合物の分解は、非機能性アクセプター配列を有する融合物では なく、分解した融合物により与えられるビオチンオペロンの抑制解除により、非 機能性アクセプター配列から区別されうる。第21図に示されるよう−に、アク セプター配列が機能的であることを示す高レベルの融合物Eの抑制解除があった 。However, degradation of the fusion is limited for fusions with non-functional acceptor sequences. instead, the derepression of the biotin operon provided by the degraded fusion can be distinguished from functional acceptor sequences. As shown in Figure 21, There was a high level of fusion E derepression indicating that the receptor sequence is functional. .

第14図は、上記のトリチウム化標識方法を用いることにより得られる典型的な フルオログラフを示す。第14図において、欄1は、融合物Aにより製造された タンパク質を含み、欄2は、融合タンパク質を含まず、欄3は、融合物Aにより 製造されたが誘導されなかったタンパク質を含み、欄4は、融合物Bにより製造 されたタンパク質を含み、欄5は、融合物Eにより製造されたタンパク質を含み (ぼんやりしたバンドが過剰露光の際に観察された)、欄6は、融合物Fにより 製造されたタンパク質を含む。全ての欄において、より低いバンドは、内因性E 、coliビオチンカルボキシルキャリヤータンパク質を示す。Figure 14 shows a typical example obtained using the tritiated labeling method described above. Showing a fluorograph. In FIG. 14, column 1 is produced by fusion A. column 2 contains no fusion protein, column 3 contains protein, column 3 contains fusion protein Column 4 contains proteins produced but not induced; column 4 contains proteins produced by fusion B. Column 5 contains proteins produced by fusion E. (A blurred band was observed upon overexposure), column 6 is due to fusion F. Contains manufactured proteins. In all columns, the lower bands represent endogenous E , which represents the E. coli biotin carboxyl carrier protein.

融合物Jは、Tn9クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのアミノ 末端の209のアミノ酸をコートするハイブリッドDNA配列であり、該DNA 配列は1,3Sサブユニツトのカルボキシル末端の75のアミノ酸をコードする 。第21図参照。Fusion J is the amino acid of Tn9 chloramphenicol acetyltransferase. A hybrid DNA sequence that coats the terminal 209 amino acids; The sequence encodes the carboxyl-terminal 75 amino acids of the 1,3S subunit. . See Figure 21.

融合物Jを含むプラスミドpCY94を、第15図に示すように製造した。ここ に示したように、プラスミドpCY、66(第12図に示すように製造される) をSmaI及びSph rで切断した。得られた断片を、pH3G397の5e al及びsph I部位に挿入して融合物Jを含むプラスミドpCY94を形成 した。Plasmid pCY94 containing fusion J was produced as shown in FIG. here Plasmid pCY, 66 (produced as shown in Figure 12) was cut with SmaI and Sphr. The resulting fragment was stained with 5e at pH 3G397. inserted into the al and sph I sites to form plasmid pCY94 containing fusion J. did.

プラスミドpH5G397は、東京の日本ガンリサーチリソースバンクから得ら れた。Ta1eshita et al、、Gene、61.63(1987) 参照。Plasmid pH5G397 was obtained from Japan Cancer Research Resource Bank, Tokyo. It was. Ta1eshita et al, Gene, 61.63 (1987) reference.

プラスミドpCY94をE、 col iのDH5a株及び8M2661株の形 質転換に使用した。株DH5αを、実施例1に記載したように、トリチウム化ビ オチンとインキュベートして、株BM2661を、ラクトースオペロンインデュ ーサーを添加しないこと以外は、実施例1に記載したように抑制解除について試 験した。Plasmid pCY94 in the form of E, coli DH5a strain and 8M2661 strain Used for quality conversion. strain DH5α was treated with tritiated vinyl as described in Example 1. Strain BM2661 was incubated with lactose operon inducer. De-suppression was tested as described in Example 1, except that no surfactant was added. I tried it.

結果を第21図に示す。ここに示したように、ビオチン化融合タンパク質は株D H5αに製造され、pCY84を株BM2661に導入した場合に、抑制解除が 見られた。The results are shown in FIG. As shown here, the biotinylated fusion protein was H5α, and when pCY84 was introduced into strain BM2661, the repression was released. It was seen.

コードするDNA配列の製造及び発現 融合物には、Tn5ネオマイシンホスホトランスフェラーゼのアミノ末端の44 のアミノ酸をコードするハイブリッドDNA配列であり、該DNA配列は1.3 3サブユニツトのカルボキシル末端の75のアミノ酸をコードする。第21図参 照。Production and expression of encoding DNA sequences The fusion includes the amino terminal 44 of Tn5 neomycin phosphotransferase. is a hybrid DNA sequence encoding an amino acid of 1.3 It encodes the carboxyl-terminal 75 amino acids of 3 subunits. See Figure 21 Light.

融合物Kを含むプラスミドpcY118を、第16図及び第18図に示すように 製造した。まず、トランスポゾンTn5を含むファージラムダb221からのD NAを単離し、Bam旧及びHindlIIで切断した。末端をE。Plasmid pcY118 containing fusion K was isolated as shown in Figures 16 and 18. Manufactured. First, D from phage lambda b221 containing transposon Tn5 NA was isolated and cut with Bam old and HindlII. E at the end.

co l i DNAポリメラーゼI(フレノウ断片)及びdNTP’ sで満 たした。その後、該断片をpUC8のSma 1部位に挿入してプラスミドpC Y5を製造した。次にpCY5をNarTとBgllで消化し、得られた断片を pta、cl、3tのNarl及びBg11部位に挿入して、融合物Kを含むプ ラスミドpcY118を製造した。co     DNA polymerase I (Flenow fragment) and dNTP's. I did. Thereafter, the fragment was inserted into the Sma1 site of pUC8 to create a plasmid pC. Y5 was manufactured. Next, pCY5 was digested with NarT and Bgll, and the resulting fragment was The protein containing fusion K was inserted into the Narl and Bg11 sites of pta, cl, 3t. Lasmid pcY118 was produced.

トランスポゾンTn5はり、Berg、Washington Univers ity、St、Louis。Transposon Tn5 beam, Berg, Washington Universes ity, St. Louis.

Missouri、から得られた。その製法はBerg et al、 Pro c、 Natl、 Acad、 Sci、 USA、 72.3628−32( 1975)に記載されている。Tn5ネオマイシンホスホトランスフェラーゼを コードする類似のDNAセグメントは、Pharmacia Biotechn ologyから得られる。Obtained from Missouri. The manufacturing method is described by Berg et al. c, Natl, Acad, Sci, USA, 72.3628-32 ( 1975). Tn5 neomycin phosphotransferase A similar DNA segment encoding the Pharmacia Biotech Obtained from ology.

プラスミドpCY118は株BMH71−18を形質転換するのに使用された。Plasmid pCY118 was used to transform strain BMH71-18.

この形質転換は、上記実施例1に記載したように行われた。This transformation was performed as described in Example 1 above.

形質転換されたバクテリアを、実施例Iに記載したように、トリチェラム化ビオ チンと共に培養し、実施例2に記載したように抑制解除を分析した。結果を第2 1図に示す。ここに示したように、ビオチン化融合タンパク質が製造され、抑制 解除が見られた。The transformed bacteria were incubated with trichelated biotin as described in Example I. Chin and assayed for derepression as described in Example 2. Second result Shown in Figure 1. As shown here, biotinylated fusion proteins are produced and inhibited. Release was seen.

融合物Mは、T口903ネオマイシンホスホトランスフェラーゼのアミノ末端の 41のアミノ酸をコードするハイブリッドDNA配列であり、該DNA配列は1 .33サブユニツトのカルボキシル末端の75のアミノ酸をコードする。第21 図参照。Fusion M combines the amino terminus of T903 neomycin phosphotransferase. A hybrid DNA sequence encoding 41 amino acids; .. It encodes the carboxyl-terminal 75 amino acids of 33 subunits. 21st See diagram.

融合物Mを含むプラスミドpcY11.7を、第19図に示すように製造した。Plasmid pcY11.7 containing fusion M was produced as shown in FIG.

まず、プラスミドpCY66(第12図に示すように製造される)をPsUで線 状化し、再環化してプラスミドpcY11.5を形成した。プラスミドpUC4 KをEcoRIで切断し、得られた断片をpcY115のEcoR1部位に連結 し、プラスミドpcYl16を形成した。最後に、プラスミドpcY1.16を C1al及びXma Iで切断した。末端をE、coliDNAポリメラーゼ■ (フレノウ断片)及びdNTP’ sで満たし、プラスミドを再環化し、融合物 Mを含むプラスミドpCY117を形成した。First, plasmid pCY66 (produced as shown in Figure 12) was lined with PsU. and recircularize to form plasmid pcY11.5. Plasmid pUC4 K was cut with EcoRI and the resulting fragment was ligated to the EcoR1 site of pcY115. and formed plasmid pcYl16. Finally, plasmid pcY1.16 Cut with C1al and XmaI. E, coli DNA polymerase ■ (Flenow fragment) and dNTP’s, recircularize the plasmid and create a fusion A plasmid pCY117 containing M was formed.

プラスミドpcY117を、E、coliのMC1061株の形質転換に使用し た。Plasmid pcY117 was used to transform E. coli strain MC1061. Ta.

この形質転換は、上記の実施例1に記載したように行った。形質転換されたバク テリアは、実施例1に記載したようにトリチウム化ビオチンとともにインキュベ ートし、実施例2に記載したように抑制解除を分析した。結果を第21図に示す 。ここに示したように、ビオチン化融合タンパク質が製造され、抑制解除が見ら れた。This transformation was performed as described in Example 1 above. transformed tapir The terriers were incubated with tritiated biotin as described in Example 1. and analyzed for derepression as described in Example 2. The results are shown in Figure 21. . As shown here, biotinylated fusion proteins were produced and derepression was observed. It was.

酵母のHIS3タンパク質をコードする遺伝子を、E、coli内で発現させた (プロモーター及びリポソーム結合機能を提供する外来の配列の存在による)。The gene encoding the yeast HIS3 protein was expressed in E. coli. (Due to the presence of a promoter and foreign sequences providing liposome binding functions).

ここではそれが、E、coli hisB突然変異体を補完する。5truhl  and Davis、 J、 Mo1. Biol、 、 136.309− 332(1980)。最後の六つのアミノ酸を除いて、完全なHIS3タンパク 質をコードするハイブリッドDNA配列を、1,3Sサブユニツトのカルボキシ ル末端の75アミノ酸をコードする配列に融合したものを、製造し、E、 co l iとS、 cerevisiaeの両方で発現させ、ビオチン化した。この ハイブリッドDNA配列は、第21図に示される融合物I7である。Here it complements the E. coli hisB mutant. 5truhl and Davis, J., Mo1. Biol, , 136.309- 332 (1980). Complete HIS3 protein except for the last six amino acids The hybrid DNA sequence encoding the 1,3S subunit is E, co It was expressed in both S. li and S. cerevisiae and biotinylated. this The hybrid DNA sequence is fusion I7 shown in FIG.

融合物りを含むプラスミドpcY106を、第17図に示すように製造した。ま ず、プラスミドpWJ79をBamHIで切断し、得られた断片をプラスミドY Ep24のBamH1部位に連結し、プラスミドpcytosを形成した。Plasmid pcY106 containing the fusion material was produced as shown in FIG. Ma First, plasmid pWJ79 was cut with BamHI, and the resulting fragment was inserted into plasmid Y. It was ligated into the BamH1 site of Ep24 to form the plasmid pcytos.

プラスミドYEp24は、E、coli及びS、 cerevisiaeの両方 で複製できるシャトルベクターである。これは、ワシントン、シアトルのワシン トン大学のDr、 T、 N、 Davisから得られたが、ATCCからpR B5.寄託番号37051としても得られる。Botstein et al。Plasmid YEp24 is compatible with both E. coli and S. cerevisiae. It is a shuttle vector that can be replicated by This is Washington, Seattle Washington pR from ATCC. B5. Also available as deposit number 37051. Botstein et al.

、Gene、 8.17(1979)参照。, Gene, 8.17 (1979).

プラスミドpWJ79は、ワシントン、シアトルのワシントン大学の叶、 T、  N、 Davisから得られた。これは、5truhl and Davis の旧S3−含有BamHI断片からなり(Struhl et al、、J、M o1.Biol、、136,309−320<1980)に記載) 、pBR3 22のBamHI部位にクローン化されている(T、 N。Plasmid pWJ79 was obtained from Yoko T, University of Washington, Seattle, Washington. Obtained from N. Davis. This is 5truhl and Davis (Struhl et al., J, M. o1. Biol, 136, 309-320 <1980)), pBR3 22 cloned into the BamHI site (T, N.

Davis、パーソナルコミュニケーション)。プラスミドpBR322は、p harmacia LKB Biotechnology and New E ngland Biolabsから得られ、またATCCから寄託番号3134 4として得られる。旧S3 DNA断片はATCCからpRB]、4.寄託番号 37063として得られる。Davis, personal communication). Plasmid pBR322 is p harmacia LKB Biotechnology and New E obtained from ngland Biolabs and deposited no. 3134 from the ATCC. Obtained as 4. Old S3 DNA fragment pRB from ATCC], 4. Deposit number Obtained as 37063.

次に、プラスミドpCY66をKpn r及びsph Iで切断し、得られた断 片をプラスミドpcY105の対応する部位に挿入し、融合物りを含むプラスミ ドpCY106を製造した。Next, plasmid pCY66 was cut with Kpnr and sphI, and the resulting fragment was Insert the fragment into the corresponding site of plasmid pcY105 to create a plasmid containing the fusion. pCY106 was produced.

プラスミドpcY106は、ε、coli株DII5αでは、抗生物質耐性の選 択により、またS、 cerevisiae株CTY186ではウラシル独立の 選択により維持された。株CTY186は、LYSローカスに染色体のURA3 及びI(IS3の欠損並びにナンセンス領域を含む。株CTY186は、S、  Emr、 Cal 1forniaInstitute of Technol ogyから得られた。もともとは、イリノイ大学のDr、 B、 Banka  it tsにより製造された。実質的にCTY186と同じ株である5HYIが 、ATCCから寄託番号44769として得られる。他の実質的に同じ株は、Y east Genetics 5tock Cu1ture Center、U ntversity ofCalifornia、 Berkeley、 Ca 1iforniaから得られる。Plasmid pcY106 is used to select for antibiotic resistance in E. coli strain DII5α. Depending on the selection, and in S. cerevisiae strain CTY186, uracil independent Maintained by choice. Strain CTY186 has chromosomal URA3 at the LYS locus. and I (contains the deletion of IS3 and the nonsense region. Strain CTY186 contains S, Emr, Cal 1fornia Institute of Technol Obtained from Ogy. Originally, Dr. B. Banka of the University of Illinois Manufactured by itts. 5HYI, which is essentially the same strain as CTY186, , available from the ATCC under deposit number 44769. Other substantially identical stocks are Y east Genetics 5tock Culture Center, U ntversity of California, Berkeley, Ca 1ifornia.

酵母株の形質転換は、Ito et al、 、 J、 Bacteriolo gy、 153.163−168(1983)により記載されたように行われた 。Transformation of yeast strains was performed by Ito et al., J. Bacteriolo. gy, 153.163-168 (1983). .

