JPH0570497A - アルフア−ヘリツクス3領域、アルフア−ヘリツクス2領域の変化、およびそれらの組み合わせ、並びに他の変異との組み合わせを有する成長ホルモン - Google Patents

アルフア−ヘリツクス3領域、アルフア−ヘリツクス2領域の変化、およびそれらの組み合わせ、並びに他の変異との組み合わせを有する成長ホルモン

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JPH0570497A
JPH0570497A JP3339492A JP33949291A JPH0570497A JP H0570497 A JPH0570497 A JP H0570497A JP 3339492 A JP3339492 A JP 3339492A JP 33949291 A JP33949291 A JP 33949291A JP H0570497 A JPH0570497 A JP H0570497A
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growth hormone
mutation
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rpst
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Deborah Tardy Chaleff
デボラ・ターデイ・チヤレフ
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American Cyanamid Co
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    • Y10S930/01Peptide or protein sequence
    • Y10S930/12Growth hormone, growth factor other than t-cell or b-cell growth factor, and growth hormone releasing factor; related peptides

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、この成長ホルモンのα−ヘリック
ス3領域中のアミノ酸変化、α−ヘリックス2領域中の
変化、それらの組み合わせ、並びに成長ホルモンの未変
性アミノ酸配列に対する他の変化との組み合わせ、を有
する成長ホルモン類似物に関する。 【構成】 この得られる類似物は、徐放調剤における調
合に関して安定性を示す一方、生物学的活性を維持して
いる。更に、蛋白質および/またはポリペプチド類をコ
ード化するDNAに対して部位特異的変異誘発を行うた
めの方法も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】本発明は、この成長ホルモンのアルファ
−ヘリックス3および/またはアルファ−ヘリックス2
中のアミノ酸が変化した成長ホルモン(somatotropin)
類似物、そして組換え生産したポリペプチド類または蛋
白質の該アルファ−ヘリックス3中、並びに他の領域中
に変化を生じさせる方法に関する。外因性の成長ホルモ
ンを投与すると、有意に、種々の動物、特にブタの如き
蓄動物ばかりでなく、魚類もまた成長性能が上昇する。
蓄動物中のこの成長増強は、特に、脂肪を減少させるに
伴って、筋肉の量的付着成長の付随を上昇させ、その結
果として、より大きく脂肪の少ない動物を生じさせる。
外因性成長ホルモンを摂取した動物の食餌効果もまた有
意に改良され、これは、体重の増加およびそれに伴う食
餌消費の減少から生じる。
【0002】成長ホルモンの外因的投与は、日々の注射
の如き種々の方法で達成される。しかしながら、特定の
場合、他の投与ルートが好適であり得る。例えば、限ら
れた期間に渡って成長ホルモンを徐放させる移植された
考案物も、特定の蓄動物を処理する場合有益であり得
る。より望ましい投与ルートは、限られた期間での徐放
を可能にする移植された考案物を通して行うものであ
る。上記考案物は、非常に高濃度(計算値500mg/
mL)の成長ホルモンを多量に含有している。更に、高
い溶解性を示しそして生物学的に不活性な不溶凝集物を
生じさせる傾向の低い成長ホルモン分子が、上記放出用
途にとって必要とされている。
【0003】成長ホルモン類は、組み立てられてα−ら
せん束を形成している4つのα−ヘリックスを有してい
る(Abdel-Meguid他、1987)。典型的には、この構
造物のコアに突き出しているアミノ酸側鎖は、非極性お
よび疎水性であり、そして非常にしっかりと一緒に詰め
込まれており、極性溶媒(例えば水または食塩水)がこ
の束の中心に浸透するのを排除している。ウシの成長ホ
ルモン(これは第一次配列においてブタの成長ホルモン
と関係している)の場合、1mg/mL過剰の蛋白質濃
度下にα−ヘリックス3の疎水性面(アミノ酸残基ty
110〜leu127)を暴露すると、「会合性中間体」の
生成が促進され、これは、凝集体生成における核形成で
あると仮定されている(Brems他、1986;Brems、1
988)。このような会合性中間体は、個々のいくつか
の成長ホルモン分子からのこのα−ヘリックスに関する
交互充填配列を表していてもよく、そしてその結果、水
系の環境によりこのヘリックスの疎水面が再隔離されて
いる多量体構造が生じる。この会合性中間体の生成は、
蛋白質フラグメント含有α−ヘリックス3を過剰に添加
することによって阻害され得る(Brems他、198
6)。更に、位置112のリジンをロイシンに置き換え
ることでこのヘリックスの疎水面を拡張すると、会合性
中間体を生じる傾向が大きく悪化する(Brems、198
8)。
【0004】本発明は、成長ホルモン類(somatotropin
s)のα−ヘリックス3領域を変化させることにより成
長ホルモン類の低溶解性の課題を解決することにある。
詳細には、インビトロで増強された溶液安定性を示すブ
タの成長ホルモンを、α−ヘリックス3の部位特異的変
異誘発により製造する。疎水性および親水性面の両方が
変異誘発の標的となる。最近、ウシの成長ホルモンのα
−ヘリックス3領域中に部位特異的変異誘発を生じさせ
ることにより、変異体成長ホルモンを発現する形質転換
マウスの成長が抑制されたが、このことは、このα−ヘ
リックス3領域が生物学的活性に重要な領域であること
を示唆している(Chen他、1990)。加うるに、α−
ヘリックス3変異は、ヘリックス1もしくはヘリックス
2領域中の変異、そして位置183と191のシステイ
ンをコード化するDNA中に関する二重変異(ここで、
システインをコード化するDNAが、アラニンもしくは
グルタミン酸のどちらかをコード化するDNAで置き換
えられている)と組み合わされている。位置183と1
91における二重変異はEP355460(これはここ
では参照にいれられる)中に記述されている。ここに開
示する変異の使用を通して、増強された溶解性(安定
性)を有し、それにより徐放に関する特性が増強された
成長ホルモンを提供する。ブタの成長ホルモンは、特に
徐放形態において有益であり、そしてそれはそのまま、
第一位の興味が持たれている成長ホルモンである。
【0005】本変異の特に有益な例は、α−ヘリックス
3中の位置122にあるイソロイシンがロイシンで置き
換えられている変異I122Lである。システインがア
ラニンで置き換えられているところの、位置183と1
91における他の変異との組み合わせで、蛋白質の単一
トリプトファン残基の転移温度の有意な上昇が得られ
る。この転移温度は、該蛋白質の熱安定性の尺度であ
る。最も好適な変異の1つにおいて、位置183と19
1にあるシステインをコード化するDNAを変化させて
グルタミン酸をコード化するようにさせることから成る
変異を、該I122L変異と組み合わせたとき、増強さ
れた溶液安定性が得られる。
【0006】
【発明の要約】本発明は、この成長ホルモン分子のα−
ヘリックス3および/または−ヘリックス2領域中のア
ミノ酸配列を変化させた成長ホルモン(類)に関する。
この得られる成長ホルモンは、未変性形態の該成長ホル
モンよりも安定(可溶)であり、そして上記成長ホルモ
ンの徐放調剤として調合したとき生物学的活性を維持し
ている。より詳細には、本発明の成長ホルモン類には、
ヒト、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、魚類および鳥
類の成長ホルモンが含まれる。更に、この言葉成長ホル
モンには、この未変性の成長ホルモン分子の他の部分を
欠失、添加および変更させたものが含まれる。例えば、
修飾(システインが置換されているか或は消失した)も
しくは誘導成長ホルモン類(この成長ホルモンのシステ
インアミノ酸残基の1〜4個が個々に、アミノ酸類、即
ちアルギニン、リジン、アスパラギン酸、グルタミン
酸、アスパラギン、グルタミン、ヒスチジン、アラニ
ン、グリシン、イソロイシン、ロイシン、バリン、フェ
ニルアラニン、トリプトファン、チロシン、メチオニ
ン、セリン、トレオニンまたはプロリンから選択される
1〜4個のアミノ酸残基で置換されているか、或は4つ
のシステインの全てがシステイン酸に変換されてい
る)。
【0007】従って、本発明の1つの目的は、未変性形
態の分子よりも可溶であり、従って、好適には徐放調剤
に調合されたとき、生物学的効果を示す新規な成長ホル
モン類を提供することにある。本発明の更に一層の目的
は、本発明の成長ホルモン類、並びに他の組換え生産さ
れたポリペプチド類および/または蛋白質、に関する製
造のための、部位特異的変異誘発技術を提供することに
ある。本発明のこれらのそして更に一層の目的は、以下
に示す本発明の詳細な記述によって明らかになるであろ
う。
【0008】相反するものに対して明記したものを除
き、本特許出願に関連して寄託したプラスミド類、DN
A配列、および微生物は、Princeton、New Jerseyに維持
されているAmerican Cyanamid Companyの培養収集中に
保存されており、そしてブタペスト条約に従って、Amer
ican Type Culture Collection (ATCC)、Rockville、Ma
ryland 20952、U.S.A.に寄託されている。
【0009】上に示したDNA株を、1988年8月2
3日付けでATCCに寄託した。これらは、
【0010】
【化1】
【0011】である。本分野の技術者によって、本発明
の成長ホルモン類またはそれらの変異体を得るため、こ
れらのDNAをいかなる適当な発現システムにも挿入さ
せ得ると理解される。
【0012】本発明の新規な動物性成長ホルモンのいく
つかのを発現する大腸菌K12バクテリア株を、198
8年8月23日付けでATCCに寄託した。これらのバクテ
リア株には、
【0013】
【化2】
【0014】が含まれる。
【0015】以下に示す大腸菌K12バクテリア株もま
た、1990年9月21日付けでATCCに寄託した。これ
らには、
【0016】
【化3】
【0017】が含まれる。
【0018】
【発明の詳細な記述】本発明の動物性成長ホルモン類
は、部位特異的変異誘発により与えられるが、他の手
段、例えば該ペプチド類および/または蛋白質の化学的
