JPH0638786A - Production of fused protein - Google Patents

Production of fused protein

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JPH0638786A
JPH0638786A JP3218130A JP21813091A JPH0638786A JP H0638786 A JPH0638786 A JP H0638786A JP 3218130 A JP3218130 A JP 3218130A JP 21813091 A JP21813091 A JP 21813091A JP H0638786 A JPH0638786 A JP H0638786A
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coli
ptp104
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正寛 巌倉
Kiyotaka Furusawa
清孝 古澤
Tsukasa Sakai
士 坂井
Yoshio Tanaka
芳雄 田中
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Abstract

PURPOSE:To provide a new manifestation vector useful for the production of a protein containing a heterogenic product fused to the carboxy-terminal of DHFR. CONSTITUTION:The manifestation vector pTP104-4 having the DNA sequence of formula. The vector can be prepared by introducing the terminator region of rrnB gene to the downstream of the DHFR gene of pTP70-1.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野)本発明は,大腸菌由来のジヒドロ
葉酸還元酵素(以下,DHFRと略す。)遺伝子を改変
した遺伝子を含有し,改変DHFR遺伝子の3’末端側
に,遺伝暗号の読み取り枠を合うようにして異種遺伝子
を導入することにより,異種遺伝子産物をDHFRと融
合したタンパク質として,かつDHFR活性を有するタ
ンパク質として効率よく生産させることを可能とする組
換えプラスミドpTP104−4を利用した融合タンパ
ク質の作成方法に関するものである。本発明の産業上の
利用分野としては,微生物工業,発酵工業,医薬品製造
の分野である。 (従来の技術)DHFRは,ジヒドロ葉酸を還元しテト
ラヒドロ葉酸を生成する反応を触媒する酵素であり,葉
酸補酵素生合成系の重要な酵素である。トリメトプリム
は,サルファ剤同様葉酸補酵素生合成系の阻害剤である
が,この薬剤はDHFRと強力に結合し,酵素活性を阻
害する。このため,培地中にトリメトプリムが存在する
と大腸菌などの細菌は成長することができなくなる。と
ころが,DHFR遺伝子をプラスミド等に組み込み,遺
伝子のコピー数を増大させるなどして菌体中のDHFR
含量を高めてやると,細菌はトリメトプリムに対して耐
性を獲得する(M.Iwakura et al.,
J.Biochemistry,vol91,p.12
05(1982))。この性質をもちいて,DHFR遺
伝子がプラスミドの選択マーカーとして利用され,DH
FR遺伝子を組み込んだプラスミドベクターを用いて,
実際遺伝子のクローニングが行われている(特許第13
69288号、M.Iwakura et al.,
J.Biochemistry,vol.92,p.6
15(1982))。DHFR遺伝子を用いたトリメト
プリム耐性マーカーは,遺伝子の大きさが約500塩基
対と小さいこと,遺伝子中に利用しやすい制限酵素部位
があること,遺伝子の発現量とトリメトプリム耐性の強
さとに非常に良い相関関係が存在することなどから優れ
た遺伝マーカーであり,広範囲な利用が期待されてい
る。本発明者らは,大腸菌のDHFR遺伝子を組み込ん
だ種々のベクターを開発している(特許第136928
8号,同第1369291号,特開昭57−11099
9号公報,特開59−135889号公報,特開昭58
−133769号公報,特開昭60−184388号公
報,特開昭60−199385号公報,特開昭62−6
9990号公報,特開昭62−126984号公報な
ど)。改変DHFR遺伝子を含んだプラスミドとして
は,本発明者らが作成したpTP70−1がある(特開
昭63−46193号公報)。DHFR遺伝子の3’末
端側に遺伝暗号の読み取り枠を合うようにして異種遺伝
子を導入することにより,異種遺伝子産物をDHFRと
融合したタンパク質として発現生産しようとする方法と
しては,枯草菌のDHFR遺伝子を利用した方法が,本
発明者らにより行われており,DHFRとの融合タンパ
ク質をつくることが有意義で有ることに関しては既に明
らかにされている(特開昭63−87981号公報,特
開昭63−102696号公報,特開昭63−2456
79号公報、昭63−245680号公報, 特開昭6
3−258597号公報, 特開平1−38099号公
報など)。 (問題点)しかしながら,枯草菌のDHFR遺伝子の
3’末端側に遺伝暗号の読み取り枠を合うようにして異
種遺伝子を導入することにより,異種遺伝子産物をDH
FRと融合したタンパク質として発現生産しようとする
方法においては,遺伝子の発現効率がそれほどでもな
く,作られる融合タンパク質の菌体内生産量は,菌体タ
ンパク質のせいぜい数%程度であり,発現効率を高め生
産量を上げることが解決しなければならない問題として
残されていた。本発明者らは,大腸菌のDHFRを大量
に生産する組換えプラスミドpTP64−1を作成して
いる(特開 昭62−69990)。pTP64−1を
有する大腸菌においては,DHFRが菌体タンパク質の
約15%もしくはそれ以上生産されている。しかしなが
ら,大腸菌のDHFR遺伝子においては,遺伝子の3’
末端側に異種遺伝子を導入した場合,DHFR酵素活性
を失うことなく融合タンパク質として発現されるか否か
に関しては全く未知であった。 (発明の目的)本発明の目的は,上記問題点を解決する
ために,DHFRのカルボキシ末端側に異種遺伝子産物
が融合した融合タンパク質を効率良く生産する方法を確
立することにある。本発明者らは,鋭意研究の結果,既
に,本発明者らがDHFR遺伝子を遺伝マーカーとして
容易に利用可能とする目的で開発したpTP70−1の
DHFR遺伝子が,遺伝子の3’末端の配列を人工的に
改変しても酵素活性を有する改変DHFRを菌体タンパ
ク質の約20%程度発現生産するという事実に着目し,
pTP70−1を改変することにより,新規組換えプラ
スミドpTP104−4を構築し,pTP104−4を
利用することにより,上記問題点が解決できることを明
らかにし,本発明を完成させた。 (発明の構成)本発明で利用されるpTP104−4,
DHFRの生産効率を高める目的で,pTP70−1の
DHFR遺伝子の下流に効率の良いターミネーターとし
て知られているrrnB(リボゾームRNA遺伝子のう
ちの一つ)遺伝子のターミネーター領域を導入すること
により得られた組換えプラスミドである。第1図は,本
発明で利用されるpTP104−4の全塩基配列を示し
ている。第2図は、pTP104−4の制限酵素切断地
図を示している。pTP104−4は,4466塩基対
の大きさであり,宿主である大腸菌にトリメトプリム耐
性およびアンピシリン耐性を付与することができる。p
TP104−4は,制限酵素AatII,BamHI,
BclI,BglII,ClaI,EcoRI,Hin
dIII,HpaI,PstI,PvuII,およびS
alIによって,それぞれ1(4318−4323),
1(532−537),1(58−63),2(13−
18,538−543),2(1−6,545−55