ビオチン化タンパク質を標識するために、酵母を、グルコース(0,6%) 、 30μg/mlのリジン及びビオチン20nM(1u Ci/ml )を添加し た最小培地で生育させた。ヒスチジン−HClを2.5μg/ml又は50μg /m1添加した。低量のヒスチジン濃度では、HIS3転写の抑制解除が起こっ た。5truh1. Nature、 300.284−287(1982)。To label biotinylated proteins, yeast were treated with glucose (0.6%), Add 30 μg/ml lysine and 20 nM biotin (1 u Ci/ml). The cells were grown on minimal medium. Histidine-HCl 2.5μg/ml or 50μg /ml was added. At low histidine concentrations, derepression of HIS3 transcription occurs. Ta. 5truh1. Nature, 300.284-287 (1982).

酵母細胞をフレンチプレッシャーセルで粉砕し、不溶の夾雑物を遠心分離により 除去した。タンパク質をトリクロロ酢酸沈澱により上澄みから回収し、酸を洗浄 して除き、SDS緩衝液(実施例りに記載)に溶解し、12.5%のポリアクリ ルアミドゲル上で電気泳動を行った。ゲルを、実施例1に記載したようにフルオ ログラフにかけた。Yeast cells were crushed in a French pressure cell, and insoluble impurities were removed by centrifugation. Removed. Proteins were recovered from the supernatant by trichloroacetic acid precipitation and acid washed. Remove and dissolve in SDS buffer (described in the examples) and add 12.5% polyacrylate. Electrophoresis was performed on a Lumid gel. The gel was fluorinated as described in Example 1. I put it on a loggraph.

pcY106を含むE、coli株DH5αを、実施例1に記載したように標識 し、電気泳動にかけた。E. coli strain DH5α containing pcY106 was labeled as described in Example 1. and subjected to electrophoresis.

バクテリア及び酵母細胞のいずれにおいても、期待された分子量(32kDa) の新しいビオチン化タンパク質が見出された。第20及び21図参照。酵母細胞 中、この32kDaのビオチン化タンパク質の合成は、通常の旧S3タンパク質 のように調節された。ヒスチジン制限条件下では、合成が抑制解除され、抑制解 除の下では、旧S3融合タンパク質は酵母細胞の主要なビオチン化タンパク質と なった。第20図参照。Expected molecular weight (32 kDa) in both bacterial and yeast cells. A new biotinylated protein was discovered. See Figures 20 and 21. yeast cells Meanwhile, the synthesis of this 32 kDa biotinylated protein is similar to that of the normal old S3 protein. It was adjusted as follows. Under histidine-limiting conditions, synthesis is derepressed and derepressed. Under exclusion, the former S3 fusion protein becomes the major biotinylated protein in yeast cells. became. See Figure 20.

第20図において、欄1は融合物L(pCYl−06)を含むLcoli株DI (5αにより製造されたタンパク質を含み、欄2は、完全なHrS3遺伝子(p cY105)を有するYEp24C誘導体を含むE、coli株DH5aにより 製造されたタンパク質を含み、欄3及び4は融合物L(pcYI06)を含むS 、 cerevisiae株CTY186により製造されたタンパク質を含み、 欄5は完全なHIS3プラスミド(1)CYi05)を含む酵母株CTYI86 により製造されたタンパク質を含み、欄6はBethesda Re5earc h Laboratoriesから購入される14C−標識分子量標準(オバル ブミンー43kDa、カルボニックアンヒドラーセ29kDa、β−ラクトグロ ブリン−18,4kDa)を含む。欄7及び欄8は、欄l及び欄2の、長い暴露 時間のものである。欄5において、標識バンドは、移動度が増加する順に、アセ チル−CoAカルボキシラーゼ(205kDa)、ピルベートカルボキシラーゼ (130kDa)及びLim et al(Archives Biochem 、 and Biophys、、258,259−64(1987))によって も観察された未知の44kDaのタンパク質である。欄2及び欄8のバンドは、 E、coliビオチンカルボキシルキャリヤータンパク質(BCCP)である。In Figure 20, column 1 is L coli strain DI containing fusion L (pCYl-06). Column 2 contains the complete HrS3 gene (p cY105) containing YEp24C derivatives by E. coli strain DH5a. Columns 3 and 4 contain S containing fusion L (pcYI06). , comprising a protein produced by S. cerevisiae strain CTY186; Column 5 is yeast strain CTYI86 containing the complete HIS3 plasmid (1) CYi05) Column 6 contains proteins produced by Bethesda Re5earc. h 14C-labeled molecular weight standards purchased from Laboratories (Oval Bumin-43kDa, carbonic anhydrase 29kDa, β-lactoglobulin bulin-18,4kDa). Columns 7 and 8 are long exposures of columns 1 and 2. It is a thing of time. In column 5, the labeled bands are sorted in order of increasing mobility. Chill-CoA carboxylase (205kDa), pyruvate carboxylase (130kDa) and Lim et al (Archives Biochem , and Biophys, 258, 259-64 (1987)) This is an unknown 44 kDa protein that was also observed. The bands in columns 2 and 8 are E. coli biotin carboxyl carrier protein (BCCP).

Bioオペロン抑制解除は、酵母においてはこのようなシステムが知られていな いので、酵母においては試験されなかった。第21図に示したbioオペロン抑 制解除の結果は、実施例2に記載されたように抑制解除について分析されたE、 coliについてのものである。Bio operon derepression occurs because such a system is not known in yeast. Therefore, it was not tested in yeast. The bio operon inhibitor shown in Figure 21 The derepression results were analyzed for derepression as described in Example 2. This is about coli.

実施例7.ビオチン化タンパク質の精製親和性の低い“モノマーアビジン”カラ ムをSigma Chemical Co。Example 7. Purification of biotinylated proteins “Monomer avidin” column with low affinity Sigma Chemical Co.

から購入した。それらの材料を製造するために用いたグアニジン処理は、アビジ ンを部分的に且つ非可逆的に変成させ、より親和性の高いビオチン結合部位の大 部分を上記のようにより親和性の低い部位に変える。残った親和性の高い部分は 、ビオチンでブロックして、結合したビオチン化タンパク質が、5henoy  et al、、FAsEB J、、2.2505−11(198g)に記載した ビオチン含有非変性緩衝液により、定量的に溶離されるカラムを提供する。Purchased from. The guanidine treatment used to produce those materials partially and irreversibly denatures the biotin binding site, creating a larger biotin-binding site with higher affinity. change the moiety to a lower affinity site as described above. The remaining parts with high affinity are , blocked with biotin, and the bound biotinylated protein becomes 5henoy. et al., FAsEB J, 2.2505-11 (198g) A column is provided that is quantitatively eluted with a non-denaturing buffer containing biotin.

E、coli BMH71−18を、融合物A又は融合物Bを含むベクターで形 質転換し、培養して上記実施例1のようにビオチン化タンパク質を発現させた。E. coli BMH71-18 was transformed with a vector containing fusion A or fusion B. The cells were transformed and cultured to express biotinylated proteins as in Example 1 above.

細胞抽出物を細胞をFren(Hh pressure cellで破壊するこ とにより製造した。無傷の細胞及び不溶の夾雑物を遠心分離により除去した。上 澄みをモノマーアビジンカラムにかけ、これをビオチンを除いた5henoy  et at、、緩衝液で洗浄し、非結合材料を除去した。ビオチン化タンパク質 を5henoy et al、のビオチン含有緩衝液を用いてカラムから溶離し た。Destroy the cell extract with Fren (Hh pressure cell) Manufactured by. Intact cells and undissolved contaminants were removed by centrifugation. Up The clear solution was applied to a monomer avidin column, and the biotin was removed from the 5henoy column. Washed with buffer to remove unbound material. biotinylated protein was eluted from the column using a biotin-containing buffer from 5henoy et al. Ta.

ビオチン化融合タンパク質を、内因性E、coliビオチンカルボキシキャリヤ ータンパク質(BCCP)とともに溶離した。BCCPは、ビオチン化融合タン パク質から5ephacryl S−100(Pharmacia LKB B iotechnologyから購入した)上、ゲル濾過により、ネイティブ分子 の分子量の大きな差により(β−ガラクトシダーゼ約500.000ダルトン対 BCCP44.000ダルトン)容易に分離された。The biotinylated fusion protein was transferred to the endogenous E. coli biotin carboxy carrier. -eluted together with protein (BCCP). BCCP is a biotinylated fusion protein. 5ephacryl S-100 (Pharmacia LKB B native molecules (purchased from Biotechnology) by gel filtration. Due to the large difference in the molecular weight of β-galactosidase (approximately 500,000 Daltons vs. BCCP44.000 daltons) were easily separated.

実施例8:ビオチン化タンパク質の精製融合物BをコードするpCY74又はβ −ガラクトシダーゼをコードするベクターpUR288を含むE、coli F ’ll recAの100m1培養液を、ブロス培地で早期エキスポネンシャル 相まで成長させ、ImMの[PTGで3時間誘導し、実施例1に記載したように 回収した。F’ 11 recAはまた、ビオチンリガーゼを約100倍過剰生 産するコンパチブルプラスミドであるpBAllを含む。Barker及びCa mpbell、 、1. Mo1. Biol、。Example 8: Purification of biotinylated proteins pCY74 or β encoding fusion B -E, coli F containing vector pUR288 encoding galactosidase ’ll recA 100ml culture solution was grown early exponentially in broth medium. phase and induced with ImM [PTG for 3 h, as described in Example 1. Recovered. F’11 recA also produces about 100-fold overproduction of biotin ligase. pBAll, a compatible plasmid that produces Barker and Ca. mpbell, 1. Mo1. Biol.

146、469(1981)。146, 469 (1981).

細胞を回収し、Miller、Experiments in Mo1ecul ar Genettcs(ColdSpring Harbor Lab、、N ew York、 1972) Gニー記載されるように製造したZ緩衝液中で 破壊した。得られたリゼートを48.000 X gで1時間遠心分離し、上澄 み(約2mgのタンパク質を各々含む)をセファロース(Hendrickso n et al、 、 Anal、 Biochem、 、 94.366(1 979)に記載したように製造した)に結合したモノマーアビジンのカラムであ って、35nmol/mlセファロースの交換可能なビオチン結合能を有する0 、 5mlのカラムにかけた。カラムはZ緩衝液又は20mMのビオチンを含む 2緩衝液で溶離した。約250μlのフラクションを集め、Miller、 E xperiments in Mo1ecular Geneticsに記載さ れたようにβ−ガラクトシダーゼ活性について分析し、かつタンパク質濃度につ いて分析した(20倍希釈液の280nmでの吸収)。Harvest the cells and follow the instructions from Miller, Experiments in Molecule. ar Genetcs (ColdSpring Harbor Lab, N ew York, 1972) in Z buffer prepared as described in G. Destroyed. The obtained lysate was centrifuged at 48,000 x g for 1 hour, and the supernatant (containing approximately 2 mg of protein each) was transferred to Sepharose (Hendrickson n et al, , Anal, Biochem, , 94.366 (1 A column of monomeric avidin (prepared as described in 979) Therefore, 0 with an exchangeable biotin binding capacity of 35 nmol/ml Sepharose. , applied to a 5 ml column. Column contains Z buffer or 20mM biotin 2 buffer. Approximately 250 μl fractions were collected, and Miller, E. described in experiments in Molecular Genetics. were analyzed for β-galactosidase activity and for protein concentration as described above. (absorption at 280 nm of 20-fold dilution).

結果を第22A−C図に示す。第22A図は、融合物Bをコードするプラスミド pcY74を含む細胞がら回収した上澄みのフラクションナンバーに対するβ− ガラクトシダーゼ活性及びタンパク質濃度のグラフを示す。第22C図は、上澄 みをカラムにかける前に、カラムを、20mMのビオチンを含むZ緩衝液で洗浄 することのほかは、第22A図と同様のグラフを示す。第22B図は、β−ガラ クトシダーゼを生産するが、融合タンパク質は生産しないpUR288を含む細 胞から回収した上澄みの溶離プロファイルを示す。これよりわがるように、融合 タンパク質はカラムに保持され、続いて20mMのビオチンの添加により溶離さ れる。The results are shown in Figures 22A-C. Figure 22A shows a plasmid encoding fusion B. β- for the fraction number of the supernatant collected from cells containing pcY74 Figure 3 shows a graph of galactosidase activity and protein concentration. Figure 22C shows the skim Before applying the sample to the column, wash the column with Z buffer containing 20mM biotin. A graph similar to FIG. 22A is shown except that. Figure 22B shows β-gala. A cell containing pUR288 that produces tosidase but not the fusion protein. The elution profile of the supernatant collected from cells is shown. I want to understand more than this, fusion Proteins were retained on the column and subsequently eluted by the addition of 20mM biotin. It will be done.

モノマーアビジンカラムから溶離した精製した融合タンパク質を8%のポリアク リルアミドゲル上、SO3の存在下で電気泳動にかけた。ゲルはKumassi e Blue Rで染色した。The purified fusion protein eluted from the monomer avidin column was washed with 8% polyacrylate. Electrophoresis was performed on a Rylamide gel in the presence of SO3. The gel is Kumassi e Stained with Blue R.

プラスミドpcY100、及びプラスミドpCY74又はpUR288を含むE 、 c。E containing plasmid pcY100 and plasmid pCY74 or pUR288 , c.

1i F’ll recAを、培養し、タンパク質を上記の本実施例のように回 収した。得られた上澄みをモノマーアビジンカラムに適用し、溶出液を上記のよ うに、ポリアクリルアミドゲル上で電気泳動にかけた。1i F’ll recA was cultured and the protein was purified as in this example above. I got it. The resulting supernatant was applied to a monomer avidin column and the eluate was filtered as above. The sea urchins were subjected to electrophoresis on a polyacrylamide gel.

プラスミドpcY100を、pMBRloのBamHI−Sca!断片をMan iatis et al、。Plasmid pcY100 was transformed into BamHI-Sca! of pMBRlo. Man the fragment iatis et al.

Mo1ecular Cloning、A、Laboratory Manua l(Cold Spring Harbor Lab、。Mo1ecular Cloning, A, Laboratory Manua l(Cold Spring Harbor Lab,.

New York 1982) に記載されたようにpAcYc184の大きい 方のBamHI−EcoRV断片に連結することにより製造した。Barker  and Campbell。pAcYc184 as described in New York (1982). BamHI-EcoRV fragment. Barker and Campbell.

J、 Mo1. Biol、 、 146.469(1981)参照。プラスミ ドpMBRIOはA、 0tsukaがら贈られ、その製法は、Buoncri strani and 0tsuka、J、Biol、Chem、。J, Mo1. See Biol, 146.469 (1981). Plasmi Do pMBRIO was given to me by A, 0tsuka, and its manufacturing method is from Buoncri. strani and Otsuka, J. Biol, Chem.

263、1013(1988)に記載されている。プラスミドpAcYc184 は、ATCCから寄託番号37033として得られる。263, 1013 (1988). Plasmid pAcYc184 is available from the ATCC under deposit number 37033.

電気泳動の結果を第23図に示す。欄1−5は、2.5mlのアビジンカラム上 、融合物BをコードするpCY74を含む細胞から抽出された総量約20mgの タンパク質のクロマトグラフィーに関する材料を含む。The results of electrophoresis are shown in FIG. Columns 1-5 are on a 2.5 ml avidin column. , a total amount of approximately 20 mg extracted from cells containing pCY74 encoding fusion B. Contains material related to protein chromatography.

カラムに適用したもともとの上澄みのサンプルをfullで電気泳動にかけた。A sample of the original supernatant applied to the column was subjected to full electrophoresis.