合成も、上記成長ホルモン類の製造で用いられ得る。特
異的に限定された部位にあるDNAのクローン化された
セグメントのDNA配列を変更するために現在用いられ
ている技術において、そのDNAの一本鎖形態を製造す
ることが必要とされている。この一本鎖DNAを、その
DNAの一部に対して相補性を示す合成オリゴヌクレオ
チドにアニールする(該オリゴヌクレオチドがその中に
不適正領域を有している以外は)。この不適正領域は、
通常、該オリゴヌクレオチドの中心部分に存在してい
る。ある場合には、このオリゴヌクレオチドはまた、該
変異(類)部位に、或はその近くに制限エンドヌクレア
ーゼ認識部位を有する。次に、T4DNAリガーゼおよ
びアデノシン5′トリホスフェートの存在下、大腸菌の
DNAポリメラーゼI、巨大フラグメントおよびデオキ
シヌクレオチドトリホスフェート類を添加することによ
り、該アニール混合物を、二重らせんにしそして共有結
合的に密封させる。その後、この二本鎖DNAを適当な
大腸菌株に形質転換し、ここで、このDNAの不適正領
域が修復された後、複製される。
【0019】2つの集団から成るクローンが得られる。
修復合成のための鋳型としてどのストランドを選択する
かによって、クローンは、野生型もしくは変形された
(変異した)配列のどちらかを有する。変異した配列を
有するクローン、即ち該オリゴヌクレオチドの配列に相
当するものは、放射能活性で標識されたオリゴヌクレオ
チドに対して雑種形成することによって選択される。こ
の放射能標識されたオリゴヌクレオチドは、このオリゴ
ヌクレオチドと該野生型配列との間の不適正のため、そ
の変異した配列を有するクローンと、より安定に結合す
る。従って、適当な温度での培養により、野生型と変異
型クローンとが区別される。このオリゴヌクレオチドが
また、制限エンドヌクレアーゼ開裂部位を有している場
合、同種の制限エンドヌクレアーゼを用いて候補クロー
ンを消化することで、その変異させた配列を有するクロ
ーンが確認され、そしてこれは、野生型と変異型クロー
ンとを区別するもう1つの手段を与える。次に、この同
定されたクローン中の変化を、その関係した領域のDN
A配列決定により確認する。
【0020】所望の変異(類)を有するプラスミドクロ
ーンの制限フラグメントを再構築することで、バクテリ
アか或は酵母の両方ではなく片方中で変異体の遺伝子生
産物を発現させるに適切な、発現プラスミド類を生じさ
せる。この再組み立ては、標準的副次クローン化操作に
より達成される。
【0021】以下の考察において、本発明の修飾された
組換え型成長ホルモン類、およびそれらの製造のために
用いる方法の代表的例として、組換え型のブタの成長ホ
ルモンを選択する。更に、以下に示す記述および実施例
は本発明を説明するためのものであり、それを制限する
ものではない。
【0022】組換え型のブタの成長ホルモンに関するD
NAおよびアミノ酸配列を以下に示す。最も好適な組換
え型ブタ成長ホルモンは、193個のアミノ酸から成る
ポリペプチド配列(ここで、NH2末端が3個の追加的
アミノ酸(met、asp、gln)を含むように修飾
されており、そしていくつかの成熟した形態の下垂体か
ら誘導されたブタの成長ホルモン中に見いだされる第一
アミノ酸(ala)が欠失している)である。しかしな
がら、191個のアミノ酸から成るPST並びにそれら
の他の誘導体、例えばNH2末端が欠失したもの、それ
に添加されたもの、そして/または、COOH末端が欠
失および/またはそれに添加されたものは、本発明の一
部を成すものであると解釈される。
【0023】組換え型pST: NH2−met−as
p−gln−phe−pro−ala−185個のアミ
ノ酸−ala−phe−COOH 下垂体pST: NH2−ala−phe−pro−a
la−185個のアミノ酸−ala−phe−COOH この修飾の結果、該組換え型pST蛋白質中の2つの追
加的アミノ酸から成る正味の増加が生じ、これは、EP
355460中に記述されている。組換え型のブタの成
長ホルモンに関する変異誘発させた誘導体の記述で用い
た番号付けシステムは、この追加的増加を反映したもの
であり、そしてこれは、本分野のいかなる技術者によっ
ても容易に適用される。
【0024】
【表1】
【0025】pGEMpST−SX DNAの構築 一本鎖pGEMpST−SXDNAは、全ての変異誘発
反応のための鋳型DNAであり、そしてこれは、部位特
異的変異誘発によりpGHGEM3ZDNAから製造さ
れる。ファージミドpGEM−3z(f+)へのブタ成
長ホルモン(rpST)遺伝子のクローン化は、結果と
してpGHGEM3Zを生じるが、これは以下に示す一
般的操作によって達成される。制限酵素EcoRIおよ
びHindIIIを用いて開裂させることにより、バク
テリアの発現プラスミドpEFF−902から、該pG
HGEM3Zブタ成長ホルモン(rpST)遺伝子含有
DNAフラグメントを単離する(図1)。その後、この
rpST遺伝子含有フラグメントをアガロースゲル電気
泳動により精製する。EcoRIおよびHindIII
を用いて二本鎖ファージミドDNAのpGEM−3z
(f+)を消化させ、子牛の腸EcoRIアルカリ性ホ
スファターゼで処理した後、大きなフラグメントをアガ
ロースゲル電気泳動で精製する。次に、これらの2つの
精製したフラグメントを一緒に混合した後、T4のDN
Aリガーゼを用いて結合させる。この混合物をバクテリ
アに形質転換した後、得られるいくつかのコロニーを増
殖させる。標準のアルカリ性溶解方法によりプラスミド
DNAを製造した後、適当な制限酵素を用いた消化によ
り構造を測定する。予想されたフラグメントを有するク
ローンを単離し、これをpGHGEM3Zと表示する。
【0026】pGEMpST−SX この変異誘発の目的は、α−ヘリックス2をコード化す
るDNA配列を、SacI制限部位により5′側(DN
Aコード化領域の位置225〜230)に隣接させ、そ
してXbaI制限部位により3′側(位置285〜29
0)に隣接させられているところの、rpSTのDNA
配列を作り出すことである。このDNA配列に関するこ
れらの変更は、該rpST蛋白質のアミノ酸配列を変化
させるものではない。これらの制限エンドヌクレアーゼ
開裂部位が存在している結果、「ヘリックス2カセッ
ト」が作り出され、それにより、ヘリックス2コード化
DNA中の変異と、ヘリックス3をコード化するDNA
中の適当な変異とが、便利にそして迅速に組み合わされ
得る。pGEMpST−SXの組み立てを以下に記述す
る。
【0027】合成オリゴヌクレオチドSacI293お
よびXbaI353のDNA配列を表1に記述する。一
本鎖pGHGEM3ZのDNAは変異誘発のための基質
であり、そしてこれは、標準プロトコルにより精製され
たファージから製造される。このDNAの2000ng
を、SacI293およびXbaI353オリゴヌクレ
オチド類(これらの両方共、アデノシン5′トリホスフ
ェートおよびT4ポリヌクレオチドキナーゼを用いて、
それらの5′末端がホスホリル化されている)の各々1
00ngと混合する。1Xアニール化用緩衝液(1Xア
ニール化緩衝液は、75mMのKClと5mMのトリス
−Cl、pH8.0である)中の全容積が10μLにな
るように該混合物を含有させる。この混合物を65℃で
7分間加熱した後、室温(RT)で10分間培養する。
この操作を行うことで、一本鎖基質(鋳型)DNAに該
オリゴヌクレオチドをアニールさせる。アニールさせた
分子を拡張した後、これを、22μLのH2O、1μL
の20mM ATP、各々2単位のT4 DNAリガー
ゼ、およびDNAポリメラーゼI巨大フラグメント(単
位の定義に関しては、New England Biolabsのカタロ
グ、1989を参照)、2μLの20X dNTP(各
々2mMの濃度で4つのデオキシリボヌクレオチド5′
トリホスフェートから成る混合物)、並びに4μLの1
0X「フィルイン」緩衝液(1Xフィルイン緩衝液は、
27.5mMのトリス−Cl、pH7.5、15mMの
MgCl2、2mMのDTTである)を添加することに
より、共有結合的に密封された二本鎖DNAに変換す
る。標準プロトコルにより、室温(RT)で1時間培養
した後、この反応体の半分を受容能力のあるHB101
細胞に導入する。37℃で一晩培養した後、単一コロニ
ーが現れる。標準操作により、プラスミドDNAを24
個のコロニーから調製し、そして別々の反応で、Sac
IおよびXbaIを用いて消化させる。このSacI2
93およびXbaI353オリゴヌクレオチドの両方が
該rpST遺伝子に組み込まていることが示されたとこ
ろの、両方の制限部位を有するプラスミドDNAを、前
述した如き受容能力のあるHB101細胞に導入するこ
とにより、更に一層の精製を行う。プラスミドDNAを
調製した後、SacIおよびXbaIを用いた個々の反
応中で消化させることで、プラスミドDNA中の各々の
制限部位の存在を立証し、これを次に、該rpSTのD
NAの関係した領域をDNA配列決定分析することによ
り確認する。
【0028】
【表2】
【0029】ヘリックス1、2、または3中の変異に関
する合成 pGEMpST−SX中の該rpST遺伝子の変異誘発
は以下に記述するようにして達成される。この変異誘発
プログラムの目的は、高蛋白質濃度(>100mg/m
L)において減少した凝集傾向を有するrpST分子を
生じさせることである。この焦点は、凝集反応の開始に
おいて重要であると信じられているところの(Brems
他、1986)、アミノ酸残基112〜129のヘリッ
クス3の疎水性面である。ここで用いるrpST遺伝子
は、このアミノ末端の追加的2個のアミノ酸をコード化
するため、下垂体誘導ウシおよびブタ成長ホルモン中で
見いだされる191個から成る残基とは異なり、アミノ
酸残基の全体数は193である。残基112〜129
は、ウシ成長ホルモンの残基110〜127に相当して
いる(Abdel-Meguid他、 1987)。変異誘発の標的と
なるところの、この分子の他の領域は、残基81〜87
のヘリックス2、残基6〜11であるところの、ヘリッ
クス3とヘリックス1との親水面である。追加的回数の
変異誘発、或は関係した領域を副次クローン化すること
により、組み合わされた変異体が生じる。L118E変
異および他の全ての標本を得るために用いる基本的プロ
トコルを以下に記述する。この基本的プロトコルに関す
る変法は、適当な実施例中に記述されている。
【0030】一本鎖基質のpGEMpST−SX DN
Aの製造は、pGHGEM3Zに関して記述したのと正
確に同じである。変異L118E、E116の構築で用
いる合成変異誘発オリゴヌクレオチドのDNA配列を表
Iに表示し、そしてSacI293に関して記述したよ
うに、その5′末端をホスホリル化する。アニール化お
よびフィルイン反応もまた、pGHGEM3ZのSac
I293変異誘発に関して記述したのと全く同じであ
る。この反応混合物の半分を受容能力のあるHB101
細胞に導入し、そして37℃で一晩培養した後、得られ
るコロニーをニトロセルロースフィルターに移し、そし
て標準方法による雑種形成のため処理する。このE11
6オリゴヌクレオチドをまた、変異の検出のためにも用
いる。γ−32P−ATPおよびポリヌクレオチドキナー
ゼを用いて、この5′末端を放射能標識する。5XSS
C(1XSSCは、0.15Mの塩化ナトリウム、0.
