JPH0576360A - 組織プラスミノーゲン活性化物質及びその誘導体を折り畳む改良法 - Google Patents

組織プラスミノーゲン活性化物質及びその誘導体を折り畳む改良法

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JPH0576360A
JPH0576360A JP3202722A JP20272291A JPH0576360A JP H0576360 A JPH0576360 A JP H0576360A JP 3202722 A JP3202722 A JP 3202722A JP 20272291 A JP20272291 A JP 20272291A JP H0576360 A JPH0576360 A JP H0576360A
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plasmid
dna
coli
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folding
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JP3202722A
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Cameron Mckeller Warren
ウアーレン・キヤメロン・マツクケラー
Suu Robey Caroline
キヤロライン・スー・ロベイ
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Eli Lilly and Co
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Eli Lilly and Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリングル−2を含む組織プラスミノーゲン
活性化因子および組織プラスミノーゲン活性化因子誘導
体の基質特異的な、酵素的に活性な分子の収量を増加さ
せる。 【構成】 折り畳み溶液に有効量のリジンを加えること
を特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】蛋白の適正な配座と生物学的活性の間の関
係は長い間認められてきた。アンフィンセン[197
3、サイエンス第181巻223−240頁]はリボヌ
クレアーゼに関する業績により蛋白の折り畳みの分野に
おける仕事の先鋒となった。アンフィンセンの研究は、
その三次構造が適切なジスルフィド結合の形成に依存す
るリボヌクレアーゼの酵素活性における適切なジスルフ
ィド結合の形成の重要性を明らかにした。
【0002】原核細胞における蛋白産物の発現のための
様々な遺伝子の遺伝子工学は、生物活性を維持するため
の多くの蛋白の厳密な配座の必要性に再び大きな注目を
している。原核生物中にクローニングされた多くの遺伝
子は、生物活性が最小のまたは生物活性が無い不溶性ア
モルファス複合体を蛋白産物に形成させるためにのみ有
効に発現されてきた。不溶性及び不活性は非常にしばし
ば、分子間または分子内の不適当なジスルフィド結合の
所産である。適切なジスルフィドの形成に依存する多数
のドメインを有する、より大きな、より複雑な蛋白は、
特に、含まれる多数のシステインの可能な順列及び組合
せに起因する折り畳みの問題を包含し易い。
【0003】蛋白を生物活性に適切な配座に折り畳む様
々な試みがなされてきた。アンフィンセンの先駆的仕事
は、酵素の変性及び還元が、変性剤および還元剤を取り
除いた後でも不活性な産物を産むことを示した。酵素活
性が長時間の後に戻ることを発見したアンフィンセンの
見込みは、還元されたスルフヒドリル基の酸化及びこれ
に伴う活性型への折り畳みに帰するべきものとして正し
く認識された。蛋白化学における近年の研究は、蛋白の
折り畳みの分野を著しく広げた。蛋白を折り畳む方法
は、目的のポリペプチドを線状化する変性溶液の使用
と、これに続いて変性剤を除いて折り畳みをさせること
を含む。蛋白の変性に使用される溶液及びその中で該蛋
白を再び折り畳む溶液は、科学文献中に詳しく記載され
ている。
【0004】マイアー、1968、バイオケミストリー
第7巻765頁及びシュテルワーゲン、1968、バイ
オケミストリー第7巻2893頁、は、蛋白を変性させ
るための尿素の使用を報告している。パトチョルニク及
びクラウス、1975、ピュア・アプライド・ケミスト
リー第43巻503頁に記載の固相吸着;シーナ及びラ
イト、1975、ジャーナル・オブ・バイオロジカル・
ケミストリー第250巻8624頁及びジュノリーノ
等、1978、アーカイブズ・オブ・バイオケミストリ
ー・アンド・バイオフィジクス第191巻269頁に記
載の不溶性担体への共有結合による付着;並びにクレイ
トン、1986、プロテイン・ストラクチュア、フォー
ルディング、アンド・デザイン、オクセンダー編、アラ
ン・リス、ニューヨーク、249−257頁に記載のイ
オン交換樹脂への吸着を含む様々な取り組みが、溶液中
で蛋白を折り畳むための別法であり、システインの分子
間結合を最小にする理論的利点を提供する。蛋白の折り
畳みのための溶液は、しばしば下降濃度勾配の変性溶液
である。下降濃度勾配は、透析またはクロマトグラフィ
ー的手法によって作り出す。アームド等、1975、ジ
ャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー第25
0巻8477頁により報告されているグルタチオン酸化
還元緩衝液が広く使用され、多くの蛋白に対し成功して
いるようである。
【0005】先行文献中の折り畳み法は、見かけ上多く
の蛋白に対し成功しているようである。しかしながら、
多数のジスルフィド結合を含む複雑な三次構造を有する
組織プラスミノーゲン活性化因子のような蛋白は、既存
の方法によっては効果的に折り畳めない。
【0006】組織プラスミノーゲン活性化因子(t−P
A)は、プラスミノーゲンをプラスミンに変換する。プ
ラスミンはフィブリン凝塊を酵素的に消化する。t−P
Aおよびt−PAの誘導体は、ホメオスタシスの平衡異
常の処置において医学的および商業的重要性がある。ホ
メオスタシスがくずれると、フィブリン凝塊が形成さ
れ、心筋梗塞、深部静脈血栓症、脳卒中、及び肺塞栓を
もたらし得る。t−PAまたはt−PA誘導体による医
学的介入は、上記のホメオスタシス異常の処置における
測り知れない有用性を提供するものである。
【0007】t−PAの構造の複雑さ及び生物活性に必
要な多数のジスルフィド結合は、tPAまたはt−PA
誘導体の適切な折り畳みに対する甚だしい障害を提起す
る。本発明は、有効量のリジンの添加が、t−PA及び
クリングル−2を含むその誘導体の適切な折り畳みを促
進し、その結果既存の折り畳み法の効率を高める、とい
う驚くべき発見を開示及び特許請求するものである。
【0008】図面の簡単な説明を下に述べる。図は縮尺
に正確に描かれてはいない。簡略化のため、実施例に記
載された組み立てに使用されない幾つかの制限エンドヌ
クレアーゼ部位は列記していない。
【0009】図1はヒトt−PAのアミノ酸配列を示
す。図2はプラスミドptPA102の制限部位及び機
能地図である。図3はプラスミドptPA103の制限
部位及び機能地図である。図4はプラスミドpUC19
TPAFEの制限部位及び機能地図である。図5はプ
ラスミドpBW28の制限部位及び機能地図である。図
6はプラスミドptPA301の制限部位及び機能地図
である。図7はプラスミドptPA303の制限部位及
び機能地図である。図8はプラスミドpBW32の制限
部位及び機能地図である。図9はプラスミドpBW3
3、35、36の制限部位及び機能地図である。図10
はプラスミドpCZ106の制限部位及び機能地図であ
る。
【0010】図11はプラスミドpKC283の制限部
位及び機能地図である。図12はプラスミドpKS28
3−PXの制限部位及び機能地図である。図13はプラ
スミドpKC283−Lの制限部位及び機能地図であ
る。図14はプラスミドpKC283−LBの制限部位
及び機能地図である。図15はプラスミドpKC283
−PRSの制限部位及び機能地図である。図16はプラ
スミドpL32の制限部位及び機能地図である。図17
はプラスミドpL47の制限部位及び機能地図である。
図18はプラスミドpL84の制限部位及び機能地図で
ある。図19はプラスミドpL95の制限部位及び機能
地図である。図20はプラスミドpR12の制限部位及
び機能地図である。図21はプラスミドpR12AR1
の制限部位及び機能地図である。図22はプラスミドp
L110の制限部位及び機能地図である。図23はプラ
スミドpCZ101の制限部位及び機能地図である。図
24はプラスミドpL219の制限部位及び機能地図で
ある。図25は、t−PA−6活性に及ぼす二段階折り
畳み法の第2段階における尿素濃度の効果を例示してい
る。
【0011】本発明は、クリングル−2を含むt−PA
及びt−PA誘導体を折り畳む改良法であって、有効量
のリジンを加えて基質特異的な酵素的に活性な分子の収
量を増加させることからなる方法を提供するものであ
る。恐らくこのリジンはクリングル−2のリジン結合サ
イト(部位)と結合し、それによりクリングル−2を含
むt−PAまたはt−PA誘導体の適切な折り畳みを促
進するのであろう。
【0012】図1はヒトt−PAのアミノ酸配列の図で
ある。t−PA分子には非常に多くの生物活性が存在す
る。t−PAの様々な生物学的特性と結びついているt
−PA分子の領域(ドメイン)を図1に示す。t−PA
の治療上の有用性を改善する努力の過程で、遺伝子工学
により幾つかのt−PA誘導体が組み立てられた。例え
ばt−PA−3においては、両方のクリングル(図1の
1及び2)が除去されている。t−PA−4はクリング
ル1を含まない。t−PA−6は、フィンガー、表皮成
長因子、及びクリングル1ドメインを欠いている。t−
PA−3、t−PA−4、及びt−PA−6は、上に特
定した領域を削除すべく化学合成されたオリゴヌクレオ
チド配列及びm13ベクターを用いて、t−PAコード
化領域のサイト特異的突然変異誘発によって組み立てら
れた。t−PA−3、t−PA−4、及びt−PA−6
のための発現ベクターの組み立ては、実施例1−30に
詳説してある。t−PA−6に類似のt−PA誘導体
は、1987年2月9日公開のE.P.O.公開番号0
234 051に開示及び特許請求されている。本発
明は、天然のt−PAと同様、基質特異的な酵素的に活
性なt−PA誘導体の折り畳みにも適用することができ
る。
【0013】本発明は、クリングル−2を含み原核細胞
において発現されるt−PAまたはt−PA誘導体のた
めの改良折り畳み法のみを包含する。しかしながら、本
発明の実施の際に当業者を教え導くため、本明細書に開
示され特許請求される折り畳み法のための出発物質の供
給源として使用される発現ベクターの性質を詳しく記述
する。
【0014】プラスミドpBW33はt−PA−3のた
めの好ましい原核細胞発現ベクターである。プラスミド
pBW33の組み立ては実施例10に述べる。プラスミ
ドpL219はt−PA−4のための好ましい原核細胞
発現ベクターである。プラスミドpL219の組み立て
は実施例29に教示する。t−PA−6のための好まし
い原核細胞発現ベクターであるプラスミドpL231の
組み立ては実施例31に教示する。上に述べた原核細胞
用発現ベクターは、記載されたt−PA誘導体とは異な
る種であるが、多くの特徴を共有する。プラスミドpB
W33、pL219、及びpL231は、共に以下の特
徴を有する:テトラサイクリン耐性遺伝子が選択マーカ
ーとして使用される;プラスミドpBR322から誘導
される大腸菌の複製起点が複製に使用される;ラムダp
Lプロモーターがt−PA誘導体の発現を駆動する;そ
して、生成物発現の熱的誘導が、cI857、温度感受
性リプレッサーの使用により達成される。したがって、
本発明方法を例示するために用いられるいかなるt−P
A誘導体の発現にも、微生物学的技術に精通しているこ
とのみが求められる。
【0015】折り畳み法の改善のための出発物質として
働く蛋白の顆粒は、発現系を、所望密度の発現系が得ら
れるまでおよそ32℃で、その後温度を約42℃に変え
て培養することによって生成される。温度を〜42℃に
高めることはcI857リプレッサーの熱不活性化を導
き、そしてpLプロモーターから駆動される組み替え蛋
白の発現をさせる。大腸菌宿主細胞内におけるt−PA
誘導体の蓄積の結果、蛋白顆粒または包括体が形成され
る。この包括体は、所望の組み替え蛋白及び大腸菌の種
々の組成物からなる。
【0016】t−PAまたはt−PA誘導体を折り畳む
に先立ち、顆粒を可溶化する必要がある。t−PAまた
はt−PA誘導体の顆粒を蒸留水に懸濁(1ml/g)
する。本発明方法の例示に用いられる組織型プラスミノ
ーゲン活性化因子及びその誘導体を含む蛋白顆粒の均質
な懸濁液の調製には、4℃におけるおよそ1時間の穏や
かな撹拌で充分である。可溶化した顆粒の蛋白濃度は、
プロテイン・アッセイ・リエイジャント・プロダクトN
o.23200(ピアス・ケミカル・Co.、ロックフ
ォード、IL)及び販売業者の供給する方法を用いて測
定した。スルフィトリシス及びイオン交換精製した物質
は、折り畳み工程(ステップ)に好ましい出発物質を含
む。スルフィトリシス法の詳細は実施例32に記載す
る。実施例33は、スルフィトリシスされたt−PA−
6のイオン交換精製を述べている。
【0017】組み替えDNA技術により産生された蛋白
の折り畳みは、慣例によると、塩酸グアニジンまたは尿
素のいずれかを用いて蛋白を変性し、続いて非変性溶媒
に対して透析することに依存してきた。したがって、さ
らなる折り畳みの助けとなる環境を提供するために工程
1の変性溶液を希釈することのみを含む本発明に係る二
段階法は、蛋白の折り畳みの分野における著しい進歩で
ある。
【0018】二段階折り畳み法を実施例34に例示す
る。この二段階法は、およそ7Mの尿素中の蛋白の溶液
を調製し、次いで工程1(〜7M尿素)の溶液を希釈し
て、さらなる折り畳みの助けとなる環境を提供すること
からなる。実施例34はt−PA−6を折り畳むための
二段階法の使用を教示している。t−PA−3およびt
−PA−4が透析により得られるのと同様な効率で折り
畳まれることにより、他のt−PA誘導体に対するこの
二段階法の広範な有用性が確認された。実施例34の二
段階折り畳み法の結果、酵素的に活性な型の折り畳まれ
たt−PA−6が10−15%得られる。
【0019】二段階法を用いた場合の折り畳み効率対透
析を用いた場合の折り畳み効率の比較を実施例35に示
す。比較の結果を下記の表1に示す。
【表1】
【0020】折り畳みの有効性を達成する二段階法の能
力が透析により得られる能力に匹敵することは、表1に
おいて明らかである。折り畳み法を二段階の、希釈に基
づく方法に簡略化することにより、透析を上回る顕著な
利点が提示される。工業的規模の透析における透析型
(ダイアフィルトレーション)緩衝液交換装置の使用
は、頻繁に流体力学的ずれ力を産み、よって生物活性物
質の回収を損なう。従って、この二段階法は、蛋白の折
り畳みの分野における著しい進歩である。さらに、この
二段階法は、t−PA−4およびt−PA−6の折り畳
みが好結果であったことに例示されるように、t−PA
誘導体の折り畳みに対して広範に適用できる。
【0021】工程1及び2における尿素濃度を変えて、