0),1(471−476),2(19−24,446
1−4466),2(7−12,4434−443
9),1(3641−3646),1(1822−18
27),および1(825−830)箇所の認識切断部
位を有する(第1図における各制限酵素の切断認識部位
を括弧の中に示している)。pTP104−4に導入さ
れたターミネーターDNAは,rrnB遺伝子のターミ
ネーター領域である。 rrnB遺伝子のターミネータ
ー領域を含むプラスミドは,Brosius(J.Br
ousis et.al.,J.MolBiol.vo
l.148,p.107(1981))が構築している
もので, rrnB遺伝子のターミネーター領域を含む
プラスミドは,ファルマシア社などから購入できる。p
TP104−4の作成には,プラスミドpKK175−
6に導入されているものを利用している。第1図の16
00番目から1824番目迄の配列がrrnB遺伝子の
ターミネーター領域を含む配列である。この配列を導入
することにより,改変DHFRの大腸菌での生産量を
1.0から1.4倍に増大させることができた。上記の
pTP104−4は,宿主である大腸菌にトリメトプリ
ム耐性およびアンピシリン耐性を付与することができ,
また,pTP104−4は,E.coli C600株
に導入されて安定状態に保たれ,pTP104−4を含
有するE.coli C600株は,微工研にFERM
P−1579として寄託されている。pTP104−を
含有する大腸菌は,改変DHFRを大量に生産する。p
TP104−を含有する大腸菌を,YT+Ap培地(培
地1l中に,5gのNaCl,8gのトリプトンg,5
gのイーストエキス,および5mgのアンピシリンナト
リウムを含む培地)で対数生長期の後期から定常期まで
培養した菌体から得られる無細胞抽出液中のDHFRの
比活性は,約9から10ユニット/mgタンパク質の値
である。pTP70−1を含有する大腸菌の値は,約7
から9ユニット/mgタンパク質であり,pTP104
−4を含有する大腸菌を用いることによりDHFRの生
産量を1.0から1.4倍に増大させることができ,改
変DHFRの生産に適している。pTP104−4を利
用することによりDHFRと異種遺伝子産物との融合タ
ンパク質の作成方法を以下に説明する。第3図は,pT
P104−4のDHFRが作るDHFRのアミノ酸配列
を示した図である。pTP104−4のに唯一存在する
制限酵素BamHI部位(第1図の532番目から53
7番目の配列)の配列は,DHFRのカルボキシ末端か
ら2から4番目(アミノ末端から159から161番
目,第3図参照)のアミノ酸配列を暗号化する。Bam
HIは,付着末端(Cohesive end)を生じ
る制限酵素であることから,末端の相補性を利用して切
断部位に異種DNAを導入すると,第1図の532番目
と533番目の間にDNAが導入され,かつその配列
は,5’−G(522番目)GATC−(異種DNA)
−GATCC(537番目)−3’という共通配列を持
つことになる。従って,異種DNAが導入されることに
より,作られる融合タンパク質は,第2図に示されるD
HFRのアミノ酸配列のうち,一番目のメチオニン(M
et)から160番目のイソロイシン(Ile)までの
アミノ酸配列が全く共通で,160番目以降に異種DN
A由来のアミノ酸配列をしている融合タンパク質が作ら
れる。本発明に従えば、以上に述べたpTP104−4
の特徴を利用して,DHFRと異種遺伝子産物との融合
タンパク質を作成することができる。本発明の融合タン
パク質の作成方法は,以下に説明するように,(A)融
合遺伝子の作成方法,即ち,pTP104−4のDHF
R遺伝子の3’末端側への異種遺伝子が結合した遺伝子
を有する組換えプラスミドの作成方法,(B)組換えプ
ラスミドの大腸菌への導入方法,(C)大腸菌で発現し
た融合遺伝子産物である融合タンパク質の検出方法,よ
り構成される。 (A)融合遺伝子の作成方法 pTP104−4のBamHI部位を用いたDHFR遺
伝子との融合遺伝子の作成法としては,BamHIに
よる切断によって生じる付着末端を利用し,DHFR遺
伝子の読み取り枠を合わせて融合遺伝子を作成する方
法,BamHIによって切断した後,DNAポリメラ
ーゼもしくは逆転写酵素を用いて平滑末端にし,DHF
R遺伝子の読み取り枠を合わせ,異種DNAをブラント
エンドライゲションにより結合し融合遺伝子を作成する
方法,BamHIによって切断した後,ヌクレアーゼ
S1もしくは1本鎖DNAを特異的に切断するヌクレア
ーゼを用いて平滑末端にし,DHFR遺伝子の読み取り
枠を合わせ,異種DNAをブラントエンドライゲション
により結合し融合遺伝子を作成する方法,BamHI
によって切断した後,エキソヌクレアーゼBAL31な
どのエキソヌクレアーゼをもちいて平滑末端にし,異種
DNAをブラントエンドライゲションにより結合し融合
遺伝子を作成する方法などの方法を行うことができる。
これらの方法は,組換えDNAを行っている当事者であ
ればなんの問題もなく容易に行うことができる。参考例
においては,BamHIによる切断によって生じる付
着末端を利用し,大腸菌の染色体DNAをSau3AI
で切断して得られるDNA断片を利用して種々の分子量
を有する融合タンパク質を作成できることを示してい
る。 (B)組換えプラスミドの大腸菌への導入方法 上記(A)で作られた組換えプラスミドの大腸菌細胞へ
の導入は,いわゆるトランスホーメーション法によって
行うことができる。組換えプラスミドのトランスホーメ
ーション法としては種々の方法が知られているが、本発
明で作られるpTP104−4を用いて作られた組換え
プラスミドの大腸菌への導入は,組換えDNAを行って
いる当事者であればなんの問題もなく容易に行うことが
でき,トランスホーメーションの方法にはよらない。p
TP104−4を用いて作られた組換えプラスミドが導
入された大腸菌は,寒天培地を用いて容易に検出するこ
とができる。pTP104−4は,遺伝マーカーとし
て,アンピシリン耐性とトリメトプリム耐性を有する。
アンピシリン耐性はDHFR遺伝子との融合遺伝子を作
る際に全く操作を受けないことから,組換えプラスミド
にもそのまま受け継がれる。また,トリメトプリム耐性
を付与する遺伝子であるDHFR遺伝子は,上記(A)
の融合遺伝子の作成操作によって作られるDHFRのカ
ルボキシ末端側に異種ペプチドもしくはタンパク質が結
合してもDHFR酵素活性を失わないことから,トリメ
トプラム耐性を付与する能力を有している。従って,p
TP104−4を用いて作られた組換えプラスミドが導
入された大腸菌は,アンピシリンおよびトリメトプリム
に対して耐性を示す。寒天培地として,形質転換に用い
る大腸菌が生長できる培地にアンピシリンおよびトリメ
トプリムを加えた培地を用いると,この培地に生長する
形質転換株は,pTP104−4を用いて作られた組換
えプラスミドが導入された大腸菌である。 (C)大腸菌で発現した融合遺伝子産物である融合タン
パク質の検出方法 pTP104−4を含有する大腸菌は,改変DHFRを
大量に作る。pTP104−4を含有する大腸菌を,Y
T+Ap培地で対数生長期の後期から定常期まで培養し
た菌体を,SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(以
下,SDS−PAGEと略す。)用のサンプル調製液
(実施例参照)に懸濁・溶菌し,これをSDS−PAG
Eで分離し,タンパク質をクマジ−ブリリアントブルー
で染色すると,分子量約20,000のところにもっと
も明瞭なバンド(メインバンド)が示される。一方、p
TP104−4を用いて作成した組換えプラスミドを含
有する大腸菌は,DHFRの融合タンパク質を大量に作
る。この融合タンパク質は、pTP104−4由来の改
変DHFRのカルボキシル末端側に異種ポリペプチド鎖
が結合しており分子量が大きくなっている。従って、作
られた融合タンパク質は,SDS−PAGEを用いるこ
とにより、分子量がpTP104−4より大きくなった
タンパク質の位置に明瞭なバンドとして、pTP104
−1由来の改変DHFRの検出と同様にして検出するこ
とができる。SDS−PAGEの方法は,Laemml
iの方法に従って容易に行うことができる。SDS−P