非結合タンパク質(フロースルー)のサンプルを欄2で電気泳動にかけ、20m Mのビオチンで溶離することにより得られた溶出物のサンプルを欄3で電気泳動 にかけた。欄4において、サンプルをモノクローナル抗−β−ガラクトシダーゼ (Promega、 Mad 1son、 WEから)で処理した後、続いてタ ンパク質A−アガロースで吸収し、遠心分離にかけることを除いては、欄3のも のと同じサンプルを、電気泳動にかけた。得られた上澄みはゲル上にのせた材料 であった。A sample of unbound protein (flow-through) was electrophoresed in column 2 and 20 m A sample of the eluate obtained by eluting with biotin of M was electrophoresed in column 3. I put it on. In column 4, the sample was treated with monoclonal anti-β-galactosidase. (from Promega, Mad 1son, WE), then the Protein A - Same as in column 3 except absorbed with agarose and centrifuged. The same sample was subjected to electrophoresis. The obtained supernatant is the material placed on the gel. Met.

欄のより低い方の半分に見られるぼやけたバンドは、非吸収免疫グロブリン鎖で ある。欄5は、Bethesda Re5earch Laboratorie sから購入した分子量スタンダード(ホスホリラーゼB−97kDa、ウシ血清 アルブミン−68kDa、オバルブミンー43kDa、カルボニックアンヒドラ ーゼ−29kDa、及びβ−ラクトグロブリン−18,4kDa)を含む。The blurred bands seen in the lower half of the column are unabsorbed immunoglobulin chains. be. Column 5 is Bethesda Research Laboratory Molecular weight standard (phosphorylase B-97 kDa, bovine serum Albumin-68kDa, Ovalbumin-43kDa, Carbonic Anhydra -29kDa, and β-lactoglobulin-18,4kDa).

欄6−10は、1.6mlのモノマーアビジンカラム上、融合物Bをコードする pCY74を含む細胞から抽出した約5mgの総タンパク質のクロマトグラフィ ーに関する材料を含む。オリジナル上澄みのサンプル及び非結合タンパク質は各 々欄6及び欄7で電気泳動にかけられた。Columns 6-10 code for fusion B on a 1.6 ml monomeric avidin column. Chromatography of approximately 5 mg of total protein extracted from cells containing pCY74 Contains material related to Original supernatant samples and unbound proteins were Each column 6 and 7 were subjected to electrophoresis.

20mMのビオチン溶離液のピーク領域のサンプルを欄8で電気泳動にかけ、溶 離ピークのティリング領域のサンプルを欄9及びlOで電気泳動にかけた。欄8 −10のマイナーバンドを、BCCPのプロテアーゼ−開裂型である最も移動度 の大きいバンド以外を、抗−β−ガラクトシダーゼ(データは示さない)で吸収 することにより除去した。Fall、 Meth、 Enzymology、  62.390(1979)参照。A sample of the peak area of the 20mM biotin eluent was subjected to electrophoresis in column 8, and the Samples from the tilling region of the isolated peaks were subjected to electrophoresis in columns 9 and 10. Column 8 -10 minor bands are the most mobile, which is the protease-cleaved form of BCCP. All bands other than the large band were absorbed with anti-β-galactosidase (data not shown). It was removed by Fall, Meth, Enzymology, See 62.390 (1979).

上記のように、いくつかの宿主細胞は、pCY74及び2つのbirA(ビオチ ンリガーゼ過剰生産)プラスミドの両方を含む。欄1−5で電気泳動にかけられ た材料を生産するのに使用した株は、birAタンパク質を100倍以上過剰生 産するプラスミドpcY100を含み、欄6−IOで電気泳動にかけられた材料 を生産するのに使用した株は、約10倍以上のりガーゼ活性を過剰生産するpB Allを含んでいた。As mentioned above, some host cells contain pCY74 and two birA (biotinylated) ligase overproduction) plasmid. Electrophoresed in columns 1-5 The strain used to produce the material overproduces the birA protein by more than 100 times. The material containing the producing plasmid pcY100 and subjected to electrophoresis in column 6-IO The strain used to produce pB overproduced gauze activity by approximately 10 times It contained All.

第23図に示されるように、ビオチンによる溶離物は、シングルバンド(欄3) を生産し、このバンドは、モノクローナル抗−β−ガラクトシダーゼ(欄4)で 処理した後、消失し、このことは該バンドがビオチン化融合タンパク質を含んで いたことを示す。欄3と、欄8−10を比較することにより、宿主細胞がpcY looを含む場合は、pBAllと比べて、生産されたビオチン化融合タンパク 質の量が実質的に増加することがわかる。As shown in Figure 23, the eluate with biotin has a single band (column 3). This band was produced by monoclonal anti-β-galactosidase (column 4). After treatment, it disappears, indicating that the band contains the biotinylated fusion protein. Indicates that there was By comparing column 3 and columns 8-10, it is determined that the host cell is pcY. loo, the produced biotinylated fusion protein compared to pBAll. It can be seen that the quantity of quality increases substantially.

第2図に示すトマトc DNAビオチンタンパク質配列配列Klebsiell a pneumoniae オキサルアセテートデカルボキシラーゼのαサブユ ニットをコードするDNAに、正しい解読枠で連結されたβ−ガラクトシダーゼ の断片をコードするDNAを含むハイブリッドDNA配列を製造した。これらの 二つの前者のDNA配列の各々は、ビオチン化部位を含むポリペプチドをコード する。二つのDNA配列は、融合タンパク質が、β−がう?トシダーゼ断片をア ミノ末端に有し、ビオチンアクセプター配列をカルボキシ末端に有するようにコ ードされるように、融合された。Tomato c DNA biotin protein sequence shown in Figure 2 Klebsiell a pneumoniae alpha subunit of oxalacetate decarboxylase β-galactosidase linked to the DNA encoding NIT in the correct reading frame A hybrid DNA sequence was produced containing DNA encoding a fragment of. these Each of the two former DNA sequences encodes a polypeptide containing a biotinylation site. do. Are the two DNA sequences the fusion protein? Assemble the tosidase fragment. It has a biotin acceptor sequence at the carboxy terminus and a biotin acceptor sequence at the carboxy terminus. fused so that it is coded.

これらのハイブリッドDNA配列をコードする適するベクターは、下記のように 製造した。ベクターを、E、coliの種々の株の形質転換に使用した(使用し た株及び方法は、実施例1に記載した。)。実施例1に記載されたように、トリ チウム化ビオチンの存在下で発現を可能にする条件下で培養すると、ビオチン化 融合タンパク質が生産された。さらに、bioオペロンの抑制解除を実施例1の ように試験すると、抑制解除が見られた。Suitable vectors encoding these hybrid DNA sequences are described below. Manufactured. The vector was used for the transformation of various strains of E. coli. The strains and methods used are described in Example 1. ). As described in Example 1, When cultured under conditions that allow expression in the presence of thiated biotin, biotinylated A fusion protein was produced. Furthermore, the inhibition of the bio operon was released in Example 1. When tested in the same way, a release of inhibition was observed.

A、β−ガラクトシダーゼ及びビオチン化トマトタンパク質をコードするハイブ リッドDNAを含むベクターの製造ビオチントマトタンパク質をコードするc  DNAセグメントを、叶。A, hive encoding β-galactosidase and biotinylated tomato protein Production of vector containing lid DNAc encoding biotin tomato protein Leave the DNA segment.

Ne1l Hoffman、Department of Biology、  University of Penn5ylvania、 Ph1ladel fhia、Pa、からの未命名のプラスミドとして得た。プラスミドは、Hof fman et al、、 Nucleic Ac1d Res、、15. 3 928(1987)記載のオリジナルラムダシャロン16フアージの5stl切 断により誘導した。ファージを、Alexander et al、 Gene 、旦、 79−89(1984)に記載されたトマトc DNAバンクから単離 した。Ne1l Hoffman, Department of Biology, University of Penn5ylvania, Ph1ladel fhia, Pa, as an unnamed plasmid. The plasmid is Hof fman et al, Nucleic Ac1d Res, 15. 3 Original Lambda Sharon 16 Fage 5stl cutter described in 928 (1987) induced by cutting. The phage was described by Alexander et al. Isolated from the tomato c DNA bank described in , Dan, 79-89 (1984) did.

叶、Hoffmanから得られたプラスミドを、5stI及び5alIで切断し 、得られた断片を5stl−3allで切断したpUR278(1acZ遺伝子 を含む)に連結して、融合物NをコードするプラスミドpKR2を製造した。融 合物Nは、第2図に示したトマト配列に融合したβ−ガラクトシダーゼのN−末 端の651アミノ酸をコードするDNAを含む。融合結合部は、1acZ配列と 第2図のトマト配列の間のPPPPPPPGTVを有するIacZ残基651で ある。プラスミドpUR278は、Professor Muller−Hil l、Universitat zu Kgln、5000 k?jln 41.  FRGから得た。その製法及び性質はRuther and Muller− Hill、The EMBOJournal、 2.1791−94(1983 )に記載されている。The plasmid obtained from Kano and Hoffman was cut with 5stI and 5alI. pUR278 (1acZ gene ) to produce plasmid pKR2 encoding fusion N. Melt Compound N is the N-terminus of β-galactosidase fused to the tomato sequence shown in Figure 2. Contains DNA encoding the terminal 651 amino acids. The fusion junction is between the 1acZ sequence and At IacZ residue 651 with PPPPPPPGTV between the tomato sequences in Figure 2. be. Plasmid pUR278 was obtained from Professor Muller-Hil l, Universitat Zu Kgln, 5000 k? jln 41. Obtained from FRG. Its manufacturing method and properties are described by Ruther and Muller- Hill, The EMBO Journal, 2.1791-94 (1983 )It is described in.

B、β−ガラクトシダーゼ及びオキサルアセテートデカルボキシラー−の製造 プラスミドpSC3を、Dr、E、Schwarz、1Jax−Planck  In5titut fur Bi。B. Production of β-galactosidase and oxalacetate decarboxylase Plasmid pSC3 was obtained from Dr. E. Schwarz, 1 Jax-Planck. In5titut fur Bi.

cheIIIie、Martinsreid、West Germanyから得 た。その製法は: LausseドpSC3は、Klebsiella pne umoniaeオキサルアセテートデカルボキシラーゼのγ、α及びβの一部の サブユニットをコードする。Laussermair et al、とSchw arz et al、は、共に、α、γ及びβ遺伝子のDNA配列を開示する。Obtained from CheIIIie, Martinsreid, West Germany Ta. Its manufacturing method is: Lausse de pSC3 is Klebsiella pne Some of the γ, α and β of S. umoniae oxalacetate decarboxylase Code subunits. Laussermair et al, and Schw arz et al. together disclose the DNA sequences of the α, γ and β genes.

プラスミドpSC3を、5alIで切断し、得られたαサブユニットをコードす る3、2に、bの断片をSa、11で切断されたI)H3G398に連結してp KR5を形成した。その後、αサブユニットをコードする配列を、さらにpKR 5のSal I及びBamHIによる切断及び得られた1、 7Kbの断片の、 同じ酵素で切断されたpMTL21への連結によりサブクローン化して、pKR l、1を得た。次に、プラスミドpKR11をPstr及びBs5HIIテ切断 し、得られた断片をPstl及びMluIで切断したpMTL20に連結して、 pKR28を得た。最後に、プラスミドpKR28をAatLrで切断し、Aa tlIで切断したpUR278に連結し、融合物0を含むpKR30を得た。Plasmid pSC3 was cut with 5alI, and the resulting α subunit encoding fragment was 3, 2, the fragment b was ligated to I) H3G398 cut at Sa, 11 to create p KR5 was formed. Then, the sequence encoding the α subunit was further added to pKR. Digestion of 5 with SalI and BamHI and the resulting 1.7 Kb fragment, pKR was subcloned by ligation into pMTL21 cut with the same enzyme. I got 1. Next, plasmid pKR11 was cut with Pstr and Bs5HII. The resulting fragment was ligated to pMTL20 cut with Pstl and MluI, pKR28 was obtained. Finally, plasmid pKR28 was cut with AatLr and Aa It was ligated to pUR278 cut with tlI to obtain pKR30 containing fusion 0.

融合物Oは、Klebsjella pneumoniaeオキサルアセテート デカルボキシラーゼのαサブユニットの100残基をコードするDNA及びβ− ガラクトシダーゼのN−末端210残基をコードするDNAを含む。Fusion O is Klebsjella pneumoniae oxalacetate DNA encoding 100 residues of the α subunit of decarboxylase and β- Contains DNA encoding the N-terminal 210 residues of galactosidase.

αサブユニットの100残基のアミノ酸配列を下記に示すDVSQLTAAAP A PA PAPAPA SA PAA A APAGAGTPVTA PL  AGF I WKVLAS EGQTVAAGEVLL hL EAMKMET EIR,AAQAGTvRGIAVKAGDAVAVGDTLMTLA 。DVSQLTAAAP shows the amino acid sequence of 100 residues of α subunit as shown below. A PA PAPAPA SA PAA A APAGAGTPVTA PL  AGF I WKVLAS EGQTVAAGEVLL hL EAMKMET EIR, AAQAGTvRGIAVKAGDAVAVGDTLMTLA.

プラスミドpH3G398は、東京の日本ガンリサーチリソースバンクから得ら れた。また、Takeshita et al、、Gene 61.63(19 87)参照。Plasmid pH3G398 was obtained from Japan Cancer Research Resource Bank, Tokyo. It was. Also, Takeshita et al, Gene 61.63 (19 See 87).

プラスミドpMTL20及びpMTL21を、Dr、S、P、Chambers 、PHLCCentre forAppl ied Mi crobiolog y、 5alisbury、 Wi 1tshire、 Englandから得 た。それらの製法はChambers、Pr1or、Barstow and  Minton、Gene、68139−149(1988)に記載されている。Plasmids pMTL20 and pMTL21 were prepared by Dr. S. P. Chambers. , PHLC Center for Appl ied Mi crobiolog Obtained from y, 5alisbury, Wi 1tshire, England Ta. Their manufacturing methods are Chambers, Pr1or, Barstow and Minton, Gene, 68139-149 (1988).

E、 coliBccPをコードするDNA配列を、5utton et al 、j、Biol、chem、 、 252.3934−3940(1977)に 報告されたBCCPのアミノ酸配列の残基17=82に対応する合成オリゴヌク レオチド配列を含むプローブを用いて、クローンバンクをスクリーニングするこ とにより得た。クローンバンクは、Yanisch−Perron et al 、 、Gene、 33.103−119(1985)に記載されたように、フ ァージM13mpilの旧ndIIIとPst1部位の間に挿入されたE、co li染色体の1.6Kbの旧ndIIr−Psti断片からなる。このクローン バンクは、叶、John E、Cronanjr、、University o f l1linois、 Champaign、 II 1inoisからも得 られる。HindIII部位はBCCPのコード配列の中に位置している。単離 されたクローンのDNA配列は、Sυtton et al、に報告されたよう に、Nの替わりに残基39がDであること以外は、正確に5utton et  al、配列に合わせた演鐸されたアミノ酸配列を与えた。E. The DNA sequence encoding coliBccP was prepared by 5utton et al. , j, Biol, chem, , 252.3934-3940 (1977) Synthetic oligonucleotide corresponding to residues 17=82 of the reported amino acid sequence of BCCP Screening clone banks using probes containing leotide sequences Obtained by. The clone bank is Yanisch-Perron et al. , Gene, 33.103-119 (1985). E, co inserted between the old ndIII and Pst1 sites of M13mpil It consists of a 1.6 Kb old ndIIr-Psti fragment of the li chromosome. This clone The bank is Kano, John E, Cronan jr, University o Also obtained from f l1linois, Champaign, II linois It will be done. A HindIII site is located within the coding sequence of BCCP. isolation The DNA sequence of the clone was as reported in Sυtton et al. exactly 5 uttons, except that residue 39 is D instead of N. al, provided the decoded amino acid sequence aligned with the sequence.