それぞれの工程における好ましい尿素濃度を決定した。
実施例36Aは、工程1の最適な尿素濃度を産み出すた
めに利用される実験的方法を提示している。実施例34
に教示される標準的第二工程の後、工程1における7M
の尿素濃度は490u/mlのt−PA活性をもたら
し、また4Mの尿素濃度は23u/mlのt−PA活性
を、そして工程1における1Mの尿素濃度は検出不能レ
ベルのt−PA活性をもたらした。したがって、工程1
における好ましい尿素濃度は、約5Mないし約8M尿素
であり、およそ7Mが特に好ましい。
【0022】さらに図25は、折り畳みにおける尿素濃
度の影響を示している。t−PA誘導体の試料を、フィ
ブリン板に対するフィブリン溶解活性について、折り畳
み混合物から直接検定した。各々の時点で試料を採取
し、さらなるジスルフィド再配置を防ぐためにテトラチ
オン酸カリウムを試料に加えた。図25のデータは、工
程2に対しては1.5Mないし3.5Mの範囲が好まし
い尿素濃度であることを示している。したがって、折り
畳み法の工程2を開始するには工程1の溶液を1:2ま
たは1:3に希釈するのが好ましい。
【0023】好ましい尿素濃度の下で折り畳みは約48
時間で完了する。よって、折り畳みの第二工程のために
は約48時間が好ましい。基質特異的な、酵素的に活性
なt−PAまたはt−PA誘導体に必要な複雑なジスル
フィド結合は、この二段階法において2つの別個の折り
畳み環境を与えることによって達成される。この2つの
折り畳み環境、即ち各々およそ7Mの尿素及びおよそ
1.5M−3.5Mの尿素は、その特定のドメインの折
り畳みをより助ける条件の下で、t−PAまたはt−P
A誘導体のドメインの連続的折り畳みをさせる。
【0024】このように、本発明方法(二段階法を使用
して実施した場合)は、(a)t−PAまたはt−PA
誘導体の二次及び三次構造を破壊するに充分な濃度の尿
素中に該t−PAまたはt−PA誘導体の溶液を作成
し、そして(b)工程(a)の溶液を希釈して、該t−
PAまたはt−PA誘導体が基質特異的な、酵素的に活
性な分子にさらに折り畳まれるのを助ける第二の環境を
作り出す、ことからなる。本発明中で使用する語句「二
次及び三次構造を破壊する」は、二次及び三次構造を全
く取り除いてしまうことを意味する訳ではない。二次及
び三次構造の破壊は、適切なドメインの折り畳みの開始
に必要な移行状態を獲得するために必要なのである。
【0025】ジスルフィド結合の再配置を終了させる試
薬の添加は、最適な再折り畳み条件を明確にする際に重
要である。試料を折り畳み工程から採取し、希釈し、そ
してフィブリン溶解活性について検定すると、高濃度の
尿素から採取された試料中に人為的に高められた活性が
認められた。フィブリン溶解検定に必要な希釈は、幾ら
かの折り畳みがフィブリン溶解検定の過程で起こるに充
分な程度に尿素濃度を低下させるということがわかっ
た。テトラチオン酸カリウムの添加は試料の活性の正確
な測定を可能にする。フィブリン溶解活性は、アストロ
ップ及びミュラーツ、1952、アーカイブズ・オブ・
バイオケミストリー第40巻346頁のフィブリン板法
と実質的に同様にして測定した。折り畳み効率は、20
0000u/mgの蛋白の変換を用いるフィブリン板検
定で決定されたフィブリン溶解活性を基準にする。蛋白
濃度は、走査クマシーブルー染色SDSポリアクリルア
ミドゲルとレーザー濃度計から導かれる吸収法により測
定した。
【0026】本発明のさらに別の側面は、折り畳み過程
の第二工程へのトゥイーンの添加である。トゥイーンの
好ましい濃度は、種々の濃度のトゥイーン20(ポリオ
キシエチレンソルビタン モノラウレート)及びトゥイ
ーン80(ポリオキシエチレンソルビタン モノオレエ
ート)を評価する二段階折り畳み法を用いて決定した。
t−PA−6の試料を、第二工程に種々の濃度のトゥイ
ーンを含む二段階法を用いて折り畳んだ。イオン交換精
製しスルフィトリシスしたt−PA−6を、工程1の緩
衝液(7M尿素、50mMトリス、0.15M一塩酸リ
ジン、7mM一塩酸システイン、0.2MNaCl、1
mMNa2EDTA、pH9.2)中に希釈し、約16
時間インキュベートした。第二工程は、工程1の混合物
を工程2の緩衝液(50mMトリス、80mM一塩酸リ
ジン、2mM一塩酸システイン、pH9.2)で1:3
に希釈することにより実施した。第二工程を開始する希
釈を実施する際、種々の量のトゥイーン20またはトゥ
イーン80のいずれかを第二工程の折り畳み溶液に加
え、ある範囲のトゥイーン濃度を作り出した。折り畳み
を48時間進行させ、この時点で試料を除去し、テトラ
チオン酸カリウムで処理して折り畳みを停止させ、そし
てフィブリン溶解活性について検定した。
【0027】トゥイーン20及びトゥイーン80のどち
らも、蛋白の適正な折り畳みを促進した。本発明の第二
工程においては、0.3%ないし1.0の範囲のトゥイ
ーン濃度が好ましい。クリングル−2を含むt−PAま
たはt−PA誘導体のための二段階折り畳み工程の折り
畳み溶液にリジンを添加すると、基質特異的な、酵素的
に活性な物質の収量において著しい且つ予期されなかっ
た増加がもたらされた。アルギニンはフィブリン溶解活
性t−PAまたはt−PA誘導体の収量を有意に増加さ
せないので、t−PA折り畳みに及ぼすリジンの効果は
カチオン性アミノ酸に付随する一般的現象ではない。こ
の効果を説明する実験結果を下の表2に示す。
【0028】
【表2】 t−PA誘導体の折り畳みに及ぼすリジン及びアルギニンの効果 アミノ酸添加 最終活性 (工程1) (最終的工程2におけるu/ml) なし 177 リジン(0.15M) 490 アルギニン(0.15M) 183
【0029】表2のデータは、工程1で0.15Mのリ
ジンを加えた外は実施例34に示した二段階折り畳み法
と実質的に同様にしてt−PA−6を折り畳むことによ
って得られた。工程2を開始するために工程1の1:3
希釈を行なった。リジンの存在は、この二段階折り畳み
法の好ましい態様である。折り畳み法の工程2における
リジンの好ましい濃度は約0.01Mないし約1.5M
であり、より好ましくは約0.020ないし約1.0M
であり、約0.13Mのリジン濃度が最も好ましい。
【0030】上に述べたリジンの好ましい濃度は、どの
t−PA誘導体が折り畳まれるかにかかわらず、好まし
い濃度である。変性剤の濃度を低くするために二段階
法、ダイアフィルトレーション、または透析のいずれが
使用されるかにかかわらず、リジンがt−PAおよびt
−PA誘導体の折り畳みを促進するということに当業者
は気づくであろう。クリングル−2を含むt−PAまた
はt−PA誘導体の折り畳みを促進するためのリジンの
使用にあたり唯一の重要点は、その分子が基質特異的
な、酵素的に活性な型に折り畳まれる間、リジンが有効
濃度で存在するということである。
【0031】実施例1 E.coliMM294/pT
PA102の培養及びプラスミドpTPA102の単離 A.E.coliMM294/pTPA102の培養 0.2%カザミノ酸及び100μg/mlアンピシリン
を含有するM9培地(マニアティス等、1982、モレ
キュラー・クローニング、コールド・スプリング・ハー
バー・ラボラトリー)1LにE.coliMM294/
pTPA102(NRRL B−15834)を接種
し、37℃で振盪しながら590nmにおける光学密度
(O.D.)が〜0.5吸収単位となるまでインキュベ
ートした。この時点でクロラムフェニコール粉末を最終
濃度250mg/mlとなるように加え、インキュベー
ションを一夜続けた。
【0032】B.プラスミドpTPA102の単離 マニアティス等、1982から適合させた手法に従っ
て、実施例1Aに記載の培養からE.coliMM29
4/pTPA102を収穫した。細胞を4℃における4
000g、10分間の遠沈により収穫し、上清は捨て
た。この細胞ペレットを氷冷STE緩衝液(0.1MN
aCl;10mMトリス−HCl、pH7.8;および
1mMEDTA)100mlで洗浄した。トリスはトリ
ス(ヒドロキシメチル)アミノメタンの略である。ED
TAはエチレンジアミン四酢酸の略である。洗浄後、細
胞ペレットを、リゾチーム5mg/mlを含有する溶液
1(50mMグルコース;25mMトリス−HCl、p
H8.0;及び10mMEDTA)10mlに再懸濁
し、室温で10分間放置した。次に溶液2(0.2NN
aOH及び1%SDS)20mlをこのリゾチーム処理
した細胞に加え、溶液を逆さにすることにより穏やかに
撹拌した。この混合物を氷上で10分間インキュベート
した。
【0033】溶解した細胞混合物に氷冷5M酢酸カリウ
ム15ml(pH4.8)を加え、この溶液を逆さにし
て撹拌した。溶液を氷上で10分間インキュベートし
た。氷酢酸11.5mlを水28.5mlおよび5M酢
酸カリウム60mlに添加することにより、5M酢酸カ
リウム溶液を調製した。得られた溶液は、カリウムにつ
いて3M、そして酢酸について5Mであった。
【0034】溶解した細胞混合物を4℃においてベック
マンSW27で20000rpmで20分間遠沈した。
細胞DNA及び破片は管の底にペレットを形成した。上
清約36mlを回収し、イソプロパノール0.6容量を
加え、混合し、得られた溶液を室温で15分間放置し
た。プラスミドDNAを室温における12000g、3
0分間の遠沈により集めた。上清を捨て、DNAペレッ
トを室温で70%エタノールで洗浄した。エタノール洗
液を傾瀉し、ペレットを真空乾燥機で乾燥した。次いで
このペレットをTE緩衝液(10mMトリス−HCl、
1mMEDTA、pH7.4)8mlに再懸濁した。
【0035】CsCl8gをこのDNA溶液に加えた。
CsCl−DNA溶液各10mlにつき約0.8mlの
10mg/mlエチジウムブロミド水溶液を加えた。こ
の溶液の最終密度は約1.55g/ml、そしてエチジ
ウムブロミド濃度は約600μg/mlであった。この
溶液をベックマン・タイプ50遠沈管に移し、次にパラ
フィン油を一杯に満たし、封入し、そして20℃、45
000rpmで24時間遠沈した。遠沈後、2個のDN
Aのバンドを通常の光の下で見ることができた。管から
蓋を取った後、21番の皮下注射用針を付けた注射筒を
遠沈管の壁から挿入することにより、下側のDNAバン
ドを取った。
【0036】水で飽和させた1−ブタノールで数回抽出
することにより、エチジウムブロミドを除いた。CsC
lは、TE緩衝液に対する透析により除去した。緩衝化
フェノール、次いでクロロホルムにより抽出した後、D
NAを沈澱させ、70%エタノールで洗浄し、乾燥し
た。約1mgのプラスミドpTPA102が得られ、4
℃でTE緩衝液中に約1μg/ulの濃度で保存した。
プラスミドpTPA102の制限サイト及び機能地図を
添付図面の図2に示す。
【0037】実施例2 A.中間体プラスミドpTPA103の組み立て E.coli K12 MM294細胞(NRRL
B−15625)から単離されたプラスミドpTPA1
02約50μgを、TthIII.1制限酵素(注)5
0単位を用いて、制限緩衝液A(100mMNaCl、
10mMトリス−HCl、pH8、10mMMgC
2、1mMジチオトレイトール)中37℃で完全に消
化した。この消化は、大きさが4.4kb、3.1k
b、及び0.5kbの3個のフラグメントを生成した。
エチジウムブロミドで染色し、紫外光で蛍光バンドを可
視化することにより、分離したフラグメントのアガロー
スゲル中の位置を決定した。4.4kbフラグメントを
含む薄片を剃刀の刃で切取り、DEAE膜(NA45、
シュライヒャー・アンド・シュエル・Inc.)を隙間
に挿入した。次いでゲルの薄片を元の位置に戻した。D
NAがDEAE膜上に移動するまで電気泳動を続けた。
DNAを含む膜の場所を切り取り、0.5mlのエッペ
ンドルフ管の中で、20mMトリスHCl(pH8)中
150mMのNaCl200μlで3回洗浄した。DN
Aを、65℃で、20mMトリス−HCl(pH8)中
1MのNaCl200μlを用いて膜から溶出させた。
次いでこのDNAを95%エタノール2.5容量で沈澱
させ、0.3MNaOAc中に再懸濁し、遠沈により再
度沈澱化し、集めた。
【0038】このDNAペレット約5μgを、各dNT
P(10mMのdATP、dTTP、dCTP、dGT
P)1μl及びE.coliDNAポリメラーゼIの大
きなフラグメントであるクレナウ酵素(ベーリンガー・
マンハイム)10単位を添加したニック翻訳緩衝液(N
TB;50mMトリス−HCl pH7.2、10mM
MgSO4、0.1mMDTT)に再懸濁した。DTT
はジチオトレイトールの略である。dNTPはデオキシ
ヌクレオチド三燐酸の略である。反応を室温(20℃)
で30分間行ない、65℃、5分間の熱処理により停止
させた。BamHIリンカー(5'−CGGATCCG
−3'、ニュー・イングランド・バイオラブズより)を
キナーゼ処理し、4.4kbフラグメントにライゲーシ
ョンした。
【0039】得られたライゲーション混合物(20μ
l)を1X A制限緩衝液100μlに希釈し、10単
位のBamHIおよび1単位のHindIII制限酵素
を加えた。37℃で〜2.4kb及び〜2.0kbフラ
グメントが生成するまでインキュベーションした。これ
らのフラグメントを1%アガロースゲル上で分離し、そ
して〜2.0kbフラグメントを上記のごとくゲル精製
し、次いでプラスミドpRCのHindIII及びBa
mHIサイトの間にライゲーションした。
【0040】翻訳の前に、ライゲーション混合物(20
μl)を制限緩衝液A100μl中に希釈し、NcoI
制限酵素2μlを添加した後37℃で2時間インキュベ
ートした。この処理は、望ましくない組み替えを防ぐ。 (注)制限酵素及び使用説明は以下の供給源より得られ
る: 1.ニュー・イングランド・バイオラブズ・Inc.、
32トーザー・ロード、ビバリー、マサチューセッツ0
1915 2.ベーリンガー−マンハイム・バイオケミカルズ、7
941キャッスルウェイ・ドライブ、インディアナポリ
ス、インディアナ46250 3.ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ・Inc.、
8717グローブモント・サークル、ガイザースバー
ク、メリーランド20760 これ以後、ニュー・イングランド・バイオラブズ、ベー
リンガー−マンハイム、及びベセスダ・リサーチ・ラブ
ズは、それぞれNEB、BMB、及びBRLと称する。
【0041】B.形質転換 得られたライゲーション混合物を用いて、ウェンシン
ク、1974、セル第3巻315頁の形質転換方法と実
質的に同様にして、E.coli K12 RV308
を、アンピシリン50μg/mlを含有するTY平板
(1%トリプトン、0.5%酵母抽出物、0.5%塩化
ナトリウム、1.5%寒天、pH7.4)上で形質転換
した。細菌の菌株E.coli K12 RV308
は、ノーザン・リージョナル・リサーチ・ラボラトリー
(ペオリア、イリノイズ)に寄託され、永久ストック・
カルチャー・コレクションの一部となっており、ここか
ら受理番号NRRL B−15624の下で一般に入手
可能である。形質転換体はそのアンピシリン耐性及びカ
ナマイシン感受性表現型により、並びにプラスミドDN
Aの制限酵素分析により同定した。得られた細胞を用い
て実施例1の方法と実質的に同様にしてプラスミドpT
PA103を単離した。
【0042】C.プラスミドpTPA103 der
NdeIの組み立て A制限緩衝液20μlに入れたプラスミドpTPA10
3約1μgを制限酵素BglIIにより37℃で消化し
て線状物を生成させた。線状化したプラスミドを、0.
