JPH06500234A - 植物の脂肪酸シンターゼ - Google Patents

植物の脂肪酸シンターゼ

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JPH06500234A
JPH06500234A JP3517181A JP51718191A JPH06500234A JP H06500234 A JPH06500234 A JP H06500234A JP 3517181 A JP3517181 A JP 3517181A JP 51718191 A JP51718191 A JP 51718191A JP H06500234 A JPH06500234 A JP H06500234A
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acp
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ナウフ,ビク シー.
トンプソン,グレゴリー エー.
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カルジーン,インコーポレイティド
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 47、前記植物シンターゼタンパク質は短いアシル−ACP担体タンパク質の脂 肪酸に対する優先的活性に要求される、請求の範囲第45項に記載の細胞。 48、植物シンターゼタンパク質の生産を可能とする条件下に、請求項32〜3 4のいずれかに記載の構成体からなる宿主細胞またはその子孫を成長させること からなる、宿主細胞またはその子孫の中で植物シンターゼタンパク質を生産する 方法。 49、前記宿主細胞は植物細胞であり、そして前記構成体は前記植物細胞のゲノ ムの中に組み込まれる、請求の範囲第48項に記載の方法。 50、前記植物細胞はin vivoである、請求の範囲第49項に記載の方法 。 51、請求の範囲第48項に従い生産された植物シンターゼタンパク質からなる 宿主細胞。 52、前記宿主細胞は植物の宿主細胞であり、そして前記構成体は前記植物細胞 のゲノムの中に組み込まれている、請求の範囲第51項に記載の細胞。 53、植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列を転写を可能とする条件 下に、そのゲノムの中にDNA構成体を組み込んで有する植物細胞を成長させる ことからなり、前記構成体は、転写の5゜−3°の方向において、前記宿主細胞 の中で機能的な転写調節領域および植物シンターゼタンパク質をエンコードする 配列からなる、植物細胞の中で脂肪酸の組成を修飾する方法。 54、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列はアンチセンス配列 である、請求の範囲第53項に記載の方法。 55、前記植物シンターゼタンパク質はシンターゼ因子Bである、請求の範囲第 54項に記載の方法。 56、前記構成体は、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列に対 して直ぐ5°の宿主細胞の中で機能的な翻訳調節領域および前記配列に対して3 ′の転写/翻訳停止調節領域をさらに含み、そして前記植物シンターゼタンパク 質をエンコードする配列はセンス配列である、請求の範囲第53項に記載の方法 。 57、前記植物細胞は菜種の胚の植物細胞である、請求の範囲第53項に記載の 方法。 58、請求の範囲第53〜57項のいずれかに記載の方法に従い生産された修飾 された遊離脂肪酸の組成を有する植物細胞。 59、胚細胞のゲノムの中に組み換えDNA配列を組み込んで有する植物を、調 節要素の活性を促進する条件下に、成長させて種子を生産し、ここで前記組み換 えDNA配列は脂質の蓄積の間に種子の中で機能的な調節要素の転写のコントロ ール下に植物シンターゼタンパク譬をエンコードする配列の少なくとも一部分を 含んでなり、そして前記種子を収穫する、ことからなる方法に従い生産された、 天然の脂肪酸の組成を有する種子に比較して修飾された脂肪酸の組成を有する植 物の種子。 60、前記植物はブラシカ・ナブス(Brassica napus)である、 請求の範囲第59項に記載の種子。 61、前記種子は菜種である、請求の範囲第59項に記載の種子。 62、植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列を転写を可能とする条件 下に、そのゲノムの中にDNA構成体を組み込んで有する植物細胞を成長させる ことからなり、前記構成体は、転写の5゜−3′の方向において、前記宿主細胞 の中で機能的な転写調節領域および植物シンターゼタンパク質をエンコードする 配列からなる、菜種の作物植物から生産されたトリグリセリドの脂肪酸の組成を 修飾する方法。 63、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列はアンチセンス配列 である、請求の範囲第62項に記載の方法。 64、前記構成体は、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列に対 して直ぐ5゛の宿主細胞の中で機能的な翻訳調節領域および前記配列に対して3 ′の転写/翻訳停止調節領域をさらに含み、そして前記植物シンターゼタンパク 質をエンコードする配列はセンス配列である、請求の範囲第62項に記載の方法 。 65、前記植物細胞は菜種の胚の植物細胞である、請求の範囲第62項に記載の 方法。 66、請求の範囲第62〜65項のいずれかに記載の方法に従い生産されたトリ グリセリドの修飾された脂肪酸の組成を有する植物細胞。 67、前記作物の植物は、菜種、ヒマワリ、ベニバナ、ワタ、クツエア(cup hea) 、ダイズ、ナンキンマメ、ココナツ、ギネアアブラナヤシおよびトウ モロコシから成る群より選択される、請求の範囲第62〜63項のいずれかに記 載の方法。 68、請求の範囲第58〜60項のいずれかに記載の方法に従い生産された種子 から分離された植物の種子の油。 69、ブラシカ(Brassica)の油からなる請求の範囲第68項に記載の 油。 明細書 のね シン −ゼ この出願は、1990年8月15日提出の米国特許出願第071568,493 号の一部継続出願、および1991年6月26日提出の米国特許出願第07/7 21,761号の一部継続出願である。 又皿Ω豆! 本発明は、植物の中の脂肪酸の合成に関係するシンターゼ酵素、タンパク質調製 物、アミノ酸およびそれに関係する核酸配列、およびこのような組成物のために 使用する方法に関する。 1人 植物の油は種々の工業および食物の用途において使用される。生合成および天然 の植物源から油組成物を得るための新規な植物油および/または改良された手段 が要求されている。意図する油の使用に依存して、種々の異なる脂肪酸組成物が 望まれる。 例えば、このような場合において、油/種子粉1末の比が高い脂肪種子を得るこ とはコストを低くして所望の油を得るために有用であろう。これは高い価値の油 止産物に典型的であろう、ある場合において、油/種子粉末の比が低い脂肪種子 を得ることはカロリー含量を低くするために有用であろう。他の用途において、 不飽和脂肪酸の百分率が高い食用植物油は心臓血管の健康の理由で望まれる。そ して、二者択一的に、高い飽和の熱帯地方の油、例えば、ヤシおよびココナツの ための適度な代替物は、また、種々の工業的および食物の応用において使用され るであろう。 このような油および/または修飾された脂肪酸の組成物を得るための1つの手段 は、植物の遺伝子操作であると考えられる。しかしながら、植物を遺伝子操作す るために、遺伝学的物質を植物の中に安定な遺伝可能な方法で転移する手段を所 定位置にもたなくてはならない、さらに、所望の表現型の結果を生成することが できる核酸配列、このような配列の正しい適用を指令することができる調節領域 などをもたなくてはならない、その上、所望の表現型を生成するためは、反応成 分の根が変調または変化する程度に植物の脂肪酸シンターゼ(FAS)の通路が 修飾されることが要求されるであろう。 高等植物は普通の代謝通路を経て脂肪酸を合成するように思われる0種子を発育 させるとき、トリグリセリドに結合する脂肪酸はそれ以上の発芽のためにエネル ギー源として貯蔵され、FAS通路はプロプラスチドの中に位置する。第1段階 は、酵素のアセチル−CoA :ACP トランスアシラーゼ(^TA)により 触媒される、アセチル−CoAおよびACPからのアシル−ACP (アセチル 担体タンパク質)の形成である。アシル−ACPを16−および18−炭素の脂 肪酸への伸長は、次の順序の反応のサイクルの作用を包含する:マロニルーAC Pからの2炭素単位と縮合してβ−ケトアシル−ACPを形成する反応(β−ケ トアシル−ACP試験)、ケト−官能基のアルコールへの還元反応(β−ケトア シル−ACPリダクターゼ)、エノイル−ACPへの脱水反応(β−ヒドロキシ アシル−^CPデヒドラーゼ)、および最終のエノイル−ACPを還元して伸長 した飽和アシル−ACPを形成する反応(エノイル−ACP リダクターゼ)、 β−ケトアシル−ACP シンターゼIはバルミトイル−ACP(C16: O )までの伸長を触媒するが、β−ケトアシル−ACPシンターゼIIはステアロ イル−ACP(C18: O)への最終の伸長を触媒する。貯蔵トリグリセリド の中に見いだされる普通の植物の不飽和脂肪酸、例えば、オレイン酸、リノール 酸およびα−リノール酸は、可溶性ブラスチドΔ−9デサチュラーゼ(また、「 ステアオリルーACPデサチュラーゼとしばしば呼ばれる)により触媒される反 応における、オレイル−ACP(C18: 1 )を形成するステアロイル−A CPの脱飽和から生ずる。還元されたフェレドキシが電子のコドナーとして働く 脱飽和のために分子状酸素か要求される。引き続いて、追加の脱飽和が膜結合し たΔ−12デサチュラーゼおよびΔ−15デサチュラーゼの作用により実施され る。こうして、これらの「デサチュラーゼ」は、それぞれ、1飽和または多飽和 の脂肪酸をつくる。 第3のβ−ケトアシル−ACPシンターゼは、非常に短いアシル−ACPに対し て活性の特異性を有するS、 o 1eraceaの葉において報告された。こ のアセトアシル−ACPシンターゼまは[β−ケトアシル−八CP Jシンター ゼ活性Iはアシル−ACPよりアセチル−CoAに対する好みを有する、Jaw orskt、 J、G、ら、Plant Phys、 (1989) 90 :  41−44゜この酵素はATAO代わりにFASを開始する別の通路であるこ とができることが仮定された。 FASにおいて表現型の結果を生成できる核酸配列が得られると、脂肪酸をグリ セロールの主鎖の中に組み込んで油を生成することは種々の障害にさらされ、こ れらの障害は次のものを包含するが、これらに限定されない:問題の代謝因子の 同定、有用な反応速度論的性質をもつタンパクを源の選抜または特性決定、問題 のタンパク質をそのアミノ酸の配列決定を可能とするレベルに精製すること、ア ミノ酸配列のデータを利用して、所望のDNA配列を回復するためにプローブと して使用することができる核酸配列を得ること、および生ずる植物の構成、形質 転換および分析。 こうして、酵素標的の同定および脂肪酸の組成を修飾することができるこのよう な酵素標的の核酸配列のための有用な植物源が必要とされる。理想的には、酵素 標的は単独でまたは他の核酸配列と組み合わせてlまたは2以上の応用に対して 、油の生産の増加/減少、脂肪酸プールにおける飽和/不飽和脂肪酸の比、およ び/または脂肪酸プールへの修飾の結果として新規な油組成物に関して補正され るであろう。いったん1または2以上の酵素標的が同定されそして定量されると 、タンパク質の量および精製のプロトコルが配列決定のために要求される。究極 的には、表現型の修飾を提供するために必要な要素を有する有用な核酸の構成体 およびこのようなう構成体を含有する植物が必要とされる。 皿I■呈皐l畿皿 第1図は、5μMのセルレニンによるACP −11和クロマトグラフイーから のシンターゼ活性の第1ピークにおけるシンターゼ活性の不活性化の時間経過を 示す、実験の開始において、C16: 0−ACPを使用する活性はCIO:  0−ACPを使用するときのほぼ2倍であり、試料の中のII型シンターゼの濃 縮を示す。このグラフが示すように、II型シンターゼを表すC16: 0−A CPを使用する活性はセルレニンに対して事実上不活性であるが、CIO: 0 −ACPを使用する活性は10分後日0重量%より大きい活性が阻害される。  CIO: 0−ACPを使用する残留活性は、多分、CIO: 0−ACPの基 質をもつ試料におけるTI型シンターゼの低い活性である(C16: 0−AC Pを使用する活性のほぼ10%);これが意味するように、■型シンターゼはこ のセルレニン濃度で15分までに完全に不活性化される。(太い点&I)。 第2図は、cDNAクローンの中に発見された順序でで列挙した、トウゴマ(R ,coa+munis)の50kDのβ−ケトアシル−ACPシンターゼのタン パク質からのペプチドの部分的アシル−ACPシンターゼを提供する、各断片は 、50kDのタンパク質をトリプシンまたはエンドプロテイナーゼglucで消 化して生ずる、)IPLC精製して得られたアシル−ACPシンターゼを表す。 Flは未消化の50kDのタンパク質から得られるアミノ末端のタンパク質の配 列を示す。下のケースのXは配列のサイクルを表し、ここでアミノ酸残基を同定 することができなかった。2つのアミノ酸をもつ位置は、示した位置に配列の明 瞭な差をもつ2つのほぼ同一のペプチドを表し、50kDの小さい不均一性を示 唆する。 第3図は、トウゴ? (R,coa+munis)の46kDのβ−ケトアシル −ACPシンターゼのタンパク質からのペプチドの部分的アミノ酸配列を提供す る。 KRで標識した各断片は、46kDのタンパク質をトリプシンで消化して 生ずるHPLCした分画から得られたアミノ酸配列を表す。未消化の46kDの タンパク質から得られたアミノ末端のタンパク質の配列を、また、示す(NY) 、rxJは第2図において定義した通りである。 第4図は、トウゴマ(R,communis)のβ−ケトアシル−ACPシンタ ーゼの50kDのペプチドKR4およびKR16からのPCRにおいて有用なオ リゴヌクレオチドのプライマーを提供する。プライマーは1つの向きでのみ示さ れている。シンターゼタンパク質の中のペプチドKR4およびKR16の順序は 知られていないので、両者の向きにおけるオリゴヌクレオチドを使用した。 第5図は、50kDのトウゴマ(R,communis)のシンターゼの因子B の遺伝子のcDNAおよび翻訳されたアミノ酸配列を提供する。第5A図は、予 備的cDNA配列および、cDN^クローン、pCGN2765 (2−8)か ら誘導され、50kDのシンターゼタンパク質をエンコードする、対応する翻訳 ペプチドを提供する。 cDNAは、仮定したトランシフトペプチドの配列(ア ミノ酸1−42)およびこの成熟タンパク質をエンコードする配列の両者を包含 する。第5B図は、追加の3′未翻訳配列をもつ2−8配列を提供する。 第6図は、50kDのタンパク質の配列と他の既知のシンターゼの配列とのアミ ノ酸配列の比較を提供する。第6A図は、E、coliからのFabBシンター ゼをもつ50kDのクローンの翻訳されたアミノ酸配列の配列相同性を示す、上 の線は50kDのシンターゼタンパク質をエンコードするcDNAの遊離翻訳さ れたアミノ酸配列であり、そして下の線はFabBによりエンコードされるE、 coliのシンターゼの翻訳されたアミノ酸配列である。第6B図は、ストレプ トミセス属(Streptomy−ces)からポリケチドの合成のrORF− IJをもつ50kDのクローンの翻訳されたアミノ酸配列のタンパク質配列の相 同性を示す、上の線は0RF−1の翻訳されたアミノ酸配列であり、そして下の 線は50kDのシンターゼタンパク質をエンコードするcDNAからの翻訳され たアミノ酸配列である。 第7図は、はぼ2kbのBce4のゲノムの配列を提供する。 第8図は、cONADNA配列C,tinctoriusのデサチュラーゼから 誘導された対応する翻訳ペプチド配列を提供する。cDNAは、ブラスチドのト ランシットペプチドの配列(アミノ酸1−33)およびこの成熟タンパク質をエ ンコードする配列の両者を包含する。 第9図は、ブラシカ・カンペストオイス(Brassica campestr is)のデサチュラーゼの予備的部分的cDN^配列を提供する。第4A図は、 クローンの5末端からの1.6kbのクローン、pCGN3235、の部分的D NA配列を表す。第4B図は、クローンの5末端からの1.2kbのクローン、 pCGN3236、の部分的DNA配列を表す、2つのブラシカ・カンベストオ イス(Brassica campestris)のデサチュラーゼのクローン の3′末端からの最初の配列は、p36がpCGN3235と同一の遺伝子から の短いクローンであることを示す。 第10図は、cDN^およびトウゴマ(R,communis)の46kDのシ ンターゼの因子Aの遺伝子の翻訳されたアミノ酸配列を提供する。 第11図は、cDNAおよびブラシカ (Brass 1ca)のシンターゼの 因子Bの遺伝子の翻訳されたアミノ酸配列を提供する。第11A図は、pCGN 3248のcDNAのインサートの配列を提供する。 第11B図は、クローン4Aの配列を提供する。 第12図は、シンターゼのアミノ酸配列の比較を提供する。r RC46jは、 トウゴマ(Ricinus communis)の因子Aの遺伝子の翻訳された アミノ酸配列の一部分である。 rRc50Jは、トウゴマ(R,commun is)のシンターゼの因子B遺伝子の翻訳されたアミノ酸配列の一部分である。 r Be2OJは、pCGN3248のブラシカ(Brass 1ca)の因子 B遺伝子の翻訳されたアミノ酸配列の一部分である。 rfabBJは、E、c oliのシンターゼIの遺伝子の翻訳されたアミノ酸配列を表す(Kaupp− 4nerら、Carlsberg Res、Co55un (1988) 53  : 357−370)。 主恩Ω!W 本発明によれば、β−ケトアシル−ACPシンターゼ、以後また「シンターゼ」 と呼ぶ、に関係する組成物および使用方法はが提供される。また、生物学的に活 性な植物のシンターゼに関係する方法およびアミノ酸の組成および核酸配列は興 味あるものである。 とくに、比較的高い回転(比活性)を有するシンターゼタンパク質の調製物は、 種々のin vitroおよびin vivoの応用における使用に重要である 。ことに、シンターゼ■および/またはシンターゼIIを有するタンパク質調製 物を以後考える。シンターゼ活性は、長いアシル−ACPおよび短いアシル−A CPに対する優先的活性により区別される。短い鎖長のアシル−ACPに対して 優先的活性を有するタンパク質調製物はシンターゼ■型である。長い鎖長のアシ ル−ACPに対して優先的活性を有するシンターゼはシンターゼII型である。 トウゴマ(Ricinus co+*munis)から得られたシンターゼは特 別に重要である。 宿主細胞の中のシンターゼの生物学的活性をエンコードする核酸配列を核酸の構 成において使用して、重鎮の中に存在する相対量、ことに宿主細胞が植物の宿主 細胞であるとき、シンターゼI型およびシンターゼII型の相対量を変調するこ とができる。シンターゼは宿主細胞の中で収穫のために、あるいはシンターゼと その基質との間の接触を実施する手段として生成することができる。宿主細胞は 原核生物および/または真核生物を包含する。シンターゼをエンコードする構成 体を含有する植物の宿主細胞、ならびに修飾されたレベルの1種または2種以上 のシンターゼタンパク質を含有する植物および細胞が、また、提供される。 本発明によれば、C2〜C16の鎖長を有するアシル−ACPとマロニル−AC Pとの間の縮合反応を触媒する方法は、アシル−ACPおよびマロニル−ACP の基質をトウゴマ(R,communis)から得られたシンターゼと、反応成 分の縮合を可能とする条件下に、接触させることによって実施される。この反応 はトウゴマ(R,co+*munis)のシンターゼを使用するが、トウゴマ( R,cosnunis)の細胞の外側で起こすことができる0種々の技術を使用 して、この反応はをin vitroで、あるいは他の植物細胞の中でin v ivoで実施することができる0例えば、そのゲノムの中に発現構成体を組み込 んで有する植物を成長させることができ、ここで発現構成体は、転写の5°−3 ′の方向において、植物の発現可能なプロモーター、トウゴマ(R,coms+ unix)から得ることができるシンターゼをエンコードするDNA配列および 転写停止領域を有する。シンターゼの単独および互いとの組み合わせの変調は重 要である。植物の中の発現のために、肝組織の中で優先約に転写および翻訳を指 令することができるプロモーターを使用して、シンターゼの発現を調節すること は望ましくはことがある。 さらに、植物細胞の中で同様によく内因性シンターゼの表現を減少するように、 核酸の構成体を設計することができる。1つの例は、少なくとも常態でその酵素 を生産する植物細胞の中で発現することができるプロモーターのコントロール下 に、アンチセンスのシンターゼ配列を使用するすることである。 さらに、シンターゼの発現を、脂肪酸の合成に関係する他の酵素、ことに中立鎖 のチオエステラーゼ、デサチュラーゼ、ことにΔ−9デサチェラーゼなどをエン コードする、他の導入された配列の発現と、同調させることができる。このよう な因子をエンコードする核酸の構成体は互いに最も異なることがあるであろう。 タンパク質の汚染物質を実質的に含有しない、トウゴマ(R,comu−nis )から得られたシンターゼ調製物を記載する。シンターゼ■型の活性を実証する トウゴマ(R,cosmunts)のシンターゼ調製物、およびシンターゼ活性 型の活性を実証するものを得ることができる。16μ1モル/分/mgタンパク 質および1.7μモル/分/s+gタンパク質までの酵素の比活性が、それぞれ 、シンターゼ■型およびシンターゼ活性型のタンパク質について観測された。こ のような活性を表すタンパク質またはタンパク質調製物は、単独であるいは組み 合わせて、脂肪酸合成の基質と接触させて、シンターゼの縮合反応を推進するこ とができる0種々の調製物に相当するアミノ酸および核酸の配列を推定し、そし て他の相同的に関係するシンターゼを得るために使用することができる。 主恩色毘監髪脱里 本発明の植物のシンターゼは、植物の宿主細胞の中で02〜C16の鎖長を有す るアシル−ACPまたはアシル−CoAとマロニル−ACPとの間の縮合反応を 触媒する能力を実証する、天然および合成源から全体または一部分が誘導された にかかわらず、アミノ酸、ポリペプチド、ペプチドの断片または他のタンパク質 調製物の任意の配列を包含する。植物のシンターゼは、植物の宿主細胞の中で、 すなわち、in vivoで、あるいは植物細胞様環境の中で、すなわち、1n vitroで、シンターゼの反応を触媒することができるであろう。典型的には 、植物のシンターゼは天然の植物源から全体または一部分で誘導されるであろう 。 さらに、他の源、例えば、バクテリアまたは下等植物からのシンターゼは、また 、植物において有用であり、そして本発明においてシンターゼと考えることがで きる0例えば、fabB遺伝子によりエンコードされる[!、coliのシンタ ーゼタンパク質は、ここにおいて、植物のシンターゼタンパク質に対する相同性 を有することが示された。 シンターゼ!は短い炭素鎖、08〜C14、を有するアシル−ACPに対する優 先的活性を実証する;シンターゼIIは長い炭素鎖、CIAC16、を有するア シル−^CPに対する優先的活性を実証する。シンターゼIIIは、非常に短い 炭素鎖、02〜Cb、を有するアシル−CoAに対する優先的活性を実証する。 シンターゼIII型活性を包含する、他の植物のシンターゼをまた本発明により 応用することができる。シンターゼI、IIおよびIIIの間の鎖は、また、セ ルレニンを使用する阻害により観察される。セルレニンに対して、シンターゼ■ は最も感受性であり、シンターゼIIは感受性が低く、そしてシンターゼIII は感受性が最も低い、これらの結果から理解することができるように、シンター ゼIIはいくつかのシンターゼI型活性を有する。 シンターゼは、修飾されたアミノ酸配列、例えば、突然変異した、切頭し、増加 したなどの配列、ならびに部分的または完全に人工的に合成されたこのような配 列を包含する。シンターゼおよびシンターゼをエンコードする核酸配列は、例え ば、植物の抽出物の部分的または均質な精製、タンパク質のモデル化、核酸のプ ローブ、抗体の調製物、または配列の比較により得ることができる。いったん精 製されたシンターゼが得られると、他の植物のシンターゼはトウゴマ(R,co a+munis)のシンターゼに対して特異的な抗体を植物のシンターゼと、抗 原:抗体の免疫複合体の形成に対して誘導的である条件下に、接触させ、そして それに対して反応性の植物のシンターゼを回収することによって得るためにそれ を使用することができる。 いったんシンターゼをエンコードする核酸配列が得られると、それはさらにスク リーニングするためのプローブにおいて使用することができるか、あるいは宿主 細胞、ことに植物の宿主細胞における転写および転写および翻訳のための構成体 を遺伝子操作するとき使用することができる。 シンターゼをエンコードする核酸配列および問題の異種核酸配列を含有する組み 換え構成体を調製することができる。異種とは、シンターゼの配列に接合して天 然に見いだされない配列を意味する。 それゆえ、任意の修飾されたシンターゼに接合した配列は野生型配列ではない、 他の例は、異なる植物の宿主のゲノムの中に組み込まれた、1つの植物源からの シンターゼを包含する。 構成体は原核生物または真核生物の中でシンターゼを合成するように設計するこ とができる。植物細胞の中のシンターゼの発現の増加または植物細胞の中で観察 される内因性シンターゼの量の減少は、特別に興味あることである。そのうえ、 植物の宿主のゲノムの中への組み込みのための核酸の構成体において、シンター ゼは転写の方向に関して「センス」または「アンチセンス」の向きで見いだすこ とができる。こうして、核酸は生物学的に活性なシンターゼをエンコードするす ることができるか、あるいは内因性の植物のシンターゼの生産を阻害するために シンターゼをエンコードする配列に対して相補的な配列であることができる。植 物の宿主細胞の中でセンス配列を転写および翻訳することによって、植物のFA S複合体に有効なシンターゼの量は増加される。植物の宿主細胞の中でアンチセ ンス配列を転写または転写および翻訳することによって、植物のFASに有効な シンターゼの量は減少される。理想的には、アンチセンス配列は内因性配列に対 して高度に相同性である。FASに対して有効なシンターゼの量を減少する他の 方法、例えば、リボザイムまたは本発明の範圀内であるシンターゼの発現を事実 減少する作用をするセンス配列を含有する構成体で形質転換した植物細胞のスク リーニングを使用することができる。他のM4Qの方法を当業者は適用すること ができる。 シンターゼは、単独でまたは組み合わせで、使用して、所望の結果に依存して脂 肪酸の合成の伸長縮合反応を触媒することができる。 例えば、速度に影響を及ぼすシンターゼ活性はシンターゼI型、シンターゼ活性 型、シンターゼ調製物型またはこれらの酵素の組み合わせに帰することができる 。 こうして、シンターゼIの過剰の発現は脂肪酸の収率、および/またはこの系に おいて見いだされるパルミチン酸(C16:O)の比率を増加する働きをするこ とができるであろう、あるいは、いくつかの脂肪酸の伸長工程において重要な酵 素として、還元性内因性シンターゼ1は効率よく脂肪酸の低い収率を提供するで あろう、脂肪酸の伸長通路における最後の酵素として、シンターゼIIは脂肪酸 の生産を増加するためあ重要な因子であることができる。FASへのシンターゼ IIの利用可能性の増加は、事実、反応の前進速度を「推進」し、そして長鎖の 脂肪酸のより大きいプールを生ずることができる。 引き続いて、18個の炭素をもつ脂肪酸の量の増加は、究極的に、トリグリセリ ドの生産を増加することができる。同様の方法において、シンターゼIIの減少 はこれらのメカニズムの一方または双方を減少する働きをすることができる。シ ンターゼIIは最終の伸長段階を触媒するので、それは所望の効果をつくるため に他のシンターゼ因子からの支持を必要とすることがある。とくに、シンターゼ ■とシンターゼINとの組み合わせた存在はオレイン脂肪酸の高い組成の発生お よび/またはトリグリセリドの生産の増加について考えられる。 さらに、バルミチン酸塩の生産は、さらに、シンターゼIの生産の増加と内因性 シンターゼIIの減少の組み合わせにより増強することができる。こうして、種 々のシンターゼ因子を同様な方法で組み合わせて所望の効果を達成することがで きる。 細胞または植物を生産するシンターゼの使用のための他の応用を、また、見いだ すことができる0例えば、植物のシンターゼについて選択的な潜在的な除草剤を スクリーニングにより得て、環境的に安全な除草剤の生成物を提供することがで きる。ことにバクテリアの系は植物のシンターゼIIに同等の酵素をもたないこ とにおいて、このようなシンターゼIIに基づく除草剤のスクリーニングのため にとくに有用な系であることができる。シンターゼは、また、葉緑体のリゼイト と組み合わせて使用して、生産を増強するおよび/またはin vitroで調 製された脂肪酸の組成を修飾することができる。シンターゼは、また、植物およ びバクテリアの中の脂肪酸の形成のメカニズムを研究するために使用することが できる。これらは応用のために、構成的プロモーターは最良の用途を見いだすこ とができる。 宿主細胞の中で問題の核酸配列の転写および翻訳を提供する要素を含有する構成 体は「発現カセット」である。宿主に依存して、調節領域は変化し、ウィルス、 プラスミドまたは染色体などからの構造遺伝子からの領域を包含する。原核生物 または真核生物の微生物、とくに単細胞の宿主の中の発現のために、広範な種類 の構成体または調節可能なプロモーターを使用することができる。記載された翻 訳開始領域の中には、バクテリアまたは酵母菌、例えば、E、eoli、枯草菌 (B、5ubtilis) 、サツカロミセス・セレビシアエ(Sacchar o−wayces cerevisiae)の領域が存在し、遺伝子、例えば、 β−ガラクトシダーゼ、T7ポリメラーゼ、trp−1ac (tac) 、t rpEなどを包含する。 