BCCPCC−ンの二本鎖の複製可能な型を、HindIII及びPstIで切 断して、BCCPをコードする断片をとり出し、該断片を同じ酵素で切断された pTZ18U(アンピシリン抵抗性遺伝子を含む)に連結した。The double-stranded, replicable version of BCCPCC-in was cleaved with HindIII and PstI. The BCCP-encoding fragment was then cut with the same enzyme. It was ligated to pTZ18U (containing the ampicillin resistance gene).

得られたプラスミド、 pLS 1をHindIIIで消化し、HindITI 消化pCY82から放出された断片に連結した。この旧ndlll断片は、クロ ラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)をコードする。The obtained plasmid, pLS1, was digested with HindIII, and HindITI ligated to the fragment released from digested pCY82. This old ndllll fragment is Encodes ramphenicol acetyltransferase (CAT).

得られた混合物を、E、coliの形質転換に使用し、アンピシリン及びクロラ ムフェニコールの両方に耐性の形質転換体を選択した。BCCPに、BCCPと 同じ配向で融合したCAT遺伝子を有するこれらの組み換えプラスミドの一つを 、Ncolで切断し、pLS2を形成するように再連結した。この処理の効果は 、CAT遺伝子のC末端の一部及びBCCP遺伝子のN末端の一部を除去し、そ れらの間に新しい融合結合を形成することにある。得られた組み換えプラスミド pLS2は、BCCPのC末端93アミノ酸に融合したCAT遺伝子のN−末端 1273アミノ酸からなる融合タンパク質をコードする(融合物P)。BCCP 配列は、第2図に与えられるもの及びCAT配列と第2図のBCCP配列との間 の、付加的なりCCP配列:EAPAAAGISG[(rVR,sPMVGT  テある。マタ、得うレタ配列ハ、上記のようにBCCP残基39のNの代わりに 、Dを含む。The resulting mixture was used for transformation of E. coli, and ampicillin and chlora Transformants resistant to both mufenicol were selected. BCCP, BCCP and One of these recombinant plasmids with the CAT gene fused in the same orientation was , Ncol and religated to form pLS2. The effect of this process is , a part of the C-terminus of the CAT gene and a part of the N-terminus of the BCCP gene were removed. The goal is to form a new fusion bond between them. Obtained recombinant plasmid pLS2 is the N-terminus of the CAT gene fused to the C-terminal 93 amino acids of BCCP. It encodes a fusion protein consisting of 1273 amino acids (Fusion P). B.C.C.P. The array is that given in Figure 2 and between the CAT array and the BCCP array of Figure 2. , an additional CCP sequence: EAPAAAGISG [(rVR, sPMVGT There is. Mata, the resulting letter sequence is replaced with N in BCCP residue 39 as above. , D.

プラスミドp’rz 18Llは、Pharmacia LKB Biotec hnologyから得られる。また、Mead et al、 、 Prot、  Engineer、 1.67(1986)参照。pCY82のCAT遺伝子 は、トランスポゾンTn9のものであり、市販品として例えば、Pharmac ia LKB Biotecbnology、Piscataway、Nevv  Jersey、C1antech Laboratories、Pa1o A Ito、CA、Stratagene、丁nc LA Jolla、CA から 得られるクローニングベクターの共通の成分である。また、プラスミドpCY8 2は、Dr、John E、Cronan、Jr、、University o f l1linois。Plasmid p'rz 18Ll is available from Pharmacia LKB Biotec Obtained from hnology. Also, Mead et al, , Prot, See Engineer, 1.67 (1986). CAT gene of pCY82 is that of transposon Tn9, and is commercially available, for example, from Pharma ia LKB Biotecbnology, Piscataway, Nevv Jersey, C1antech Laboratories, Pa1o A From Ito, CA, Stratagene, Ding nc LA Jolla, CA It is a common component of the resulting cloning vector. In addition, plasmid pCY8 2 is Dr. John E. Cronan, Jr., University o f l1linois.

Champaign、 l1linoisから得られる。Champaign, l1linois.

プラスミドpLs2を、B、coliの種々の株の形質転換に使用した(使用し た株及び方法は、実施例1に記載した。)。実施例1に記載されたように、I・ リチウム化ビオチンの存在下で発現を可能にする条件下で培養すると、ビオチン 化融合タンパク質が生産された。さらに、bioオペロンの抑制解除を実施例1 のように試験すると、抑制解除が見られた。Plasmid pLs2 was used for the transformation of various strains of B. coli. The strains and methods used are described in Example 1. ). As described in Example 1, I. When cultured under conditions that allow expression in the presence of lithiated biotin, biotin fusion protein was produced. Furthermore, in Example 1, the inhibition of the bio operon was released. When tested as follows, a release of inhibition was observed.

実施例II: リボ酸付加のための部位を有する融合タンパク質をコードするD NA配列の製造及び発現 ■又はそれ以上のりボイル付加部位をコードするE、coli aceF遺伝子 の断片及びβ−ガラクトシダーゼ構造遺伝子の最初の8のアミノ酸を除く全ての アミノ酸をコートするDNAを含むハイブリッドDNA配列を製造した。二つの DNA配列を、アミノ末端にリポイルアクセプター配列及びカルボキシル末端に β−ガラクトシダーゼ配列を有する融合タンパク質がコードされるように融合し た。Example II: D encoding a fusion protein with a site for riboic acid addition Production and expression of NA sequences ■E, coli aceF gene encoding one or more glue boil addition sites fragment and all but the first 8 amino acids of the β-galactosidase structural gene. A hybrid DNA sequence containing DNA encoding amino acids was produced. two DNA sequence with a lipoyl acceptor sequence at the amino terminus and a lipoyl acceptor sequence at the carboxyl terminus. fused so that a fusion protein having a β-galactosidase sequence is encoded. Ta.

A、 aceF遺伝子及びIacZ構造遺伝子の断片を含むベクターの製造E、  coliピルビン酸デヒドロゲナーゼのE2pサブユニットをコードするac eF遺伝子をクローン化し、その配列を決定した。5tephens、 Dar lison、 Lewis and Guest、 Eur、 J、 Bioc hem、 、 133.481−489(1983)参■B 背景の部分で論じたように、このアミノ酸配列は、E2pポリペプチド鎖のN末 端の半分で縦に繰り返す約100のアミノ酸残基、からなる三つの同種のセグメ ントを示し、各々の繰り返しかりボイル化部位を含む領域を形成する。E2pポ リペプチド鎖及びa、ceF遺伝子の繰り返しセグメントを、各々1ipl〜l  ip3、及び1it)I−1ip3と命名した。A. Production of a vector containing aceF gene and IacZ structural gene fragments E. ac encoding the E2p subunit of E.coli pyruvate dehydrogenase The eF gene was cloned and its sequence determined. 5tephens, Dar lison, Lewis and Guest, Eur, J, Bioc hem, 133.481-489 (1983) ■B As discussed in the background section, this amino acid sequence corresponds to the N-terminus of the E2p polypeptide chain. Three homogeneous segments consisting of approximately 100 amino acid residues that repeat vertically on one half of the edge. The points are shown and each repetition forms a region containing the boiling site. E2p port The repeat segments of the polypeptide chain and the a and ceF genes were each 1 ipl to 1 ip3, and 1it) I-1ip3.

aceF遺伝子は、β−ガラクトシダーゼへの融合物を形成するのに使用しうる いくつかの天然に存在する制限部位を含む。l又は2のドメイン(第24図参照 )と等価なインフレーム欠失を発生させるのに使用されうるコード配列の類似の 位置に三つのBcl、1部位がある。aceF gene can be used to form fusions to β-galactosidase Contains several naturally occurring restriction sites. 1 or 2 domains (see Figure 24) ) can be used to generate in-frame deletions equivalent to There are three Bcl, one site in position.

そのような融合物を構築するための出発材料は、Guest、 I、ewis、  Graham、 Packman and Perham、 J、MOL、  Biol、 、 185.743−754(1985)に記載されているように 製造される、aceF遺伝子の3′末端を含むプラスミドpGs 101である 。このプラスミドは、イギリス、シェフイールド5IOZTNのシェフイールド 大学の微生物学科のJ、 Guest教授から得た。The starting material for constructing such a fusion is Guest, I, ewis, Graham, Packman and Perham, J.M.O.L. Biol, 185.743-754 (1985). The plasmid pGs 101 containing the 3' end of the aceF gene is produced. . This plasmid was produced by Chefyield 5IOZTN, UK. I got it from Professor J. Guest of the University's Department of Microbiology.

プラスミドpGs101は、aceEFコード領域は、ベクターのtetプロモ ーターから転写されるが、それ自身の転写開始領域を有する。Plasmid pGs101 contains the aceEF coding region in the tet promoter of the vector. is transcribed from a transcription factor, but has its own transcription initiation region.

pGs 101の旦Lコード領域は、pcs 101からの精製した1、 2K bC圏/5phr断片をpMTL23のC1al及びSph r部位に連結して pKRl、2(第25図参照)を製造することにより、pMTL23にサブクロ ーン化された。この工程は、旦Lコード領域をI acZプロモーターに隣接し て位置づけること、及び上流のaceEコード領域の10コドン以外の全てを除 去するものである。The danL coding region of pGs101 was purified from 1,2K from pcs101. The bC region/5 phr fragment was ligated into the C1al and Sph r sites of pMTL23. By producing pKRl,2 (see Figure 25), a subclonal was added to pMTL23. It has been turned into a This step places the DanL coding region adjacent to the IacZ promoter. positioning and excluding all but 10 codons of the upstream aceE coding region. It is something to remove.

プラスミドpMTL23は、叶、S、P、Chambers、PHLCCent re for AppliedMicrobiology、 Sal 1sbu ry、 iVi 1tshire、 Englandがら贈られた。その製法は 、Chambers、 Pr1or、 Barstow and Minton 、 Gene、 68139刊49(1988)に記載されている。Plasmid pMTL23 is Kano, S, P, Chambers, PHLCCent refor Applied Microbiology, Sal 1sbu ry, iVi 1tshire, and England. Its manufacturing method is , Chambers, Pr1or, Barstow and Minton , Gene, 68139, No. 49 (1988).

全ての三つのりボイル領域を含むプラスミド1)KR12は、三つのりボイル領 域のサブセットを含む追加の構造物のだめの出発材料を提供する。最初の8アミ ノ酸(活性酵素)以外の全てのβ−ガラクトシダーゼをコードするDNA配列を 含むカセットを、種々の構築物の各旦Lコードセグメントの3′末端で枠に挿入 した。これらの追加のハイブリッドDNA配列の製法を下記に示す。Plasmid containing all three glue-boiled regions 1) KR12 contains three glue-boiled regions Provides starting material for additional constructs containing a subset of regions. first 8 ami All β-galactosidase-encoding DNA sequences except for the active enzyme Insert the containing cassette into the frame at the 3' end of each L-code segment of the various constructs. did. Methods for making these additional hybrid DNA sequences are shown below.

1、融合物Qの製造 融合物Qは、正しい解読枠で、最初の8アミン末端アミノ酸を除く全β−ガラク トシダーゼをコードするDNAに結合したE2pの三つのlip領域全てをコー ドするDNAを含むハイブリッドDNA配列である。(第24図)。1. Production of fusion product Q Fusion Q contains all β-galactin amino acids in the correct reading frame except for the first 8 amine terminal amino acids. It encodes all three lip regions of E2p bound to the DNA encoding tosidase. This is a hybrid DNA sequence containing DNA that encodes. (Figure 24).

融合物Qを含むプラスミドpKRI4を、第25図に示すように製造した。プラ スミドpMc1871を、Pstlで切断し、得られた3Kbの断片を、pKR l2(上記で製造した)のPsLr部位に挿入した。プラスミドpMC1871 は、プロモーターの調節領域、オペレーター、及び翻訳開始領域を含まない1a cZカートリツジを含む。Ca5adaban、 Mart 1nez−Ari as、 5hapira and Chou、Methods Enz、、 1 00,293−308(1983)参照。プラスミドpMc1871は、Pha rmacia LKB Biotechnology、Piscataway、 New Jerseyから得られる。Plasmid pKRI4 containing fusion Q was produced as shown in FIG. plastic pMc1871 was digested with Pstl, and the resulting 3Kb fragment was used as pKR. 12 (prepared above) into the PsLr site. Plasmid pMC1871 1a does not contain the promoter regulatory region, operator, and translation initiation region. Contains cZ cartridge. Ca5adaban, Mart 1nez-Ari as, 5hapira and Chou, Methods Enz,, 1 00, 293-308 (1983). Plasmid pMc1871 is Pha rmacia LKB Biotechnology, Piscataway, Obtained from New Jersey.

2、融合物Rの製造 融合物Rは、正しい解読枠で、最初の8アミノ末端アミノ酸を除くすべてのβ− ガラクトシダーゼをコードするDNAに結合したE2pの最初の二つのりボイル 領域(ltpl及びl1p2)並びに第三のりボイル領域(lip3)をコード するDNAを含むハイブリッドDNA配列である。2. Production of fusion product R Fusion R contains all β-terminal amino acids in the correct reading frame except for the first eight amino terminal amino acids. The first two glue boils of E2p bound to the DNA encoding galactosidase Code the regions (ltpl and l1p2) and the third glue boil region (lip3) It is a hybrid DNA sequence containing DNA that

(第24図)。(Figure 24).

融合物Rを含むプラVミドpKRIOを、第26図に示すように製造した。旦射 、旦匹及び且〔を含むプラスミドpKR1,2を、Hind川で切断し、再連結 した。これにより、pKRl2からの450bp断片を除去して、プラスミドp KR7(第24及び第26図参照)を製造した。プラスミドpMc1871を、 Pstiで切断し、得られた3Kbの断片を、pKR7のPstI部位に挿入し てpKRloを製造した。The pKRIO containing fusion R was produced as shown in FIG. Danshot Plasmids pKR1 and 2 containing , Dan, and [ were cut in the Hind River and religated. did. This removes the 450 bp fragment from pKRl2 and KR7 (see Figures 24 and 26) was manufactured. Plasmid pMc1871, Cut with PstI and insert the resulting 3Kb fragment into the PstI site of pKR7. pKRlo was produced.

3、融合物S及びTの製造 融合物S及びTは、正しい解読枠で、最初の8アミノ末端アミノ酸を除くすべて のβ−ガラクトシダーゼをコードするDNAに結合したB2pのハイブリッド1 ip領域をコードするDNAを含む。融合物Sはハイブリッド1ipl−2領域 及び1ip3からなる二つの1ip領域をコードするDNAを含む。l ip2 領域をコードするDNAは、正しい解読枠で、1ip2のカルボキシル末端領域 をコードするDNAに1iplのアミノ末端領域をコードするDNAを融合する ことにより形成した。第24図参照。3. Production of fusion products S and T Fusions S and T contain all but the first 8 amino terminal amino acids in the correct reading frame. Hybrid 1 of B2p bound to DNA encoding β-galactosidase of Contains DNA encoding the ip region. Fusion S is a hybrid 1ipl-2 region It contains DNA encoding two 1ip regions consisting of and 1ip3. l ip2 The DNA encoding the region is in the correct reading frame and contains the carboxyl-terminal region of 1ip2. Fuse the DNA encoding the amino-terminal region of 1ipl with the DNA encoding It was formed by this. See Figure 24.

融合物Tは、1ipl及びハイブリッド1ip2−3領域からなる二つの1ip 領域をコードするDNAを含む。1ip2−3領域をコードするDNAを、正確 な解読枠で、l ip2のアミノ末端領域をコードするDNAを]ip3のカル ボキシル末端領域をコードするDNAに融合することにより形成した。第24図 参照。Fusion T consists of two 1ips consisting of 1ipl and a hybrid 1ip2-3 region. Contains DNA encoding the region. The DNA encoding the 1ip2-3 region is In an open reading frame, the DNA encoding the amino-terminal region of lip2 was inserted into the calculus of ip3. It was formed by fusing to DNA encoding the boxyl terminal region. Figure 24 reference.

