JPH05328969A - Pyrococcus種から得られる精製耐熱性DNAポリメラーゼ - Google Patents
Pyrococcus種から得られる精製耐熱性DNAポリメラーゼInfo
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- JPH05328969A JPH05328969A JP35575192A JP35575192A JPH05328969A JP H05328969 A JPH05328969 A JP H05328969A JP 35575192 A JP35575192 A JP 35575192A JP 35575192 A JP35575192 A JP 35575192A JP H05328969 A JPH05328969 A JP H05328969A
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- C12N9/1252—DNA-directed DNA polymerase (2.7.7.7), i.e. DNA replicase
Abstract
s種から得られる耐熱性酵素。この耐熱性酵素は、約9
2,000〜97,000ダルトンの見掛けの分子量
と、100℃で約8時間及び95℃で23時間の半減期
を有するDNAポリメラーゼである。 【効果】 従来公知のDNAポリメラーゼよりも高い耐
熱性を有し、かつ、3′−5′プルーフリーディングエ
キソヌクレアーゼ活性を有する。
Description
する。さらに具体的には、本発明はPyrococcu
s種から得られる耐熱性DNAポリメラーゼに関する。
複製に関与する一群の酵素である。大腸菌E.coli
のような中温性微生物からのDNAポリメラーゼの単離
に関して広範な研究がなされてきた。例えば、Bess
manら,J.Biol.Chem.(1957)23
3:171−177及びButtinとKornber
g J.Biol.Chem.(1966)241:5
419−5427を参照されたい。
ポリメラーゼの例としては、大腸菌DNAポリメラーゼ
I、大腸菌DNAポリメラーゼIのKlenow断片、
及びT4 DNAポリメラーゼが挙げられる。これらの
酵素は、例えばニックトランスレーションによるDNA
の標識化、cDNAクローニングにおける第二鎖cDN
A合成、及びDNA合成を含めた組換えDNA技術への
種々の用途を有する。Maniatisら,Molec
ular Cloning:A Laboratory
Manual(1982)を参照されたい。
第4,683,202号及び第4,800,159号
は、核酸配列を増幅し、検出し及び/又はクローニング
するための方法における上記の酵素の使用を開示してい
る。一般にポリメラーゼ連鎖反応(PCR)と呼ばれる
この方法は、存在する核酸配列を増幅するためにポリメ
ラーゼ、2つのプライマー及びヌクレオチドトリホスフ
エートの使用を必要とする。
合成が1塩基対選択段階のみの結果である場合に有する
ものよりはるかに高い正確さでDNA複製を行なうプル
ーフリーディング機能を提供する3′−5′エキソヌク
レアーゼ活性を有する(Brutlag,D.とKor
nberg,A.,J.Biol.Chem.(197
2)247:241−248)。3′−5′プルーフリ
ーディングエキソヌクレアーゼ活性を有するDNAポリ
メラーゼは、プルーフリーディング活性を持たないDN
Aポリメラーゼと比較した場合、実質的に低い塩基取り
込みエラー率を示す(Chang,L.M.S.,J.
Biol.Chem.(1977)252:1873−
1880)。
sのような好熱性細菌からのDNAポリメラーゼの単離
及び精製に関しても研究が行なわれてきた。Chie
n,A.ら,J.Bacteriol.(1976)1
27:1550〜1557は、T.aquaticus
YT1株から80℃の至適温度を有するDNAポリメ
ラーゼの単離及び精製を開示している。Chienらの
精製法は、4段階方法を包含する。これらの段階は粗抽
出物の調製、DEAE−Sephadexクロマトグラ
フィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、及びD
NAセルロース上でのクロマトグラフィーを包含する。
Kaledin,ら,Biokhymiyay(198
0)45:644〜651もT.aquaticus
YT1株細胞からのDNAポリメラーゼの単離及び精製
を開示している。Kaledinらの精製方法は、6段
階方法を包含する。これらの段階は、粗抽出物の単離、
硫酸アンモニウム沈殿、DEAE−セルロースクロマト
グラフィー、ヒドロキシアパタイト上での分画、DEA
E−セルロース上での分画、及び一重鎖DNAセルロー
ス上でのクロマトグラフィーを包含する。
鎖DNAセルロース上でのクロマトグラフィーの代わり
にホスホセルロースクロマトグラフィー工程を加えてK
aledinの方法と実質的に同じ方法により調製され
る約86,000〜約90,000ダルトンの分子量を
有するT.aquaticusからの精製耐熱性DNA
ポリメラーゼ、即ちTaqポリメラーゼを開示してい
る。さらに、欧州特許出願第0258017号は、上記
のPCR法に使用するための好ましい酵素としてTaq
ポリメラーゼを開示している。
リメラーゼ依存性エキソヌクレアーゼ機能を有する一
方、3′−5′プルーフリーディングエキソヌクレアー
ゼ機能を持たないことが研究により示された(Lawy
er,F.C.ら,J.Biol.Chem.(198
9)264:11,p.6427〜6437;Bern
ad,A.ら,Cell(1989)59:219)。
その結果、Taq DNAポリメラーゼは塩基取り込み
エラーを起こしやすく、ある種の応用へのその使用を望
ましくないものにしている。例えば、増幅された遺伝子
をクローニングする試みは、遺伝子のいずれかのコピー
が無作為の間違った取り込みによりエラーを含み得るた
め、問題となる。複製サイクルの間にエラーが起こる場
合には(例えば、初期複製サイクルにおいて)、増幅さ
れた全DNAが間違って取り込まれた塩基を含有し得
る、すなわち、突然変異型遺伝子産物を生じる。さら
に、Taq DNAポリメラーゼが100℃で数分以下
の耐熱性を有することが研究により示された。したがっ
て、より高い熱安定性及び関連する3′から5′へのエ
キソヌクレアーゼプルーフリーディング活性を有するD
NAポリメラーゼを、科学界は緊急に必要としている。
このような酵素の1つである、海底の熱出口(ther
mal vents)近くの100℃近くの温度で生育
する原始細菌であるThermococcus lit
oralisからのDNAポリメラーゼが最近単離さ
れ、大腸菌E.coli中でクローニングされた。
入手可能なDNAポリメラーゼよりも高い耐熱性を有す
る3′−5′プルーフリーディングエキソヌクレアーゼ
活性を示す精製DNAポリメラーゼを得ること及び生産
することが、当業界では依然として望まれている。この
ような酵素の入手可能性は、上記のDNAポリメラーゼ
法を改良することだろう。さらに、それは、このような
DNAポリメラーゼが組換えDNA技術により生産され
た場合には有用であろう。これにより、ポリメラーゼの
高純度の商業的量の生産が可能になるだろう。