3MのNaOAcの存在下でエタノール2.5容量を用
いて沈澱させ、DNAを遠沈により集めた。このDNA
ペレットを、各dNTPの10mM溶液(10mM d
ATP、dTTP、dCTP、及びdGTP)1μl及
びクレナウ酵素(BMB)10単位を添加したニック翻
訳緩衝液100μl中に再懸濁した。反応は室温(20
℃)で30分間実施し、65℃で5分間の熱処理により
停止させた。NdeIリンカー(5'−CCATATG
G−3'、NEB)約0.1μgをTE緩衝液(10m
MトリスHCl pH8;1mMEDTA)10μl中
で90℃に加熱し、温度を徐々に15℃まで下げること
により再アニーリングした。このリンカーを、T4DN
Aリガーゼ(40000単位/ml)1μl及びATP
(最終濃度0.5mM)の存在下で、「充填された」B
glIIフラグメントに加えた。ライゲーションは15
℃で20時間であった。次いでライゲーション混合物
を、コンピテントなE.coli K12 RV308
細胞に導入した。形質転換体をそのアンピシリン耐性表
現型により、そして制限酵素分析により同定した。DN
A配列決定により、pTPA103 der NdeI
が以下の配列を含むことが確認された: 5'.....CCATATGGGATCTTAC...3’
【0043】実施例3 プラスミドpUC19 TPA
FEの組み立て プラスミドpTPA103 der NdeI約10μ
gを、100μlの制限酵素緩衝液A中で、AvaII
20単位により37℃で5時間消化した。得られた制限
フラグメントを1%アガロースゲル上で分離し、〜14
00bpフラグメントを実施例2Aの教示に従って精製
した。NTB緩衝液20μl中の精製した1400bp
フラグメント約1μgをクレナウ酵素で処理し、キナー
ゼ処理したHpaIリンカー(5’−CGTTAACG
−3')55ピコモルを、実施例2の教示に従ってライ
ゲーション緩衝液100μl中でライゲーションした。
【0044】リンカーの組み立てに使用されたDNAフ
ラグメントは、システック1450A DNA合成機
(システック・Inc.、3816チャンドラー・ドラ
イブ、ミネアポリス、MN)またはABS380A D
NA合成機(アプライド・バイオシステムズ・In
c.、850リンカーン・センター・ドライブ、フォス
ター・シティー、CA94404)のいずれかを使用す
ることにより合成できる。当分野において多くのDNA
合成機器が知られており、このフラグメントの作成に使
用することができる。さらに、このフラグメントは、イ
タクラ等、1977、サイエンス第198巻1056頁
及びクレア等、1978、プロシーディングズ・オブ・
ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンシズ・オ
ブ・ザ・ユナイテッド・ステイツ・オブ・アメリカ第7
5巻5765頁の方法と実質的に同様にして、常套的に
製造することもできる。ライゲーションの後、1Mトリ
スHCl(pH8)10μl及びEcoRI制限酵素5
単位を加え、消化を37℃で完結するまで実施した。こ
の試料を65℃で5分間処理し、0.3MNaOAcの
存在下、95%エタノール2.5容量でDNAを沈澱さ
せた。DNAを遠沈により集め、ライゲーション緩衝液
10μlに再懸濁した。
【0045】プラスミドpUC19(ファルマシア・I
nc.、800センテニアル・ドライブ、ピスキャタウ
ェイ、NJ)約5μgを、10mMトリス−HCl(p
H8)、10mMMgCl2、1mMβ−メルカプトエ
タノール及び20mMKClを含有する制限緩衝液10
0μl中、37℃でSmaI制限酵素により完全に消化
した。1Mトリス−HCl(pH8)約10μl及びE
coRI制限酵素10単位を加え、消化が完了するまで
37℃でインキュベーションを続けた。消化されたプラ
スミドDNAを1%アガロースゲル上に流し、大きなE
coRIからSmaIに至る制限フラグメントをゲル精
製した。ゲル精製したフラグメント約1μgをライゲー
ション緩衝液10μlに溶解し、上記のごとく調製した
pTPA103 der NdeIからの770bpフ
ラグメントと混合した。0.5mMATP2μlおよび
T4DNAリガーゼ(40000単位/ml;NEB)
1μlを加え、ライゲーションを15℃で2時間実施し
た。ライゲーション混合物を、500mMATP及び4
0単位のT4DNAリガーゼを含有するリガーゼ緩衝液
100μl中に希釈し、23℃に2時間保持した。
【0046】ライゲーション混合物約10μlをコンピ
テントなE.coli K12 RR1△M15細胞
(NRRL B−15440)中に導入し、これを、1
00μg/mlアンピシリン、40μg/ml X−g
al(シグマ)及び1mM IPTG(シグマ)を含有
するTY寒天平板に蒔いた。平板を37℃で一夜インキ
ュベートし、形質転換体を、結果として「白色の」コロ
ニー表現型をもたらす、X−galの利用不能性によっ
て同定した。これらのコロニーを、100μg/mlア
ンピシリンを含有するTYブロス中で増殖し、プラスミ
ドDNAを制限分析のために抽出した。所望のプラスミ
ドは約770bpの挿入物並びにNdeI及びHpaI
のための新たな制限サイトを有していた。pUC19
TPA FEと命名されたこのプラスミドは、天然t−
PAの最初の96アミノ酸残基を含むが、翻訳活性化配
列の添加のため、アミノ酸配列は、アミノ酸残基MET
及びGLYを各々アミノ酸残基番号1及び2として含め
て番号付けをし直した。
【0047】実施例4 プラスミドpBW25の組み立
て A.pUC19 TPA FE HpaI−BamHI
フラグメントの単離 分析的ゲル電気泳動により確認される部分的消化のみを
達成するために、pUC19 TPA FEおよそ7μ
gを、HpaI緩衝液100μl中HpaI制限酵素〜
18単位により37℃で20分間消化した。反応物の塩
濃度をBamHI緩衝液(150mMNaCl、10m
MトリスpH8.0、10mMMgCl2)で150μ
lに調節し、BamHI制限酵素〜16単位を加えた。
この反応物を37℃で90分間インキュベートした。D
NAをエタノール沈澱により濃縮し、調製用1.5%ア
ガロースゲル上で電気泳動した。ゲルを1μg/mlエ
チジウムブロミド中で染色し、DNAバンドを長波長U
V光の下で可視化した。適当な大きなHpaI−Bam
HIバンド(完全なHpaI−BamHI消化物との比
較及び無傷のプラスミドによって決定する)を切り取
り、−20℃で1時間凍結した。DNAを凍結圧搾法
(サーリング等、1975、アナリティカル・バイオケ
ミストリー第66巻213頁)により回収し、0.3M
NaOAc及び2.5容量の95%エタノールから2回
沈澱させた。最終的ペレットは70%エタノールで2回
すすぎ、減圧乾燥し、蒸留水20μlに再懸濁した。
【0048】B.プラスミドpTPA103の〜101
5bp ScaI−BamHIフラグメントの単離 pTPA103約13μgを、ScaI緩衝液(100
mMNaCl、10mMトリスpH7.5、10mMM
gCl2)100μl中、ScaI制限酵素18単位に
より37℃で90分間消化した。反応物をBamHI緩
衝液で150μlに調節し、BamHI制限酵素〜16
単位を加え、反応物を37℃で90分間インキュベート
した。1.5%アガロース調製用ゲルにロードするに先
立ち、DNAをエタノール沈澱により濃縮した。実施例
4Aに記載のごとく、〜1015bp ScaI−Ba
mHIバンドを可視化し、切取り、回収した。
【0049】C.ライゲーション 実施例4A及び4Bに記載の上記フラグメントの各々約
100ngを、50mMトリス−HClpH7.5、1
0mMMgCl2、10mMDTT、6μgBSA及び
1mMATPを含有する反応混合物20μl中、1ワイ
ス単位のリガーゼ(プロメガ・バイオテク)により16
℃で18時間ライゲーションした。BSAは牛血清アル
ブミンの略である。
【0050】D.E.coli MM294への導入 上のライゲーション混合物を、50mMNaCl−10
mMMgCl2−10mMCaCl2で50μlに希釈
し、実施例2Bの教示に従って新たに調製したコンピテ
ントなE.coli MM294細胞100μlの形質
転換に使用した。この形質転換混合物を、アンピシリン
100μg/mlを含有するBHI(ブレイン・ハート
・インフュージョン、ディフコ)平板に蒔いた。形質転
換体は、〜1079bpEcoRIフラグメントの存在
を含め、そのアンピシリン耐性表現型及びプラスミドD
NAの制限酵素分析によって同定した。
【0051】E.E.coli MM294/pBW2
5の培養及びプラスミドpBW25の単離 TYの代わりにBHIブロスを使用する外は本質的に実
施例1Aに記載のようにして、E.coli MM29
4/pBW25を培養した。プラスミドの単離は、2つ
の連続的で均質な勾配の代わりに1つの不連続なCsC
l勾配(密度=1.80g/ml及び1.47g/m
l)を実施する外は、本質的に実施例1Bの教示のごと
く実施した(ガージャー等、1983、バイオケミカル
・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケー
ション第117(3)巻835頁)。
【0052】実施例5 プラスミドpM8BW26の組
み立て A.プラスミドpBW25の〜810bp HindI
II−EcoRIフラグメントの単離 プラスミドpBW25約5μgを、1x HindII
I緩衝液(50mMNaCl、10mMトリス−HCl
pH8.0、10mMNaCl2)150μl中、H
indIII10単位により37℃で90分間消化し
た。1Mトリス−HCl(pH7.6)15μl及びE
coRI24単位を加え、37℃でのインキュベーショ
ンを90分間続けた。DNAをエタノール沈澱により濃
縮し、1.5%アガロース調製用ゲル上で電気泳動し
た。〜810bpフラグメントを実施例4Aに記載のよ
うに可視化し、回収した。
【0053】B.〜7.2kb EcoRI−Hind
III M13mp8ベクターの単離 M13mp8 DNA(NEBより入手可能)約4.5
μgを実施例5Aに記載のごとく消化した。〜7.2k
b EcoRI−HindIIIベクターフラグメント
を、実施例4Aに記載のように電気泳動し、同定し、そ
して回収した。
【0054】C.E.coli JM103のライゲー
ション及びトランスフェクション pBW25からのEcoRI−HindIIIフラグメ
ント及びM13mp8からのEcoRI−HindII
Iベクター各々約0.1μgを、反応温度を14℃とす
る外は実施例4Cに記載のようにライゲーションした。
E.coliJM103細胞(BRL)をコンピテント
とし、トランスフェクション当りの使用DNA量が異な
る外は本質的にBRL M13クローニング/「ジデオ
キシ」シークエンシング・インストラクション・マニュ
アルに記載のようにして、ライゲーション混合物により
トランスフェクトした。組み替えプラークを、挿入によ
るβ−ガラクトシダーゼ活性の不活性化(白色プラーク
の形成)により同定し、RF DNAの制限消化によっ
て確認した。スクリーニング目的のため、6個の白色プ
ラークを2.5mlTYブロス中に拾い、ここに対数期
のJM103 0.4mlを加えた(TYブロス培養
は、proABをも有するFエピソームの保持を確実と
するため、最小培地保存種から接種した)。培養を振盪
しながら37℃で8時間インキュベーションした。1.