015Mのクエン酸ナトリウム、pH7.0)、1Xの
Denhardt's(各々0.02%(w/v)のFicoll、ウシ
の血清アルブミン、ポリビニルピロリドン)、150μ
g/mLの酵母菌tRNAおよび放射能標識したプロー
ブ中、雑種形成を37℃で一晩行う。
【0031】雑種形成後、このフィルターを、5XSS
C中37℃で少なくとも30分間洗浄した後、TAC
(TACは、3Mの塩化テトラメチルアンモニウム、5
0mMの(トリス)[ヒドロメチル]アミノメタンpH
8.0、1mMのEDTA(エチレンジアミンテトラ酢
酸)、0.1%(w/v)ドデシル硫酸ナトリウム)中
2回、所望温度で30分洗浄する。この後者の洗浄に関
する保温温度によって、特異性が測定され、該E116
オリゴヌクレオチドは、完全な相補性を示すクローンに
対してのみ雑種形成されたまま残存する。該E116オ
リゴヌクレオチドに関する温度は59.0℃である。X
線フィルムに暴露した後、E116に対して完全な相補
性を示すクローンのみが観察される。陽性として数えら
れるこれらのコロニーのいくつかからプラスミドDNA
を調製し、HB101に再び導入した後、上に記述した
ようにしてスクリーニングする。この2回目のスクリー
ニングで陽性を示すもののいくつかからプラスミドDN
Aを調製した後、DNA配列決定分析により分析し、こ
のようにして、該L118E変異を有するものは明瞭に
同定される。この変異を有するプラスミドを、pGEM
pST−SX−L118Eと表示する。
【0032】該L118E変異を有するところの、得ら
れるrpST遺伝子クローンを、2つの発現ベクター、
pROpST−SXおよびpROpST−SXA(これ
らの構築は記述されている)の各々に移入する。これら
の構築の目的は、前述した該SacIおよびXbaI制
限部位を存在させることによって制限されたところの、
該ヘリックス2カセット含有rpST遺伝子を、大腸菌
中でrpST遺伝子を発現させるように設計されたプラ
スミドベクターに導入することである。追加的目的は、
本発明中に記述する変異を2つの異なるrpST遺伝背
景の各々に導入することである。1つは、位置183と
191の2つのシステイン残基の各々の存在に関して、
天然(野生型)である。もう1つのrpST遺伝子は、
これらと同じ位置にあるシステインの代わりにアラニン
をコード化し、そしてこれは、EPO 355460中
に記述されている。プラスミドpROpSTA34(図
4)は、発現プラスミドpRO211にクローン化され
たEcoRI/HindIIIフラグメントを有してい
る。このEcoRI/HindIIIフラグメントは、
変化したrpST遺伝子(この中で、位置183と19
1のシステインをコード化するDNAが、これらの位置
にあるアラニンをコード化するDNAに変異されてい
る)を有している。従って、これはala、ala変異
を有している。1つの反応混合物中、EcoRIおよび
HindIIIを用いてプラスミドpROpSTA34
を消化させ、そしてもう1つの反応混合物中で、Eco
RIおよびSmaIにより消化させる。ベクター含有大
型フラグメントを、アガロースゲル電気泳動により各々
の反応から精製する。pGEMpST−SXから精製し
たEcoRI/HindIIIフラグメントを連結させ
ることにより、プラスミドpROpST−XS(これ
は、他方、野生型rpST背景中にヘリックス2カセッ
トを有する)を生じさせる。この連結反応混合物を、バ
クテリアの株N99cIに導入する。この株中、λPL
プロモーターによりrpST発現が推進され、そして野
生型λ抑制因子が存在すると抑制される。所望の構成を
有するところの、得られるプラスミドクローンを、適当
な制限酵素で消化させることにより同定する。変異を受
けたrpST遺伝子中にヘリックス2カセットを有する
プラスミドpROpST−SXAは、pGEMpST−
SXから精製されたEcoRI/SmaIフラグメント
と、pROpSTA34から精製されたEcoRI/S
maIベクターフラグメントとを連結させることにより
生じる。この連結反応混合物を、バクテリアの株N99
cIに導入し、そして得られるプラスミドクローンを、
関係する制限酵素で消化させることにより、所望のプラ
スミドクローンを同定する。
【0033】1組の反応中、EcoRIおよびHind
IIIを用いてpGEMpST−SX−L118EのD
NAを開裂させることにより、該L118E変異を発現
プラスミドpROpST−SXおよびpROpST−S
XAに導入し、そしてもう1組の反応では、EcoRI
およびSmaIを用いる。各々の反応混合物から得られ
るrpST含有小型フラグメントは、該L118E変異
を有しており、そしてこれらは、アガロースゲル電気泳
動で精製される。EcoRIおよびHindIIIを用
いてプラスミドpROpST−SXを制限した後、アガ
ロースゲル電気泳動により、ベクターを含有している大
型フラグメントを精製する。pGEMpST−SX−L
118Eから得られる精製EcoRI/HindIII
フラグメントを用いてこのフラグメントを連結させ、そ
の結果、プラスミドpROpST−SX−L118Eが
得られる。この連結反応混合物を、発現株4300(こ
れは温度に敏感なλ抑制因子を有する)に形質転換す
る。これらの株中でのrpST発現は温度に依存してい
る。42℃でこのλ抑制因子を不活性にすることで、該
λPLプロモーターからの発現を可能にする。このpR
OpST−SX−L118Eプラスミドを有するバクテ
リアのコロニーを、42℃(該λ抑制因子のための非許
容温度)で該rpST蛋白質を生産するところの、それ
らが有する能力により同定する。EcoRIおよびSm
aIの両方を用いてプラスミドpROpST−SXAを
制限した後、アガロースゲル電気泳動により大型ベクタ
ーフラグメントを精製する。pGEMpST−SX−L
118Eから得られる精製EcoRI/SmaIフラグ
メントを用いてこのフラグメントを連結させ、その結
果、プラスミドpROpST−SXA−L118Eが得
られる。この連結反応混合物を、発現株4300に形質
転換した後、該pROpST−SXA−L118Eプラ
スミドを有するバクテリアのコロニーを、42℃で該r
pST蛋白質を生産するところの、それらが有する能力
により同定する。
【0034】
【実施例】実施例1 2つの合成オリゴヌクレオチドを同時に用いたヘリック
ス2「カセット」の製造 この変異誘発の目的は、α−ヘリックス2をコード化す
るDNA配列を、SacI制限部位により5′側(DN
Aコード化領域の位置225〜230)に隣接させ、そ
してXbaI制限部位により3′側(位置285〜29
0)に隣接させられているところの、rpSTのDNA
配列を作り出すことである。このDNA配列に関するこ
れらの変更は、該rpSTのアミノ酸配列を変化させる
ものではない。これらの制限エンドヌクレアーゼ開裂部
位が存在している結果、「ヘリックス2カセット」が作
り出され、それにより、ヘリックス2コード化DNA中
の変異と、ヘリックス3をコード化するDNA中の適当
な変異とが、便利にそして迅速に組み合わされる。pG
EMpST−SXの組み立てを以下に記述する。
【0035】実施例2 変異誘発オリゴヌクレオチド類を用いたα−ヘリックス
を安定化させる親水性アミノ酸によるヘリックス3疎水
性アミノ酸の置換 この変異種の1員には、変異L118E、L115K、
L115KL118EおよびL118EI122Kが含
まれる。基本的プロトコルで、L118Eに関して記述
したのと全く同様に変異を生じさせる。これらの変異を
有するところの、得られるプラスミドを、それぞれpG
EMpST−SX−L118E、pGEMpST−SX
−L115K、pGEMpST−SX−L115KL1
18EおよびpGEMpST−SX−L118EI12
2Kと表示する。
【0036】rpST中でのL115K変異の発生は、
変異誘発および雑種形成反応の両方において表Iに示す
変異誘発オリゴヌクレオチドK113を用いる以外、L
118Eに関して記述したのと全く同様にして達成され
る。このオリゴヌクレオチドは該rpST配列を変化さ
せ、その結果、位置115のロイシンに関するコドン
が、CTGから、リジンをコード化するAAGに変化す
る。
【0037】rpST中でのL115KL118E変異
の発生は、変異誘発反応において表Iに示す変異誘発オ
リゴヌクレオチドK113E116を用いそして雑種形
成反応において表Iに示すオリゴヌクレオチドK113
E116Dを用いる以外、L118Eに関して記述した
のと全く同様にして達成される。このK113E116
オリゴヌクレオチドは該rpST配列を変化させ、その
結果、位置115のロイシンに関するコドンが、CTG
から、リジンをコード化するAAGに変化し、そして1
18のロイシンコドンが、CTGから、グルタミン酸を
コード化するGAGに変化する。従って、このオリゴヌ
クレオチドは該rpSTのDNA配列に二重変異を生じ
させる。
【0038】rpST中でのL118EI122K変異
の発生は、雑種形成反応において表Iに示す変異誘発オ
リゴヌクレオチドE116I120を用いる以外、L1
18Eに関して記述したのと全く同様にして達成され
る。このE116K120オリゴヌクレオチドは該rp
ST配列を変化させ、その結果、位置118のロイシン
に関するコドンが、CTGから、グルタミン酸をコード
化するGAGに変化し、そして120のイソロイシンコ
ドンが、ATCから、リジンをコード化するAAGに変
化する。従って、このオリゴヌクレオチドは該rpST
のDNA配列に二重変異を生じさせる。
【0039】実施例3 変異誘発オリゴヌクレオチド類を用いた親水性アミノ酸
によるヘリックス3中の疎水性アミノ酸の置換 この変異種の1員には、I122E、L118T、L1
18KおよびL115Eが含まれる。これらの変異を有
するプラスミドを、pGEMpST−SX−I122
E、pGEMpST−SX−L118T、pGEMpS
T−SX−L118KおよびpGEMpST−SX−L
115Eとそれぞれ表示する。これらの変異の構築は、
変異誘発および雑種形成反応の両方において表Iに示す
配列を有するオリゴヌクレオチド類を用いる以外、L1
18Eに関して記述したのと全く同様にして行う。
【0040】変異I122Eの構築において変異誘発オ
リゴヌクレオチドE120を用いる(表I)。このオリ
ゴヌクレオチドは該rpST遺伝子の配列を変化させ、
その結果、位置122のイソロイシンに関するコドン
が、ATCから、グルタミン酸をコード化するGAGに
変換される。E120オリゴヌクレオチドもまた、雑種
形成反応における放射能標識した検出プローブとして使
用され、これは、ニトロセルロースフィルターをTAC
緩衝液中56℃で培養する以外は、他の全ての点におい
てL118Eに関して上述したのと同じである。これら
の変異L118Tの構築は、変異誘発および雑種形成反
応の両方において用いるオリゴヌクレオチドがL118
Tである以外、L118Eに関して記述したのと全く同