AGEにおいては,分子量が小さいタンパク質の泳動度
が大であり,分子量の大きいタンパク質の泳動度が小で
ある。また,泳動度と分子量との間には非常に良い相関
関係があることが知られている。このことから,融合タ
ンパク質の分子量を推定することができ,導入した遺伝
子の配列と考え併せて目的の融合タンパク質であるか否
かを判定することが可能である。次に本発明の実施例お
よび参考例を示す。 (実施例1) 融合タンパク質の作成 約1μgのpTP104−4を,BamHIで切断した
後,アルカリホスファターゼ処理をした。アルカリホス
ファターゼ処理したDNAをフェノール処理することに
より,共存する酵素タンパク質を変性除去し,その後エ
タノールでDNAを沈澱させた。沈澱したDNAを70
%エタノールで洗った後,エタノールを除き,減圧下に
沈澱を乾燥させた。約5μgの大腸菌染色体DNAを,
Sau3AIで切断した後,エタノールでDNAを沈澱
させた。沈澱したDNAを70%エタノールで洗った
後,エタノールを除き,減圧下に沈澱を乾燥させた。乾
燥させたDNAを,それぞれ,50μlのリガーゼ用反
応液(10 mM Tris−HCl,pH 7.4,
5 mM MgCl,10mMジチオトレイトール,
5 mM ATP)に溶解後,両者合わせ,これに5ユ
ニットのT4−DNAリガーゼを加えて,25°Cで,
4時間DNAの連結反応を行わせた。この反応物を,形
質転換法(trans formation meth
od,上記文献1に記載)に従って大腸菌に取り込ませ
た。この処理をした菌体を,50mg/lのアンピシリ
ンナトリウムおよび10mg/lのトリメトプリムを含
む栄養寒天培地(培地1l中に,2gのグルコース,1
gのリン酸2カリウム,5gのイーストエキス,5gの
ポリペプトン,15gの寒天を含む。)上に塗布し,3
7°Cで24時間培養することにより,約500のコロ
ニーを得ることができた。これらのコロニーから適当に
20個選び,1.5mlのYT+Ap培地(培地1l中
に,5gのNaCl,5gのイーストエキス,8gのト
リプトン,50mgのアンピシリンナトリウムを含
む。)で,37°C,1晩,菌体を培養した。培養液
を,各々エッペンドルフ遠心管にとり,12,000回
転/分で10分間遠心分離し,菌体を沈澱として集め
た。これに,0.1mlの電気泳動用サンプル調製液
(0.0625MのTris−HCl,PH6.8,2
%のラウリル硫酸ナトリウム(SDS),10%のグリ
セリン,5%の2−メルカプトエタノール,0.001
%のブロムフェノールブルーを含む。)を加え,菌体を
懸濁し,これを沸騰水中に5分間保ち,菌体を溶かし
た。この処理をしたサンプルをSDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動法(U.K.Lammli;Natu
re,vol.227,p.680(1970))に従
って分析した。標準サンプルとしてpTP104−4を
含有する大腸菌に同様な処理をしたもの,および分子量
マーカーとしてラクトアルブミン(分子量14,20
0),トリプシンインヒビター(分子量 20,10
0),トリプシノーゲン(分子量24,000),カル
ボニックアンヒドラーゼ(分子量29,000),グリ
セロアルデヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ(分子量3
6,000),卵アルブミン(分子量45,000),
および牛血清アルブミン(分子量66,000)を含む
サンプルをポリアクリルアミド濃度の10から20%濃
度勾配ゲルで泳動した。その結果,調べた20個のコロ
ニーのうち,18個ではpTP104−4のDHFRバ
ンドが消失し,それより明らかに分子量が大きくなった
タンパク質(おのおのの菌体で新たに現れたタンパク質
のバンドの位置は異なっていた。)を新たに生産してい
た。分子量マーカータンパク質の泳動度と比較すること
により,それらのタンパク質の分子量は,約23.00
0から約35,000の間の値であった。pTP104
−4のDHFR(分子量18,379)は,この条件で
分子量約20,000のタンパク質として泳動した。従
って,大腸菌の染色体DNAのSau3AI切断断片を
融合することによって,DHFRのカルボキシ末端側
に,分子量約3,000から約15,000のペプチド
もしくはタンパク質が融合した融合タンパク質が生成し
たことが示された。融合タンパク質を生産する大腸菌
は,いずれもトリメトプリム耐性であることから,融合
タンパク質は,DHFR活性を有することが明らかであ
る。また,新たに出現したタンパク質のバンドのクマジ
ブリリアントブルーによる染色の状態から,タンパク質
の生成量が推定されるが,いずれもpTP104−4の
DHFRのバンドと同程度かその以上であり,融合タン
パク質が安定に生産されることが示された。さらに,本
実施例では,大腸菌の染色体DNAをSau3AIで切
断して得られるDNA断片を融合遺伝子の作成に用いて
おり,得られた融合タンパク質は,たまたま遺伝子の読
み取り枠が一致し,その読み取り枠上で翻訳停止暗号が
出現するまでの配列が,融合したことによって得られた
ものと考えられる。従って,本発明の方法は,導入され
るDNA配列に規制されないことが示唆される。 (参考例1) pTP104−4の作成 約1μgのpTP70−1(特開昭63−46193号
公報)を,SalIおよびPvuIlで切断した後,ア
ルカリホスファターゼ処理をした。アルカリホスファタ
ーゼ処理したDNAをフェノール処理することにより,
共存する酵素タンパク質を変性除去し,その後エタノー
ルでDNAを沈澱させた。沈澱したDNAを70%エタ
ノールで洗った後,エタノールを除き,減圧下に沈澱を
乾燥させた。制限酵素によるDNAの切断,アルカリホ
スファターゼ処理,フェノール処理,およびエタノール
沈澱の各操作は,いずれも,“Molecular C
loning A Loboratory Manua
l”(T.Maniatis,E.F.Fritsc
h,J.Sambrook,eds.Cold Spr
ing Harbor Laboratory(198
2),以下,文献1と呼ぶ。)に記載している方法に従
って行った。約1μgのpKK175−6(ファルマシ
ァ社より購入)をSalIおよびPvuIIで切断した
後,エタノールでDNAを沈澱させた。沈澱したDNA
を70%エタノールで洗った後,エタノールを除き減圧
下に沈澱を乾燥させた。乾燥させたDNA(pTP70
−1およびpKK175−6を制限酵素で切断したも
の)を,それぞれ,50μlのリガーゼ用反応液(10
mM Tris−HCl,pH7.4,5mM MgC
,10mMジチオトレイトール,5 mM AT
P)に溶解後,両者を合わせ,これに10ユニットのT
4−DNAリガーゼを加えて,25℃で,4時間DNA
の連結反応を行わせた。この反応物を,形質転換法(t
ransformation method,上記文献
1に記載)に従って,大腸菌に取り込ませた。この処理
をした菌体を,50mg/lのアンピシリンナトリウム
および10mg/lのトリメトプリムを含む栄養寒天培
地(培地1l中に,2gのグルコース,1gのリン酸2
カリウム,5gのイーストエキス,5gのポリペプト
ン,15gの寒天を含む。)上に塗布し37°Cで24
時間培養することにより,約50個のコロニーを得るこ
とができた。これらのコロニーから適当に8個選び,5
mlのYT+Ap培地(培地1l中に,5gのNaC
l,5gのイーストエキス,8gのトリプトン,50m
gのアンピシリンナトリウムを含む。)で,37°C,
1晩,菌体を培養した。培養液を,各々エッペンドルフ
遠心管にとり,12,000回転/分で10分間遠心分
離し,菌体を沈澱として集めた。これに0.1mlの電
気泳動用サンプル調製液(0.0625MのTris−
HCl,pH 6.8,2%のラウリル硫酸ナトリウム
(SDS),10%のグリセリン,5%の2−メルカ
プトエタノール,0.001%のブロムフェノールブル
ーを含む。)を加え,菌体を懸濁し,これを沸騰水中に
5分間保ち,菌体を溶かした。この処理をしたサンプル
をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(U.