植物細胞の中のシンターゼの発現のための発現力セントは、転写の5′−3′の 方向において、植物細胞の中で機能的な転写および翻訳開始のコントロール調節 領域(また、「プロモーター」として知られている)、シンターゼをエンコード する核酸配列、および転写停止領域を包含する。デサチュラーゼの構造遺伝子の 広範な種類の構成的またはtsm可能な、例えば、誘導可能な転写を提供する、 多数の翻訳開始領域は利用可能である。植物のために使用される翻訳開始領域の 中には、カリフラワーのモザイク病ウィルス(353゜193)に関連するこの ような領域、および構造遺伝子、例えば、ツバリンシンターゼまたはマンノバイ ンシンターゼまたはナピンおよびACPプロモーターなどがある。このような構 造遺伝子に相当する転写/翻訳翻訳開始領域は、それぞれの開始コドンに対して 直ぐ5゜上流に見いだされる。こうして、意図する用途に依存して、異なるプロ モーターが必要となることがある。 本発明において、種子の組織の中で、とくに種子の油の形成の初期の段階におい て、シンターゼを優先的に発現することができるプロモーターはとくに重要であ る0種子の脂肪酸/油の組成の選択的修飾は他の植物組織への潜在的悪影響を減 少するであろう。このような種子特異的プロモーターの例は、次のものを包含す る:ナビンまたは種子のACP遺伝子、例えば、欧州特許(EP)第02553 78号(1988年2月3日発行)に記載されているもの、デサチュラーゼ、例 えば、Thoa+psonら(Proc、Natl、Acad、Sci、 (1 991) 、 88 : 2578−2582) 、同時係属米国特許出願筒4 94.106号およびその中の第8図および第9図に記載されているもの、また はBee−4遺伝子、例えば、同時係属米国特許出願筒494,722号および その中の第7図に記載されているものの直ぐ5゛上流の領域。あるいは、植物の シンターゼの構造遺伝子に関連する5”調節領域、すなわち、植物のシンターゼ の構造遺伝子に対して直ぐ5゛上流の領域および/または植物のシンターゼの構 造遺伝子に対して直ぐ3′下流に見いだされる転写停止領域の使用はしばしば必 要であることがある。一般に、プロモーターは所定の応用を変化することがある 、それらの発現のプロフィルに基づいて選択することができる。 アンチセンスの向きにおいて見いだされる配列は、少なくともシンターゼをエン コードする配列の転写を提供するカセットにおいて見いだすことができる。アン チセンスとは、問題の配列に対して相補的な配列をエンコードする、転写の5’  −3’ の方向における、DNA配列を意味する。「アンチセンス配列」は植 物の宿主に対して固有の植物のシンターゼの遺伝子に対して相補的であることが 好ましい0種子の発育の間にすべての貯蔵組織において高いレベルの転写の開始 を引き起こす植物の宿主の中で、発現することができる任意のプロモーターは十 分である0種子特異的ポリメラーゼは適切であることがある。 さらに、次の配列の発現またはアンチセンスと同調して問題の1または2以上の 配列の転写または転写および翻訳を提供することができる:シンターゼの配列、 例えば、植物のデサチュラーゼをエンコードする配列、例えば、同時係属米国特 許出願筒494.106号および譲渡されていない米国特許出願、1990年8 月13日発行、発明の名称「植物のデサチュラーゼ−組成物および使用」に記載 されているもの、種子または葉のアシル担体のタンパク質、例えば、同時係属米 国特許出願筒437.764号、中位鎖の植物のチオエステラーゼ、例えば、P o1lardら(Arch、Biochem、Biophys、 (1991)  284 : 306 312)および同時係属米国特許出願筒514,030 号に記載されているもの、をエンコードする配列、または植物脂質に影響を与え て、植物油の量および/または組成を変更することができる酵素をエンコードす る他の配列、シンターゼ酵素に関して前述の使用法および関係する配列および組 成物を決定する手段は、これらの酵素に同様によく適用することができる。 デサチュラーゼのセンス配列およびシンターゼのセンス配列をエンコードする核 酸を宿主細胞のゲノムの中に組み込むことができる。 植物のデサチュラーゼは、第1の二重のバンドの脂肪酸−ACP部分、ことにΔ −9デサチュラーゼの中への挿入を触媒することができる任意の酵素を包含する 。このような組み合わせは、不飽和脂肪酸の生産を変更し、こうして植物の宿主 細胞の中の両者の酵素の発現のとき、有意に低級または高級の飽和脂肪酸に導く ように設計することができる。デサチュラーゼは長鎖の脂肪酸のアシル−^cP 、シンターゼII活性の生ずる生産物、に作用するので、種々の応用が可能であ る。vi和鎖をほとんどあるいは完全にもたない脂肪酸の生産のためのシンター ゼIIおよびΔ−9デサチュラーゼの両者の生産の増大の組み合わせは、重要で ある。また、シンターゼTIの生産の増加および高いステアレート(C18:  O)の脂肪酸組成物の生産のためのデサチュラーゼの生産の減少を提供すること ができることは、重要である。飽和/不飽和の脂肪酸の修飾プールを、生ずるト リグリセリドの組成に反映することができる。異なる実施態様において、シンタ ーゼ、例えば、シンターゼIの発現の増加を、中位鎖の植物のチオエステラーゼ と組み合わせることは、適切であることがある。 中位鎖の植物のチオエステラーゼ、1または2以上の(C8〜C14)のアシル −ACP基質に対する優先的ヒドロラーゼ活性を有することができる酵素を含有 する植物は、中位鎖の脂肪酸、ことにラウレート(C12: O)の生産につい て考えられる。1または2以上のシンターゼのレベルの増加と組み合わせて、こ れらの作用を増大することができる。 問題の1より多い核酸配列の組み合わせた作用のために形質転換された植物を提 供しようとするとき、典型的には別々の核酸の構成体が各々のために提供される であろう。構成体は、前述したように、転写または転写および翻訳の調節コント ロール領域を含有する。当業者は、シンターゼの発現またはアンチセンスの構成 体に関して記載した上の原理に一致して、最終生産物に対して適当な所望のタイ ミングおよび組織の特異性を提供するために、調節配列を決定することができる であろう。2またはそれ以上の構成体を使用すべきとき、それらの両者がシンタ ーゼの配列に関係するか、あるいはシンターゼの配列および植物脂質に影響を与 えることができる酵素をエンコードする配列に関係するするかどうかにかかわら ず、各カセットの中に異なる配列を使用して、配列の間の自発的相同性の再組み 合わせを減少することが望ましい。構成体は宿主細胞の中に同一であるか、ある いは異なる方法により導入することができ、これらの方法は、生ずる生産物がそ のゲノムの中に組み込まれた両者の特性を有する植物であるかぎり、伝統的な植 物の品種改良方法によりトランスジェニック植物を交雑することによって、この ような特性を導入することを包含する。 植物、例えば、ブルヌス・アミグダルス(Prunus amygdalus) 、またはより好ましくはトウゴマ(R,communis)から得ることができ るタンパク質調製物から単離された、よりすぐれた反応速度論的性質を有するよ うに思われるシンターゼは特別に重要である。表1に示すように、スピナシア・ オレラセア(Sptnacia oleracea)からの粗製の抽出物に比較 して、飽和油のレベルが低い葉およびある植物は、シンターゼII活性の顕著に 高い合計の活性/gの新鮮な重量を示す;計算した比活性はまた高い。 表■ 々の 1 )′の の のシン −ゼIIの圭孟」]Jしく社)1値 S、oleracea葉 7,15 6.61 0.962 L4.OB、na pus種子 7.62 6.58 0.864 22.OR,communis 胚乳 21.0 346.0 16.5 L5.7P、amygdalus 胚  8.0? 62.3 7.73 22.41スピナシア・オレラセア(S、o leracea)の葉の抽出物をShi−makataおよび5tuapf、P NAS 79:5808−5812 (1983)に従い調製した。残りの試料 は、50−Hのリン酸カリウムおよび2mMのジチオスレイトール、pH7,5 、を含有する緩衝液の2体積と混合した粉砕した組織から調製しく2mg/gの 新鮮な組織)、その上澄み液を遠心後に集めた。タンパク質はブランドフォード (Bradford)法(Analyt、Biochem、(1976) 72 : 248−254)により測定した。シンターゼIIを実施例2に記載するよ うに変化する濃度のバルミトイル−ACPを使用して測定した。 試験は、また、基質に対する粗製の抽出物の感受性を比較した。マロニル−AC Pは、粗製の抽出物の中のマロニルトランスアシラーゼの存在のために、添加し た八〇Pに対して比例するであろうと仮定した。結果は、種の間におけるバルミ トイル−ACPについてのKmまたはACP/マロニル−ACPに対して感受性 の非常にわずかの差を示した。他の類似の植物源を同様な試験により決定するこ とができる。 粗製の抽出物の中の飽和脂肪の例外的に低いレベル(く1%)およびシンターゼ II酵素の高い活性は、好ましい酵素源の例としてトウゴマ(R,commun is)を示す品質である。−次の花序または花の穂により生産されるトウゴマ( R,communis)の種子は特別に重要である。なぜなら、それは、二次ま たは三次の花序(二次の穂)から分岐する粗製の抽出物より、通常高い油含量お よび高いシンターゼIIの比活性を有するからである。トウゴマ(R,comm unis)の組織を使用するときの主要な困難は、トウゴマ(R,commun is)の種子のりシンの毒性である。リシンは、下にいっそう詳述するように、 シンターゼの精製の間に抽出物から除去される。また、種子が収穫される段階は m織の中に存在するりシンの量に影響を及ぼす。 「初期の」種子は非常に小さい不透明のコア、優勢な半透明の組織、および非常 に低いレベルのタンパク質およびシンターゼII活性を有する。「プライム(P time) J種子の組織は、開花後約21〜28日に見いだされ、中央の不透 明な白色のコアを有し、このコアは蓄積した種子の油を含有し、半透明の白色& 11織により取り囲まれている。 種子の被膜はちょうど硬化しそして白色から紫色−褐色に変わり始めている。半 透明の組織は徐々に消失し、そして不透明のコアは成熟の間に増加する。表II に示すように、−次の花の穂からの「プライム」組織は最高のシンターゼIIの 比活性を有する:これらはシンターゼTIの主な源である。より成熟した「後期 の」種子は高いシンターゼII活性を示し続けるが、リジンの蓄積の大きい増加 は比活性を希釈する。改良されたりシンの除去法では、より古い種子は同様によ い好ましい源であることを証明することができる。 表II トウゴマ(R,cos+wunis)の−次および二次の花の穂への発育状 料  比活性(μm1/mgタンパク質)1個々のトウゴ7 (R,comwuni s)の種子を初期(A、B、G。 H)、プライム(C,D、I)または後期(E、F、JSK)として識別した。 種子A−Fは一次の穂がらであり、そして種子G−Fは二次の穂からであった0 種子からの各胚乳組織を2体積(置1/g新鮮な重量)の40μMのリン酸カリ ウム、20%のグリセロール(v/v) 、1s+HのナトリウムEDTA、  2 sMのDTT。 pH7,5の中で乳棒でマイクロ遠心機管内で粉砕した。ホモジネートを11. 600Xgで15分間遠心して清浄にした。上澄み液をブランドフォード(Br adford)法(Analyt、Biochem、(1976) 72 :2 48−254)によりタンパク質について測定し、そしてシンターゼII活性に ついて実施例2に記載されているようにして測定した。 実施例においてより完全に証明するように、トウゴマ(R,cos+mu−ni s)からのシンターゼlおよびIIの抽出および精製は硫酸アンモニラムの分別 (pH7,5)により実施し、次いで上澄み液を硫酸アンモニウムで飽和してシ ンターゼを沈澱させた。シンターゼ活性含有する沈澱物を反応性グリーン19ア ガロース(Reactive Green−19^garose)にbrさせる 。グリーン19アガロースに結合した活性含有するカラムを調製し、そしてシン ターゼ活性を高い塩の洗浄液の中に溶離する。 ピーク活性の分画に関連するタンパク質を部分的に脱塩し、次いで^cp−セフ ァロース(Sepharose)のカラムに吸収させ、そして100〜250w 1Mのリン酸カリウム緩衝液の勾配で溶離する。 ACPカラムは、また、約5 0kDの分子量を示した主要な汚染物質を包含するいくつかのタンパク質を除去 する。シンターゼ活性について測定した分画は、主としてシンターゼII型を有 するが、また多少のシンターゼ■型活性含有する主要なピークがまず溶離するこ と、そして主要なピーク後に溶離する分画が主としてシンターゼ■型の活性含有 することを示す。 SO3−PAGE分析に適用したとき、シンターゼII型の活性を有する主要な ピークからの分画は2つの主要なピーク、すなわち、約46kDにおける1つお よび約50kDにおける第2のピーク含有することが示される。シンターゼ活性 活性は、50kDおよび46kDのバンドの両者合作するタンパク質調製物から 離れて、観察されなかった。50および16kDのバンドの間の関係は、セルレ ニンのアッセイおよびE、coliの発現の研究を包含する、それ以上の研究下 にある。2次元のゲルの分析は、50kDのバンドを少なくとも2つのスポット に分離する。 主要なピーク後にi9離される分画は、主にシンターゼ夏活性を含有し、そして 約50kDに1つの明確なバンドを示す。モノクローナル抗体を使用する試験は 、2つの分画からの50kDのタンパク質が非常に類似することを示す、追加の ピークは、これらのタンパク質を生化学的にさらに特性決定する途上にある。 SO5−PAGEにおいて得られたわずかのバンドが与えられると、対応するア ミノ酸および/またはそれに対する核酸の配列を得ようとする直ちの努力は、こ の分野において知られている方法により可能である。このような配列から、シン ターゼ活性はコントロールされた系、例えば、生殖細胞の中の発現で、あるいは アンチセンス核酸断片などの転写の効果の観察によりさらに確証することができ る。 精製されたタンパク質調製物に相当する断片のアミノ酸配列は、プロテアーゼ、 例えば、トリプシンによる消化、および生ずるペプチド断片の配列決定により得 ることができる。50kDのタンパク質から誘導されたペプチド断片のアミノ酸 配列は第2図に示されており、そして46kDのから誘導されたペプチド断片の アミノ酸配列は第3図に示されている(第4図は、ペプチド断片のアミノ酸配列 の「逆翻訳」により、オリゴヌクレオチドを設計するために使用した50kDの ペプチドのペプチドの配列を示す)、より長いDNA配列を得るために鋳型とし てトウゴマ(R,co■−unis)の胚乳のDNAを使用するポリメラーゼ連 鎖反応(PCR)において使用するために、DNA配列を選択する0次いで、得 られるPCR発生した配列を、標識されたプローブとして、トウゴマ(R,co ■−unis)の胚乳のcDNAまたはゲノムのDNAのライブラリーのスクリ ーニングにおいて使用する。このようにして、SO5−PAGE上に見られたト ウゴマ(R,co−■unis)のタンパク質に相当する全長のクローンを必要 に応じて得ることができる。第5図は、この方法において得られた50kDのタ ンパク質に相当するDNA配列である。他の植物のシンターゼの遺伝子は、シン ターゼcDNAから誘導されたプローブで、他の植物源からのcDNAまたはゲ ノムのライブラリーをスクリーニングすることによって得ることができる。 第6A図および第6B図において、50kDのシンターゼタンパク質をエンコー ドする単離されたcDNAのクローンおよび2つの他の既知のシンターゼタンパ ク質から翻訳されたアミノ酸配列を比較する配列を表す、 FabB、第6A図 における生殖細胞の中のβ−ケトアシル−ACPシンターゼをエンコードする遺 伝子と比較すると、FabBタンパク質のアミノ酸、ことに活性部位付近におい て、アミノ酸219−223の広範な同一の相同性が存在することが示される。 50kDのの翻訳されたアミノ酸配列は、また、第6B図に示すように、0RF −1によりエンコードされる、ストレプトミセス・グラウセセンス(Strep to+5yces glaucescens)の中のポリケチドシンターゼタン パク質に対して有意の同一の相同性を有する。 本発明のDNA配列はゲノムまたはcDNAの配列を含むことができる。 cDNA配列は、処理前の配列、例えば、トランシットペプチドの配列を含むか 、あるいは含まないことができる。トランシットペプチドの配列はタンパク質を 所定のオルガネラに供給し、そしてオルガネラの中に入るときアミノ酸部分から 切断されて、「成熟」タンパク質(または酵素)を解放する。シンターゼはブラ スチドのオルガネラのFAS通路の一部分、例えば、葉緑体、プロブラスチドな どであるので、トランシフトペプチドは1または2以上のタンパク質を基質に向 けるために要求されることがある。ブラスチド転移源からのトランシットペプチ ドの配列、例えば、ACP、ことに種子のACP。 植物のデサチュラーゼからのもの、あるいはそれぞれのシンターゼと自然に関連 する天然の配列からのものを使用することができる。 植物のシンターゼの完全なゲノムの配列は、下にいっそう詳述するように、ゲノ ムのライブラリーをプローブでスクリーニングし、そしてそれに対してハイブリ ダイゼーションする配列を単離することによって得ることができる。シンターゼ に対して直ちに5°の調節配列、転写および翻訳開始領域、および3′の転写お よび翻訳停止領域を取得し、そしてシンターゼの構造遺伝子を使用しであるいは 使用しないで用いることができる。 他のシンターゼおよび/またはシンターゼの核酸配列は、ここにおいて提供され るアミノ酸配列およびDNA配列から得ることができる。「得ることができる」 は、生物学的に活性なシンターゼを提供するために十分な1または2以上の天然 の配列と類似する配列を有する、植物のシンターゼを言及する。当業者は容易に 認識するように、抗体調製物、核酸のプローブ(DNAおよびRNA)などを調 製し、そして他の源からシンターゼおよび/またはシンターゼの核酸配列をスク リーニングおよび回収するために使用することができる。こうして、トウゴマ( R,coms+unis)のシンターゼIまたはIIに相同的に関係するか、あ るいはそれからの誘導体である配列は本発明から得ることができると考えられる 。 「相同的に関係する」は、天然の配列に比較して、同一であるか、あるいは保存 的に置換された核酸配列を包含する。典型的には、相同的に関係する配列は、存 在しうる欠失を除外して、トウゴマ(R。 communts)のシンターゼと問題の所定の植物のシンターゼとの間の、少 なくとも約60%の相同性、より好ましくは少なくとも約70%の相同性を示す であろう、相同性は配列の情報、核酸またはアミノ酸の比較するか、あるいはハ イブリダイゼーション反応により決定される。 プローブは全体の配列かなり短いことができるが、少なくとも約10、好ましく は少なくとも約15、より好ましくは少なくとも20などの核酸の長さであるべ きである0問題のポリペプチドをエンコードする遺伝子の全長までの、より長い オリゴヌクレオチドはまた有用である。 DNAおよびIINAの両者を使用す ることができる。 問題の植物源から調製されたゲノムのライブラリーを、トウゴマ(R,co−− unis)のシンターゼのcDNAから保存された配列でブロービングして、相 同的に関係する配列を同定することができる。全体のトウゴマ(R,cogem unis) シンターゼcDNAは、短いプローブの配列が同定されない場合、 使用することができる。次いで、陽性のクローンをi!II限酵素の消化および /または配列決定により分析する。この一般的方法において、1または2以上の 配列を同定して、両者の解読領域、ならびにこのような植物源からのシンターゼ 遺伝子の転写調節要素を得ることができる。問題の他の植物源から調製されたc DNAのライブラリーを同様によくスクリーニングして、このような植物源から のシンターゼ遺伝子を得ることができる。 使用において、プローブを典型的には検出可能な方法出(例えば、3 Rp 4 15%またはビチオニル化したヌクレオチドで)標識し、そして遺伝子をその中 で探す植物源からの一本M DNAまたはRNAとインキユベーシッンするが、 非標識オリゴヌクレオチドはまた有用である。 ハイブリダイゼーションは、典型的には、ニトロセルロース紙またはナイロン膜 を使用して、−末鎖または二本鎖(ハイブリダイゼーションした)DNAまたは DNA/RNAが分離された後、標識により検出される。オリゴヌクレオチドと ともに使用するために適当なハイブリダイゼーション技術は、この分野において よく知られている。こうして、植物のシンターゼ遺伝子は、任意の便利な植物か ら種々の技術により単離することができる。他の脂肪種子の植物、例えば、C, tinceoriusの種子、菜種、ワタ、トウモロコシ、ダイスの子葉、ホホ バのす・ン・ン、ココナ・ン、ナンキンマメ、ギネアアフ゛ラヤシなどから得ら れた発育する種子からのシンターゼの植物遺伝子、ならびに伝統的でない油源、 例えば、スピナシア・オレラセア(S、olera−cea)の葉緑体、アボカ ドの中果皮、クツエア(Cuphea) 、カリフォルニア・ペイ (Cali fornia Bay)およびエウグレナ・グラシリス(Euglena gr acillis)から得られたシンターゼの植物遺伝子は適当である。クツエア (Cuphea)から得られたシンターゼ、ことにシンターゼIは中位鎖の脂肪 酸に対する特殊化された活性を示すことができる。このようなシンターゼは植物 の中位鎖のチオエステラーゼと組み合わせて使用するために特別に重要であるこ とがある。 いったん所望の植物のシンターゼの配列が得られると、それを種々の方法で操作 することができる。配列が非解読フランキング領域を含む場合、フランキング領 域をリセクシタン(resection) 、突然変異誘発などにかけることが できる。こうして、トランジション、トランスバージラン、欠失、および挿入を 天然に産出する配列について実施することができる。さらに、配列のすべてまた は一部分を合成することができ、ここで1または2以上のコドンを修飾して修飾 されたアミノ酸配列を得るか、あるいは1または2以上のコドンの突然変異を導 入して便利な制限部位を得るか、あるいは他の目的で構成体または発現を含める ことができる。構造遺伝子をさらに合成のアダプター、リンカ−を使用してlま たは2以上の制限部位を導入することなどすることによって修飾することができ る0発現のために、植物のシンターゼまたはその機能的断片をコードするオーブ ンリーディングフレームを転写開始調節コントロール領域に対して5゛末端に接 合することができる。ある場合において、例えば、アンチセンスの向きにシンタ ーゼをエンコードする核酸配列により植物のシンターゼを修飾場合において、転 写開始領域または転写/翻訳開始領域を使用することができる。シンターゼタン パク質の発現を植物の宿主の中で望む場合、転写/翻訳開始調節領域が必要とさ れる。さらに、修飾されたプロモーター、すなわち、1つの遺伝子源から誘導さ れた転写開始領域および異なる遺伝子源翻訳開始領域を有するプロモーターある いは増強されたプロモーター、例えば、二重の35S CaMVプロモーターを いくつかの応用のために使用することができる。 前述したように、種子の成熟の間に調整された遺伝子、とくに植物の胚m織の中 で発現されたものから得られる5°上流の非解読領域、例えば、ACP−および ナピンー誘導転写開始コントロール領域はとくに重要である。このような調節領 域は脂質の蓄積の間に活性であり、したがって植物のデサチュラーゼの生産およ び/または脂肪酸組成の修飾を変更するためのより大きいコントロールおよび/ または有効性についての可能性を提供する。種子組織の中で優先的に発現される 、すなわち、他の植物の部分において検出できない、転写開始領域はことに重要 である。この目的で、ブラシカ・カンベストオイス(B、caspestris )の種子から単離されそしてrBcg4−4Jと表示されるアシル担体タンパク 質の転写開始領域、およびブラシカ・カンベストオイス(B、caw+pest ris)の種子から単離されそしてrBce−4Jと表示される未知の機能を有 する遺伝子は、また、実質的に重要である。 簡単に述べると、Bce4は未熟の肝組織の中に開花期(開花)後少なくとも1 1日程度に早期に、ピーク後約6〜8日または開花期後17〜19日に見いださ れ、そして開花期後35日に検出不可能となる。 Bce4遺伝子の発現のタイミングは、種子組織における脂質の蓄積のそれに密 接に従う、 Bce4は種子の肝組織において主として検出され、そして少ない 程度に種子の被膜の中に見いだされる。Bce4は試験した他の植物&[I織、 根、茎および葉の中に検出されなかった。 Bce4の転写開始領域は少なくともlkbおよびより好ましくは約5〜約7. 5kbのBce4の構造遺伝子に対して直ぐ5′上流の配列含有するであろう。 BaH2−4のACPのメツセージはBce4のそれに類似する発現のプロフィ ルを表し、したがって、また種子組織の中の脂質の蓄積に相当する。 BaH2 −4は種子の被膜の中に見いだされず、そして、BaH2−4の5′非解読配列 を使用して本発明の植物のΔ−9デサチュラーゼの転写または転写および翻訳を 調節するとき、Bce−4に比較して、発現のレベルにおいて多少の差を示すこ とがある。 ナビン1−2のメツセージは初期の種子の発育において見いだされ、こうして、 また調節領域を提供し、これらの調節領域は問題の所望のDNA配列、例えば、 脂質の蓄積の間の本発明の植物のデサチュラーゼのDNA配列の優先的転写の調 節を提供することができる。 ナビンは発育するブラシカ(Brass 1ca)の胚の中で合成された貯蔵タ ンパク質の2つのクラスの1つであり (Bhattyら、Can J、Bio −chem、 (1968) 46 : 1191 1197)そしてブラシカ  (Brassica)のゲノムの中に再導入されるとき、組織特異的発現を指 令するために使用されてきている(Radkeら、Theor、Appl、Ge net、(1988) 75: 685−694)。 調節転写停止領域に関係すると、これらは植物のシンターゼをエンコードするD NA配列または異なる遺伝子源から誘導された便利な転写停止領域、ことに転写 開始領域天然に関連する転写停止領域により提供されることができる。典型的に は、転写停止領域は少なくとも約1kb、好ましくは約3kbの停止領域が誘導 される構造遺伝子に対して3゛の配列含有するであろう。 DNA構成体を発生させるとき、構成体またはそれらの断片の種々の成分を、通 常、バクテリアの宿主、例えば、[!、coliの中で複製することができる便 利なりローニングベクターの中に挿入する。文献に記載されてきている多数のベ クターが存在する。各クローニング後、プラスミドは単離し、そしてそれ以上の 操作、例えば、制限、新しい断片の挿入、結合、欠失、挿入、リセクシッンなど にかけて、所望の配列の成分を要求通りにつくることができる。いったん構成体 が完成すると、それを次いで宿主細胞の形質転換の方法に従うそれ以上の操作の ために適当なベクターに転移することができる。 通常、宿主の中の発現に必要な調節領域を有しそして形質転換された細胞の選抜 を提供する構造遺伝子を、DNA構成体とともに含める。この遺伝子は、細胞障 害性因子、例えば、抗生物質、重金属、毒素などに対する耐性、両栄養性宿主に プロトトロピーを提供する相補性、ウィルスの免疫性などを提供することができ る。発現構成体またはその成分が導入される異なる宿主種の数に依存して、■ま たは2以上のマーカーを使用することができ、ここで選抜のために異なる条件を 異なる宿主について使用する。 DNA構成体を植物の宿主の中に導入する方法は、本発明にとって臨界的ではな い。効率よい形質転換を提供する任意の方法を使用することができる。植物細胞 の形質転換のための種々の方法は、Ti −またはRi−プラスミド、マイクロ インジェクション、エレクトロボレイシタン、リポソームの融合、DNAの衝撃 などの使用を包含する。 多くの場合において、T−DNAにより一方の側または両側で境界された構成体 、とくに左および右の境界、とくに右の境界をもつ構成体を準備することは望ま しいであろう、これは、構成体がアグロバクテリウム・°ンメファシェンス(A 、tusefaciens)またはアグロバクテリウム・リゾゲネス(A、rh izogenes)の形質転換の1つのモードとして使用するとき、とくに有用 であるが、T−DNAの境界は形質転換の他のモードとともに使用することがで きる。 癌腫11(Agrobacterius)を植物細胞の形質転換のために使用す るとき、癌111!r(Agrobacterium)宿主の中に存在するT− [INAまたはTi−またはRi−プラスミドを使用する相同組み換えのための 癌腫菌(Agrobacteriua+)宿主の中に導入することができるベク ターを使用して0Mlみ換えのためのT−DNA含有するTi−またはRi−プ ラスミドはアームド(armed) (ゴール(gall)の形成を引き起こす ことができる)またはディスアームド(disar■ed) (ゴールの形成を 引き起こすことができない)であることができ、形質転換された癌腫菌(Agr obacterium)宿主の中にvir遺伝子が存在するかぎり、いずれも許 容可能である。アームドブラスミドは正常の植物細胞とゴールとの混合物を与え ることができる。 植物細胞の形質転換のためのベヒクルとして癌腫菌(Agrobacte−ri u■)を使用する好ましい方法は、広い宿主範囲の複製系、少なくとも1つのT −DNAの境界および問題の1または2以上のDNA配列を有するベクターを使 用する。普通に使用されるベクターはpRK2およびその誘導体を包含する。参 照、例えば、Dittaら、PNAS USA。 (1980) 77 : 7347−7351および欧州特許出[(EPA)第 0120515号、これらの開示をここに引用によって加える。通常、ベクター はオピン、腫瘍遺伝子およびシir−遺伝子を含有しない0発現構成体およびT −DNAとともに、形質転換された癌腫菌(Agrobacteriuw)およ び形質転換された植物細胞の選抜を可能とする1または2以上のマーカーが含ま れるであろう。