JPH05507622A - Novel vectors for producing biologically important peptides - Google Patents
Novel vectors for producing biologically important peptidesInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (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】 生物学的に重要なペプチドを 生産するための新規ベクター 発明の技術分野 本特許出願において、我々は大腸菌(E、coli)エンテロトキシンコーディ ング配列に基づく新規な分泌ベクターの構築を記述した。我々は、毒素遺伝子の プレおよびプロ領域が安定毒素の細胞外分泌に絶対不可欠であることをはっきり と示した。我々はまた、異種ペプチドのヌクレオチドコーディング配列をst遺 伝子のpro領域の末端に解読枠整合状態で(ill frase)融合させる と大腸菌宿主内の生成ベクターは正しくプロセシングを受けた異種ペプチドを細 胞外に分泌することを特定の実例をもって示した。本出願はさらにこの遺伝子融 合をなし得る適当なベクターの構築を包含する。a)組換えDNA技術およびb )部位指向性(site directed)イン・ビトロ突然変異誘発を伴う かかる融合体の創製方法も記述した。異種ペプチドの一般的精製方法も本出願に 記述した。この新規ベクター系は生物学的に重要なペプチドの大量生産および細 胞外分泌に用いることができる。[Detailed description of the invention] biologically important peptides New vectors to produce Technical field of invention In this patent application, we describe the Escherichia coli (E. coli) enterotoxin Co. We described the construction of a novel secretion vector based on the coding sequence. We know that the toxin gene It is clear that the pre- and pro-regions are absolutely essential for the extracellular secretion of stable toxins. It showed. We also included the nucleotide coding sequence of the heterologous peptide in the st gene. Fuse at the end of the pro region of the gene in an ill frame matching state and the generated vector in the E. coli host contains correctly processed heterologous peptides. We have shown with specific examples that it is secreted extravesicularly. This application further describes this genetic This includes the construction of suitable vectors that can be used together. a) Recombinant DNA technology and b ) with site-directed in vitro mutagenesis A method for creating such fusions has also been described. A general method for purifying heterologous peptides is also included in this application. Described. This novel vector system enables large-scale production and small-scale production of biologically important peptides. Can be used for extravesicular secretion.
発明の背景および先行技術 分泌タンパク質および多くの膜タンパク質は、当初、シグナルペプチドをN末端 に結合した移行期細胞内プレタンパク質として合成される。このシグナルペプチ ドはそのタンパク質の内膜障壁横断を可能にする。このプロセスにおいてタンパ ク質は分断され、モしてペリプラズマ空間に通常存在する成熟タンパク質として 放出される。BACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART Secreted proteins and many membrane proteins initially carry a signal peptide at their N-terminus. Synthesized as a transitional intracellular preprotein bound to This signal pepti allows the protein to cross the inner membrane barrier. This process The protein is divided into mature proteins that normally reside in the periplasmic space. released.
この機構には一部例外があり、一部の膜タンパク質のシグナルペプチドは分断さ れないままでいる(S、Leten−hardt、 et al、、 Prot ein Engineering、Application 1nScienc e、Medfcine and Industry、M、InouyeおよびR ,Sharwaによる編集、1986 ^cademic Press、Inc 、’。There are some exceptions to this mechanism; the signal peptides of some membrane proteins are cleaved. (S, Leten-hardt, et al, Prot ein Engineering, Application 1nScience e, Medfcine and Industry, M, Inouye and R , edited by Sharwa, 1986 ^ academic Press, Inc. ,’.
157−171)。いくつかの原核生物のタンパク質またはペプチドはシグナル ペプチド(プレ領域)とプロ領域とを有する大型前駆体として合成される。両セ グメントは分断されて成熟タンパク質またはペプチドを生じる。例としては枯草 菌(Bacillus 5ubtilis)のスブチリン219−226)が挙 げられる。毒素庄原性大腸菌(ETEC)株は熱不安定性(LT)および熱安定 性(ST)系統の毒素として分類される菌体外毒素の生産により人間において下 痢を生じる(R,N、 GreenbergおよびR,L、 Guerrant (1981)。157-171). Some prokaryotic proteins or peptides are signal It is synthesized as a large precursor having a peptide (pre-region) and a pro-region. both sides The fragment is cleaved to produce the mature protein or peptide. For example, dried grass Bacillus 5ubtilis subtilin 219-226) is listed. can be lost. Toxigenic E. coli (ETEC) strains are thermolabile (LT) and thermostable. The production of extracellular toxins, classified as ST-type toxins, is harmful to humans. causing diarrhea (R,N, Greenberg and R,L, Guerrant) (1981).
Pharmacol、Ther、’ It、507−537;麓、D、G11l およびM、Woolkalis 1985. 菖1crobial toxin s and diarrhoealdiseses、 C1ba Founda tion symposium 112. Pitman。Pharmacol, Ther,' It, 507-537; Fumoto, D, G11l and M. Woolkalis 1985. Iris 1crobial toxin s and diarrhoeal diseses, C1ba Founda tion symposium 112. Pitman.
London、 57−73)。ST毒素にはこのタイプ、すなわち、メタノー ル可溶性毒素(STI)およびメタノール不溶性毒素(STn)、とがある。S TIはその起源によりさらに三つのグループ、すなわちSTh (ヒト)、sT p (ブタ)および5Tb(ウシ)に分けられる。LTおよびSTのいずれに対 する遺伝子もプラスミドにコーディングされている。ST遺伝子のヌクレオチド 配列はFig、 1に示されている(P。London, 57-73). ST toxins have this type, i.e. methanol. methanol-soluble toxins (STI) and methanol-insoluble toxins (STn). S TI is further divided into three groups according to its origin: STh (human), sT It is divided into 5Tb (pig) and 5Tb (cow). For both LT and ST The genes for this are also encoded on plasmids. ST gene nucleotides The sequence is shown in Fig. 1 (P.
Dwarakanath et al、1989. Gene 81. 219 −221) oヌクレオチド配列および翻訳されたアミノ酸配列から72アミノ 酸ペプチドがSTの前駆体で、それが翻訳後にプロセシングされてカルボキシ末 端から19アミノ酸ペプチドを生物活性毒素として放出すると結論される(P。Dwarakanath et al, 1989. Gene 81. 219 -221) o 72 amino acids from the nucleotide sequence and translated amino acid sequence The acid peptide is the precursor of ST, which is post-translationally processed to form the carboxy-terminus. It is concluded that the end releases a 19 amino acid peptide as a bioactive toxin (P.
Dwarakanath et al、1989. Gene、81. 219 −226)。Dwarakanath et al, 1989. Gene, 81. 219 -226).
異種タンパク質を分泌する組換えベクターの構築に天然分泌タンパク質の“シグ ナル配列”部分を利用する試みが多くのグループによりなされている。多くの場 合において合成シグナル配列も利用される。これらすべての場合に、組換え生成 物は細胞上画分内に局在する。特定の例は次のとおりである: Gray et ニリの特許(米国特許第4.755.465号、1988年7月5日)において 発明者等は大腸菌およびシュードモナス(Pseudomonas)において正 しくプロセシングされたヒト成長ホルモン(hG)I)の分泌を促進するベクタ ーを構築したとしている。特許クレームにも含まれる“シグナル配列”は大腸菌 安定毒素“シグナル配列”とは極めて異なっている。The “signature” of naturally secreted proteins is used to construct recombinant vectors that secrete heterologous proteins. Many groups have attempted to utilize the "null array" part.In many cases, Synthetic signal sequences are also utilized in some cases. In all these cases, recombinantly produced The substance is localized within the supracellular fraction. A specific example is: Gray et. In Nili's patent (U.S. Pat. No. 4.755.465, July 5, 1988) The inventors have demonstrated positive results in E. coli and Pseudomonas. A vector that promotes secretion of properly processed human growth hormone (hG) I) The company is said to have built a The “signal sequence” included in the patent claim is E. coli It is very different from the stable toxin “signal sequence.”