様にして行う(表I)。このオリゴヌクレオチドは該r
pST遺伝子の配列を変化させ、その結果、位置118
のロイシンに関するコドンが、CTGから、トレオニン
をコード化するACTに変換される。このニトロセルロ
ースフィルターをTAC緩衝液中56℃で培養した後、
変異を有していないプラスミドから、所望の変異を有す
るプラスミドを区別する。
【0041】rpST中でのL115E変異の発生は、
変異誘発反応において表Iに示す変異誘発オリゴヌクレ
オチドE113EHDQ116を用いそして雑種形成反
応において表Iに示すオリゴヌクレオチドE113Dを
用いる以外、L118Eに関して記述したのと全く同様
にして達成される。このE113EHDQ116オリゴ
ヌクレオチドは該rpST配列を変化させ、その結果、
位置115のロイシンに関するコドンが、CTGから、
グルタミン酸をコード化するGAGに変化し、そして1
18のロイシンコドンが、CTGから、グルタミン酸を
コード化するGAG、グルタミン酸をコード化するGA
G、アスパラギン酸をコード化するGAC、ヒスチジン
をコード化するCAC、或はグルタミンをコード化する
CAGに変化する。位置118で生じる種々の変異誘発
的変化は、この変異誘発オリゴヌクレオチドが該オリゴ
ヌクレオチド合成中に発生する4つのオリゴヌクレオチ
ド類から成る混合物であることによるものである。E1
13Dの放射能標識された雑種形成プローブに対して雑
種形成するところの、得られるプラスミドクローンに関
するDNA配列決定の結果、それらはL115E変異を
含有しているが、位置118の4つの可能な変異のいず
れをも有していないことが確認されている。従って、こ
の変異誘発は、位置115にのみ単一変異を生じさせ
る。
【0042】rpST中でのL118K変異の発生は、
表Iに示す配列を有する変異誘発オリゴヌクレオチドL
118TKを用いる以外、L118Eに関して記述した
のと全く同様にして達成される。このL118TKオリ
ゴヌクレオチドは該rpST配列を変化させ、その結
果、位置118のロイシンに関するコドンが、CTGか
ら、リジンをコード化するAAG、或はCTGから、ト
レオニンをコード化するCAGに変化する。位置118
で生じる変異誘発的変化に関する種々の可能性は、この
変異誘発オリゴヌクレオチドが該オリゴヌクレオチド合
成中に発生する2つのオリゴヌクレオチド類から成る混
合物であることによるものである。L118TK放射能
標識された雑種形成プローブに対して雑種形成するとこ
ろの、得られるプラスミドクローンに関するDNA配列
決定の結果、それらはL115K変異を含有している
が、これらのいずれも、位置118におけるもう1つの
可能な変異、即ちL118Tを有していないことが確認
されている。従って、この変異誘発は、位置118の単
一変異を生じさせる。
【0043】実施例4 変異誘発オリゴヌクレオチド類を用いた疎水性アミノ酸
によるヘリックス3中の親水性アミノ酸の置換 この変異種の1員は、二重変異、即ちE119LQ12
3Lである。DNA配列決定分析によって確認されたと
ころの、この変異を有するプラスミドは、pGEMpS
T−SX−E119LQ123Lである。この二重変異
rpST遺伝子の組み立ては、変異誘発オリゴヌクレオ
チドL117、121を用いる以外、L118Eに関し
て記述したのと同様にして達成される(表I)。このオ
リゴヌクレオチドは該rpSTのDNA配列を変化さ
せ、その結果、グルタミン酸をコード化するDNAが、
GAGから、ロイシンをコード化するCTGに変化し、
そして位置123のグルタミンをコード化するDNA
が、CAGから、ロイシンをコード化するCTGに変化
する。この変異誘発反応では該オリゴヌクレオチドを用
いるが、一方、表Iに示されている配列を有するLeu
117121Dは、雑種形成反応における放射能標識さ
れたプローブとして使用される。この変異の組み立てで
用いる操作の全ては、変異を有するプラスミドを検出す
るためTAC中58℃で該ニトロセルロースフィルター
を培養する以外、L118Eに関して前述したのと同じ
である。
【0044】実施例5 小さい側鎖を有する非極性アミノ酸によるヘリックス3
中の大きい側鎖を有する非極性アミノ酸の置換 この変異種の1員には、L115A、L118Aおよび
M126Aが含まれる。これらの変異を有するプラスミ
ド類を、それぞれpGEMpST−SX−L115A、
pGEMpST−SX−L118AおよびpGEMpS
T−SX−M126Aと表示する。これらの変異の構築
は、使用する変異誘発オリゴヌクレオチド類そして必要
ならばTAC洗浄温度以外、L118Eに関して記述し
たのと全く同様にして行う。
【0045】変異L115A、L115Aの構築で用い
る合成変異誘発オリゴヌクレオチドのDNA配列を表I
に示す。このオリゴヌクレオチドは該rpST遺伝子の
配列を変化させ、その結果、位置115のロイシンに関
するコドンが、CTGから、アラニンをコード化するG
CGに変化する。このL115Aオリゴヌクレオチドを
また、雑種形成反応における放射能標識された検出用プ
ローブとして使用する。TAC緩衝液中56℃でニトロ
セルロースフィルターを培養した後、変異を有していな
いプラスミドから、所望の変異を有するプラスミドを区
別する。
【0046】rpST中でのL118A変異の発生は、
変異誘発および雑種形成/スクリーニング反応の両方で
用いる変異誘発オリゴヌクレオチドが、表Iに示す配列
を有するL118Aである以外、L118Eに関して記
述したのと全く同様にして達成される。このL118A
オリゴヌクレオチドは該rpSTの配列を変化させ、そ
の結果、位置118のロイシンに関するコドンが、CT
Gから、アラニンをコード化するGCGに変化する。T
AC緩衝液中56℃で該ニトロセルロースを培養するこ
とにより、変異を有するプラスミドを検出する。DNA
配列決定分析により立証されたこの変異を有するプラス
ミドを、pGEMpST−SX−L118Aと表示す
る。
【0047】rpST中でのM126A変異の発生は、
変異誘発および雑種形成/スクリーニング反応の両方で
用いる変異誘発オリゴヌクレオチドが、表Iに示す配列
を有するA124−2である以外、L118Eに関して
記述したのと全く同様にして達成される。このA124
−2オリゴヌクレオチドは該rpSTの配列を変化さ
せ、その結果、位置126のメチオニンに関するコドン
が、ATGから、アラニンをコード化するGCAに変化
する。TAC緩衝液中56℃で該ニトロセルロースフィ
ルターを培養することにより、変異を有するプラスミド
を検出する。DNA配列決定分析により立証されたこの
変異を有するプラスミドを、pGEMpST−SX−M
126Aと表示する。
【0048】実施例6 ロイシンによるイソロイシン122の置換 この変異種の1員には、I122L、I122LL11
8AおよびI122LM126Aが含まれる。これらの
変異を有するプラスミド類を、それぞれpGEMpST
−SX−I122L、pGEMpST−SX−I122
LL118AおよびpGEMpST−SX−I122L
M126Aと表示する。これらの変異の構築は、使用す
る変異誘発オリゴヌクレオチド類そして必要ならばTA
C洗浄温度以外、L118Eに関して記述したのと全く
同様にして行う。
【0049】変異I122L、L120−3の構築で用
いる合成変異誘発オリゴヌクレオチドのDNA配列を表
Iに示す。このオリゴヌクレオチドは該rpST遺伝子
の配列を変化させ、その結果、位置122のイソロイシ
ンに関するコドンが、ATCから、ロイシンをコード化
するCTGに変化する。このL120−3オリゴヌクレ
オチドをまた、雑種形成反応における放射能標識された
検出用プローブとして使用する。TAC緩衝液中56℃
でニトロセルロースフィルターを培養した後、変異を有
していないプラスミドから、所望の変異を有するプラス
ミドを区別する。
【0050】rpST中でのI122LL118A変異
の発生は、変異誘発および雑種形成/スクリーニング反
応の両方で用いる変異誘発オリゴヌクレオチドがL11
8Aであり、そして変異誘発のために用いる鋳型DNA
がpGEMpST−SX−I122Lである以外、L1
18Eに関して記述したのと全く同様にして達成され
る。この鋳型DNAは、pGEMpST−SXのDNA
に関して記述したのと全く同様にして製造される。TA
C緩衝液中56℃で該ニトロセルロースフィルターを培
養することにより、変異を有するプラスミドを検出す
る。DNA配列決定分析により立証されたこの変異を有
するプラスミドを、pGEMpST−SX−L118A
I122Lと表示する。rpST中でのI122LM1
26A変異の発生は、変異誘発および雑種形成/スクリ
ーニング反応の両方で用いる変異誘発オリゴヌクレオチ
ドがA124−2であり、そして変異誘発のために用い
る鋳型DNAがpGEMpST−SX−I122Lであ
る以外、L118Eに関して記述したのと全く同様にし
て達成される。この鋳型DNAは、pGEMpST−S
XのDNAに関して記述したのと全く同様にして製造さ
れる。TAC緩衝液中56℃で該ニトロセルロースフィ
ルターを培養することにより、変異を有するプラスミド
を検出する。DNA配列決定分析により立証されたこの
変異を有するプラスミドを、pGEMpST−SX−I
122LM126Aと表示する。
【0051】実施例7 ヘリックス3の親水性表面上のアミノ酸残基の置換 この変異種の1員には、G121A、K114Rおよび
K116Rが含まれる。これらの変異を有するプラスミ
ド類を、それぞれpGEMpST−SX−G121A、
pGEMpST−SX−K114RおよびpGEMpS
T−SX−K116Rと表示する。これらの変異の構築
は、使用する変異誘発オリゴヌクレオチド類そして必要
ならばTAC洗浄温度以外、L118Eに関して記述し
たのと全く同様にして行う。
【0052】変異G121A、G121A/XmnIの
構築で有益な合成変異誘発オリゴヌクレオチドのDNA
配列を表Iに示す。このオリゴヌクレオチドは該rpS
T遺伝子の配列を変化させ、その結果、位置121のグ
リシンに関するコドンが、GGCから、アラニンをコー
ド化するGCTに変換される。このオリゴヌクレオチド
はまた、該rpSTのDNA配列とは異なっており、そ
の結果、XmnI制限認識部位(5′−GAAGCTA
TTC−3′)が該rpSTのDNA配列に組み込まれ
る。該G121A変異を除いて、この追加的なヌクレオ
チド変化は、該rpST蛋白質のアミノ酸配列に関する
変化をもたらさない。このG121A/XmnIオリゴ
ヌクレオチドをまた、雑種形成反応(これは、他の全て
の点で上述したのと同じである)における放射能標識さ
れた検出用プローブとして使用する。TAC緩衝液中5
7.5℃で該ニトロセルロースフィルターを培養し、そ
してXmnI部位(これは、変異誘発オリゴヌクレオチ
ド中に存在しており、従ってこのプラスミドクローン中
の該G121A変異の存在に対して特徴的である)の獲
得に関する分析を行うことにより、候補の変異含有クロ