ある数のマーカー、例えば、クロランフェニコール、アミノグリ コシドG418、ヒグロマイシンなどに対する耐性が植物細胞とともに使用する ために開発されてきている。使用する特定のマーカーは本発明にとって必須では なく、1つまたは他のマーカーは特定の宿主および構成方法に依存して好ましい 。 ベクターは、T−DNAを植物細胞の中に転移するために機能的なりtr−遺伝 子を有する癌腫i1i (Agrobacterium)の中への形質転換によ り、問題のDNAを植物細胞の中に導入するために使用される0次いで、広い宿 主範囲のベクターの構成体含有する癌腫菌(Agrobac−teriu+w) は、複製および通常の発現が起こる条件下に植物の宿主細胞の中に所望のDNA が転移されるために適当な条件下に、植物細胞を感染するために使用される。ま た、これは通常マーカーの転移を含み、こうして二本鎖のDNA含有する細胞を 容易に選抜することができる。 広範な種類の植物生命、とくに植物油の生産に関係する植物生命とともに発現構 成体を使用するすることができる。これらの植物は、次のものを包含するが、こ れらに限定されない:菜種、ナンキンマメ、ヒマワリ、C,tinctoriu s、ワタ、クツエア(Cuphea) 、ダイズ、およびトウモロコシまたはヤ シ。 癌腫菌(Agrobacterium)を使用する植物細胞の形質転換のために 、外植体を組み合わせ、そして形質転換された癌腫菌(Agrobacteri um)とともに形質転換のために十分な時間の間インキュベートし、バクテリア を殺し、そして植物細胞を適当な選択的培地の中で培養することができる。いっ たんカルスが形成すると、苗条の形成を既知の方法に従い適当な植物ホルモンの 使用により促進し、そして苗条を植物の再生のために板形成培地に移すことがで きる。次いで、植物を種子に成長させ、そして種子を使用して反復的再生を推定 しそして植物油を単離することができる。 さらに、本発明に従い生産されたシンターゼ■またはI夏は、他の源からの植物 のシンターゼを検出するアッセイのための抗体の調製において使用することがで きる。植物のシンターゼは、また、葉緑体のリゼイトと組み合わせて使用して、 in vitroで調製される脂肪酸の生産を増強しおよび/または組成を修飾 することができる。植物のシンターゼは、また、植物およびバクテリアにおける 脂肪酸の形成のメカニズムの研究のために使用することができる。 本発明を全体的に記載したが、以下の実施例を参照することによって本発明はい っそう容易に理解されるであろう、これらの実施例は例示を目的とし、そして本 発明を限定することを意図しない。 大施± 材料 反応性グリーン19アガロース(Reactive Green−19Agar ose)、ボンセアウ(Ponceau) S、炭酸アンモニウム、ホウ水素化 ナトリウム(NaBHa) 、マロニルCoA 、遊離脂肪酸、β−メルカプト エタノール、およびプロテアーゼ阻害剤のアミノカプロン酸、ロイペプチン、ペ プスタチン、およびフッ化フェニルメチルスルホニルを包含する、商業的に入手 可能な生物学的化学物質およびクロマトグラフィーの材料はシグマ(Sigma ) (ミゾリー州セントルイス)から入手する。 CNBr活性化セファロース(Sepharose) 4 Bはファーマシア( Phar*a−cia) にュージャージイ州ピスカタウエイ)から購入する。 トリプシンおよびエンドプロテイナーゼglucを包含するタンパク質分解酵素 は、ベーリンガー・マンハイム・バイオケミカルス(BoehringerMa nnheis Biochemtcals)(インジアナ州インジアナポリス) から入手した配列決定等級の酵素である。ポリフッ化ビニリデン(FVDF)は インボピロン(Iwwobilon) −P (ミリポア(Millipore ) 、マサチェセフツ州ペンドフォード)である、 IIPLc等級のアセトニ トリルはBurdickおよびJacson (ミシガン州ムスケゴ)から入手 する。氷酢酸および母系のを包含する有機溶媒はJ、T、Bakerにュージャ ージイ州フィリプスバーグ)から入手する。テトラヒドロフラン、ジメチルフェ ニルチオ尿素(DMPTυ)、およびHPLC等級のトリフルオロ酢酸(TFA )はアプライド・バイオシステムス(Applied Biosystess) (カリフォルニア州フォスターシティ)から入手する;アプライド・バイオシス テムス(Applied Biosystes+s) 477A配列決定装置( 下を参照)は、また、アプライド・バイオシステムス(Applied Bio sys−tes+s) (ABI)から入手する@ l4C−マロニル補酵素、 (9,10(n)−3H〕オレイン酸(10mCi/■−o1) 、およびデカ ン酸は、二ニー・イングランド・ニュークリアー(New Englar+d  Nuclear)(NEN(Dupon)、マサチュセノツ州ポスト)から入手 する。〔3H〕−ヨード酢酸はアマ−ジャム(Amershas) (イリノイ 州アーリントンハイ゛ン)から人手する。 実施例1、FAS分析 この実施例において、部分的に精製されたβ−ケトアシル−ACPシンターゼお よび/またはΔ−9デサチュラーゼを細胞不含抽出物の中のFAS系に添加する 効果を記載する。 A、之l叉二叉立災駅 11スピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉のシンターゼ11の 精製 1、 1 アッセイ。シンターゼII活性を実施例2に記載されているように放 射線測定的に検出する。 1.2 °精製。β−ケトアシル−ACPのシンターゼIIを、5hiaa−k a taおよびStumpf (PNAS (1982) 79 : 5808 −5812)に従い、次の変化を加えて、スピナシア・オレラセア(S、ole racea)の葉から部分的に精製する。 セファクリル(Sephacryl) 5300フアーマシア(Phara+a cia)カラムは、2.50■X 100cmであり、そして流速は18m1/ 時である。シンターゼIおよびIlcは単一のピークにおける同時溶離物を活性 化する。 アフィ (Affi)−ゲルのブルー−アガロースカラム(パイオーラド(Bi o−Rad) 、カリフォルリニアすリッチモンド)は1.5cmX14cmで あり、そして流速は10m1/時である。シンターゼII活性は溶離のために3 00+Hのリン酸塩を必要とする。 ワットマン(Wha tman) にュージャージイ州りリフトン)pHセルロ ースリン酸塩カラム、1.50謹×14c慣、を、9ml/時で使用する。 50mMのリン酸カリウムにおけるリン酸塩として、Shimakataおよび Stumpf (前掲)が報告したように、リン酸塩の塩濃度はカラムの緩衝液 および適用した試料の両者において10mMに減少する。シンターゼI活性は1 0mMのリン酸カリウムにおいてさえ細胞に吸着せず、モして貫流の中に回収さ れる。シンターゼIT活性は100mMのリン酸塩において段階的に溶離される 。 1.3 比活性。1単位の活性は、1μMのβ−ケトアシル−ACP縮合生成物 /分の形成に要求されるタンパク質の量として定義する。 これは、アッセイ条件下に37℃においてβ−ケトアシル−ACP /分の中に 、(2−1C)−マロニル−CO^とじて供給された、1μMの〔2−IO3− マロネートの組み込みとして測定する。シンターセ■■活性の回収は30gのス ピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉から164mUであり、比 活性は31.6m1J/■gタンパク質であった。活性の回収率は35%であっ た。タンパク質はブラッドフォード(Brad−ford)法(Analyt、 Biochem、 (1976) 72 : 248 254)により測定する 。 2、基質の特異性 部分的に精製したスピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉のシン ターゼIIは、デカノイル−ACPを使用するより、バルミトイル−ACPの基 質を使用して12倍いっそう活性である。観測されたデカノイル−ACP活性の 少量がシンターゼIIがらのものであることを示すために、活性をセルレニン、 すなわち、シンターゼI活性の不可逆的阻害剤、に対する感受性について試験す る。シンターゼI活性はセルロースリン酸塩に吸着しないので、そのカラムがら の貫流中の活性をセルロースリン酸塩からのシンターゼII活性のピークと比較 する。各酵素源を5mMのセルレニンと室温において15分間インキエヘー ジ ョンシタ後、アシル−ACPの基質の各で測定する。セルレニンとのインキエベ ーシタン後、デカノイル−ACP活性はセルロースリン酸塩の貫流の分画におい て99%減少し、そしてシンターゼIIの分画において69%のみ減少する。シ ンターゼII分画におけるバルミトイル−ACP活性はセルレニンの処理により 阻害されない。 3、細胞不含抽出物の調製 ブラシカ・ナブス (Brassica napus)を温室の中で16時間の 光同期下に76°F(日中)から60°F(夜)の範囲の温度において成長させ る。莢を花成後24〜24日に集める。種子を莢から取り出し、液体窒素の中で 凍結し、そして乳鉢と乳棒で粉砕する。粉末を2体積(2++l/g新鮮な重量 )の5(1wMのリン酸カリウム、2mMのジチオスレイトール合作する緩衝液 pH7,5で粉砕する。試料を渦形成により1分間混合し、そして10,0OO X gで15分間遠心して清浄にする。可溶性タンパク質をブラッドフォード( Bradford)法(前掲)により測定する。清浄にしたホモジネートを。ス ピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉から、Shimakata およびStumpf (1982、前掲)のプロトコルに従い、10,000に おける遠心を含むによりつくる。 抽出物を、実施例2に記載するように、内因性β−ケトアシル−ACPnoシン ターゼII活性について測定する。スピナシア・オレラセア(S、olerac ea)の葉の抽出物の中のシンターゼII活性は282crU/mgタンパク質 であった。ブラシカ(Brassica)の発育する種子の抽出物の中のシンタ ーゼII活性は1200μU/mgタンパク質であった。 4、脂肪酸シンターゼ反応 FAS反応は、250μ夏の体積で、100mMのHEPES −NH,OH緩 衝液、pH8,0,2mMのジチオスレイトール、400μMの各NADHおよ びNADPHllo、4μMのACP、 12gMのアセチル補酵素A、5μM の(2−14G)マロニル補酵素A (NEN、比活性55Ci 1モル)、3 00μgのブラシカ。 ナブス(B、napus)の種子またはスピナシア・オレラセア(S、oler a〜cea)の葉の細胞不含抽出物からのタンパク質、および変化する量の部分 的に精製したシンターゼIIを含む。 スピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉からの部分的に精製した シンターゼIIをスピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉のPA S反応混合物に1.2および3倍過剰で、そしてブラシカ(Bras−sica )の種子のFAS反応混合物に0.2.0.4および2倍過剰で添加する。反応 を33℃において10分間インキュベーションし、そして1μlのヘキサン−イ ソプロパツール(3:2、V : V)および667μlの6.67%(W/V )からの硫酸ナトリウムの添加により停止させる。相を渦形成により30秒間混 合し、そして4,5OOXgで1分間遠心することによって分離する。ヘキサン −イソプロパツール層を吸引により除去し、そして試料を再抽出する。ヘキサン −イソプロパツール抽出液を一緒にし、そしてアクアゾル(Aqasol) ( NEN)中でベックマン(Beckman) (カリフォルニア州フラートン)  LS液体シンチレーションカウンターにより計数する。 5、検出 ヘキサン−イソプロパツールを抽出液から窒素ガスの流れ下に蒸発させ、そして 脂質を200μlのメタノール中で100μMの水酸化カリウムde80℃にお いて30分間鹸化する。鹸化した脂質を室温に冷却し、そしてpH8,5におい てメタノール中のIN塩酸でフェノールフタレインの終点に滴定する。メタノー ルを窒素ガスの流れ下に蒸発させる。各試料の中のフェナシルエステルを、10 0μlのp−ブロモフェナシル−8(ピアース(Pierce) 、イリノイ州 ロックフォード)および300μlのアセトニトリルと80℃において30分間 インキュベーションする。試料を室温に冷却し、40.ulのHPLC等級の水 を添加し、この溶液を4.5OOXgで5分間遠心することによって清浄にする 。上澄み液を、水中の80%のアセトニトリルの中で平衡化したウルトラスフェ ア(Ultrasphere) ODS逆相HPLCカラム(5ミクロンの粒子 サイズ、4.6anX25−曽;ベックマン(Beckaan) 、カリフオル ニア州フラートン)上に注入する。脂肪酸のフェナシルエステルを水中の80% のアセトニトリル中で1鵬l/分で10分間溶離し、次いで水中の80〜100 %のアセトニトリルの1分の勾配で溶離し、そして最後に100%のアセトニト リルで19分間溶離する。エステルの溶離を紫外線の吸収および放射能によりモ ニターする。 スピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉およびブラシカ(Bra ssiea)の発育する種子の両者において、FAS系へのシンターゼTIの添 加量を増加すると、パルミチン酸の中の放射能は減少し、対応してステアリン酸 の中で検出可能な放射能は増加する。下表において、バルミチン酸塩およびステ アリン酸塩の中の放射能を脂肪酸の中で回収された合計の放射能の百分率として 表す。 表III スピナシア・オレラセア(S、 o 1eracea)の葉およびブラシカ・ナ ブス(B、napus)の発育する種子の細胞不含抽出物中の脂肪酸の新規の合 成へのスピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉のβ−ケトアシル −ACPシンターゼの効果B、シンターゼIIおよびデサチュラーゼのl、スピ ナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉のシンターゼIIの精製 β−ケトアシル−ACPのシンターゼ[1を、前述したようにして、スピナシア ・オレラセア(S、oleracea)の葉から部分的に精製する。 セルロースリン酸塩のカラムからのシンターゼII活性をセトリプレブ(Cen triprep) 30(アミコン・コーポレイシタン(AIIicon Co rpora−tion) 、マサチュセッツ州ダンバース)の中で濃縮する。− 70℃において貯蔵の間、酵素は活性を損失する。この実験を実施したとき、t I製物は10.4μU/mgタンパク質の比活性活性を有し、そして濃度は4h U/mlであった。タンパク質をブラッドフォード(Bradford)(前掲 )のマイクロ法によりバイオラド(BioRad)のタンパク質アフセイ色素試 薬(Protein As5ay Dye Regent)を使用して測定する 。 1単位の活性は、37℃における還元された生成物の中への1MMの(2−”C )マロネートの組み込み7分と定義する。 2 、C,ttnctoriusの種子のΔ−9デサチュラーゼの精製2.1  基質。次の工程の各々において、酵素の存在は(9,10(n)−’H)ステア ロイル−ACP (これは合成された(9.10 (n)−3H〕ステアリン酸 (合成は下に記載する)からRockSGarwinおよびCronan (M ethods in Enzymology) (1981) 72: 397  403)の酵素的合成手順により調製および精製する)からのトリチウムの酵 素触媒の解放を測定することによって輻射線測定的に検出する。 (9,10(n)−”H)ステアリン酸は、[9,10(n) ’H)オレイン 酸をヒドラジン塩酸塩で、本質的にJohnsonおよびGurr(Lipds  (1971) 6 ニア8 84)により記載されているようにして還元する ことによって合成する。5.5%gの非標識オレイン酸を補充した、(9,10 (n) −3H)オレイン酸(21Ici)を、2.ffのアセトニトリル中に 溶解し、40μ!の氷酢酸で酸性にし、そして55℃に加熱する。還元を100 μmの60%(W/W)ヒドラジン塩酸塩で開始する;酵素を混合物を通して連 続的に泡立てて通人する。各時間後、アセトニトリルを添加して体積を2mlに 戻し、そして追加の100μlのヒドラジン塩酸塩を添加する。5時間の終わり に、この反応を2MのHCIの添加により停止する。反応生成物を3層3mlの アリコートの石油エーテルで抽出し、そして−緒にしたエーテルを水で洗浄し、 硫酸ナトリウムで乾燥し、そして蒸発乾固する。乾燥した反応生成物を1.0m lのアセトニトリルの中に再び溶解し、そして−20℃において貯蔵する。15 μlのアリコートの中の脂肪酸生成物の分布はフェナシルエステルの調製により 決定し、次いでこれをメタノール:水: :95: 5 (v/v)で展開する C−18逆相プレートの薄層クロマトグラフィーにより分析する0通常、(9, 10(n) −3H)ステアリン酸への還元は90%より大きく、少量の未反応 のオレイン酸が残ることがある0分析を使用してステアリン酸塩として存在する 合計の放射能の分画を確立し、これにより酵素のアッセイにおいて正確な基質の 濃度を決定する。 2.27フセイ、このアッセイは150μIの水、5+*lのジチオスレイトー ル(100mM、新しく調製した水)、lOμlのウシ血清アルブミン(水中の 10mg/sl) 、L5p 1のNADPH(25mM、0.1Mのトリジ7 −HCl 、pH8,2中で新しく調製した)、25μIのスピナシア・オレラ セア(S、oleracea)のフェレドキシン(水中の2層g/mlのシグマ (Sigma) III型)、3.crlのNADPH:フェレドキシンオキシ ドリダクターゼ(2,5車イ立/ml、シグマ(Sigma)から)、および1 μlのウシ肝臓カタラーゼ)を混合することによって実施する;室温において1 0分後、この混合物を250μlの1.4−ビペラジンジエタンスルホン酸ナト リウム(0,1M、 pH6,0)を含有する13 X 10(la+s+のね じ込みキャップの試験管に添加する。最後に、測定すべき10μlの試料を添加 し、そしてこの反応を30μlの基質、(9,10(n) −3H)ステアロイ ル−ACP (10mCi/ +u+ol、0.1Mの1.4−ピペラジンジエ タンスルホン酸ナトリウム中の10gM、 pH5,8)を添加することによっ て開始する。キャンプで密閉した後、反応を10分間23℃で震盪しながら進行 させる。反応を1.2+*lの5.8%のトリクロロ酢酸の添加により停止し、 そして生ずる沈澱したアシル−ACPを遠心により取り出しす、デサチュラーゼ の反応により水性上澄み液の中に解放されたトリチウムを液体シンチレーション スペクトル測定により測定する。1単位の活性は、1MMのステアロイル−AC Pをオレイル−ACPに転化するために、あるいは4μMの3 )(7分を解放 するために要求される酵素の量として定義する。 2.3 組織源 温室で成長した植物からの発育するカルタムス・チンクトリウ ス(Carthaa+us tinctorius)(ベニバナ)の種を、花成 後16〜18日の間に収穫し、液体窒素の中で凍結し、そして抽出するまで一7 0℃において貯蔵する。 2.4 アセトンの粉末の抽出 はぼ50gの凍結したカルタムス・チンクトリ ウス(C,tinctorius)の種子を液体窒素の中で粉砕し、そして篩が けして大きい種子被膜片を除去して微細な胚粉末する。 粉末をビューヒナ−漏斗上で、すべての黄色の色が濾液から存在しなくなるまで 、アセトンで洗浄する0次いで粉末を空気乾燥し、そして後述するようにさらに 処理するか、あるいは酵素活性を損失しないで一70℃において少なくとも1年 凍結して貯蔵することができる。乾燥したアセトンの粉末を秤量し、そしてその 重量の10倍の205Mのリン酸カリウムpn6.aで粉砕する;次いでこの混 合物を12.000×gで20分間遠心し、そして1層のミラクロス(Mira cloth) (カルパイオケム(Calbioches+) 、カリフォルニ ア州うジョラ)を通してデカンチージョンする。 2.5 イオン交換クロマトグラフィー 次いでアセトン粉末抽出物を、20− Mのリン酸カリウムpi(6,8と平衡化したDEAE−セルロースカラム(ワ ットマン(Whatman) DH−52) (1,5X12es)に適用する 。 通過する緩衝液および1力ラム体積(20ml)の緩衝液の洗浄液をプールする 。 2.6 親和クロマトグラフィー デサチュラーゼの精製のための親和性マトリ ックスを、高度に精製したE、coliのACPをCNBr活性化セファロース (Sepharose) 4 B (シグマ(Sigma)) と反応させるこ とによって調製する。ACP (120mg)を1+*Mのジチオスレイトール で氷上で30分間処理して還元し、次いで0.1Mの重炭酸ナトリウムで平衡化 したセファデックス(Sephadex) G−10(ファーマシア(Phar macia))で脱塩する0次いで、処理したACP(20ml、 6 mg/ +*l)を0.1Mの重炭酸ナトリウムpH7,0の中で膨潤した20m lの CNBr活性化セファロース(Sepharose) 4 Bと混合し、そして この混合物を4℃において1日間放置する0次いでこの混合物を遠心し、1回0 .1Mの重炭酸ナトリウムp)17.0で洗浄し、次いで40m1の0.1Mの グリシンpH8,0で4時間室温において処理して未反応の部位をブロックする 。次いでゲルを交互する50−1の体積の0.1Mの酢酸ナトリウムpH4,0 中の0.5MのNaC1、および0.1Mの重炭酸ナトリウムpH6,5中の0 .5MのNaC1で5サイクルの間洗浄して、共有結合しないリガンドを除去す る。ゲルをカラム(1,5X 11.2c+s)の中に負荷し、そして205M のリン酸カリウムpue、sの中で平衡化する。 DE −52カラムからの一緒にした分画をこのカラムに適用し、引き続いてこ れを1力ラム体積(20Il+)の平衡化緩衝液で洗浄し、次いで2.5力ラム 体積(5kl)の300Mのリン酸カリウムpH6,8で洗浄する0分画をBC Aタンパク質アッセイ試薬(Protein As5ay Reagent)( ピアース (Pierce) 、イリノイ州ロックフォード)を使用してタンパ ク質について測定し、すべての外来のタンパク質が溶離されたことを確認する。 活性Δ−9デサチュラーゼをカラムから600+*Mのリン酸カリウムp)16 .8で溶離する。活性の分画をプールし、そしてアミコン(Asicon) 8 400の攪拌した圧力セルを使用して濃縮する。 タンパク質調製物は0.131μU/s+gタンパク質の比活性を有し、そして 濃度は3.15m[I/曽lであった。デサチュラーゼの活性は極めて不安定で あり、デサチュラーゼの精製における最終の工程の直後に実験を進行することを 必要とする。 3、細胞不含抽出物の調製 細胞不含抽出物は、実施例IAに記載するように、ブラシカ・ナブス(B、na pus)の種子から調製する。可溶性タンパク質を、ブランドフォード(Bra dford) (前掲)のマイクロ法によりバイオラド(Bio−Rad)のタ ンパク質アッセイ色素試薬(Protein As5ay Dye Regen t)を使用して測定する。ブラシカ・ナプス(B、napus)の抽出物を、実 施例2に記載するように、内因性β−ケトアシル−ACPシンターゼII活性に ついて、そして前述したように、内因性ステアロイルデサチュラーゼ活性につい て測定する。ブラシカ(Brassica)の発育する種子の抽出物において、 シンターゼII活性を1280μU/Bであった;デサチュラーゼ活性は131 μU/mgタンパク質であった。 4、脂肪酸シンターゼ反応 FAS反応は、250μlの体積で、100mMのHEPES −NH1OH緩 衝液pH8,0,2mMのジチオスレイトール、400μMの各NADI(およ びNADPHllo、4μMのACP、12μMのアセチル補酵素A、5μMの (2−14C)マロニル補酵素A (NEN、比活性55Ci1モル)、150 μgの細胞不含抽出物からのブラシカ(Brassica)の発育する種子、お よびスピナシア・オレラセア(S、oleracea)の葉のシンターゼIIお よび/またはカルタムス・チンクトリウス(C,Linctorius)の種子 のデサチュラーゼを含む。 スピナシア・オレラセア(S、 o 1eracea)の葉からの部分的に精製 したβ−ケトアシル−ACPのシンターゼrrを、ブラシカ(Brassica )の種子のFAS反応混合物に2.8および12.6倍の過剰で添加する。部分 的に精製したステアロイルを2.1および9.3倍過剰で添加する。 外因性シンターゼまたはデサチュラーゼとの反応は、その代わり、等しい体積の シンターゼまたはデサチュラーゼの緩衝液を含有する。 反応を33℃において10分間インキエヘーショタン、そして1mlのヘキサン −イソプロパツール(3:2、v : v)および667μlの6.67%(W /V)からの硫酸ナトリウムの添加により停止させる。 相を渦形成により30秒間混合し、そして4500Xgで1分間遠心することに よって分離する。ヘキサン−イソプロパツール層を吸引により除去し、そして試 料を再抽出する。ヘキサン−イソプロパツール抽出液を一緒にし、そしてアクア ゾル(Aqasol) (NEN)中でベックマン(Beckman) LS7 800液体シンチレーションカウンターにより計数する。 5、検出 ヘキサン−イソプロパツールを抽出液から窒素ガスの流れ下に蒸発させ、そして 脂質を200μlのメタノール中で100μMの水酸化カリウムde80℃にお いて30分間鹸化する。鹸化した脂質を室温に冷却し、そしてpH8,5におい てメタノール中のIN塩酸でフェノールフタレインの終点に滴定する。メタノー ルを窒素ガスの流れ下に莫発させる。各試料の中のフェナシルエステルを、10 0μlのp−ブロモフェナシル−8(ピアース(Pierce) 、イリノイ州 ロックフォード)および100μlのアセトニトリルと80℃において30分間 インキユベーソッンする。試料を室温に冷却し、そしてこの溶液を4 、500 ×gで5分間遠心することによって清浄にする。上澄み液を、水中の82%のア 七ト二トリルの中で平衡化したウルトラスフェア(tlltra−sphere ) ODS逆相HPLCカラム(5ミクロンの粒子サイズ、4.611+* X  25cm) (ベックマン(Beckman) 、カリフォルニア州フラート ン)上に注入する。脂肪酸のフェナシルエステルを水中の82%のアセトニトリ ル中で2ml/分で100分間溶離し、次いで100%のア七ト二トリルで25 分間溶離する。エステルの溶離を紫外線の吸収および放射能によりモニターする 。 下表に示すように、ブラシカ(Brasstca) FAS系に添加するスピナ シア・オレラセア(S、 o 1eracea)の葉のシンターゼIIの物質を 増加すると、バルミチン酸の中の放射能の量は減少し、ステアリン酸の中の放射 能は対応して増加する。カルタムス・チンクトリウス(C。 tinctorius)の種子のデサチュラーゼの量が増加すると、放射能の量 は測定した飽和脂肪酸(パルミチン酸およびステアリン酸)において減少し、オ レイン酸の中に組み込まれた放射能の量は対応して増加する。最大の体積のデサ チュラーゼをブラシカ(Brassica)のFASに添加するとき、脂肪酸の 中への14C−マロニル補酵素Aの組み込みは減少する。この効果は、多分、i n vitroのFAS系を妨害し、したがって添加することができる外因性デ サチュラーゼの量を制限する、デサチュラーゼ緩衝液の成分のためである。 表IV ブラシカ・ナブス(B、napus)の発育する種子の細胞不含抽出物により脂 質中への目Cマロニル補酵素Aの組み込みへのスピナシア・オレラセア(S、o leracea)の葉のβ−ケトアシル−ACPシンターゼHおよびカルタムス ・チンクトリウス(C。 tinctorius)の種子のステアロイルデサチェラーゼの効果0 0 2 0.726 0 2、1 20.971 0 9.3 10,253 2.8 0 20,787 2.8 2.1 21,329 2.8 9.3 9,629 12.6 0 19,650 12.6 2.1 19.409 12.6 9.3 10,736 下表において、個々の脂肪酸の中の放射能は脂肪酸の中に回収された合計の放射 能の百分率として表されている。値は1つの実験内の二重反復試験のシンターゼ の平均である。複製はこの表に列挙する最後の2つの実験条件について有効では ない。 表■ ブラシカ・ナブス(B、napus)の発育する種子の細胞不合抽出物中の新規 に合成された脂肪酸の分布へのスピナシア・オレラセア(S、oleracea )の葉のβ−ケトアシル−^CPシンターゼIIおよびカルタムス・チンクトリ ウス(C,tinctorius) (7)Δ−9デサチュラーゼの効果 0 0 12.2±0.4 47.3±1.2 36.0±0.80 2.1  11.2±0.6 40.3±1.0 45.4±0.40 9.3 17.4 ±1.3 25.6±3.5 55.6±3.62.8 0 6.4±0.3  65.6±2.0 18.7±1.32.8 2.1 5.9±0.1 64. 7±0.1 24.8±0.32.8 9.3 11.5±0.3 50.2± 1.1 30.7±2.012.6 0 7.1±0.2 75.7±0.1  6.6±0.712.6 2.1 6.2 77.5 10.912.6 9. 3 9.6 64.8 12.4実施例2 シンターゼ活性のアッセイ この実施例において、シンターゼ活性の検出に使用したアッセイを記載する。シ ンターゼ活性の存在を、Garwinら(J、Biol、Chem。 (1980) 255: 11949−11956)の方法の変法により、(2 −14C)マロニル−ACPのシンターゼ触媒縮合をデカノイル−八CP (C 10−ACP)またはヘキサデカノイル−ACP(C12−八CP)またはβ− ケトオクタデカノイル−ACP (C18−ACP)で測定することによって、 放射能的に検出する。生成物を抽出のためにそれらの1,3−ジオールの形態に 還元した後、シンチレーションカウンティングにより組み込みを決定する。 シンターゼのアッセイは、0.2Mのリン酸カリウム(pH6,8) 、1.。 