ccus種(sp.)から得られる耐熱性酵素が提供さ
れる。2010メートルの海底熱出口から単離された原
始細菌であるPyrococcus種から得られる耐熱
性酵素は、約92,000〜97,000ダルトンの見
掛けの分子量、100℃で約8時間の半減期、及び95
℃で23時間の半減期を有するDNAポリメラーゼであ
る。
2,000〜97,000ダルトンの耐熱性DNAポリ
メラーゼをコードするDNAが単離されたが、これは本
発明の耐熱性酵素を得るための別の手段を提供する。
ゼは、3′−5′プルーフリーディングエキソヌクレア
ーゼ活性を有する。本発明に従って、Pyrococc
us種DNAポリメラーゼの3′−5′プルーフリーデ
ィング活性は、T.litoralisから得られるD
NAポリメラーゼの2.5倍であることが判明した。そ
の結果、Pyrococcus種DNAポリメラーゼ
は、Taqポリメラーゼのような3′−5′プルーフリ
ーディングエキソヌクレアーゼ機能を持たない耐熱性ポ
リメラーゼよりもはるかに高い正確さを有するにちがい
ない。さらに、Pyrococcus種DNAポリメラ
ーゼは、Taqポリメラーゼよりも、96℃〜103℃
の温度で実施的により高い耐熱性又は半減期を有する。
得られるDNAポリメラーゼである耐熱性酵素に関す
る。Pyrococcus sp.は、Woods H
ole Oceanographic Institu
teの深海潜水可能な潜水艦Alvinを用いてHol
ger Jannaschが水深,2010メートルの
コルテス(Cortez)海の海底熱出口から単離し
た。Pyrococcus sp.GB−D株の試料
(原始細菌 NEB#732)は、ブダペスト条約下
で、1991年10月1日にAmerican Typ
e Culture Collectionに寄託さ
れ、ATCC受託番号第55239号が付与された。
は、65℃〜103℃の生育範囲を有する極めて好熱性
の硫黄代謝性原始細菌である。
lkinら,Arch.Microbiol.(198
5)142:181〜186(この記載内容は参照とし
て本明細書中に含めるものとする)に記載された技法の
ような任意の好適な技術を用いて増殖させ得る。すなわ
ち、その細胞を、95℃で2日間、15mlのネジ蓋付
き試験管中、10mg/mlの硫黄及び0.01M シ
ステインを含有する上記のBelkinらが記載の培地
で増殖させる。大量の細胞を必要とする場合には、1リ
ットルのネジ蓋付き瓶を用いて、滅菌後、新鮮な10m
l培養物を接種して、90℃〜95℃で2日間増殖させ
る。
の1つの好ましい方法を、以下の多段階方法を用いて成
し遂げる:先ず、凍結している場合には融解し、好適な
緩衝液、例えば緩衝液A(10mMのKPO4 緩衝液,
pH7.4;1.0mMのEDTA,1.0mMのベー
タメルカプトエタノール)中に懸濁し、超音波処理し
て、遠心分離する。次に、上清を、Affigel b
lueカラム(Biorad)のような核酸と結合する
タンパク質に対する高親和性を有するカラムに通す。P
yrococcus sp.の上清溶液中に存在する核
酸、及び多数のタンパク質がカラムから素通りし、カラ
ム容量の数倍の量の約7.0のpHの低塩緩衝液でカラ
ムを洗浄してそれらの物質を除去する。洗浄後、緩衝液
Aに溶解した0.1〜2.0MNaClのような直線勾
配で酵素を溶離する。ピークDNAポリメラーゼ活性を
透析し、ホスホセルロースカラムに載置する。このカラ
ムを洗浄し、緩衝液A中の0.1〜1.0MNaClの
ような直線匂配で酵素活性を溶出させる。ピークDNA
ポリメラーゼ活性を透析し、HPLCモノ−Sカラム
(陽イオン交換体)に載置する。酵素を、緩衝液Aに溶
解した0.05〜1.0MNaClのような直線勾配で
溶離する。酵素は、この段階で純度約50%である。
るDNAポリメラーゼの見掛けの分子量は、分子量9
7,400と定められたホスホリラーゼBのような公知
の分子量のタンパク質標準と比較した場合、約92,0
00〜97,000ダルトンである。しかしながら、極
度の好熱性細菌であるPyrococcus sp.の
DNAポリメラーゼは、完全に変性しないために又はそ
の他の固有の特性のために、異常な相対分子量位置に電
気泳動される、と理解されるべきである。本発明の耐熱
性酵素の正確な分子量は、Pyrococcus s
p.DNAポリメラーゼ遺伝子のコード配列から確定し
得る。溶離物質の分子量は、任意の方法、例えばタンパ
ク質分子量マーカーを用いるSDS−ポリアクリルアミ
ドゲル電気泳動(SDS−PAGE)により確定し得
る。
e処理又は活性化DNA中への放射標識デオキシヌクレ
オチドの取り込みにより測定する;その後のDNA基質
からの非取り込みデオキシヌクレオチドの分離後、ポリ
メラーゼ活性はDNAを含有する酸不溶性画分中の放射
能の量に比例する(Lehman,I.R.ら,J.B
iol.Chem.(1958)233:163.この
記載内容は、参照として本明細書中に含めるものとす
る)。
の半減期は約8時間、95℃では約23時間である。D
NAポリメラーゼの熱安定性又は半減期は、BSAを含
有する反応用緩衝液の存在下で問題の温度で予備インキ
ュベーションして決定し得る。12時間までの範囲の予
め決めた間隔で、少量のアリコートを取り出し、DNA
基質、dNTPs及びBSAを含有する反応用緩衝液に
添加して、上記の方法を用いてポリメラーゼ活性に関し
てアッセイする。
する遺伝子がPyrococcussp.ゲノムDNA
からクローニングされたものであるので、組換えDNA
技術により産生してもよい。この遺伝子の部分的DNA
配列は、配列番号1として配列表中に記載されている。
Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼに関
する完全コード配列は、大腸菌E.coli,NEB#
720中のpUC19中の約5KbのBamHI制限断
片から得られる。この大腸菌株は、ブダペスト条約下
で、1991年10月1日にAmerican Typ
e Culture Collectionに寄託さ
れ、ATCC受託番号第68723号が付与された。
メラーゼのクローニング 組換え型のPyrococcus sp.DNAポリメ
ラーゼの製造は一般に、以下の工程を包含する:活性型
のポリメラーゼ、即ちその天然型のポリメラーゼ、又は
天然型ポリメラーゼから切断されても切断されなくても
よい、及び、ポリメラーゼ活性に作用しても作用しなく
てもよい他の配列との融合体としてのポリメラーゼ、を
コードするDNAを単離する。次に、該遺伝子は、原核
生物又は真核生物宿主/ベクター系での発現のために適
切な調節配列と操作可能なように結合されても結合され
なくてもよい。ベクターは、好ましくは好適な宿主中で
の形質転換及び保持に必要な全機能をコードし、また、
Pyrococcus sp.ポリメラーゼ発現のため
の選択可能マーカー及び/又は調節配列をコードし得
る。ベクターは、好適な宿主を形質転換するために用い
られる。活性な組換え耐熱性ポリメラーゼは、連続的に
又は発現誘導後に、形質転換された宿主培養により製造
し得る。活性な耐熱性ポリメラーゼは、宿主細胞内か
ら、又はタンパク質が細胞膜を通って分泌される場合に
は培地から回収し得る。
るが、本発明に従って、Pyrococcus sp.
