JPH0667318B2 - クラスii−制限酵素、その作成法及び、相補的二本鎖dna−配列の認識及び切断法 - Google Patents

クラスii−制限酵素、その作成法及び、相補的二本鎖dna−配列の認識及び切断法

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JPH0667318B2
JPH0667318B2 JP3101183A JP10118391A JPH0667318B2 JP H0667318 B2 JPH0667318 B2 JP H0667318B2 JP 3101183 A JP3101183 A JP 3101183A JP 10118391 A JP10118391 A JP 10118391A JP H0667318 B2 JPH0667318 B2 JP H0667318B2
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
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    • C12N9/22Ribonucleases RNAses, DNAses
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規のクラスII−制限
酵素SwaI、その作成法及びその使用に関する。
【0002】
【従来の技術】クラスII−制限酵素は、特定のDNA
−配列を認識し、切断することのできるエンドデオキシ
リボヌクレアーゼである。この場合標的配列中の2つの
ホスホジエステル結合、すなわち各ポリヌクレオチド鎖
につき1つずつを加水分解する。従ってクラスII−制
限酵素はDNA−分子の解析にとって重要である。多く
のDNA−配列に対して特異的なクラスII−制限酵素
はすでに公知であるが、DNA−配列に対して特異的で
また公知の制限酵素のいずれからも従来認識し得ない別
のクラスII−制限酵素を作成することの必要性はなお
依然して存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、従来
この種のいずれの酵素からも認識することのできなかっ
た配列を特異的に認識し、切断することのできる新規の
制限酵素を提供することを根本課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、認識配列及び標識によって特定された切断位置:
【0005】
【化4】
【0006】を有するクラスII−制限酵素によって解
決される。
【0007】本発明による新規制限酵素(以後SwaI
と記載する)は25℃の最適温度を有する。この酵素は
トリス/HCl−緩衝液(DTE(ジチオトレイトー
ル)1.0mモル/l、MgCl10mモル/l及びN
aCl100mモル/lを有する)50mモル/l中で
pH7.0〜pH8.0間で良好な活性を有する。最適
pHはpH7.5である。
【0008】認識配列はウイルス:SV40及びアデノ
2、ファージ:ラムダ、T7及びファイX174、及び
ファージ誘導体:M13mp7並びにプラスミドpBR
322及びpBR328の各DNAを完全に消化するこ
とによって確認することができる。これらのDNA−分
子はSwaIで処理される。
【0009】第I表は次の配列:5′−ATTTAAA
T−3′ を認識する酵素に関し、実験的に観察された切断位置特
異性を、コンピュータで決定された切断位置特異性と比
較して示すものである。
【0010】
【表1】
【0011】酵素の認識配列内の切断位置をM13−誘
導体で決定するが、この場合誘導体は普遍的な配列決定
プライマー[メッシング(J.Messing)その他
の論文(1981)、“Nucl.Acids Re
s.”、309〜321]の結合位置に対して約30
〜200塩基の間隔でこの認識配列を有する。まずM1
3−誘導体の一本鎖DNAで普遍的な配列決定プライマ
ーを用いてチエインターミネーター法により配列反応を
行う(サンガー(F.Sanger)その他、(197
7)、“Pros.Natl.Acad.Sci.US
A”、74、560〜564、メッシング(J.Mes
sing)その他、(1981)、“Nucl.Aci
ds Res.”、、309〜321)。
【0012】これと並行して配列決定プライマーを、T
4−ポリヌクレオチド−キナーゼ及び[γ−32P]AT
Pでその5′−末端を放射能で標識する。5′−末端を