K.Lammli;Nature,vol.227,
p.680(1970))に従って分析した。標準サン
プルとしてpTP70−1を含有する大腸菌に同様な処
理をしたもの,および分子量マーカーとしてラクトアル
ブミン(分子量14,200),トリプシンインヒビタ
ー(分子量20,100),トリプシノーゲン(分子量
24,000),カルボニックアンヒドラーゼ(分子量
29,000),グリセロアルデヒド3−リン酸デヒド
ロゲナーゼ(分子量36,000),卵アルブミン(分
子量45,000),および牛血清アルブミン(分子量
66,000)を含むサンプルをポリアクリルアミド濃
度の10から20%濃度勾配ゲルで泳動した。その結
果,調べた8個のコロニーのうち5個のコロニーは,p
TP70−1のDHFRとほぼ同じ大きさのタンパク質
を生産することが明らかになった。この5個の菌体をY
T+Ap培地で培養し,TanakaとWeisblu
mの方法(T.Tanaka,B.weisblum;
J.Bacteriology,vol.121,p.
354(1975))に従って,プラスミドを調製し
た。得られたプラスミドそれぞれに,制限酵素AvaI
による切断を試みたところ,いずれのプラスミドもAv
aIでは切断されなかった。また,EcoRIで切断し
てアガロースゲル電気泳動法で分析したところ,いずれ
も一箇所だけ切断され,またプラスミドの分子サイズ
は,約4.5キロ塩基対であり,またpTP70−1よ
り少し小さいことが明かとなった得られた5個のプラス
ミドから適当に一個選びpTP104−4と名づけた。
上記の操作により得られたpTP104−4はpTP7
0−1のSal1およびPvuII切断によって得られ
る2本のDNA断片のうち大きい方と、pKK175−
6のSalIおよびPvuII切断によって得られる2
本のDNA断片のうち小さい方の断片が結合した構造を
している筈である。pTP104−4をSalIおよび
PvuIIを用いて切断したところ,予想どうり2本の
DNA断片が得られ,大きい方のDNA断片はpTP7
0−1のSalIおよびPvuII切断によって得られ
る2本のDNA断片のうち大きい方のDNA断片,小さ
い方のDNA断片は,pKK175−6のSalIおよ
びPvuII切断によって得られる2本のDNA断片の
うち小さい方の断片と完全に一致した。既に,pTP7
0−1およびpKK175−6の全塩基配列が明らかに
されていることから,その結果を用いて,pTP104
−4の全塩基配列が,第1図に示すように決められた。 (参考例2) pTP104−4を含有する大腸菌のDHFR生産量 pTP104−4を含有するE.coli C600と
pTP70−1を含有するE.coli C600と
を,それぞれ,50mlのYT+Ap培地で一晩培養
後,菌体を遠心分離により集めた。菌体を0.1mMの
エチレンジアミン4酢酸2ナトリウム(EDTA)を含
む10mMリン酸緩衝液pH7.0(以下,緩衝液1)
で洗った後,に懸濁し,2mlの緩衝液1に懸濁し,音
波破砕した。音波破砕した菌体液を,20,000回転
/分で1時間遠心分離し,上清を得た。得られた上清に
ついて,DHFR酵素活性とタンパク質量を測定した。
測定した酵素活性とタンパク質量から上清タンパク質1
mg当りのDHFR酵素活性(比活性(units/m
gprotein))を計算した。この値は,DHFR
の菌体内の生産量に比例する量である。その結果,pT
P104−4を含有するE.coIi C600では,
9.02,9.85,9.90の値(3回行った。)
が,pTP70−1を含有するE.coli C600
では,7.05,8.20,8.95の値が得られた。
いずれも,pTP104−4を含有する菌体の方がDH
FR生産量が上回っていた。 (発明の効果)本発明に,従えば,DHFRのカルボキ
シ末端側に有用ペプチドもしくはタンパク質を融合する
ことが容易である。大腸菌の菌体で不安定なペプチドも
しくはタンパク質の生産には,融合タンパク質として生
産されることが期待されており,本発明は,DHFRと
融合タンパク質を作らせることによる有用ペプチドもし
くはタンパク質の大量生産に貢献することが大である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to Escherichia coli-derived dihydrogen.
Modified folate reductase (hereinafter abbreviated as DHFR) gene
3'end side of the modified DHFR gene containing the gene
In addition, the reading frame of the genetic code is matched so that the heterologous gene
To introduce the heterologous gene product into DHFR.
As a combined protein and having DHFR activity.
A group that enables efficient production of high quality
Fusion tamper using replacement plasmid pTP104-4
It is about how to create quality. Industrial of the invention
Applications include microbial industry, fermentation industry, pharmaceutical manufacturing
Is the field. (Prior Art) DHFR reduces dihydrofolate
An enzyme that catalyzes the reaction that produces lahydrofolic acid
Acid coenzyme is an important enzyme in the biosynthesis system. Trimethoprim
Is an inhibitor of folic acid coenzyme biosynthesis similar to sulfa drugs
However, this drug strongly binds to DHFR and inhibits enzyme activity.