融合物Sを含むプラスミドpKR23及び融合物Tを含むプラスミドpKR22 を、第27図に示すように製造した。まず、プラスミドpKR12を、Ba1l で部分的に切断した。Belit (即ち、旦以のBcl1部位)からBe11 −2への欠失、又はBcll−2からBclI−3ヘの欠失(Guest et  a、1.。Plasmid pKR23 containing fusion S and plasmid pKR22 containing fusion T was manufactured as shown in FIG. First, plasmid pKR12 was transformed into Ba1l It was partially cut off. Belit (i.e., the Bcl1 site above) to Be11 -2 or from Bcll-2 to BclI-3 (Guest et al. a, 1. .

J、 Mo1. Biol、 、 185.743−54(1985)及び第2 4図参照)を表す、得られた3、 4Kbの断片を、精製し、再連結して、pK Rl6及びpKR17を製造した。得られたものを、AccIで切断することに より各々区別した。これは、Bcll−2とBe11−3の間にはAccr部位 があるが、Be1l−1とBclr−2の間にはないことによる。次に、プラス ミドpMc1871をPstIで切断し、得られた3Kbの断片を、pKRl6 及びpKRI 7のPst1部位に挿入して各々pKR22及びpKR23を製 造した。J, Mo1. Biol, 185.743-54 (1985) and 2nd The resulting 3,4 Kb fragment representing pK Rl6 and pKR17 were produced. The obtained product was cut with AccI. They were distinguished from each other. This suggests that there is an Accr site between Bcll-2 and Be11-3. However, this is because there is no difference between Be1l-1 and Bclr-2. Then plus Mid pMc1871 was cut with PstI, and the resulting 3 Kb fragment was used as pKRl6 and inserted into the Pst1 site of pKRI7 to create pKR22 and pKR23, respectively. Built.

4、融合物Uの製造 融合物Uは、正しい解読枠で、最初の87ミノ末端アミノ酸を除(すべてのβ− ガラクトシダーゼをコードするDNAに融合したE2pのハイブリッド1ipl −3領域をコードするDNAを含む。1ipl−3領域をコードするDNAは、 正しい解読枠で、1iplのアミノ末端領域をコードするDNAをl1p3のカ ルボキシル末端領域をコードするDNAに融合することにより形成した。第24 図参照。4. Production of fusion product U Fusion U is in the correct reading frame except for the first 87 amino terminal amino acids (all β- Hybrid 1ipl of E2p fused to DNA encoding galactosidase Contains DNA encoding the -3 region. The DNA encoding the 1ipl-3 region is In the correct reading frame, insert the DNA encoding the amino-terminal region of 1ipl into the l1p3 library. It was formed by fusing to DNA encoding the loboxyl terminal region. 24th See diagram.

融合物Uを含むプラスミドpKR21を、第28図に示すように製造した。まず プラスミドpKR]、2を、P’stIで完全に切断し、その後再連結して、プ ラスミドpKR1,8を形成した。その後、プラスミドpMcI871をPst lで完全に切断し、得られた3Kbの断片を、pKRl8のPstI部位に挿入 してpKR21を形成した。Plasmid pKR21 containing fusion U was produced as shown in FIG. first Plasmid pKR], 2 was cut completely with P'stI and then religated to create a plasmid. A lasmid pKR1,8 was formed. Thereafter, plasmid pMcI871 was transformed into Pst The resulting 3Kb fragment was inserted into the PstI site of pKRl8. to form pKR21.

5、融合物R′の製造 融合物R′は、正しい解読枠で、最初の87ミノ末端アミノ酸を除くすべてのβ −ガラクトシダーゼをコードするDNAに結合したE2pの最初の二つのりボイ ル領域及び第三の一部をコードするDNAを含むハイブリッドDNA配列である 。第24図参照。融合物R′のコード配列は融合物Rのものと同一である。差は 、融合物R′のコード配列に隣接した翻訳調節領域が、融合物Rの発現を増加さ せようとして変化されていることである。5. Production of fusion product R' Fusion R' contains all β in the correct reading frame except the first 87 amino terminal amino acids. - The first two molecules of E2p bound to the DNA encoding galactosidase is a hybrid DNA sequence containing DNA encoding the first region and a third part. . See Figure 24. The coding sequence of fusion R' is identical to that of fusion R. The difference is , a translational control region adjacent to the coding sequence of fusion R' increases expression of fusion R. This is what is being changed in an attempt to improve the situation.

ネイティブのaceEFオペロンにおいて、aceEの翻訳終結部位は、ace Fの翻訳開始部位の上流の約5個のコドンである。プラスミドpKRIO、pK Rl、4 、pKR21、pKR22及びpKR23において、小さなハイブリ ッドペプチドは、翻訳後リボイル化のための部位を有する大きな融合タンパク質 に加えて形成される。この小さなペプチドは、pMTL23ベクタープラスミド にコードされたβ−ガラクトシダーゼのαペプチドの最初の14コドン、及びク ローン化挿入物からの最初の三つのコドンの翻訳の結果として形成される。この ペプチドは、aceF翻訳開始部位より前の13コドンで終結する。In the native aceEF operon, the translation termination site of aceE is ace Approximately 5 codons upstream of the F translation start site. Plasmid pKRIO, pK In Rl, 4, pKR21, pKR22 and pKR23, small hybrids peptides are large fusion proteins with sites for post-translational reboiling. is formed in addition to. This small peptide was added to the pMTL23 vector plasmid. The first 14 codons of the α-peptide of β-galactosidase encoded by It is formed as a result of translation of the first three codons from the cloned insert. this The peptide terminates 13 codons before the aceF translation start site.

融合物R′を含むプラスミドpKR24を、第29図に示すように製造した。ま ず、プラスミドpKR10を、χhol及びNrulで切断した。粘着末端を完 全にdNTPsとDNAポリメラーゼT (Klenow断片)とのインキュベ ーションにより満たし、プラスミドを再連結した。この方法により、ベクタープ ラスミドのβ−ガラクトシダーゼのα−ペプチドの範囲内で+2フレームシフト が形成された。このフレームシフトは、α−ペプチドの最初の14のコドンを、 aceEの最後の10のコドンを伴う枠内に置いた。これは、融合物R゛の翻訳 開始部位を、小さなハイブリッドペプチドの翻訳終結部位の5コドン下流に位置 づける。これは、天然のオペロンのaceEとaceFの間の結合に見られる翻 訳調節領域と同じである。この操作により、融合物Rに対し融合物R′のβ−ガ ラクトシダーゼ活性が5倍増加した。Plasmid pKR24 containing fusion R' was produced as shown in FIG. Ma First, plasmid pKR10 was cut with χhol and Nrul. Complete sticky end Incubation with dNTPs and DNA polymerase T (Klenow fragment) tion and religated the plasmid. This method allows you to +2 frameshift within the α-peptide of β-galactosidase in the lasmid was formed. This frameshift shifts the first 14 codons of the α-peptide to placed in frame with the last 10 codons of aceE. This is the translation of the fusion R゛ The start site is located 5 codons downstream of the translation termination site of the small hybrid peptide. Attach. This is a translation seen in the binding between the natural operons aceE and aceF. It is the same as the translation regulatory region. By this operation, the β-gain of the fusion R' is compared to the fusion R. Lactosidase activity increased 5-fold.

B、宿主の形質転換及びリボイル化タンパク質の発現及び検出1、形質転換 いくつかのE、 co I i株を、上記のように製造した融合物Q刊を含むベ クターで形質転換した。使用した菌株は、Dl(5α、CY487及びCY56 5である。形質転換は、実施例1に記載したように行った。B. Transformation of host and expression and detection of reboiled proteins 1. Transformation Several E. co II strains were incubated with a vector containing the fusion Q produced as described above. transformed with vector. The strains used were Dl (5α, CY487 and CY56 It is 5. Transformation was performed as described in Example 1.

DH5α株は、実施例1に記載した。CY487株は、Ju103株を、GM2 199株で成長したPI virを用いて、Marinus、 Carrway 、 Frey、 Brownand Arraj、Mo1.Gen、Genet ics、 192,288−289(1983)に記載されたように、形質導入 してクロラムフェニコール耐性にすることにより製造した。CY487株は、プ ラスミドをBa1lで切断することを可能にするdcmフェノタイプを有する。The DH5α strain was described in Example 1. CY487 strain, Ju103 strain, GM2 Using PI vir grown with 199 strains, Marinus, Carrway , Frey, Brownand Arraj, Mo1. Gen, Genet ics, 192, 288-289 (1983). It was produced by making it chloramphenicol resistant. CY487 stock is a It has a dcm phenotype that allows the lasmid to be cleaved with Ba1l.

CY565株は、F’ IaclQL8 proAB!ビソームのNK5830 株をキユアリングすることにより得られた。The CY565 strain is F' IaclQL8 proAB! Bisome's NK5830 Obtained by curing the stock.

JM103 、GM2199及びNK5836株は、Co11 Genetic  5tock Center、YaIe University、 New H aven、 CTから得られた。JM103, GM2199 and NK5836 strains are Co11 Genetic 5tock Center, YaIe University, New H aven, obtained from CT.

2.35S リポ酸の合成 353−リポ酸は、Elliott、5teele and Johnson、 Tetrahedron LETTER3,2肋3535−38(1983)に より、非放射性化合物について記載されたように合成した。公表された合成の副 生成物である(6S)−イソプロピル−6,8−ジヒドロキシオクタノエートの ジー(第三ブチルジメチルシリル)誘導体は、W、S、Johnson、Dep artment of Chemistry。2.35S Lipoic acid synthesis 353-Lipoic acid is described by Elliott, 5teele and Johnson, Tetrahedron LETTER 3, 2 ribs 3535-38 (1983) were synthesized as described for the non-radioactive compounds. Published synthesis vice The product (6S)-isopropyl-6,8-dihydroxyoctanoate Di(tert-butyldimethylsilyl) derivatives are described by W, S, Johnson, Dep. art of Chemistry.

5tanford Unjversjty、 5tanford、 CAから得 た。第三ブチルジメチルシリル部分を、Dowex 50X−8イオン交換樹脂 (H+型)で、Corey、 P。5tanford Unjversjty, 5tanford, obtained from CA Ta. The tert-butyldimethylsilyl part was replaced with Dowex 50X-8 ion exchange resin. (H+ type), Corey, P.

nder and Uhrich、Tetrahedron Letters  21.137−140(1980)に記載されているように処理することことよ り除去して、イソプロピル−6,8−ジヒドロキシオクタノエートを生成させた 。合成の残りは、非放射性硫黄の一部を31+3元素硫黄(Amersham  Cop、、 ArliArlln Heights、 IL)に置換したほかは 、前掲Elliott et al、に記載されているとおりである。最終生成 物は、E、coli JRG26株を用いて、Herbertand Gues t、Methods in Enzymology、 18.269−272( 1970)に記載されているように、バイオアッセイで定量した場合に0.8C i/mmolの比活性を有する。E、coli JRG26(W14851ip −2と呼ばれる)は、Co11 Genetic 5tock Center、 Yale University、New Haven、CTから得た。der and Uhrich, Tetrahedron Letters 21.137-140 (1980). was removed to produce isopropyl-6,8-dihydroxyoctanoate. . The remainder of the synthesis involves replacing some of the non-radioactive sulfur with 31+3 elemental sulfur (Amersham Cop, ArliArlln Heights, IL) , Elliott et al., supra. final generation The experiment was carried out using E. coli JRG26 strain, Herbert and Gues t, Methods in Enzymology, 18.269-272 ( 0.8C when quantified by bioassay, as described in (1970). It has a specific activity of i/mmol. E, coli JRG26 (W14851ip -2) is Co11 Genetic 5tock Center, Obtained from Yale University, New Haven, CT.

3、放射標識リボイル化タンパク質の分析プラスミドpKR10、pKR14、 pKR21、pKR22、pKR23及びpKR24で形質転換したE、col iのDH5α、CY487及びCY565株を、3113 リポ酸と培養し、融 合タンパク質を標識した。バクテリアを、37℃で、0.4%のグリセロール、 lμg/mlのチアミン、1mMのシスティン、0.4%のビタミンフリーカゼ イン加水分解物、8Kgの35Sリポ酸及びプラスミドメンテナンスを選択する のに適当な抗生物質を含む最小培地E中、l−2XIO’細胞/vnlまで培養 した。3. Analysis of radiolabeled reboiled proteins plasmids pKR10, pKR14, E, col transformed with pKR21, pKR22, pKR23 and pKR24. DH5α, CY487 and CY565 strains of i were cultured with 3113 lipoic acid and fused. The combined protein was labeled. Bacteria were incubated with 0.4% glycerol at 37°C. lμg/ml thiamin, 1mM cysteine, 0.4% vitamin free case Select in hydrolyzate, 8Kg of 35S lipoic acid and plasmid maintenance Culture up to 1-2XIO' cells/vnl in minimal medium E containing appropriate antibiotics. did.

−晩培養した後、12 XIO’の細胞を含むO,1K[+の培養液を、1mM のイソプロピルチオガラクトサイドを加えた同じ培地1.0mMを含む試験管に 入れた。細胞を2−3時間培養し、融合タンパク質の発現を得た。細胞を回収し 、8Mの尿素および1%のSDSを含む、0.1MのTris−HCI、 pH 7,5の溶液中で溶菌した。細胞抽出物を、不連続モードで、SDSの存在下で 7.5%のポリアクリルアミドゲル上で分離した。ゲルをBnlighteni ng(New England Nuclear、Boston、MAから購入 した)中に浸漬することによりフルオログラフし、プレグラフシュドフィルムへ の露光に用いた。- After overnight incubation, the O,1K[+ culture solution containing 12XIO' cells was mixed with 1mM in a test tube containing 1.0 mM of the same medium supplemented with isopropylthiogalactoside. I put it in. Cells were cultured for 2-3 hours to obtain expression of the fusion protein. collect the cells , 0.1M Tris-HCI containing 8M urea and 1% SDS, pH The bacteria were lysed in a solution of 7.5. Cell extracts were collected in discontinuous mode in the presence of SDS. Separated on a 7.5% polyacrylamide gel. Bnlighteni gel ng (New England) Purchased from Nuclear, Boston, MA Fluorographed by immersion in pre-graphed film It was used for exposure.

第30図は、上記のような!58−標識方法を用いて得られた典型的なフルオロ グラフを示す。欄Iは、融合タンパク質を含まず、欄2は、融合物Rを含む細胞 からの抽出物を含み、欄3は、融合物R′を含む細胞からの抽出物を含み、欄4 は、融合物Qを運ぶ細胞からの抽出物を含み、欄5は、融合物Sを含む細胞から の抽出物を含み、欄6は、融合物Tを含む細胞からの抽出物を含み、欄7は、融 合物Uを含む細胞からの抽出物を含む。Figure 30 is like the above! Typical fluorocarbons obtained using the 58-labeling method Show the graph. Column I contains no fusion protein, Column 2 contains cells containing fusion R. Column 3 contains extracts from cells containing fusion R′, Column 4 contains extracts from cells containing fusion R′; contains extracts from cells carrying fusion Q and column 5 contains extracts from cells carrying fusion S. Column 6 contains extracts from cells containing fusion T, column 7 contains extracts from cells containing fusion T, and column 7 contains extracts from cells containing fusion T. Contains extracts from cells containing compound U.