ーンが検出される。DNA配列決定分析により立証され
たこの変異を有するプラスミドを、pGEMpST−S
X−G121Aと表示する。
【0053】rpST中でのK114R変異の発生は、
変異誘発および雑種形成/スクリーニング反応の両方で
用いる変異誘発オリゴヌクレオチドが表Iに示す配列を
有するK114R/AccIである以外、L118Eに
関して記述したのと全く同様にして達成される。このK
114R/AccIオリゴヌクレオチドは該rpST配
列を変化させ、その結果、位置114のリジンに関する
コドンが、AAGから、アルギニンをコード化するCG
Tに変化する。このオリゴヌクレオチドはまた、該rp
STのDNA配列とは異なっており、その結果、Acc
I制限認識部位(5′−GTATAC−3′)が該rp
STのDNA配列に組み込まれる。該K114R変異を
除いて、この追加的なヌクレオチド変化は、該rpST
蛋白質のアミノ酸配列に関する変化をもたらさない。G
121Aと同様、推定の変異含有クローンが、TAC緩
衝液中57.5℃で該ニトロセルロースフィルターを培
養することにより検出され、そして新しいAccI制限
部位(これは、変異誘発オリゴヌクレオチド中に存在し
ており、従ってこのプラスミドクローン中の該K114
R変異の存在に対して特徴的である)の獲得に関して検
査する。DNA配列決定分析により立証されたこの変異
を有するプラスミドを、pGEMpST−SX−K11
4Rと表示する。
【0054】rpST中でのK116R変異の発生は、
変異誘発および雑種形成/スクリーニング反応の両方で
用いる変異誘発オリゴヌクレオチドが表Iに示す配列を
有するK116R/Bg1IIである以外、L118E
に関して記述したのと全く同様にして達成される。この
K116R/Bg1IIオリゴヌクレオチドは該rpS
T配列を変化させ、その結果、位置116のリジンに関
するコドンが、AAGから、アルギニンをコード化する
CGAに変化する。このオリゴヌクレオチドはまた、該
rpSTのDNA配列とは異なっており、その結果、B
g1II制限認識部位(5′−AGATCT−3′)
が、該ヌクレオチド配列の位置342〜347から成る
rpSTのDNA配列に組み込まれる。該K116R変
異を除いて、この追加的なヌクレオチド変化は、該rp
ST蛋白質のアミノ酸配列に関する変化をもたらさな
い。G121Aと同様、推定の変異含有クローンが、T
AC緩衝液中57.5℃で該ニトロセルロースフィルタ
ーを培養することにより検出され、そして新しいBg1
II制限部位(これは、変異誘発オリゴヌクレオチド中
に存在しており、従ってこのプラスミドクローン中の該
K116R変異の存在に対して特徴的である)の獲得に
関して検査する。DNA配列決定分析により立証された
この変異を有するプラスミドを、pGEMpST−SX
−K116Rと表示する。
【0055】実施例8 2つの合成オリゴヌクレオチド類を同時に用いた疎水性
アミノ酸残基によるヘリックス2中の親水性アミノ酸の
置換 この変異種の1員は、二重変異、即ちS81,87Lで
ある。DNA配列決定分析によって確認されたところ
の、この変異を有するプラスミドを、pGEMpST−
SX−S81,87Lと表示する。この二重変異体S8
1,87Lの組み立てで用いる合成変異誘発オリゴヌク
レオチド類、即ちS81LおよびS87LのDNA配列
を表Iに示す。このS81LおよびS87Lオリゴヌク
レオチドは該rpST遺伝子の配列を変化させ、その結
果、位置81と87それぞれのセリンに関するコドン
が、TCGから、ロイシンをコード化するTTGに変換
される。この二重変異体rpST遺伝子の組み立ては、
該変異誘発オリゴヌクレオチド類の両方をその変異誘発
反応において同時に用いる以外、L118Eに関して記
述したのと全く同じである。このS81Lオリゴヌクレ
オチドは、雑種形成反応(これは、このフィルターをT
AC緩衝液中54℃で洗浄する以外は、L118Eに関
して記述したものを除く全ての点で同一である)におけ
る放射能標識された検出用プローブとしても使用する。
推定の陽性変異を有するプラスミドクローンを持ってい
るバクテリアの形質転換体を選択し、ニトロセルロース
フィルターに移入した後、雑種形成のための処理を行
う。この2回目のスクリーニングで、該S87Lオリゴ
ヌクレオチドを、放射能標識したプローブとして用い、
そしてフィルターをTAC緩衝液中54℃で洗浄する。
【0056】実施例9 親水性アミノ酸残基によるヘリックス2中の疎水性アミ
ノ酸残基の置換 この変異種の1員は、二重変異、即ちL82,84Qで
ある。DNA配列決定分析によって確認されたところ
の、この変異を有するプラスミドを、pGEMpST−
SX−L82,84Qと表示する。変異L82,84Q
の構築で用いる合成変異誘発オリゴヌクレオチド類のD
NA配列はQ8082であり、これを表Iに示す。この
オリゴヌクレオチドは該rpST遺伝子の配列を変化さ
せ、その結果、位置82と84のロイシンに関するコド
ンが、各々、CTGおよびCTCそれぞれから、グルタ
ミンをコード化するCAGに変換される。TAC緩衝液
中58℃で該ニトロセルロースフィルターを培養するこ
とにより、変異含有プラスミドを検出する。
【0057】実施例10 ヘリックス2およびヘリックス3の組み合わされた変異
の構築 ヘリックス3の疎水性表面の疎水特性を維持しているか
(I122L、M126A)、或はそれを上昇させる
(E119LQ123L)ところの、いくつかのヘリッ
クス3変異、即ちI122L、M126AおよびE11
9LQ123Lを、次に示す副次クローン化反応によ
り、疎水性ヘリックス2二重変異S81,87Lと組み
合わせる。プラスミドpGEMpST−SX−S81,
87Lを、XbaIおよびEcoRIで制限する。この
小さいフラグメントを、アガロースゲル電気泳動で精製
し、そしてこれは該S81,87L変異を有している。
プラスミドpROpST−SXA−I122Lもまた、
連続してXbaIおよびEcoRIで制限した後、同様
にして、大きいフラグメントを精製する。この大型フラ
グメントは、pROpST発現ベクター成分およびpS
T変異I122Lを有しており、そしてアラニン置換に
対するシステインを位置183および191に有してい
る。この大型フラグメントと小型のS81,87Lフラ
グメントとを、T4 DNAリガーゼとATPの存在下
結合させる。CaCl2で処理することにより受容能力
を与えた発現株4300に、該反応混合物の半分を導入
する。形質転換された細胞を30℃で一晩培養する。実
施例12に記述したように、プラスミド含有細胞のpS
T発現を分析し、このヘリックス2/ヘリックス3組み
合わせを有するプラスミドを、pROpST−SXA−
S81,87L+I122Lと表示する。
【0058】発現ベクター成分の源としてpROpST
−SXA−M126AおよびpROpST−SXA−E
119LQ123Lを用い、そしてpROpST−SX
A−S81,87L+M126AおよびpROpST−
SXA−E119LQ123Lのそれぞれを発生させる
ためヘリックス3変異(類)を用いる以外、pROpS
T−SXA−S81,87L+I122Lに関して記述
したのと全く同様にして、組み合わされた変異pROp
ST−SXA−S81,87L+M126AおよびpR
OpST−SXA−S81,87L+E119LQ12
3Lを構築する。
【0059】変異体ヘリックス2のDNAの源がpGE
MpST−SXA−82,84Qであり、そしてヘリッ
クス3変異、即ちL115Kの源がpROpST−SX
A−L115Kである以外、S81,87L+I122
Lに関して記述したのと全く同様にして、ヘリックス2
の二重変異L82,84Qを該ヘリックス3変異L11
5Kと組み合わせる。この組み合わせを有するプラスミ
ドを、pROpST−SXA−L82,84Q+L11
5Kと表示する。
【0060】実施例11 変異誘発オリゴヌクレオチド類を用いた親水性アミノ酸
によるヘリックス1中もしくはその近くの疎水性アミノ
酸の置換 これらの変異の目的は、rpSTのNH2末端部分に見
いだされる疎水性アミノ酸残基を、ヒト成長ホルモン
の、同じ関係にある位置に存在している親水性アミノ酸
残基で置換することである。
【0061】この変異種の1員には、rpSTの二重変
異Q21HH22R、二重変異S11RA14Dそして
単一変異A6TおよびA14Dが含まれる。これらの変
異を有するプラスミド類は、DNA配列決定分析により
立証され、そしてそれぞれpGEMpST−SX−Q2
1HH22R、pGEMpST−SX−S11RA14
D、pGEMpST−SX−A6TおよびpGEMpS
T−SX−A14Dと表示する。これらの変異の構築
は、使用する変異誘発オリゴヌクレオチド、TAC緩衝
液中でのニトロセルロースフィルターの培養温度、そし
て適宜、適当な制限エンドヌクレアーゼを用いて消化す
ることによる陽性の変異含有プラスミドに関する追加的
スクリーニング以外は、L118Eに関して記述したの
と全く同様にして行う。
【0062】該二重変異Q21HH22R、Q21HH
22R/ClaIの構築で用いる合成変異誘発オリゴヌ
クレオチドのDNA配列を表Iに示す。このオリゴヌク
レオチドは該rpST遺伝子の配列を変化させ、その結
果、位置21のグルタミンに関するコドンが、CAGか
ら、ヒスチジンをコード化するCATに変換され、そし
て位置22のヒスチジンが、CACから、アルギニンを
コード化するCGAに変換される。これらの変異で埋め
込まれるものは、ClaI制限エンドヌクレアーゼ開裂
部位(5′−ATCGAT−3′)(これは、その変更
されたrpST遺伝子に対して特徴的である)である。
このQ21HH22R/ClaIオリゴヌクレオチドを
また、雑種形成反応(これは、他の全ての点で上述した
のと同じである)における放射能標識された検出用プロ
ーブとして使用する。TAC緩衝液中56℃で該フィル
ターを洗浄する以外、この変異の構築で用いた操作の全
てはL118Eに関して前述したのと同じである。ま
た、ClaI部位(これは、変異誘発オリゴヌクレオチ
ド中に存在しており、従ってこのプラスミドクローン中
の該Q21HH22R二重変異の存在に対して特徴的で
ある)の獲得に関して、候補の変異含有クローンを分析
する。
【0063】rpST中でのA6T変異の発生は、変異
誘発および雑種形成反応の両方において表Iに示す変異
誘発オリゴヌクレオチドA6Tを用いる以外、L118
Eに関して記述したのと全く同様にして達成される。こ
のA6Tオリゴヌクレオチドは該rpST配列を変化さ
せ、その結果、位置6のアラニンに関するコドンが、G
CCから、トレオニンをコード化するACCに変換され
る。雑種形成に続いて、バクテリア含有ニトロセルロー
スフィルターを、TAC緩衝液中52℃で洗浄する。
【0064】S11RA14D二重変異の発生は、変異
誘発および雑種形成反応の両方で変異誘発オリゴヌクレ
オチドS11RA14D/SalIを用い、そして該セ
ルロースフィルターをTAC緩衝液中64℃で洗浄する
以外、L118Eに関して記述したのと全く同様にして