Hurt. Therefore, trimethoprim is present in the medium
And bacteria such as E. coli are unable to grow. When
When the DHFR gene was integrated into a plasmid,
DHFR in cells by increasing the copy number of the gene
When the content is increased, the bacteria are resistant to trimethoprim.
Acquire sex (M. Iwakura et al.,
J. Biochemistry, vol91, p. 12
05 (1982)). Using this property, the DHFR remains
The gene is used as a selection marker for plasmids, and DH
Using a plasmid vector incorporating the FR gene,
In fact, gene cloning has been carried out (Patent No. 13
69288, M.I. Iwakura et al. ,
J. Biochemistry, vol. 92, p. 6
15 (1982)). Trimeth using the DHFR gene
The prim resistance marker has a gene size of about 500 bases.
Small pair, easy-to-use restriction enzyme site in gene
Presence, gene expression level and strong trimethoprim resistance
Excellent because there is a very good correlation with
It is a genetic marker that is expected to be widely used.
It The present inventors have integrated the DHFR gene of Escherichia coli.
We are developing various vectors (Patent No. 136928)
No. 8, 1369291, JP-A-57-11099.
No. 9, JP-A-59-135889, JP-A-58.
-133769 gazette, JP-A-60-184388
Report, JP-A-60-199385, JP-A-62-6
No. 9990, JP-A No. 62-126984.
Do). As a plasmid containing the modified DHFR gene
Is a pTP70-1 created by the present inventors.
63-46193). 3'end of DHFR gene
Heterogeneous inheritance by matching the reading frame of the genetic code to the end side
By introducing the offspring into the DHFR
A method to express and produce a fused protein and
Then, the method using the DHFR gene of Bacillus subtilis is
A fusion tamper with DHFR, which has been conducted by the inventors.
It is already clear that creating quality is meaningful.
It has been made clear (Japanese Patent Laid-Open No. 63-87981,
JP-A-63-102696, JP-A-63-2456
79, Sho 63-245680, JP 6
JP-A-3-258595, JP-A-1-38099
Information etc.). (Problem) However, the DHFR gene of Bacillus subtilis
The 3'end side is different by matching the reading frame of the genetic code.
By introducing a seed gene, a heterologous gene product is DH
Trying to express and produce as a protein fused with FR
In the method, the expression efficiency of the gene is not so high.
The intracellular production of the fusion protein produced is
The quality of the protein is at most about several percent, and the expression efficiency is improved.
As a problem that needs to be solved to raise production
It was left. The present inventors have developed a large amount of Escherichia coli DHFR.
The recombinant plasmid pTP64-1 produced in
(JP-A-62-69990). pTP64-1
In E. coli, which has DHFR
About 15% or more is produced. But Naga
Et al., In the DHFR gene of E. coli,
When a heterologous gene is introduced at the terminal side, DHFR enzyme activity
Whether it is expressed as a fusion protein without losing
Was totally unknown. (Object of the Invention) The object of the present invention is to solve the above problems.
For the purpose of adding a heterologous gene product to the carboxy terminal side of DHFR
To establish a method for efficiently producing a fusion protein
To stand up. As a result of earnest research, the present inventors have found that
In addition, the present inventors have used the DHFR gene as a genetic marker.
Of pTP70-1 developed for the purpose of making it easy to use
The DHFR gene artificially changes the sequence at the 3'end of the gene.
Modified DHFR that has enzymatic activity even if modified
Focusing on the fact that about 20% of the quality is produced,
By modifying pTP70-1, a new recombinant
Construction of Smid pTP104-4 and pTP104-4
It is revealed that the above problems can be solved by using
This invention has been completed and the present invention has been completed. (Structure of the Invention) pTP104-4 used in the present invention,
In order to improve the production efficiency of DHFR, pTP70-1
As an efficient terminator downstream of the DHFR gene
Known as rrnB (ribosome RNA gene
1) To introduce the terminator region of the gene
It is the recombinant plasmid obtained by. Figure 1 is a book
The whole base sequence of pTP104-4 used in the invention is shown.
ing. Fig. 2 shows the restriction enzyme digestion site of pTP104-4.
The figure is shown. pTP104-4 is 4466 base pairs
And the tolerance to Escherichia coli host, trimethoprim
Sex and ampicillin resistance can be imparted. p
TP104-4 is a restriction enzyme AatII, BamHI,
BclI, BglII, ClaI, EcoRI, Hin
dIII, HpaI, PstI, PvuII, and S
by alI, 1 (4318-4323),
1 (532-537), 1 (58-63), 2 (13-
18,538-543), 2 (1-6, 545-55)
0), 1 (471-476), 2 (19-24, 446)
1-4466), 2 (7-12, 4434-443)
9), 1 (3641-3646), 1 (1822-18)
27), and 1 (825-830) recognition cutting parts
Position (the cleavage recognition site of each restriction enzyme in FIG. 1
Are shown in parentheses). introduced in pTP104-4
The generated terminator DNA is the terminator of the rrnB gene.
It is a noether area. terminator of rrnB gene
The plasmid containing the -region is Brosius (J. Br.
house et. al. J. MolBiol. vo
l. 148, p. 107 (1981))
Including the terminator region of the rrnB gene
The plasmid can be purchased from Pharmacia. p
To construct TP104-4, plasmid pKK175-
The one introduced in 6 is used. 16 of FIG.
Sequences 00 to 1824 of the rrnB gene
It is a sequence containing a terminator region. Introduce this array
The production amount of the modified DHFR in E. coli.
It could be increased from 1.0 to 1.4 times. above
pTP104-4 was added to E. coli host
And can confer resistance to ampicillin and ampicillin,
In addition, pTP104-4 is an E. coli C600 strain
And maintained in a stable state, including pTP104-4.
Having E. E.coli C600 strain
Deposited as P-1579. pTP104-
The containing E. coli produces a large amount of modified DHFR. p
E. coli containing TP104- was added to YT + Ap medium (cultured).
5g NaCl, 8g tryptone g, 5 in 1 liter of ground
g yeast extract and 5 mg ampicillin nato
(Medium containing lithium) from the late logarithmic growth phase to the stationary phase
Of DHFR in cell-free extracts obtained from cultured cells
Specific activity is about 9 to 10 units / mg protein
Is. The value of E. coli containing pTP70-1 is about 7
To 9 units / mg protein, pTP104
Of DHFR by using E. coli containing -4
The output can be increased from 1.0 to 1.4 times.
Suitable for production of modified DHFR. Use pTP104-4
By using the fusion tag of DHFR and a heterologous gene product.
The method of creating the protein quality will be described below. Figure 3 shows pT
Amino acid sequence of DHFR produced by DHFR of P104-4
It is the figure which showed. Only present in pTP104-4
Restriction enzyme BamHI site (from 532 to 53 in FIG. 1)
The 7th sequence) is the carboxy terminal of DHFR
2 to 4 (159 to 161 from the amino terminus)
(See Fig. 3, Fig. 3). Bam
HI gives rise to cohesive ends
Since it is a restriction enzyme,
When heterologous DNA is introduced into the cleavage site, the 532nd position in Fig. 1
DNA is introduced between position 533 and 533, and its sequence
Is 5'-G (522nd) GATC- (heterologous DNA)
-Has a common sequence of GATCC (537th) -3 '
Will be connected. Therefore, the introduction of heterologous DNA
The fusion protein produced by
The first methionine (M
et) to the 160th isoleucine (Ile)
Amino acid sequence is completely the same, heterologous DN after 160th
A fusion protein having an amino acid sequence derived from A was produced
Be done. According to the present invention, the pTP104-4 described above is used.