5mMのEDTA、3.1wMのβ−メルカプトエタノール、lOμ単位のマロ ニル−CoA−八CP )ランスアシラーゼ(MTA) (下に記載するE、c oliから精製)、50AIMのACP (下に記載するE、coliから精製 )、100/JMの(2−14C)マロニル−CoA (20Ci 1モル)  、60mMのC16−ACPまたはCl0−ACP 、 5%のグリセロールお よび酵素を20μ!の合計の反応体積で含有する。 最大の活性のために、IITAおよびACPを、酵素のアッセイの前に、0.4 μlの50+wMのEDTA、0.6μlの20μlのβ−メルカプトエタノー ル、2μlのIMのリン酸カリウム、および1.12μmのH,Oの中で1μl の1−門のACPおよび0.08μlのMTA (129μU/曽l)を37℃ において15分間インキエベーショタンることによって還元する0次いでこの溶 液を2μlのIMのリン酸カリウム、1.3μlの1−門のマロニル−CoAお よび4μlの〔2−IC〕マロニル−CoA(47,8C41モル)を含有する 7、3μlの溶液に添加し、そして混合した溶液を室温において2〜5分間イン キエベーシッンしてMTAを平衡に到達させる。 C16−ACPまたはC10 −ACPのアシル−ACPを2.5μmの合計の体積で上の溶液に添加し、そし て試料を37℃で配置する。 反応をリン酸カリウム緩衝液(pH7,5) 、20%のグリセロール(V/V )、1mMのEDTAおよび10−Mのβ−メルカプトエタノールの中の5μM の酵素の添加により開始する。 反応を15分後日、1Mのリン酸カリウム、0.4Mの塩化カリウム、30%の テトラヒドロフランおよび5−g/霞IのNaBHaを含有する400μlの還 元剤の添加により停止させ、ここでNaBHaは使用直前に添加する。管を渦形 成して還元剤の添加後よく混合し、次いで37℃において少なくとも30分間( そして3時間まで)インキュベーションする* 0.4mlのトルエンを添加し 、そして試料を再び渦形成して混合する。試料を10秒間マイクロ遠心機で遠心 して相を分離する。300plのトルエン層(上の相)を5mlのアクアゾル( Aquazol) (NENリサーチ・プロダクツ(Research Pro ducts)(Dupon) 、マサチヱセノツ州ボストン)に添加し、そして (2−”C)マロニル−CoAの組み込みをシンチレーションカウンティングに より決定する。 B、二二土工虞分互皿製 l 、 E、coliからのアシル担体タンパク質の精製1.1ACPについて のアッセイ 八CPのアッセイは、40μlの体積で、100dのトリス−HC l 、pus、o、1%のトリトンX−100((W/V)(ベーリンガー・マ ンハイム・バイオケミカルス(Boehri−nger Mannheis+  Biochemicals) 、インジアナ州インジアナポリス)、2鵬阿のジ チオスレイトール、5mMのアデノシン三リン酸、20mMのMgC1!、30 0mMのLiC1,33,5μMの(1−”C)パルミチン酸(NENリチーチ ・プロダクツ(Research Products)(Dupon) 、マサ チュセフツ州ボストン、比活性56Ci1モル) 、32mυのアシル−ACP シンターゼ(下に記載するように精製した)、および5μlの測定すべきACP 源を含む。各アッセイ管を遠心してすべての液体を管の底に集め、次いで37℃ において3時間遠心する。各アッセイ管から、40μmの体積のうちの30μl を1−の濾紙片上に滴下し、鉛筆で番号を付し、そして真直ぐのピンで懸垂する 。フィルターを少なくとも45分間空気乾燥し、次いでクロロホルム:メタノー ル:酢酸(3:6:1、v : v : v)の中で15m1/フイルターの比 でビーカー内で攪拌しながら2回洗浄する。フィルターをシンチレーションバイ アルの中に入れ、そしてベックマン(Beckman) LS3801液体シン チレーシッンカウンター(Back■ansカリフォルニア州フラートン)の中 の5mlのアクアゾル(Aquazol)中で計数する。 1対1の化学量論的量をACPと1 1−Cパルミチン酸塩の間で仮定し、生成 物のIC−バルミトイル−ACPはフィルターに結合し、そして遊離脂肪酸を有 機溶媒の中に洗浄して入れる。 1.24CPの抽出および精製 アシル担体タンパク質(ACP)をE、col i菌株に−12からRockおよびCronan、 Methods in E nzys+ol。 (1981)71: 341−351)の方法の変法により精製する。E、co liはグレイン・プロセシング・コーポレーション(Grain Proces sing Corpo−ration)(アイオア州ムカチン)から凍結した後 期の対数期の細胞として入手することができる。1kgの[!、coli K  −12の包装された凍結細胞を4℃において一夜融解する。室温においてcKゐ 1リツトルの脱イオン水、500■gのリゾチームにワトリの卵白から、シグマ (Sigma))、およびIMのトリス−HClを含有する200m1の溶菌緩 衝液、IMのグリシン、250−MのナトリウムE[lTA、pH8,0と一緒 にする。これを室温においてウニトン(Wheaton)オーバーヘッド型撹拌 機により攪拌する。2時間後、5gのトリトンX−100を添加し、そして攪拌 をさらに1時間続ける。懸濁液をさらに6リツトルのワーリング(Waring ) CO6型商用ブレンダーの中でブレンドすることによって均質にする。ホモ ジネートの攪拌を再開し、そして2リツトルのイソプロパツールを分液漏斗から 細い流れで20分かけて添加して、直ちの混合を保証する。 イソプロパツールの添加直後に、ホモジネートを10,0OOX gで室温にお いて30分間遠心することによって清浄にする。上澄み液のpHを氷酢酸で6. 5にし、そしてこれを10μmMのビス〔2−ヒドロキシエチルコイミノトリス 〔ヒドロキシメチルコメタン塩酸塩(ビス−トリス−HCI) (シグマ(Si gma)、ミゾリー州セントルイス)p)16.5中のワットマン(1jhat a+an) DE52(llhatman、ニュージャーシイ州りリフトン)の 44抛lの50%のスラリーと一緒にする。沈澱物を沈降させ、そして上澄み液 をDE52とできるだけ急速に一緒にして、引き続く工程におけるフィルターお よびカラムのの詰まりを防止することが重要である。 DE52のスラリーを一 夜または少な(とも1時間室温において攪拌し、そして焼結ガラスのフィルター で濾過する。フィルターの漏斗の中のDE52を200m1の10a+Hのビス −トリス−HCl 、2s+MのDTT、0.1%(W/V)のトリトンX−1 00で5回洗浄し、そして200m1の10mMのビス−トリス−HCl 、2 mMのDTT、250mMのLiC1で4回洗浄する。それを200m1の最後 の洗浄緩衝液の中に再懸濁させ、そして4.8csX40cmOカラムの中に注 ぐ。貫流を大量に集める。 ACPを2−1i分で10mMのビス−トリス−H Cl 、2■門のDTT、600mMのLiC1で溶離する;6−1の分画を集 める。 放射線測定のアッセイにより、八CPの分画が、また、黄色の汚染物質を含有す ることが決定された後、ACP分画をプールのためにそれらの黄色により選抜す る0分画を遠心びんの中にプールし、そして氷上で攪拌しながら、八〇Pを50 %の水冷したトリクロロ酢酸(TCA)を最終濃度の5%のTCAに清々添加す ることによって沈澱させる。 タンパク質を10,000x gで4℃において30分間遠心することによって 急速に沈降させる。 沈澱物を10醜lの脱イオン水の中に懸濁させ、そして500μlのアリコート のIMのトリス塩基の添加により、各添加後、手で保持する粉砕ガラスホモジナ イザーの中でホモジナイゼイシッンして可溶化する。 pH1,0において、溶 液は透明となる0体積を脱イオン水で50+slにし、そして汚染するタンパク 質を26.15g (80%の飽和)の固体の硫酸アンモニアを氷上で45分か けて攪拌しながら添加することによって沈澱させる。攪拌を氷上で1時間の間続 け、そしてタンパク質を23,7OOXgで45分間遠心することによって沈降 させる。前述したように、ACPをトランスアシラーゼで沈澱させて1llil Lそして最終の体積を5m1以下に保持しながら、トリス塩基で再可溶化する。 この溶液を20,000xgで4℃において20分間遠心することによって清浄 にする。ACPの典型的な収量はE、coli K 12の1kgの包装した細 胞から80〜100s+gである。 2、E、coliカラのマロニル補酵素Aニアシル担体タンパク質ノドランスア シラーゼ(門TA)の精製 2.1?lTAのアッセイ MTA活性を、室温においてAlbertsら(M ethods in Enzymol、 (1969) 14 : 53 56 )のアッセイの変法により測定する。100μlの反応混合物は、100−門の リン酸カリウム緩衝液pH6,5,100μMのACP、100μMのマロニル 補酵素A(シグマ(Sigma))、10nC4の(2−14C)マロニル補酵 素A(比活性43.IC11モル、NEN)、2n+Mのβ−メルカプトエタノ ールおよび酵素を10μmの中に含む、ACPを等しい体積の20−Mのβ−メ ルカプトエタノールと15分間インキュベーションした後、酵素を排除した反応 混合物の残部に添加する。反応を酵素の添加により開始し、23℃において4分 間インキュベーションし、そして400μlの水冷5%の過塩素(V/V)酸の 添加により停止させる。反応を少なくとも20分間氷上に保持する。沈澱物をミ リボア(Millipore) HA、ミリボア(Millipore) am マニホールド上の0.45ミクロンのフィルター(M i I l 1pore 、マサチュセフツ州ベフドフォード)上に集める。各アッセイ管からの沈澱物を フィルター上で3回5+++1の水冷5%(V/V)の過塩素酸で洗浄する。フ ィルターを5mlの中和または乾燥しないアクアゾル(Aquazol) (N EN)上に落下させ、そしてベックマン(Beckman) LS3801液体 シンチレーションカウンター(Becksan、カリフォルニア州フラートン) で計数する。1単位のMTA活性は、1μMの酸可溶性マネロートの酸沈澱可能 なマロネートへの転化7分と定義する。タンパク質の決定は、ブラッドフォード (Bradford)のマイクロ法(Analyt、 Bioches、 (1 976) 72 : 248 254)により、ノイイオーラド(Bio−Ra d)のタンパク質アッセイ色素試薬(ProteinAssay Dye Re gent) (Bio−Rad、カリフォルニア州すッチモンド)を使用して実 施する。 2.2?ITAの抽出および精製 MT^は、1lbertsら(Method sin Enzymol、(1969) 14 : 53 56)の方法の変法 により、E、C01iから精製する。すべての工程は4℃において実施する。分 画をプロトコルの工程の間に4℃において一夜日常的に貯蔵する。グレイン・プ ロセシング・コーポレーション(Grain Processing Corp oration)(アイオア州ムカチン)から利用可能なE、coli K − 12の包装された凍結細胞(20g )を−夜融解し、次いで1抛Hのトリス− HCl 、 11のナトリウムHDTAおよび10mMのβ−メルカプトエタノ ールpH7,5を含有する20m1の緩衝液Aの中に懸濁させる。細胞をフレン チ・プレフシュアー・セル(French Pressure Ce1l)(ア メリカ・インスツルメント・カンパニー(AIlerican Instrum ent Ca5pany) 、マリイランド州シルバースプリング)に16.0 OOpsiにおいて2回通過させることによって崩壊させる。破壊した細胞を4 0m1の緩衝液Aで希釈し、そして粒子を16,0OOX gで30分間遠心す ることによって沈降させる。 上澄み液を緩衝液A中の20%の溶液(W/v)からのストレプトマイシン硫酸 (シグマ(Sigma))と60mgのストレプトマイシン硫酸/s+1の最終 濃度について一緒にする。沈澱物を直ちに17.500x gで15分間遠心す ることによって沈降させる。上澄み液を3体積の緩衝液B(これは10mMのリ ン酸カリウム、1mMのナトリウム[!DTAおよび101のβ−メルカプトエ タノールを含有する、pH7,0)で希釈し、そして緩衝液Bの中で平衡化した DEAEファースト−フロー(Fast−Flow)(ファーマシア(Phar macia) 、ニュージャーシイ州ピスカタウエイ)の4.8cmX11cm のカラムに360m1/時で適用する。このカラムを2ベッド体積の75gMの LiC1を含有する緩衝液Bで洗浄する。 ?lTA活性をlベッド体積の勾配 の75〜250+sMのLiC1を含有する緩衝液Bで溶離する。約240s+ IのLiC1において、ピークのMTA活性を含有する分画をプールし、そして ?ITAを含有しないタンパク質を固体の硫酸アンモニウムの添加(29,5g  / 100■1)により沈澱させる。この懸濁液を20分間撹拌し、次いで1 6,0OOX gで30分間遠心することによって清浄にする。 ?lTA活性 を上澄み液への固体の硫酸アンモニウムの添加(19,7g / 100m1) により沈澱させ、これを上のようにして攪拌しそして遠心により沈降させる。沈 澱物を、20mMのリン酸カリウム、1mMのナトリウムEDTAおよびlO* Mのβ−メルカプトエタノールを含有する10−■の緩衝液C(pH7,0)で 懸濁させ、そしてセファデックス(Saphadsx) G −100(ファー マシア・インコーホレーテッド(Pharma−cia Inc、) 、ニュー ジャーシイ州ビス力タウェイ)の2.5cmx40cmのカラムに適用する。タ ンパク質を60m1/時で溶離する。ピークのMTA活性を含有する分画をプー ルし、そして緩衝液D(これは15〇−1のLiC1を含有する緩衝液Cである )中のDEAEファースト−フロー(Fast−Flow)の2.5cmX4. 7csOカラムに60m1/時で適用する。このカラムを3ベッド体積の緩衝液 りで洗浄し、次いで4ベッド体積の150〜300mMのLiC1を含有する緩 衝液Cを適用する。 MTA活性は、Albertsら(前掲)が記載したよう に、LiC1中よりむしろ150+gMのLiC1の洗浄液の中に溶離する。ピ ークのMTA活性を含有する分画をプールし、そしてタンパク質を硫酸アンモニ ウムの添加(61,1g/100+sm)により沈澱させる。この懸濁液を1時 間攪拌し、そして沈澱したMTA活性を16,0OOX gで1時間遠心するこ とによって集める。 沈澱物を0.5mlの緩衝液C中に溶解し、そして1リツトルの緩衝液Cに対し て一夜透析する。透析物をポリプロピレン管の中に一70℃でアリコートとして 貯蔵する。 約3.7単位のMTA活性がこの方法により20gの包装された細胞から生成さ れる。2.5U/■lの濃縮物として一70℃において貯蔵するとき、MTAは その活性の100%を少なくとも18力月間保持する。β−ケトアシル−^CP シンターゼのアッセイのために、それを10+wMのβ−メルカプトエタノール を含有する」20緩衝液」 (実施例3において下に記載する)の中に希釈する 。 3、アシル−アシル担体タンパク質のシンターゼの精製アシル−ACP シンタ ーゼは、RockおよびCronan、 1979、J、Biol。 Chew、 Vol、254、No、 15 : 7116−7122の方法に 従い、次の変化を加えて、精製する。熱処理を排除する。ブルー−セファロース (Blue−3epharose)のカラムからの分画を、5mMのトリス−H Cl 、pH8,0および2%(W/V)のトリトンX−100の中で平衡化し たバイオゲル(BioGel) P −60G (Bio−Rad、カリフォル ニア州すッチモンド)の2.4cmx40cmOカラムに240+sl/時で適 用する。精製を通じて、タンパク質のレベルをピアース(Pierce) (イ リノイ州ロフクフォード)からのマイクロBCAタンパク質試薬(Micro  BCA Protein Rea−gen t)で決定する。 非常に変動性であるが、アシル−ACPシンターゼの収量は125gのE、co li K−12の包装された細胞から約55単位である。1単位の活性は、パル ミチン酸塩およびACPから1ナノモルのC16: O−ACP/分を生成する ために要求されるタンパク質の量と定義する。4℃において貯蔵する間、沈澱物 が形成し、これは使用前に懸濁させなくてはならない。 4、アシル−アシル担体タンパク質の合成および精製CIO: 0−ACPおよ びC16:0−^cpを酵素的に合成し、そしてRockら(Methods  in Enzymol、(1981) 72: 397 403)の手順により 精製する。β−ケトアシルシンターゼ■およびUのアッセイのためのアシル−A CP基賞基質射線標識を必要としないが、十分な14cまたは3Hを含めて酵素 の合成後の精製をモニターすることができる。 アシル−ACPの収量をまたRockら(前掲)に記載されているフィルターの アッセイによりモニターする。合成反応は、lomlの体積で、4.8mMのバ ルミチン酸およびデカン酸の遊離脂肪酸、800. OOOcpmの(9,10 −’H)パルミチン酸(NENリサーチ・プロダクツ(ResearchPro ducts) (Dupon)、マサチュセツツ州ボストン、比活性28.5C i / mM)またはct−”C)デカン酸(ICNバイオメディカルス・イン コーホレーテッド(Biomedicals、 Inc、)、カリフォルニア州 コスタメサ、比活性3.6Ci1モル)、100mMのトリス−1(CI 、、 pH8,0,5mMのアデノシン5°−三リン酸、2mMのジチオスレイトール 、2%のトリトンX−100(ベーリンガー・マンハイム・バイオケミカルス( Boeh−ringer Manr+heis+ Biochemieals)  、インジアナ州インジアナポリス)、400mMのLiC1,10mMの−g c1g、 155Mの^cpおよび3単位のアシル−ACPシンターゼを含む、 この混合物を37℃において3時間インキエベーシッンし、そして室温において 約15時間または一20℃において精製するまで貯蔵することができる。 合成混合物からのアシル−ACPの精製は、Rockら(前掲)の手順に従い次 の変化を加えて実施する。遊離脂肪酸はOH−52のカラムに結合しないことが 発見されたので、2−プロパツールを使用する洗浄は省略する。しかしながら、 平衡化緩衝液によりDB −52を洗浄する体積を増加して、トリトンX−10 0の除去を保証する。オクチル−セファロース(Ssρharose) (ファ ーマシア・インコーホレーテッド(Pharmacia Inc、) 、ニュー ジャーシイ州ビスカタウェイ)のいくつかのロフトはアシル−八〇Pの吸着を可 能としない、したがって、試験のカラムは各折しいロフトの樹脂を使用して展開 する。はとんどの場合において、50%の2−プロパツールがアシル−ACPの 完全な回収に要求される。第2 DB −52カラムを省略する;その代わり、 50%の2−プロパツール中のアシル−ACPを凍結乾燥によるか、あるいはス ピードバク−コンセントレータ−(SpeedVac Concentrato r)(サバント・インスツルメンツ・インコーボレーテ・ノド(SavantI nstruments Inc、) 、ニューヨーク州ヒツクスビレ)の中で乾 固し、そして脱イオン水で再構成する。基質を一70℃において貯蔵する。 典型的な収量は1.7μMのバルミトイル−ACPまたは0.5μMのデカノイ ル−ACPである。 実施例3 シンターゼタンパク質の精製この実施例において、トウゴマ(Ric inus comsunis)の発育する種子からのβ−ケトアシル−ACPシ ンターゼの精製を記載する。タンパク質の精製のすべての工程は4℃においてま たは氷上で実施する。リシン、すなわち、属性の種子のタンパク質が除去されて しまうまで、すべての工程はプローブボックスの中で、あるいは適当な予防手段 を使用して毒素への暴露を防止する。 A、皿■ 1、組織源 トウゴマ(Ricinus communis)を温室の中で次の条件下に成長 させる。 :温度範囲は22〜32℃である。 :照明は16時間の日中の長さに設定する(補助の照明は高圧ナトリウムランプ である) :肥料は散水により毎日60pp園の窒素である発育する種子は開花後21〜2 8日に収穫する。胚乳を取り出し、そして液体窒素の中で凍結し、そしてシンタ ーゼ活性の精製のために使用するまで、−70℃において18力月まで貯蔵する 。 2、精製緩衝液 β−ケトアシル−ACPシンターゼの精製において使用した緩衝液は、pH7, 5であり、そして20%(V/V)のグリセロール、1mMのナトリウムEDT ^、losMのβ−メルカプトエタノール、および緩衝液の名称に表示されてい るミリモル濃度のリン酸カリウムである。例えば、rzom衝液」は20+*M のリン酸カリウムを含有する。例外は「ゼロ緩衝液」であり、これはリン酸カリ ウムのみを欠如し、そしてほぼ5のpHを有する。 3.200gのバッチの凍結組織をオステライザー(Osterizer)ブレ ングーで15秒間トップスピードで400m lの40緩衝液の中でホモジナイ ゼイシッンし、この40Il衝液は、また、次のプロテアーゼ阻害剤を含有する :1−のアミノカプロン酸、1μMのロイペプチン、1μMのペプスタチンおよ び100μMのフン化フェニルメチルスルホニル、ブレンディングを15秒に限 定して多すぎる種子の脂質の解放を防止し、これは存在する場合引き続く硫酸ア ンモニウムの分別を妨害する。粗製のホモジネートを16.000X gで1時 間遠心することによって洗浄する。上澄み液、分画A、は、可溶化されたβ−ケ トアシル−ACPのシンターゼ活性を含有する。 B−P アンモニウムの 1 分画Aをチーズクロスおよびミラクロス(Miracloth) (カルバイオ ケム(CalBioches) 、カリフォルニア州うジッラ)を通してデカン テーションし、そして硫酸アンモニウム(40,4g / 100IIりととも に1時間攪拌する。沈澱したタンパク質を16,0OOx gで1時間遠心する ことによって沈降させる。β−ケトアシル−ACPのシンターゼ活性を含有する 上澄み液、分画B、を、硫酸アンモニウム(13,4g /100m1)ととも に1時間撹拌し、そしてタンパク質を16,000x gで1時間遠心すること によって沈降させる。この硫酸アンモニウムの沈澱物、分画D、を、最小体積の r2011衝液」の中に懸濁させ、そして−70℃において貯蔵する。 分ilDを「20緩衝液」で1650m1の最終体積に希釈する。次いで、分画 りをr20!l衝液」の中で前以て平衡化した200m1(包装されたベッド体 積)の反応性グリーン19アガロース(Reactive Green−19A garose) (シグマ(Sigma) ミゾリー州セントルイス)と−緒に する。 グリーン19アガロースを焼結ガラスのフィルターで濾過し、そして200m1 の「50緩衝液」で洗浄する。洗浄したグリーン19アガロースを追加の175 ■1のrsom衝液」の中に懸濁させ、そして4.8c+mX30cmのカラム の中に注ぐ、最後の「50緩衝液」がグリーン19アガロースのベッドの上部に 到達するまで、アガロースを200m1/時で詰める0次いでシンターゼ活性を r 25011衝液」で溶離する。シンターゼ活性は最初の100■lのr 2 5011衝液」の中に溶離する9分画を一20℃において精製の次の工程まで貯 蔵する。 Dl ^cp−クロマトグーフィー 高度に精製されたE、coliのACPをCNBr活性化セファロース(Sep ha−rose) 4 Bと、McKeonおよび5tus+p(J、Biol 、Chsm、 257: 12141−12147)の手順の変更により後述す るように反応させることによって、シンターゼ活性の精製のためのマトリックス を調製する。 1、マトリックスの調製 141s+gのE、coliのACPを40−■の体積で3体積の1リツトルの 10〇−阿のNaHCO,、GIH6,Olに対してスペクトレイバー(Pec trapor) # 7の透析管(分子量のカットオフ−2000)内で24時 間の間透析する。 1ミリモルのジチオスレイトールを第2緩衝液の供給の中にのみ、合計3時間の 間、含める。100諺lの1mMのIIcIを、250m1の0ポリプロピレン の遠心びんの中の6.0gのCNBr活性化セファロース(Sepharose )に添加する。これを高速で15分間室温において、「ブラッド・ロティター( Rugged Rotator) J (クラフト・アパラタス・インコーレー テッド(Kraft Apparatus、 Inc、)、−3−−ヨーク州ミ ネオラ)フェリスーホイール型ミキサーで混合する。生ずるスラリーをコンテス  (Kontes) にュージャージイ州バインランド)2.5cmx20cm Oカラムの中に注ぎ、そして1.1リツトルの1wMのHCIで250m1/時 で室温において最初の2時間洗浄し、次いで4℃において乾燥する。次いで、C NBr活性化セファロース(Sepharose)を60輪1の焼結ガラスのフ ィルターの中で5回20m lの100mMのNaHCOs、pH6,0、で洗 浄し、次いで5回20a+ 1の100mMのNaHCol、pH7,0、で洗 浄する。 次いで、CNBr活性化セファロース(Sepharose)を40+wlの1 00+wMのNaHCOs、pH7,0、の中に再懸濁させ、そしてきれいな2 50m1のポリプロピレンの遠心びんに移す、透析したACPをCNBr活性化 セファロース(Sepharose)のスラリーに添加し、そしてこの懸濁液を 「ブラッド・ロティター(Iiugged Rotator) Jミキサーで4 ℃において24時間混合して、ACPをCNBr活性化セファロース(Seph arose)にカンブリングさせる。ACP−セファロース(Sepharos e)を4℃において1100Xで6分間遠心(ベックマン(BeckmanGP テーブルトップの揺動バケツの遠心機内で80Orpm)することによって沈降 させる。上澄み液を取り出し、そしてアッセイのために取って置< 、 50+ wlのIMのエタノールアミンpH8,0をACP−セファロース(Sepha rose)に添加し、そして4℃において「ブラッド・ロティター(Rugge d Rota−tor) J上で16時間混合して、未使用の結合部位をブロッ クする。 2、カラムの充填 ACP−セファロース(Sepharose)ゲルを2.5cm X 20cm のカラムの中に注ぎ、そして100m1の500a+MのNaClを含有する1 00mMのNaHCO:+、pH7,0、で洗浄し、次いでさらに100m1の 5005MのNaClを含有する100mMの酢酸ナトリウム、pH4,0、で 洗浄する。交互する結合を使用するこの洗浄を3回反復する。次いでゲルを20 01の重炭酸ナトリウムで洗浄し、そして最後に200m1の「20緩衝液J  +0.02%のアジ化ナトリウムで洗浄する。このゲルをこの緩衝液の中にさら に使用するまで放置する。結合しない分画をタンパク質についてブラッドフォー ド(Bradford) (Analyt、 Biochea+、(1976)  72: 248 254)の方法により測定し、そしてACPの134mgが 25m1の(:NBr活性化セファロース(Sepharose)に結合したこ とが計算された。タンパク質の試料の適用前に、ACP−セファロース(Sep harose)を2.5c+w x lQcmのカラムの中に詰め、そして25 0■Hの「20緩衝液」で洗浄する。詰めたベッドの最終体積は25−■である 。 3、試料の調製 グリーン19アガロースのクロマトグラフィーからのシンターゼ活性をもつ分画 を、PH10膜をもつアミコン(Amicon) 8400の攪拌した圧力セル 装置(Amicon、マサチェセフッ州ダンバース)の中で一緒にする。空にし た分画管を等しい体積の「ゼロ緩衝液」ですすぎ、そしてすすぎ液をプールした 分画に添加する。濃縮物の体積がもとの溶液の体積の10%になるまで、窒素ガ スで圧力を加える0次いで圧力を解放し、そして攪拌を追加の5分間続ける。ベ ックマン(Becks+an)の導電度メーターで測定して、導電度がr 10 11衝液」のそれに到達するまで、濃縮物を「ゼロ緩衝液」で希釈する。 4、グリーン19アガロースからの分画のクロマトグラフィーシンターゼ活性を 含有する希釈した試料をACP−セファロースのカラム上に100sl 7時の 流速で負荷し、そしてこのカラムを1ベッド体積のr201を衝液」で洗浄する 。貫流およびr2011衝液」の洗浄液を大量に集め、そして6+Iの分画を溶 離の間に集める。タンパク質を25m1/’時で5ベッド体積のr ioom衝 液」で溶離し、次いでIO・\ノド体積の勾配の「250緩衝液」で溶離する。 勾配後、合計72の分画が集められるまで、カラムを追加のr 5oon衝液」 でで洗浄する。このカラムを10ベッド体積のr 500!1衝液」で洗浄し、 次いで10ベンド体積の「20緩衝液」で洗浄することによって再生する。使用 していないとき、カラムを保存剤として0.02%のアジ化ナトリウムを含有す る「20緩衝液」の中に貯蔵する。 51、シンターゼ活性についての分画のアッセイ分画をC16−ACPおよびC 10−ACPの縮合活性について測定した。 C16−ACPの縮合活性の主要なピークは分画32〜44において溶離した。  C1O−ACPの活性の一部分はC16−ACPの縮合活性とともに溶離する が、C10−ACPの大部分はC16−ACPのピーク後に溶離し、時には初期 のピークに対する広い肩として溶離した。 E、5O5−PAGE およびペプチドの 層ACPCモーァロースのカラムの 分画を、ドデシル硫酸ナトリウム中のポリアクリルアミドゲルの電気泳動(SD S −PAGE)によりLae+++*I 1(Nature (1970)  227 : 680−685)の方法の変法に従い分析する0分割ゲルは、標準 の0.267%の代わりにわずかに0.2%のビス−アクリルアミドを含有する 。パイオーラド(Bio−Rad) (カリフォルニア州すッチモンド)のプロ ティーン(Protean) IIミニ−ゲルのユニットを200 Vで使用す る。トラッキングの色素がゲルの端に到達するまで電流を流し、次いでさらに1 0分間流す、これは2つの主要なペプチドのバンドの分離をよりよくする。シン ターゼ活性の第1ピークの分画は、C16−ACPの縮合活性の大部分を含有し 、はぼ等しい銀染色強度をもつ46kDおよび50kDの両者のバンドを含有す る。Cl0−ACPの縮合活性のほとんどは、C16−^cpの縮合活性後に溶 離し、いっそうかすかに染色する50kDのバンドに関連する。