DNAポリメラーゼをコードするDNAをクローニング
するために、大腸菌中でのポリメラーゼ自身の調節配列
からのポリメラーゼの発現は高レベルの遺伝子発現を引
き起こす。
がPyrococcus sp.DNAポリメラーゼ遺
伝子内に存在することが発見された。本発明のPyro
coccus sp.ポリメラーゼDNA及びタンパク
質配列と、Thermococcus litoral
isDNAポリメラーゼDNA及びタンパク質とを比較
して、Pyrococcusの介在配列が保存されたp
ol αモチーフ領域III内にあり、配列番号1のヌ
クレオチド1839で開始することを確定した。
くつか又はすべてを提供することによりPyrococ
cus sp.ポリメラーゼの種々の程度の制御発現を
提供する必要がある:(1)ポリメラーゼの開始部に直
接隣接するか又は融合タンパク質としての、転写開始部
位又はプロモーター、(2)遺伝子発現させたり(o
n)止めたり(off)するために用い得るオペレータ
ー、(3)翻訳を改善するためのリボソーム結合部位、
及び(4)安定性を改善するための転写又は翻訳停止部
位。Pyrococcus sp.ポリメラーゼのクロ
ーニング及び発現に用いられる適切なベクターとして
は、例えばファージ及びプラスミドが挙げられる。ファ
ージの例としては、λgt11(Promega)、λ
DASH(Stratagene)、λZapII(S
tratagene)が挙げられる。プラスミドの例と
しては、pUC19、pBR322、pBluescr
ipt(Stratagene)、pSP73(Pro
mega)、pGW7(ATCCNo.40166)、
pET3A(Rosenbergら,Gene,(19
87)56:125〜135)、及びpET11C(M
ethods in Enzymology(199
0)185:60〜89)が挙げられる。
培養に関して存在する(Maniatisら,Mole
cular Cloning:A Laborator
y Manual(1982))。プラスミド形質転換
のために用い得る多数の大腸菌株のうち、好ましい株と
しては、JM101(ATCC No.33876)、
XL1(Stratagene)、RRI(ATCC
No.31343)、及びBL21(DE3)plys
S(Methods in Enzymology(1
990),上掲)が挙げられる。大腸菌E.coli
XL1、ER1578及びER1458株(Ralei
ghら,N.A.Research(1988)16:
1563〜1575)は、λファージ用に使用し得る株
であり、Y1089はλgt11溶原性のために用い得
る。Y1089における一過性溶原菌を調製する場合
(Arasuら,ExperimentalParas
itology(1987)64:281〜289)、
ファージの一回大量投与により又は溶原性宿主との同時
培養により、培養物をλgt11組換えファージで感染
させる。感染Y1089細胞は、好ましくは溶解−欠陥
宿主/ファージ系内で組換えタンパク質の増大を生じさ
せるインデューサーIPTGの存在下で37℃で増殖さ
せる。
性ポリメラーゼのスクリーニング Thermococcus litoralisのDN
Aポリメラーゼ遺伝子から調製した放射性プローブとの
交差ハイブリダイゼーションによるPyrococcu
sゲノムDNAライブラリーのプロービング(精査)に
より、Pyrococcus sp.DNAポリメラー
ゼ遺伝子での同定及び単離が可能になった。
Maniatisら,Molecular Cloni
ng:A Laboratory Manual(19
82)(この記載内容は、参照として本明細書中に含め
るものとする)が記載した方法により単離し得る。一旦
単離されたPyrococcus sp.DNAは、無
作為断片又は制限酵素断片としてゲノムライブラリーを
作製するのに用い得る。後者の方法が好ましい。好まし
くは、BamH I部分は、Maniatisら(上
掲)に記載されているような標準DNA制限技術を用い
て、Pyrococcus sp.ゲノムDNAから調
製される。他の制限酵素、例えばSalI及びXbaI
を用いてもよい。
(YoungとDavis,PNAS(1983)8
0:1194〜1198;Maniatisら,上掲)
を用いて、プラスミド及びファージをスクリーニングす
るための方法が利用できるけれども、ファージ系は良好
に働く傾向があり、したがって一次ライブラリーに好ま
しいことが判明した。
ークハイブリダイゼーション法(Maniatisら,
上掲)を用いて、又は抗体プラーク反応性(Young
とDavis,上掲)を用いてスクリーニングし得る。
コロニー又はプラークハイブリダイゼーション法におい
ては、プローブは、標識化の標準的方法、例えば関連の
ある生物、例えばT.litoralisからのポリメ
ラーゼ遺伝子の無作為プライミング又はニックトランス
レーションにより形成される(Maniatisら,上
掲)。ゲノムライブラリーは、所望の厳格さに応じた条
件下で標識プローブを用いてハイブリダイゼーションさ
れる。
ブラリーをスクリーニングする場合は、Pyrococ
cus sp.調節領域が大腸菌中で機能するか否かが
不明確であるため、λgt11及びλZap IIのよ
うなすべての必要な発現調節領域を供給するファージベ
クターが抗体スクリーニングには好ましい。λDASH
のBamH I部位又はλgt11のEcoR I部位
中にPyrococcus sp.DNAをクローニン
グすることにより、Pyrococcus sp.ポリ
メラーゼは、λgt11におけるベータ−ガラクトシダ
ーゼとの融合タンパク質として又はそれ自体の内在性プ
ロモーターから発現され得る。
Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼ抗血
清を用いて、又はそれが利用できない場合には密接に関
連した生物(即ち別の極度の耐熱性細菌であるTher
mococcus litoralis)のDNAポリ
メラーゼに対する抗体により、YoungとDavi
s,PNAS(1983)(上掲に記載されているよう
な標準抗体プラークハイブリダイゼーション法を用い
て、スクリーニングし得る。
子をコードする、一旦確認されたPyrococcus
sp.DNAポリメラーゼDNAを次に、例えばpB
R322、pBluescript、M13又はpUC
19中にサブクローニングし得る。所望により、例えば
Sangerジデオキシ鎖終止法(Sanger,
F.,Nicklen,S.& Coulson,A.