5mlの等分試料からの細胞をペレット化し、バーンボ
イム及びドーリー、1979、ヌクレイック・アシド・
リサーチ第7巻1513頁のアルカリミニスクリーン法
の教示に実質的に従ってRFDNAを単離した。各培養
の残りは保存種用に4℃で保管した。
【0055】D.JM103/pM8BW26の培養及
び一本鎖pM8BW26の単離 対数期のJM103 50mlを適当な保存種(実施例
5Cに記載)に感染させ、振盪しながら37℃で18時
間インキュベーションした。細胞を低速度の遠沈により
ペレット化し、上記マニュアルに記載の方法の規模を拡
大することにより、培養上清から一本鎖DNAを調製し
た。
【0056】実施例6 プラスミドpM8BW27の組
み立てのための部位特異的突然変異誘発 A.突然変異誘発 クレナウ反応を室温で30分間、次いで37℃で60分
間、次に10℃で18時間行なう外はアーデルマン等、
1983、DNA第2(3)巻183−193頁の教示
に実質的に従って、一本鎖pM8BW26に突然変異を
誘発した。さらに、S1処理を20℃で5分間行ない、
塩濃度を半分に減らし、そしてM13シークエンシング
・プライマー(BRL)を使用した。使用した合成オリ
ゴデオキシリボヌクレオチドプライマーは、天然t−P
Aのアミノ酸残基87から261までを削除する5'−
GGGAAGTGCTGTGAAATATCCACCT
GCGGCCTGAGA−3'であった。
【0057】B.JM103のトランスフェクション及
び組み替え体の同定 得られた突然変異誘発混合物を使用して、実施例5Cの
教示のようにJM103をトランスフェクトした。所望
の突然変異体を、RF DNAの制限消化分析により、
そしてマクサム及びギルバートのDNA配列決定により
同定した。
【0058】実施例7 プラスミドpBW28の組み立
て A.プラスミドpTPA103からの〜689bpEc
oRI−BamHIフラグメントの単離 プラスミドpTPA103を、1X BamHI緩衝液
中、BamHI制限酵素により完全に消化した。緩衝液
の濃度は、実施例5Aに教示されるようにEcoRI消
化に合わせて調節した。このフラグメントを実施例4A
の教示に実質的に従って単離及び回収した。
【0059】B.プラスミドpL110のXbaI−B
amHIベクターの単離 プラスミドpL110(pL110の組み立ては後の実
施例に開示してある)をBamHI制限酵素によって部
分的に消化した。反応物を同容量のクロロホルムで1回
抽出し、次いで水相をエタノールで沈澱させた。次に回
収したDNAを1X XbaI緩衝液(150mMNa
Cl、10mMトリスHCl(pH7.9)、10mM
MgCl2)中、XbaI制限酵素により37℃で完全
に消化した。〜5900bp XbaI−BamHI線
状フラグメントを実施例4Aの教示に実質的に従って単
離及び回収した。
【0060】C.二重シストロンの組み立て 実施例3Aの教示のようにしてリンカーを合成できる。
このフラグメントの配列は以下の通りである:
【化1】
【0061】D.プラスミドpM8BW27からの〜5
63bpNdeI−EcoRIフラグメントの単離 酵素BamHIの代わりにNdeIで置換する外は実施
例7Aの教示に実質的に従って、RF pM8BW27
をNdeI制限酵素で、次いでEcoRI制限酵素で消
化した。このフラグメントは実施例4Aの教示に実質的
に従って単離及び回収した。
【0062】E.E.coli MM294/pBW2
8のライゲーション及び組み立て 実施例4Cおよび4Dの教示に実質的に従って、実施例
AからDまでに記載の上記フラグメント各々約50ng
をライゲーションし、E.coli MM294を形質
転換した。形質転換体を、そのテトラサイクリン耐性表
現型及びプラスミドDNAの制限酵素分析によって同定
した。
【0063】実施例8 プラスミドpTPA303の組
み立て A.プラスミドpSV2−β−グロブリンの〜4.2k
b BglII−HindIII制限フラグメントの単
プラスミドpSV2−β−グロブリンDNA(NRRL
B−15928)およそ10μgを、10X Hin
dIII反応緩衝液10μl、制限酵素HindIII
5μl(〜50単位)、及びH2O85μlに溶解し、
反応物を37℃に2時間保持した。次いで反応混合物を
LiCl中0.15Mとし、エタノール2.5容量を添
加しドライアイス−エタノール浴で冷却した後、DNA
を遠沈によりペレット化した。
【0064】このDNAペレットを10X BglII
緩衝液10μl、制限酵素BglII5μl(〜50単
位)及びH2O85μlに溶解し、反応物を37℃に2
時間保持した。このBglII消化の後、反応混合物を
0.85%アガロースゲル上にロードし、フラグメント
を電気泳動によって分離した。エチジウムブロミドで染
色したゲルを紫外光の下で調べた後、所望の〜4.2k
bHindIII−BglIIフラグメントを含有して
いるバンドをゲルから切取り、実施例4Aに記載のよう
に抽出した。このペレットをdH2O10μlに再懸濁
し、所望とするプラスミドpSV2−β−グロブリンの
〜4.2kbHindIII−BglII制限フラグメ
ント〜5μgを構成した。
【0065】B.プラスミドpTPA103の〜2.0
kb HindIII−BamHI制限フラグメントの
単離 所望とする実施例2からのプラスミドpTPA103の
〜2.0kb HindIII−BamHI制限フラグ
メントの単離を、上の教示に実質的に従って達成した。
得られたDNA〜5μgを蒸留水10μlに懸濁し、−
20℃で保存した。
【0066】C.中間体プラスミドpTPA301を組
み立てるための、フラグメントのライゲーション プラスミドpSV2−β−グロブリンの〜4.2kb
BglII−HindIII制限フラグメント2μl、
プラスミドpTPA103の〜2.0kb HindI
II−BamHIフラグメント4μlを混合し、次いで
10Xのリガーゼ緩衝液2μl、10mM ATP2μ
l、T4DNAリガーゼ1μl(〜10単位)、及びH
2O9μlと共に4℃で一夜インキュベートした。ライ
ゲーションされたDNAは所望のプラスミドpTPA3
01を構成し、このプラスミドの制限サイト及び機能地
図を添付図面の図13に示す。
【0067】D.E.coli K12 RR1/pT
PA301の組み立て 所望のE.coli K12 RR1/pTPA301
形質転換体を実施例2Bの教示に実質的に従って組み立
てた。プラスミドpTPA102 DNAの単離方法に
実質的に従って、このE.coli K12 RR1/
pTPA301形質転換体からプラスミドDNAを取得
した。
【0068】E.プラスミドpSV2−dhfr上のB
amHI認識配列の組み立て プラスミドpSV2−dhfr(E.coli K12
HB101/pSV2−dhfr、ATCC3714
6より単離)10μgを、10X PvuII塩10μ
l、PvuII制限酵素2μl(〜20単位)、及びH
2O88μlと混合し、得られた反応物を37℃で2時
間インキュベートした。反応をフェノール及びクロロホ
ルム抽出により停止させ、この後PvuII消化プラス
ミドpSV2−dhfr DNAを遠沈により沈澱、回
収した。
【0069】BamHIリンカー(5'−CGGATC
CCG−3')を以下の方法によりキナーゼ処理し、ラ
イゲーション用に準備した。H2O5μlに入れたリン
カー1μgに、5Xキナーゼ塩(300mMトリス−H
Cl、pH7.8;50mMMgCl2、25mM D
TT)10μl、5mM ATP5μl、BSA(1m
g/ml)5μl、10mMスペルミジン5μl、H2
O19μl及びポリヌクレオチドキナーゼ1μl(10
単位/μl)を加えた。次いでこの反応物を37℃で6
0分間インキュベーションし、−20℃で保存した。P
vuII消化プラスミドpSV2−dhfr5μl(〜
5μg)及びキナーゼ処理したBamHIリンカー12
μl(〜.25μg)を混合し、H2O15μl、10
Xリガーゼ緩衝液2μl、5mMATP 10μl、B
SA(1mg/ml)2μl、10mMスペルミジン2
μl、及びT4DNAリガーゼ2μl(〜2単位)と共
に16℃で一夜インキュベートした。
【0070】10X BamHI反応緩衝液10μl、
BamHI制限酵素10μl(〜150単位)、BSA
(1mg/ml)2μl及びH2O27μlを反応物に
加え、次にこれを37℃で3時間インキュベートした。
反応物を1%アガロースゲル上にロードし、実施例2A
の教示と実質的に同様にして所望の〜1.9kbフラグ
メントを単離した。これらの実施例において行なわれる
リンカーの添加は全て、得られるベクター中の複数のリ
ンカー配列の可能性を減少させるため、アガロースゲル
上で常套的に精製した。得られたフラグメント〜3μg
をTE緩衝液10μlに懸濁した。
【0071】F.ライゲーション 次に、プラスミドpTPA301およそ15μl(〜1
μg)を、上に教示されるようにBamHI制限酵素で
消化した。プラスミドpTPA301には特有のBam
HIサイトがあるため、このBamHI消化は線状のD
NA片を産む。このBamHI消化pTPA301をエ
タノール沈澱し、dH2O94μlに再懸濁し、そして
子牛の腸管のアルカリフォスファターゼ(コラボラティ
ブ・リサーチ・Inc.、128スプリング・ストリー
ト、レキシングトン、MA02173)1単位、及び1
MトリスHCl(pH9.0)5μlを用いて65℃で
45分間フォスファターゼ処理した。次いでこのDNA
をフェノール:クロロホルム、クロロホルム:イソアミ
ルアルコール抽出し、エタノール沈澱し、H2O20μ
lに再懸濁した。フォスファターゼ処理したpTPA3
01 10μl(〜.25μg)をBamHI−dhf
rフラグメント5μl(〜1.5μg)、10Xリガー
ゼ塩5μl、BSA(1mg/ml)5μl、5mM
ATP 10μl、T4リガーゼ3μl、及びH2O1
2μlに加えた。この反応物を15℃で一夜インキュベ
ートした。
【0072】プラスミドpTPA303を実施例2Bの
教示と実質的に同様にしてE.coli K12 RR
1(NRRL B−15210)に導入し、得られる
E.coli K12 RR1/pTPA303形質転
換体を、そのアンピシリン耐性表現型により、そしてそ
のプラスミドDNAのBamHI−HindIII制限
酵素分析により、同定した。プラスミドpTPA303
は実施例1の方法と実質的に同様にしてこの形質転換体
から単離した。
【0073】実施例9 プラスミドpBW32の組み立
て A.プラスミドpTPA303の〜2700bp Ec
oRI−BglIIフラグメントの単離 プラスミドpTPA303約10μgを、1X Bgl
II緩衝液(10mMトリス−HCl(pH7.6)、
50mMNaCl、10mMMgCl2)中、BglI
I制限酵素20単位により37℃で完全に消化した。ト
リス−HClの濃度は、EcoRI制限酵素20単位に
よる消化のためには110mMに調節した。所望のフラ
グメントを実施例4Aの教示と実質的に同様にして単
離、回収した。
【0074】B.プラスミドpTPA303の〜234
0bp EcoRI−HindIIIフラグメントの単
プラスミドpTPA303を、実施例5Aの教示と実質
的に同様にして、HindIII及びEcoRI制限酵
素で二重消化した。〜2340bpフラグメントを実施
例4Aに教示のように単離、回収した。
【0075】C.プラスミドpTPA303からの〜1
990bpフラグメントの単離 プラスミドpTPA303をHindIII緩衝液中、
HindIII及びSstI制限酵素で二重消化した。
〜1990bpフラグメントを実施例4Aに教示のよう
に単離、回収した。
【0076】D.プラスミドpBW28の〜680bp
XhoII−SstIフラグメントの単離 プラスミドpBW28約10μgをXhoII緩衝液
中、XhoII酵素により完全に消化した。酵素を熱不
活性化するために反応物を65℃で10分間加熱し、次
いでDNAをエタノール沈澱により回収した。続いてこ
のDNAをSstI酵素で完全に消化した。所望のフラ
グメントを実施例4Aに教示のごとく単離、回収した。
【0077】E.E.coli MM294のライゲー
ション及び形質転換 AないしDに記載の上記フラグメント各々約0.1μg
を実施例4Cの教示と実質的に同様にしてライゲーショ
ンした。このライゲーション混合物を、実施例4Dに教
示のごとくE.coli MM294の形質転換に使用
した。形質転換体をそのアンピシリン耐性表現型及びプ
ラスミドDNAの制限分析により同定した。
【0078】実施例10 プラスミドpBW33の組み
立て A.プラスミドpBW28のClaI部分消化 プラスミドpBW28約10μgを3本の管各々で、C
laI緩衝液(10mMトリス−HCl(pH7.
9)、10mMMgCl2、50mMNaCl)100
μl中に希釈した。ClaI制限酵素5単位をそれぞれ
の管に加え、37℃におけるインキュベーションを、そ
れぞれ30秒間、1分間、及び2分間行なった。EDT
Aを25mMになるように添加することにより、反応を
停止した。クロロホルム抽出の後DNAをエタノール沈
澱した。
【0079】B.ClaI末端のクレナウ平滑化 50mMトリス−HCl(pH7.6)、10mMMg
Cl2、250mMdATP、250mM dGTP、
250mM dCTP、250mMTTPに入れた試料
当り4.5単位のクレナウによって、14Aに記載のp
BW28のClaI消化物を平滑化した。反応物を20
℃で30分間インキュベートし、次いで酵素の熱不活性
化により停止した。DNAをエタノール沈澱により回収
した。
【0080】このDNAを、〜130V及び〜75mA
で2−3時間、0.6%の低温ゲル化アガロース(シー
・プラーク、FMCコープ、マリン・コロイズ、ロック
ランド、ME04841)ゲルにかけた。ゲルをエチジ
ウムブロミドの希釈溶液中で染色し、バンドを長波長U
V光の下で可視化した。プラスミドDNA上に存在する
2つのClaIサイトの片方でのみ切られた最も大きな
線状のバンドを切り取った。3個の全ての試料からのバ
ンドをプールし、100μlに規模を落とす外はメソッ
ズ・イン・エンザイモロジー第101巻85頁(アカデ
ミック・プレス、ウー及びグロスマン編)と実質的に同
様にしてDNAを再ライゲーションした。
【0081】C.E.coli MM294の形質転換 コンピテントなE.coliMM294を調製し、ライ
ゲーション混合物100μlにつき0.3mlのコンピ
テント細胞を使用し、この方法の規模を然るべく拡大す
る外は実施例4Dに教示されるようにして、ライゲーシ
ョン混合物により形質転換した。形質転換体は、そのテ
トラサイクリン耐性表現型及びプラスミドDNAの制限
消化分析により同定した。pBW33の配列は下に示す
ようにpBW28の配列とは異なる。
【化2】 シストロン中2個の塩基の挿入が位相を変え、その結
果、pBW28で用いられる停止コード1ではなく、p
BW33においては停止コード2が用いられる。
【0082】実施例11 プラスミドpBW35の組み
立て A.pBW28からの6.4kb XbaI−SstI
フラグメントの単離 プラスミドpBW28をSstI制限酵素で完全に消化
した。緩衝液の条件を調節し、このDNAをさらにXb
aIで完全に消化した。DNAをエタノール沈澱により
濃縮し、〜6.4kbフラグメントを実施例4Aに教示
のごとく単離、回収した。
【0083】B.プラスミドpBW28からの〜700
bpSstI−NdeIフラグメントの単離 XbaIの代わりにNdeI制限酵素で置き換える外は
実施例11Aに記載のように、このフラグメントの消化
及び単離を実施した。
【0084】C.XbaI−NdeIリンカーの組み立
以下のリンカーを合成した:
【化3】 合成後、各リンカー〜200pmolを、50mMトリ
ス−HCl(pH7.6)、10mMMgCl2、10
mMジチオトレイトール、ATP2nmol、γ32P−
ATP 50μCi(ニュー・イングランド・ヌクレア
ー(NEN))及びT4ポリヌクレオチドキナーゼ11
リチャードソン単位を含有する反応液20μl中で37
℃で30分間キナーゼ処理した。酵素の添加及びインキ
ュベーション工程を反復した。反応は、70℃で10分
間の酵素の熱不活性化によって停止した。0.35M蟻
酸アンモニウム中のDE81紙上の下降ペーパークロマ
トグラフィーにより、ホスホリル化効率を確認した。ホ
スホリル化の後、各反応物の等分試料を混合し、90℃