標識した配列決定プライマーを一本鎖M13−DNAに
混成した後、DNAポリメラーゼI、(クレノウ酵素)
及び、dATP、dCTP、dGTP及びdTTPから
なるデオキシヌクレオチド三リン酸混合物と取込反応を
実施することにより、部分的に二本鎖DNAを作成す
る。新たに合成された鎖が5′−末端を放射能で標識さ
れているこのDNAを、制限酵素SgrAIで切断す
る。切断産物の半分を付加的に更にT4DNAポリメラ
ーゼで4種のデオキシヌクレオチド三リン酸のすべてか
らなる混合物の存在において処理することにより、平滑
なDNA−末端を得る。
【0013】反応生成物の解析は配列決定ゲル(尿素8
モル/l、5%ポリアクリルアミド)での電気泳動及び
その後のオートラジオグラフィにより行う。その結果の
解説はブラウン(N.L.Brown)及びスミス
(M.Smith)(“Methods in Enz
ymology”、65(1980)、391〜40
1)によって行われている。放射能で標識した断片の鎖
長を配列リーダと比較することによって切断位置を決定
する。付加的にT4DNAポリメラーゼで処理したプロ
ーブはSwaIで切断されたプローブと比較した際各バ
ンドの同一鎖長を示す。これによりSwaIは平滑なD
NA−末端を生じることが明らかである。SwaIの切
断は従って次の特異性を有する標識配列内で行われる:
【0014】
【化5】
【0015】実験的に決定された切断位置の数は、配列
5′−ATTTAAAT−3′ に関し種々のDNAでコンピュータ解析することによっ
て得られた切断位置の数と一致する(第I表)。付加的
にこれらのデータを更に“Gene”、10(198
0)357〜370からの各表と比較した。
【0016】SwaIは、ブドウ球菌(Staphyl
ococcus)属のスタフィロコッカス・ワルネリ
(Staphylococcus Warneri)種
の微生物、特にスタフィロコッカス・ワルネリDSM5
872を培養し、この酵素を細胞から得ることによっ
て、作成することができる。微生物スタフィロコッカス
・ワルネリはドイツ微生物寄託局(DSM)(Masc
heroder Wegl6、3300Braunsc
hweig、BRD在)に寄託され、寄託番号DSM5
872を有する。
【0017】この作成には通常の生化学精製法を使用す
ることができ、この場合その都度得られた分画で酵素の
存在を、その認識配列の切断により容易に検出すること
ができる。基質としては例えばアデノ2−DNAが適し
ている。得られたDNA−断片はアガロースゲル内で断
片分離に常用の緩衝系において臭化エチジウムの存在で
電気泳動的に分離する。
【0018】酵素を作成するために使用した微生物はD
ifco社製の脳−心臓−浸出培地中で好気的に成長さ
せる。最適の成長条件は37℃、pH6.5〜7.5で
ある。倍加時間は約3時間である。
【0019】酵素を分離し、通常の化学的及び機械的方
法により、例えば高圧分散、超音波又は酵素的破壊によ
って精製する。本発明による方法の1つの優れた実施態
様では細胞をフレンチプレスを介して破壊する。上澄み
の他の精製はアフィニティ−クロマトグラフィ及びイオ
ン交換クロマトグラフィを介して実施するのが有利であ
る。アフィニティクロマトグラフィ用の材料としては例
えばヘパリン−セファロースCL−6B(Pharma
cia社製)が適当である。適当な陽イオン交換体は例
えばホスホ−セルロース(Whatman社製)であ
る。陰イオン交換体としてはDEACファスト−フロー
(DEAC fast−flow)の商品名で市販され
ている生成物(Pharmacia社製)が適してい
る。しかし当業者に公知の他のクロマトグラフィ材料も
また適している。
【0020】
【実施例】次の各実施例により本発明を更に詳述する。
【0021】例 1 スタフィロコッカス・ワルネリDSM5872を37℃
で12〜15時間培養し、対数期の終りに収集する。培
地としては脳−心臓培地(Brain Heart M
edium、Difco社製)を使用する。
【0022】細胞パスタ(生重量30g)を、プロテア
ーゼインヒビターを含む緩衝液A(トリス−HCl40
mモル/l、pH8.0、EDTA0.1mモル/l、
2−メルカプトエタノール7mモル/l)2.4容量に
再度懸濁させる。引続き細胞をフレンチプレスの反復工
程によって23,000lb/in2で破壊し、沈殿を
分離する。上澄みにNH4Clを加える(最終濃度0.