Of DHFR and heterologous gene products by utilizing the characteristics of
Can make proteins. The fusion tongue of the present invention
As described below, the method of creating a quality
Method for producing combined gene, that is, DTP of pTP104-4
A gene in which a heterologous gene is bound to the 3'end of the R gene
For producing a recombinant plasmid having (B) recombinant plasmid
Method for introducing rasmid into E. coli, (C) expressing in E. coli
A method for detecting a fusion protein that is a fusion gene product
Consists of (A) Method for constructing fusion gene DHFR gene using BamHI site of pTP104-4
As a method of creating a fusion gene with a gene, BamHI
Using the sticky ends generated by cleavage with
Those who make fusion genes by matching the open reading frames of genes
DNA Polymer after cutting by BamHI method
Blunt-ended with a protease or reverse transcriptase
Blunt heterologous DNA by aligning the reading frame of R gene
Create a fusion gene by binding by endoligation
Method, Nuclease after digestion with BamHI
Nucleia that specifically cleaves S1 or single-stranded DNA
Read out DHFR gene
Blunt end ligation of heterogeneous DNA
Method for producing a fusion gene by binding with BamHI
After cutting with exonuclease BAL31
Use any exonuclease to make blunt ends and
DNA is bound and fused by blunt end ligation
A method such as a method for creating a gene can be performed.
These methods are not available to the party performing the recombinant DNA.
It can be done easily without any problems. Reference example
In the case of
The chromosomal DNA of Escherichia coli was transformed into Sau3AI using the terminating ends.
Various molecular weights using DNA fragments obtained by digestion with
Shows that a fusion protein with
It (B) Method for introducing recombinant plasmid into Escherichia coli The recombinant plasmid prepared in (A) above to E. coli cells
Is introduced by the so-called transformation method.
It can be carried out. Recombinant plasmid transform
Although various methods are known as solution methods,
Recombination made with pTP104-4 made in Ming
To introduce the plasmid into E. coli, use recombinant DNA
The parties involved can easily do it without any problems.
Yes, it does not depend on the method of transformation. p
A recombinant plasmid prepared using TP104-4 was introduced.
Entered E. coli can be easily detected using agar medium.
You can pTP104-4 is a genetic marker
It has ampicillin resistance and trimethoprim resistance.
Ampicillin resistance creates a fusion gene with the DHFR gene.
Since it does not undergo any manipulation when
Is inherited as is. Also resistant to trimethoprim
The DHFR gene, which is a gene that imparts
Of DHFR produced by the manipulation of the fusion gene
A heterologous peptide or protein is attached to the
When combined, the DHFR enzyme activity is not lost,
It has the ability to confer topram resistance. Therefore, p
A recombinant plasmid prepared using TP104-4 was introduced.
Entered E. coli is ampicillin and trimethoprim
Show resistance to. Used for transformation as agar medium
Ampicillin and trime
When a medium supplemented with toprim is used, it grows on this medium
The transformant is a recombinant produced using pTP104-4.
E. coli in which the plasmid has been introduced. (C) A fusion gene that is a fusion gene product expressed in Escherichia coli
E. coli containing pTP104-4 contained modified DHFR
Make a lot. E. coli containing pTP104-4 was transformed into Y
Cultured in T + Ap medium from late logarithmic growth phase to stationary phase
SDS polyacrylamide gel electrophoresis (hereinafter
Below, it is abbreviated as SDS-PAGE. ) For sample preparation
Suspended and lysed (see Examples), and used this for SDS-PAG
Separation with E, protein Coomassie-Brilliant Blue
When dyed with
A clear band (main band) is also shown. On the other hand, p
Includes recombinant plasmids created using TP104-4
Escherichia coli has a large amount of DHFR fusion protein.
It This fusion protein was modified from pTP104-4.
Heterologous polypeptide chain on the carboxyl terminal side of modified DHFR
Are bound and the molecular weight is high. Therefore,
The obtained fusion protein should be used for SDS-PAGE.
And the molecular weight became larger than pTP104-4.
As a clear band at the protein position, pTP104
-1 can be detected in the same manner as the detection of the modified DHFR.
You can The method of SDS-PAGE is Laemml.
It can be easily performed according to the method i. SDS-P
In AGE, mobility of proteins with small molecular weight
Is large, and the mobility of proteins with large molecular weight is small
is there. Also, there is a very good correlation between mobility and molecular weight.
Known to be related. From this,
The molecular weight of the protein can be estimated and
Whether or not it is the target fusion protein considering the child sequence
It is possible to determine whether or not. Next, an example of the present invention
And a reference example. (Example 1) Preparation of fusion protein About 1 µg of pTP104-4 was cleaved with BamHI.
After that, it was treated with alkaline phosphatase. Alkaline phos
Phenase-treated DNA with fatase treatment
Denaturing and removing the coexisting enzyme protein,
The DNA was precipitated with Tanol. 70% of the precipitated DNA
After washing with% ethanol, remove ethanol and
The precipitate was dried. About 5 μg of E. coli chromosomal DNA,
After digestion with Sau3AI, the DNA was precipitated with ethanol.
Let The precipitated DNA was washed with 70% ethanol
After that, ethanol was removed and the precipitate was dried under reduced pressure. Dry
Add 50 μl of dried DNA to each ligase solution.
Reaction solution (10 mM Tris-HCl, pH 7.4,
5 mM MgCl Two , 10 mM dithiothreitol,
After dissolving in 5 mM ATP), combine both and add 5
Add Knit T4-DNA ligase at 25 ° C,
The ligation reaction of DNA was performed for 4 hours. This reactant is shaped
Quality conversion method
od, described in reference 1)).
It was The treated cells were treated with 50 mg / l ampicillin
Sodium and 10 mg / l trimethoprim
Nutrient agar medium (2g glucose, 1
g potassium diphosphate, 5 g yeast extract, 5 g
Contains polypeptone, 15 g of agar. ) Apply 3 on
By culturing at 7 ° C for 24 hours, about 500
I got a knee. From these colonies
Twenty selected, 1.5 ml YT + Ap medium (in 1 liter of medium)
5g NaCl, 5g yeast extract, 8g
Lipton, containing 50 mg sodium ampicillin
Mu. ), The cells were cultured overnight at 37 ° C. Culture fluid
Take each in an Eppendorf centrifuge tube and perform 12,000 times.
Centrifuge at 10 rpm for 10 minutes to collect bacterial cells as a precipitate
It was Add 0.1 ml of the sample preparation solution for electrophoresis.