で2分間加熱し、水浴中で5時間徐々に室温まで冷却し
て鎖のアニーリングをさせた。
【0085】D.ライゲーション及びE.coli M
M294への導入 反応物100μl中アニーリングされたリンカー〜50
pmolを用いて実施例10Bの教示と実質的に同様に
して、上に記載のフラグメント及びリンカーをライゲー
ションした。E.coli MM294を、実施例10
Cの教示のように、このライゲーションされた物質で形
質転換した。形質転換体は、そのテトラサイクリン耐性
表現型及びプラスミドDNAの制限消化分析によって同
定した。このリンカーは別のNdeI消化フラグメント
ともライゲーションするが、NdeI制限サイトはライ
ゲーション時に再生されないであろう。したがって、プ
ラスミドpBW35は、プラスミドpBW33及びpB
W36の両者に共通のNdeIサイトを含まない。
【0086】実施例12 プラスミドpBW36の組み
立て 実施例11Cにおいて同定されたリンカーの代わりに以
下のリンカーで置き換える外は、プラスミドpBW35
の場合の教示と全く同様にして、プラスミドpBW36
を組み立てた:
【化4】
【0087】実施例13 E.coli K12 RV
308の形質転換 コンピテント細胞を形質転換に先立ち20%グリセロー
ル中−90℃で保存する外は実施例2Bの教示と実質的
に同様にして、プラスミドpBW33、pBW35、及
びpBW36DNAの各々約0.1μgをE.coli
RV308に導入した。形質転換体をそのテトラサイ
クリン耐性表現型により、そしてプラスミドDNAの制
限酵素分析により、同定した。得られた細胞は、実施例
1の方法と実質的に同様にして、それぞれのプラスミド
DNAを単離するのに使用した。
【0088】実施例14 ランナウェイ・レプリコン含
有プラスミドの組み立て A.ランナウェイ・レプリコン含有フラグメントの単離 実施例7Aの教示と実質的に同様にして、プラスミドp
CZ106(NRRLB−15959)を制限酵素Ec
oRIおよびBamHIで二重消化する。所望の〜10
kb EcoRI−BamHIベクターフラグメント
は、実施例4Aの教示と同様にして単離できる。
【0089】B.プロモーター含有フラグメントの単離 プラスミドpL110をEcoRI及びXbaI制限酵
素で二重消化する。所望の〜1.9kbフラグメントは
実施例7Bに教示されるように単離、回収できる。
【0090】C.〜1.3kb XbaI−BamHI
フラグメントの単離 プラスミドpBW35及びpBW36を、XbaI及び
BamHI制限酵素による別個の反応で、個別に二重消
化した。実施例7Bに教示のように、所望のフラグメン
トを単離、回収した。さらに、当業者は、プラスミドp
BW33から〜1.3kbXbaI−BamHIフラグ
メントを単離し、プラスミドpBW35及びpBW36
からの所望の〜1.3kb XbaI−BamHIフラ
グメントの代わりにこのフラグメントで置き換えること
ができるであろう。プラスミドpBW35及びpBW3
6からの個々の〜1.3kb XbaI−BamHIフ
ラグメントを、引続きそれぞれプラスミドpBW41及
びpBW42を組み立てるためのライゲーションに使用
した。
【0091】D.ライゲーション及び形質転換 〜10kb XbaI−BamHIベクター、pL11
0からの〜1.9kbEcoRI−XbaIフラグメン
ト及びプラスミドpBW35及びpBW36からのそれ
ぞれのXbaI−BamHIフラグメントを、実施例4
Cの教示に実質的に従って個別にライゲーションした。
このライゲーション混合物を分割して、両宿主菌株を3
7℃ではなく32℃で増殖させる外は実施例4Dの教示
と実質的に同様にして、E.coli K12 RV3
08/pRK248cIts及びE.coli N52
71宿主細胞の形質転換に使用した。
【0092】プラスミドpRK248cItsは、ノー
ザン・リージョナル・リサーチ・ラボラトリーズに寄託
され永久ストック・カルチャー・コレクションの一部と
なっている菌株であり、E.coli K12 MCB
3604としても知られるE.coli K12 JM
B9/pRK248cItsから単離することができ
る。プラスミドpRK248cItsは、受理番号NR
RL B−15631の下でNRRLから入手できる。
プラスミドpRK248cItsは、CI857と称す
るラムダpLリプレッサー遺伝子cIの温度感受性変異
体を含み、プラスミドpRK248cItsの組み立て
は、バーナード及びヘリンスキー、1979、メソッズ
・オブ・エンザイモロジー第68巻482頁、及び、バ
ーナード等、1979、ジーン第5巻59頁に記載され
ている。プラスミドpRK248cItsは、実施例1
の方法と実質的に同様にして単離、精製し、次いで実施
例2Bの方法と実質的に同様にしてE.coli K1
2 RV308に導入した。プラスミドpRK248c
Itsはテトラサイクリン耐性付与遺伝子を含み、アン
ピシリン耐性付与遺伝子を含まないため、E.coli
K12 RV308/pRK248cIts形質転換
体の選択の基礎にはテトラサイクリン耐性を使用した。
【0093】しかしながら、この実施例の目的のために
は、プラスミドpRK248cItsの代わりに種々の
プラスミドを使用することができるであろう。このよう
なプラスミドは、必ず、温度感受性ラムダpLリプレッ
サー遺伝子、アンピシリン耐性付与遺伝子に独立した選
択マーカー、そして、プラスミドpACYC184から
のレプリコンのようなレプリコン、またはプラスミドp
BR322のレプリコンと両立できるR因子を含んでい
る。さらに、本発明に係る新規な活性化配列の温度感受
性制御は、染色体によって組み込まれた温度感受性cI
リプレッサー遺伝子を含むE.coli N5271
(ローテンバーガー等、1983、ジーン第23巻75
頁)のような宿主細胞を使用することによっても得るこ
とができる。
【0094】E.coli K12 RV308/pR
K248cIts形質転換体及びE.coli N52
71宿主細胞は、宿主培養を37℃ではなく32℃で増
殖させる外は実施例2Bの方法と実質的に同様にして、
形質転換に対しコンピテントとした。別個の形質転換に
おいて、プラスミドpBW41及びpBW42を、E.
coli K12 RV308/pRK248cIts
及びE.coli N5271コンピテント細胞に導入
した。一般に、発現プラスミドは、pLプロモーターを
抑制するためのcI857遺伝子を持っている必要がな
く、また誘導をさせるために熱不活性化に訴える必要も
ないと信じられている。プラスミドのコピー数が増加す
るにつれてリプレッサー活性は希釈されていく。次い
で、得られたE.coli N5271形質転換体を用
いてそれら各々のランナウェイ・レプリコン含有プラス
ミドpBW41及びpBW42を単離した。
【0095】実施例15 ランナウェイ・レプリコン・
プラスミドpBW40の組み立て プラスミドpBW40は、pBW35またはpBW36
からの類似のXbaI−BamHIフラグメントの代わ
りにpBW33からの〜1.3kb XbaI−Bam
HIフラグメントで置き換える外は、実質的にプラスミ
ドpBW41及びpBW42の組み立てのために教示さ
れるようにして組み立てることができる。E.coli
への導入後、次に、得られた形質転換体をプラスミドp
BW40DNAの単離に使用できる。
【0096】実施例16 プラスミドpKC283の単
離 E.coli K12 BE1201/pKC283の
凍結乾燥物を、ノーザン・リージョナル・リサーチ・ラ
ボラトリー(ペオリア、イリノイズ61604)から受
理番号NRRL B−15830の下で入手する。この
凍結乾燥物を、LB培地10ml(1Lにつきバクト・
トリプトン10g、バクト酵母抽出物5g、およびNa
Cl10g、pHを7.5に調節)を入れた管に傾瀉
し、32℃で2時間インキュベートし、この時点で培養
をアンピシリンについて50μg/mlとし、次いで3
2℃で一夜インキュベートした。E.coli K12
BE1201/pKC283細胞は、細胞DNAに組
み込まれた温度感受性cIリプレッサー遺伝子を含むた
め、この細胞は32℃で培養した。野生型ラムダpLリ
プレッサー遺伝子を含む、またはラムダpLプロモータ
ーを含まない細胞をこのプラスミド単離法に利用する場
合は、本明細書中の続く実施例に記載されるように、イ
ンキュベーションの温度は37℃である。
【0097】一夜経過した培養の小部分を、E.col
i K12 BE1201/pKC283の単一コロニ
ー単離物が取得できるようなやり方で、アンピシリン5
0μg/mlを含有するLB寒天(15g/lのバクト
寒天を含むLB培地)平板に置く。得られた単一コロニ
ーを、アンピシリン50μg/mlを含有するLB培地
10mlに接種し、激しく振盪しながら32℃で一夜イ
ンキュベートした。一夜経過した培養10mlをLB培
地500mlに接種し、激しく振盪しながら培養が定常
期に至るまで32℃でインキュベートした。プラスミド
DNAを実施例1Bの教示に従って単離した。プラスミ
ドpKC283の制限サイト及び機能地図を、添付図面
の図11に示す。
【0098】実施例17 プラスミドpKC283PX
の組み立て 実施例20で調製したプラスミドpKC283 DNA
約10μlを、10X中等度塩制限緩衝液(500mM
NaCl;100mMトリスHCl、pH7.5;10
0mMMgCl2;及び10mM DTT)20μl、
1mg/mlBSA20μl、制限酵素PvuII5μ
l(〜50単位)、及び水145μlと混合し、得られ
た反応物を37℃で2時間インキュベーションした。こ
こに記載される制限酵素反応は、フェノール次いでクロ
ロホルム抽出により常套的に停止させ、この後DNAの
沈澱化、エタノール洗浄、そしてこのDNAのTE緩衝
液への再懸濁を行なった。PvuII消化を上記のよう
に停止させた後、PvuII消化プラスミドpKC28
3DNAを沈澱させ、次いでTE緩衝液5μlに再懸濁
した。
【0099】XhoIリンカー(5'−CCTCGAG
G−3')約600ピコモル(pM)を実施例8Eの教
示に従ってキナーゼ処理し、次にこのキナーゼ処理した
XhoIリンカー約12.5μlを、PvuII消化プ
ラスミドpKC283DNA5μlに加えた。次に、1
0Xリガーゼ緩衝液(300mMトリスHCl、pH
7.6;100mMMgCl2;及び50mM DT
T)2.5μl、1mg/mlBSA 2.5μl、5
mM ATP7μl、T4DNAリガーゼ2.5μl
(P−Lバイオケミカルズの定義によると約2.5単
位)、10mMスペルミジン2.5μl、及び水3μl
を、このDNAに加えた。得られたライゲーション反応
物を4℃で一夜インキュベートした。ライゲーション反
応の後、この反応混合物を、高塩緩衝液(0.1MNa
Cl;0.05MトリスHCl、pH7.5;10.0
mMMgCl2;及び1mMDTT)の組成を有するよ
う調節した。制限酵素XhoI約10μl(100単
位)をこの混合物に加え、得られた反応物を37℃で2
時間インキュベートした。
【0100】反応を停止させ、そして、XhoIリンカ
ーをライゲーション混合物に添加しなかった外は上の記
載のようにして、XhoI消化DNAを沈澱させ、再懸
濁し、そしてライゲーションした。ライゲーションされ
たDNAは、所望のプラスミドpKC283PXを構成
した。
【0101】実施例18 E.coli K12 MO
(λ+)/pKC283PXの組み立て E.coli K12 MO(λ+)は、受理番号NR
RL B−15993の下でノーザン・リージョナル・
リサーチ・ラボラトリーズから、凍結乾燥された形態で
入手できる。E.coli K12 MO(λ+)は野
生型ラムダpLcIリプレッサー遺伝子を含んでおり、
従って本発明に係るハイブリッドpL−lppプロモー
ターからの転写はE.coli K12 MO(λ+
細胞では起こらない。凍結乾燥物を再構成し、MO(λ
+)の単一コロニーを単離し、そして、インキュベーシ
ョン温度を37℃とし、アンピシリンを増殖培地に使用
しない外は実施例20と実質的に同様にして、MO(λ
+)細胞の一夜経過後の培養10mlを調製する。
【0102】この一夜経過後の培養50μlを用いて、
10mMMgSO4及び10mMMgCl2をも含有する
LB培地5mlに接種した。この培養を激しく振盪しな
がら37℃で一夜インキュベーションした。翌朝、培養
を、10mMMgSO4及び10mMMgCl2を含有す
るLB培地で200mlに希釈した。希釈した培養を激
しく振盪しながら37℃で、550nmにおける吸収
(A550)が約0.5となるまでインキュベーションし
たが、これは細胞密度が約1X108細胞/mlである
ことを示すものである。培養を氷水浴中で10分間冷却
し、次いで細胞を4℃における4000g、10分間の
遠沈によって集めた。この細胞ペレットを10mMの冷
NaCl100mlに再懸濁し、次いで直ちに遠沈によ
り再ペレット化した。この細胞ペレットを30mMCa
Cl2100mlに再懸濁し、氷上で20分間インキュ
ベーションした。
【0103】細胞を再び遠沈により集め、30mMのC
aCl210mlに再懸濁した。この細胞の等分試料
1.5mlを、実施例17で調製したライゲーションさ
れたDNAに加えた。DNAはCaCl2で30mMと
しておく。細胞−DNA混合物を氷上で1時間インキュ
ベートし、42℃で90秒間の熱ショックを与え、次い
で氷上で約2分間冷却した。細胞−DNA混合物をLB
培地10mlに希釈して125mlフラスコに入れ、3
7℃で1時間インキュベーションした。等分試料100
μlを、アンピシリンを含有するLB寒天平板に蒔き、
コロニーが出現するまで37℃でインキュベーションし
た。
【0104】コロニーを個別に培養し、それぞれのコロ
ニーのプラスミドDNAを、制限酵素分析及びゲル電気
泳動によって調べた。プラスミドDNAの単離を実施例
16の方法に従って小スケールで実施したが、CsCl
勾配の工程は、所望のE.coli K12 MO(λ
+)/pKC283PX形質転換体が同定されるまで省
略した。プラスミドpKC283PXの制限サイト及び
機能地図を添付図面の図12に示す。
【0105】実施例19 E.coli K12 MO
(λ+)/pKC283−Lの組み立て 実施例16の方法に従って製造したプラスミドpKC2
83PX DNAおよそ10μgを、10X高塩緩衝液
20μl、1mg/mlBSA20μl、制限酵素Bg
lII5μl(〜50単位)、制限酵素XhoI5μl
(〜50単位)、及び水150μlに溶解し、得られた
反応物を37℃で2時間インキュベートした。反応を停
止させ、BglII−XhoI消化DNAを沈澱させた
後、このDNAをTE緩衝液5μlに再懸濁した。
【0106】BglII及びXhoI制限酵素開裂の特
徴を持つ一本鎖DNA末端を有するDNAリンカーを合
成し、ホスホリル化した。このリンカーは、実施例8E
の方法と実質的に同様にしてホスホリル化した。このD
NAリンカーは以下の構造を有していた:
【化5】
【0107】このリンカー及びBglII−XhoI消
化プラスミドpKC283PXを、実施例17の方法と
実質的に同様にしてライゲーションした。ライゲーショ
ンされたDNAは所望のプラスミドpKC283−Lを
構成していた。プラスミドpKC283−Lの制限サイ
ト及び機能地図を添付図面の図13に示す。実施例18
の方法と実質的に同様にして、プラスミドpKC283
−L DNAをE.coli K12 MO(λ+)の
形質転換に使用し、得られたE.coli K12 M
O(λ+)/pKC283−L形質転換体を同定した。
【0108】実施例20 E.coli K12 MO
(λ+)/pKC283−LBの組み立て 実質上、実施例16の方法に従って製造したプラスミド
pKC283−L DNA約10μgを、10X高塩緩
衝液20μl、1mg/mlBSA20μl、制限酵素
XhoI5μl(〜50単位)、及び水155μlに溶
解し、得られた反応物を37℃で2時間インキュベート
した。次いで、95%エタノール3容量及び3M酢酸ナ
トリウム1/10容量の添加、ドライアイス−エタノー
ル浴中での5分間のインキュベーション、及び遠沈によ
り、XhoI消化プラスミドpKC283−L DNA
を反応混合物から沈澱させた。得られたDNAペレット
を70%エタノールで洗浄し、乾燥し、そして、10X
ニック翻訳緩衝液(0.5MトリスHCl、pH7.