Il、Itakura et alの第二の特許(米国特許第4、704.36 2号、1987年11月3日)は、β−galとソマトスフチンの融合生成物が 生産され、次いでイン・ビトロでプロセシングされて最終生成物を与える、微生 物ポリペプチド発現用の組換えクローニングビヒクルを記載している。Il, Itakura et al.'s second patent (U.S. Pat. No. 4,704.36) 2, November 3, 1987), the fusion product of β-gal and somatosfutin microorganisms that are produced and then processed in vitro to give the final product. A recombinant cloning vehicle for expressing a product polypeptide is described.
特定的にエンテロトキシンシグナル配列が用いられている一例はGray et 工の米国特許第4.680.262号(1985年)であり、そこでは発明者等 らは、メタノール不溶性安定毒素(STn) “シグナル配列”をヒト成長ホル モン(hG■)遺伝子と連結しそして生成物を宿主細胞のペリプラズマ領域に局 在化させた。興味深いことに、発明者等は、特定的に、発現組換えタンパク質を 細胞内的に局在化する発現ビヒクルをめている。5tIIシグナル配列はstl シグナル配列とは全く類似せず、従ってそれは異なる構造と考えられる。One example where an enterotoxin signal sequence is specifically used is Gray et al. No. 4,680,262 (1985), in which the inventors et al. developed a methanol-insoluble stable toxin (STn) “signal sequence” into human growth hormone. mon (hG■) gene and localizes the product to the periplasmic region of the host cell. made it exist. Interestingly, the inventors specifically expressed recombinant proteins. It uses an expression vehicle that localizes intracellularly. The 5tII signal sequence is stl It bears no resemblance to the signal sequence and is therefore considered a different structure.
この特許出願において、本発明者等は、STIのプレおよびプロ領域の両方を利 用して、ペプチドをコーディングするヌクレオチド配列がプロ領域の末端に解読 枠整合状態で融合される組換えビヒクルを創製した。全遺伝子の発現の結果、組 換えペプチドが細胞外に分泌されそしてそれは正しくプロセシングされた。この 原理の概略図を下記に示す: この系の長所は、組換えベクターを取り込んだ細胞は合成培地中で増殖できその ため分泌されたペプチドが培養濾液に存在する主たのペプチドを構成するので、 組換え生成物の精製が極めて簡素化されることである。かかる組換え異種ペプチ ド(アンギオテンシンI)の一般的精製方法を本明細書中に記載する。In this patent application, the inventors utilize both the pre and pro areas of STI. The nucleotide sequence encoding the peptide is decoded at the end of the pro region using A recombinant vehicle was created that was fused in frame. As a result of the expression of all genes, the set The modified peptide was secreted extracellularly and it was processed correctly. this A schematic diagram of the principle is shown below: The advantage of this system is that the cells that have taken up the recombinant vector can grow in a synthetic medium. Therefore, the secreted peptides constitute the main peptides present in the culture filtrate. Purification of recombinant products is greatly simplified. Such recombinant heterologous peptides A general method for the purification of de(angiotensin I) is described herein.
概要 ヒト種(human variety)の大腸菌StI遺伝子のプレおよびプロ 領域を用いて、適正にプロセシングを受けそしていずれのペプチドも細胞外に分 泌する新規組換えベクターが構築された。このプロセスは、プロ領域の末端にコ ーディング配列を融合することにより行われる。本明細書にはかかる組換えペプ チドの一般的精製方法が記載されている。overview Pre- and pro-E. coli StI genes of the human variety region to ensure that both peptides are properly processed and distributed outside the cell. A new recombinant vector was constructed to secrete This process This is done by fusing the coding sequences. Such recombinant peptides are herein A general method for purifying Tido is described.
本発明は以下の箇条書きのとおりに要約される=1、異種タンパク質分泌用ベク ター開発のための、(−文字コードで表記した場合に)MKKSILMIFLS VLSFSPFAQDAKPVESS[El[ITKES8CNIAKKSNK SGPESIIをコードする大腸菌stプレシーロ配列の使用方法。The present invention is summarized as follows: 1. Vector for secretion of heterologous proteins. MKKSILMIFLS (when written with a - character code) for computer development VLSFSPFAQDAKPVESS[El[ITKES8CNIAKKSNK Methods of using the E. coli st presilo sequence encoding SGPESII.
2、ベクターpARC01旧、書記番号NCTB 40115゜3、第2項記載 のベクターpARC0101を含有する大腸菌宿主。2. Vector pARC01 old, writing number NCTB 40115゜3, Section 2 listed E. coli host containing the vector pARC0101.
4、異種タンパク質用発現ベクター構築のための第2項記載のpARC0101 の使用方法。4. pARC0101 described in Section 2 for constructing an expression vector for a heterologous protein How to use.
5、第1項記載の大腸菌stプレシーロ配列を含有するベクター。5. A vector containing the E. coli st prescillo sequence described in item 1.
6、第1項記載の大腸菌stブレシーロ配列のBaa+HI −Hindm配列 を含有する第5項記載のベクター。6. Baa+HI-Hindm sequence of E. coli st Brecillo sequence described in item 1 The vector according to item 5, which contains the vector.
7、第5項および第6項のいずれかに記載のベクターを含有する大腸菌宿主。7. An E. coli host containing the vector according to any one of paragraphs 5 and 6.
8、第7項記載の大腸菌宿主を標準的方法により増殖させそして目的タンパク質 生成物を標準的方法により単離することより成る大腸菌における異種タンパク質 の製造方法。8. The E. coli host described in paragraph 7 is grown by standard methods and the protein of interest is grown. heterologous protein in E. coli by isolating the product by standard methods. manufacturing method.
9、タンパク質生成物が細胞外に分泌される第8項記載の方法。9. The method according to item 8, wherein the protein product is secreted extracellularly.
10、アンギオテンシン!コーディング配列と解読枠整合状態で融合した大腸菌 stブレシーロ配列を含有する構築物pARC0726゜ 11、アンギオテンシンIを発現させるための第11項記載の構築物pARC0 726の使用方法。10. Angiotensin! E. coli fused in frame-matched coding sequence Construct pARC0726° containing the st Brescillo sequence 11. Construct pARC0 according to item 11 for expressing angiotensin I How to use 726.
12、第10項記載の構築物pARC0726を含有する大腸菌宿主。12, an E. coli host containing the construct pARC0726 according to paragraph 10.
13、第12項記載の大腸菌宿主を増殖させそして目的タンバク質生成物を単離 することより成るアンギオテンシンIの製造方法。13. Growing the E. coli host described in paragraph 12 and isolating the protein product of interest. A method for producing angiotensin I, comprising the steps of:
14、タンパク質生成物が細胞外に分泌される第13項記載の方法。14. The method according to paragraph 13, wherein the protein product is secreted extracellularly.
15、成熟STペプチドの5er55に対する代替コドンを用いることにより創 製された内部EcoRI部位を含有する構築物pARC0801゜ 16、異種または同種遺伝子配列をpARC0801構築物のEco R1部位 に融合することによる第二構築物を製造するための出発物質としての第15項記 載の第一構築物pARC0801の使用方法。15, created by using an alternative codon for 5er55 of the mature ST peptide. Construct pARC0801° containing an internal EcoRI site was created. 16. Transfer the heterologous or homologous gene sequence to the EcoR1 site of the pARC0801 construct. Clause 15 as a starting material for producing a second construct by fusing with Methods of using the first construct pARC0801 described above.