達成される。このS11RA14D/SalIオリゴヌ
クレオチドは該rpST配列を変化させ、その結果、位
置11のセリンコドンが、AGCから、アルギニンをコ
ード化するCGAに変換され、位置14のアラニンコド
ンが、GCCから、アスパラギン酸をコード化するGA
Cに変換される。このオリゴヌクレオチドはまた、該r
pSTのDNA配列とは異なっており、その結果、Sa
lI制限認識部位(5′−GTCGAC−3′)が、該
ヌクレオチド配列の位置29〜34から成るrpSTの
DNA配列に組み込まれる。該S11RおよびA14D
変異を除いて、この追加的なヌクレオチド変化は、該r
pST蛋白質のアミノ酸配列に関する変化をもたらさな
い。推定の変異含有クローンを、新しいSalI制限部
位(これは、変異誘発オリゴヌクレオチド中に存在して
おり、従ってこのプラスミドクローン中の該S11RA
14D二重変異の存在に対して特徴的である)の獲得に
関して検査する。
【0065】A14D単一変異の発生は、変異誘発およ
び雑種形成反応の両方で変異誘発オリゴヌクレオチドA
14D/HindIIIを用いる以外、L118Eに関
して記述したのと全く同様にして達成される。このA1
4D/HindIIIオリゴヌクレオチドは該rpST
配列を変化させ、その結果、位置14のアラニンコドン
が、GCCから、アスパラギン酸をコード化するGAC
に変換される。このオリゴヌクレオチドはまた、該rp
STのDNA配列とは異なっており、その結果、Hin
dIII制限認識部位(5′−AAGCTT−3′)
が、該ヌクレオチド配列の位置30〜35から成るrp
STのDNA配列に組み込まれる。該A14D変異を除
いて、この追加的なヌクレオチド変化は、該rpST蛋
白質のアミノ酸配列に関する変化をもたらさない。推定
の変異含有クローンを、TAC緩衝液中62℃で該ニト
ロセルロースフィルターを培養することで検出し、そし
て新しいHindIII制限部位(これは、変異誘発オ
リゴヌクレオチド中に存在しており、従ってこのプラス
ミドクローン中の該A14D変異の存在に対して特徴的
である)の獲得に関して検査する。
【0066】実施例12 適当なバクテリア発現プラスミド類へのpST変異類の
再構築 この変化させられた(変異を有する)クローンを、バク
テリアの発現プラスミドpRO211(ここでは参照に
いれられるEPO173280特許出願中に記述されて
いる)の誘導体に再構築し、これらをpROpST、p
ROpSTA34およびpROpSTE34と表示す
る。プラスミドpROpSTは、発現ベクターpRO2
11にクローン化されたpSTのDNAを有しており、
そして位置183と191にシステインをコード化する
DNAを有しているが、これらの位置に、pROpST
A34は、アラニンをコード化するDNAを有してお
り、そしてpROpSTE34はグルタミン酸をコード
化するDNAを有している。このpGEMpSTの変化
させたクローンを、EcoRIおよびSmaIで消化さ
せた後、pSTの変異を有する小型のフラグメントを単
離する。pROpSTA34のDNAを同様にして処理
した後、ベクターを含有している大型のDNAフラグメ
ントを単離する。これらの精製したフラグメント類を、
T4のDNAリガーゼで一緒に連結させた後、適当なバ
クテリア株、例えば4300に形質転換する。この株は
温度に敏感なλ抑制因子(cI857)を有しており、そ
の結果、このλPLプロモーターからの発現は30℃で
抑制されるが、42℃(この温度で該抑制因子が不活性
化される)で許容される。pROpSTE34のDNA
への、変化させたpGEMpSTのDNAフラグメント
の導入は、pROpSTA34に関して記述したのと全
く同様にして達成される。pROpSTへの、変化させ
たpGEMpSTのDNAフラグメントの導入は、pG
EMpSTおよびpROpSTA34の両方のプラスミ
ドをEcoRIおよびHindIIIで消化させる以
外、pROpSTA34に関して記述したのと同じであ
る。表IIに、変異させたpST遺伝子を導入したバク
テリア発現プラスミドを列挙する。pST変異、即ちA
6T、S11R14DおよびQ21HH22Rを、pR
OpSTE34に関して記述したのと同様、pROpS
TE34の誘導体に導入する。この誘導体pROpST
E34T12は、pSTをコード化するDNA(これ
は、大腸菌rrnBオペロン(リボソームのRNAのB
オペロン)からの転写ターミネーターT12を有してい
る)の3′末端に、計算値で1kbのHindIIIフ
ラグメントを有している。
【0067】
【表3】
【0068】実施例13 ヘリックス1の組み合わされた変異体A6TS11R+
E34およびP8TS11R+E34の構築 二重変異A6TS11R(ここでは、位置6のアラニン
がトレオニンで置換されており、そして位置11のセリ
ンがアルギニンで置換されている)を、E34変異(E
P355460中に記述)(ここでは、位置183と1
91のDNAコード化システインがグルタミン酸で置換
されている)と組み合わせる。従って、この得られるr
pST遺伝子は、該rpSTのDNAのNH2−(A6
TS11R)およびCOOH−コード化領域(E34)
の両方に変異を有している。この得られるプラスミドを
pROpSTE−A6TS11Rと表示する。この変異
させられたところの、rpSTを含有している小型のE
coRI/SmaIフラグメント(該A6TS11R変
異類を有しているpML/pGH14から得られる)
を、プラスミドpROpSTE−T12から得られる大
型のEcoRI/SmaIフラグメントと結合させる。
この後者のプラスミドは、該pST発現プラスミド(こ
れはまた、該rpSTコード化DNAの3′末端に、大
腸菌rrnBオペロンからの強力な転写ターミネーター
(T12)を有している)である。
【0069】もう1つの二重変異P8TS11R(ここ
では、位置8のプロリンコード化DNAがトレオニンを
コード化するように変異させられており、そしてセリン
コード化DNAがアルギニンをコード化するように変異
させられている)を、E34変異(EP355460中
に記述)(ここでは、位置183と191のDNAコー
ド化システインがグルタミン酸で置換されている)と組
み合わせる。従って、この得られるrpST遺伝子は、
該rpSTのDNAのNH2−(P8TS11R)およ
びCOOH−コード化領域(E34)の両方に変異を有
している。この得られるプラスミドをpROpSTE−
P8TS11Rと表示する。プラスミドpML/pGH
18(これは、P8TS11R二重変異を有している)
を、変化させるrpSTのDNA源として用いる以外、
pROpSTE−A6TS11R中と同じ方策を、pR
OpSTE−P8TS11Rの構築で用いる。
【0070】A6TS11R+I112L+E34およ
びP8TS11R+I112L+E34 上述したI112Lのヘリックス3変異を、2つのヘリ
ックス1変異A6TS11RとP8TS11RおよびE
34変異の各々と組み合わせる。得られるプラスミドを
それぞれpROpST−SXE−A6TS11R+I1
12LおよびpML/pGH18−SXE−I112L
と表示する。I112L含有の小型BssHII/Hi
ndIIIフラグメントと、pROpSTE−A6TS
11Rから精製された大型のBssHII/HindI
IIフラグメントとを結合させることによってpROp
ST−SXE−A6TS11R+I112Lを構築す
る。この得られるプラスミドは、前述したヘリックス2
コード化DNAの5′および3′末端に隣接しているS
acIおよびXbaI制限部位によって限定されている
ヘリックス2カセットを有しているが、該T12転写タ
ーミネーターは有していない。P8TS11R二重変異
を有する大型のフラグメント源としてプラスミドpML
/pGH18を用いる以外は同じ様式で、プラスミドp
ML/pGH18−SXE−I112Lを構築する。こ
の変化させられたプラスミドは該T12転写ターミネー
ターを有しておらず、そして該ヘリックス2カセットも
持っていない。
【0071】実施例14 修飾された組換え型成長ホルモンの安定性概要 安定性の概要を測定するための方法は下記の通りであ
る。燐酸塩緩衝食塩水pH7.4(蒸留水1000mL
中にNaH2PO42O 3.45g、Na2HPO4
3.55g、NaCl 9.50gを溶解)中の組換え
型(動物性)成長ホルモン誘導体(100mg/mL以
下)の濃縮溶液を調製する。これをミリポアの無菌Mill
ex−0.22μmフィルター装置を通して濾過した後、
一定量0.1mLを試験管に入れる。これらを40℃の
オーブンに入れて、必要な間隔で取り出す。次に、この
内容物を燐酸塩緩衝食塩水で希釈する。この上澄み液
を、HPLCでモノマーおよびダイマー含有量に関して
分析する。物質収支を取る。沈澱したいかなる材料も記
録する。結果を初期の濃度と比較することで、安定性の
概要を作成する。
【0072】代替として、pH7.4で低い溶解性を示
す成長ホルモン誘導体を、好ましくないpH(4〜1
0)で溶解させるか、或は懸濁液として評価する。
【0073】変化させたrpST蛋白質に関する溶液安
定性試験の結果を表IIIに要約する。
【0074】
【表4】
【0075】溶解パーセントを、(溶液中に残存してい
る全体の画分)×100として表す。(実施例14参
照)。1回以上の測定を行った場合、平均溶解%で表
し、そして括弧内に個々の測定回数を示す。このrpS
T変異体は、A34もしくはE34背景のどちらかに存
在している。A34のrpSTは、位置183と191
に、システインの代わりにアラニンを有している。E3
4のrpSTは、位置183と191に、システインの
代わりにグルタミン酸塩を有している。
【0076】実施例15 組換え型(動物性)成長ホルモン誘導体を摂取した動物
の成長強化測定のためのハイポックス・ラット試験方法 動物の成長速度を変化させるための本発明の組換え型動
物性成長ホルモン誘導体の効果を、下垂体切除した(ハ
イポックス)ラット分析を用いて測定する。この下垂体
切除したラットは、それ自身の成長ホルモンを生産せ
ず、そして注射した成長ホルモンに対して敏感である。
測定する応答は、一定期間、例えば10日間に渡る成長
であり、そしてこれらを、rpSTの正の対照(これは
全て試行に含まれている)の生物学的活性パーセントと
して表IV中に表す。
【0077】
【表5】
【0078】実施例16 変化させた組換え型成長ホルモンが有するところの、イ
ンビトロで成長ホルモンレセプタに結合する能力を測定
するための肝臓放射受容体検定法 インビトロの放射受容体検定法を、本発明の組換え型成
長ホルモンが有するところの、精製した肝臓膜から得ら
れた成長ホルモン受容体との結合に対して125I−rp
STと競争する能力を評価するために用いる。これらの
評価の結果を、rpST結合パーセントとして示し、そ
してこれらを表IVに示す。
【0079】実施例17 rpST変異体I122L+E34を用いて行った窒素
収支実験 このI122L変異を有する変化したrpST蛋白質の