2;0.1MMgSO4;及び1mMDTT)2μl、
各dNTPについて2mMの溶液1μl、水15μl、
クレナウ1μl(〜6単位)、及び1mg/mlBSA
1μlに再懸濁した。得られた反応物を25℃で30分
間インキュベーションし、この溶液を70℃で5分間イ
ンキュベーションすることにより、反応を停止させた。
【0109】BamHIリンカー(5'−CGGGAT
CCCG−3')を、実施例17の方法と実質的に同様
にして、ホスホリル化し、そしてXhoI消化したクレ
ナウ処理プラスミドpKC283−L DNAにライゲ
ーションした。ライゲーション反応の後、このDNAを
高塩緩衝液中、BamHI約100単位により37℃で
約2時間消化した。BamHI消化後、DNAを実施例
17の方法と実質的に同様にして、ライゲーション用に
準備した。
【0110】実施例16及び17の方法と実質的に同様
にして、〜5.9kb BamHI制限フラグメントを
ライゲーションにより円形とし、E.coli K12
MO(λ+)に導入した。E.coli K12 M
O(λ+)/pKC283−LB形質転換体を同定し、
次いで実施例16の方法と実質的に同様にしてプラスミ
ドpKC283−LB DNAを調製した。プラスミド
pKC283−LBの制限サイト及び機能地図を添付図
面の図14に示す。
【0111】実施例21 E.coli K12 MO
(λ+)/pL32の組み立て 出発プラスミド、制限酵素、及び使用されるリンカーを
除いては実施例20の方法と実質的に同様にして、プラ
スミドpKC283PX約10μgを高塩緩衝液中、制
限酵素SalIで消化し、クレナウで処理し、そしてE
coRIリンカー(5'−GAGGAATTCCTC−
3')とライゲーションした。〜2.1kb DNAの
切取りをもたらす制限酵素EcoRIでの消化の後、〜
4.0kbEcoRI制限フラグメントをライゲーショ
ンによって円形とし、プラスミドpKC283PRSを
生成させた。ライゲーションされたDNAを、実施例1
8の方法と実質的に同様にしてE.coli K12
MO(λ+)の形質転換に使用した。E.coli K
12 MO(λ+)/pKC283PRS形質転換体を
同定後、プラスミドpKC283PRS DNAを実施
例16の方法と実質的に同様にして製造した。プラスミ
ドpKC283PRSの制限サイト及び機能地図を添付
図面の図15に示した。
【0112】プラスミドpKC283PRS約10μg
を高塩緩衝液200μl中、制限酵素PstI及びSp
hIそれぞれ約50単位で消化した。反応物を37℃で
約2時間インキュベーションした後、反応混合物を0.
6%低温ゲル化アガロースゲル上で〜130V及び〜7
5mAで2−3時間、トリス酢酸塩緩衝液(0.04M
トリス酢酸塩、1mMEDTA)中で電気泳動した。
【0113】ゲルをエチジウムブロミドの希釈溶液中で
染色し、長波長UV光で可視化した〜0.85kbPs
tI−SphI制限フラグメントを構成するDNAのバ
ンドを小さな切片としてゲルから切り取った。切片の容
量を、重量及びその切片の密度によって決定し、同容量
の10mMトリスHCl(pH7.6)を切片の入った
管に加えた。次いで切片を72℃におけるインキュベー
ションにより融解した。約100μlの容量において、
プラスミドpKC283PRSの〜0.85kbPst
I−SphI制限フラグメント約1μgが得られた。同
様のやり方で、プラスミドpKC283−LBを制限酵
素PstIおよびSphIで消化し、得られた〜3.0
kb制限フラグメントをアガロースゲル電気泳動によっ
て単離し、ライゲーションのために準備した。
【0114】実施例17の方法と実質的に同様にして、
プラスミドpKC283PRSの〜0.85kbPst
I−SphI制限フラグメントをプラスミドpKC28
3−LBの〜3.0kbPstI−SphI制限フラグ
メントにライゲーションした。ライゲーションされたD
NAは所望のプラスミドpL32を構成していた。プラ
スミドpL32の制限サイト及び機能地図を添付図面の
図16に示す。プラスミドpL32を実施例18の方法
と実質的に同様にしてE.coliK12MO(λ+
細胞に導入した。プラスミドpL32 DNAを実施例
16の方法と実質的に同様にしてE.coli K12
MO(λ+)/pL32形質転換体から製造した。プ
ラスミドpL32 DNAの分析は、1以上のEcoR
Iリンカーが、プラスミドpKC283PXのクレナウ
処理されたSalI末端に結合していることを証明し
た。1以上のEcoRIリンカーの存在は、プラスミド
pL32またはプラスミドpL32の誘導体の有用性に
は影響せず、これらEcoRIリンカーのうち2個が互
いにライゲーションする場合常に生成するXhoI制限
サイトの存在によって発見できる。
【0115】実施例22 E.coli K12 MO
(λ+)/pL47の組み立て プラスミドpCC101の制限サイト及び機能地図を添
付図面の図23に示す。プラスミドpCC101の組み
立ては、1988年5月7日登録の米国特許第4745
069号の実施例3に教示されている。EK−BGHコ
ード化DNAを単離するために、プラスミドpCC10
1約10μgを、制限酵素XbaI及びBamHI各々
約50単位を含有する高塩緩衝液200μl中で消化し
た。消化産物をアガロースゲル電気泳動によって分離
し、EK−BGHをコードしている〜0.6kbXba
I−BamHI制限フラグメントを実施例21の方法と
実質的に同様にして単離し、ライゲーション用に準備し
た。
【0116】プラスミドpL32もまた制限酵素Xba
IおよびBamHIで消化し、〜3.9kb制限フラグ
メントを単離し、ライゲーション用に準備した。プラス
ミドpL32の〜3.9kbXbaI−BamHI制限
フラグメントを実施例17の方法と実質的に同様にして
プラスミドpCC101の〜0.6kbXbaI−Ba
mHI制限フラグメントにライゲーションしてプラスミ
ドpL47を生成した。プラスミドpL47の制限サイ
ト及び機能地図を添付図面の図17に示す。プラスミド
pL47を実施例18の方法と実質的に同様にしてE.
coli K12 MO(λ+)に導入し、E.col
i K12 MO(λ+)/pL47形質転換体を同定
した。プラスミドpL47 DNAは、実施例16の方
法と実質的に同様にして、形質転換体から調製した。
【0117】実施例23 E.coli K12 MO
(λ+)/pL84の組み立て プラスミドpL32約10μgを高塩緩衝液200μl
中、制限酵素BamHI約50単位によって37℃で約
2時間消化した。BamHI消化プラスミドpL32
DNAを、実施例20の方法と実質的に同様にして、沈
澱させ、クレナウで処理し、そしてSalIリンカー
(5'−CGTCGACG−3')にライゲーションし
た。SalIリンカーがライゲーションされた後、制限
酵素SalI約100単位及び制限酵素XbaI約50
単位をライゲーション混合物に加え、これを高塩緩衝液
の組成を有するよう調節し、得られた反応物を37℃で
2時間インキュベーションした。反応産物をアガロース
ゲル電気泳動によって分離し、〜3.9kbSalI−
XbaI制限フラグメントを実施例21の方法と実質的
に同様にして単離し、ライゲーション用に準備した。
【0118】プラスミドpCC101約10μgを、高
塩緩衝液200μl中、制限酵素SalI及びXbaI
各々約50単位により、37℃で2時間消化した。反応
生成物をアガロースゲル電気泳動により分離し、EK−
BGH及びE.coli lpp遺伝子の翻訳ターミネ
ーターをコードしている〜1.6kb SalI−Xb
aI制限フラグメントを、実施例21の方法と実質的に
同様にして単離し、ライゲーション用に準備した。
【0119】プラスミドpL32から誘導される〜3.
9kb SalI−XbaI制限フラグメントを、実施
例17の方法と実質的に同様にして、プラスミドpCC
101の〜1.6kb SalI−XbaI制限フラグ
メントにライゲーションした。ライゲーションされたD
NAは所望のプラスミドpL84を構成していた。プラ
スミドpL84の制限サイト及び機能地図を添付図面の
図18に示す。このライゲーションされたDNAは、実
施例18の方法と実質的に同様にしてE.coli K
12 MO(λ+)細胞の形質転換に使用した。プラス
ミドpL84DNAを実施例16の方法と実質的に同様
にしてE.coli K12 MO(λ+)/pL84
形質転換体から調製した。
【0120】実施例24 E.coli K12 MO
(λ+)/pL95の組み立て プラスミドpL84約10μgを、高塩緩衝液約200
μl中、制限酵素NdeI約50単位により、37℃で
2時間消化した。次いで実施例20の方法と実質的に同
様にして、NdeI消化DNAを沈澱させ、クレナウで
処理した。次に、NdeI消化され、クレナウ処理され
たプラスミドpL84DNAを、実施例17の方法と実
質的に同様にしてKpnIリンカー(5'−GGGTA
CCC−3')にライゲーションした。リンカーのライ
ゲーションの後、このDNAを沈澱させ、得られるDN
Aペレットを、10X低塩緩衝液(0.1MトリスHC
l、pH7.6;0.1MMgCl2;及び10mM
DTT)20μl、1mg/mlBSA20μl、制限
酵素KpnI5μl(約50単位)、及び水155μl
に再懸濁した。得られた反応物を37℃で2時間インキ
ュベーションした。
【0121】KpnI消化の後、DNAを低融点アガロ
ースゲルにロードし、実施例21の方法と実質的に同様
にして、〜3.8kb制限フラグメントを単離し、ライ
ゲーションにより再び円形とした。ライゲーションされ
たDNAはプラスミドpL95を構成し、これを実施例
22の方法と実質的に同様にして、E.coli K1
2 MO(λ+)の形質転換に使用した。プラスミドp
L95の制限サイト及び機能地図を添付図面の図19に
示す。
【0122】実施例25 E.coli K12 RV
308/pPR12AR1の組み立て プラスミドpPR12は、温度感受性pLリプレッサー
遺伝子cI857及びプラスミドpBR322テトラサ
イクリン耐性付与遺伝子を含んでいる。プラスミドpP
R12は、1984年3月13日登録の米国特許第44
36815号に開示及び特許請求されている。プラスミ
ドpPR12の制限サイト及び機能地図を添付図面の図
21に示す。
【0123】プラスミドpPR12約10μgを、高塩
緩衝液200μl中、制限酵素EcoRI約50単位に
より、37℃で2時間消化した。次いで実施例20の方
法と実質的に同様にして、EcoRI消化プラスミドp
PR12DNAを沈澱させ、クレナウで処理した。クレ
ナウ反応の後、EcoRI消化されクレナウ処理された
プラスミドpPR12DNAを、実施例17の方法と実
質的に同様にして、ライゲーションにより再度円形とし
た。ライゲーションされたDNAは所望プラスミドpP
R12△R1を構成し、これを、選択がアンピシリン耐
性ではなくテトラサイクリン(5μg/ml)耐性に基
づく以外は実施例18の方法と実質的に同様にして、
E.coli K12 RV308の形質転換に使用し
た。E.coli K12 RV308は受理番号NR
RL B−15624の下でNRRLより入手可能であ
る。E.coli K12 RV308/pPR12△
R1形質転換体を同定した後、実施例16の方法と実質
的に同様にして、プラスミドpPR12△R1 DNA
をこの形質転換体から調製した。
【0124】プラスミドpPR12△R1約10μg
を、中等度塩緩衝液(BMB)200μl中、制限酵素
AvaI約50単位により、37℃で2時間消化した。
実施例20の方法と実質的に同様にして、AvaI消化
プラスミドpPR12△R1DNAを沈澱させ、クレナ
ウで処理した。クレナウ反応の後、AvaI消化されク
レナウ処理されたプラスミドpPR12△R1 DNA
を、実施例17の方法と実質的に同様にして、EcoR
Iリンカー(5'−GAGGAATTCCTC−3')に
ライゲーションした。リンカーのライゲーションの後、
DNAを沈澱させ、次いで制限酵素EcoRI約50単
位を含有する高塩緩衝液約200μlに再懸濁した。得
られた反応物を37℃で約2時間インキュベーションし
た。EcoRI消化後、反応混合物をアガロースゲルに
ロードし、実施例21の方法と実質的に同様にして〜
5.1kbEcoRI制限フラグメントを精製した。こ
の〜5.1kbEcoRI制限フラグメントを、実施例
17の方法と実質的に同様にしてライゲーションにより
再び円形とした。ライゲーションされたDNAは所望プ
ラスミドpPR12AR1を構成していた。プラスミド
pPR12AR1DNAを、選択がアンピシリン耐性で
はなくテトラサイクリン耐性に基づく以外は実施例18
の方法と実質的に同様にして、E.coli K12
RV308に導入した。E.coli K12 RV3
08/pPR12AR1形質転換体を同定した後、実施
例16の方法と実質的に同様にして、プラスミドpPR
12AR1 DNAを調製した。プラスミドpPR12
AR1の制限サイト及び機能地図を添付図面の図21に
示す。
【0125】実施例26 E.coli K12 RV308
/pL110の構築 プラスミドpPR12AR1 DNA約10μgを、PstI
およびEcoRI制限酵素各々約50単位を含有している
高塩緩衝液約200mlに懸濁し、この消化反応物を37
℃で約2時間インキュベートした。次いで、実質上実施
例21の方法に従い、反応混合物をアガロースゲルに負
荷し、プラスミドpPR12AR1の〜2.9kb PstI−
EcoRI制限フラグメントを単離し、ライゲーション用