(0.0625M Tris-HCl, PH6.8,2
% Sodium lauryl sulfate (SDS), 10% green
Serine, 5% 2-mercaptoethanol, 0.001
% Bromphenol blue. ) Is added,
Suspend and keep it in boiling water for 5 minutes to dissolve the cells
It was A sample subjected to this treatment was used for SDS-polyacrylic acid.
Mid-gel electrophoresis (UK Lammli; Natu
re, vol. 227, p. 680 (1970))
Was analyzed. PTP104-4 as a standard sample
E. coli containing the same treatment, and molecular weight
Lactalbumin (molecular weight 14,20 as a marker
0), trypsin inhibitor (molecular weight 20,10
0), trypsinogen (molecular weight 24,000), cal
Bonic anhydrase (molecular weight 29,000), green
Ceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (molecular weight 3
6,000), ovalbumin (molecular weight 45,000),
And bovine serum albumin (molecular weight 66,000)
Samples should be concentrated at 10 to 20% polyacrylamide
Run on a gradient gel. As a result, 20 rollers that I examined
Of the knees, 18 had a DHFR version of pTP104-4.
Disappeared, and the molecular weight became apparently higher than that
Protein (Protein newly appeared in each bacterial cell
The band positions were different. ) Is newly produced
It was Comparing the mobility of molecular weight marker proteins
Therefore, the molecular weight of these proteins is about 23.00.
It was a value between 0 and about 35,000. pTP104
-4 DHFR (molecular weight 18,379)
It migrated as a protein having a molecular weight of about 20,000. Servant
Therefore, the Sau3AI digestion fragment of E. coli chromosomal DNA
By fusing, the carboxy terminal side of DHFR
A peptide having a molecular weight of about 3,000 to about 15,000
Or a fusion protein in which the proteins are fused produces
It was shown that E. coli producing the fusion protein
Are fused because they are resistant to trimethoprim.
The protein appears to have DHFR activity
It In addition, the appearance of new protein bands
From the state of staining with brilliant blue, the protein
The production amount of pTP104-4 is estimated.
A band that is at least as good as the DHFR band,
It was shown that the quality of the pak is produced stably. Furthermore, the book
In the examples, E. coli chromosomal DNA was cut with Sau3AI.
DNA fragments obtained by cutting were used to create the fusion gene
And the resulting fusion protein happens to read the gene.
When the reading frames match, the translation stop cipher appears on the reading frame.
Sequence until appearance was obtained by fusion
It is considered to be a thing. Therefore, the method of the present invention has been introduced.
It is suggested that the DNA sequence is not regulated. Reference Example 1 Preparation of pTP104-4 About 1 μg of pTP70-1 (JP-A-63-46193)
Gazette) was cut with SalI and PvuIl,
Lucari phosphatase treatment was performed. Alkaline phosphata
By treating the treated DNA with phenol,
Denature and remove coexisting enzyme proteins, and then ethanol
The DNA to precipitate. 70% of the precipitated DNA
After washing with nol, remove ethanol and precipitate under reduced pressure.
Dried. Cleavage of DNA by restriction enzymes, alkaline
Sphatase treatment, phenol treatment, and ethanol
Each of the precipitation operations was performed using "Molecular C
longing A Laboratory Manual
l "(T. Maniatis, EF Fritsc.
h, J. Sambrook, eds. Cold Spr
ing Harbor Laboratory (198
2), hereinafter referred to as Reference 1. )
I went. About 1 μg of pKK175-6 (pharmacy
(Purchased from A.) was cut with SalI and PvuII.
Then, the DNA was precipitated with ethanol. Precipitated DNA
After washing with 70% ethanol, remove ethanol and depressurize
The precipitate was dried below. Dried DNA (pTP70
-1 and pKK175-6 were digested with restriction enzymes
50 μl of the reaction solution for ligase (10
mM Tris-HCl, pH 7.4, 5 mM MgC
l Two , 10 mM dithiothreitol, 5 mM AT
After dissolving in P), combine both and add 10 units of T
4-DNA ligase is added, and DNA is added at 25 ° C for 4 hours.
Was ligated. This reaction product was transformed (t
transformation method, above document
E. coli) according to the method described in 1.). This process
50 mg / l of ampicillin sodium
And nutrient agar containing 10 mg / l trimethoprim
Ground (2g glucose, 1g phosphoric acid 2 in 1 liter of medium)
Potassium, 5g yeast extract, 5g polypept
It contains 15g of agar. ) Apply it on and apply it at 37 ° C for 24
About 50 colonies can be obtained by culturing for a long time.
I was able to. Choose 8 from these colonies, and
ml YT + Ap medium (5 g of NaC in 1 l of medium)
1, 5g yeast extract, 8g tryptone, 50m
g of ampicillin sodium. ) At 37 ° C,
The cells were cultured overnight. Eppendorf cultures
Transfer to a centrifuge tube and centrifuge at 12,000 rpm for 10 minutes.
The cells were separated and the cells were collected as a precipitate. Add 0.1 ml of this
Sample preparation for electrophoresis (0.0625M Tris-
HCl, pH 6.8, 2% sodium lauryl sulfate
(SDS), 10% glycerin, 5% 2-merca
Ptoethanol, 0.001% bromphenol blue
Including ) Is added to suspend the cells, and this is placed in boiling water.
The cells were kept for 5 minutes to dissolve the cells. Samples that have this processing
SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (U.
K. Lammli; Nature, vol. 227,
p. 680 (1970)). Standard sun
Similar treatment to E. coli containing pTP70-1 as a pull
And lactal as a molecular weight marker
Bumin (molecular weight 14,200), trypsin inhibitor
-(Molecular weight 20,100), Trypsinogen (Molecular weight
24,000), carbonic anhydrase (molecular weight
29,000), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrate
Logenase (molecular weight 36,000), egg albumin (min
Bovine serum albumin (molecular weight 45,000)
66,000) containing a sample containing polyacrylamide
Run on a 10 to 20% gradient gel. That conclusion
As a result, 5 of the 8 colonies examined were p
A protein having almost the same size as DH70 of TP70-1
It became clear that it will produce. These five fungus bodies are Y
Cultivated in T + Ap medium, Tanaka and Weisblue
m. method (T. Tanaka, B. weisblum;
J. Bacteriology, vol. 121, p.
354 (1975)).
It was Restriction enzyme AvaI was added to each of the obtained plasmids.
Tried to cleave with
It was not cut with aI. Also, cut with EcoRI
When analyzed by agarose gel electrophoresis,
Is also cut at only one location, and the molecular size of the plasmid
Is about 4.5 kilobase pairs, and is pTP70-1
5 pluses that became a little smaller
An appropriate one was selected from the amides and named pTP104-4.
PTP104-4 obtained by the above operation is pTP7.
Obtained by Sal1 and PvuII cleavage of 0-1
The larger of the two DNA fragments, pKK175-
2 obtained by digestion of 6 with SalI and PvuII
The structure in which the smaller one of the DNA fragments of the book is bound
It should be doing. pTP104-4 with SalI and
When cut with PvuII, two
A DNA fragment was obtained, and the larger DNA fragment was pTP7.