第30図の全ての欄において、バンドは、30kDa 、56kDa及び80k Daに見出された。56kDa及び80kDaのバンドは、各々ピルベートデヒ ドロゲナーゼ及びα−ケトグルタレートデヒドロゲナーゼのジヒドロリポイルト ランスアセチラーセサブユニット(B2)として陽性に同定された。30kDa のバンドは、グリシン開裂システムに含まれるリボイル化タンパク質として同定 された。In all columns of Figure 30, the bands are 30kDa, 56kDa and 80kDa. It was discovered in Da. The 56 kDa and 80 kDa bands are pyruvate dehyde, respectively. Dihydrolipolyte of drogenase and α-ketoglutarate dehydrogenase It was positively identified as lance acetylase subunit (B2). 30kDa The band was identified as a ribolated protein involved in the glycine cleavage system. It was done.

欄1以外の全ての欄の約150kDaに現れるかすかなバンドは、リボイル化融 合タンパク質を表す。融合物R′は、融合物Rより暗く、融合物Rと比べて、融 合物R“の発現が増加していることを示している(欄2と欄3の比較) 融合タンパク質のさらに有効な標識は、融合物を、グリシン開裂システムに含ま れるaceF、 5ucB及びリボイル化タンパク質をコードする遺伝子を欠失 した菌中においた場合に期待される。そのような欠失を含む菌に、アセテート及 びスクシネートを加えることにより、該菌に導入される融合物が存在するりボイ ル化タンパク質のみとなるようにすることができる。The faint band appearing at approximately 150 kDa in all columns except column 1 is due to reboiled fusion. represents a synthetic protein. The fusion R' is darker than the fusion R, and compared to the fusion R, the fusion It shows that the expression of compound R" is increased (comparison of column 2 and column 3) A more effective labeling of fusion proteins is to include the fusion in a glycine cleavage system. Deletion of genes encoding aceF, 5ucB and reboiled proteins This is expected when placed in a microorganism. Bacteria containing such deletions are treated with acetate and By adding succinate and succinate, the presence or absence of the fusion product introduced into the bacterium is It is possible to make it so that only fluorinated proteins are present.

第31図において、欄1は、リボエート栄養要求体(lipoate auxo troph )であるE、coli JRG26株の抽出物を含む;欄2は5u cBに広がる欠失を有するTD3KOIの抽出物を含む;そして欄3は、ace Fに広がる欠失を有するE、coli CY265の抽出物を含む。遺伝子ac eF及び5ucBは、各々ピルベートデヒドロゲナーゼ及びα−ケトグルタレー トデヒドロゲナーゼのB2サブユニットをコードする。In FIG. 31, column 1 shows the lipoate auxotrophs (lipoate auxotrophs). Column 2 contains an extract of E. coli JRG26 strain, which is Contains an extract of TD3KOI with a deletion spanning cB; and column 3 contains an extract of ace Contains an extract of E. coli CY265 with a deletion spanning F. gene ac eF and 5ucB are pyruvate dehydrogenase and α-ketoglutarate, respectively. Encodes the B2 subunit of todehydrogenase.

CY265株は、Co11 Genetic 5tock Center、Ya le Universtty、NewHaven、 Connecticutか ら得られ、TDaKO1株は、Dr、 JOHN GUEST、 Dept、M icrobiologLυn1versity of 5heffield、5 heffield 5IOZTN、Englandから得られた。全ての菌は上 記のように培養されたが、適当な添加がなされた。CY265 strain is Co11 Genetic 5tock Center, Ya le University, New Haven, Connecticut? The TDaKO1 strain was obtained from Dr. JOHN GUEST, Dept., M. icrobiologLυn1versity of 5heffield, 5 Obtained from Heffield 5IOZTN, England. All bacteria are on top Cultured as described above, but with appropriate additions.

第31図に示すように、CY265株は、E2Pを生産せず、TD3に01はB 2゜を生産しない。これらのタンパク質の製造がないと、そのようなバクテリア を用いて、より大量のりボエート化融合タンパク質を得るのが可能になるであろ う。As shown in Figure 31, the CY265 strain does not produce E2P, and 01 is B at TD3. Does not produce 2°. Without the production of these proteins, such bacteria It would be possible to obtain larger quantities of conjugated proteins using cormorant.

実施例12: リボイル化タンパク質の精製パラアミノフェニルアルシンオキサ イド(PA、PAO)を、Aldrich Chemical Co、Milw aukee Wlから購入した。PAPAO−セファロースを、Hannest ad、 Lundgvist and 5orbo、 Anal、 Bioch en+、 、 326.200−204(198Q) に記載されているように製造した。PAPAOセファロースは、Hannest ad等により、1.2−ジチオール(例えば2,3−ジメルカプト−■−プロパ ツール(DMP))及び1.3−ジチオール(例えばジヒドロリポ酸(DHLA ))に対して、モノチオール(例えばシスティン)及び1.4−ジチオール(例 えばジチオスレイトール(DTT))に対してよりも高い親和性を有することが 示されている。Example 12: Purification of reboiled protein para-aminophenylarsine oxa ID (PA, PAO), Aldrich Chemical Co, Milw Purchased from aukee Wl. PAPAO-Sepharose, Hannest ad, Lundgvist and 5orbo, Anal, Bioch en+, 326.200-204 (198Q) Manufactured as described. PAPAO Sepharose is manufactured by Hannest ad etc., 1,2-dithiol (e.g. 2,3-dimercapto-■-propanol) tools (DMP)) and 1,3-dithiols (e.g. dihydrolipoic acid (DHLA) )), monothiols (e.g. cysteine) and 1,4-dithiols (e.g. For example, it has a higher affinity for dithiothreitol (DTT) than for dithiothreitol (DTT). It is shown.

E、coli CY565株は(実施例11に記載した)、融合物Rを含むpK Rloで形質転換され、実施例11に記載したように、リボイル化タンパク質を 発現するよう培養された。細胞抽出物を細胞をフレンチプレッシャーセルで粉砕 することにより製造した。無傷の細胞及び細胞夾雑物を遠心分離により除去した 。The E. coli CY565 strain (described in Example 11) contains the pK Rlo was transformed with riboyl protein as described in Example 11. cultured to express it. Grind the cell extract using a French pressure cell. It was manufactured by Intact cells and cell contaminants were removed by centrifugation. .

上澄みフラクションをO,1mのリン酸ナトリウム中の50μMのDTT。The supernatant fraction was washed with 50 μM DTT in 1 m sodium phosphate.

pH7,0で還元した。還元した上澄みフラクションを、PAPAOセファ0− ス力ラムにかけ、4℃で1時間吸収させた。その後、カラムを約20カラム容量 のO,OIMのシスティン及び0.5MのNaClを含む0.1MIJン酸ナト リウム緩衝液、 p)Is、 5で洗浄した。システィンは、全ての弱(結合し たモノチオール又はジチオールをカラムから除去した。It was reduced at pH 7.0. The reduced supernatant fraction was treated with PAPAO Sepha 0- The mixture was subjected to a strain ram and allowed to absorb for 1 hour at 4°C. After that, the column was adjusted to approximately 20 column volumes. 0.1 MIJ sodium phosphate containing O, OIM cysteine and 0.5 M NaCl. Washed with lium buffer, p)Is, 5. Cystine has all weak (combined) The monothiols or dithiols were removed from the column.

リボイル化タンパク質を、O,IMのリン酸ナトリウム緩衝液、 pH8,0中 の50μMのDTT 、 DHLA、2,3−ジメルカプト−2−プロパツール (DMP)又は2,3−ジメルカプト−2−プロパンスルホン酸(DMPSOz  )を用いて、カラムから溶離した。リポ酸をホウ化水素ナトリウムを用いて、 Hannestad等に記載されているように還元することによりD)ILAを 製造した。The reboiled protein was dissolved in O.IM sodium phosphate buffer, pH 8.0. 50 μM of DTT, DHLA, 2,3-dimercapto-2-propertool (DMP) or 2,3-dimercapto-2-propanesulfonic acid (DMPSOz ) was used to elute from the column. Lipoic acid using sodium borohydride, D) ILA by reduction as described in Hannestad et al. Manufactured.

DMP、リポ酸及びDMPSO,は、Aldrich Chemical Co 、、MilwaukeeJIから購入した。セファロース6B、システィン及び DTTは、Sigma Chemical Co、、St、Louis、MOか ら得られた。DMP, lipoic acid and DMPSO, are from Aldrich Chemical Co. ,, purchased from Milwaukee JI. Sepharose 6B, cysteine and DTT is from Sigma Chemical Co., St. Louis, MO. Obtained from

カラムから溶離されたりボイル化タンパク質を7.5%ポリアクリルアミドゲル 上、SO3の存在下で電気泳動にがけた。第32図は、Fast 5tain( Zoion Re5earch Inc、、Al5ton、MAから購入)で染 色した、PAPAO−セファロースから溶離したりボイル化タンパク質の、5D S−ポリアクリルアミドゲルを示す。第32図において、欄1は、IacZの染 色体コピーを含むプロトトロフィック株の抽出物を載せたカラムから溶離したタ ンパク質を含み、欄2−4は、融合物R(pKRlO)を含むCY565株の抽 出物を載せたカラムがらの溶離物を含む。欄2は、DTTで溶離したタンパク質 を含み、欄3は、DHLAで溶離したタンパク質を含み、欄4は、DMPSO, で溶離したタンパク質を含む。全ての欄において、56kDa及び82kDaに 現れるバンドは、各々E2o及びE2pである。欄lの116kDaのバンドは 、ネイティブβ−ガラクトシダーゼである。欄3及び欄4の155kDaに現れ るバンドは、融合物Rにより製造された融合タンパク質である。7.5% polyacrylamide gel to remove boiled proteins eluted from the column. Top, subjected to electrophoresis in the presence of SO3. Figure 32 shows Fast 5tain ( Zoion (purchased from Re5earch Inc., Al5ton, MA). 5D of colored, eluted or boiled proteins from PAPAO-Sepharose S-polyacrylamide gel is shown. In Figure 32, column 1 shows the staining of IacZ. A sample eluted from a column loaded with an extract of a prototrophic strain containing chromosomal copies. Column 2-4 is an extract of the CY565 strain containing the fusion R (pKRlO). Contains the eluate from the column containing the output material. Column 2 is the protein eluted with DTT. Column 3 contains proteins eluted with DHLA, Column 4 contains DMPSO, Contains proteins eluted at In all columns, 56kDa and 82kDa The bands that appear are E2o and E2p, respectively. The 116kDa band in column l is , the native β-galactosidase. Appears at 155kDa in columns 3 and 4. The band shown is the fusion protein produced by fusion R.

融合タンパク質のカラムからの溶離は、β−ガラクトシダーゼ活性によりモニタ ーされた(実施例8に記載した分析)。結果を第11表に示す。第11表のデー タかられかるように、DMPSOsは、試験された最良の溶離液である。Elution of the fusion protein from the column is monitored by β-galactosidase activity. (analysis described in Example 8). The results are shown in Table 11. Table 11 data As shown by the data, DMPSOs are the best eluents tested.

第11表:種々のジチオールにょるPAPAO−セファロースからの融合物Bの 溶離 ジチオール 溶離された融合タンパク質(%)DHLA 50 DMP 55 DMP30. 98 実施例13: ビオチン化融合タンパク質の分泌プレーβ−ラクタマーゼの断片 をコードするDNAに正しい読み取り枠で連結されたE、coli BCCPの 断片をコードするDNAを含むハイブリッドDNA配列を製造した。BCCP  DNA配列は、ビオチン化部位を有するポリペプチドをコードし、プレーβ−ラ クタマーゼDNAは、β−ラクタマーゼの分泌を提供するシグナル配列を有する ポリペプチドをコードする。二つのDNA配列は、融合タンパク質がカミノ末端 にプレーβ−ラクタマーゼを有し、カルボキシル末端にBCCP断片を有するよ うにコードされるように融合された。Table 11: Fusion B from PAPAO-Sepharose with various dithiols elution Dithiol Eluted fusion protein (%) DHLA 50 DMP 55 DMP30. 98 Example 13: Fragment of secreted β-lactamase of biotinylated fusion protein E. coli BCCP linked in the correct reading frame to the DNA encoding A hybrid DNA sequence containing DNA encoding the fragment was produced. BCCP The DNA sequence encodes a polypeptide with a biotinylation site and a pre-β-label. The lactamase DNA has a signal sequence that provides for secretion of β-lactamase. encodes a polypeptide. The two DNA sequences are such that the fusion protein has a camino-terminal with a pre-β-lactamase at the end and a BCCP fragment at the carboxyl terminus. was fused to be coded as

プラスミドpLs1及びpMTI、21を、PstI及びNcoIで切断し、連 結して、第33図に示すようにpCYT8Dを製造した。プラスミドpt、st の製造は、実施例10に記載され、プラスミドpMTL21は、実施例9で述べ たように、Dr、 S、 P、 Chambersから得られた。Plasmids pLs1 and pMTI, 21 were cut with PstI and NcoI and linked. As a result, pCYT8D was produced as shown in FIG. Plasmid pt, st The production of plasmid pMTL21 is described in Example 10, and the plasmid pMTL21 is described in Example 9. obtained from Dr. S. P. Chambers.

プラスミドpcY151を、プラスミドpCYT8DのKpnI−PstIセグ メントを、E、coli BCCPのC末端の23アミノ酸をコードする合成り NAのセグメントに置き換えることにより、製造した。この操作は、遺伝子コー ドの縮重により、BCCPコード配列の下流に位置する約1.3Kbpの未知の 配列のDNAを除去し、二つの新しい6塩基制限部位をBCCP遺伝子(Cfr lol及びBcoRI)に、翻訳終止コドン及び終止コドンのすぐ下流に位置す るSal1部位にまたがるBe11部位と共に、導入した。Plasmid pcY151 was converted into KpnI-PstI segment of plasmid pCYT8D. A synthetic protein encoding the C-terminal 23 amino acids of E. coli BCCP It was produced by substituting a segment of NA. This operation Due to the degeneracy of the code, there is an unknown 1.3 Kbp located downstream of the BCCP coding sequence. The sequence DNA was removed and two new 6-base restriction sites were added to the BCCP gene (Cfr lol and BcoRI), the translation stop codon and immediately downstream of the stop codon. was introduced with a Be11 site spanning the Sal1 site.

合成りNA断片を、41.33.37、及び45塩基の四つの合成オリゴヌクレ オチド(それぞれオリゴA−D)から、Cronan、 Naras imha n、 andRawl ings、 Gene、 70.161−169(19 88)に記載されているようニアセンプルした。四つのオリゴヌクレオチドは下 記の配列を有する。The synthetic NA fragment was injected into four synthetic oligonucleotides of 41, 33, 37, and 45 bases. From Otide (oligos A-D, respectively), Cronan, Naras imha n, and Rawl ings, Gene, 70.161-169 (19 The samples were near-assembled as described in 88). The four oligonucleotides are below. It has the following sequence.

(A )CGTTAAAGCTATCCTTGTTGTTGAATCTGGTC AGCCGGTTGAAT(B )TCGACGAACCGCTTGTTGTT ATCGAATGATCAG(C)CATGGCAATTTCGATAGGAA CAACTTAGACCAGTCGG(D )CCAACTTAAGCTGCT TGGCGAACAACAATAGCTTACTAGTCAGCTBCCPのア ミノ酸配列については第2図参照。アセンブルされた合成りNAを、Kpnlの 3°の突出した一本鎖末端及び5ailの5′の突出した末端を与え、BCCP コード配列内にKpnl末端があるようにデザインした。(A) CGTTAAAGCTATCCTTGTTGTTGAATCTGGTC AGCCGGTTGAAT(B)TCGACGAACCGCTTGTTGTT ATCGAATGATCAG(C)CATGGCAATTTCGATAGGAA CAACTTAGACCAGTCGG(D) CCAACTTAAGCTGCT TGGCGAACAACAATAGCTTACTAGTCAGCTBCCP See Figure 2 for the amino acid sequence. The assembled synthetic NA is transferred to Kpnl. BCCP, giving a 3° overhanging single-stranded end and a 5ail 5' overhanging end. The Kpnl terminus was designed to be within the coding sequence.