に調製した。
【0126】プラスミドpL47約10μgを、PstIお
よびBamHI制限酵素にて高塩緩衝液200μl中、37
℃で2時間、消化した。実質上実施例21の方法に従
い、このPstI−BamHI消化したDNAをアガロースゲ
ルに負荷し、複製起点およびアンピシリン耐性付与遺伝
子の一部分を含有している〜2.7kb PstI−BamHI制
限フラグメントを単離し、ライゲーション用に調製し
た。別の反応では、実質上実施例21の方法に従い、プ
ラスミドpL47 DNA約10μgを、制限酵素EcoRI
およびBamHIにて高塩緩衝液200μl中、37℃で2
時間消化し、新規な転写および翻訳活性化配列およびE
K−BGHをコードしているDNAを含有している〜
1.03kb EcoRI−BamHI制限フラグメントを単離
し、ライゲーション用に調製した。得られた〜1.03k
b EcoRI−BamHI制限フラグメント〜2μgをプラス
ミドpL110の構築で使用した。
【0127】形質転換体を選択するための基準としてア
ンピシリン耐性ではなくテトラサイクリン耐性を使用し
た以外、実質上実施例17および18の方法に従い、プ
ラスミドpL47の〜2.7kb PstI−BamHIおよび〜
1.03kb EcoRI−BamHI制限フラグメントをプラス
ミドpPR12AR1の〜2.9kb PstI−EcoRI制限
フラグメントにライゲートしてプラスミドpL110を
構築し、このライゲートされたDNAをE.coliK12
RV308を形質転換するために使用した。
【0128】2個のPstI制限酵素認識部位はEK−B
GHをコードしている領域に存在しており、これは添付
の図面に示された制限部位および機能地図に描かれてい
ない。プラスミドpL110の制限部位および機能地図
を添付の図面の図22に示す。
【0129】実施例27 プラスミドpBW46の構築 A.プラスミドpBW44の構築 pBW33およびpL195由来の制限フラグメントを使
用し、3部分ライゲーション反応でプラスミドpBW4
4を構築した。再ライゲーションすると、合して、t−
PA遺伝子のカルボキシ末端のコード領域以外のプラス
ミドを再構築するpBW33由来の2個のフラグメント
を単離した。プラスミドpL195から単離した第3の
フラグメントは、t−PA遺伝子のカルボキシ末端のコ
ード領域マイナス3'−非コード配列の多くを含有す
る。
【0130】実質上実施例4Aの教示に従い、必要に応
じて適当な制限酵素および緩衝液を置き換えて、プラス
ミドpBW33由来の〜3.9kb BamHI−ClaIおよび
〜2.7kb ClaI−SstI制限フラグメントを単離し
た。次いで、pL195由来の〜0.3kb SstI−Bam
HIフラグメントを単離し、2個のpBW33制限フラグ
メントと混合し、ATPの終濃度を500μMに高めた
以外、実施例4Cの教示に従ってライゲートした。15
μg/mlの濃度でテトラサイクリンを使用し、形質転換
体を32℃でインキュベートした以外、実質上実施例1
Bの教示に従い、このライゲーション産物を使用して
E.coli MM294細胞を形質転換した。
【0131】B.プラスミドmp8BW45の構築 S1処理を20℃で10分間行ない、以下の合成オリゴ
デオキシリボヌクレオチドプライマー: 5'-GGATTTGCTGGGAAGTCCTGTGAAATATCCACC-3' を置き換えた以外、アデルマン等(Adelman et al., 198
3,DNA2(3):183-193)の部位特異的突然変異誘発法に従っ
て1本鎖pM8BW27からこのベクターを構築した。
このプライマーを使用してCYS83のヌクレオチド番号
437をグアニンからシトシンに変更し、それによって
CYS83をSER83に変更した。
【0132】得られた突然変異誘発混合物を使用し、実
施例5Cの教示に従ってE.coli JM109細胞(BR
Lから市販品として入手可能)に感染させた。合成オリ
ゴデオキシリボヌクレオチド5'-GGGAAGTCCTGTGAAA-3'と
ハイブリダイズさせることによって、所望の突然変異体
を確認した。簡単に言うと、ミリポア82mm HATF
フィルターを置き換え、これらのフィルターをオートク
レーブ処理の代わりにスチーム処理する以外、ハナハン
およびメセルソン(Hanahan and Meselson, 1980,Gene 1
0:63-67)による記載に従って、フィルターを調製した。
【0133】予め冷却した(4℃で60分間)積層プレー
トの上部に1−2分間フィルターを置くことによって、
プラークを採取した。次いで、以下の溶液:0.1M N
aOH、1.5M NaClで5分間、および0.5Mトリ
ス、pH7.5、3M NaClで更に5分間、飽和させた
ワットマン3MM濾紙にフィルターを移した。フィルタ
ーを風乾し、次に、80℃で2時間焼いた。フィルター
を、6×SSC(0.9MNaClおよび0.09Mクエン
酸Na)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、0.1%ドデシ
ル硫酸ナトリウム(SDS)、10×デンハーツ(Denhard
t's)(0.2%フィコル、0.2%ポリビニルピロリド
ン、0.2%BSA)および1μg/ml E.coliDNAの
溶液中、45℃で90分間、プレハイブリダイズさせ
た。
【0134】次に、以下の様にしてフィルターをハイブ
リダイズさせた。放射活性なプローブ(比活性=72μ
Ci/pmol)をハイブリダイゼーション緩衝液(6×SS
C、0.1%ピロリン酸ナトリウム、10×Denhardt'
s)で0.23pmol/mlの濃度に希釈し、フィルターに加
えた。ハイブリダイゼーションを45℃で2時間進行さ
せた。以下のスケジュールに従い、フィルターを6×S
SCで洗浄した。 増強スクリーンを使用し、フィルターを−70℃にて1
時間、X線フィルムに感光させた。プローブにハイブリ
ダイズしたプラークからのDNAを抽出し、ジデオキシ
配列決定法によって確認した。
【0135】C.最終構築 pBW44およびmp8BW45由来の制限フラグメント
を使用し、3部分ライゲーションでプラスミドpBW4
6を構築した。システイン置換が行われたt−PAをコ
ードしている配列部分を含有しているmp8BW45由来
のフラグメントをプラスミドpBW44由来の2個のフ
ラグメントにライゲートし、それによって、遊離のスル
フヒドリル残基を含有していない、クリングルのない形
態のt−PAをコードしている新規な遺伝子配列を作成
した。
【0136】実質上、実施例4Aの教示に従い、必要に
応じて適当な制限酵素および緩衝液を置き換えて、pB
W44由来の〜4440bp EcoRI−ClaIおよび〜1
950ClaI−NdeI制限フラグメントを単離した。次
いで、実質上、実施例27の教示に従い、mp8BW45
由来の〜562bp NdeI−EcoRIフラグメントを単離
し、上のフラグメントと混合し、ライゲートした。この
ライゲーション産物を使用してE.coli MM294細胞
を形質転換し、実質上、バーンボイムおよびドーリーの
アルカリミニスクリーン法(Birnboim and Doly, 1979)
に従ってRF DNAを単離した。SER83mt−PA3
の発現のために、このプラスミドDNAでE.coli K1
2 RV308を形質転換した。
【0137】実施例28 プラスミドmp18BW50の
構築 A.mp18BW47の構築 実質上、実施例5の教示に従い、種々の制限酵素を使用
するために変更した条件を使用して、このベクターを構
築した。即ち、mp18(BRL)由来の〜7250bp Hi
ndIII−SstI制限フラグメントを、pTPA103
由来の〜1440HindIII−SstIフラグメントに
ライゲートした。このライゲートされた原料を使用し
て、E.coli JM109細胞(BRL)をトランスフェク
トし、得られたトランスフェクトされた細胞を培養し、
以下の突然変異誘発例で出発物質として使用するための
1本鎖DNAを製造した。
【0138】B.部位特異的突然変異誘発 クレノウ反応を室温で60分間、次に37℃で4時間、
次いで4℃で一夜行なう以外、実質上、実施例6の教示
に従って、1本鎖mp18BW47を突然変異誘発した。
更に、S1処理を20℃で20分間行なった。合成オリ
ゴデオキシリボヌクレオチドプライマー: 5'-GGATTTGCTGGGAAGTCCTGTGAAATAGGAAACAGTGACTGCTAC-
3' を使用し、天然のt−PAのアミノ酸残基87〜175
を欠失させた。
【0139】実施例27の教示に従い、得られた突然変
異誘発混合物を使用してE.coli JM109細胞をトラ
ンスフェクトし、合成オリゴデオキシリボヌクレオチド
プローブ(5'-GTCCTGTGAAATAGGAA-3')とハイブリダイズ
させることによって、所望の突然変異体を確認した。M
13配列決定プライマー(5'-GTGCCCCGAAGGATTTG-3')を
使用し、M13配列決定法によってこれらのポジティブ
な変異体を更に確認し、組換体クローンをmp18BW5
0と命名した。
【0140】実施例29 プラスミドpL219の構築 プラスミドpL219は、最初のクリングル(K1)ドメ
イン、アミノ酸残基87〜175が欠失され、CYS83
残基がSER83に変更された、mt−PA4と呼ばれる修
飾t−PAをコードしている遺伝子配列を含有する原核
生物性発現ベクターである。この誘導体を構築するため
に、前に構築した3種類のベクターから制限フラグメン
トを単離し、複数のライゲーション反応においてT4リ
ガーゼによって連結させた。即ち、K1ドメインの欠失
を含む、mt−PA4遺伝子の5'アミノ末端を含有して
いる〜1.0kb BglII−SstIフラグメントを、複製
型mp18BW50から単離した。2シストロン構築物を
含有している〜50bp XbaI−XhoII制限フラグメ
ントをプラスミドpBW33から単離した。これらの2
個のフラグメントを、pBW46由来の〜6.1kb Sst
I−XbaIフラグメントと混合してライゲートし、E.c
oli RV308を形質転換するために使用した。プラス
ミドpL219の制限部位および機能地図を添付の図面
の図24に示す。実質上、実施例27の方法に従い、
E.coli RV308/pL219形質転換体からプラス
ミドpL219 DNAを製造した。
【0141】実施例30 A.TPAをコードしている領域の部位特異的突然変異
誘発およびMP18BW52の構築 dH2O 10μlに入れたプラスミドpTPA103(実施
例2)約5μgを、10×HindIII緩衝液約10μlお
よびdH2O 80μlに加える。制限酵素HindII
I1μl(約20単位)をプラスミドpTPA103DN
Aの溶液に加え、得られた反応物を37℃で90分間イ
ンキュベートする。制限酵素SstI 1μl(約20単位)
および1Mトリス−HCl、pH=7.6 10μlを、Hi
ndIII消化プラスミドpTPA103 DNAの溶液に
加え、得られた反応物を37℃で90分間インキュベー
トする。エタノール沈澱によってHindIII−SstI
消化プラスミドpTPA103 DNAを濃縮し、1.5
%アガロースゲルに負荷し、〜1.4kb HindIII−
SstI制限フラグメントがその他の消化産物から分離さ
れるまで電気泳動させる。〜1.4kb HindIII−Ss
tI制限フラグメント約0.5μgをゲルから分離し、ラ
イゲーションのために調製し、dH2O 20μlに再懸濁
する。
【0142】dH2O 35μlに入れた複製形(RF)のM
13mp18 DNA(NEBから入手可能)約4.5μg
を、10×HindIII緩衝液10μlおよびdH2O 5
5μlに加える。制限酵素HindIII 1μl(約20単
位)をM13mp18 DNAの溶液に加え、得られた反応
物を37℃で1時間インキュベートした。制限酵素Sst
I1μl(約20単位)および1Mトリス−HCl、pH=
7.6 10μlを、HindIIIで消化したM13mp18
DNAの溶液に加え、得られた反応物を37℃で1時
間インキュベートする。エタノール沈澱によってHind
III−SstI−消化M13mp18 DNAを集め、ア
ガロースゲル電気泳動のための調製物に再懸濁し、上記
と同様にしてゲル電気泳動によって大きい制限フラグメ
ントを単離する。M13mp18の大きいHindIII−
SstI制限フラグメント約1μg、10×T4DNAリ
ガーゼ緩衝液2μl、dH2O 12μlおよびT4DNA
リガーゼ〜1μl(約1ワイス単位)を、プラスミドpTP
A103の〜1.4kb HindIII−SstI制限フラグ
メント3μlに加え、得られたライゲーション反応物を
16℃で一夜インキュベートする。
【0143】1回のトランスフェクションに使用したD
NAの量を変える以外、実質上、BRL M13クロー
ニング/‘ジデオキシ’・シーケンシング・インストラ
クション・マニュアル(‘Dideoxy’ Sequencing Instru
ction Manual)に記載の方法に従い、E.coli JM10
3細胞(BRLから入手可能)をコンピテントにし、ライ
ゲーション混合物でトランスフェクトした。β−ガラク
トシダーゼα−フラグメントをコードしている遺伝子を
挿入的に不活化し、それによりX−Galをそのインディ
ゴ色切断産物に切断する能力をなくすることによって、
組換体プラークを確認する。スクリーニングするため
に、幾つかの白色プラークを採取してLブロス2.5ml
に入れ、対数増殖期のE.coli K12 JM103 0.