記載したように 、シンターゼの分画を集め、濃縮および脱塩し、そしてタンパク質をSO5−P AGE電気泳動により大量に分離する。200gの新鮮な重量の胚の種子組織か ら、はぼ50μgの各46kDおよび50kDのタンパク質が回収される。 F、簾1孟二ヱ沙 精製の各工程におけるタンパク質の回収およびシンターゼ活性をF表に表す。 却l R9ωmaw i sのβ−ケトアシル−虹シンターゼIの精製1LMMIAl iの5OS−PAGEゲルからの大まかな推定表Vl! R9ω−unisのβ−ケトアシル−虹シンターゼIIの[ロース 1、ゲル電気泳動 ACP−セファロースのカラムからの物質を、実施例3Eに前述したように調製 した、1.5mmの厚さのSDS還元した架橋体のミニ−ポリアクリルアミドゲ ルに適用する。ゲルを展開する一夜前に、分割ゲルを注ぐ;スタフキングゲルを 同じ日に注ぐ、各^CPCモーァロースのカラムのプールは、40〜60μgの タンパク質を含有する。タンパク質を各10であろう、の2つのゲルの間で分割 し、各レーンは2〜3μgのタンパク質を含有する。ゲルを実施例3Eに前述し たように展開する。電気泳動後、ゲルをバイオ−ラド(Bio−Rad)のミニ ・トランス−プロット(Mint Trans−Blot)モジュール(Bio −Rad。 カリフォルニア州すッチモンド)の中にアセンブリングし、そしてタンパク質を ニトロセルロースまたはポリフッ化ビニリデン(PVDF)の膜にエレクトロブ ロッティングする。 2、ニトロセルロースへのエレクトロブロッティングタンパク質をニトロセルロ ースへエレクトロプロフチインクスルとき、ブロッティング時間は1時間であり 、そして使用する緩衝液は20%のメタノール中の25dのトリス、1921の グリシンである。 ニトロセルロースへのエレクトロブロッティング後、膜を1%(V/V)酢酸中 の0.1%(W/V)ボンセラ(Ponceau) Sの中で2分間染色し、そ して各交換について2分で、0.1%(V/V)酢酸の2〜3回の交換で脱染色 する0次いで、ニトロセルロースの膜を一20℃においてヒートシールいたプラ スチックのバッグの中に湿潤貯蔵する。本来、ニトロセルロースの膜を1%の酢 酸の中で脱染色し、次いで貯蔵前にHPLC等級の水ですすぐ。しかしながら、 染色されたバンドは中性のptlにおいて急速に色あせるので、脱染色溶液を0 .1%の酢酸に変え、そして膜をまたこの溶液の中に湿潤貯蔵する。 時間が許す場合、プロットを凍結しないで、消化のために直ちに使用して、後述 するようにアミノ酸配列の検出のために使用する。 3、PVDFへのプロッティング タンパク質をPVDFにエレクトロブロッティングするとき、プロッティング時 間は30分であり、そして使用する緩衝液は10%(V/V)のメタノール中の 125■iのトリス150mMのグリシンである。 PVDPへのエレクトロブ ロッティング後、膜を50%(V/V)のメタノール/10%(V/V)の酢酸 中の0.1%(V/V)のクーマフシープルー(Coomasste Blue )の中で5分間染色し、そして各交換について2分で、50%(V/V)のメタ ノール/10%(V/V)の酢酸の2〜3回の交換で脱染色する0次いで、pv op膜を30分間空気乾燥し、ついでヒートシールしたプラスチックのバッグの 中で一20℃において乾燥貯蔵する。 PVDFにプロッティングしたタンパク 質を直接使用して、完全なタンパク質のN−末端の配列を決定する。 実施例4 アミノ酸配列の決定 この実施例において、植物のβ−ケトアシル−ACPシンターゼのアミノ酸配列 を決定する方法を記載する。 A、肚 ニトロセルロースヘプロッテイングしたタンパク質をプロテアーゼで消化して、 配列決定のためのペプチドを得る。使用する方法は、Aebersoldら(P NAS (1987) 84 : 6970)の方法である。46kDおよび5 0kDの両者のタンパク質のバンド、およびまた、対照として使用すべき等しい 量のブランクのニトロセルロースをニトロセルロースの膜から切り取り、lX2 1m11の大きさの片に細かく切り、そしてHPLC等級の水で数回洗浄してポ ンセラ(Ponceau) Sを除去する。プ占フトが凍結している場合、ボン セラ(Ponceau) Sは常に除去可能であるわけではないが、染色の存在 は明らかに消化手順への作用をもたない、この洗浄後、0.5%の酢酸中の1. 0〜1.2mlの0.5%のポリビニルピロリドン(PVP −40、アルドリ ッヒ (Aldrich) 、ライスコンシン州ミルウォーキー)を膜の片に添 加し、そしてこの混合物を37℃において30分間インキュベーションする。P VP −40は、プロテアーゼおよび/またはプロテアーゼ消化により解放され たペプチドに結合するであろうニトロセルロース上の部位をブロックするために 必要である。 PVP−40による処理後、膜の片を1.0mlのHPLC等級 の水で数回すすいで過剰のPVP −40を除去する。次いで、片をトリプシン 消化緩衝液、100+*Mの炭酸ナトリウムpH8,2、あるいはglucii 衝液、255Mの炭酸アンモニウム/1−MのEDTA、p)17.8、の中に 懸濁させる。アセトニトリルを消化混合物に5%(v/v)の濃度に添加する。 プロテアーゼ、トリプソンまたはエンドプロテイナーゼglucを消化緩衝液の 中で希釈し、そして消化混合物に1:10(W/W)のプロテアーゼ/タンパク 質の比で添加する。消化混合物の最終体積は100μlである。トリプシン消化 物を37℃にお0てインキュベージランし、そしてエンドプロテイナーゼglu c消化物を室温においてインキュベージランする。 B、と1エヱ至立鳳 一夜のインキュページせンの後、消化反応を10μlの10%(V/V)のトリ フルオロ酢酸(TFA)の添加により停止する。消化混合物をニトロセルロース 片から除去し、ニトロセルロース片を1〜5×100βlの体積のo、os%( v/v)のTPAで洗浄し、そしてこれらの体積をスピード−バク(Speed −Vac) (サバント(Savant) ;ニューヨーク州ファーミングデイ ル)の中で100μ!より小さい体積に濃縮する。次いで、これらの濃縮物、を アプライド・バイオシステムス(Applied Biosystems) ( カリフォルニア州フォスターシティ)130型高性能液体クロマトグラフィーの 中に設置されたVydac逆相タン、<り質およびペプチドC18カラム(2, 1鍵■X Loomm)の上に注入する。ペプチドの溶離に使用した移動相は、 次の通りであった。m衝液A:0.1mMのリン酸ナトリウム、PH2,2;緩 衝液S:O,t■−のリン酸ナトリウム中の70%のアセトニトリル、pH2, 2,2時間にわたる10〜55%の緩衝液B、5分にわたる55〜75%の緩衝 液B、および15分間の75%の緩衝液Bイソクラティックの3段階の勾配を5 0μl/分の流速で使用する。ペプチドを214n−で検出し、手により集め、 次いで一20℃において貯蔵する。 初期の消化実験において、PVP −40は不完全に除去され、そして50%の 緩衝液Bで広いピークとして溶離された。非常にわずかのペプチドがこれらの実 験から回収された。PVP −40のピークを集め、次いで等しい体積のクロロ ホルムで処理してPVP −40を抽出した。 次いで、水性物質をアプライド・バイオシステムス(Applied Bio− systems)のHPLCに、上のようにして、再び適用したが、ただしこの 場合において緩衝液Aは0.1%のTFAであり、緩衝液Bはアセトニトリル中 の0.1%のTFAであり、そして使用したカラムはアプライド・ハイオシステ ムス(八pρ1ied Biosystems)(カリフォルニア州)tスター シティ)の逆相スフエリ(Spert) 5RP18カラム(1++mx50+ s+e)であった。勾配および流速は上の通りでありそして、同一方法において 、ピークを集め、濃縮し、そして貯蔵した。 後期の消化実験において、PVP −40は完全に除去され、そしてクロロホル ムの抽出は不必要であった。PVP −40を完全に除去するために、ニトロセ ルロース片を多数体積の水(8x4+*1)で洗浄し、分光光度計で214nm における吸収を検査する。また、PVP −40の処理および洗浄後まで、バン ドを小さい片に切断しない場合、pvp −40はいっそう容易に除去される。 これらの2つの変更はPVP −40を使用する妨害の問題を排除する。 C、シス−イン の−およびアルキルヒ消化したタンパク質をβ−メルカプトエ タノールで還元し、そして3H標識したヨード酢酸でアルキル化することができ 、この方法はペプチドを配列決定するとき、システィン残基の同定を改良する。 β−メルカプトエタノールを新しく消化したタンパク質に試料の中のスルフヒド リル基の仮定された濃度を越えた20:1のモル比で添加し、そしてペプチドを 室温において30分間インキュベーションする0次いで3H標識したヨード酢酸 をβ−メルカプトエタノールの濃度の1.1倍の濃度で添加し、そしてペプチド を暗所で(はくでカバーして)室温において60分間インキュベーションする。 アルキル化を停止するために、さらにβ−メルカプトエタノールをペプチドの還 元に使用した濃度の1/10の濃度で添加する。次いで10μlの10%のTF Aを通常のように添加して、プロテアーゼのそれ以上の作用を停止させる。これ は還元/アルキル化の前に添加することはできない。なぜなら、これらの反応は 消化混合物の中に存在する塩基性のpHの条件下に最良に働くからである。次い で、還元/アルキル化されたタンパク質を、前述したように、HPLCによるペ プチドの分離の前に、スピード−バク(Speed−Vac)の中で濃縮する。 D、タンパク およびペプチドのN− rの 1゛すべての配列決定は、アプラ イド・バイオシステムス(AI)I)tiedBiosystems) 477 A型パルスト−液相タンパク質配列決定装置でエドマ(Edman)消化により 実施する;配列決定装置により生成されたフェニルチオヒダントイン(PTH) アミノ酸を、オンラインのアプライド・バイオシステムス(Applied B iosyste+ms) 12OA型PTHアナライザーにより分析する。デー タを集め、そして配列決定装置のオンボードコンピューターにおよび、また、P E NELSON, Inc.(カリフォルリニア州キュベーチノ)からのAC CECC*CHROHを使用するディジタル・ミクロヴアクス(Digital  Microvax)に記憶させる.配列のデータをチャートレコーダー(これ はPTAアナライザーからのインプットを受け取る)から読み取り、そして配列 決定装置のオンボードのコンピューターシステムから得られた定量的データを使 用して確証する。すべての配列のデータは、2人のオペレーターにより、データ 分析システムの助けにより独立に読み取られる。 HPLCからピークとして得られたペプチドの試料について、試料をポリブレン (Polybrene) コーティングされたガラス繊維のフィルター(アプラ イド・バイオシステムス(Applied Biosystems) 、カリフ ォルニア州フォスターシティ)(これはは配列決定装置における3つのブレーサ イクルにかけられている)上に負荷する。還元およびアルキル化されたペプチド について、各引き続くサイクルからのPTA−アミノ酸生成物の一部分を液体シ ンチレーションカウンターで計数する。 PVDFにエレクトロブロッティング されたタンパク質の試料について、問題のバンドを切り出し1、次いでポリブレ ン(Poly−brene)コーティングされたガラス繊維のフィルタ・−の上 に置き、上のようにしてブレーサイクルにかけ、そして反応カートリッジを製造 業者の規格に従い゛アセンブリングする。 少量の試料(5〜30ピコモル)からタンパク質の配列を得るために、477^ 変換サイクルおよび120Aアナライザーは、Temps tおよびRivie re(Analyt、 Bioeheaa、 (1989) 183 : 29 0)に記載されている通りである。 トリプシンおよびglucの消化の工程から発生した断片を第2図および第3図 に表す、他のプロテアーゼを使用してシンターゼのタンパク質を消化することが でき、これのプロテアーゼは次のものを包含するが、これらに限定されない:  1yscおよびaspN、個々の消化緩衝液の条件は異なることがあるが、消化 のプロトコル、ペプチドの分離、精製、および配列決定はトリプシンおよびgl ucを使用する消化について概説したものと実質的に同一である。あるいは、シ ンターゼは次のものを使用して化学的に消化することができる:臭化シアン(G ross、 Methods [inzymol、 (1967) 11 :  238−255またはGrossおよび一1tkop、、J、Am、Ches+ 、Soc、 (1961) 83 : 1510) 、ヒドロキシアミン(Bo rnsteinおよびBa1ian、 Methods Enzymol、 ( 1977) 47 : 132−745)、ヨードソ安息香酸(Inglis、  Methods E!nzymo1. (1983) 91:324−332 )、または温和な酸(Fon tanaら、Methods Enzywol、 (1983)91: 311−317)、反復する参考文献に記載されているよ うに。 実施例5 シンターゼタンパク質を区別する方法この実施例において、シンター ゼタンパク質をセルレニンで選択的に標識する方法および原核生物の中でシンタ ーゼ活性を発現する方法を記載する。 A、皇西士正弓りl11:2i 1、セルレニンを使用するシンターゼ■およびIIの区別セルレニンはシンター ゼIおよびIIの活性部位に結合することが示された。スピナシア・オレラセア (S、oleracea)において、5μMの1度で、セルレニンはシンターゼ Iの活性部位と容易に反応するが、シンターゼIIと反応しない、しかしながら 、セルレニンは50μM以上の濃度において両者のシンターゼ■およびIIと容 易に反応するであろう(ShimakataおよびStumpf、Proc、N atl、Acad、Sci。 (1982)79 : 5805−5812)。セルレニンは、第1図に示すよ うに、トウゴマ(R,co■aunts)のシンターゼ■およびシンターゼII との同様の反応を示す、引き続(ゲル分析およびタンパク質の配列決定のための シンターゼ■およびシンターゼIIを示差的に標識して活性部位を決定するため に、3H−セルレニンをシンターゼ活性を含有する濃縮したポスト−ACP−セ ファロース(実施例3)と2つの異なる3H−セルレニン濃度において反応させ る0次いで試料をLae■−1iのSOS −PAGE上に展開し、そして3H −標識されたタンパク質の分子量をシンチレーションカウンティングにより決定 する。タンパク質および3H−標識の両者を含有する候補のバンドをエンドプロ テイナーゼglucで消化し、そしてペプチドをエドマン(Ed+man)化学 により分離および配列決定する。 2、放射線標識したセルレニンの調製 〔3H〕−セルレニン(比活性” 585Ci1モル) ヲ、非標ffiセルレ ニン(シグマ(Sigma))から、アマ−ジャム(A++ersham) ( イリノイ州アーリントンハイツ)のトリチウム標識つけ装置により調製する。こ の物質をHPLCにより精製する。 3、シンターゼIの標識つけ ねじ込みキャンプのマイクロ遠心管の中に1.0Lllの5μMの溶液(5ナノ モル)をつくるために必要な3H−セルレニン溶液(メタノール中)の要求され る量を測定することによって、3H−セルレニンを準備する。次いでメタノール を窒素ガスの流れ下に蒸発させ、ジエチルエーテルでチェーシングしてメタノー ルの完全な蒸発を保証する。管にキャップをし、そして乾燥した3H−セルレニ ンを使用するまで氷上に貯蔵する(下を参照)。 46kDおよび50kDの両者のタンパク質を含有するACP−セファロースn orビーク1」からの物質をプールし、そしてPMIOの4311Ilの膜をも つアミコン(A+5icon)の攪拌した圧力セルの中で濃縮する。濃縮物をセ ルの中で「ゼロ」緩衝液(実施例3A、2に記載する)で希釈し、そして再濃縮 してこの物質を脱塩する。この物質をほぼ20−Hのリン酸塩濃度に濃縮する。 プールした分画の最初の濃度は60〜66m1であり、そして最終の濃縮物の体 積は1.0IIl以下であり、これは40倍またはそれより大きい濃縮を表す。 濃縮した脱塩物質をアミコン(Asicon) fjl拌セ小セル3H−セルレ ニンを含有するマイクロ遠心管へ取り出し、そしてr20Jlt衝液(実施例3 A、2)を1mlの最終体積に添加する。この混合物を37℃において20分間 インキュベーションして、シンターゼ■と完全に反応させる。 4、シンターゼIIの標識つけ シンターゼ■およびシンターゼIIの混合物の中でシンターゼHを3H−セルレ ニンで!Imつけするために、シンターゼIをまf非標識セルレニンでブロック しなくてはならない、5ナノモルの非標識セルレニンを3H−セルレニンについ て前述したように調製する。 3H−セルレニンは上のようにして調製するが、ただしより大きい濃度を使用し てシンターゼIIへの結合を保証する。 濃縮された酵素を上のようにして調製し、そしてまず5μMの非標識セルレニン と37℃において20分間反応させて、3H−セルレニンとの引き続く反応から シンターゼIをプロ・ツクする。この反応後、試料をより高い濃度の3H−セル レニンを含有する第2管の中に入れ、そして37℃において60分間反応させる 。この手順の残部は前述した通りである。 5、候補のタンパク質のを含有するのゲル分析LaemmliのSO5−PAG E法は、再びゲルのために還元した架橋体の処方を使用する、実施例3Eに記載 されている通りである。ゲルの厚さは0.75mmである。SOS −PAGE からのバンドを切除し、そしてシンチレーションカウンティングにより分析して 、標識されたノくンドの分子量を決定し、そして標識されたセグメントのアミノ 酸配列を決定する。 6、配列の決定 タンパク質を、実施例4に記載されている方法により、次の変化を加えて、エン ドプロテイナーゼglucを消化する。消化は溶液の中で実施し、したがって、 ニトロセルロースからのペプチドの回収を容易にするために前の消化物に添加し た5%のアセトニトリルを省略する。逆相HPLCおよびペプチドの配列決定は 実施例4に記載されている通りである。 B、L並旦皇髪里 1 、E、coliにおけるβ−ケトアシル−ACPのシンターゼ活性の発現の ためのプラスミドは、1または2以上の!!、coliの発現ベクターを使用し て構成することができる。これらの発現ベクターは、次のものを包含する: p Uc120、反対の向きに挿入された1acSI域およびlacペプチドのAT GにNco 1部位をもつ、pUc118(VieriaおよびMess in g、門ethods in Enzymol、 (1987) 153 : 3 −11)に基づ(E、coliの発現ベクター(Vieria、 J、PhD、 Thesis、ミネソタ大学、198B) 、使用することができる他の発現ベ クターは、次のものを包含するが、これらに限定されないi pET系ヘクター 、とくにpE78C(Studierら、Methods in Enzymo l、 (1990)、DJ、Goede1編、Vol、185)、これはT7R N^ポリメラーゼプロモーターを使用する、およびpKK223ヘクターファー マシア(Pharmacia) 、これはtrp −1a(tac)バクテリア のプロモーターを利用する。 pUc120発現系を使用する50kDのタン) iり質に関連するシンターゼ活性のE、coliの発現の1例を下に記載する。 2、シンターゼの発現のための構成体 シンターゼ活性に関連する50kDのタンパク質をエンコードするcDNAの領 域を含有する断片(実施例6)を、商業的に入手可能なリンカ−1制限エンドヌ クレアーゼおよびリガーゼを使用して、pυCl2Oの中にサブクローニングす ることができる。サブクローニングした領域は、成熟タンパク質の解読領域、お よびまた可能ならば5′および3°−非解読配列、トランシフトペプチド配列、 およびポリ (A)テイルを含むであろう、シンターゼの配列は、それらが5゛ −3”の向きにおいてlac転写および翻訳シグナルと整列するように、挿入さ れる。生ずるプラスミドを、分析のために、E、coliの適当な菌株に形質転 換することができる。 46kDのタンパク質のためのcDNAクローンを含有する(実施例6)か、あ るいは46kDおよび50kDの両者のタンパク質のためのcDNAを含有する 構成体を、前述の手順およびベクターを使用してつることができる。 3 、E、coliにおけるシンターゼ活性の発現ptlc120を含有するE 、coltの単一のコロニーまたはplJc120の中のシンターゼの構成体を 、300mg/ 1のペニシリンを含有するECLBブロスの中で培養する*  lacプロモーターを1mMのIPTGの添加により誘発する。細胞を37℃に おいて一夜(18時間)成長させる。pUc120を含有するECLB (fi 発および未誘発)またはpUc120の中のシンターゼ構成体の一夜の培養物を 遠心して、細胞を沈澱させる。沈澱した細胞を緩衝液の中に再懸濁させ、そして フレンチプレスの中で16.000psiで破壊する。破壊した細胞の混合物を 遠心し、そして各上澄み液の一部分をG−25セフアデフクス(Sephade x)ゲル濾過遠心カラム(ベーリンガー・マンハイム・バイオケミカルス(Bo ehringerMannheiw Biochemicals)) 、平衡化 緩衝液に適用する。カーフ4を遠心し、そして流出液を集め、そしてシンターゼ のアッセイにおし)で酵素源として使用する。シンターゼ活性を実施例2に記載 するように測定する。セルレニンを、また、シンターゼ活性と反応させて、実施 例5Aに前述したように、シンターゼIおよびシンターゼIIの活性を区別する 。 4 、E、coliO中のシンターゼタンパク質の検出1mlのIPTGで誘発 した300mg/ lのペニシリンを含有するECLBO中で成長させた、pU c120を含有する[!、coliまたはpUc120の中のシンターゼ構成体 の一夜の培養物の抽出物を、次のようにして、調製する。37℃において震盪成 長させた一夜の培養物を、1.5mlのエノペンドルフ(Eppendorf) 管の中で遠心することによって沈澱させる。 沈澱物をSOS試料緩衝液(0,05Mのトリス−HCl 、p)16.8.1 %のSO5,5%のβ−メルカプトエタノール、10%のグリセロールおよびo 、oos%のブロモフェノールブルー)の中に再懸濁させ、そして10分間沸騰 させる。試料を10%のポリアクリルアミドゲル上で電気泳動させる(Laem sli、 Nature(1970) 227 : 680)。ゲルを0.05 %のり一マ−)シー−ブリリアント・ブルー(Coos+assie Br1l liant Blue) 。 25%のイソプロパツールおよび10%の酢酸の中で染色し、そして10%の酢 酸および10%のイソプロパツールの中で脱染色する。シンターゼタンパク質に 相当するバンドは、pUc120の中に挿入されたシンターゼ構成体を含有する 細胞の中で生産されたE、coliのタンパク質を、挿入をもたないpUc12 0ヘクターを含有するものと比較することによって検出することができる。 5、T7プロモーターを使用するE、coliO中のシンターゼ活性の発現 T7プロモーターのコントロール下にE、coliの中で50kDのトウゴマ( R,com+wunis)のシンターゼタンパク質を発するための構成体を、次 のようにして調製する。エンドヌクレアーゼの制限部位BamHIおよびNde  [を特定するIINA配列を、50kDのシンターゼのcDNAクローン、ρ CGN2765、の中にin vitroの突然変異誘発により挿入する。この 配列は、成熟シンターゼタンパク質のアスパラギンのN−末端アミノ酸を特定す るAACコドンの直ぐ5′に挿入される。エンドヌクレアーゼ制限部位BamH IおよびPstIを特定するDNA配列を、プロリンのC−末端のアミノ酸を特 定するCCCコドンの後のTGA停止コドンの直ぐ3°の50kDのシンターゼ のcDNAクローンの中に挿入する。 生ずるプラスミドはpCGN2773である。成熟した50kDのシンターゼタ ンパク質のための解読配列を含有するpCGN2773の断片を、Nde Iお よびBamHIで消化し、そしてNde IおよびBamHI消化したpET3 ^、77 E、coli発現ベクター(Studierら、前掲)の中に結合す ることによってサブクローニングする。生ずるプラスミドはpCGN2775で ある。 E、coliの中の46kDのトウゴマ(R,com+munis)のシンター ゼタンパク質の発現のための同様な構成体を、次のようにして調製する。エンド ヌクレアーゼ制限部位Baa+HIおよびNde +を特定する[1liA配列 を、46kDのシンターゼのcDNAクローン、l−aの中にin vitro の突然変異誘発により挿入する。この配列は、成熟シンターゼタンパク質のN− 末端のアミノ酸と前に同定された(第3図)リジンのアミノ末端に対して直ぐに 位置する、アスパラギンを特定するAATコドンのilぐ5’ に挿入される。 エンドヌクレアーゼ制限部位Ba5iHIおよびPslIを特定するDNA配列 を、リジンのC−末端のアミノ酸を特定するTTCコドンの後のTGA停止コド ンの直ぐ3゛ の46kDのシンターゼのcDNAクローンの中に挿入する。生 ずるプラスミドはpCGN2774である。成熟した46kDのシンターゼタン パク質のための解読配列を含有するpCGN2774の断片を、Nde Iおよ びBamHIで消化し、そしてNde +およびBamHIで消化したE、co liの発現ベクターpE73Aの中に結合することによってサブクローニングす る。生ずるプラスミドはpCGN2776である。T7プロモーターおよびpC GN2776からの成熟した46kDのシンターゼタンパク質のための解読配列 を、EcoRVおよびBglllで消化しくEcoRVおよびBgllI制限部 位はおんとのpH’T3Aベクターにより供給される)そしてBamHIおよび EcoRVで消化したクローニングベクターpAcYc184の中に結合するこ とによって、46kDのシンターゼの発現のための第2構成体を構成する。生ず るプラスミドはpCGN2777である。 さらに、同一のT7プロモータープロモーターのコントロール下の46kDおよ び50kDの両者のシンターゼタンパク質の発現のための構成体を、次のように して構成する。pCGN2773の50kDの解読領域をBamHIで消化して つくり、そしてBamHI消化したpCGN2776の中に結合する。これは5 0kDの解読配列を46kDの解読配列の直ぐ3′に挿入し、そしてpCGN2 778を生ずる。 46kDおよび50kDの構成体をE、coli菌株BL21 (Studie rら、前掲)の中に形質転換する。培養物を一夜成長させ、そして細胞を遠心に より収穫する。沈澱した細胞を20−門のリン酸カリウム緩衝液の中にもとの体 積のほぼ1/20に再懸濁させ、そしてフレンチプレス装置を使用して破壊する 。破壊した細胞の試料をほぼ12,0OOx gで回転して細胞の破片を除去し 、ぞして生ずる懸濁液を40%のグリセロールの中に希釈し、そして実施例2に 記載するように、このアッセイにおいて基質として放射線標識したC16 :  0−ACPを使用して、シンターゼH活性について測定する。これらのアッセイ の結果を表νIIIに表す。 表Vlll 旦、coli の のシンターゼ活性 pCGN2775 50kD 2.4 pCGN2776 46kD 2.8 pCGN2778 46kD + 50にロ 4.2pAcYc184 1・7 pCGN2777 46kD 2.2 pAcYc184 + pCGN2775 50kD 2.2ρCGN2777  + pCGN2775 46kD + 50kD 5.2上の結果が証明する ように、46kDおよび50kDの両者のタンパク質、ここでそれぞれ「シンタ ーゼ因子A」および「シンターゼ因子B」と呼ぶ、がシンターゼII型の活性に 要求される。これはタンパク質の精製のデータと一致し、主として46kDおよ び50kDの両者のタンパク質を含有するACP−セファロースのカラムの因子 におけるシンターゼII型の活性を示す(実施例3F)。 シンターゼタンパク質の存在についてのE、coli抽出物の分析は、pCGN 2776で形質転換された細胞の中のほぼ2%の合計のタンパク質、pCGN2 775細胞の中のシンターゼ因子Bのレベルの大まかに50倍、からなることを 示す、さらに、第12図に示すように、E、coliのシンターゼタンパク質は 、植物のシンターゼの因子AおよびBのタンパク質とアミノ酸しヘルにおいてか なりの相同性を共有する。 シンターゼの構成体を含有するE、eoli細胞およびこれらの構成体を欠如す る対照細胞の追加の分析を実施して、これらの細胞の脂肪酸の組成を決定する。 脂質を沈澱した[i、eoli細胞から抽出し、そして脂肪酸をメタナリシスお よびGC(気体−液体クロマトグラフィー)により、本質的にBrowseら( Analyt、 Biochea+、 (1986) 152 : 141−1 45)に記載されているように分析する。結果を表IXに示す。 表IX ノ − れたE、coliの の の % % % % 121 3.5 3.5 3.5 3.5i4:o 5 5 3 3 16:0 27 28 21 21 ts:122 23 10 12 Cyc17 2 2 2 1.5 ta:o o、s 0.5 5 6 ts:t 37 37 51 49 18:2 3 3 2 3 18:3 0.5 0.5 0.5 0.520:Oo、s 0.5 20:1 tr 2 1.5 上の結果が証明するように、E、coliの中のC18脂肪酸の百分率は、植物 のシンターゼ因子Bの存在または不存在において、E、coliの中の植物シン ターゼ因子Aの発現のとき増加する。E、coli上の実験におけるように、細 胞を37℃の代わりに30℃において成長させるとき、E、coliの脂質への なおより大きい効果が観察される。こうして、シンターゼII型は、より長い鎖 の脂肪酸の増加により証明されるように、宿主細胞の中の因子Aタンパク質の発 現により増加することができる。しかしながら、破壊された細胞において、シン ターゼIT型活性の増加はシンターゼ因子Aおよびシンターゼ因子Bの両者の構 成体で形質転換された細胞からの抽出物においてのみ検出可能であル(表VII I) 、これらの結果が示すように、シンターゼ因子Aはシンターゼ遺伝子性に 対する長い脂肪酸の基質の特異性を寄与する成分であり、そして因子Bは、宿主 細胞の中に存在するシンターゼ因子に依存して、要求されるか、あるいは要求さ れないことがある。 