R.PNAS(1977)74:5463〜5467)
により、DNA配列を決定し得る。
メラーゼをコードするDNA及びその発現 の確認 Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼをコ
ードするDNA配列が得られたということを確定するた
めのいくつかの方法がある。これらの例としては、例え
ば組換えDNAによりコードされるタンパク質の実際の
又は推定上のアミノ−末端配列を天然型のタンパク質と
比較すること、又は組換えDNAが天然型のPyroc
occus sp.DNAポリメラーゼに特異的な抗体
と結合するタンパク質を産生するか否かを測定すること
が挙げられる。さらに、Wangら,FASEB Jo
urnal(1989)3:14〜21による研究は、
ポリメラーゼαファミリーからのDNAポリメラーゼ配
列のある領域がPolI様ポリメラーゼにおける別のグ
ループの保存領域と同様に多数の種(species)
の間で高度に保存されることを示唆している。その結
果、クローン化遺伝子の推定アミノ酸配列を公知のDN
Aポリメラーゼ、例えばヒトDNAポリメラーゼα及び
大腸菌DNAポリメラーゼIのアミノ酸配列と比較する
ことにより、これらの領域(islands)の相同性
の確認により、組換えDNAが実際DNAポリメラーゼ
をコードするという強力な証拠が提供される。
coccus sp.DNAポリメラーゼをコードする
DNAはpol αモチーフ領域III内にイントロン
すなわち介在配列を含有することが判明した。したがっ
て、大腸菌のような宿主細胞において過発現を増大する
ことを意味するため、イントロンをコードするDNA配
列を欠失し得る。DNA配列を欠失させ、したがってイ
ントロンをin vitroでスプライシングするため
に用い得る当業者に公知の多数の方法がある。1つの方
法は、スプライス部位又は欠失される領域近くのコード
領域において非反復の制限酵素部位を確認することを包
含する。二本鎖オリゴマーを合成して、2つの制限断片
間のギャップを架橋する。アミノ末端制限断片、架橋オ
リゴ、及びカルボキシ末端制限断片から成る3−部分連
結(3−part ligation)により、欠失イ
ントロンをもつ天然型遺伝子が生じる。
ントロン内の、しかしコード配列境界近くに非反復の部
位を有する制限酵素で切断することにより、大部分のイ
ントロンを欠失させる。大部分のイントロンの欠失を含
有する線状プラスミドを一緒に連結する。f1ヘルパー
ファージIR1による重感染により、一本鎖ファージを
pBluescriptベクター組換え体から生成す
る。所望の最終配列を有する一本鎖オリゴマーを合成
し、部分的にイントロンを欠失したファージDNAにア
ニーリングする。したがって、残りのイントロンはルー
プが解ける。大腸菌CJ236株中で元のファージを産
生することにより、Kunkelの突然変異誘発法(M
ethods in Enzymology,154:
367(1987))を用いて完全欠失イントロン構築
物を選択し得る。
らに別の方法は、DNA増幅を用いる。例えば、Man
iatisら,Molecular Cloning:
ALaboratory Manual(1989),
Vol.2,2nd edition(この記載内容は
参照として本明細書中に含めるものとする)を参照され
たい。すなわち、プライマーを生成して増幅し、次いで
遺伝子のアミノ半分とカルボキシ半分を結合させる。
itr oで欠失させる場合、天然のスプライス部位は不
明である。したがって、当業者は、活性酵素の産生を生
じる、考え得るいくつかの人工的スプライス部位が存在
すると予測するであろう。
sp.DNAポリメラーゼをコードするDNA配列
は、欠失イントロンを伴っても伴わなくても、大腸菌に
由来するプラスミド、例えばpET3A、pBlues
cript又はpUC19、Bacillus sub
tilisに由来するプラスミド、例えばpUB11
0、pTP5及びpC194、酵母菌に由来するプラス
ミド、例えばpSH19及びpSH15、λファージの
ようなバクテリオファージ、Agrobacteriu
m tumefaciensのような細菌、レトロウイ
ルスのような動物ウイルス、並びにBaculovir
usのような昆虫ウイルスといった適切な発現ベクター
中にクローニングされ得る。
術を用いて、組換えベクターを適切な宿主中に導入す
る。例えば、Cohen,S.N.,PNAS(197
2)69:2110(この記載内容は参照として本明細
書中に含めるものとする)により記載されたような塩化
カルシウム法は、大腸菌のために用いる。桿菌Baci
lllusの形質転換は、Chang,S.ら,Mol
ecular andGeneral Genetic
s(1979)168:111(この記載内容は参照と
して本明細書中に含めるものとする)の方法に従って実
施する。酵母菌の形質転換は、Parentら,Yea
st(1985)1:83〜138(この記載内容は参
照として本明細書中に含めるものとする)の方法に従っ
て実施する。ある種の植物細胞は、Shaw,C.H.