アセンブルした合成りNAを第34図に示すようにKpn I及びSal、Iで 切断したプラスミドpCY37に連結した。得られた形質転換体を、予想した制 限部位を含むプラスミオドについてスクリーニングした。このうちの一つがpC YS54であり、DNA配列分析により予想された配列を含むことが示された。As shown in Figure 34, the assembled synthetic NA is Kpn I and Sal, I. It was ligated to the cut plasmid pCY37. The obtained transformants were subjected to the expected regulation. We screened for plasmiods containing restriction sites. One of these is pC YS54, and was shown to contain the predicted sequence by DNA sequence analysis.

プラスミドpCY37は、pCY5のKan l遺伝子をpTZ18Rに第34 図に示すように挿入することにより構築された。プラスミドpCY5は、実施例 3に記載したように製造した。プラスミドpTZ178Rは、Pharmaci aLKB Biotechnology、Piscataway、N、、J、か ら得た。Plasmid pCY37 is the 34th Kanl gene of pCY5 in pTZ18R. Constructed by inserting as shown in the figure. Plasmid pCY5 is used in Example It was manufactured as described in 3. Plasmid pTZ178R was purchased from Pharmaci aLKB Biotechnology, Piscataway, N,, J, ka I got it from

プラスミドpcY151は、pCYT8DをHindlll及びKpn Iで消 化し、pcys54をKpnr及び5ailで消化することにより製造した。こ れらの消化物を合わせて、HindnI及び5alIで消化したpH5G395 に連結し、第34図に示すようにpcY151を得た。従って、プラスミドpc YI51は、天然BCCP遺伝子のNco I−Kpn Tセグメント及び合成 りNAからのKpn I−Sa l lセグメントからなるBCCP遺伝子断片 を含む。プラスミドpH3G395は、東京の日本ガンリサーチリソースバンク から得た。Plasmid pcY151 was created by deleting pCYT8D with Hindll and KpnI. It was produced by digesting pcys54 with Kpnr and 5ail. child These digests were combined and diluted with pH5G395 digested with HindnI and 5alI. pcY151 was obtained as shown in FIG. Therefore, plasmid pc YI51 is derived from the Nco I-Kpn T segment of the natural BCCP gene and the synthetic BCCP gene fragment consisting of Kpn I-Sa l l segment from RiNA including. Plasmid pH3G395 was obtained from Japan Cancer Research Resource Bank, Tokyo. Obtained from.

β−ラクタマーゼ配列をBCCP配列に融合するために、pKT254Ω−マー ゼ遺伝子をHindIrrで切断し、旧ndTII切断pcY151に連結して 、pcY158を得た(第34図参照)。その後、プラスミドpcY158を、 Pstlで切断し、連結により再環化して、pcYI59を得た。プラスミドp cyt59は、BCCPのC−末端の87アミノ酸にプレーβ−ラクタマーゼの N−末端182アミノ酸を融合させた融合タンパク質をコードする。pMTL2 1ポリリンカー配列によりコードされた三つのアミノ酸(L、 G、 T)は、 二つのポリペプチドの結合部に存在する。To fuse the β-lactamase sequence to the BCCP sequence, pKT254Ω-mer The enzyme gene was cut with HindIrr and ligated to the old ndTII cut pcY151. , pcY158 was obtained (see Figure 34). Then, plasmid pcY158 was Cleavage with Pstl and recircularization by ligation yielded pcYI59. plasmid p cyt59 binds β-lactamase to the C-terminal 87 amino acids of BCCP. It encodes a fusion protein in which the N-terminal 182 amino acids are fused. pMTL2 The three amino acids (L, G, T) encoded by one polylinker sequence are: It is present at the junction of two polypeptides.

使用したβ−ラクタマーゼ遺伝子は、ATCC,寄託番号31344で得られる pBR322中に見出されるものと同じであることに注目すべきである。プラス ミドpKT254Ω−Apは、叶、J、Frey、 In5titute of  Veterinary Bacteriology、CH3012,スイスか ら得られた。The β-lactamase gene used is obtained from ATCC, deposit number 31344. Note that it is the same as found in pBR322. plus MidopKT254Ω-Ap, Kano, J., Frey, In5titude of Veterinary Bacteriology, CH3012, Switzerland Obtained from

プラスミドpcY159で、Dr、 K、 5trauchとProfesso r J、 Beckwith、 Department of Microbi ology、Harbard Medical 5choolから得られた四つ の異なるE、 coliK−12株を形質転換した。これらの株の二つ(KS4 74とKS476)はべりプラスミック空間に普通は存在する多量のプロテアー ゼ(DegP)を欠いている。二つ(KS303及びKS474)は、主な外部 膜リポタンパク質を欠いている。そのような1pp−株は、変化した外膜を有し 、これによりペリプラズムタンパク質は細胞外環境に逃れうる(Suzuki、  Ni shimura、 Yasuda、 NishN15hi、 Yama da、 and Hirota。Plasmid pcY159, Dr. K. 5trauch and Professo rJ, Beckwith, Department of Microbi four obtained from Harvard Medical 5chool Different E. coli K-12 strains were transformed. Two of these strains (KS4 74 and KS476) abundant proteas normally present in the haberi plasmic space. ze (DegP). Two (KS303 and KS474) are the main external Lacks membrane lipoproteins. Such a 1pp- strain has an altered outer membrane. , which allows periplasmic proteins to escape to the extracellular environment (Suzuki, Nishimura, Yasuda, NishN15hi, Yama da, and Hirota.

Mo1ecular and General Genetics、 167. 1−9 。Molecular and General Genetics, 167. 1-9.

使用した株及び関連する遺伝子型を下記に示す:株 遺伝子型 pcY159を 含む誘導体の名称KS272 野性型 CY742 KS303 1pp−5508CY743KS474 degP41 CY74 4KS476 1pp−5508,degP41 CY745株KS272.  KS303及びKS474は、5trauch、 Johnson、 Beck with、 J、 Bacは、KS474及びKS303から、K、 5tra uchにより構築された。The strains used and related genotypes are shown below: Strain Genotype pcY159 Names of derivatives containing KS272 Wild type CY742 KS303 1pp-5508CY743KS474 degP41 CY74 4KS476 1pp-5508, degP41 CY745 strain KS272.  KS303 and KS474 are 5trauch, Johnson, Beck with, J, Bac from KS474 and KS303, K, 5tra Constructed by uch.

株CY742〜745は、実施例1に記載したように生育され、3H−ビオチン で標識された。細胞を遠心分離(]、、2.000 X g、 10分から)に より集め、ペレットを1.omMのトリス−HCl、 pH8,0で洗浄し、S DSポリアクリルアミド電気泳動のために調製した。遠心分離工程からの培養上 澄みを保持し、存在する全てのタンパク質をトリクロロ酢酸で沈澱さえることに より集め、ゲル電気泳動で分析した。Strains CY742-745 were grown as described in Example 1 and treated with 3H-biotin. labeled with. Centrifuge the cells (2,000 x g, 10 minutes). Collect pellets from 1. Wash with omM Tris-HCl, pH 8.0, S Prepared for DS polyacrylamide electrophoresis. Culture top from centrifugation step To maintain clarity, all proteins present are precipitated with trichloroacetic acid. were collected and analyzed by gel electrophoresis.

ゲル電気泳動の結果は、degP+株(KS272及びKS303)からの培養 上澄み液は、β−ラクタマーゼーBCCP融合タンパク質に期待される分子ff 1(約30.000)のビオチン化タンパク質を含まないことを示す。Gel electrophoresis results show that cultures from degP+ strains (KS272 and KS303) The supernatant contains molecules ff expected for β-lactamase BCCP fusion protein. 1 (approximately 30,000) of biotinylated proteins.

その代わり、約1.4.、000Daのビオチン標識タンパク質が見られた。反 対に、DegPプロテアーゼを欠< depP−株(KS4.74及びKS47 6)からの上澄みは両方とも融合タンパク質の期待されたサイズのビオチン化タ ンパク質を含んでいた。Instead, about 1.4. , 000 Da biotin-labeled protein was observed. anti In contrast, depP- strains lacking DegP protease (KS4.74 and KS47 Both supernatants from 6) contained biotinylated proteins of the expected size of the fusion protein. It contained protein.

これらのデータから、β−ラクタマーゼーBCCP融合物がDegPプロテアー ゼの基質であることが明らかである。DegPプロテアーゼを含む細胞内では、 融合タンパク質が融合結合部付近で開裂し、DegPプロテアーゼを欠く細胞内 では、開裂生成物は見られなかった。DegPプロテアーゼはべりプラズム内の みで機能し、及びこのプロテアーゼがない場合は、細胞質内に存在する融合タン パク質の安定化することができない(Strauch and Beckwi  th、 Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 USA、 85゜1 576−1580(1988))。従って、β−ラクタマゼーBCCP融合物は 、E、 c。These data show that the β-lactamase BCCP fusion It is clear that it is a substrate for In cells containing DegP protease, The fusion protein is cleaved near the fusion junction and enters cells lacking DegP protease. No cleavage products were observed. DegP protease is present in the veriplasm. and in the absence of this protease, the fusion protein present in the cytoplasm Inability to stabilize protein quality (Strauch and Beckwi) th, Proc, Natl, Acad, Sci, USA, 85°1 576-1580 (1988)). Therefore, the β-lactamase BCCP fusion is , E, c.

1i内部膜を通してDegPプロテアーゼが存在するペリプラズム中へ分泌され なければならないことがわかる。この解釈に沿うように、1pp−degP−株 に476の培養上澄みは、かなりの量のビオチン化融合タンパク質を含み、lp p+株(KS272. KS474 )の培養上澄み液には融合タンパク質が見 られなかった。従って、lpp変異の性質から期待されるように、ビオチン化融 合タンパク質は株KS476から培地へ流れたものである。KS476株の総ビ オチン化融合タンパク質の約半分が培地中に見出され、残りは細胞に結合してい た。さらに、30.000Daのビオチン化タンパク質が株KS303の細胞ペ レットに全く見られなかったが、このタンパク質のいくらかは、培地中に見出さ れた(KS476培地に見られる量の約20%)。従って、1pp−株において 、融合タンパク質の一部は、ペリプラズムから培地へ流れる結果、DegPプロ テアーゼを明らかに逃れるることができる。degPプロテアーゼが最近精製さ れ、エンドプロテアーゼであることが見出されたことはタンパク質 FIG、9 FIG、10 Q FIG、17 F I G、 26 III+計−1to+t+dAes&1sepNaPCT/LISQO102F ISフlC1atmgL−1’>aru+Jrawnrr>ON:Sqncod lngfusi++nprn「@insigl(1+pnsr−rr;vn!1 1.ntnnal *+udifi+:ation ++1res、 C1ap s[tu+I 1nC3ass J35. p)由clasp+ 6’1.7゜ rl+m +nvo11Fiすn nr ’Jrt)+111 I and リ rnup TT arra 1ndpppr++Ja+r |5nd rlirrllrl!Ill l+f!eal1MI!! 1.111’ pr C1tL’1llfl +lf lJr’(lllp HIF(lLlld t he prepsredsynth−1ieally、=l+ix+=b wo uld uuj require jhe DNA of grすup X。1i is secreted through the inner membrane into the periplasm where DegP protease resides. I know what I have to do. In line with this interpretation, the 1pp-degP- strain The culture supernatant of 476 contained a significant amount of biotinylated fusion protein and lp The fusion protein was found in the culture supernatant of p+ strain (KS272. KS474). I couldn't. Therefore, as expected from the nature of the lpp mutation, the biotinylated fusion Synthetic proteins flowed into the culture medium from strain KS476. Total Bi of KS476 stock Approximately half of the otinylated fusion protein is found in the medium, with the remainder bound to cells. Ta. In addition, a biotinylated protein of 30.000 Da was added to the cell periphery of strain KS303. Some of this protein was found in the medium, although it was not found at all in the lettuce. (approximately 20% of the amount found in KS476 medium). Therefore, in the 1pp- strain , part of the fusion protein flows from the periplasm into the medium, resulting in DegP protein You can clearly escape Tease. degP protease was recently purified. The protein was found to be an endoprotease. FIG.9 FIG. 10 Q FIG. 17 F I G, 26 III+total-1to+t+dAes&1sepNaPCT/LISQO102F ISFlC1atmgL-1'>aru+Jrawnrr>ON:Sqncod lngfusi++nprn “@insigl(1+pnsr-rr;vn!1 1. ntnnal *+udifi+:ation ++1res, C1ap s[tu+I 1nC3ass J35. p) Yuclasp+ 6’1.7゜ rl+m +nvo11Fisnr'Jrt)+111I and ri rnup TT arra 1ndpppr++Ja+r |5nd rlirrllll! Ill l+f! eal1MI! ! 1.111' pr C1tL'1llfl +lf lJr'(lllp HIF(lLlld t he prepsredsynth-1ieally, =l+ix+=bwo uld uuj require jhe DNA of grup X.

7)+eiハventj?+or+(++rr+upIHipindepend e+u(1E9r(ILlplJlsrulITIn rhlr it ean  bu 1131!11 11++ 1uir14% 【北1+qr prすr einn jban tl+窒凾■■ Pnrtづpd fc−r jjt group 1 or claimetl  jn Buup 11゜7) +ei ha ventj? +or+(++rr+upIHipindependent e+u(1E9r(ILlplJlsrulITIn rhlr itean bu 1131!11 11++ 1uir14% [North 1+qr prsr einn jban tl + nitrogen ■■ Pnrtzupd fc-r jjt group 1 or claimetl jn Buup 11゜