実施例6 シンターゼ遺伝子の単離 この実施例において、A 1exanderら(Methods in Enz ymol、(1987)154 : 4l−64)に記載されている方法を使用 する、cDNへのライブラリーの調製、およびシンターゼcDNAについてのc DN^ライブラリーのスクリーニングを記載する。 A、)ラボ7 (R,communis)のcDNAライプーリーのeDNAラ イブラリーは、開花後はぼ14〜21後に集めた種子からのトウゴマ(R,co wa+unis)の未熟の胚乳から単離したポリ (A) +RNAから構成す ることができる0合計のRNAを、Haltingら、(Nucl。 Ac1ds Res、 (1985) 13 : 8019−8033)により 記載されている方法により、10gのトウゴマ(R,communis)の未熟 のの胚乳組織がら単離する。0.25gのシグマ・セル(Sigma Ce1l ) 50のセルロースのカラムで多II類を除去することによって、合計のRN Aをさらに精製する。 RNAをカラム上に1mlの負荷緩衝液(20wMのトリス−ICI 、pH7 ,5,0,5MのNH#CI、1mMのEDTA、0.1%の5DS)の中で負 荷し、負荷緩衝液で溶離し、そして500.cIlの分画を集める。エタノール を試料に添加してRNAを沈澱させる。試料を遠心し、そして沈澱物を無菌の蒸 留水の中に再懸濁し、そして生ずるRNAを、Maniatisら(分子クロー ニング:実験室のマニュアル(Molecular Cloning : A  Labora−tory Manual)、Co1d Spring Harb or Laboratory、ニューヨーク(19B2))により記載されてい るように、オリゴ(dT)−セルロースのクロマトグラフィーに2回かけてポリ  (A) +RNAをImする。 商用クローニングヘクターブルースクライブ(Bluscribe) M 13 −(ストラタジーン・クローニング系(Stratagene Cloning  5yste+ms);カリフォルニア州すンジエゴ)から誘導された、プラス ミドのクローニングベクターpcGN1703を次のようにしてつくる。ブルー スクライプ(Bluscribe) M13−をBamHIで消化し、ヤエナリ のエンドヌクレアーゼで処理し、そして平滑末端結合により変更してBaaHI 処理したプラスミドpcGN1700をつくる。ρCGN1700をEcoRT および5stl(隣接する制限部位)で消化し、そして配列5°CGGATCC ACTGCAGTCTAGAGGGCCCGGGA 3”および5°AATTT CCCGGGCCCTCTAGACTGCAGTGGATCCGAGCT 3  ’ を有する合成相補的オリゴヌクレオチドとアニーリングする。これらの配列 を挿入してEcoR1部位を排除し、Ba5H1部位をブルースクライブ(Bl uscribe)の中に存在する5stI(また、時にはここにおいてrsac lJと呼ぶ)部位の反対側に動かし、そして新しい制限部位Pst I 、Xb a I 、^pal、Sea Iを含める。生ずるプラスミドpcGN1702 をHindrlIで消化し、そしてクレノー酵素で平滑末端とする;直線のDN AをPvuIIで部分的に消化し、そして希薄溶液の中で74DNAリガ一ゼ結 合する。欠失されたlacプロモーター領域を有する形質転換体を選抜しくpc GN1703)そしてプラスミドのクローニングベクターとして使用する。 簡単に述べると、cDNA合成のためのクローニング法は次の通りである。プラ スミドのクローニングベクターを5StIで消化し、そしてホモポリマーのT− テイルを末端のデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼを使用して生ずる3 ゛ −オーパーツ1ング粘着末端上で発生させる。テイルブラスミドをオリゴ( d^)−セルロースのクロマトグラフィーにより未消化またはアンティルトのプ ラスミドから分離する。生ずるベクターは、それらのポリ (A)トラクトによ りベクターのプラスミドのいずれかの末端に共有結合した一RNAからのcDN Aの第1鎖の合成のためのプライムとして働く。cDNA −5RNA −ベク ターの複合体を末端のトランスフェラーゼでデオキシグアノシン三リン酸で処理 して、cDNAi[の末端にG−テイルを発生させる。 Ba@81部位に隣接する余分のcDNA−wRNAの複合体をBa5ll I 消化により除去し、一方の端にBa*HI粘着末端を有し、そして他方にG−テ イルをもつcDNA −s+RN^−ベクターの複合体を残す。この複合体をア ニーリングした合成環化リンカ−5’ −GATCCGCGGCCGCGAAT TCGAGCTCCCCCCCCCC−3’および3 ’ −GCGCCGGC GCTTAAGCTCGA−5“ (これはBaa+HIの粘着末端およびC− テイルの末端を有する)を使用して環化する。結合および修復後、円形の複合体 をE、coli菌株DH5α(BRL ;マリイランド州ガイスバーグ)の中に 形質転換してcDNAライブラリーを発生させる。トウゴマ(R,commun is)の未熟の胚乳のcDN^DNAは、はぼ1000塩基対の平均のcDNA インサートをもつ、はぼ2X10’のクローンを含有する。 B、50kDのシン −ゼ ンパク に るトウゴマ(R,comwunis) のcDNAクローンの゛ 1、プローブの生成 1.1 ポリメラーゼ連鎖反応(P(:R)。低いコドンの同義性のKH2およ びにR16をもつ50kDのシンターゼのアミノ酸配列(実施例3)からの2つ のペプチドからのアミノ酸配列を、植物の50kDのシンターゼcDN^のため のプローブの生成のために選択する。4組の混合したオリゴヌクレオチドを、に R4配列について、ポリメラーゼ連鎖反応(Sakiら、5cience (1 985) 230 : 1350 1354 ; 0ste、 Biotech ni−ques (1988) 6 : 162−167)における前進プライ マーおよび逆プライマーとして使用するために設計しそして合成し、そしてにR 16配列について、2組の混合したオリゴヌクレオチドをポリメラーゼ連鎖反応 における前進プライマーおよび逆プライマーとして使用するために設計しそして 合計する。すべてのオリゴヌクレオチドはアプライド・バイオシステムス(Ap plied Biosystem+s) 380A型DNA合成装置で合成する 。 KR4オリゴヌクレオチド群は128の重複を有し、そしてHindlll(前 進プライマー)またはEcoRI (逆プライマー)のためのフランキング制限 部位と一緒に20塩基の解読配列を含有する。KH16は384の重複を有し、 そして旧ndIII(前進プライマー)またはEcoRI (逆プライマー)の ためのフランキング制限部位と一緒に23塩基の解読配列を含有する。KH2お 前進プライマーおよびKH16の逆プライマーを第4図に示す。 KR4オリゴヌクレオチド群は、シンターゼタンパク質の中のにR4およびKH 16のペプチドの両者の可能な向きを説明するために2つのみのポリメラーゼ連 鎖反応が要求されるように、組み合わせる。鋳型としてcDNAライブラリーの DNAおよびプライマーとして前進プライマーおよび逆プライマーの可能な2つ の組み合わせを使用して、ポリメラーゼ連鎖反応をパーキン・エルマー/セツス DN^サーマル・サイクラ−(Perktn E1mer/Cetus DNA  Theri+al Cycler)(:2ネチカソト州ノーウオーク)により 実施する(サーモサイクルのファイル1分94℃、2分42℃、2分42℃から 72℃の上昇、3分72℃、15サイクル、次いで段階のサイクルのファイル、 段階の上昇なし、1分94℃、2分42℃、3分72℃、72℃の段階で増加す る15秒の伸長、10サイクル、および最後に72℃の伸長)。 1.2PCR生成物の分析 1、 2. 1 サブクローニング、KH2の前進プライマーおよびKH16の 逆プライマーの反応の283bpの生成物をゲル精製し、旧n+HIIおよびE coRlで消化し、そしてエタノール沈澱させる。生ずる流速をpcGN201 5、ブルースクリプト (Bluescript)のKS+(スI・ラタジーン (Stratagene) 、カリフォルニア州うジョラ)のクロランフェニコ ール耐性バージョン、の中にサブクローニングする。 1、 2. 2 pcGN2015の構成、 pcGN2015はpCGN56 5をHha Iで消化し、そしてクロランフェニコール耐性遺伝子を含有する断 片を切除し、ヤエナリのヌクレアーゼの使用により平滑末端とし、そしてブルー スクリプト (Bluescript)に3+ (ストラタジーン(Strat age−ne) 、カリフォルニア州うジョラ)のEcoRV部位の中に挿入し てpcGN2008をつくる。pCGN565はpLIc12−cm(K、Bu ckley Ph、D、Thesis、phiX174溶菌遺伝子の調節および 発現、カリフォルニア大学、サンジエゴ、1985)に基づくクローニングベク ターであるが、pUc18リンカ−を含有する (Yanfcsh−Perro nら、Gene(1985)53 : 103−119)。 pcGN2008のクロランフェニコール耐性遺伝子はEcoRI / Hin dIII消化により除去される。クレノー酵素で処理して末端を平滑とした後、 断片をDra I消化したブルースクリプト (Bluescript)にS+ に結合する。クロランフェニコール耐性と置換したアンピシリン耐性Dra I 断片を有するクローニングを選択し、そしてpcGN2015と命名する。 1.2.32つのクローンAG −18およびAG −32のミニ調製物のDN A (Maiatisら、前掲)を、サンガージデオキシ配列決定(Sange rら、Proc、Natl、Acad、Sci、USA (1977) 74  : 5463 5467)によりR13の汎用プライマーおよび逆プライマーを 使用して配列決定した。クローンは同一のDNA配列を有することが示された。 DNA配列の翻訳は、91アミノ酸残基内に5つの50kDのシンターゼタンX り質(78アミノ酸残基)を含有するアミノ酸配列を生ずる。翻訳されたアミノ 酸配列は、fabBによりエンコードされるE、coliのβ−ケトアシル−A CPシンターゼI遺伝子(Kauppinenら、CarlSberg Res 、Co+u+un。 (198B) 53: 357−370)、および他のβ−ケトアシルシンター ゼ(Bibbら、EMBOJ、(1989) 8 : 2727−2736)に 対する相同性を有する。 1.3 プローブの精製。AG −32の中の283bpのインサートを、鋳型 としてミニ調製物のDNAおよびプライマーとして前述のにR4およびにR16 オリゴヌクレオチドを使用してPCRにより増幅した。生ずる断片をcDNAラ イブラリーのスクリーニングにおいてプローブとして使用するためにゲル精製し た。 2、ライブラリーのスクリーン トウゴマ(R,communis)の未熟の胚乳のcDNAバンクを、全体のc DNAをNa目で消化しそしてNotlで消化したラムダgt22 DNAに結 合することによって、クローニングベクターのラムダgt22 (ストラタジー ン・クローニング系(Stratagene Cloning Systems ) ;カリフォルニア州すンジエゴ)の中に動かす。生ずるライブラリーの力価 はほぼ1.5X 10’pfu/mlであった0次いで、ライブラリーを巳。 coliシンターゼY1090 (Young、、R,A、およびDacis、  RJ、、Proc。 Natl、Acad、Sci、USA (1983)80 : 1194)上に ほぼ15,000プラ一ク/150smNZY (rNZYMJはMaiati sら、前掲、において定義されている)寒天プレートの密度でプレートして、ス クリーニングのための60.000を越えるプラークを得る。NENコロニープ ラークスクリーンのフィルターを使用して、前辺て切断したフィルターをプレー ト上にほぼ2分間横たえ、次いでそれらを剥がすことによって、重複のリフトを プラークから取る。フィルターを変性溶液(1,5MのNaCl、0,5MのN l(,0)1)の上に浮かばせ、フィルターを中和溶液(1,5MのNaC1, 0,5Mのトリス−HCl 5pH8,0)に2分間移し、次いで2XSSC( I X5SC−0,5MのNaC1; 0.015Mのクエン酸ナトリウム)に 3分間移し、次いで空気乾燥することによって、ファージのDNAを固定化する 。フィルターを42℃において50%のホルムアミド、10×デンハルト(De nhardt)溶液、5 xSSC、O,1%のSOS、5mHのll:DTA 、および0.1s+g/mlの変性したサケ精子DNAから成るハイブリダイゼ ーション緩衝液の中で予備ハイブリダイゼーションする。フィルターを42℃に おいて同一の緩衝液の中で!!p4I識した(ベーリンガー・マンハイム(Bo ehringer Mannheim)のランダムプライニドDNA標識つけキ ット)前述のAG −32インサートを添加して、−夜ハイブリダイゼーシッン する。フィルターを順次に55℃においてI X5SC、0,1%のSDS中で 25分間、0.5XSSC、0,1%のSOS中で25分間、そして最後に0. lX5SC、0,1%のSO3中で25分間洗浄する。フィルターをX線フィル ムに一70℃においてデュポン・クロネフクス(DupontCronex)増 強スクリーンを使用して48時間の間露出する。 3、クローンの分析 クローンをAG −32の3 z P 41 !! したDNAとハイブリダイ ゼーションさせ、そしてプラーク精製した。ファージのDNAを、Grossb erger(MAR(1987) 15 : 6737)により記載されている ように次の変化を加えて、精製したクローンから調製する。プロテイナーゼに処 理を、10%のSO8の添加および室温における10分間のインキユベーション により置換する。回収されたファージのDNAをNotIで消化し、低い濃度に おいて再結合し、そしてE、coli mm294(Hanahan、 J、M ol。 Biol、 (1983) 166: 557−580)細胞の中に形質転換し て、pcGN1703の中にcDNAインサートを含有するプラスミドを回収す る。最も長いクローンのpCGN2774 (1−3)のcDNAインサートの 一次のヌクレオチド配列は、そのクローンが遺伝子のための全体の解読配列を含 有しないことを示す。 4、より長いクローンについてのスクリーニングより長いcDNAクローンは、 このクローンのもっとも遠い5°配列からのオリゴヌクレオチドをもつトウゴマ (R,comsunis)のcDN^ライブラリーをスクリーニングすることに よって得ることができる。 cDNAクローンρCGN2764のヌクレオチド24−46に対して相補的で ある、配列5°ACCAGCAACAATGCAATACCTCA 3°から成 る、23塩基のオリゴヌクレオチド# 2272を合成した。ラムダg t22 の中のトウゴマ(R,cosmunis)の胚のcDNAライブラリーからのt oo、oooより大きいクローンを、前述したように、t!、co1iシンター ゼY1090の中で20,000プラーク/ 150s+mNZYプレートの密 度にプレートする。ファージを、前述したように、NENコロニー/プラークの スクリーンフィルター上にリフトする。 BRLの5×緩衝液およびT$キナー ゼを使用してオリゴヌクレオチド# 2272を5末端標識つけすることによっ て、ハイブリダイゼーションのためのプローブを調製する。フィルターを予備ハ イブリダイゼーションし、そして37℃においてプローブとハイブリダイゼーシ ョンさせ、そしてBeren tら: Bto/Technology(198 5) 3 : 208−220)の方法に従い洗浄してバンクグラウンドハイブ リダイゼーションを除去する。フィルターをX線フィルムにデュポン・クロネッ クス(Dupont Cronex)増強スクリーンを使用して一70℃におい て露出する。 12クローンをオリゴヌクレオチドのプローブへのハイブリダイゼーションによ り検出しそして、前述したように、プラーク精製しそしてpcGN1703プラ スミドとして回収する。クローンの各々からのミニ調製物のDNA(Mania tisら、前掲)を、制限消化およびアガロースゲルの電気泳動により分析する 。最も長いクローンpCGN2765 (2−8)の完全なりNA配列を第5図 に表す、 Sangerら(Proc、Natl、Acad。 Sci、USA(1977) 74 : 5463 5467)のジデオキシヌ クレオチド連鎖停止法により、セクエナーゼ・バージョン(Sequenase  Version) 2酵素くユナイテッド、ファージ・バイオケミカル・コー ポレーション(United 5tat、es Biochemical Co rp、) 、オ)\イオ州りレブランド)をもつ、7−ゾアザーdGTP試薬キ ットを使用して、DNA配列を決定する。配列のデータを分子のプログラムのG elおよびSEQのインテリジェネティックス(IntelliGenetic s)を使用して分析する。 C0観肚勿■2ヱl;ゼ ンバク につい のトウゴマ(R,comsu−ni s)のcDNAりo−>二IJ1 1、プローブの生成 1、 1 46kDのタンパク質に対してcDNAのクローンについてのスクリ ーニングに使用すべきプローブは、50kDのタンパク質に対するcDNAの単 離について前述した手順に従い、オリゴヌクレオチドから46kDのペプチド配 列へのPCRにより調製することができる。46kDのタンパク質のN−末端の ペプチドのアミノ酸配列から誘導された配列、KHPLMにQRRνVVTG? IGV (オリゴの設計のために使用した配列には下線が引かれている)を、4 つのポリメラーゼ連鎖反応において前進プライマーとして使用する。これらの反 応のための逆プライマーは、46kDのペプチドKR2から誘導されたDNA配 列、EEVNYINAXATSTPAGDL。 およびKR3、VFNDAIEALTである。前進プライマーは128の重複を 有し、そしてフランキング旧ndrII制限部位(AAGCTT)と−緒に20 塩基の解読配列を含有する。逆プライマーは128(にR2)および64(にR 3)の重複を有し、そしてEcoRI制限部位(GAATTC)を特定するフラ ンキング配列と一緒に20塩基の解読配列を含有する。これらの制限部位はPC Rから生ずる生成物をクローニングするとき有用である。反応はパーキン・エル マー/セツスDNAサーマル・サイクラ−(PerkinE1mer/Getu s DNA Thermal Cycler)(コネチカット州ノーウオーク) により実施する (段階のサイクルのファイル1分94℃、3分50℃、3分7 2℃、15サイクル、次いで段階のサイクルのファイル、1分94℃、2分42 ℃、3分72℃、72℃の段階で増加する15秒の伸長、10サイクル、および 最後に72℃の伸長)、前進プライマーとして、NTERM−B15°TTTA AGCTTAAPCAQCCNCTNATGAAPCA 3’ 、および逆プラ イマーとして、KR2−A 、 5 ’ TTTGAATTCTTPATPTA PTTNACQTCQTC3゜またはKR3−A、5’ TTTGAATTCG CQTCTATNGCPTCPTTPAA 3’ (ここでN=A、G、Cまた はT、Q=CまたはT、そしてP−AまたはG)を使用するPCRは、それぞれ 、優勢の約900bpおよび約300bpのバンドを生成した。 1.2PCR生成物の分析。PC!?生成物のDNAを含有するニトロセルロー スのフィルターをサザンプロット技術(Maniatisら、前掲)により調製 した。 46kDのN−末端配列K)IPLM)[QR1?VVVTGMGVか ら調製した合成オリゴヌクレオチド、Ntermll、5 ’ ACNCCCA TNCCNGT 3 ’で、フィルターをブロービングした。 Ntermll は、反応において前進プライマーとして使用したオリゴヌクレオチドと異なるN −末端配列の部分から誘導する。フィルターの予備ハイブリダイゼーション、ハ イブリダイゼーションおよび洗浄はBernetら(前掲)に従い、のみを有意 な変化はハイブリダイゼーションおよび予備ハイブリダイゼーションに使用した 温度であり、これは25℃であった。前述したようにPCRにより生成した両者 の約900b、および約330bpのバンドは、このオリゴヌクレオチドにハイ ブリダイゼーシヨンする。約330bPのバンドが46kDのタンパク質のため のcDNAに対して特異的な生成物であるというそれ以上の証拠は、前述のPC RをN ter亀−BおよびにR3−Aオリゴヌクレオチドで反復するが、鋳型 としてNterm−13/KR2−A PCRからの生成物を使用することによ って得られる。 約330bpのバンドは優勢な生成物として再び得られる。約330hpのPC R生成物を、前述したよ・)に、旧ndll!およびEcoR[で消化し、そし てpcGN2015の中にサブクローニングする。前述したように、ミニ調製物 のDNAを調製し、そして約330bpの断片を含有するクローンのDNA配列 を決定する。 1.310−ブの精製。約330bl)のPct?生成物を、cDNAライブラ リーのスクリーニングにおいてプローブとして使用するために、ゲル精製する。 2、ライブラリーのスクリーン 前述のトウゴマ(R,communis)の胚のcDNAを、50kDのシンタ ーゼに対するcDNAO単離において前述した手順を使用して、46kDのシン ターゼタンパク質に対するcDNAについてスクリーニングすることができる。 前述の約330bpのDNA断片を、ランドンプライムド標識っけキット (ベ ーリンガー・マンハイム(Boehringer Mannheiw))を使用 して32P標識っけする。ラムダg t22の中の60,000より大きいクロ ーンをほぼ15,000/150mmNZYプレートの密度でプレートしそして 、前述したように、NENコロニー/プラークスクリーンフィルター上にリフト する。プローブとしてAG −32断片を使用する50kDのタンパク質に対す るcDNAについてのスクリーニングについて前述したように、クローンを予備 ハイブリダイゼーション、ハイブリダイゼーションおよび洗浄により、約330 bpのPCR断片へのハイブリダイゼーションにより検出する。クローンをプラ ーク精製し、ラムダDNAを単離しそして、前述したように、クローンをpcG N1703の中のインサートをもつプラスミドを含有するE、coliのクロー ンとして回収する。 前述したように、クローンのDNA配列を決定する。 3、DNA配列の分析 トウゴマ(R,communis)の46k[+のシンターゼ(シンターゼ因子 A)cDNAクローン、1−IA、のDNA配列および翻訳されたアミノ酸配列 を第10図に表す。成熟タンパク質の開始部位を、ヌクレオチド365−367 によりエンコードされるリジン残基として仮に同定される。 3つの可能な翻訳開始ATGコドンは、116.57または14のアミノ酸を有 するトランジットペプチドを説明し、成熟タンパク質の開始の配列5”の中に存 在する。可能な翻訳開始コドンの各々において開始する、46kDのシンターゼ の単離された植物の原形質体の中へのエレクトロボレイシランを実施して、 4 6kDのシンターゼタンパク質の翻訳開始のために使用されたコドンを同定する 。50kDおよび46kDのシンターゼタンパク質のペプチドの配列の分析にお いて観察されるように、46kDおよび50kDのシンターゼのcDNAの翻訳 されたアミノ酸配列は、成熟タンパク質の広範な相同性を証明する。 D、 の か゛のシン −ゼ゛ −の 1、フ′ラシカ・カンペストオイス (B、campestris)のcllN Aライフ゛ラリ−の構成 開花後17〜19日に収穫した種子から得られた5gのブラシカ・カンベストオ イス(B、campestris) cv、R500の胚から、完全なRNAを 単離する。 RNAを25−1の4Mのグアニジンチオシアネートの緩衝液の中 で、Co1bertら(PNAS (1983) 80 : 2248−225 2)により記載されているように、抽出する。沈澱物を6mlのI XTE(I OmMのトリス/1mMのHDTA、 pH8)の中に再懸濁させ、酢酸カリウ ムを0.05Mの濃度に添加し、そして1/2体積のエタノールを添加すること によって、多[1!をRNA試料から除去する。試料を氷上に60分間配置し、 そして3OOXgで10分間遠心する。酢酸ナトリウムを0.3Mの濃度に添加 し、次いで2体積のエタノールを添加することによって、RNAを上澄み液から 沈澱させる。RNAを試料から12,0OOX gで1o分間遠心して回収し、 そして収量を紫外線の分光光度測定により計算する。 2m1gの合計のIINAを、実施例6Aに記載するように、多Ii類の除去に よりさらに精製する。生ずるRNAを、また実施例6Aに記載するように、ポリ  (A) +RNAについて濃縮する。 ブラシカ・カンベストオイス(Brassica campestris)の開 花後17〜19日の胚のcDNAライブラリーを、実施例6Aに記載するように 、プラスミドヘクタ−pcGN1703の中で5μgのポリ (A) +RNA を使用して構成する。他の源からのcDNAライブラリーを同様に調製すること ができる。 2、ゲノムのライブラリーの構成 ゲノムのライブラリーを、種々の植物源からのDNAがら、商業的に入手可能な ベクターおよび発表されたDNAの単離、分別、およびクローニングの手順を使 用して構成することができる0例えば、ブラシカ・カンベストオイス(B、ca mpestris)のゲノムのライブラリーシ 12208)ように思われる単離されたDNAを使用して構成することができ、 これをBamHIで消化し、シg糖の勾配で分別しくManiatisら、前掲 )、そしてラムダファージのベクターLambdaGe*m−11(プロメタ  (Pro@ega) ;ウィスコンシン州マジソ)の中にManiatisら( 前掲)のクローニング手順を使用してクローニングする。 3 、cDNAおよびゲノムのライブラリーのスクリーニングeDNAおよびゲ ノムのライブラリーを、シンターゼのcDNAおよびゲノムのクローンについて 、それぞれ、発表されたハイブリダイゼーション技術を使用してスクリーニング することができる。スクリーニング技術は、放射線標識したオリゴヌクレオチド および長いDNA断片を使用するライブラリーのスクリーニングについて前述し た。 ライブラリーのスクリーニングのためにプローブは、PCHによるか、あるいは ここにおいて提供されるシンターゼのクローンの配列から調製することができる 。シンターゼの配列から調製されたオリゴヌクレオチド、ならびに全体のシンタ ーゼのクローンまでの、長いDNA断片を使用することができる。 例えば、前述のブラシカ・カンペストオイス(B、campestris)の胚 のcDNAライブラリー、シンターゼの因子Bのタンパク質をエンコードするc DNAクローンについて、トウゴマ(R,communis)の50kDのシン ターゼの因子BのcDNA (pCGN2764)をプローブとして使用してス クリーニングする。全体のcDNAをEcoRIで消化し、そしてEcoRI消 化したラムダgtloに結合することによって、cDNAライブラリーをラムダ gtloクローニングベクターの中に、cDNAライブラリーをサブクローニン グする。クローンを適当なE、coli宿主の中にプレートし、そして生ずるプ ラークをリフトしてナイロン膜のフィルターを二重に作成する。フィルターを4 2℃において一夜予備ハイプリダイゼーシジンする(Maniatisら、前掲 )、トウゴマ(R,co+uiunts)のcDNAのクローンpCGN276 4のほぼ5oobpの断片を、Neo Iを使用する消化および生ずる断片のゲ ル精製により調製する。この断片をニック翻訳により放射線標識しく”P)そし て42℃における一夜のハイブリダイゼーションのために重合したフィルターに 添加する。 相同性のクローンの検出のために、ハイブリダイゼーションしたフィルターを2 ×15分間42℃において2 xSSC、0,1%のSDSの中で洗浄し、そし てオートラジオグラフィーにかける。10クローンがトウゴマ(R,comsu nis)の50kDのクローンに対して相同性であるとして同定され、そしてそ れらをプラーク精製により単離する。ファージのDNAを精製し、EcoRIで 消化し、そしてeDNAをpcGN1703のクローニングベクターの中のプラ スミドのクローンとして回収される。 lOクローンのDNA配列の分析は、トウゴマ(R,cossunis)の50 k[lのシンターゼの因子Bのクローンに対する相同性を有するブラシカ(Br assica)のシンターゼのクローンの2つのクラスが回収され、各クラスは 10クローンのうちの5つにより表される。 pCGN324BのDNAおよび 翻訳されたアミノ酸配列、最も長いクローンは第11A図に表されている。ブラ シカ・カンベストオイス(B、campestris)のシンターゼのクローン の第2クラスの1構成員である、4へのDNAおよび翻訳されたアミノ酸配列を 第11B図に表す。配列はDNAの解読領域においてほぼ94%の相同性であり 、そして翻訳されたアミノ酸配列はほぼ99%の相同性である。pcGN324 8の成熟解読配列および翻訳されたアミノ酸配列を、トウゴマ(R,co+u+ unis)のシンターゼの因子BのcDNA、2−8、の成熟解読領域の核酸お よび翻訳されたアミノ酸配列と比較すると、核酸レベルにおけるほぼ80%の相 同性およびアミノ酸レベルにおけるほぼ90%の相同性を示す。 ブラシカ (Brassica)のシンターゼの因子B (7)cDNA、 p CGN3248、は、トウゴマ(R,cosu+unis)の因子Bのクローン 、2−8、の翻訳されたアミノ酸配列に対する比較、および成熟タンパク質の解 読領域のATG開始コドン5゛の欠如に基づいて、全長のクローンであると思わ れない、さらに、4Aの配列のクラスの全長のクローンは初期のスクリーンにお いて回収されなかった。全長のクローンは、トウゴマ(R,communis) のクローンについて前述したように、cDNAまたはゲノムのライブラリーを5 °のオリゴヌクレオチドでスクリーニングするか、あるいはPCR技術を使用す ることによって単離される。 ブラシカ(Brass 1ca)のシンターゼの因子BのcDNAの単離と同様 に、ブラシカ (Brass 1ca)のシンターゼの因子Aをエンコードする 1または2以上のクローンを、プローブとしてトウゴマ(R,commu−nf s)の46kDのシンターゼcDN^(1−LA)配列を使用して、ブラシカ・ カンペストオイス(B、caspestris)の胚のcDN^ライブラリーか ら単離される。 