生物学的活性をインビボで評価するため、EP3554
60中に記述されているように、窒素収支実験を行う。
成長しているブタにpSTを皮下投与すると、体内、主
に筋肉内に蓄積される蛋白質の量が上昇する。窒素収支
試験を使用することで、動物が蓄える蛋白質量の変化に
関する尺度が得られる。蛋白質は決まった量の窒素を含
有しているため、窒素に関して食餌および排出物を分析
することで、蛋白質の蓄積状態に関する正確な見積もり
が得られる。このように、窒素の収支は、餌中の消費さ
れた窒素の量そして尿およびふん中に排泄された量、並
びにその差から計算された保持(蓄積)量の尺度とな
る。窒素の保持を、消化された窒素量のパーセントとし
ての保持窒素量[(消費窒素)−(排出窒素)]として
正確に見積もる。この実験において、該rpSTのI1
22L変異体の位置183と191のシステイン残基を
グルタミン酸に置換した。この分析の結果、該rpST
対照に比較して、この変化させたrpST分子は充分な
生物学的活性を示している。
【0080】実施例18 蛍光分光法を用いた熱安定性測定 変化させたrpSTの熱安定性は、温度の関数として、
固有のトリプトファン蛍光を測定することから推測され
る。このrpST分子は、「未変性状態」で激しく消光
させらる固有蛍光を有する単一トリプトファン残基を有
している。温度を上昇させるか、或はpHを低下させる
と、特徴的に蛍光の上昇が生じ、これは恐らくは、埋め
込まれているトリプトファン残基の少なくとも近隣で構
造の損失が生じるためであろう。温度上昇に対する蛍光
の「溶融図」によりS状曲線が得られ、ここでは、与え
られたrpST誘導体に特徴的な温度に到達するまで蛍
光は完全に消光されているままである。それに続いて、
比較的狭い温度範囲で、蛍光の鋭角な上昇が生じる。こ
の蛍光上昇の中間点の範囲を限定している温度をT(m)
と表示し、そしてこれは、蛋白質の熱安定性を反映して
いる。355nmのカットオフフィルターを用いそして
励起波長および放出蛍光を読み取るため295nmを用
いる以外、Burger他、1966の方法を用いて、本発明
のrpSTのT(m)を測定する。本発明のrpSTのT
(m)を表IVに要約する。これらのデータは、I122
Lに関する79℃のT(m)の顕著な上昇を示している。
【0081】実施例19 ポリメラーゼ鎖反応方法によるI122L変異の発生 SarkarおよびSommer(1990年)が記述したポリメラ
ーゼ鎖反応技術(ここでは参照にいれられる)の応用を
用い、部位特異的変異誘発により該I122L変異をr
pST遺伝子に導入する。使用する3つのオリゴヌクレ
オチドのプライマーを表Iに示し、そしてこれらにはS
acI293、L120−3およびPvuII634が
含まれる。プラスミドpGEMpST−SXから得られ
るrpST遺伝子含有EcoRI/HindIIIフラ
グメントを鋳型として用いる。製造業者の指示に従っ
て、各々1μmのL120−3およびPvuII634
オリゴヌクレオチドプライマー、dNTPおよびTaq
のDNAポリメラーゼを用いて、15サイクルのポリメ
ラーゼ鎖反応(以降PCRと呼ぶ)を1ngの鋳型rp
STのDNAに対して行う。この反応の結果、227b
pのDNAフラグメントが得られ、これは該I122L
変異を有している。アガロースゲル電気泳動によりこの
フラグメントを精製した後、追加的15サイクルのPC
Rで、オリゴヌクレオチドのプライマーSacI293
およびrpST含有EcoRI/HindIII鋳型フ
ラグメントと一緒に、PCRプライマーとして用いる。
得られる361bpのフラグメントを、制限エンドヌク
レアーゼSacIおよびPvuIIで開裂させ、アガロ
ースゲル電気泳動で精製した後、連結させて、ゲル精製
した大型のSacI/PvuII pGEMpST−S
X DNAフラグメントを生じさせる。この連結反応混
合物を受容能力のあるHB101細胞に形質転換する。
放射能標識した雑種形成用プローブとしてオリゴヌクレ
オチドL120−3を用い、そして1回のみのスクリー
ニングを行う以外、L118Eに関して記述したのと全
く同様にして、該I122L変異の存在に関してその得
られる形質転換体のプラスミドDNAをスクリーニング
する。このI122L変異が存在していること、そして
該PCR反応によって導入された追加的変異が存在して
いないことを、DNA配列決定分析により確認する。こ
の変異を有するプラスミドをpGEMpST−SX−I
122LPCRと表示する。
【0082】実施例20 酵母菌中での発現に適切なプラスミドへのrpST変異
I122Lの再構築 酵母菌であるビール酵母菌(Saccharomyces cerevisia
e)中でI122L変異含有rpST遺伝子を発現させ
るため、使用可能なように、この酵母菌から誘導される
プロモーター配列に該rpSTコード化DNAを結合さ
せる必要がある。NdeIおよびHindIIIを用い
てこのプラスミドを開裂させた後、DNAポリメラーゼ
Iの大型クレノウフラグメントを用いてこのDNAを処
理することにより、pROpST−SXE−I122L
から得られるrpSTを有する小型のNdeI/Hin
dIIIフラグメントの末端を活性化する。このフラグ
メントをゲル電気泳動で精製した後、YEp352−2
であるところの、プラスミドの大型SalI/SphI
フラグメントと連結させる。この後者のフラグメントの
末端をS1ヌクレアーゼで処理することにより活性化す
る。このプラスミドはYEp352誘導体(これは修飾
されて、分岐GAL1/GAL10プロモーター(John
stonおよびDavis、1984)、そしてSTE7遺伝子
(Teague他、1986)から誘導された3′未翻訳領域
を追加的に有している)である。この得られるプラスミ
ドをYEp352−psT−I122Lと表示する(図
5)。
【0083】酵母菌中でのこのrpST変異体の発現
は、このプラスミドを用いて形質転換した酵母菌細胞
を、ウラシルを含有せずそして単一炭素源として2%の
ガラクトースを含有している合成完全媒体(Sherman、 F
inkおよびHilks、1986)中、30℃で数時間培養す
ることで達成されるか、さもなければ、最大限のrpS
T遺伝子誘発およびrpST生産を達成する必要があ
る。URA3遺伝子中の変異を有するいかなる酵母菌株
も宿主として使用できるが、プロテアーゼ生産が不足し
ておりそしてBJ5457(遺伝子型MATα pep
4::HIS3 prb1−△ trp1 ura3−5
2 leu2−△ his3−△ lys2−801 ca
n1 GAL+)の如きGAL+である酵母菌株を用い
るのが好適である。この株は、Yeast Genetic Stock Ce
nter、 University of CaliforniaにBJ5457として
寄託してある。
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ための実験室過程マニュアル」(Laboratory Course Ma
nual for methods in Yeast genetics)、Cold Spring
Harbor Laboratory、 Cold Spring Harbor、 NY 163-
168頁。
【0093】配列表 (1)一般情報: (i)出願者: Deborah Tardy Chaleff (ii)発明の名称: アルファ−ヘリックス3領域、
アルファ−ヘリックス2領域における変化、それらの組
み合わせ、並びに他の変異との組み合わせを有する成長
ホルモン類 (iii)配列の数: 1 (iv)通信住所: (A)住所: Estelle J. Tsevdos、 American Cyanami
d Company (B)通り: 1937 West Main Street、 P.O.Box
60 (C)市: Stamford (D)州: Connecticut (E)国: アメリカ合衆国 (F)郵便番号: 06904 (v)コンピューター読み取りフォーム: (A)媒体種類: フロッピーディスク (B)コンピューター: IBM PC AT (C)作動システム: MS−DOS (D)ソフトウエア: IBMディスプレイライト4から
変換したASCII (vi)現在の出願日: (A)出願番号: (B)出願日: (C)分類: (vii)先願出願日: (A)出願番号: (B)出願日: (viii)代理人/代理人情報: (A)名前: Tsevdos, Estelle J. (B)登録番号: 31,145 (C)参照/処理予定事項番号: 31,297-00 (ix)遠隔通信情報: (A)電話: 203 321 2756 (B)テレファックス: 203 321 2971 (C)テレックス: (2)SEQ ID NO:1に関する情報: (i)配列の特徴: (A)長さ: 193 (B)種類: 核酸 (C)ストランド性: 単一 (D)トポロジー: 線状 (ii)分子の種類: (iii)仮説: (iv)アンチ−センス: (v)フラグメントの種類: (vi)オリジナル源: (A)有機体: (B)株: (C)個々の単離: (D)発生段階: (E)ハプロタイプ: (F)組織の種類: (G)細胞の種類: (H)細胞系: (I)小器官: (vii)直接源: (A)収集: (B)クローン: (viii)ゲノムの位置: (A)クロモゾーム/セグメント: (B)マップの位置: (C)単位: (ix)特徴: (A)名前/鍵: (B)位置: (C)同定方法: (D)他の情報: (x)公開情報: (A)著者: (B)名称: (C)雑誌: (D)巻: (E)発行: (F)頁: (G)日付: (H)書類番号: (I)出願日: (J)公開日: (K)関係する他の情報: (xi)配列記述: SEQ ID NO: 1:
【0094】
【表6】
【0095】
【表7】
【0096】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
【0097】1. 成長ホルモンのアルファ−ヘリック
ス3領域に変異を生じさせ、それによって、徐放調剤に
おける生物学的活性を維持させながら未変性形態の成長
ホルモンよりも易溶性にすることから成る成長ホルモン
(somatotropin)。
【0098】2. 上記成長ホルモンがヒト、ウシ、ブ
タ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、魚類または鳥類の成長ホルモ
ンである第1項記載の成長ホルモン。
【0099】3. 上記アルファ−ヘリックス3の変異
がI122L、L115E、L115K、L115KL
118E、L118E、L118T、L118K、L1
18EI122K、I122E、E119LQ123
L、M126A、L118A、G121A、K114
R、K116R、I122LM126AまたはI122
LL118Aから成る第2項記載の成長ホルモン。
【0100】4. 上記アルファ−ヘリックス3の変異
がI122Lである第3項記載の成長ホルモン。