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)融合タンパク質をコードするハイブリッドDNA配列であって;融合タン パク質の翻訳後修飾を可能にするアミノ酸配列をコードする第一のDNA配列、 及び 末端か第一のDNA配列の末端に結合し、同じ読み取り枠内にあり、選択された タンパク質又はポリペプチドをコードする第二のDNA配列を含む上記ハイブリ ッドDNA配列。(1) A hybrid DNA sequence encoding a fusion protein; a first DNA sequence encoding an amino acid sequence that enables post-translational modification of the protein; as well as end or the end of the first DNA sequence, are in the same reading frame, and are selected the above hybrid comprising a second DNA sequence encoding a protein or polypeptide; DNA sequence. (2)さらに、開裂部位をコードする第三のDNA配列を含み、該第三の配列か 第一のDNA配列と第二のDNA配列の間に位置し、三つのDNA配列の全てが 、同じ読み取り枠内にある請求の範囲第1項記載のハイブリッドDNA配列。(2) further comprising a third DNA sequence encoding a cleavage site; Located between the first DNA sequence and the second DNA sequence, all three DNA sequences , in the same reading frame. (3)第一のDNA配列が、融合タンパク質の翻訳後ビオチン化を可能にするア ミノ酸配列をコードする請求の範囲第1項記載のハイブリッドDNA配列。(3) The first DNA sequence is an amino acid that enables post-translational biotinylation of the fusion protein. A hybrid DNA sequence according to claim 1 encoding a amino acid sequence. (4)第一のDNA配列が、Propjonibacterium Sherm aniiトランスカルボキシラーゼの1.3Sサブユニット、トマトビオチンタ ンパク質、Klebsiella pneumoniaeオキサルアセテートデ カルボキシラーゼのα−サブユニットEscherichia Coliビオチ ンカルボキシルキャリアータンパク質、又は融合タンパク質の翻訳後ビオチン化 を可能にするこれらのタンパク質の断片を、コードする請求の範囲第3項記載の ハイブリッドDNA配列。(4) The first DNA sequence is Propjonibacterium Sherm. 1.3S subunit of anii transcarboxylase, tomato biotinta protein, Klebsiella pneumoniae oxalacetate α-subunit of carboxylase Escherichia coli bioti Post-translational biotinylation of carboxyl carrier proteins or fusion proteins The protein according to claim 3 encoding fragments of these proteins that enable Hybrid DNA sequence. (5)第一のDNA配列が、Propionibaoterium Sherm aniiトランスカルボキシラーゼの1.3Sサブユニットのカルボキシ末端の 最後の75アミノ酸、又はその類似物をコードする請求の範囲第1項記載のハイ ブリッドDNA配列。(5) The first DNA sequence is Propionibaoterium Sherm. The carboxy-terminal of the 1.3S subunit of Anii transcarboxylase The compound according to claim 1 which encodes the last 75 amino acids or analogs thereof. Brid DNA sequence. (6)第一のDNA配列が、融合タンパク質の翻訳後リポイル化を可能にするア ミノ酸配列をコードする請求の範囲第1項記載のハイブリッドDNA配列。(6) The first DNA sequence is an amino acid that enables post-translational lipoylation of the fusion protein. A hybrid DNA sequence according to claim 1 encoding a amino acid sequence. (7)第一のDNA配列が、E.coliピルベートデヒドロゲナーゼコンプレ ックスのジヒドロリポアミドアセチルトランスフェラーゼサブユニット、又は融 合タンパク質の翻訳後リポイル化を可能にするそれらの断片をコードする請求の 範囲第6項記載のハイブリッドDNA配列。(7) The first DNA sequence is E. coli pyruvate dehydrogenase complex dihydrolipoamide acetyltransferase subunit or fusion of claims encoding those fragments that allow for post-translational lipoylation of synthetic proteins. Hybrid DNA sequence according to scope item 6. (8)発現調節配列に機能的に結合した請求項1、2、3、4、5、6又は7記 載のハイブリッドDNA配列を含むベクター。(8) Claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, which is functionally linked to an expression control sequence. A vector containing a hybrid DNA sequence as described above. (9)融合タンパク質を分泌させるシグナル又はシグナルリーダー配列をコード するDNA配列又はその断片を含む請求の範囲第8項記載のベクター。(9) Encodes a signal or signal leader sequence that causes the fusion protein to be secreted 9. The vector according to claim 8, comprising a DNA sequence or a fragment thereof. (10)請求の範囲第8項記載のベクターにより形質転換された宿主。(10) A host transformed with the vector according to claim 8. (11)請求の範囲第9項記載のベクターにより形質転換された宿主。(11) A host transformed with the vector according to claim 9. (12)融合タンパク質の発現を許容する条件下で、請求の範囲第10項記載の 形質転換された宿主を培養することを含む融合タンパク質の製造方法。(12) The method according to claim 10 under conditions that allow expression of the fusion protein. A method for producing a fusion protein comprising culturing a transformed host. (13)融合タンパク質が、翻訳後修飾によりin vivoで修飾される請求 の範囲第14項記載の方法。(13) Claim that the fusion protein is modified in vivo by post-translational modification The method according to item 14. (14)融合タンパク質の発現及び分泌を許容する条件下で、請求の範囲第11 項記載の形質転換された宿主を培養する工程を含む融合タンパク質の製造方法。(14) Claim 11 under conditions that allow expression and secretion of the fusion protein. A method for producing a fusion protein, comprising the step of culturing the transformed host described in Section 1. (15)融合タンパク質か、翻訳後修飾によりin vivoで修飾される請求 の範囲第14項記載の方法。(15) Claims that the fusion protein is modified in vivo by post-translational modification The method according to item 14. (16)融合タンパク質の翻訳後修飾を可能にするアミノ酸配列に結合した選択 されたタンパク質又はポリペプチドを含む融合タンパク質。(16) Selection coupled to the amino acid sequence that allows for post-translational modification of the fusion protein A fusion protein comprising a protein or polypeptide. (17)選択されたタンパク質又はポリペプチドと融合タンパク質の翻訳後修飾 を可能にするアミノ酸配列との間に開裂部位を含む請求の範囲第16項記載の融 合タンパク質。(17) Post-translational modification of selected protein or polypeptide and fusion protein The fusion according to claim 16, comprising a cleavage site between the amino acid sequence and the amino acid sequence allowing Synthetic protein. (18)翻訳後修飾により修飾された請求の範囲第16項又は17項記載の融合 タンパク質。(18) The fusion according to claim 16 or 17 modified by post-translational modification protein. (19)アミノ酸配列が融合タンパク質の翻訳後ビオチン化を可能にする請求の 範囲第16項又は17項記載の融合タンパク質。(19) Claims that the amino acid sequence enables post-translational biotinylation of the fusion protein The fusion protein according to scope 16 or 17. (20)アミノ酸配列か融合タンパク質の翻訳後リポイル化を可能にする請求の 範囲第16項又は17項記載の融合タンパク質。(20) A claim that enables post-translational lipoylation of an amino acid sequence or fusion protein. The fusion protein according to scope 16 or 17. (21)材料混合物から請求の範囲第18項記載の融合タンパク質を単離する方 法であって; 修飾された後にのみ融合タンパク質に結合する結合パートナーを提供し、 修飾された融合タンパク質を、結合パートナーと結合を可能にする条件下で接触 させ、 混合物中の非結合材料から結合パートナーに結合した修飾された融合タンパク質 を分離し、そして 修飾された融合タンパク質を溶離する工程を含む融合タンパク質を単離する方法 。(21) A method for isolating the fusion protein according to claim 18 from a material mixture It is a law; provide a binding partner that binds to the fusion protein only after it has been modified; Contacting the modified fusion protein with the binding partner under conditions that allow binding let me, Modified fusion protein bound to binding partner from unbound material in mixture separate, and A method of isolating a fusion protein comprising eluting the modified fusion protein. . (22)前記融合タンパク質が開裂部位を有し、そして、結合パートナーと結合 している間、又は結合パートナーから溶離された後に、開裂部位で開裂される請 求の範囲第21項記載の方法。(22) the fusion protein has a cleavage site and binds to a binding partner; cleaved at the cleavage site, either during binding or after elution from the binding partner. The method according to item 21. (23)融合タンパク質が、ビオチン化タンパク質である請求の範囲第21項記 載の方法。(23) Claim 21, wherein the fusion protein is a biotinylated protein. How to put it on. (24)結合パートナーが、アビジン、ストレプトアビジン及びそれらの誘導体 及び類似物からなる群から選択される請求の範囲第23項記載の方法。(24) The binding partner is avidin, streptavidin and their derivatives and the like. (25)融合タンパク質か、開裂部位を有し、そして、結合パートナーと結合し ている間、又は結合パートナーから溶離された後に、開裂部位で開裂される請求 の範囲第23項記載の方法。(25) A fusion protein has a cleavage site and binds a binding partner. Claims that are cleaved at the cleavage site during or after elution from the binding partner The method according to item 23. (26)結合パートナーが、アビジン、ストレプトアビジン及びそれらの誘導体 及び類似物からなる群から選択される請求の範囲第25項記載の方法。(26) The binding partner is avidin, streptavidin and their derivatives and the like. (27)結合パートナーが、アビジン又はストレプトアビジンであり、ビオチン 化融合タンパク質が結合パートナーに結合している間に開裂部位で開裂される請 求の範囲第26項記載の方法。(27) The binding partner is avidin or streptavidin, and biotin The fusion protein is likely to be cleaved at the cleavage site while bound to its binding partner. Scope of Claim 26. The method according to item 26. (28)結合パートナーが、固定された親和性の低いモノマーアビジンであり、 ビオチン化融合タンパク質が、結合パートナーから溶離された後に開裂部位で開 裂される請求の範囲第26項記載の方法。(28) the binding partner is immobilized low affinity monomeric avidin; The biotinylated fusion protein is cleaved at the cleavage site after it has been eluted from the binding partner. 27. The method of claim 26, wherein: (29)さらに、選択されたタンパク質又はポリペプチド並びに他の材料をアビ ジン又はストレプトアビジンと接触させ、選択されたタンパク質又はポリペプチ ドを、アビジン又はストレプトアビジンに結合した材料から分離することにより 、溶離及び開裂後に残る全ての材料から、選択されたタンパク質又はポリペプチ ドを分離することを含む請求の範囲第28項記載の方法。(29) Additionally, selected proteins or polypeptides as well as other materials can be the selected protein or polypeptide. by separating the avidin- or streptavidin-bound material from the avidin- or streptavidin-bound material. , the selected protein or polypeptide from all material remaining after elution and cleavage. 29. A method as claimed in claim 28, including separating the cords. (30)融合タンパク質がリポ化タンパク質である請求の範囲第21項記載の方 法。(30) The method according to claim 21, wherein the fusion protein is a lipoprotein. Law. (31)結合パートナーが、モノチオールよりもジチオールに強固に結合する金 属化合物である請求の範囲第30項記載の方法。(31) Gold whose binding partner binds more tightly to dithiols than to monothiols 31. The method according to claim 30, wherein the compound is a genus compound. (32)金属化合物が有機亜ヒ酸塩である請求の範囲第31項記載の方法。(32) The method according to claim 31, wherein the metal compound is an organic arsenite. (33)融合タンパク質が開裂部位を有し、結合パートナーにまだ結合している うちに、又は結合パートナーから溶離した後に、開裂部位で開裂される請求の範 囲第30、31又は32項記載の方法。(33) The fusion protein has a cleavage site and is still bound to the binding partner. Claims that are cleaved at the cleavage site either internally or after elution from the binding partner The method according to paragraph 30, 31 or 32.
JP2508763A 1989-05-19 1990-05-17 Fusion protein with in vivo post-translational modification site and production and purification method Pending JPH04507341A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35426689A 1989-05-19 1989-05-19
US354,266 1989-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04507341A true JPH04507341A (en) 1992-12-24

Family

ID=23392544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2508763A Pending JPH04507341A (en) 1989-05-19 1990-05-17 Fusion protein with in vivo post-translational modification site and production and purification method

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0472658A4 (en)
JP (1) JPH04507341A (en)
KR (1) KR920701460A (en)
AU (1) AU647025B2 (en)
CA (1) CA2057908A1 (en)
WO (1) WO1990014431A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010512761A (en) * 2006-12-22 2010-04-30 バイオメリュー エス.エー. Methods and means for enrichment, isolation, and detection of Gram positive bacteria

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072039A (en) * 1991-04-19 2000-06-06 Rohm And Haas Company Hybrid polypeptide comparing a biotinylated avidin binding polypeptide fused to a polypeptide of interest
US5395856A (en) * 1991-05-16 1995-03-07 Rohm And Haas Company HPLC avidin monomer affinity resin
US6107059A (en) * 1992-04-29 2000-08-22 Affymax Technologies N.V. Peptide library and screening method
EP0711303B2 (en) * 1993-07-30 2009-06-10 Affymax, Inc. Biotinylation of proteins
FR2717499B1 (en) * 1994-03-17 1996-05-24 Ulp Fragments of recombinant antibodies synthesized and biotinylated in E. coli, their use in immunoassays and in purification by immunoaffinity.
WO1996021156A1 (en) * 1995-01-04 1996-07-11 Abbott Laboratories Method for preparing scintillation proximity assay targets
CU22559A1 (en) * 1996-01-17 1999-05-03 Ct Ingenieria Genetica Biotech EXPRESSION SYSTEM OF HETEROLOGICAL ANTIGENS IN E. COLI AS FUSION PROTEINS
US7166475B2 (en) * 1999-02-26 2007-01-23 Cyclacel Ltd. Compositions and methods for monitoring the modification state of a pair of polypeptides
GB0202018D0 (en) 2002-01-29 2002-03-13 Sense Proteomic Ltd Tag and method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4782137A (en) * 1984-01-24 1988-11-01 Immunex Corporation Synthesis of protein with an identification peptide, and hybrid polypeptide incorporating same
DE3583940D1 (en) * 1984-10-02 1991-10-02 Harry M Meade PRODUCTION OF STREPTAVIDINE-LIKE POLYPEPTIDES.
US4839293A (en) * 1986-02-24 1989-06-13 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York DNA encoding streptavidin, streptavidin produced therefrom, fused polypeptides which include amino acid sequences present in streptavidin and uses thereof
DK105489D0 (en) * 1989-03-03 1989-03-03 Novo Nordisk As POLYPEPTIDE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010512761A (en) * 2006-12-22 2010-04-30 バイオメリュー エス.エー. Methods and means for enrichment, isolation, and detection of Gram positive bacteria
US9394534B2 (en) 2006-12-22 2016-07-19 Biomerieux S.A. Method and means for enrichment, removal and detection of gram-positive bacteria

Also Published As

Publication number Publication date
KR920701460A (en) 1992-08-11
WO1990014431A1 (en) 1990-11-29
AU5827090A (en) 1990-12-18
CA2057908A1 (en) 1990-11-20
AU647025B2 (en) 1994-03-17
EP0472658A1 (en) 1992-03-04
EP0472658A4 (en) 1992-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5252466A (en) Fusion proteins having a site for in vivo post-translation modification and methods of making and purifying them
Biedendieck et al. Plasmid system for the intracellular production and purification of affinity‐tagged proteins in Bacillus megaterium
de Leeuw et al. Oligomeric properties and signal peptide binding by Escherichia coli Tat protein transport complexes
CA1306207C (en) Polypeptide and protein products, and process for their production and use
Khushoo et al. Extracellular expression and single step purification of recombinant Escherichia coli L-asparaginase II
Matos et al. Efficient export of prefolded, disulfide‐bonded recombinant proteins to the periplasm by the Tat pathway in Escherichia coli CyDisCo strains
EP2938363B1 (en) Methods and compositions relating to crm197
US5391490A (en) Ubiquitin-specific protease
Mujacic et al. Cold-inducible cloning vectors for low-temperature protein expression in Escherichia coli: application to the production of a toxic and proteolytically sensitive fusion protein
CN113286810A (en) Protein purification method
AU2008335778B2 (en) In vivo unnatural amino acid expression in the methylotrophic yeast Pichia pastoris
KR960002869B1 (en) Improvement of the secretion yield of proteins with a disulfide bridge
JPH0776596A (en) Production of peptide, fused peptide, expression vector, and recombination protein
LaVallie et al. Thioredoxin and related proteins as multifunctional fusion tags for soluble expression in E. coli
JPH04507341A (en) Fusion protein with in vivo post-translational modification site and production and purification method
Jones et al. Proofreading of substrate structure by the Twin-Arginine Translocase is highly dependent on substrate conformational flexibility but surprisingly tolerant of surface charge and hydrophobicity changes
AU2003243969B2 (en) Expression vector, host, fused protein, process for producing fused protein and process for producing protein
Farkas et al. Cloning, expression and purification of the luminal domain of spinach photosystem 1 subunit PsaF functional in binding to plastocyanin and with a disulfide bridge required for folding
JP2009525749A (en) Affinity polypeptides for the purification of recombinant proteins
US5340732A (en) Antiviral protein
JPWO2004031243A1 (en) Protein polymer and method for producing the same
WO1990004026A1 (en) New plasmid constructions for high level production of eukaryotic proteins
GB2357766A (en) Production of heterologous proteins
EP3947694A1 (en) Cloning and expression of in-vivo refolded antibody fragment
Cappellini An evaluation of an innovative technological platform for straightforward purification of recombinant proteins