17、大腸菌stプレシーロ配列11KKsILMIFLsVLSFSPFAQ DAKPVESSKEKITKESKKCNI ^KKSNKSGPESII をコードするDNAを含む、宿主細胞で発現される異種タンパク質の分泌を容易 化できるベクター。17. E. coli st prescillo sequence 11KKsILMIFLsVLSFSPFAQ DAKPVESSKEKITKESKKCNI ^KKSNKSGPESII Facilitates the secretion of heterologous proteins expressed in host cells, including DNA encoding A vector that can be
18、目的タンパク質をコードするDNAに解読枠整合状態で融合された第5. 6または17項記載のベクターより成る構築物。18. The fifth molecule fused to the DNA encoding the target protein in an open reading frame-matched state. A construct consisting of the vector described in item 6 or 17.
19、 DNAがアンギオテンシンIをコードする第18項記載の構築物。19. The construct according to item 18, wherein the DNA encodes angiotensin I.
20、 DNAがインスリンA鎖をコードする第18項記載の構築物。20. The construct according to item 18, wherein the DNA encodes insulin A chain.
21、 DNAがインスリンB鎖をコードする第18項記載の構築物。21. The construct according to item 18, wherein the DNA encodes insulin B chain.
22、インスリンA鎖コーディング配列と解読枠整合状態で融合した大腸菌st プレシーロ配列を含有する構築物pARC0726゜ 23、インスリンB鎖コーディング配列と解読枠整合状態で融合した大腸菌st ブレシーロ配列を含有する構築物pARC0726゜ 24、前記諸項に記載のベクターまたは構築物を含有する大腸菌宿主。22. E. coli st fused in open reading frame alignment with the insulin A chain coding sequence Construct pARC0726° containing the presillo sequence 23. E. coli st fused in open reading frame alignment with the insulin B chain coding sequence Construct pARC0726° containing the Brecillo sequence 24. An E. coli host containing the vector or construct described in the preceding sections.
25、第24項記載の大腸菌宿主を増殖させそして発現されたタンパク質を単離 することより成る大腸菌に対し異種のタンパク質の製造方法。25. Growing the E. coli host described in Section 24 and isolating the expressed protein. A method for producing a protein heterologous to Escherichia coli, comprising:
26、タンパク質が細胞外に分泌される第25項記載の方法。26. The method according to item 25, wherein the protein is secreted extracellularly.
27、アンギオテンシン■が単離される第25または26項記載の方法。27. The method according to paragraph 25 or 26, wherein angiotensin ① is isolated.
28、インスリン鎖Aが単離される第25または26項記載の方法。28. The method according to paragraph 25 or 26, wherein insulin chain A is isolated.
29、インスリン鎖Bが単離される第25または26項記載の方法。29. The method according to paragraph 25 or 26, wherein insulin chain B is isolated.
30、発現されるべきタンパク質をコードするDNAを第1〜11項のいずれか に記載の大腸菌stプレシーロ配列に解読枠整合状態で融合させることより成る 、宿主細胞で発現されたタンパク質の宿主細胞からの分泌の容易化方法。30, DNA encoding the protein to be expressed in any of items 1 to 11 consisting of fusing in open reading frame alignment with the E. coli st presillo sequence described in , a method for facilitating secretion from a host cell of a protein expressed in the host cell.
31、 pARC0801構築物のEcoRI部位に目的配列ヲ融合スることよ り成る構築物の形成方法。31. By fusing the sequence of interest into the EcoRI site of the pARC0801 construct. How to form a construct consisting of:
発明の詳細な記述 ヒト種の大腸菌stI遺伝子の同定およびクローニングはP、Dwarakan ath et 、す(1989,Gene、81. 219−226)に詳述さ れている。簡単にいうと、そのst遺伝子を含む約10[MDaのプラスミドが 大腸菌株86cal中に同定された。detailed description of the invention Identification and cloning of the human species E. coli stI gene by P. Dwarakan. detailed in ath et al. (1989, Gene, 81. 219-226). It is. Briefly, a plasmid of about 10 [MDa] containing the st gene is It was identified in E. coli strain 86cal.
大腸菌86calの10011DaプラスミドのBaa■■ライブラリーをpB l?322中に構築し、そしてst遺伝子含有クローンはDNAプローブハイブ リダイゼーションにより同定された。Baa■■ library of 10011Da plasmid of E. coli 86cal is pB l? 322, and the st gene-containing clone was used as a DNA probe hive. Identified by redization.
このst遺伝子はさらにM13mp19にBamHI −HlndI[I断片と してサブクローン化され、そして完全な断片はサンガー法により配列決定された 。This st gene was further added to M13mp19 with BamHI-HlndI[I fragment. and the complete fragment was sequenced by Sanger method. .
st遺伝子の転写解読枠(open reading frame ; O1? F)を含有する配列の一部をFig、 1に示す。ORFコード化されたペプチ ドのカルボキシ末端19aaは、SThペプチドの配列に相当する(Aimot o etニリ1982. Eur、J、Biochem。st gene transcription reading frame (open reading frame; O1? A part of the sequence containing F) is shown in Fig. 1. ORF encoded pepti The carboxy-terminal 19aa of the peptide corresponds to the sequence of the STh peptide (Aimot o et Nili 1982. Eur, J., Biochem.
129、257−263) 、開始コドンに先行する4ヌクレオチド、推定上の リポソーム結合部位を示唆する配列が同定できる。コーディング配列の次に一対 の停止コドン(TAA)とおそらく転写停止シグナルを示す二対称(dyad sya+l1etry)を有する15ヌクレオチドストレツチが続く。ORFは 72アミノ酸ペプチドをコードするがそのうち19アミノ酸カルボキシ末端が生 物活性ペプチドである。N末端の19または20アミノ酸ストレツチは、イニシ ェーターであるメチオニンに続く2つの塩基性残基[Lys 2、Lys3]、 疎水性のアミノ酸ストレッチおよびシグナル切断点のためのコンセンサス配列を 有するシグナルペプチドを構成する。129, 257-263), 4 nucleotides preceding the start codon, a putative Sequences suggestive of liposome binding sites can be identified. Coding sequence followed by a pair a stop codon (TAA) and a bisymmetrical (dyad) possibly indicating a transcription stop signal. A 15 nucleotide stretch with sya+l1etry) follows. ORF is It encodes a 72 amino acid peptide, of which 19 amino acids have the carboxy terminus. It is a biologically active peptide. The N-terminal 19 or 20 amino acid stretch Two basic residues following the ether methionine [Lys2, Lys3], Consensus sequences for hydrophobic amino acid stretches and signal breakpoints constitutes a signal peptide with
プローST領域からのシグナルペプチドの厳密な切断点は知られていない。プロ ST領域はMet53まで広がり、そこで最終的に切断されて、Asn54を成 熟ペプチドのN末端として細胞外に分泌される生物活性ペプチドを生じる。The exact cleavage point of the signal peptide from the pro ST region is unknown. Professional The ST region extends to Met53, where it is finally cleaved to form Asn54. The N-terminus of the mature peptide yields a biologically active peptide that is secreted outside the cell.