ら,Gene(1983)23:315(この記載内容
は参照として本明細書中に含めるものとする)により記
載された方法に従って、Agrobacterium
tumefaciensで形質転換される。動物細胞の
形質転換は、例えばVirology(1973)5
2:456(その記載内容は参照として本明細書中に含
めるものとする)に記載の方法に従って実施する。Ba
cuolvirusによる昆虫細胞の形質転換は、例え
ばBiotechnology(1988)6:47
(その記載内容は参照として本明細書中に含めるものと
する)に記載の方法に従って実施する。
胞に適した標準技術を用いて、形質転換体を培養する。
例えば、大腸菌を培養するためには、30〜42℃でL
B培地中で中間対数増殖期又は静止期まで細胞を増殖さ
せる。
メラーゼは、例えば培養細胞又は培養溶液からの抽出に
より形質転換宿主細胞の培養物から単離及び精製し得
る。
メラーゼが培養細胞から抽出される場合、当業界で公知
の方法、例えば遠心分離により、培養後に細胞を採集す
る。次に、採集細胞を適切な緩衝溶液中に懸濁し、超音
波処理、リゾチーム及び/又は凍結融解により破砕す
る。遠心分離及び/又は濾過により、Pyrococc
us sp.DNAポリメラーゼを含有する粗抽出物が
得られる。
メラーゼが培養溶液中に、即ち単独で又はマルトース結
合タンパク質のような分泌タンパク質との融合タンパク
質として、分泌される場合は、当業界で公知の方法、例
えば遠心分離により、上清を細胞と分離する。
yrococcus sp.DNAポリメラーゼの分離
及び精製は、上記の方法により、又は公知の分離及び精
製法を適切に組み合わせて実施し得る。これらの方法と
しては、例えば塩沈殿及び溶媒沈殿のような溶解性を利
用する方法、透析、限外濾過、ゲル濾過及びSDS−ポ
リアクリルアミドゲル電気泳動のような分子量の差を利
用する方法、イオン交換カラムクロマトグラフィーのよ
うな電荷の差を利用する方法、アフィニティークロマト
グラフィーのような特異的親和性を利用する方法、逆相
高速液体クロマトグラフィーのような疎水性の差を利用
する方法、並びに等電点電気泳動のような等電点の差を
利用する方法が挙げられる。
つの好ましい方法は、以下のような多段階工程を用いて
達成される:先ず、細胞を、凍結している場合には融解
して、好適な緩衝液、例えば緩衝液A(100mM N
aCl、25mM Tris,pH7.5、0.1mM
EDTA、10%グリセロール、0.05%Trit
on X−100)中に懸濁し、溶解して、遠心分離す
る。次に透明な粗抽出物を約30分間、75℃に加熱す
る。変性タンパク質を遠心分離で除去する。次に上清
を、核酸と結合するタンパク質に対して高親和性を有す
るカラム、例えばAffigel Blueカラム(B
iorad)に通す。カラム容量の数倍量の約7.0の
pHの低塩緩衝を用いてカラムを洗浄することにより、
上清溶液中に存在する核酸及び多数のタンパク質がカラ
ムを素通りし、それにより除去される。洗浄後、酵素を
0.1M〜1.5MのNaCl緩衝液Aのような線状勾
配でDNAポリメラーゼ活性を溶離する。活性画分をプ
ールし、透析して、ホスホセルロースカラムに載置す
る。カラムを洗浄し、DNAポリメラーゼ活性を、緩衝
液B(100mM NaCl、15mM KPO4 、
0.1mM EDTA、10%グリセロール、0.05
%Triton X−100,pH6.8)に溶解した
1.0〜1.0M NaClの線状勾配で溶離する。画
分を採集し、BSAを各画分に添加する。DNAポリメ
ラーゼ活性を有する画分をプールする。得られたPyr
ococcus sp.DNAポリメラーゼを、上記の
標準生成物精製法を用いてさらに精製する。
メラーゼの安定化及びその用途 長期保存のために、本発明の耐熱性酵素は、以下の緩衝
液中に保存する:0.05M NaCl、0.01M
KPO4 (pH7.4)、0.1mM EDTA及び5
0%グリセロール中に−20℃で保存する。本発明のP
yrococcus sp.DNAポリメラーゼは、こ
のような酵素が必要な又は望ましい任意の目的のために
用い得る。例えば、cDNAクローニングにおける第二
鎖cDNA合成及びDNA合成を含めた組換えDNA技
術に用い得る(Maniatisら,上掲を参照のこ
と)。
NAポリメラーゼは、3′−5′エキソヌクレアーゼ機
能を不活性化するために化学的に又は遺伝学的に修飾し
得るし、このような修飾酵素が望ましい任意の目的、例
えばDNA合成に用い得る。
s sp.DNAポリメラーゼは、Pyrococcu
s sp.DNAポリメラーゼ遺伝子を無作為に突然変
異誘発し、次にポリメラーゼ活性の損失を伴わずにエキ
ソヌクレアーゼ活性を損失した突然変異体をスクリーニ
ングすることにより、単離し得る。あるいは、遺伝学的
に修飾したPyrococcus sp.DNAポリメ
ラーゼは、好ましくはKunkel,T.A.,PNA
S(1985)82:488〜492(その記載内容は
参照として本明細書中に含めるものとする)に記載され
た特定部位突然変異法を用いて単離される。
sp.DNAポリメラーゼは、例えば米国特許第4,6
83,195号、第4,683,202号及び第4,8
00,159号に開示された手法により、DNAを増幅
するために用いてもよい。
明の実施態様を説明するために与えられる。これらの実
施例は例示的なものであり、請求の範囲に記載されたも
のを除いて、本発明を限定するものではないと理解され
るべきである。
ゼの精製 Pyrococcus sp.GB−D株(ACTT
No.55239)を、94℃で2日間、8本の1リッ
トル瓶中の10g/lの硫黄元素を含有する、Belk
inら(上掲)により記載された培地中で増殖させた。
細胞を室温に冷却し、未使用硫黄を捨てて分離し、遠心
分離により採集して、−70℃で保存した。細胞の収率
は1.4g/lであった。
胞を、0.1MのNaClを含有する28mlの緩衝液
A(10mM KPO4 緩衝液,pH7.4;0.1m
MEDTA,0.1mM ベータ−メルカプトエタノー
ル)に懸濁して、4℃で5分間、超音波処理した。溶解
物を15,000gで4℃で30分間遠心分離した。上
清溶液を18mlのAffigel blueカラム
(Biorad)に通した。次に、カラムを、0.1M
NaClを含有する50mlの緩衝液Aで洗浄した。
カラムを、緩衝液Aに溶解した300mlの0.1〜
2.0M NaClの線状勾配で溶離した。DNAポリ
メラーゼは、約1.3M NaClで単一ピークとして
溶離し、適用した活性の90%を示した。DNAポリメ
ラーゼ(25ml)のピーク活性を、100mMのNa
Clを含有する1リットルの緩衝液Aに対して透析し、
次に、100mMのNaClを含有する緩衝液Aで平衡
化した15mlのホスホセルロースカラムに載置した。
カラムを、100mMのNaClを含有する緩衝液A
50mlで洗浄し、緩衝液Aに溶解した0.1〜1.0
MのNaClの線状勾配200mlを用いて酵素活性を
溶離した。活性は0.6M NaClの位置で単一ピー
クとして溶離し、適用した活性の70%を示した。プー
ルした活性(42ml)を500mlの緩衝液Aに対し
て透析し、25mlのDEAEカラムに載置した。カラ
ムを、0.1M NaClを含有する緩衝液A 50m
lで洗浄し、酵素活性の2/3がカラムを素通りした。
活性画分をプールし(30ml)、1.0mlのHPL
Cモノ−Sカラム(Pharmacia)に載置して、
0.05〜1.0M NaClの緩衝液A中の線状勾配
100mlで溶離した。活性は0.22M NaClで
単一ピークとして溶離し、適用した活性の80%を示し
た。
ラーゼを、前記のようSDS 10〜20%ポリアクリ
ルアミドゲル中で電気泳動し、Coomassie B
lue又はコロイド染色(ISS Problue)で
染色して、タンパク質を検出した。わずかに染まったタ
ンパク質バンドが、約92,000〜97,000ダル
トンで観察された;この分子量測定は、同一ゲル上で以
下のマーカータンパク質(Bethesda Rese
arch Laboratories):ミオシン 2
00,000ダルトン;ホスホリラーゼB 97,40
0ダルトン;BSA 68,000ダルトン;卵白アル
ブミン 43,000ダルトン;カルボン酸アンヒドラ
ーゼ 29,000ダルトン;b−ラクトグロブリン
18,400ダルトン;リゾチーム 14,300ダル
トンの移動と比較して得られた。
子のクローニング Thermococcus litoralisのDN
Aポリメラーゼ遺伝子から調製した放射性プローブを用
いたPyrococcusゲノムDNAライブラリーの
交差ハイブリダイゼーションにより、Pyrococc
usDNAポリメラーゼをコードするDNAの同定及び
単離が可能になった。これは、下記のようにして達成さ
れた。
イブラリーの調製に最も有用であることを確定するため
に、Pyrococcus sp.DNAを、Eco
RI、BamHI及びHindIIIで完全に切断し
た。このDNAを、、以下のように調製したDNAプロ
ーブを用いてアガロースゲル電気泳動し(図1のA)、
かつサザーンハイブリダイゼーションに掛けた(図1の
B)。市販のランダムプライミングキット(New E
ngland Biolabs,Inc.)中に鋳型と
してThermococcus litoralis
DNAポリメラーゼ遺伝子(bp1〜1274。バクテ
リオファージ NEB#618,ATCCNo.407
94から得られる)の第一EcoRI断片約1μgを含
有する反応混合物を37℃で1時間インキュベートし
て、高い特異活性を有するDNAプローブを精製した。
プローブを、中等度に厳格な条件(ハイブリダイゼーシ
ョン:50℃,4× SET,0.1M リン酸ナトリ
ウム,pH7,0.1%ピロリン酸ナトリウム,0.1
%SDS,1×Denhardts溶液で一夜;洗浄条
件;3×20〜30分,45℃,0.1×SET,0.