1モル/l)。ポリミン−沈殿によって核酸を除去す
る。引続き遠心分離した上澄みをヘパリン−セファロー
スカラムで分画する。溶出するためNaCl0〜1モル
/lの勾配を使用する。SwaIはNaCl0.4〜
0.6モル/lの分画中に認められる。活性分画を緩衝
液B(トリス−HCl40mモル/l、pH8.0;E
DTA0.1mモル/l;2−メルカプトエタノール7
mモル/l;10%(w/v)グリセリン)に対して平
衡化し、DEAE−ファスト−フローカラムで分画す
る。溶出するためNaCl0〜0.5モル/lの勾配を
使用する。活性分画を緩衝液Bに対して透析する。
【0023】引続きこれを、緩衝液Bで平衡化したホス
ホセルロース−カラムに装入する。溶出のため緩衝液B
でNaCl0〜1モル/lの勾配を使用する。SwaI
はNaCl0.3〜0.5モル/lの分画中に認められ
る。
【0024】各活性分画を収集し、貯蔵緩衝液(トリス
−HCl20mモル/l、pH8.0;2−メルカプト
エタノール10mモル/l、NaCl100mモル/
l、EDTA0.1mモル/l及び50%(v/v)グ
リセリン)に対して透析する。 例 2 活性の測定 酵素単位の特定:SwaI1Uは、最終容量25μlで
アデノ2−DNA1μgを25℃で1時間以内に切断す
る。
【0025】インキュベーション緩衝液(トリス−HC
l500mモル/l、pH7.5、37℃、塩化マグネ
シウム100mモル/l、NaCl1モル/l及びDT
E10mモル/l)2.5μlの混合物に、水17.9
μl及びアデノ2−DNA(光学密度:5.6OD/m
l)3.6μl並びにSwaI−溶液(1U/μl)1
μlを加える。この溶液を25℃で1時間インキュベー
トし、氷上で冷却し、尿素7mモル/l、20%(w/
v)サッカロース、EDTA60mモル/l及び0.0
1%(w/v)ブロムフェノールブルーからなる停止−
試薬5μlを加える。引続き分離を電気泳動法により1
%アガロースゲル中で100Vで3〜4時間行う。得ら
れたバンドをDNA長さの基準と比較して同定する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マックス レヒナー ドイツ連邦共和国 ペンツベルク フィッ シュハーバーシュトラーセ 61 (72)発明者 ブルーノ フライ ドイツ連邦共和国 ペンツベルク ホッホ フェルトシュトラーセ 50 (72)発明者 ミヒャエル ヤルシュ ドイツ連邦共和国 バート ハイルブルン ウンターカルプフゼー 11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタフィロコッカス・ワルネリDSM5
    872から得られ、認識配列及び標識によって特定され
    た切断位置: 【化1】 を有しかつ25℃の最適温度及びpH7.5の最適pH
    を有するクラスII−制限酵素。
  2. 【請求項2】 スタフィロコッカス・ワルネリDSM5
    872から得られ、認識配列及び標識によって特定され
    た切断位置: 【化6】 を有しかつ25℃の最適温度及びpH7.5の最適pH
    を有するクラスII−制限酵素を得るに当り、スタフィ
    ロコッカス・ワルネリDSM5872を培養し、酵素を
    細胞から得ることを特徴とするクラスii−制限酵素の
    作成法。
  3. 【請求項3】 スタフィロコッカス・ワルネリDSM5
    872から得られ、認識配列及び標識によって特定され
    た切断位置: 【化7】 を有しかつ25℃の最適温度及びpH7.5の最適pH
    を有するクラスII−制限酵素を使用することを特徴と
    する、相補的二本鎖DNA−配列:5′ーATTTAA
    AT−3′の認識及び切断法。
JP3101183A 1990-05-07 1991-05-07 クラスii−制限酵素、その作成法及び、相補的二本鎖dna−配列の認識及び切断法 Expired - Fee Related JPH0667318B2 (ja)

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EP0456086B1 (de) 1995-08-02
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DE4014524A1 (de) 1991-11-14
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