培養土清中のSTh濃度の評価は競合ELISA法を用いて行った。このELI SAは、培養土清中のSThレベルを評価するために、本研究全体にわたりルー チンに用いた。st遺伝子の過剰発現はその遺伝子断片をT7プロモーター含有 ベクターにサブクローニングすることにより行った。かかる過剰発現系において 過剰発現の誘導は、インデューサーであるIPTG (イソプロピルチオガラク トシド)の添加により行った。STペプチド(野生型/突然変異体)の精製スキ ームはP、 Dwarakanath et al (1989; Gene 81.219―−岬甲曜一響−1−一一■−■−―−■■■■■■−−226) により記載された方法に従った。ペプチドのアミノ酸配列分析は、^pplie d Biosystem^m1no Ac1d 5equ−ence Anal yser (型式477A)により行った。標準的方法(Das et al 1989. Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 U、S、^、8 6゜496−499)に従って、イン・ビトロ部位指向性突然変異誘発法を用い て毒素ペプチドコーディング配列のプロ領域および成熟部に突然変異を生じさせ た。同様に、イン・ビトロ部位指向性突然変異誘発法により、完全な成熟STペ プチドコーディング領域をアンギオテンシン■(^ngI)コーディング配列に より置換し、また^口glの分泌をラジオイムノアッセイ(RIA)によりモニ ターした。結果は実験データの部に記載する。The STh concentration in the culture medium was evaluated using a competitive ELISA method. This ELI SA performed routines throughout this study to assess STh levels in the culture medium. Used for chin. Overexpression of the st gene is achieved by converting the gene fragment into a T7 promoter-containing This was done by subcloning into a vector. In such an overexpression system Overexpression is induced by the inducer IPTG (isopropylthiogalactin). (Toside) Purification of ST peptide (wild type/mutant) The team is P, Dwarakanath et al (1989; Gene 81.219--Misaki Koyo Ikkyou-1-11■-■----■■■■■■--226) The method described by was followed. Amino acid sequence analysis of peptides is available at ^pplie d Biosystem^m1no Ac1d 5equence Anal yser (model 477A). Standard method (Das et al. 1989. Proc, Natl, Acad, Sci, U, S, ^, 8 6°496-499) using in vitro site-directed mutagenesis. to generate mutations in the pro region and mature region of the toxin peptide coding sequence. Ta. Similarly, by in vitro site-directed mutagenesis, the complete mature ST Petido coding region to angiotensin ■ (^ngI) coding sequence The secretion of oral GL was monitored by radioimmunoassay (RIA). I tarred. The results are described in the experimental data section.
SThは、100MDaのプラスミドを取り込んだことが示されたETEC大腸 菌単離物(isolate)86calの培養上清中に検出された。大腸菌86 calの10011DaプラスミドのBawHIライブラリーをpBR322中 で構築し、そして組換えクローンをst遺伝子についてチェックした。それら組 換えクローンのうちの一つはst遺伝子を1.9Kb BatmHI断片(pA I’1c074)中に担持していることが確認された。pARC074から得ら れた1、 IKb BamHI −Hindl[I断片をpBR322にクロー ン化してプラスミドpAI?c 0101を得た。このプラスミドpARC01 01はさらなる実験すべての出発物質である。このプラスミドはブタペスト条約 の下にNational Co11e−ction of Industria l Bacteria、、 Aberdeen、 Scotland(MCI8 40115株)に寄託されており、寄託日は1989年2月15日である。p ARC0101を取り込んだ大腸菌HB 101の培養上清は幼マウスにおいて STについて陽性の生物反応を誘出する。STh was an ETEC colon that was shown to have taken up a 100 MDa plasmid. It was detected in the culture supernatant of 86 cal of bacterial isolate. Escherichia coli 86 BawHI library of 10011 Da plasmid of cal in pBR322. and recombinant clones were checked for the st gene. those groups One of the recombinant clones contained the st gene as a 1.9 Kb BatmHI fragment (pA I'1c074). Obtained from pARC074 Cloned the IKb BamHI-Hindl[I fragment into pBR322. Plasmid pAI? c0101 was obtained. This plasmid pARC01 01 is the starting material for all further experiments. This plasmid is part of the Budapest Treaty. National Co11e-ction of Industry l Bacteria, Aberdeen, Scotland (MCI8 The date of deposit is February 15, 1989. p The culture supernatant of E. coli HB101 containing ARC0101 was used in young mice. Elicit a positive biological response for ST.
I[、stインサート含有M13mp19ss DNA7 y−ジの構築st遺 伝子を含有する1、 IKb BamHI −Hindl[[断片をpARCo lolから単離した。これをBaa+HIおよびIlindmで切断されたM1 3mp19RFにサブクローン化した。組換え複製型(replicative forv ; RF)をJM 101に形質転換し、そしてX−Ga1および IPTGの存在下にプレートした。形質転換体の白色プラークをst遺伝子につ いてスクリーニングしそして一つのそのようなファージクローンはφ192とし て同定され(Fig、 2 ) 、これはIm l1中で増殖させると培養上清 中に安定毒素を放出する。φ192は記載されるすべてのイン・ビトロ突然変異 誘発実験の出発物質である。Construction of M13mp19ss DNA7 y-di containing I [, st insert 1, IKb BamHI-Hindl containing the gene [[The fragment was pARCo isolated from lol. M1 cut with Baa+HI and Ilindm 3mp19RF. recombinant replicative forv ; RF) was transformed into JM 101, and X-Ga1 and Plated in the presence of IPTG. The white plaque of the transformant was linked to the st gene. and one such phage clone was designated φ192. (Fig. 2), and when grown in Iml1, the culture supernatant release stable toxins inside. φ192 has all described in vitro mutations It is the starting material for induction experiments.
φ192またはその突然変異体をJM 101中で増殖させ、そして標準的プラ スミド精製プロトコール(T、 Maniatis1ニリ、 198211o1 ecular Cloning、 A Laboratory Manual。φ192 or its mutants were grown in JM 101 and grown in standard Sumid purification protocol (T, Maniatis1, 198211o1 ecular Cloning, A Laboratory Manual.
Co1d Spring Harbour Laboratory、Cade SpringHarbour、NY)に従ってその細菌を一夜増殖させた後RF を単離した。1. IKbのBa■lll−Hindl[[断片を単離し、そし てそのプロモーターがst遺伝子の転写方向と同じ方向に配向されるようにT7 プロモーター含有ベクターにBataHI−Hindm断片としてサブクローン 化した。野生型st遺伝子を含有する過剰発現プラスミドをpARC0601と 指称した(Fig、 3 )。Co1d Spring Harbor Laboratory, Cade After overnight growth of the bacteria according to Spring Harbor, NY) RF was isolated. 1. Isolate the BaIIll-Hindl fragment of IKb and T7 such that its promoter is oriented in the same direction as the transcription direction of the st gene. Subcloned as a BataHI-Hindm fragment into a promoter-containing vector. It became. The overexpression plasmid containing the wild-type st gene was designated pARC0601. (Fig. 3).
■、細胞外分泌に対するプロ領域の不可欠性の実証例安定毒素を細胞外に分泌す るためにプロ領域が不可欠であることを実証するために、突然変異がプロ領域に 局在する2つのst遺伝子突然変異体を作った。第一の例においては、プロセシ ング部位で突然変異を行い、CJ236(dut−ung−)株中で増殖したφ 192を鋳型として用いてMet53をl1e53に変えた。この変化を生み出 すのに用いたた。このプライマー(GD21)を鋳型にアニーリングし、そして シークエナーゼ(Sequenase)および四種のdNTPの存在下に延長し た。その延長鎖を74 DNAリガーゼにより連結しそしてこのイン・ビトロ合 成二本鎖DNAを用いてJMIOIを形質転換した。形質転換体プラークをDN A配列決定によりスクリーニングし、そして突然変異クローンを同定した。一つ のそのような突然変異クローン(φGD21)をプラーク精製し、そして実験デ ータのセクション■に概要を示した方法により過剰発現ベクターにサブクローン 化した。得られたプラスミドpARC0701を用いて大腸菌HBIOIを形質 転換した。−夜培養液における細胞外ST(M53→■53)の生成を大腸菌■ B101で増殖させたpARC0601のそれと比較した。結果を以下に示す: HBIOI中のプラスミド ST生成(単位lIg/麿りpARC06017 pARC07011 この実験により、プロ領域の保存的変化(ile53→l1e53)が安定毒素 分泌レベルを85%以上低下させたことが示された。■Example demonstrating the indispensability of the professional domain for extracellular secretion To demonstrate that the pro-region is essential for Two localized st gene mutants were created. In the first example, the process The φ Met53 was changed to l1e53 using 192 as a template. create this change It was used for suno. This primer (GD21) was annealed to the template and Extended in the presence of Sequenase and four types of dNTPs. Ta. The extended strands were ligated using 74 DNA ligase and this in vitro synthesis JMIOI was transformed using the double-stranded DNA. DN transformant plaques A-sequencing was performed and mutant clones were identified. one Such a mutant clone (φGD21) was plaque purified and experimental data subcloned into overexpression vectors by the method outlined in section ■ of the data. It became. The obtained plasmid pARC0701 was used to transform E. coli HBIOI. Converted. - The production of extracellular ST (M53→■53) in the night culture was Comparisons were made with that of pARC0601 grown in B101. The results are shown below: Plasmid ST generation in HBOI (unit lIg/mari pARC06017 pARC07011 This experiment demonstrated that a conservative change in the pro region (ile53→l1e53) is a stable toxin. It was shown to reduce secretion levels by more than 85%.