1Mリン酸ナトリウム,pH7,0.1%ピロリン酸ナ
トリウム,0.1%SDS。Maniatisら上掲)
下で上記で調製したPyrococcus sp.DN
Aに対してハイブリダイゼーションした。約5Kbの単
一主バンドが、BamH Iで切断したPyrococ
cusDNAで検出された。EcoR I及びHind
IIIはこのプローブを用いて多数のバンドを示した
が、これはこれらの酵素がPyrococcusポリメ
ラーゼ遺伝子内で切断されたことを示す。
ーλDASH(Stratagene)を用いて、Ba
mHIゲノムライブラリーを作製した。Pyrococ
cusDNAの部分的及び完全BamHI消化物を調製
した。部分的及び完全BamHI消化DNAの混合物
を、λDASHのBamH I部位に連結した。この連
結混合物をメーカーの指示に従ってGigapack
Gold(Stratagene)を用いてパッケージ
ングし、大腸菌ER1458上にプレーティングした。
パッケージングしたファージライブラリーは、1x10
6 ファージ/mlを含有した。
ーゼ遺伝子(NEB#619,ATCC No.407
95から入手可能)の3つの断片(配列番号2,bp
1〜1274,1656〜2660及び3069〜37
37)の32P−標識DNAプローブを、ランダムプライ
マーキット(New England Biolab
s,Inc.)を用いて調製した。プローブをBent
on & Davisの方法に従って用いて(Mani
atisら、上掲)、上記のハイブリダイゼーション条
件を用いて、Pyrococcusゲノムライブラリー
をスクリーニングした。約1%のプラークが陽性であっ
て、10個の陽性プラークを摘み取って、3回再感染及
び再プレーティングして(90〜100%のプラークが
各々の単離物に関して陽性になるまで)精製した。ファ
ージの平板溶解物(Maniatis,上掲)を各単離
物から調製し、これを用いて大腸菌培養物を感染させ
た。0.1mlの各平板溶解物を0.2mlの細胞と混
合した(OD 600:2)。細菌細胞を溶解直前に収
穫し、0.05M NaCl、0.01M Tris
(pH8.0)、0.1mM EDTA、0.1%Tr
iton X−100及び200μg/mlのリゾチー
ム(3容量/細胞容量)中に懸濁し、約1分間、又は細
胞溶解が生じるまで37℃に加熱した。溶解抽出物をた
だちに75℃で30分間加熱し、遠心分離して、上清溶
液を、上記の方法に従って耐熱性DNAポリメラーゼ活
性に関してアッセイした。10個の単離物のうち3個は
有意のポリメラーゼ活性を示し、最高の活性を示すクロ
ーン(B9)をさらに調べた。
NAを制限酵素消化によって調べた。Sa1 Iによる
消化は、λDASHの予測された2本のアーム+15K
b挿入物を生じた。BamH Iによる消化は、λDA
SHの2本のアーム+7、4.8及び3Kbの3挿入断
片を生じた。これらの断片の各々をアガロースゲル電気
泳動により精製し、溶離して、pUC19のBamH
I部位に連結した。連結混合物を用いて、プラスミドが
挿入物を含有する場合に白色コロニーを生じ、指示寒天
培地(X−gal+IPTG)上に挿入物を含有しない
場合に青色コロニーを与える大腸菌ER2207を形質
転換した。白色コロニー突然変異体は、7Kb断片を用
いて得た。3つの白色コロニー及び27の青色コロニー
は4.8Kb断片を、20白色及び21青色コロニー形
質転換体は3Kb断片を用いて得られた。3つの4.8
Kb白色コロニー形質転換体はすべて、熱安定なDNA
ポリメラーゼ活性を発現した。3Kb断片を有する形質
転換体はいずれも熱安定なポリメラーゼ活性を発現しな
かった。4.8Kb PyrococcusDNA断片
を有する3コロニーはすべて耐熱性DNAポリメラーゼ
に関してほぼ同一の特異的活性を有し、1つをさらに研
究するために採取した(NEB#720)。NEB#7
20と呼ばれるこのクローンは、ブダペスト条約下で、
1991年10月1日にAmerican Type
Culture Collection(12301
Parklawn Drive,Rockville,
Maryland)に受託番号ATCC No.687
23として寄託した。NEB#720は、DNAポリメ
ラーゼ活性1700単位/細胞1gを生じ、この酵素の
大量生産に用いられた。
メラーゼ遺伝子を含有する4.8Kb BamH I断
片の制限エンドヌクレアーゼマップを図2に示す。この
遺伝子の部分DNA配列は配列表に配列番号1として記
載されている。本発明のPyrococcus sp.