関係する因子B (50kD)と反対にシンターゼの因子A (46kD)の配 列に対して特異的なプローブを生成するために、PCRアプローチを利用するこ とができる。トウゴマ(R,coa+munis)の46kDのヌクレオチド配 列に対して特異的な2つのオリゴヌクレオチドのプライマーを、保存されたシン ターゼタンパク質の配列から合成する;5′(前進)プライマーは第12図のR C46配列のアミノ酸291−300をエンコードするヌクレオチド配列に相当 する29bpのオリゴヌクレオチドであり、そして3° (逆)プライマーは第 12図のRC46配列のアミノ酸396−404をエンコードするヌクレオチド 配列に対して相補的である26bpのオリゴヌクレオチドである。上の29bp および26bpのプライマーをPCRにおいて使用して、鋳型としてブラシカ・ カンベストオイス(B、campestris)のcDN^ライブラリーからの [lNAを使用して340bpのシンターゼ断片を生成する。ブラシカ・カンペ ストオイス(B、ca−ρestris)のシンターゼの因子Bのクローンの相 同性のために、PCR発生した断片は、また、因子Bの配列を含有する推定され た。ブラシカ・カンペストオイス(B、ca■pestris)およびブラシカ (Brassica)の両者の因子Bの配列の中のこの領域における2つのDd e I部位およびトウゴマ(R,co園■unis)のシンターゼの因子Aの配 列の中のこれらの部位の欠如を利用して、PCR生成物をDde Iで消化する 。この消化は、340bpのシンターゼの因子Aの配列、および消化されたシン ターゼの因子Bの配列を表す、はぼ270および70塩基対の2つの小さい断片 を生ずる。 因子Aおよび因子Bの配列が相同性でない領域である、第12図のRC46配列 のアミノ酸376−382をエンコードするヌクレオチド配列に対して相補的な 21bpのオリゴヌクレオナトのプローブを使用して、生ずるDN^をサザンプ ロット分析すると、340bpの断片がRC46プローブに対して相同性でない が、より小さいシンターゼの因子Bの断片は相同性でないことが確証される。  340bpの因子A特異的な断片をゲノム精製し、放射線標識つけし、そして前 述したように、ブラシカ・カンベストオイス(B、campestris)の胚 のcDNAをスクリーニングするために使用する。ブラシカ(Brass 1c a)の因子Aのための34の候補が同定され、そして32が前述の29bp(5 ″)および21bp(3°)プライマーを使用するPCRにより、シンターゼの 因子Aを表すとして確証された。 ブラシカ(Brassica)のシンターゼの因子へのクローンの間で晟も長い クローンを同定するために、5゛末端のクローニング部位付近のpcGN170 3ベクターに対して特異的な前進プライマー、および第12図のRC46配列の アミノ酸38−46をエンコードするヌクレオチド配列に対して相補的な26b pの合成オリゴヌクレオチドを使用して、PCRを実施する。ブラシカ (Br ass 1ca)のシンターゼの因子Aのクローンのうちの6つは、PCRから 明確なバンドを生じ、そしてそれ以上のプラーク精製および配列の分析のために 選択した。 実施N7 植物の中のシンターゼ構成体この実施例において、植物の形質転換の ために適当なトウゴマ(R。 communis)のシンターゼの1または2以上の遺伝子を含有する構成体を 記載する。 A−見叉立土二上 種子の発育の間に優先的に発現された遺伝子の5゛ −上流配列および3′ − 下流配列を利用する発現カセットは、適当な発現のパターンをもつ遺伝子の単離 されたDNA配列がら構成することができる。 ブラシカ(Brassica)における種子の発育の間に発現される遺伝子の例 は、ナピン遺伝子、1−2、およびACP遺伝子、8cg4−4、両者は欧州特 許公開EP第0255378号に記載さいている、および後述するように、Bc e4遺伝子である。ナピン遺伝子は、貯蔵タンパク質を活性的に生産する未熟の 胚の中で優先的に発現される、種子の貯蔵タンパク質をエンコードする。ACP 遺伝子は、発育する胚の中の脂肪酸の合成における組み込みの因子でありかつ脂 肪酸の合成の間に優先的に発現されるタンパク質をエンコードする。Bce4は 機能が未知のタンパク質を生産する遺伝子であり、このタンパク質は胚の発育に おいて初期に、開花後約15〜19日に、優先的に発現され、そしてまた開花後 11日程度に早く検出可能である。Bce−4の配列は第7図に示されている。 5°および3゛の調節配列はブラシカ・カンペストオイス (B、cawpes tris)のゲノムのライブラリーから得ることができ、これは実施例6Bに記 載するように構成することができる。 これらの遺伝子の発現をコントロールするDNA配列は単離することができ、そ して5′および3°の調節領域の十分な部分を、これらの配列の間に挿入された シンターゼ遺伝子が種子の発育において初期に優先的に発現される組み合わせル 、この発現パターンはシンターゼ遺伝子が脂肪酸の合成に影響を与えることがで きるようにし、この合成は、また、種子の発育の初期において起こる0例えば、 Bce4−4のACP遺伝子の5゛配列を含有する1、45kbのXho I断 片および3゛配列を含有する1、5kbのSst I /Bglll断片を、種 々の利用可能なりNA操作技術を使用して、ACPの発現カセットにおいて組み 合わせることができる。同様に、l−2ナビン遺伝子のEcoRV部位から開始 コドンの直ぐ前までのほぼ1.725kbの5゛配列、およびTAG停止コドン をほぼ18塩基過ぎたXho 1部位から3 ’ HtndlIr部位までのは 1.25kbのの3゛配列を含をする、ナピン発現カセットを:4製することが できる。 Bce4の発現カセットは、上流のPst1部位ン部位へ戸G開始コ ドンの直ぐ前までのほぼ7.4kbの5’ DNA配列を、TAA停止コドンの 直ぐ後から3“ Pst1部位までのほぼ1.9kbの3゜配列と組み合わせる ことによって作ることができる。 変化をこれらの発現カセットにおいてなすことができ、このような変化の例は5 ′および3“の配列の量を増加または減少すること、1つの遺伝子の5′配列を 異なる遺伝子の3′配列と組み合わせること(例えば、ナビンの1.3kbの5 ′配列をACPのBeg4−4の1.5kbの3′配列とともに発現カセットに おいて使用すること)、あるいは他の入手可能の配列を使用することであり、た だしそれらの変化が種子の発育の間に適当な時間に挿入されたシンターゼ遺伝子 の発現を許す発現カセ7)を生ずることを条件とする。 1、ナビンの種子に特異的な発現カセットナビン1−2の廊墾佳賎影欠隻1カセ ットブラシカ・カンベストオイス(B、campestris)のナビン遺伝子 から得ることができる5゛上流の配列および3°下流の配列を利用して発現カセ ットを、次のようにして構成することができる。 5°上流の配列を含有するナピン1−2の2.7kbのXho I断片(参照、 欧州特許(EP)第0255378号、1988年2月3日発行、の第2図)を pCGN789(通常のポリリンカーが制限消化部位EcoRI、5all、B glll、Pst I 、Xho I 、 Bawl I %HindlIIを エンコードする合成ポリリンカーと置換された、pUCに基づくベクター)の中 にサブクローニングし、そしてpcGN940を生成する。pcGN940のナ ピン解読領域の大部分を5allで消化して欠失させ、そして再結合してpcG N1800を形成する。pcGN1800からの一本鎖DNAを、合成オリゴヌ クレオチドを使用するil vitroの突然変異誘発反応(Adel−anら 、ON^(1983) 2 : 183−193)において使用し、これはナビ ン遺伝子のプロモーター領域とATG開始コドンとの間の接合部にEcoRVお よびNeo I制限部位を挿入した。適当な突然変異体を、突然変異誘発および 配列の分析のために使用したオリゴヌクレオチドへのハイブリダイゼーシヨンに より同定し、そしてpcGN1801と命名した。 1.7kbのプロモーターの断片を、pcGN1801から、EcoRVを使用 する部分的消化およびEcoRIで切断したpCGN786 (pCGN566  (実施例6B、1に記載するpCGN565と反対の向きのポリリンカー)ク ロランフェニコールに基づくベクター、これは通常のポリリンカーの代わりに前 述の合成リンカ−をもつ)への結合によりサブクローニングし、そしてDNAポ リメラーゼIのクレノー断片でフィルインすることによって平滑末端としてpc GN1802をつくった。 3′下流の配列を含有するナピン1−2の2.1kbのシンターゼ■断片をpC GN789 (前述の)の中にサブクローニングし、そしてpcGN841が得 られる。 pcGN941をXho Iおよび旧ndlIIで消化し、そして生 ずるほぼ1.6kbのナビンの3′配列をXho l−HlndIIIで消化し たpcGN1802の中に挿入して、pcGN1803を生成する。その自然の 向きに対して反対の向きに挿入された326ヌクレオチドの旧ndIII断片を 除去するために、pcGN1803の中の2つのHindlII部位が存在する という事実の結果として、pcGN1803を旧ndlIIで消化し、そして再 結合する。再結合後、ここでもとの1.6ナビンの3′配列の1.25kbのの みを含有するクローンを選抜する。このクローンのpcGN1808はナピン1 −2の発現カセットであり、そして1.725kbのナピンのプロモーター配列 および1.265kbの中間の独特クローニング部位5alt、Bgl I 、 Pst IおよびXho Iをもつナピンの3′配列を含有する。 ビン1−2のCGN3223の カセートあるいは、pcGN1808は、抗生 物質耐性マーカーではなく、発現配列のみをバイナリ−ベクター、例えば、pc GN1557へ動かすことができるようにするフランキング制限部位を含有する ように、修飾することができる(McBrideおよびSumi*erfelt )。Kpn I 5Not Iおよび旧ndll[の制限部位を含有する合成オ リゴヌクレオナトをアニーリングし、そしてpcGN1808の独特旧ndl1 1部位で結合し、こうして1つのH4ndllr部位のみが回収されるようにす る。生ずるプラスミドのpcGN3200は、配列の分析により確証されるよう に、独特旧ndlll。 Notlおよびにpnl制限部位をナビンの3°−m節配列の3°末端にを含有 する。 ナピンの発現カセットの大部分は、pcGN3200から、HindIIIおよ びSac Iを使用する消化および旧ndIIrおよびSac I消化したpl c119R(Marshら(1984) Gene32: 481−485)へ の結合によりサブクローニングしてpcGN3212をつくる。鋳型としてpc GN3200およびSac Iをフランキングする2つのプライマーを使用する Pct?、およびナビンの5° −プロモーターおよびpcGN1808からの pcGN3200のpUC主鎖の接合により、ナビンのプロモーター領域の極端 の5′−配列を再構成する。前進プライマーはC1a I、HindIII、N otlおよびKpn I制限部位ならびにナビンの5′ −配列のヌクレオチド 408−423 (EcoRV部位から)を含有し、そして逆プライマーは5′  −プロモーターの中に独特Sac 1部位を含むナピンの配列718−739 に対する相補性を含有する。 PCRは製造業者の規格に従いパーキン・エルマ ー/センスのサーマル・サイクラ−を使用して実施した。PCR断片を平滑末端 の断片としてpUC8(VietraおよびMessing (1982)Ge ne19 : 259−268)の中にサブクローニングし、そしてHincl llで消化してpcGN3217を得る。 pcGN3217の配列はナピンの インサートを横切って、不適切なヌクレオチドがPCRにより導入されなかった ことを評価する。ρCGN3217の中のナビンの5−配列を、発現カセットの 残部に、C1alおよびSac Iを使用する消化およびC1a IおよびSa c Iで消化したpcGN3212への結合により結合する。生ずる発現カセッ トのpcGN3221をHindrlIで消化し、そしてナビンの発現配列をゲ ル精製し、そしてHindlllで消化したpIC20H(Marsh、前掲) に結合する。最終の発現カセットはpCGN3223であり、これは、アンピシ リン耐性バックグラウンドの中に、pcGN1808におし1て見む)だされる のと本質的に同一の1.725のナピン5°および1.265の3°調節配列を 含有する。i11節領域を旧nd[II、NotlおよびKpn I制限部位で フランキングし、そして独特5ail、BglII、PstIおよびXho 1 クロ一ニング部位を5゛および3°の非解読領域の間に位置させる。 2、Bce4発現カセット 種子特異的発現のための発現カセットを、また、Bee4遺伝子配列、例えば、 第7図に表されているものから構成することができる。 Bce4遺伝子の調節配列を有するゲノムのクローンを、プローブとしてBce 4配列を使用して、ブラシカ・カンペストオイス(Brassicacampe stris)のゲノムのライブラリーから単離することができる。 例えば、はぼ20kDのBgl I断片を単離し、そしてPICIと表示する。 クローンPICIのほぼ20kDののインサートをBgll消化により解放し、 そしてバイナリ−ベクターpcGN1547 (下を参照)のBgl 1部位の 中に揮大して、pcGN1853を生成する。 Bce4遺伝子を含有するpc GN1853のPstl断片をpUclB (Norranderら(1983 )前掲)のPstI部位の中に挿入して、pcGN1857を生成する。プラス ミドpcGN1857をATCC、マリイランド州ロフクビレ、に1990年3 月9日に、受は入れ番号68251で受託された。 Bce4遺伝子を含有する pcGN1857のC1a I断片をC1aI消化したブルースクリプト(Bl uescript) KS+ (ストラタジーン(Stratagene) 、 カリフォルニア州うジ式う)の中に結合して、pcGN1864を生成する。− 末鎖DNAをρCGN1864から作り、そしてAdelwanら(ON^(1 983) 2 : 183−193)により記載されているようにin vit roの突然変異誘発により、翻訳された開始および停止コドンのBce4配列5 °および3°に対する相同性を有しかつ制限消化部位をコードするオリゴヌクレ オチドを使用して変更する。生ずるプラスミドのpcGN1866は、Bce4 開始コドンに対して直ぐ5°にXho IおよびBa5in I部位(BCE4 5Pから)およびBce4停止コドンに対して直ぐ3゛にBamHIおよびSe a I部位(BCE43P)を含有する。突然変異誘発した配列を含有するpc GN1866のC1a I断片を、pcGN2016のC1a 1部位(後述す る)のC1a 1部位の中に挿入して、pcGN1866cを生成する。 pc GN1866cのC1a I断片を使用して、pcGN1867 (後述する) の対応する野生型C1a I断片を置換して、pcGN186Bを生成する。 pcGN1868をBamH1で消化し、そしてプラスミドを再環化させてpc GN1870を生成することによって、Bce4解読配列を除去する。 Bce 4発現カセットのpcGN1870は、7.4kbの5゛調節配列およびクロー ニング部位、Xho I 、Ba+sHIおよびS+sa Iにより分離された Bce4のゲノムのクローンから誘導された1、9kbの3゛調節配列を含有す る。 匹堕■虹 pLIc18 (Norranderら(1983)前掲)のBas+HIおよ びSea 1部位を、Ba5HI −Sac l消化およびプラスミドの再環化 により、末端を修復しないで、除去して、pcG81862を生成する。 Bc e4遺伝子を含有するpcGN1867のPstl断片をpcGN1862のP stIの中に挿入して、pcGN1867を生成する。 匹U刈■ pLIc12−C+1(Buckley、、に、、Ph、D、Thesis%U CSD、カリフォルニア州(1985))の多重クローニング部位をpUc18 のそれらと置換して、pCGN565を生成する。クロランフェニコール耐性遺 伝子を含有する、pCGN565のHha I断片を切除し、ヤエナリのヌクレ アーゼの使用により平滑末端とし、そしてブルースクリプト (Bluescr ipt) KS −(ストラタジーン(Stratagene) 、カリフォル ニア州うジッラ)のEcoRV部位の中に挿入して、pcGN200Bをつくる 。 pcGN200Bのクロランフェニコール耐性遺伝子を、EcoRI−Ht ndIII消化により除去する。クレノー酵素で処理して末端を平滑末端とした 後、クロランフェニコール耐性遺伝子を有する断片をブルースクリプト(Blu escript)KS−のDra 1部位の中に挿入し、ブルースクリプト(B luescript)にS−のアンピシリン耐性遺伝子を置換して、pcGN2 016を生成する。 B1 の のシン −ゼ 1、発現カセットの中にシンターゼ遺伝子の挿入単離したcDNAのクローンか らのシンターゼcDNA配列を、発現カセットの中に、種々のDNA操作技術を 使用して、センスまたはアンチセンスの向きに挿入することができる0便利な制 限部位がシンターゼのクローンの中に存在する場合、それらを発現カセットの中 に、制限エンドヌクレアーゼを使用する消化および利用可能なりローニング部位 の1または2以上において消化したカセットの中への結合により、挿入すること ができる0便利な制限部位がクローンの中に存在しない場合、カセットまたは1 または2以上のシンターゼ遺伝子のDNAを種々の方法で修飾して、1または2 以上のシンターゼ遺伝子のカセットの中への促進することができる。 DNAを 修飾する方法の例は、PCHによる、合成リンカ−またはアダプターの場合、1 nvHroの部位特異的突然変異誘発(Adelsanら、前掲)、オーバーハ ング5°または3°末端のフィルインまたはカッティングバンク(cuttin g back)などを包含する。 DNAを操作するこれらおよび他の方法は当 業者によ(知られている。 例えば、トウゴマ(R,cos−unis)のシンターゼの因子AのcDNA、 1− L A、を、in vitroの突然変異誘発により変更して、cDN^ DNA−トの5°末端にBamH11111限部位、および翻訳停止コドンの直 ぐ3°にXho IおよびS+wa [部位を挿入する。生ずる構成体のpcG N2781をBawl lおよびXho Iで消化し、そしてBglllおよび Xho l消化したpCGN3223、前述のナピンの発現力セント、の中に結 合して、pccN2785を生成する。 トウゴマ(R,coau+unis)のシンターゼの因子BのcDNA、pCG N2765(2−8)、を、in vitroの突然変異誘発により変更して、 cDNAインサートの5°末端にBa5HI制限部位、および翻訳停止コドンの 直ぐ3°にXho Iおよび5Ila 1部位を挿入する。生ずる構成体のpC GN2783をBadIおよびXho Iで消化し、そしてBglIIおよびX ho 1消化したpCGN3223、前述のナビンの発現カセット、の中に結合 して、pCGN2786を生成する。 同様に、アンチセンス配列の発現のためのシンターゼ構成体を調製することがで きる。例えば、ブラシカ・カンペストオイス(B。 campestris)のシンターゼの因子BのcDNAのクローンのpCGN 3248を突然変異誘発して、Sea I、Bglllおよび5all制限部位 を翻訳停止シグナルのほぼ200塩基3°に挿入して、pCGN3255を生成 する。 pCGN3255を、cDNAの5′末端から中にほぼ140塩基に位置する因 子BのcDNAの内部のSal!部位において、および突然変異誘発により挿入 された3° Bg111部位において消化する。生ずるシンターゼの因子Bのc DNA断片をBglllおよび5alI消化したpCGN3223、前述のナヒ ンの発現力セント、の中に結合して、アンチセンス構成体ρCGN3257を生 成する。こうして、ナピンのプロモーターからのブラシカ(Brass 1ca )のシンターゼの因子Bの転写は、内因性のブラシカ(Brassica)のシ ンターゼの因子Bの遺伝子のそれに対して相補的である■RN^を生成する。 同様なブラシカ(Brass 1ca)のシンターゼの因子Bのアンチセンス構 成体を、Bce4発現カセットの中で調製する。 pCGN3255 (前述し た)をSac Iで消化して、シンターゼの因子Bの遺伝子断片を生成する。こ の断片をXho l消化したBee4発現カセット、pcGN1870 (前述 した)の中に結合して、アンチセンス構成体pcGN3260を生成する。 2、植物の形質転換のためのバイナリ−ベクター発現カセットの中のシンターゼ 遺伝子、5゛配列/シンターゼ/3”配列を含有する断片を、バイナリ−ベクタ ー、例えば、癌腫菌(Agrobactertuw)の形質転換についてMcB rideおよびSu+*merfelt(Pl、Mo1.Biol、(1990 ) 14: 269−276)により記載されているものの中にクローニングす ることができる。他のバイナリ−ベクターはこの分野において知られておりそし て、また、シンターゼカセットのために使用することができる。 例えば、ナピンの発現カセットの中のアンチセンスのブラシカ(Brassic a)シンターゼの因子Bの構成体、pCGN3257、を、Asp718(Kp n Iと同一の認識配列)で消化し、そしてAsp718消化したpcGN15 78(McBrideおよびSuwmerfelt、前掲)の中にクローニング して、バイナリ−構成体pCGN3259を生成する。ナピンの発現カセットの 中のアンチセンスのブラシカ(Brassica)シンターゼの因子Bの構成体 、pcGN3260、を、Pstlで消化し、そしてPstl消化したpcGN 1578(阿cBrideおよびSu+gnerfelt、前掲)の中にクロー ニングして、バイナリ−構成体pcGN3261を生成する。 同様に、前述のトウゴマ(R,cos+5unis)のシンターゼの因子Aおよ びBの構成体をpcGN1557 (McBrideおよびSu*s+erfe l t、前掲)または同様な構成体の中に結合して、シンターゼ因子の発現カセ ットを使用する形質転換のためのバイナリ−ベクターを生成する。 発現カセットおよびシンターゼ遺伝子を含有するバイナリ−ベクターを、実施例 9に記載するような植物の形質転換のためにHo1s−tersら(Mo1.G en、Genet、 (1978) 163 : 181 187)の方法によ り、アゲロバクi”リーブム・ツメファシェンス(Agrobacterius + tu+1efaeiens)ρ1(株EHAIOf (Hoodら、J、B acteriol、 (191(6) 168 : 1291−1301)の中 に形質転換する。 3、形質転換された植物の分析 形質転換されたブラシカ・カンペストオイス(B、campestris) e v。 Tabin植物は、実施例9にブラシカ・ナプス(B、napus)について記 載したように、バイナリ−ベクターのpCGN3259を含有する癌腫面(Ag robacterium)の細胞と同時培養することによって得られる。生ずる 植物からの成熟した単一の種子の油の分析(Browseら、前掲)は、ステア レート含量が減少した種子の油を明らかにし、こうしてシンターゼII型活性へ のシンターゼの因子Bの寄与を支持する。 4、植物の形質転換の他の方法 前述のバイナリ−ベクターは、癌腫面(Agrobaeterium)仲介の植 物の形質転換法に有用である。他の植物の形質転換法、例えば、実施例9Bに記 載されているDNAのボンバード技術、およびエレクトロポレイシタンを同様に よく使用することができる。 5.1より多いシンターゼ遺伝子を含有する構成体1より多いシンターゼ遺伝子 は植物において最適な効果を得るため要求される場合、遺伝子を発育する種子の 中で優先的に発現される2つの異なるプロモーター、例えば、前述のナビン、A CPおよびBcθ4の調節下に発現し、そして植物の同一のバイナリ−ベクター の中に導入するか、あるいは同時に異なるバイナリ−ベクターの中に導入するこ とができる。lより多いバイナリ−ベクターの使用は、両者の遺伝子の選抜可能 とするために、追加の選抜可能なマーカーの使用を必要とするであろう。使用で きる選抜可能なマーカーの例は、次のものを包含する:カナマイシン耐性のため のnptll遺伝子、これは阿cBrideおよびSu+smerfelt ( 前掲)のバイナリ−ベクターの中で使用される、ニトリラーゼ遺伝子、bxn、 これは除草剤のブロモキシニルに対する耐性を付与する、St、alkerら( Science (1988)242: 419−423)により記載されてい る、および抗生物質のヒグロマイシンに対する耐性を付与する遺伝子(van  den Elzenら、Pl、Mol。 Biol、(1985) 5 : 299−302)。他の選抜可能なマーカー はまた知られており、そして植物の形質転換のためにバイナリ−ベクターの中で 使用することができる。あるいは、順次に所望の遺伝子の1つを発現する植物を 第2の所望の遺伝子を含有する構成体で形質転換することによって、遺伝子を植 物の中に導入することができる。この方法ハ、また、第2遺伝子の選抜のために 異なる選抜可能なマーカーの使用を必要とするであろう。 形質転換された植物の中で1より多い遺伝子を発現する他の別法は、前述の方法 により、各々がシンターゼ遺伝子の1つを発現している異なる植物を生産するこ とである0両者の遺伝子を発現する植物は、戻し交雑または他の植物の品種改良 技術により得ることができる。 実施例8 シンターゼおよびデサチュラーゼで形質転換された植物この実施例に おいて、カルタムス・ランフトリウス(C,tincto−rius)から単離 されたデサチュラーゼを含有する構成体を記載する。 カルタムス・ランフトリウス(C,tinctorius)のデサチュラーゼの クローン、pCGN2754、の完全なcDNA配列は第8図に表されている。 A、ACP カセー の のデサチューゼ゛ −植物の形質転換に適当なバイナ リ−ベクターの中にカルタムス・ランフトリウス(C,tinctorius) のΔ−9デサチュラーゼを含有するACPの発現力セントの調製を記載する。 ブラシカ・カンペストオイス(B、campestris)のへ〇P遺伝子から 得ることができる5° −上流の配列および3” −下流の配列を利用する発現 力セントは、次のようにして構成することができる。 5′ −上流の配列を含有するBaH2−4の1.45kbのXho I断片を 、クローニング/配列決定のヘクタープルースクリプト (Bluescrip t)+ (ストラタジーン・クローニング系(Stratagene Clon ingSys−tems) 、カリフォルニア州すンジエゴ)の中にサブクロー ニングする。生ずる構成体のpcGN1941をXho Iで消化し、そしてク ロランフェニコール耐性ブルースクリプト(Bluescript) M13+ ベクター、Xholt’消化L タpCGN2015ニ結合すル、 pcGN2 015は実施例6に記載されている。これはプラスミドの抗生III質耐性ヲペ ニシリン耐性からクロランフェニコール耐性に変更する。クロランフェニコール 耐性のプラスミドはpcGN1953である。 BaH2−4の3” −配列は、M13ブルースクリプト(Bluescrip t)+ベクターのSs t I / BataHI部位の中にクローニングされ た5stl/BgllI断片上に含有される。 pcGN1940はin vi troの部位特異的突?8変異誘発(Adelmanら、DNA (1983)  2 : 183−193)により合成オリコヌクL、f チ)” 5 ’ − CT丁AAGAAGTAACCCGGGCTGCAGTTTTAGTATTAA GAG−3”を使用して修飾して、Sst[部位からのACP遺伝子18のため のリーディングフレームの停止コドンの直ぐ後にSea IおよびPst1部位 を挿入する。この修飾されたプラスミドρCGN1950がらの3° −非解読 配列を、Psl−5■al断片として、PstlおよびSea Iで切断したp CGN1953の中に動かす、生ずるプラスミドpcGN1977は独特制限部 位EcoRV 、 EcoRIおよびPstIをもつ発現カセットがらなり、こ れらの独特制限部位はこれらのACP遺伝子領域の調節下に発現すべき遺伝子の クローニングのための1.45kbの5°および1.5kbの3゛−非解読配列 の間に存在することができる。 pCGN2754からのデサチュラーゼのcDNA配列を、次のようにして、A CP発現力セフトpcGN1977の中に挿入する。ptGNzys4を旧nd llI(開始コドンから160ヌクレオチド上流に位置する)およびポリ (A )テイルの外側のポリリンカーの中の位置するAsp718で消化する。デサチ ュラーゼのための解読領域を含有する断片をDNAポリメラーゼIを使用して平 滑末端とし、そしてEcoRVで消化したpcGN1977に結合した。 AC Pプロモーターに関してセンスの向きにデサチュラーゼの配列を含有するクロー ンを選択し、そしてpcGN1895と呼ぶ。pCGN1895の発現配列AC P 5°/デサチユラーゼ/ACP3°を含有する断片を、癌腫面(Agrob acterium)のためのバイナリ−ベクターpcGN1557(後述する) の中に、^5p718を使用する消化および^5p718およびXba 1で消 化したpcGN1557への結合によりクローニングする。 生ずるバイナリ−ベクターをpcGN1898と呼ぶ。 B、アンチセンス の の−゛サチェーーゼアンチセンス構成体の転写のための カセットは、実施例7に記載する種子優先的発現カセットを包含するが、これら に限定されない。 アンチセンス構成体を下に記載し、これは生成される@RNA1iが内因性デサ チュラーゼ遺伝子のそれに対して相補的であるように、ブラシカ・カンペストオ イス(B、campestris)のデサチュラーゼのcDNAクローンを転写 の5°−3°の向きにおいて構成的に転写できるようにする。 ■、ブラシカ・カンペストオイス(B、campestris)のデサチュラー ゼのcDNAの単離 デサチュラーゼのためのcDNAクローンを、実施例6D、1に記載するフ゛ラ シカ・カンペストオイス (B、campestris)のcDN^DNAラリ ーからjliHする。2つのクローン、pCGN3235およびpCGN323 6の部分的DNA配列を、それぞれ、第9A図および第9B図に表されている。 