欠失がプロ領域のSet4gから5er52に及ぶstの欠失突然変異体を構築 したところ、STh分泌の減衰はより明白であった。実験プロトコールは前のセ クションに記載したものと同じであるがただし用いた突然変異誘発性プライマー は配列5’GCAAA^^AAAGTAATA^^ATGAATAGTAGC^ ^T T A C3’ (GD−11)を有した。コノ突然変異st (Del 、 5er48−Ser52)含有過剰発現プラスミドをpARC0702と指 称した。このプラスミドをIIBIOI中で増殖したところ、生成りローンは、 検出可能な細胞外ST、を全く生成しなかった。それ故これらの例(let−” 11e53およびDel、5et48−+5er52)により、細胞外STh分 泌には完全なプロ領域の存在が必要であることが明確に示された。Construction of an st deletion mutant in which the deletion extends from Set4g to 5er52 in the pro region Then, the attenuation of STh secretion was more obvious. The experimental protocol is Mutagenic primers the same as those described in the section, but used is the sequence 5'GCAAA^^AAAGTAATA^^ATGAATAGTAGC^ ^T T A C3' (GD-11). Kono mutation st (Del , 5er48-Ser52) containing overexpression plasmid was designated pARC0702. called. When this plasmid was propagated in IIBIOI, the resulting clone was It did not produce any detectable extracellular ST. Therefore these examples (let-” 11e53 and Del, 5et48-+5er52), the extracellular STh fraction It was clearly shown that secretion requires the presence of a complete professional region.
STペプチドのプロセシングおよび細胞外分泌に対するSTペプチドのN末端残 基の効果をみるためにstの二つの突然変異体を作った。第一の例においては、 実験データのセクション■に記載の方法を厳密に従いながら、SThの^5h5 4をG1n54に変えた。突然変異誘発性プライマーは5’ G A A A G CA T G CA G A G T A G CA A T 3’(^T T−CAG)なる配列を有した。突然変異st Ash54−”G1n54を含 有する過剰発現プラスミドをpARC0732と指称した。このプラスミドは大 腸菌HBIOIまたは過剰発現株BL21−DEa中で増殖されるとpARC0 601を取り込んだ株HBIOIまたはBL21−DE3により生成されるもの に比べ等価量の細胞外毒素を生成した。細胞外に分泌される突然変異ST(^5 h54→G1n54)のプロセシング部位を決定するためにその突然変異遺伝子 を過剰発現させそして本質的にP、 Dwarakanath et +す(1 989,Gene 81.219−226)により記載された方法に従ってペプ チドを精製した。FIPLC精製プロフィールをFig、 4に示す。このペプ チドのN末端配列はGln−3er−3er−^5n−Tyrなる配列を示シタ 。ST peptide N-terminal residue for ST peptide processing and extracellular secretion Two mutants of st were created to examine the effects of this group. In the first example, STh^5h5 while strictly following the method described in the experimental data section ■. 4 was changed to G1n54. The mutagenic primer is 5'GAAAA G CA T G CA G A G T A G CA A T 3’(^T T-CAG). Containing mutation st Ash54-”G1n54 The overexpression plasmid was designated pARC0732. This plasmid is large pARC0 when grown in S. enterica HBIOI or overexpression strain BL21-DEa. those produced by strains HBIOI or BL21-DE3 incorporating 601 produced an equivalent amount of extracellular toxin. Mutant ST secreted extracellularly (^5 h54→G1n54) to determine the processing site of the mutated gene. and essentially P, Dwarakanath et + (1 989, Gene 81.219-226). Tido was purified. The FIPLC purification profile is shown in Fig. 4. This pep The N-terminal sequence of Tide is Gln-3er-3er-^5n-Tyr. .
SThの^5h54をHis54に変えるもう一つの類似実験を行った。突然変 異stを含有する生成プラスミドをpARC0716と指称した。st Ash 54→l1e54の過剰発現およびペプチド精製の後、ペプチドのN末端を決定 した。配列データは(1)His−Ser−3er−Asn−Tyr−−−−お よび(2)Ser−3er−^5n−Tyr・・・・なるN末端配列を有する2 つのペプチドの存在を示した。このペプチドのHPLC精製プロフィールをFi g、 5に示す。Another similar experiment was performed in which ^5h54 of STh was changed to His54. sudden change The resulting plasmid containing the different st was designated pARC0716. st Ash After overexpression of 54→l1e54 and peptide purification, determine the N-terminus of the peptide did. The sequence data is (1) His-Ser-3er-Asn-Tyr---o and (2) Ser-3er-^5n-Tyr...2 having the N-terminal sequence showed the presence of two peptides. Fi the HPLC purification profile of this peptide. g, shown in 5.
これらの例は、SThペプチドのN末端(Ash54)が翻訳後プロセシングお よびそのペプチドの分泌にとって重要でないことをはっきりと実証している。These examples demonstrate that the N-terminus (Ash54) of the STh peptide is involved in post-translational processing and clearly demonstrate that it is not important for secretion of the peptide and its peptides.
■、安定毒素に基づく分泌ベクターの汎用性の実証例stに基づく分泌ベクター の汎用性を試験するために、成熟STペプチド(すなわちAsh54〜Tyr7 2)に相当するコーディング領域をst遺伝子においてアンギオテンシンIコー ディング配列で置換した。アンギオテンシンIはレニンプロテアーゼによってよ り大きな前駆体であるアンギオテンシノーゲンから転化されたIO量体ペプチド である。アンギオテンシン■はさらに、アンギオテンシンIの最後の2個のカル ボキシル末端残基(His−Leu)を欠失させる“アンギオテンシン転化酵素 ”により修飾されてアンギオテンシン■を生じる。アンギオテンシン■は強力な 血管収縮物質であることが知られている。st遺伝子中のSTココ−ィング配列 のAng Iコーディング配列による置換はKunkel法(T、A、Kunk el、1985 Proc、Natl。■Example demonstrating the versatility of secretion vectors based on stable toxins Secretion vectors based on st To test the versatility of mature ST peptides (i.e. Ash54-Tyr7 2) was inserted into the angiotensin I code in the st gene. Replaced with the ding sequence. Angiotensin I is produced by renin protease. IOmer peptide converted from the larger precursor angiotensinogen It is. Angiotensin ■ furthermore has the last two cals of angiotensin I. “Angiotensin convertase that deletes the boxyl terminal residue (His-Leu)” ” to produce angiotensin■.Angiotensin■ is a powerful It is known to be a vasoconstrictor. ST cocoding sequence in st gene The substitution of Ang I coding sequence by the Kunkel method (T, A, Kunk el, 1985 Proc, Natl.