ポリメラーゼDNA及びタンパク質配列とThermo
coccus litoralisDNAポリメラーゼ
DNA及びタンパク質配列とを比較することにより、少
なくとも1つの介在配列がPyrococcusDNA
ポリメラーゼ遺伝子内に存在することを見出した。Py
rococcus介在配列は保存されたpol αモチ
ーフ領域III内にあり、配列番号1のヌクレオチド1
839で開始する。
ゼの精製 大腸菌NEB#720(ACTT No.68723)
を、37℃で、10g/lのトリプトン、5g/lの酵
母菌抽出物、5g/lのNaCl及び100mg/lの
アンピシリンを含有する培地中で25リットルの発酵槽
内で増殖させ、0.3mM IPTGを用いて中間指数
増殖期で誘導し、さらに4時間インキュベートした。細
胞を遠心分離により採集して、−70℃で保存した。
0mM NaCl,10mM KPO4 ,pH7.4,
0.1mM EDTA,0.1% Triton X−
100及び200μg/ml リゾチーム)に懸濁して
全容量を350mlとした。混合液が極めて粘性になる
まで細胞を37℃でインキュベートして溶解した(約5
分間)。粗抽出物を直ちに75℃で30分加熱した。変
性大腸菌タンパク質を遠心分離により取り出し、上清溶
液をPyrococcus sp.耐熱性DNAポリメ
ラーゼの単離に用いた。
Buchner漏斗中に作ったDEAEセルロースカラ
ム2×30cmに通して、核酸を除去し、Affi−G
elBlueクロマトグラフィーカラム4×10cm
(125ml)に通して、0.3M NaCl、0.0
1M KPO4 (pH7.4)、0.1mM EDTA
を含有する300ml溶液で洗浄し、次いで同一緩衝液
に溶解した0.3〜2.0M NaClの1500ml
勾配で溶離した。
してアッセイした。簡単に説明すると、1〜4μlの画
分を、30μMの各dNTP及び 3H−標識TTP、
0.5mg/ml活性化仔ウシ胸腺DNA及び100μ
g/mlアセチル化BSAを含有する50μlのDNA
ポリメラーゼ緩衝液(10mM KCl、20mM T
ris−HCl(24℃でpH8.8)、10mM
(NH4 )2 SO4 、2mM MgSO4 及び0.1%
Triton X−100)中で75℃で5〜10分イ
ンキュベートした。アッセイ混合液をWhatman
3mmフィルターにかけて濾液を10%TCAで3回、
その後冷エタノールで2回洗浄した。フィルターを乾燥
後、DNAへの 3H−TTP取り込みを示す結合放射能
を測定した。活性画分をプールし、0.1M NaC
l、0.01M KPO4 (pH7.4)、0.1mM
EDTAに対して透析し、次いでホスホセルロースカ
ラム4×12cm(150ml)に通して、カラムを同
一緩衝液300mlで洗浄し、0.1〜1.5M Na
Clの線状勾配で溶離した。活性画分をプールし、等容
量のH2 Oで希釈し、1.0mlのPharmacia
HPLC Mono Qカラムに通して、0.05〜
1.0M NaClの線状勾配60mlで溶離した。活
性画分をプールし、−20℃で保存した。Pyroco
ccus sp.DNAポリメラーゼは、Coomas
sie Blue染色ゲルの肉眼的評価により測定した
場合にこの段階で純度約50%であって、70,000
〜100,000単位/mgのDNA合成に対する特異
的活性を有し、粗抽出物中に存在する酵素活性の8%を
示した。精製ポリメラーゼは実質的に汚染DNA及び汚
染ヌクレアーゼを含有しなかった。
000〜97,000KdのCoomassie Bl
ue染色の主バンドに対応した。これは、以下の方法で
測定される。SDS 10〜20%ポリアクリルアミド
ゲルにおける電気泳動後及びCoomassie Bl
ueでの染色前に、ゲルを、1.0%TritonX−
100、0.01M Tris−HCl(pH7.4)
に一夜浸漬して、200mlづつ3回取り換えて、ゲル
からドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を除去し、それ
を非イオン洗剤Triton X−100と置換する。
最終洗浄後、ゲルを0.1%Triton X−10
0、0.01M Tris−HCl(pH7.4)に2
時間浸して、次に紙タオルで手短に乾かし、ガラス板上
に広げる。ゲルをWhatman No.54濾紙片で
被い、32P−dCTP(10〜20×106 cpm/μ
mole)を含有する0.3mlのアッセイ緩衝液を濾
紙中央に添加した。液体を濾紙の縁に向けて拡散させた
後、第二のガラス板を濾紙の上に置き、ガラス−ゲル−
濾紙−ガラスサンドイッチをテープで一緒にぴったり貼
り付けて、75℃で60分間インキュベートした。濾紙
をゲルからはずして、1mM dCTPを含有する10
%TCAで3回(30分づつ洗浄)、イソプロパノール
で2回洗浄した。濾紙を風乾し、X線フィルムに一夜露
出させた。現像した場合に、フィルム上の黒点は染色ゲ
ル上の92,000〜97,000Kd Coomas
sie Blueバンド上に二重焼き付けされるが、こ
れは図3のゲル上の主バンドがDNAポリメラーゼであ
ることを示す。
lisから得られる密接に関連したDNAポリメラーゼ
に対して調製した抗体を用いた精製組換えタンパク質の
ウエスターンブロット分析(Towbinら,PNAS
(1979))は、Coomassie Blue染色
バンドと同じ92,000〜97,000Kdの位置
に、また、ゲル上のほぼ同じ位置に主バンドを示した
(図4)。
T.li toralisDNAの反応 ポリメラーゼに関連したエキソヌクレアーゼ活性のレベ
ルは、デオキシヌクレオチドに対して非常に異なる反応
(又は応答)を示す。非プルーフリーディング5′−
3′エキソヌクレアーゼはデオキシヌクレオチドの存在
によって影響を受ける付随的重合によって10倍又はそ
れ以上刺激されるが、一方プルーフリーディング3′−
5′エキソヌクレアーゼは付随的重合により完全に阻害
される(Lehman,I.R.,ARB(1967)
36:645)。
メラーゼ又は、十分特性化されたエキソヌクレアーゼ機
能を有するポリメラーゼ(T4ポリメラーゼ,Klen
ow断片)を、重合緩衝液(70mM Tris,24
℃でpH8.8)、2mMMgCl2 、0.1% Tr
iton及び100μg/ml ウシ血清アルブミン)
に溶解した1μgの 3H−チミジン標識二本鎖DNA
(105 CPM/μg)と共にインキュベートした。7
0℃(好熱性ポリメラーゼ)又は37℃(中温性ポリメ
ラーゼ)で3時間(実験1)又は4時間(実験2)のイ
ンキュベーション時間後、酸可溶性放射標識塩基を測定
することにより、エキソヌクレアーゼにより加水分解さ
れた塩基を定量した。
レアーゼ活性を有するTaq DNAポリメラーゼは、
デオキシヌクレオチドが30μMで存在した場合にエキ