【0101】5. 上記成長ホルモンがブタまたはウシ
の成長ホルモンである第4項記載の成長ホルモン。
【0102】6. 上記成長ホルモンがブタの成長ホル
モンである第5項記載の成長ホルモン。
【0103】7. 成長ホルモンのアルファ−ヘリック
ス2領域に変異を生じさせ、それによって、徐放調剤に
おける生物学的活性を維持させながら未変性形態の成長
ホルモンよりも易溶性にすることから成る成長ホルモ
ン。
【0104】8. 上記成長ホルモンがヒト、ウシ、ブ
タ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、魚類または鳥類の成長ホルモ
ンである第7項記載の成長ホルモン。
【0105】9. 上記アルファ−ヘリックス2の変異
がS81、87LまたはL82、84Qである第8項記
載の成長ホルモン。
【0106】10. 上記成長ホルモンがブタまたはウ
シの成長ホルモンである第9項記載の成長ホルモン。
【0107】11. 上記成長ホルモンがブタの成長ホ
ルモンである第10項記載の成長ホルモン。
【0108】12. アルファ−ヘリックス2領域中の
上記成長ホルモンの変異を更に含む第1項記載の成長ホ
ルモン。
【0109】13. 上記成長ホルモンがヒト、ウシ、
ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、魚類または鳥類の成長ホル
モンである第12項記載の成長ホルモン。
【0110】14. 上記アルファ−ヘリックス2の変
異がS81、87LまたはL82、84Qである第13
項記載の成長ホルモン。
【0111】15. 上記アルファ−ヘリックス3の変
異がI122L、L115E、L115K、L115K
L118E、L118E、L118T、L118K、L
118EI122K、I122E、E119LQ123
L、M126A、L118A、G121A、K114
R、K116R、I122LM126AまたはI122
LL118Aから成る第14項記載の成長ホルモン。
【0112】16. 上記アルファ−ヘリックス3の変
異がI122Lである第15項記載の成長ホルモン。
【0113】17. 位置183と191のシステイン
がグルタミン酸で置換されている第1項記載の成長ホル
モン。
【0114】18. 4個のシステイン、即ち小さいル
ープ中の2つおよび大きいループ中の2つ、の中の少な
くとも1つが欠失している第1項記載の成長ホルモン。
【0115】19. 4個のシステインをシステイン酸
に変化させた第1項記載の成長ホルモン。
【0116】20. 位置183と191のシステイン
がグルタミン酸で置換されている第4項記載の成長ホル
モン。
【0117】21. 4個のシステイン、即ち小さいル
ープ中の2つおよび大きいループ中の2つ、の中の少な
くとも1つが欠失している第4項記載の成長ホルモン。
【0118】22. 4個のシステインをシステイン酸
に変化させた第4項記載の成長ホルモン。
【0119】23. 位置183と191のシステイン
がグルタミン酸で置換されている第7項記載の成長ホル
モン。
【0120】24. 4個のシステイン、即ち小さいル
ープ中の2つおよび大きいループ中の2つ、の中の少な
くとも1つが欠失している第7項記載の成長ホルモン。
【0121】25. 4個のシステインをシステイン酸
に変化させた第7項記載の成長ホルモン。
【0122】26. 位置183と191のシステイン
がグルタミン酸で置換されている第12項記載の成長ホ
ルモン。
【0123】27. 4個のシステイン、即ち小さいル
ープ中の2つおよび大きいループ中の2つ、の中の少な
くとも1つが欠失している第12項記載の成長ホルモ
ン。
【0124】28. 4個のシステインをシステイン酸
に変化させた第12項記載の成長ホルモン。
【0125】29. 合成オリゴヌクレオチド(これ
は、このDNAの一部に相補性を示し、そして上記オリ
ゴヌクレオチドは上記DNAに対して不適正領域を有し
ている)にアニールされた一本鎖DNAを作り出すこと
でDNAセグメントをクローン化し;上記DNAを2本
鎖にし;上記2本鎖DNAをクローン化用の適当な宿主
に形質転換し;上記オリゴヌクレオチド雑種形成に相当
する変異した配列を選択し;上記選択された配列を発現
プラスミドに再構築し;そして上記の得られる組換え誘
導された蛋白質もしくはポリペプチドを発現させる;こ
とから成る、組換え誘導された蛋白質もしくはポリペプ
チドに関して、部位特異的変異誘発を行うための方法。
【0126】30. 上記オリゴヌクレオチドが、上記
変異の部位に、或はその近くに制限エンドヌクレアーゼ
認識部位を有する第29項記載の方法。
【0127】31. 制限エンドヌクレアーゼ認識部位
を有する上記クローンを所望の制限エンドヌクレアーゼ
で消化させる第30項記載の方法。
【0128】32. 上記組換え誘導された蛋白質もし
くはポリペプチドが成長ホルモンである第31項記載の
方法。
【0129】33. 上記成長ホルモンがヒト、ウシ、
ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、魚類または鳥類の成長ホル
モンである第32項記載の方法。
【0130】34. 上記オリゴヌクレオチドがSac
I293、Xba1353、S81L、S87L、Q8
082、K113、E116、K113E116、E1
16K120、E120、L120−3、A124−
2、E113EHDQ116、E113D、L115
A、L118A、L118TK、L118T、L11
7,121、Leu117121D、K114R/Ac
cI、G121A/XmnI、K116R/Bg1I
I、A14D/HindIII、A6T、S11RA1
4D/Sal、Q21HH22R/ClaIまたはPv
uII634である第33項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】 組換え型ブタの成長ホルモン(rpST)D
NAの制限マップ。幅広い線は、rpSTDNAのアミ
ノ酸コード化部分を表しており、そして細い線は、5’
および3’の側面にある非コード化DNA配列を表して
いる。部位特異的変異誘発を受けさせるrpST遺伝子
の領域を、この制限マップの下に記入した番号で示し、
そして番号1はα−ヘリックス1をコード化するDNA
を表し、番号2はα−ヘリックスをコード化するDNA
を表し、番号3はα−ヘリックス3をコード化するDN
Aを表し、そして番号4は、位置183と191に存在
しているシステインをコード化するDNAを表してい
る。このマップの上部に示した文字は、種々の制限エン
ドヌクレアーゼの制限部位の位置を表しており、ここ
で、RI=EcoRI、N=NdeI、B=BssHI
I、S=SacI、X=XbaI、Sm=SmaIおよ
びH=HindIIIである。
【図2】 プラスミドpEFF−902の構造および制
限マップ。このプラスミドは、pBR322複製起点
(Ori)および耐アンピシリン遺伝子、バクテリオフ
ァージλからのλPLプロモーター、cIIリボソーム
結合部位およびcI抑制因子遺伝子、大腸菌(E. col
i)のrrnBオペロンからのT12転写ターミネータ
ー、プロモーター無しのデオ(deo)調節領域からの6
0個塩基対の配列、そしてpGHとして表されるrpS
T遺伝子を有している。関係した制限部位が示されてい
る。本文中に記述するように、このプラスミドをEco
RIおよびHindIIIで処理して該rpST含有D
NAを切除した後、誘発変異ベクターpGEM3z(f
+)にクローン化する。
【図3】 pGHGEM3Zの構造および部分的制限マ
ップ。このファージミドはf1 DNA複製起点、pB
R322複製起点(Ori)および耐アンピシリン遺伝
子、SP6およびT7プロモーター、バクテリオファー
ジλからのlacZ遺伝子cIIリボソーム結合部位、
そしてpGHとして表されるrpST遺伝子を有してい
る。本文中で記述するように、部位特異的変異誘発のた
めの鋳型として一本鎖ファージミドDNAを用いる。
【図4】 バクテリア(大腸菌)中で組換え型のウシの
成長遺伝子を製造するために、バクテリアの発現プラス
ミドpROpSTを用いる。cIIリポソーム結合部位
は、EcoRI制限部位とNdeI制限部位との間に位
置している。rpSTのための翻訳開始コドンは該Nd
eI部位に埋め込まれている。発現は該λPLプロモー
ターによって推進される。
【図5】 酵母の発現プラスミドYEp352−pST
−I122Lの構造。このプラスミドはYEp352の
誘導体であり、そしてこれは、rpST変異、即ちI1
22L(この発現は、ビール酵母菌(S. cerevisiae)
からの誘発性GAL1/GAL10プロモーターにより
推進される)を有している。この3’未翻訳DNAは、
酵母STE7遺伝子から誘導される。この2μmの要素
は、酵母中でのプラスミド複製を支持し、そしてこのU
RA3は、酵母中での形質転換体選択のための選択可能
マーカーを与える。このプラスミドはまた、複製のpB
R322起点(示されていない)および耐アンピシリン
遺伝子を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:865)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成長ホルモンのアルファ−ヘリックス3
    領域に変異を生じさせ、それによって、徐放調剤におけ
    る生物学的活性を維持させながら未変性形態の成長ホル
    モンよりも易溶性にすることから成る成長ホルモン。
  2. 【請求項2】 成長ホルモンのアルファ−ヘリックス2
    領域に変異を生じさせ、それによって、徐放調剤におけ
    る生物学的活性を維持させながら未変性形態の成長ホル
    モンよりも易溶性にすることから成る成長ホルモン。
  3. 【請求項3】 合成オリゴヌクレオチド(これは、この
    DNAの一部に相補性を示し、そして上記オリゴヌクレ
    オチドは上記DNAに対して不適正領域を有している)
    にアニールされた一本鎖DNAを作り出すことでDNA
    セグメントをクローン化し;上記DNAを2本鎖にし;
    上記2本鎖DNAをクローン化用の適当な宿主に形質転
    換し;上記オリゴヌクレオチド雑種形成に相当する変異
    した配列を選択し;上記選択された配列を発現プラスミ
    ドに再構築し;そして上記の得られる組換え誘導された
    蛋白質もしくはポリペプチドを発現させる;ことから成
    る、組換え誘導された蛋白質もしくはポリペプチドに関
    して、部位特異的変異誘発を行うための方法。
JP3339492A 1990-11-30 1991-11-29 アルフア−ヘリツクス3領域、アルフア−ヘリツクス2領域の変化、およびそれらの組み合わせ、並びに他の変異との組み合わせを有する成長ホルモン Pending JPH0570497A (ja)

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