これらのクローンの3゛領域の初期DNA配列の分析は、pCGN3235およ びpcGN3236が同一遺伝子のcDNAクローンであることを示す。 pCGN3236はpcGN3235より短いクローンであり、そしてρCGN 3235はブラシカ・カンペストオイス(B、caspestris)のデサチ ュラーゼ遺伝子の全体の解読領域を含有するように思われる。 2、バイナリ−ベクターの構成 バイナリ−ベクターpcGN1559(McBrideおよびSumserfe lt、 Pl、Mol。 Biol、 (1990) 14 : 269−276)のKpn I 、Ba mHIおよびXba I部位をAsp71B/ Xba I消化により除去し、 次いで末端を平滑末端とし、そして再環化pCGN67を生成する。35Sプロ モーター−t■13”カセットを含有するpCGN986の1.84kbのPs t I /HindlII断片を、Pstl/HindIII消化したpCGN 67の中に挿入してpcGN291を生成する。 353プロモーター−を耐3°の発現カセットのpCGN986は、カリフラワ ーのモザイク病ウィルス35 S (CaMV35)のプロモーターおよびそれ らの間に多重制限部位をもつT−DNAのt■13° −領域を含有する。GI CGN986を、CaMV35Sプロモーターおよび異なる3“領域、CaMV jl域VI3°末端を含有する他のカセット、pcGN206から誘導する。  CaMV35Sプロモーターを、AluI断片(bp7144−7734) ( Card−ner ら、Nucl、Ac1ds Res、(1981) 9 : 2871−2888) として、M13sp7(Messingら、Nucl、 Ac1ds Res、(1981) 9 : 309 321)のHaelI部 位の中にクローニングしてC614をつくる。 C614のf!coRE消化は 353プロモーターを含有するC614からのEcoRI断片を含有し、これを pUC8(VieiraおよびMessing、 Gene (1982) 1 9 : 259)のEcoR1部位の中にクローニングしてρCGN147を生 成する。 プロモーター領域、選抜可能なマーカー(2つのATGをもっKAN)および3 °領域を含有するpcGN148aを、pCGN528をBglllで消化し、 そしてpcGN147からのBamHI−BglIIプロモーター断片を挿入す ることによって調製する。この断片を、BgllI部位がρCGN528のカナ マイシン遺伝子に近接するように、pCGN528のBglII部位の中ニクロ ーニングする。 この構成体のpCGN52Bのために使用したシャトルベクターを次のようにし てつくる:カナマイシン遺伝子を収容するTn5を含有するプラスミド(Jor gensonら、Mo1.Gen、Genet、 (1979) 17? =  65)をHindIII−Bag)I Iで消化し、そしてカナマイシン遺伝子 を含有するHindlII −BamHI断片をpAcYc184 (Cban gおよびCohen、 J、Bacteri−ol、 (1978) 134  : 1141−1156)のテトラサイクリン遺伝子の中の旧ndlll−Ba mHIの中に挿入することによって、90GN525を作る。 S■aI部位の中に挿入されたXho Iリンカ−で修飾された、pTiA6( Thoaashowら、Ce1l (1980) 19: 729−739)の Ba5HI断片19を、pcGN525の中に挿入することによって、9CGN 526を作った。 pcGN526から小さいXho I断片をXho Iで消 化しそして再結合することによって、pCGN52Bを得る。 pMB9KanXXIからのBawl I−カナマイシン遺伝子断片をpcGN 148aのBamH1部位の中にクローニングすることによって、pcGN14 9aを作る。 pMB9KanXXIはpUC4に変異型(ViairaおよびMessing 、 Gene (1982)19: 259−268)であり、この変異型はX ho T部位を欠如するが、癌腫菌(Agrobacterius+)における 効率よい選抜を可能とするTa205からの機能的カナマイシンを含有する。 pcGN149aを旧ndll!およびBam+HIで消化し、そしてHind lllおよびBawl Iで消化したpUC8に結合してpcGN169を生成 する。これは↑n903カナマイシンマーカーを除去する。 pCGN565( 実施例6に記載する)およびpcGN1690両者をHindIIIおよびPs tIで消化し、そして結合してpcGN203を形成し、これはCal’1V3 5SおよびTn5のカナマイシン遺伝子の5°末端の一部分(Pst1部位まで 、Jorgensonら、(1979)、前掲)を含有するプラスミドである。 3′−調節領域をpcGN204、すなわち、pUclBの中にクローニングさ れたVI3″領域を含有するCaMVのEcoR[断片(bp408 6150 )(Yanishc−Perronら、Gene (1985) 33: 10 3−119)からのpCGN203に、HindlIIおよびPstlを使用す る消化および結合により付加する。生ずるカセットのpcGN206はpCGN 986の構成のための基礎である。 pTtA6noT −DNAのt耐3° −配列をBam19のT−[INA断 片(ThoIlla−sho−ら、(1980)前掲)からBam+HI −E coRI断片(ヌクレオチド9062−12,823、Bakerら、Plan t Mo1.8io1.(1982) 2 : 335 350におけるように 番号を付す)サブクローニングし、そしてEcoRI −H1ndIII断片と して複製のpACYC184(ChangおよびCohen (1987)、前 掲)由来およびBa+s)I l−H1ndIII断片としてゲンタマイシン耐 性マーカー(プラスミドpLB41から) 、D、Figurskiから入手し た)と組み合わせて、p(:GN417を生成する。 pcGN417(Bam19断片のヌクレオチド11,207)の独vFS+w aI部位をリンカ−を使用してSac 1部位に変化させ、そしてBa5HI  −Sac 1断片をpCGN565の中にサブクローニングしてpcGN917 を得る。 pcGN971のBamt(1部位をリンカ−を使用してEcoR1部位に変化 させる。生ずるts13’ 調節配列を含有するEcoRI −Sac I断片 をpcGN206にEcoRIおよびSac Tで消化することによって接合し て、pCGN975を生成する。Tn5のカナマイシン耐性遺伝子の小さい部分 を、CaMV35Sプロモーターの3′末端から、5allおよびBglIIで 消化し、末端を平滑末端とし、そして5allリンカ−と結合させることによっ て欠失する。最後の発現カセットのpCGN986はCaMν35Sプロモータ ー、次いで5all部位、Xba 1部位、BamHI 5SIla I 、  Kpn rおよびt−13°領域(T−DNAのヌクレオチド11207−90 23)を含有する。 3、デサチュラーゼ配列の挿入 ブラシカ・カンペストオイス(B、campes tris)のデサチュラーゼ のcDNAクローンからの1.6kbのXba I断片(これはデサチュラーゼ のDNAを含有する)を、pcGN291のXba 1部位の中に、アンチセン スの向きで挿入してpCGN3234を生成する。デサチュラーゼの構成体を所 望の植物の宿主の中に、適当な方法、例えば、実施例9に記載されている方法を 使用して形質転換する。 C1の のシン −ゼおよび−゛サチユーーゼ実施例7に記載されているような シンターゼ構成体およびデサチュラーゼ構成体、例えば、前述のものの両者を含 有する植物は、任意の適当な形質転換法、例えば、実施例9に記載されている方 法を使用して調製することができる。構成体は、普通のバイナリ−ベクターの中 で、癌腫菌(Agrobacterium)を植物の形質転換のために使用する とき、−緒にするか、あるいは異なる選抜可能なマーカーを使用して異なるバイ ナリ−ベクター上において同時に植物の中に導入することができる。また、シン ターゼおよびデサチュラーゼの構成体を含有する植物は、所望の配列の一方を含 有る植物を他方の所望の配列を含有する構成で再形質転換することによって調製 することができる。 形質転換された植物の中で1より多いシンターゼ遺伝子およびデサチュラーゼ遺 伝子を発現する他の方法は、前述の方法により、異なる植物(それらの各々は所 望の遺伝子の1つを発現している)を生産することである。すべての所望の遺伝 子を発現する植物は、戻し交雑または他の植物の品種改良の技術により得ること ができる。 実施例9 植物の形質転換 この実施例において、癌腫菌(Agrobacteriua)仲介の植物の形質 転換を記載し、そしてブラシカ・ナブス(B、napus)を例示する。また、 DNAのボンバードの植物の形質転換を記載し、そしてナンキンマメの形質転換 を例示する。 A、ブ、i2左二づ′プス(B、n us) (D Ji転遺ブランカ・ナブス (B、napus) cν、Deltaの種子を95%のエタノールの中で2分 間ソーキングし、1滴のツイーン20を含有する次亜塩素酸ナトリウムの1.0 %の溶液の中で45分間表面滅菌し、そして無菌の蒸留水の中で3回すすぐ0次 いで、種子をマゼンタ(Magen ta)ボックスの中で、ピリドキシン(5 0gg/l)、ニコチンfl!(50gg/l)、グリシン(200μg/l) および0.6%のフィテイガー(Phytagar) (ギブコ (Gibco ))を補充した1 /101度のムラシゲ(Murash ige)最小有機培 地(ギブコ(Gibco)) pH5,8でプレートする。 種子を培養室内で22℃においてほぼ65μアインシュタイン/平方メートル/ 秒(μEm−” S−’)の強度の冷たい蛍光および赤色の光を使用する16時 間の光同期で発芽させる。 胚軸を7日後の実生から切除し、はぼ4ms+の長さの片に切断し、そしてフィ ーダープレート(Horschら、1985)上でプレートする。 フィーダープレートは、使用の1日前に、1.01のタバコの懸濁培養物をベト リブレート(100X 25m5)上にプレートすることによって調製し、ここ でベトリブレートは約30−1のMS塩の塩基(カロリナ・バイオロジカル(C arolina Biological))、100s+g/ 1のイノシトー ル、1.3−g/lのチアミン−HCl、200mgのKHip島および3%の シg糖、2 、 4− D (1,0mg/ I )、0.6%のフィティガー (Phyta−gar)を含有し、そしてpHをオートクレーブ処理(MS O / 1 / O培地)前に5.8に調節する。無菌の濾紙のディスク (ワット マン(Whatman)3ms)を、使用前に、フィーダ一層の上部に配置する 。タバコの懸濁培養物を、los+1の培養物を100a+1の新鮮なMS培地 (2,4−D(0,2mg/ 1 ) 、カイネチン(0,1mg/ l )を 有するフィーダープレートについて前述した)の中に移すことによって毎週継代 培養する。 すべての胚軸の外植体をフィーダープレートの上で22℃において強度30μE m−” S−’〜65の連続的光の中で24時間予備インキエベーンヨタンる。 バイナリ−プラスミドを含有するアグロバクテリウム・ツメファシェンス(Ag robacteriulItumefaciens) シンターゼEHAIOI の単一のコロニーを5mlのMG/Lブロスに移し、そして30℃において一夜 成長させる。1リツトル当たり、?IG/Lフ゛ロスは5gのマンニトール、1 gのし一グルタミン酸または1.15gのグルタミン酸ナトリウム、0.25  gのにtlzPOn、0.10gのNaC1,,0,10gのMg5O* H7 HzO1l+sgのビオチン、5gのトリプトン、および2.5gの酵母エキス を含有し、そしてプロスをpH1,0に調節する。胚軸の外植体をバクテリアを 1×10@バクテリア/mlに希釈した7〜12m1のMG/Lプロスの中に浸 漬しそして10〜20分後、フィーダープレート上に配置する。癌腫面(Agr obacterium)と48時間同時にインキュベーションした後、胚軸の外 植体をB50/I10力ルス誘発培地に移し、この培地は濾紙滅菌したカルベニ シリン(500mg/ l 、オートクレーブ処理後添加した)および硫酸カナ マイシン(ベーリンガー・マンハイム(BoehringerMannheim ))を25mg/ 1の濃度で含有する。 65μEIlづs−1〜75μFig−” S−’の連続的光の中の培養の3〜 7日後、カルスの組織は切断した表面上に見ることができ、そして胚軸の外植体 をシュート誘発培地、85BZ (B S塩類およびビタミン類、3mg/lの ベンジルアミノプリン、lag/lのゼアチン、1%のシ=l$1.0.6%の フィテイガー(Phytagar)を補充しそしてpHを5.8に調節した)に 移す、この培地は、また、カルベニシリン(500s+g/ 1 )および硫酸 カナマイシン(25mg/ l )を含有する。胚軸の外植体を新鮮なシュート 誘発培地上に2週毎に継代培養する。 シュートは、1〜3力月後、胚軸のカルスから再生する。少なくともlc−の高 さの緑色のシュートをカルスから切断し、そしてB5塩類およびビタミン類、1 %のシーJt1M、カルベニシリン(300mg/ 1 )、硫酸カナマイシン (50mg/ l )および0.6%のフイテイガ−(Phyta−gar)を 含有する培地上に配置し、そして種子の発芽について記載した条件で培養室の中 に配置する。2〜4週後、緑色のままであるシュートを基部で切断し、そして根 誘発培地(BS塩類およびビタミン類、1%のショ糖、1mg/lのインドール 酪酸、50mg/ lの硫酸カナマイシンおよび0.6%のフイテイガー(Ph ytagar))を含有するマゼンタ(Magen ta)ボックスに移す。緑 色の5htNPT II活性について試験する。 B1ナンキンマメの −1 少なくともプロモーター領域、問題の遺伝子、および停止領域からなる問題のD NA配列を、欧州特許出願第332855号および同時継続出11USSNO7 /225.332号、1988年7月27日提出に記載されているように、粒子 のボンバードにより植物のゲノムの中に導入することができる。 簡単に述べると、0.5μM〜3μMの大きさのタングステンまたは金の粒子を 発現カセットのDNAで被覆する。このDNAは乾燥DNA/粒子の沈澱物の水 性混合物であることができる。 ボンバードの標的として使用する組織は、子葉の外植体、シュートの分裂組織、 未熟の葉または朽からのものであることができる。 組織とDN^被覆した粒子とのボンバードは、バイオリスチフス(Biolis tics魔)粒子のガン(デュポン(Dupon) 、デラウアア州つィルミン トン)を使用して実施する0粒子をバレルの中にバレルの口から1c−〜14c mの可変距離で配置する。ボンバードすべき組織を停止板の下に配置する;試験 は組織について20cmまでの距離で実施する。放電の瞬間において、組織をナ イロンネットまたはナイロンネットと10++rI〜300mMの範囲のメツシ ュとの組み合わせにより保護する。 ボンバード後、植物をAtreyaら(Plant 5cience Latt ers (1984)34: 379−383)の方法に従い再生することがで きる。簡単に述べると、胚の軸あ組織または子葉のセグメントをMS培地(Mu rasigeおよびSkoog、 Physio、Plant、(1962)  15 : 473) (MS+2.0+sg、の6−ベンジルアデニン(BA)  、子葉のセグメントについて)上に配置し、そして暗所で1週間25±2℃に おいてインキュベーションし、そして引き続いて連続的な白色の蛍光(6,8/ m)に移す、培養の第10日に、苗を無菌の土を含有するポットに移し、日陰に 3〜5日間保持し、そして最後に温室へ動かす。 推定上のトランスジェニックシュートは根を形成する。植物のゲノムの中への外 因性DNAの組み込みは、種々の当業者に知られている方法によって確証するこ とができる。 上の結果は、シンターゼ活性、ことにシンターゼIまたはシンターゼIIをもつ タンパク質調製物を調製し、このようなタンパク質調製物に関係するDNA配列 を単離し、そしてそれらを操作する能力を証明する。このようにして、生産、こ とに分化した細胞の生産物、または植物のシンターゼの阻害を可能とする、転写 の構成体および発現カセットの生成することができる。こうして、特定の植物の 表現型を修飾することができる。 精製されたトウゴマ(R,eomsunis)のシンターゼが得られ、そしてこ れを使用して核酸配列が得られる。そのタンパク質または配列から、他の植物の シンターゼを得ることができる。 この明細書において述べたすべての刊行物および特許出願は、本発明が関係する 技術水準を示す、刊行物および特許出願は、個々の刊行物および特許出願が引用 によって加えることを特別にかつ個々に示すのと同一の程度に、ここにおいて引 用によって加える。 前述の発明は理解を明瞭にする目的で例示および実施例により多少詳細に記載し たが、明らかなようにある種の変化および変更を添付する請求の範囲ないで実施 することができる。 Fl: NTTISAPKKR セルレニン時間経過 セルレニンと共にブレインキュベーション時間、分FIG、! KRI: 5FSTDGWI/APK n へ −〇 〇 a) 的 へ 色 の マ の ψ ψ さ Φ o o Φ lJ) さ i へ ! い い のN F’l F’l N O) (り CD Q) ? 9 9 F+へ へ へ へ へ へ ヘ 〜  l’+ +’l’l m m手続補正書(方式) 平成 夕年 3月ノ5″″日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、長い鎖長のアシル−ACPに比較して短い鎖長のアシル−ACPに対して優 先的活性を有するトウゴマ(R.Communis)から得ることができる、植 物のβ−ケトアシルシンターゼのタンパク質調製物。 2、少なくとも15μモル/分/mgタンパク質の比活性を有する、請求の範囲 第1項に記載のタンパク質調製物。 3、短い鎖長のアシル−ACPに比較して長い鎖長のアシル−ACPに対して優 先的活性を有する、植物のβ−ケトアシルシンターゼのタンパク質調製物。 4、少なくとも1.7μモル/分/mgタンパク質の比活性を有する、請求の範 囲第3項に記載のタンパク質調製物/5、前記調製はトウゴマ(R.commu nis)から得ることができる、請求の範囲第3項に記載のタンパク質調製物。 6、工程: a、トウゴマ(R.communis)の未熟の胚乳のホモジネートを約40重 量%/体積の硫酸アンモニウム溶液で分別し、そして上澄み液を回収し、 b、工程(a)に比較して高く、活性シンターゼタンパク質を有するタンパク質 を沈澱させるために十分な濃度の、硫酸アンモニウムと、前記上澄み液を接触さ せ、 c、工程(b)において回収された沈澱物を再懸濁させ、そして生ずる溶液を反 応性グリーン19アガロース(ReactiveGreen−19Agaros e)のクロマトグラフィーにかけ、そして高い塩の洗浄液中のシンターゼ活性を 有するタンパク質を溶離し、d、工程(c)から調製した部分的に脱塩されたタ ンパク質の分画をACP−セファロース(Sepharose)カラム上に吸収 させ、e、植物のシンターゼ活性を有する分画を100〜250mMのリン酸カ リウム緩衝液の勾配で溶離ずる、 からなる方法に従い調製された、植物のβ−ケトアシルシンターゼのタンパク質 調製物。 7、工程(e)から溶離された最初の主要な分画をSDS−PAGE分析に適用 し、そして約50kDおよび46kDの少なくとも2つの主要なバンドを観察す る工程をさらに含む、請求の範囲第6項に記載のタンパク質調製物。 8、前記50kDのタンパク質調製物は第6図に示すアミノ酸配列からなる、請 求項7に記載のタンパク質調製物。 9、工程(e)からの後期の主要な分画をSDS−PAGE分析に適用し、そし て約50kDの少なくとも1つのバンドを観察する工程をさらに含む、請求の範 囲第6項に記載のタンパク質調製物。 10、請求の範囲第7項に記載の50kDのタンパク質の少なくとも一部分をエ ンコードするcDNA配列。 11、請求の範囲第7項に記載の46kDのタンパク質の少なくとも一部分をエ ンコードするcDNA配列。 12、請求の範囲第9項に記載の50kDのタンパク質の少なくとも一部分をエ ンコードするcDNA配列。 13、異種配列に接合した請求項10〜12のいずれかに記載のcDNAから得 ることができるβ−ケトアシルシンターゼをエンコードする核酸配列。 14、請求項10〜12のいずれかに記載のcDNAから得ることができるβ− ケトアシル−ACPシンターゼの少なくとも一部分をエンコードするcDNA配 列。 15、工程: C2〜C16の鎖長を有するアシル−ACPおよびマロニル−ACPをトウゴマ (R.communis)から得ることができるβ−ケトアシルシンターゼのタ ンパク質調製物と接触させ、ここで前記シンターゼは、前記アシル−ACPおよ びマロニル−ACPの縮合を可能とする条件下に、トウゴマ(R.commun is)細胞に対してして外部に存在する、からなる前記アシル−ACPと前記マ ロニル−ACPとの縮合反応を触媒する方法。 16、前記アシル−ACPはC2〜C14の鎖長を有し、そして前記シンターゼ は長いアシル−ACP脂肪酸に比較して短いアシル−ACP脂肪酸に対して優先 的活性を有する、請求の範囲第15項に記載の方法。 17、前記アシル−ACPはC2〜C16の鎖長を有し、そして前記シンターゼ は短いアシル−ACP脂肪酸に比較して長いアシル−ACP脂肪酸に対して優先 的活性を有する、請求の範囲第15項に記載の方法。 18、前記接触をinvitroで実施する、請求の範囲第15項に記載の方法 。 19、前記接触をinvioで実施する、請求の範囲第15項に記載の方法。 20、植物のシンターゼを発現することができる発現構成体をそのゲノムの中に 組み込んで有する植物細胞を成長させることをさらに含む、請求の範囲第19項 に記載の方法。 21、植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列の少なくとも一部分から なる組み換えDNA構成体。 22、前記植物シンターゼタンパク質はシンターゼ因子Aである、請求の範囲第 21項に記載の組み換えDNA構成体。 23、前記植物シンターゼタンパク質はシンターゼ因子Bである、請求の範囲第 21項に記載の組み換えDNA構成体。 24、生物学的に活性な植物シンターゼをエンコードする、請求の範囲第21項 に記載の構成体。 25、前記配列を第2核酸配列に接合し、前記第2核酸配列は前記第1配列に自 然に接合されていない、請求の範囲第21項に記載の構成体。 26、前記配列は標識に接合されている、請求項21に記載の構成体。 27、前記配列は前躯体の植物シンターゼタンパク質をエンコードする、請求の 範囲第21項に記載の構成体。 28、転写の5′→3′の方向において、宿主細胞の中で機能的である転写調節 領域および前記配列からなる、請求の範囲第21項に記載の構成体。 29、前記配列はセンス配列である、請求の範囲第28項に記載の構成体。 30、前記配列はアンチセンス配列である、請求の範囲第28項に記載の構成体 。 31、前記配列に対して直ぐ5′の宿主細胞の中で機能的である翻訳調節領域お よび前記配列に対して3′の転写/翻訳停止調節領域をさらに含む、請求の範囲 第28項に記載の構成体。 32、転写の5′→3′の方向において、宿主細胞の中で機能的な転写開始調節 領域、前記宿主細胞の中で機能的な翻訳開始調節領域、植物シンターゼタンパク 質をエンコードするDNAセンス配列、および前記宿主細胞の中で機能的な転写 および翻訳停止調節領域からなり、ここで前記植物シンターゼタンパク質をエン コードする配列は前記調節領域のコントロール下にある、宿主細胞の中で植物シ ンターゼタンパク質を生産することができる発現カセットからなる、請求の範囲 第21項に記載の構成体。 33、前記宿主細胞は植物細胞である、請求の範囲第32項に記載の構成体。 34、前記転写開始領域は植物の種子の組織から得られる、請求の範囲第11項 に記載の構成体。 35、前記植物シンターゼタンパク質は長いアシル−ACP担体タンパク質の脂 肪酸に対する優先的活性に要求される、請求の範囲第21項に記載の構成体。 36、前記植物シンターゼタンパク質は短いアシル−4CP担体タンパク賞の脂 肪酸に封ずる優先的活性に要求される、請求の範囲第21項に記載の構成体。 37、前記トウゴマ(Ricinuscommunis)およびブラシカ(Br asssica)から得ることができる、請求の範囲第21項に記載の構成体。 38、請求の範囲第21〜27項のいずれかに記載の植物シンターゼタンパク質 をエンコードする配列からなる宿主細胞。 39、前記細胞を植物細胞である、請求の範囲第38項に記載の細胞。 40、第2組み換えDNA構成体は植物脂質に影響を与えることができる酵素を エンコードする植物の配列の一部分をさらに含む、請求の範囲第39項に記載の 細胞。 41、前記酵素はデサチュラーゼまたはチオエステラーゼである、請求の範囲第 40項に記載の細胞。 42、前記植物細胞はinvivoである、請求の範囲第39項に記載の細胞。 43、前記植物細胞はブラシカ(Brassica)の植物細胞である、請求の 範囲第39項に記載の細胞。 44、組み換えDHA配列から発現された植物シンターゼタンパク質からなるト ランスジェニック宿主細胞。 45、前記宿主細胞は植物細胞である、請求の範囲第44項に記載の細胞。 46、前記植物シンターゼタンパク質は長いアシル−ACP担体タンパク質の脂 肪酸に対する優先的活性に要求される、請求の範囲第45項に記載の細胞。 47、前記植物シンターゼタンパク質は短いアシル−4CP担体タンパク質の脂 肪酸に対する優先的活性に要求される、請求の範囲第45項に記載の細胞。 48、植物シンターゼタンパ質の生産を可能とする条件下に、請求項32〜34 のいずれかに記載の構成体からなる宿主細胞またはその子孫を成長させることか らなる、宿主細胞またはその子孫の中で植物シンターゼタンパク質を生産する方 法。 49、前記宿主細胞は植物細胞であり、そして前記構成体は前記植物細胞のゲノ ムの中に組み込まれる、請求の範囲第48項に記載の方法。 50、前記植物細胞はinvivoである、請求の範囲第49項に記載の方法。 51、請求の範囲第48項に従い生産された植物シンターゼタンパク質からなる 宿主細胞。 52、前記宿主細胞は植物の宿主細胞であり、そして前記構成体は前記植物細胞 のゲノムの中に組み込まれている、請求の範囲第51項に記載の細胞。 53、植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列を転写を可能とする条件 下に、そのゲノムの中にDN構成体を組み込んで有する植物細胞を歳長させるこ とからなり、前記構成体は、転写の5′→3′の方向において、前記宿主細胞の 中で機能的な転写調節領域および植物シンターゼタンパク質をエンコードする配 列からなる、植物細胞の中で脂肪酸の組成を修飾する方法。 54、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列はアンチセンス配列 である、請求の範囲第53項に記載の方法。 55、前記植物シンターゼタンパク質はシンターゼ因子Bである、請求の範囲第 54項記載の方法。 56、前記構成体は、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列に対 して直ぐ5′の宿主細胞の中で機能的な翻訳調節領域および前記配列に対して3 ′の転写/翻訳停止調節領域をさらに含み、そして前記植物シンターゼタンパク 質をエンコードする配列はセンス配列である、請求の範囲第53項に記載の方法 。 57、前記植物細胞は菜種の胚の植物細胞である、請求の範囲第53項に記載の 方法。 58、請求の範囲第53〜57項のいずれかに記載の方法に従い生産された修飾 された遊離脂肪酸の組成を有する植物細胞。 59、胚細胞のゲノムの中に組み換えDNA配列を組み込んで有する植物を、調 節要素の活性を促進する条件下に、成長させて種子を生産し、ここで前記組み換 えDNA配列は脂質の蓄積の間に種子の中で機能的な調節要素の転写のコントロ ール下に植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列の少なくとも一部分を 含んでなり、そして前記種子を収穫する、ことからなる方法に従い生産された、 天然の脂肪酸の組成を有する種子に比較して佳節された脂肪酸の組成を有する植 物の種子。 60、前記植物はブラシカ・ナプス(Brassicnapus)である、請求 の範囲第59項に記載の種子。 61、前記種子は菜種である、請求の範囲第59項に記載の種子。 62、植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列を転写を可能とする条件 下に、そのゲノムの中にDNA構成体を組み込んで有する植物細胞を成長させる ことからなり、前記構成体は、転写の5′→3′の方向において、前記宿主細胞 の中で機能的な転写調節領域および植物シンターゼタンパク質をエンコードする 配列からなる、菜種の作物植物から生産されたトリグリセリドの脂肪酸の組成を 修飾する方法。 63、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列はアンチセンス配列 である、請求の範囲第62項に記載の方法。 64、前記構成体は、前記植物シンターゼタンパク質をエンコードする配列に対 して直ぐ5′の宿主細胞の中で機能的な翻訳調節領域および前記配列に対して3 ′の転写/翻訳停止調節領域をさらに含み、そして前記植物シンターゼタンパク 質をエンコードする配列はセンス配列である、請求の範囲第62項に記載の方法 。 65、前記植物細胞は菜種の胚の植物細胞である、請求の範囲第62項に記載の 方法。 66、請求の範囲第62〜65項のいずれかに記載の方法に従い生産されたトリ グリセリドの修飾された脂肪酸の組成を有する植物細胞。 67、前記作物の植物は、菜種、ヒマワリ、ベニバナ、ワタ、クフエア(cup hea)、ダイズ、ナンキンマメ、ココナツ、ギネアアブラナヤシおよびトウモ ロコシから成る群より選択される、請求の範囲第62〜63項のいずれかに記載 の方法。 68、請求の範囲第58〜60項のいずれかに記載の方法に従い生産された種子 から分離された植物の種子の油。 69、ブラシカ(Brassica)の油からなる請求の範囲第68項に記載の 油。
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