4mlを加え、最小培地ストックで培養して、proABを
担持するFエピソームの保持を保証する。Lブロス1リ
ットルは、ディフコ・バクト・トリプトン 10g、ディ
フコ酵母エキス5g、NaCl 5g、およびグルコース1
gを含有する。2.5mlずつのプラーク含有細胞懸濁液を
エアシェーカーにて37℃で8時間インキュベートす
る。実質上、バーンボイムおよびドーリーのアルカリミ
ニスクリーン法(Birnboimand Doly,1979,Nuc.Acids Re
s. 7:1513)に従い、1.5mlずつからの細胞をペレット
化し、RF DNAを単離する。各培養の残部をストッ
ク用に4℃で貯蔵する。MP18BW47と命名された
所望のファージは、M13mp18の〜7.2kb EcoRI
−HindIII制限フラグメントにライゲートした、プ
ラスミドpBW25の〜1.4kb HindIII−SstI制
限フラグメント(実施例4)を含有する。
【0144】対数期E.coli JM103約50mlをMP
18BW47で感染させ、エアシェーカーにて37℃で
18時間インキュベートする。インストラクション・マ
ニュアルに示された方法をスケールアップすることによ
って、感染した細胞を低速遠心によりペレット化し、培
養上清から1本鎖MP18BW47 DNAを製造す
る。クレノウ反応を室温で30分間、次に37℃で60
分間、次いで10℃で18時間行なう以外、実質上、ア
デルマン等の教示(Adelman et al., 1983 DNA 2(3):183
-193)に従い、1本鎖MP18BW47を突然変異誘発
する。更に、S1処理を20℃で行ない、緩衝液の塩濃
度をその製造業者によって推奨された2分の1とし、M
13シーケンシング・プライマー(BRL)を使用する。
天然のTPAのアミノ酸残基4〜175のためのコード
配列を欠失させるために使用した合成オリゴデオキシリ
ボヌクレオチドプライマーは、5'-GGAGCCAGATCTTACCAAG
GAAACAGTGACTGCTAC-3'である。
【0145】実質上、上記の感染法に従い、得られた突
然変異誘発混合物を使用してE.coli K12 JM10
3をトランスフェクトする。RF DNAの制限酵素分
析およびマクサムおよびギルバート(Maxam and Gilber
t)によって所望の突然変異体を確認し、天然のTPAの
アミノ酸残基4〜175が欠失されているDNA配列を
MP18BW52と命名する。
【0146】実施例31 プラスミドpL231の構築A.プラスミド構成成分の調製 プラスミドpL231は、t−PA−6と命名されたt−
PA誘導体をコードしている。プラスミドpBW33(実
施例10)、pBW46(実施例27)およびpMP18B
W52(実施例29)から、以下の様にしてプラスミドp
L231を構築した。
【0147】実質上、実施例1の方法に従い、E.coli
MM294/pBW33からプラスミドpBW33 DN
Aを製造した。プラスミドpBW33を順次、XbaIお
よびXhoIIで消化した。XbaIはニュー・イングラン
ド・バイオラブス(New England Biolabs)から購入し
た。XbaI約20Uを使用し、50mM NaCl、10m
Mトリス−HCl(pH=7.9)、10mM MgCl2、およ
び100μg/mlのウシ血清アルブミンを含有している
全消化容量20μl中にて、プラスミドpBW33約10
μlを37℃で1時間、消化した。次いで、プラスミドp
BW33のXbaI消化混合物をXhoII(Boehringer Ma
nnheim)〜20Uにて37℃で更に1時間消化した。プ
ラスミドpBW33のXbaIおよびXhoII消化から得
られた制限フラグメントを、0.6%アガロースゲルで
電気泳動することによって分離した。〜50bpフラグメ
ントをゲルから集め、エタノール沈澱させ、減圧乾燥
し、次いで、TE〜10μlに再懸濁した。この〜50b
p XbaI−XhoIIフラグメントは、実施例7Cに記載
されたダブル−シストロンを含有している。
【0148】実質上、実施例1の方法に従い、E.coli
RV308/pBW46からプラスミドpBW46 DN
Aを製造した。プラスミドpBW46約10μgを順次、
XbaIおよびSstIで消化し、〜4.7kb制限フラグメ
ントを作成した。XbaI消化法は前記のものである。S
stI(BMB)約10Uを使用し、プラスミドpBW46
〜10μgをベーリンガー・マンハイム・コア緩衝液(Bo
ehringer Mannheim Core buffer)中、37℃で1時間消
化した。消化混合物の電気泳動後、0.6%アガロース
ゲルから〜4.7kb XbaI−SstI制限フラグメントを
回収した。pBW46の〜4.7kb XbaI−SstIフラ
グメントをエタノール沈澱させ、減圧乾燥し、TE10
μlに再懸濁した。
【0149】実質上、実施例1の方法に従い、E.coli
K12 JM103/mp18BW51からプラスミドmp
18BW52を作成した。mp18BW52をBglIIお
よびSstIで二重消化した。BglIIおよびSstIはB
RLから入手し、供給者によって与えられた指針に従っ
て消化を行なった。電気泳動後に0.6%アガロースゲ
ルから〜718bpフラグメントを集め、エタノール沈澱
させ、TE10μlに再懸濁した。
【0150】B.プラスミドpL231構成成分のライ
ゲーション プラスミドpBW33の〜50bp XbaI−XhoIIフラ
グメント、プラスミドpBW46の〜4.7kb XbaI−
SstIフラグメント、およびmp18BW52の〜718
bp BglII−SstIフラグメントをライゲートし、プ
ラスミドpL231を得た。pBW33のXhoII消化お
よびmp18BW52のBglII消化から得られた粘着末
端は相補的であり、プラスミドpL231のみが前記構
成成分のライゲーションに由来する。ライゲーション混
合物は、pBW33 XbaI−XhoIIフラグメント〜
1.5μl、pBW46 XbaI−SstIフラグメント〜1
0μl、mp18BW5/BglII−SstIフラグメント
〜10μl、0.1mg/ml BSA、83mM ATP、T
4 DNAリガーゼ(NEB)〜3Uを含有し、水を加え
て60μlの終容量を得た。ライゲーション反応を15
℃で一夜、進行させた。
【0151】C.E.coli K12 RV308/pL23
1の構築 実施例35Bのライゲーション混合物を使用し、コンピ
テントなE.coli K12を形質転換した。次に、得られ
たE.coli K12 RV308/pL231を2X YT
培地で培養した。バクトトリプトン16g、バクト−酵
母エキス10g、およびNaCl5gを蒸留水900mlに
溶解することによって、2X YT培地を調製した。培
地のpHをNaOHで7.0に調節し、その後、H2Oで容
量を1Lに調節した。次に、15/lb/in2で20分間
オートクレーブ処理することによって、培地を滅菌し
た。プラスミドpL231は、それらが全て熱誘導可能
であり、ラムダpLプロモーターによって制御される発
現系であり、選択可能なマーカーとしてテトラサイクリ
ン耐性を利用するという点で、t−PA3(pBW46)お
よびt−PA4(pL219)のために使用した発現ベクタ
ーに類似している。t−PA−6およびt−PA−4、ま
たはt−PA−3の発現は、本明細書に記載された発現
系を十分な細胞量が集積するまで2X YT培地または
当業者周知のその他のこの様な培地で培養し、その後、
温度を42℃に上昇させればよい。発現ベクターを有さ
ず、従って抗生物質耐性を失っているE.coliの外殖を
防ぐために、培地にテトラサイクリンを加えるのが好ま
しい。
【0152】実施例32 スルフィトリシス法 以下の様にして、尿素スルフィトリシス溶液を調製し
た。トリス(6.06g/L)、テトラチオン酸カリウム
(3.93g/L)、無水亜硫酸ナトリウム(12.6g/L)
およびEDTA(0.57g/L)を冷脱イオン尿素(7M)
に加え、溶液をpH8.5に調節する。顆粒由来の蛋白の
溶液を、蛋白1グラム当たり1Lのスルフィトリシス溶
液で希釈した。次に、この溶液を4℃で一夜、穏やかに
撹拌した。
【0153】実施例33 イオン交換による精製 スルフィトリシスしたt−PA−6の精製のために、フ
ァースト・フローQ(Fast Flow Q, Pharmacia)クロマト
グラフィーを使用した。クロマトグラフィーの交換、洗
浄および溶離期のために、40ml/cm2/時の流速を使
用した。精製工程の前に、以後、平衡化緩衝液と呼ぶ7
M尿素中50mMトリス、pH8.5でカラムを平衡化し
た。
【0154】クロマトグラフィー精製の前に、スルフィ
トリシスしたt−PA−6の濾液の伝導度を調べ、必要
に応じ、7M尿素で希釈することによって伝導度を25
00uMHOSまで低下させた。伝導度が2500uMH
OSの好ましい範囲に設定されたら、pHを測定し、8.
45〜8.55の好ましい範囲に調節した。
【0155】試料をカラムに負荷し、次に、カラムの1
倍容量の平衡化緩衝液でカラムを洗浄した。平衡化緩衝
液中0〜0.6M NaClの直線状塩グラジエントを使用
し、カラムからt−PA−6を溶離させた。画分を集
め、これらが十分な蛋白濃度を有している場合、これら
をプールした。フィブリン・プレート検定を使用して、
フィブリン溶解活性を調べた。
【0156】実施例34 2ステップ蛋白折り畳み法 t−PA−6の折り畳み法における第1ステップのため
の出発物質をフルフィトリシスし(実施例32)、イオン
交換によってt−PA−6を精製した(実施例33)。ス
ルフィトリシスされたt−PA−6を、7M尿素の使用
により、クロマトグラフィー溶出溶液(7M尿素、50m
Mトリス、変動濃度のNaCl)から約10μg/mlの終濃
度まで希釈した。試薬を加えて、以下の終濃度:7M尿
素、50mMトリス、0.15Mリジン一塩酸塩、7mM
システイン一塩酸塩、0.2M NaCl、1mM Na2ED
TAを得、NaOHを加えてpHを9.2に調節した。
【0157】ステップ1の試料を50mMトリス、80m
Mリジン一塩酸塩、2mMシステイン一塩酸塩で1:2
に希釈することによってステップ2の折り畳み工程を開
始し、この折り畳み溶液をpH9.2に調節した。ステッ
プ2の折り畳み工程は、約4℃で約16時間穏やかに撹
拌した。
【0158】実施例35 t−PA−6の折り畳み効率
に対する透析および2ステップ折り畳み法の比較 実質上、実施例33の教示に従い、2ステップ法を行っ
た。比較のために、ステップ1の混合物の試料を、ステ
ップ1の緩衝液(7M尿素、50mMトリス、0.15M
リジン一塩酸塩、7mMシステイン一塩酸塩、0.2M
NaCl、1mM Na2EDTA、pH9.2)1部、および
ステップ2の緩衝液(50mMトリス、80mMリジン一
塩酸塩、および2mMシステイン一塩酸塩、pH9.2)2
部からなる緩衝液に対して透析した。8,000MWで
カットオフする透析チューブを使用し、透析を4℃で約
16時間(一夜)行なった。この実施例の結果を表1に示
す。
【0159】実施例36 2ステップ折り畳み法におけ
る至適尿素濃度 A.2ステップ折り畳み法の第1ステップにおける尿素
濃度の影響 実質上、実施例34の教示に従い、蛋白折り畳み法を使
用して、2ステップ法のそれぞれのステップのための至
適尿素濃度を調べた。第1ステップにおける尿素濃度、
7M、4Mおよび1Mを、折り畳み効率に対するその効
果について評価した。評価したそれぞれの尿素濃度は、
更に50mMトリス、0.15Mリジン一塩酸塩、7mM
システイン一塩酸塩、0.2M NaCl、1mM Na2ED
TA、pH9.2を含有するように処方した。第1ステッ
プが終了したら、第2ステップの通常の条件下に、種々
の尿素濃度の試料を折り畳んだ。
【0160】B.2ステップ折り畳み法の第2ステップ
における尿素濃度の影響 イオン交換によって精製し、スルフィトリシスしたt−
PA−6Aを、7M尿素、50mMトリス、0.15Mリ
ジン一塩酸塩、7mMシステイン一塩酸塩、0.2M Na
Cl、1mM Na2EDTA、pH9.2中、6μg/mlの終
濃度に希釈した。この第1ステップ試料を穏やかに撹拌
しながら約4℃で約16時間インキュベートした。第1
ステップの後、t−PA−6A混合物を種々の量の第2
ステップ緩衝液(50mMトリス、80mMリジン一塩酸
塩、および2mMシステイン一塩酸塩、pH9.2)で希釈
し、尿素濃度の範囲を得た。2ステップ法の第2ステッ
プにおける折り畳み効率のために評価した尿素濃度は、
0.14M、0.35M、0.56M、0.70M、1.0
5M、1.4M、1.75M、2.1M、2.45M、2.
8M、3.15M、3.5M、3.85M、4.2M、4.
55M、4.9M、5.25M、5.6M、5.95M、
6.3M、6.65M、7.0Mであった。前記の尿素濃
度を含有している各試料に更に、50mMトリス、80m
Mリジン一塩酸塩、および2mMシステイン一塩酸塩を
含有させた。即ち、この実施例の全ての態様は、種々の
尿素濃度を折り畳み法の第2ステップで評価した以外、
実施例34の教示と同様にして行なった。この研究の結
果を図25に示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ヒトt−PAのアミノ酸配列を示す模式図で
ある。
【図2】 プラスミドptPA102の制限部位及び機
能地図である。
【図3】 プラスミドptPA103の制限部位及び機
能地図である。
【図4】 プラスミドpUC19 TPAFEの制限部
位及び機能地図である。
【図5】 プラスミドpBW28の制限部位及び機能地
図である。
【図6】 プラスミドptPA301の制限部位及び機
能地図である。
【図7】 プラスミドptPA303の制限部位及び機
能地図である。
【図8】 プラスミドpBW32の制限部位及び機能地
図である。
【図9】 プラスミドpBW33、35、36の制限部
位及び機能地図である。
【図10】 プラスミドpCZ106の制限部位及び機
能地図である。
【図11】 プラスミドpKC283の制限部位及び機
能地図である。
【図12】 プラスミドpKS283−PXの制限部位
及び機能地図である。
【図13】 プラスミドpKC283−Lの制限部位及
び機能地図である。
【図14】 プラスミドpKC283−LBの制限部位
及び機能地図である。
【図15】 プラスミドpKC283−PRSの制限部
位及び機能地図である。
【図16】 プラスミドpL32の制限部位及び機能地
図である。
【図17】 プラスミドpL47の制限部位及び機能地
図である。
【図18】 プラスミドpL84の制限部位及び機能地
図である。
【図19】 プラスミドpL95の制限部位及び機能地
図である。
【図20】 プラスミドpR12の制限部位及び機能地
図である。
【図21】 プラスミドpR12AR1の制限部位及び
機能地図である。
【図22】 プラスミドpL110の制限部位及び機能
地図である。
【図23】 プラスミドpCZ101の制限部位及び機
能地図である。
【図24】 プラスミドpL219の制限部位及び機能
地図である。
【図25】 t−PA−6活性に及ぼす二段階折り畳み
法の第2段階における尿素濃度の効果を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キヤロライン・スー・ロベイ アメリカ合衆国46219インデイアナ州イン デイアナポリス、ノース・オーデユボン・ ロード61番

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クリングル−2を含む組織プラスミノー
    ゲン活性化因子および組織プラスミノーゲン活性化因子
    誘導体を折り畳む方法であって、折り畳み溶液に有効量
    のリジンを加えて基質特異的な、酵素的に活性な分子の
    収量を増加させることからなる方法。
  2. 【請求項2】 リジン濃度が約0.01M〜約1.5Mの
    範囲である請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 リジン濃度が約0.02M〜約1Mの範
    囲である請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 リジン濃度が約0.13Mである請求項
    3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 組織プラスミノーゲン活性化因子誘導体
    がt−PA−6である請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 更に、(a) t−PAまたはt−PA誘導
    体の二次及び三次構造を破壊するに充分な濃度の尿素中
    に該t−PAまたはt−PA誘導体の溶液を作成し、そ
    して(b) ステップ(a)の溶液を希釈して、該t−PAま
    たはt−PA誘導体が基質特異的な、酵素的に活性な分
    子にさらに折り畳まれるのを助ける第二の環境を作り出
    すことを含む請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 ステップ(a)における尿素濃度が約5M
    〜8Mである請求項7に記載の方法。
  8. 【請求項8】 尿素濃度が約7Mである請求項7に記載
    の方法。
  9. 【請求項9】 有効濃度のリジンが折り畳み法の第2ス
    テップにのみ存在する請求項7に記載の方法。
  10. 【請求項10】 リジン濃度が約0.13Mである請求
    項6に記載の方法。
  11. 【請求項11】 t−PA誘導体がt−PA−6である請
    求項10に記載の方法。
JP3202722A 1991-07-15 1991-08-13 組織プラスミノーゲン活性化物質及びその誘導体を折り畳む改良法 Withdrawn JPH0576360A (ja)

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