Acad、 Sci、 USA 82.488−492)に一部改変を加えて行 った。5’ GTGGTCCTGAAAGCATGGACCGGGTGTACA TACACCCCTTCCACCTCTTAAT^^T A T A A A G G G 3’ なる配列を有する突然変異誘発性プライマー(GD9)を合 成した。この62量体プライマーをCJ236で増殖させたss 0192 D N^鋳型にアニーリングした。アニーリング反応温度は55℃とした。−回の反 応につき用いた鋳型量は31gであるのに対し用いたプライマーはLongであ った。アニーリングの後、延長反応を、8単位のシークエナーゼおよび四種類の dNTP(各dNTPの最終濃度は1■蓋とした)の存在下に37℃で4時間行 つた。延長反応混合物はまた、延長されたプライマーの連結が行われるように4 単位のT4 DNAリガーゼを含有した。このコンプレックスを用いて大腸菌J MIOIを形質転換しそして推定上のクローンをDNA配列決定により同定した 。Ang Iコーディング配列連結stを過剰発現プラスミドにサブクローン化 し、そしてそのプラスミドをpARC0726と指称した。このプラスミドをH BIOIまたは過剰発現株BL21−DE3で増殖したところ、プラスミド担持 株はRIAにより検出される^ngIペプチドを細胞外に生成した。pARC0 726を、M9培地中、BL21−DEa中で過剰発現の後、ペプチドをN末端 配列決定のために精製した。Acad, Sci, USA 82.488-492) with some modifications. It was. 5’ GTGGTCCTGAAAGCATGGACCGGGTGTACA TACACCCCTTCCACCTCTTAAT^^T A T A A A A A mutagenic primer (GD9) with the sequence G G G 3' was combined. accomplished. This 62-mer primer was amplified with CJ236 ss0192D N^ Annealed to the template. The annealing reaction temperature was 55°C. −times opposite The amount of template used for this application was 31g, while the primers used were Long. It was. After annealing, the extension reaction was carried out using 8 units of sequenase and four different 4 hours at 37°C in the presence of dNTPs (the final concentration of each dNTP was 1 μl). Ivy. The extension reaction mixture also contains 4 Contains 1 unit of T4 DNA ligase. Using this complex, E. coli J. MIOI was transformed and putative clones were identified by DNA sequencing. . Ang I coding sequence concatenated st subcloned into overexpression plasmid and the plasmid was designated pARC0726. This plasmid is When grown in BIOI or overexpression strain BL21-DE3, plasmid-carrying The strain produced the ^ngI peptide extracellularly, which was detected by RIA. pARC0 After overexpression of 726 in BL21-DEa in M9 medium, the peptide was Purified for sequencing.
その精製スキームは後述する。この精製スキームは他のペプチドに対して一般的 に応用できるものと思われる。The purification scheme will be described later. This purification scheme is general for other peptides. It seems that it can be applied to
pARC0726を取り込んだBL21−DE3細胞をM9培地(250麿l× 4)中で増殖させた。培養液がA600tv= 0.86に達したところでIP TG (最終濃度0.5履■)の添加により細胞を誘導した。誘導から2.5時 間後に細胞を集めそして410m1の培養上清を3hの^mberlite X AD−4と混合し、ソシテ室温に一夜放置した。樹脂を十分水洗後、結合ペプチ ドを99%エタノール71%酢酸、次いで80%エタノール71%酢酸で溶出し た。その溶出液をフラッシュ蒸発により濃縮しそしてその濃縮物を20IIMホ スフェート緩衝液(pH6,4)で予め平衡させたSP 5ephadex C −25カラム(1011A’)にかけた。溶出に先立ち、カラムを水で洗浄した 。溶出は50−麗トリエチルアミンを用いて行った。その溶出液のpHを酢酸で 6.0とした。溶出液を凍結乾燥しそしてその乾燥粉末をlll1の水中で再構 成した。その調製物をアセトニトリル勾配を用いてRP−8カラムでのHPLC にかけた〔溶媒A:0.1%TFA、溶媒B:0.1%TFA/95%アセトニ トリル:流速1菖1/分。勾配は40分で10−50%Bとした〕。BL21-DE3 cells containing pARC0726 were grown in M9 medium (250 l× 4) Grown inside. When the culture solution reaches A600tv=0.86, IP Cells were induced by the addition of TG (final concentration 0.5 mm). 2.5 hours from induction After that time, cells were collected and 410 ml of culture supernatant was added to ^mberliteX for 3 h. It was mixed with AD-4 and left at room temperature overnight. After washing the resin thoroughly with water, bind the peptide. Elute with 99% ethanol 71% acetic acid, then 80% ethanol 71% acetic acid. Ta. The eluate was concentrated by flash evaporation and the concentrate was SP 5ephadex C pre-equilibrated with sphate buffer (pH 6,4) -25 column (1011A'). Prior to elution, the column was washed with water. . Elution was performed using 50-triethylamine. Adjust the pH of the eluate with acetic acid. It was set at 6.0. The eluate was lyophilized and the dry powder was reconstituted in 1/1 volume of water. accomplished. The preparation was subjected to HPLC on an RP-8 column using an acetonitrile gradient. [Solvent A: 0.1% TFA, Solvent B: 0.1% TFA/95% acetonyl] Trill: Flow rate 1/min. The gradient was 10-50% B in 40 minutes].
^ngIピークは29%Bのところに検出された(Fig、 6 )。The ^ngI peak was detected at 29% B (Fig. 6).
精製ペプチドを配列決定しそしてその配列決定を天然配列を用いて確認した。The purified peptide was sequenced and the sequence was confirmed using the native sequence.
この例は、完全に異種なペプチドのコーディング配列をstプロ領域に連結でき 、そしてかかる構築物を適切な大腸菌宿主で増殖した後、正しくプロセシングさ れたペプチドを細胞外に検出できることをはっきりと実証して適切なりローニン グ部位の成熟ペプチドコーディング領域への導入は次のようにして行うことがで きる:成熟ペプチドコーディング領域内または該領域に極く近接したところに制 限部位を導入するために、Met53から5er55のアミノ酸配列を表わすD NAストレッチ5’ATGAATA G T 3’を選択する。5er55コド ン(AGT)のヌクレオチド配列を代替コドンTCTに変えることにより、アミ ノ酸残基を変えることな(EcoRI部位を生ぜしめることができた。概略図を 下記に示す: Met53 Asn54 5er55 ATG AAT TCT EcoR1部位 一本鎖(ss)φ192 ONA鋳型に前述の方法により突然変異を誘発する。This example shows that a completely heterologous peptide coding sequence can be linked to the st pro region. , and after propagation of such constructs in a suitable E. coli host, properly processed We have clearly demonstrated that peptides can be detected extracellularly and are suitable for Ronin. Introduction of a coding site into the mature peptide coding region can be performed as follows. Controlled: Controlled within or in close proximity to the mature peptide-coding region. To introduce the restriction site, D representing the amino acid sequence of Met53 to 5er55. Select NA stretch 5' ATGAATA G T 3'. 5er55 code By changing the nucleotide sequence of the amino acid codon (AGT) to the alternative codon TCT, We were able to create an EcoRI site without changing the amino acid residues. Shown below: Met53 Asn54 5er55 ATG AAT TCT EcoR1 site Mutations are induced in the single-stranded (ss) φ192 ONA template by the method described above.
突然変異誘発性プライマー(GD13)はるヌクレオチド配列を有した。異種タ ンパクおよびペプチドコーディング配列の挿入に適した部位としてこのEcaR 1部位を用いて汎用過剰発現ベクター系を構築することができる。過剰発現プラ スミドpET7をEcoRIおよびBa■FIIで切断しそして大断片を単離す る。φ192(GD13) RFを単離しそしてBamHIおよびEcoRIで 切断する。消化生成物のCIP(仔牛腸ホスファターゼ)処理の後、620bp 断片を単離する。この断片をpE77の大断片と連結する。得られる組換えプラ スミドをρAI?C0801と名付ける。The mutagenic primer (GD13) had the same nucleotide sequence. Heterogeneous This EcaR serves as a suitable site for insertion of protein and peptide coding sequences. One site can be used to construct a universal overexpression vector system. Overexpression pla Cut pET7 with EcoRI and BaFII and isolate the large fragment. Ru. φ192(GD13)RF was isolated and incubated with BamHI and EcoRI. disconnect. After CIP (calf intestinal phosphatase) treatment of the digestion products, 620 bp Isolate the fragments. This fragment is ligated with the large fragment of pE77. The resulting recombinant plastic Sumido as ρAI? Name it C0801.