Obtained by SalI and PvuII digestion of 0-1
The larger of the two DNA fragments
The other DNA fragment was SalI and pKK175-6.
Of the two DNA fragments obtained by digestion with PvuII
It was a perfect match with the smaller fragment. Already pTP7
0-1 and pKK175-6 reveal complete nucleotide sequences
Therefore, using the result, pTP104
The entire nucleotide sequence of -4 was determined as shown in FIG. (Reference Example 2) E. coli containing pTP104-4 and DHFR production amount of E. coli containing pTP104-4. coli C600
E. coli containing pTP70-1. coli C600
Each was cultured overnight in 50 ml of YT + Ap medium
After that, the bacterial cells were collected by centrifugation. 0.1 mM of cells
Contains ethylenediaminetetraacetic acid disodium (EDTA)
Mu 10 mM phosphate buffer pH 7.0 (hereinafter, buffer 1)
After washing with water, suspend in 2 ml of buffer solution 1 and
Wave crushed. 20,000 revolutions of sonicated cell fluid
The mixture was centrifuged at 1 / min for 1 hour to obtain a supernatant. In the obtained supernatant
Then, the DHFR enzyme activity and the amount of protein were measured.
Supernatant protein 1 from the measured enzyme activity and protein amount
DHFR enzyme activity per mg (specific activity (units / m
g protein)) was calculated. This value is DHFR
The amount is proportional to the amount produced in the cells of. As a result, pT
E. coli containing P104-4. With the coIi C600,
Values of 9.02, 9.85, 9.90 (done three times).
Of E. coli containing pTP70-1. coli C600
Then, the values of 7.05, 8.20, and 8.95 were obtained.
In all cases, the microbial cells containing pTP104-4 were DH
FR production was higher. (Effects of the Invention) According to the present invention, according to the present invention,
Fusion of useful peptide or protein to the terminal end
It is easy to do. Some peptides are unstable in E. coli
Or as a fusion protein for protein production.
Expected to be produced, the present invention
If a useful peptide by making a fusion protein
For the most part, it contributes to the mass production of proteins.

【図面の簡単な説明】 第1図は,pTP104−4の全塩基配列を示した図で
あり,2本鎖DNAのうち片方のDNA鎖配列だけを,
5’末端から3’末端の方向に記述している。図中符号
は,核酸塩基を表し,Aはアデニンを,Cはシトシン
を,Gはグアニンを,Tはチミンを示している。図中番
号は,pTP104−4に2箇所存在する制限酵素Cl
aI切断認識部位のうち制限酵素HindIII切断部
位に近い方のClaI切断認識部位の,5’−ATCG
AT−3’,の最初の”A”を1番として数えた番号を
示している。 第2図は、pTP104−4の制限酵素切断地図を示す
図である。図中白枠の矢印は、DHFR遺伝子の位置と
発現方向を示し、黒枠はrrnB遺伝子のターミネータ
ー領域を含む部分を示している。 第3図は,pTP104−4中に存在するDHFRを暗
号化する部分の塩基配列およびタンパク質のアミノ酸配
列を示す図である。図中符号は,核酸塩基およびアミノ
酸を表し,AはアデニンをCはシトシンを,Gはグアニ
ンを,Tはチミンを,Alaはアラニンを,Argはア
ルギニンを,Asnはアスパラギンを,Aspはアスパ
ラギン酸を,Cysはシスティンを,Glnはグルタミ
ンを,Gluはグルタミン酸を,Glyはグリシンを,
Hisはヒスチジンを,Ileはイソロイシンを,Le
uはロイシンを,LysはリジンをMetはメチオニン
を,Pheはフェニルアラニンを,Proはプロリン
を,Serはセリンを,Thrはトレオニンを,Trp
はトリプトファンを,Tyrはチロシンを,Valはバ
リンを示している。図中番号は,1番目のアミノ酸であ
るメチオニンを暗合化するATGコドンの”A”を1番
として数えた番号を示している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the entire base sequence of pTP104-4, in which only one DNA strand sequence of double-stranded DNA is
The description is from the 5 ′ end to the 3 ′ end. Symbols in the figure represent nucleic acid bases, A is adenine, C is cytosine, G is guanine, and T is thymine. The numbers in the figure are the restriction enzymes Cl present at two sites in pTP104-4.
5'-ATCG of the ClaI cleavage recognition site closer to the restriction enzyme HindIII cleavage site among the aI cleavage recognition sites
The number counted from the first "A" of AT-3 'is 1. FIG. 2 is a diagram showing a restriction enzyme digestion map of pTP104-4. In the figure, the arrow in the white frame indicates the position and expression direction of the DHFR gene, and the black frame indicates the portion containing the terminator region of the rrnB gene. FIG. 3 is a diagram showing the nucleotide sequence of the portion encoding DHFR existing in pTP104-4 and the amino acid sequence of protein. Symbols in the figure represent nucleobases and amino acids, A is adenine, C is cytosine, G is guanine, T is thymine, Ala is alanine, Arg is arginine, Asn is asparagine, and Asp is aspartic acid. , Cys is cystine, Gln is glutamine, Glu is glutamic acid, Gly is glycine,
His for histidine, Ile for isoleucine, Le
u is leucine, Lys is lysine, Met is methionine, Phe is phenylalanine, Pro is proline, Ser is serine, Thr is threonine, and Trp is Trp.
Indicates tryptophan, Tyr indicates tyrosine, and Val indicates valine. The numbers in the figure indicate the numbers counted from "A" of the ATG codon that encodes the first amino acid, methionine, as number 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 大腸菌において安定に複製され,宿主である大腸菌にト
リメトプリム耐性およびアンピシリン耐性を与えること
ができ,トリメトプリム耐性を与えるジヒドロ葉酸還元
酵素遺伝子の3’末端側に遺伝暗号の読み取り枠を合わ
せて異種遺伝子を導入することにより,異種遺伝子産物
をジヒドロ葉酸還元酵素と融合したタンパク質として効
率よく発現させることができ,4466塩基対の大きさ
を有し,下記のDNA配列を有する発現ベクターpTP
104−4を用いて,ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子の
3’末端側に遺伝暗号の読み取り枠を合わせて異種遺伝
子結合し,組換えプラスミドを作成し,作成した組換え
プラスミドを大腸菌に導入し,大腸菌においてジヒドロ
葉酸還元酵素のカルボキシ末端側に異種遺伝子産物を融
合したタンパク質を作らせることを特徴とする融合タン
パク質の作成方法。
What is claimed is: 1. A stable copy of Escherichia coli, which is capable of conferring trimethoprim resistance and ampicillin resistance to E. coli as a host. By introducing a heterologous gene at the same time, the heterologous gene product can be efficiently expressed as a protein fused with dihydrofolate reductase, has a size of 4466 base pairs, and has an expression vector pTP having the following DNA sequence:
104-4 was used to bind a heterologous gene by aligning the reading frame of the genetic code with the 3'end side of the dihydrofolate reductase gene to prepare a recombinant plasmid, which was introduced into E. coli. A method for producing a fusion protein, which comprises producing a protein in which a heterologous gene product is fused to the carboxy terminal side of dihydrofolate reductase.
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