ソヌクレアーゼ活性の刺激を示す。しかしながら、3′
−5′プルーフリーディングエキソヌクレアーゼ活性を
有するポリメラーゼ、例えばT4ポリメラーゼ、大腸菌
ポリメラーゼIのKlenow断片、T.litora
lis DNAポリメラーゼ又はPyrococcus
DNAポリメラーゼは、逆の、デオキシヌクレオチド
の存在に対して阻害反応を示した。
とTh ermococcus litoralisDN
Aポリメラーゼの3′−5′プルーフリ ーディング活性
の比較 Pyrococcus sp.DNAポリメラーゼの
3′−5′エキソヌクレアーゼ活性をさらに特性化する
ために、両酵素を3′−5′プルーフリーディングエキ
ソヌクレアーゼ活性に関して同一DNA重合単位で比較
した(図5)。結果は、等しいDNA重合単位では、P
yrococcus sp.DNAポリメラーゼがTh
ermococcus litoralisDNAポリ
メラーゼの2.5倍のエキソヌクレアーゼ活性を有する
ことを示した。これは、DNA合成中の正確さ(fid
elity)がより大きいことを示唆する。
期測定 実施例IIIで上記のように精製したPyrococc
us sp.DNAポリメラーゼを、以下の方法で測定
した。精製組換えPyrococcus sp.DNA
ポリメラーゼ(40単位/ml)をdNTP及びDNA
を含有しない反応用緩衝液(反応用緩衝液:10mM
KCl、10mM (NH4 )2 SO4、20mM T
ris−HCl(25℃でpH8.8)、2mM Mg
SO4 、0.1%Triton X−100。0.1m
g/ml BSAを補充)中で95又 は100℃で予
備インキュベーションした。図6に示した時点で、酵素
混合物のアリコートを70℃で、[ 3H]標識dNTP
s及びプライム化(primed)M13 DNA基質
(それぞれ、終濃度0.2mM及び20nM)を含有す
る反応緩衝液中に4倍に希釈し、酸不溶性物質中への[
3H]取り込みの初期速度を監視した。活性は、95℃
又は100℃で処理する前に存在する活性に対して表わ
す。
sp.DNAポリメラーゼの95℃での半減期は23
時間、100℃では8時間であった。
H I(レーン4)及びHind III(レーン5)
で切断されたPyrococcus sp.DNAのエ
チジウムブロミド染色アガロースゲル電気泳動写真であ
る。レーン1は、マーカーとしてHind IIIを有
するλDNA切片であり、レーン2はマーカーとしてp
BR322を有する。図のBは、Aと同一ゲルのサザー
ンハイブリダイゼーションのオートラジオグラフィ写真
である。32P-DNAプローブは,Thermococcu
s litoralis DNAポリメラーゼのアミノ
末端部分をコードする1.3KbEco RI断片から
調製した。BamH I切断Pyrococcus s
p.DNAはプローブを有する約4〜5Kbの単一バン
ドを与えることに留意されたい。Hind III切断
λDNAの23Kbバンドがフィルム上にはっきり現れ
るという事実は、そのバンドに存在する大量のDNAに
対する非特異的ハイブリダイゼーションによるものであ
る。プラスミドpBR322が明るく輝くという事実
は、プローブ中の相同配列に依る。
B#720)のpUC19プラスミド中のPyroco
ccus sp.DNAポリメラーゼをコードする遺伝
子を含有する4.8Kb BamH I断片の制限部位
マップである。
ル電気泳動の写真であって、これからPyrococc
us sp.DNAポリメラーゼのおよその分子量を決
定した。レーン1の矢印はポリメラーゼバンドを示す。
レーン2は指示分子量標準を含有する。
ralis DNAポリメラーゼとPyrococcu
s sp.DNAポリメラーゼを比較する、電気泳動後
のウエスターンブロットの写真である。レーン1,タン
パク質標準;レーン2,Thermococcus l
itoralisの50μgの粗抽出物;レーン3,
2.0μgの精製組換えPyrococcus sp.
DNAポリメラーゼ。矢印はポリメラーゼIの位置を示
す。
ralis DNAポリメラーゼ及びPyrococc
us sp. DNAポリメラーゼの重合及びエキソヌ
クレアーゼ機能の比較である。Pyrococcus
sp.DNAポリメラーゼがT.litoralis
DNAポリメラーゼより2.5倍強いエキソヌクレアー
ゼ活性をもつことを示している。
DNAポリメラーゼの95℃(○)及び100℃
(●)での熱安定性を示す。
Claims (15)
- 【請求項1】 DNAの重合を触媒するPyrococ
cus種から得られる精製耐熱性酵素。 - 【請求項2】 約92,000〜97,000ダルトン
の分子量を有する請求項1記載の耐熱性酵素。 - 【請求項3】 3′−5′エキソヌクレアーゼ活性を有
する請求項1記載の耐熱性酵素。 - 【請求項4】 3′−5′エキソヌクレアーゼ活性が不
活性化される請求項3記載の耐熱性酵素。 - 【請求項5】 前記酵素がE.coli NEB#72
0から得られる請求項1記載の耐熱性酵素。 - 【請求項6】 100℃で約8時間の半減期を有する請
求項1記載の耐熱性酵素。 - 【請求項7】 95℃で約23時間の半減期を有する請
求項1記載の耐熱性酵素。 - 【請求項8】 請求項1記載の耐熱性酵素をコードする
単離されたDNA配列。 - 【請求項9】 請求項8記載のDNA配列を含有するベ
クター。 - 【請求項10】 請求項9記載のベクターで形質転換さ
れた微生物宿主。 - 【請求項11】 前記形質転換体がE.coli NE
B#720(ATCC No.68723)である請求
項10記載の形質転換体。 - 【請求項12】 Pyrococcus種DNAポリメ
ラーゼの発現に適した条件下で請求項10又は11のい
ずれかに記載の形質転換微生物宿主を培養し、Pyro
coccus種DNAポリメラーゼを回収することを包
含する、Pyrococcus種DNAポリメラーゼの
製造方法。 - 【請求項13】 請求項12記載の方法により産生され
るPyrococcus種DNAポリメラーゼ。 - 【請求項14】 前記DNAが介在DNA配列を含有す
る請求項8記載のDNA配列。 - 【請求項15】 (a)Pyrococcus種から得
られる耐熱性DNAポリメラーゼをコードするDNAか
ら介在DNA配列を欠失させ; (b)工程(a)のDNAを発現ベクターに導入し; (c)工程(b)の発現ベクターで微生物宿主を形質転
換し; (d)Pyrococcus種DNAポリメラーゼの発
現に適した条件下で工程(c)の形質転換宿主を培養
し;及び (e)ポリメラーゼを回収する、 工程を包含するPyrococcus種DNAポリメラ
ーゼの発現を増大する方法。
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