プラスミドpARC0801はブダペスト条約の下で、Nati−onal C o11ection of Industrial and Marine B acteria。Plasmid pARC0801 is licensed under the Budapest Treaty as a Nati-onal C o11ection of Industrial and Marine B acteria.
Aberdeen、5cotlandにNCIIIB 40417として寄託さ れている。寄託日は1991年4月29日である。Deposited in Aberdeen, 5cotland as NCIIIB 40417. It is. The date of deposit is April 29, 1991.
(Fig、 7 )このプラスミドは汎用分泌ベクターとして用いることができ る。いずれの異種ペプチドまたはタンパク質例えばアンギオテンシン11ウシ線 維芽細胞成長因子(bFGF) 、インスリンなどのペプチド、のコーディング 配列もEcoR1部位(挿入部位)に挿入することができる。(Fig, 7) This plasmid can be used as a general-purpose secretion vector. Ru. Any heterologous peptide or protein such as angiotensin 11 bovine Coding of peptides such as fibroblast growth factor (bFGF) and insulin Sequences can also be inserted into the EcoR1 site (insertion site).
このプラスミドを大腸菌宿主中で発現させるとそのペプチドまたはタンパク質が 精製可能な培地中に分泌される。この組換えプラスミドから生成されるペプチド はそのアミノ末端に一つの付加的アミノ酸残基(Set)を有することになるこ とに留意すべきである。When this plasmid is expressed in an E. coli host, the peptide or protein is Secreted into purifiable medium. Peptides produced from this recombinant plasmid will have one additional amino acid residue (Set) at its amino terminus. It should be noted that
アンギオテンシン!そして特にインスリンを生産できるということが本発明の重 要な一面である。精製インスリンA鎖およびインスリンB鎖はインスリンの生産 に用いることができる。Angiotensin! In particular, the ability to produce insulin is an important aspect of the present invention. This is an important aspect. Purified insulin A chain and insulin B chain are used for the production of insulin. It can be used for.
次の例は安定毒素に基づく分泌ベクターの汎用性を実証するものである。ヒトイ ンスリンはSH結合を通して連結された2個のポリペプチド鎖A(21アミノ酸 残基)およびB (30アミノ酸残基)で構成されている。これらの鏑はイン・ ビトロで還元により分離でき、そして純粋な形のAおよびB鎖を得ることができ る。適切な条件の下、精製AおよびB鎖を再酸化して免疫反応性がある生物活性 ヒトインスリンを形成することができる。ヒトインスリンAおよびB鎖の遺伝子 配列をSTブレシーロ配列の最後に別々に融合した。活発に増殖する大腸菌宿主 に取り込まれた組換えプラスミドは、ヒトインスリン抗体に対し免疫反応性を示 す物貰を培地に分泌した。そのヒトインスリン抗体を真正なインスリンAおよび B鎖と共にインキュベートすると、組換えAおよびB鎖が生成されたものと予測 されたそれぞれのケースにおいて競合的に阻害されたが、このことは予測された 生成物が各ケースにつき生産されたことを示している。組換えプラスミドは実験 データ■に記載されたものと同様の手法を用いて構築した。l113mp19に 基づ(組換えファージDNA (φGD24)を第一ラウンドの突然変異誘発の ための鋳型として用いた。φGD24はST遺伝子をM13厘ptq多重クロー ニング部位にBamHI −tlindm断片として挿入していた。この特定の STインサートは成熟毒素ペプチドのN末端末端に^5n54をGIY54に置 換するミスセンス突然変異を有した。第一ラウンドの突然変異を導入するために 用いた突然変異誘発性プライマーは 5’ CCTGAAAGCATGGGTATCGTGGAGCAGTGCTGT ACATCTATCTGCTCACTGTATTAAT^^T A T A A A 3’なるヌクレオチド配列を有した。The following example demonstrates the versatility of secretion vectors based on stable toxins. Hitoi Thunsulin consists of two polypeptide chains A (21 amino acids) connected through SH bonds. (residues) and B (30 amino acid residues). These Kabura are in- can be separated in vitro by reduction and obtain the A and B chains in pure form. Ru. Under appropriate conditions, purified A and B chains can be reoxidized to produce immunoreactive biological activity. Human insulin can be formed. Human insulin A and B chain genes The sequences were fused separately to the end of the ST Brecillo sequence. actively growing E. coli host The recombinant plasmid incorporated into the cell shows immunoreactivity with human insulin antibodies. The substance was secreted into the medium. The human insulin antibody is combined with authentic insulin A and When incubated with B chain, recombinant A and B chains were expected to be produced. was competitively inhibited in each case, which was expected. It shows that the product was produced in each case. Recombinant plasmid experiment Data was constructed using a method similar to that described in ■. l113mp19 Based on the first round of mutagenesis, recombinant phage DNA (φGD24) was It was used as a mold for φGD24 clones the ST gene with M13ptq multiple cloning. It was inserted as a BamHI-tlindm fragment into the coding site. this particular The ST insert places ^5n54 into GIY54 at the N-terminal end of the mature toxin peptide. It had a missense mutation that caused the change. To introduce the first round of mutations The mutagenic primers used were 5' CCTGAAAGCATGGGTATCGTGGAGCAGTGCTGT ACATCTATCTGCTCACTGTATTAAT^^T AT A A It had the nucleotide sequence A3'.
この突然変異誘発により、インスリンA鎖のN末端1−14残基に相当するDN A配列が解読枠整合状態でSTブレシーロ領域と融合したファージφGD26が 得られた。GD26DNAは第二ラウンドの突然変異誘発の鋳型として用いた。This mutagenesis results in a DN corresponding to the N-terminal 1-14 residues of the insulin A chain. Phage φGD26, in which the A sequence is fused with the ST Brecillo region in an open reading frame-matched state, is Obtained. GD26 DNA was used as a template for the second round of mutagenesis.
突然変異誘発性プライマーは 5’ TGCTCACTGTATCAGCTAGAGAACTACTGCAAC TAATAATATAA^3′なるヌクレオチド配列を有した。Mutagenic primers are 5' TGCTCACTGTATCAGCTAGAGAACTACTGCAAC It had the nucleotide sequence TAATAATATAA^3'.
突然変異誘発後に、STプレシーロ領域のC末端セクションに完全A鎖遺伝子を 融合させたGD28が同定された。After mutagenesis, the complete A chain gene was inserted into the C-terminal section of the ST presilo region. A fused GD28 was identified.
要するに、2ラウンドの突然変異誘発により、インスリンA鎖遺伝子の完全なヌ クレオチド配列は解読枠整合状態でSTブレシーロ配列の3′端に融合され、そ してそれによって成熟毒素遺伝子配列は完全に置換された。しかしながら、ST 遺伝子の3′端配列の残部は最終構築物にそのまま維持された。その組換えファ ージGD28をJMIO1中で増殖させそしてRFを単離した。そのRFをBa 5HI −Hindmで切断しそして1. lKb断片をpET7にBatHI −tlindln断片としてクローン化してpARC0750を得た。過剰発 現大腸菌株BL21−DE3をpARC0750で形質転換した。同様にしてイ ンスリンB鎖も合成しそしてSTブレシーロ領域の3′端に融合した。最初の鋳 型は、STインサートN54Fを有するGD23を用いた。第一突然変異誘発プ ライマーのヌクレオチド配列は、 5’ GGTCCTGAAAGCATGTTTGTGAATCAGCATCTT TGCGGAAGTCATCTGGTTGAGGCTCTTTATTAATAA TAT突然変異誘発の後、インスリンB鎖1−16残基に相当するDNA配列が 解読枠整合状態でSTプレシーロ配列と融合した突然変異クローンが同定された (φGD32)。第二ラウンドの突然変異誘発の鋳型としてφGD32 ss DNAヲ用いた。突然変異誘発性プライマーのヌクレオチド配列は 5’ GTTGAGGCTCTTTATCTTGTATGTGGTG ^ ^ CGTGGTTTCTTCTATAC^CCT ^ ^ GACATAAT ^ ^ TATA ^ ^ GGG3′ であった。In short, two rounds of mutagenesis resulted in complete deletion of the insulin A chain gene. The cleotide sequence is fused to the 3' end of the ST Brecillo sequence in open reading frame alignment; and thereby completely replaced the mature toxin gene sequence. However, ST The remainder of the 3' end sequence of the gene was kept intact in the final construct. The recombinant fiber GD28 was grown in JMIO1 and RF was isolated. The RF is Ba Cut with 5HI-Hindm and 1. 1Kb fragment into pET7 with BatHI -tlindln fragment was cloned to obtain pARC0750. excessive firing The current E. coli strain BL21-DE3 was transformed with pARC0750. Similarly, The insulin B chain was also synthesized and fused to the 3' end of the ST Brecillo region. first casting The mold used was GD23 having an ST insert N54F. First mutagenesis plate The nucleotide sequence of the primer is 5’ GGTCCTGAAAGCATGTTTGTGAATCAGCATCTT TGCGGAAGTCATCTGGTTGAGGCTCTTTATTAATAA After TAT mutagenesis, the DNA sequence corresponding to insulin B chain residues 1-16 was Mutant clones fused to ST prescillo sequences in open reading frame alignment were identified. (φGD32). φGD32 ss as template for second round mutagenesis I used DNA. The nucleotide sequence of the mutagenic primer is 5’ GTTGAGGCTCTTTATCTTGTATGTGGTG ^ ^ CGTGGTTTCTTCTATAC^CCT^^^GACATAAT^ ^ TATA ^ ^ GGG3′ Met.
突然変異誘発の後、完全B鎖遺伝子配列がSTブレシーロ配列の3′端に融合し た突然変異ファージφGD33を単離した。この融合遺伝子インサートをφGD 33からBamHI−Hindm断片として単離し、そしてpET7にサブクロ ーン化してpARC0759を得た。大腸菌過剰発現株BL21−DE3をpA RC0759で形質転換しそして形質転換クローンを該プラスミドの有無につき スクリーニングした。クローンpARC0750およびpARC0759がそれ ぞれAおよびB鎖を分泌するかどうかを試験するために、培養上清を直接試験で きるELISA法を開発した。このEIJSA法の本質的特徴を以下に記す: ヒトインスリンはNovo Industriesから購入した。それは高純度 の状態にあり、このことは逆相HPLC分析により確認された。アリフォートの この純インスリンをDTTで定量的に還元しそしてイオドアセタミドを用いてカ ルボキシアミド化して安定AおよびB鎖を形成した。ヒトインスリンに対して産 生された抗体を用いて、AおよびB鎖検出のための直接式ELIS^および阻害 式ELIS^を開発した。BL21−DE3宿主中のpARC0750およびp AI?c 0759をM9培地で別々に増殖させ、そして前述の例に記載の如( IPTGで誘導した。誘導の後、培養液を遠心分離しそして上清をAおよびB鎖 の有無につきチェックした。直接式ELIS^により評価されたAおよびB鎖の 収量は、それぞれ約16μg/菖!および30pv/mlであった。阻害式EL ISA試験もそれぞれAおよびB鎖の定量的評価または分泌レベルを確認した。After mutagenesis, the complete B chain gene sequence is fused to the 3' end of the ST Brecillo sequence. The mutant phage φGD33 was isolated. This fusion gene insert is φGD 33 as a BamHI-Hindm fragment and subcloned into pET7. pARC0759 was obtained. E. coli overexpression strain BL21-DE3 was pA RC0759 and transformed clones were tested for the presence or absence of the plasmid. Screened. Clones pARC0750 and pARC0759 are Culture supernatants were tested directly to test whether they secreted A and B chains, respectively. We have developed an ELISA method that allows The essential features of this EIJSA method are as follows: Human insulin was purchased from Novo Industries. it is high purity This was confirmed by reverse phase HPLC analysis. Alifort's This pure insulin was quantitatively reduced with DTT and then converted using iodoacetamide. Ruboxyamidation formed stable A and B chains. produced against human insulin Direct ELIS^ and inhibition for A and B chain detection using engineered antibodies The formula ELIS^ was developed. pARC0750 and pARC0750 in the BL21-DE3 host AI? c0759 was grown separately in M9 medium and grown as described in the previous example ( Induced with IPTG. After induction, the culture was centrifuged and the supernatant was separated from A and B chains. We checked for the presence or absence of A and B chains evaluated by direct ELIS^ The yield is approximately 16μg/iris each! and 30 pv/ml. Inhibition type EL ISA tests also confirmed quantitative evaluation or secretion levels of A and B chains, respectively.
以下の請求項の各々に含まれる内容は、本発明の詳細な説明の一部として読まれ るべきである。The subject matter contained in each of the following claims should be read as part of the detailed description of the invention. Should.
220ro++吸光度 CH3CN (%) 保持時間(分) ST (N54→H54)ペプチドの精製C> 220nm吸光度 要 約 書 本特許出願において、我々は大腸菌エンテロトキシンコーディング配列に基づく 新規分泌ベクターの構築を記述した。我々は、安定毒素の細胞外分泌には毒素遺 伝子のブレおよびプロ領域が絶対的に必要であることをはっきりと示した。また 我々は、異種ペプチド配列をコーディングするヌクレオチドをst遺伝子のプロ 領域の末端に解読枠整合状態で融合すると大腸菌宿主中の生成ベクターが正しく プロセシングされた異種ペプチドを細胞外に分泌することを特定の実例をもって 示した。本出願はまたこの遺伝子融合を成し得る適当なベクターの構築をも包含 する。さらに、a)組換えDNA技術およびb)部位指向性イン・ビトロ突然変 異誘発の使用を伴うかかる融合体を創製するための一般的方法も記載されている 。本出願には異種ペプチドの一般的精製方法も記載されている。220ro++ absorbance CH3CN (%) Retention time (min) ST (N54→H54) Peptide Purification C> 220nm absorbance Summary book In this patent application, we based on the E. coli enterotoxin coding sequence The construction of a novel secretion vector was described. We believe that the extracellular secretion of stable toxins involves the toxin residue. It has been clearly shown that a lack of communication and a professional field are absolutely necessary. Also We added nucleotides encoding the heterologous peptide sequence to the progenitor of the st gene. If fused to the end of the region in open reading frame alignment, the generated vector in the E. coli host will be correctly generated. With specific examples showing the secretion of processed heterologous peptides to the outside of the cell. Indicated. This application also encompasses the construction of suitable vectors capable of making this gene fusion. do. Furthermore, a) recombinant DNA techniques and b) site-directed in vitro mutagenesis A general method for creating such fusions involving the use of alloinduction is also described. . This application also describes a general method for purifying heterologous peptides.
この新規ベクター系は生物学的に重要なペプチドの過剰生産および細胞外分泌に 用いることができる。This novel vector system can be used for overproduction and extracellular secretion of biologically important peptides. Can be used.
補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 平成4年12月14日Submission of translation of written amendment (Article 184-8 of the Patent Law) December 14, 1992
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