JPH068317B2 - 新規ポリペプチド - Google Patents

新規ポリペプチド

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JPH068317B2
JPH068317B2 JP62326384A JP32638487A JPH068317B2 JP H068317 B2 JPH068317 B2 JP H068317B2 JP 62326384 A JP62326384 A JP 62326384A JP 32638487 A JP32638487 A JP 32638487A JP H068317 B2 JPH068317 B2 JP H068317B2
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宏昌 宮地
盛幸 佐藤
正実 岡部
真 森本
菁莪 伊藤
基生 山崎
義春 横尾
和夫 山口
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Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒト顆粒球コロニー刺激因子(以下hG-CSFと略
記する)ポリペプチドの一部のアミノ酸が他種のアミノ
酸で置換されるか、および/または一部のアミノ酸が欠
失したアミノ酸配列を有する新規ポリペプチドの内、特
に第1番目のアミノ酸残基がアラニン(Ala)に、第3
番目のアミノ酸残基がスレオニン(Thr)に、第4番目
のアミノ酸残基がチロシン(Tyr)に、第5番目のアミ
ノ酸残基がアルギニン(Arg)に、および第17番目のア
ミノ酸残基がセリン(Ser)にすべて置換されたポリペ
プチド(以下ND28と略称する)、並びに該ND28をコード
するDNAを組み込んだ組換え体プラスミドを含む細菌
を用いるND28の製造法に関する。
産業上の利用分野 ヒト顆粒球コロニー刺激因子(hG−CSF)は、造血
幹細胞を増殖・分化させ種々の血球を形成させる際に必
須なポリペプチドの1種で、主として顆粒球、なかでも
好中球の増加を促進する効果をもつ。好中球は生体の感
染防御において重要な役割を担っているが寿命が短く、
前駆細胞の恒常的な増殖・分化によって常に補給されて
いなければならない。近年広く行われている増殖性腫瘍
に対する治療は、同時に好中球前駆細胞の増殖を阻止す
るため、担癌患者の感染防御機能を低下させるという重
篤副作用をもつ。hG−CSFは、好中球の増加を促進
することにより、この副作用を軽減し、他方、感染症を
予防・治療する効果をもつものと期待される。さらに、
hG−CSFには、白血病細胞株をin vitro
おいて分化させる活性があり、白血病に対する治療薬と
なる可能性もあるものとみられる。本発明のhG−CS
Fポリペプチド誘導体は、既知のhG−CSFよりすぐ
れたhG−CSF活性を有しており、医薬品としての利
用が期待される。
従来の技術 近年急速に発展してきた組換えDNA技術により、血球
の増殖・分化に係わるタンパク質性の因子の遺伝子が次
々と単離されてきた。それらの因子は、微生物や動物細
胞を利用して遺伝子工学の手法で生産されている。
hG−CSFは、長田らがヒト扁平上皮癌細胞株CHU
−IIよりcDNAを単離してその塩基配列を決定し、C
OS細胞での発現を報告している〔長田ら:ネイチャー
(Nature)319,415(1986)〕。また、スーザ(Souz
a)らはヒト膀胱癌細胞株5637よりcDNAを単離して
その塩基配列を決定し、大腸菌での発現を報告している
〔スーザら:サイエンス(Science)232,61(198
6)〕。
上記2つのcDNAによってコードされるタンパク質の
アミノ酸配列と本発明者が正常人末梢血マクロファージ
より単離したcDNAによってコードされるタンパク質
のアミノ酸配列(第1表)とは一致している。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、比活性が高く、血中での安定性の高い
hG−CSFポリペプチド誘導体を安価に大量に製造す
る手段を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、第1表に示されたhG−CSFのcDN
Aを改変し、改変したcDNAを組み込んだプラスミド
を担う大腸菌を培養することにより、またプロテアーゼ
を用いるポリペプチドの限定分解により比活性の高いh
G−CSFポリペプチド誘導体を製造できることを見出
し、本発明を完成するに至った。
発明の具体的説明 本発明によれば、新規なhG−CSFポリペプチド誘導
体、及び該ポリペプチド誘導体をコードするDNAを組
み込んだ組み換え体プラスミドを含む細菌を用いる新規
なhG−CSFポリペプチド誘導体の製造法が提供され
る。
本発明のhG-CSFポリペプチド誘導体は、hG-CSFポリペプ
チドの内、第1番目のアミノ酸残基がアラニン(Ala)
に、第3番目のアミノ酸残基がスレオニン(Thr)に、
第4番目のアミノ酸残基がチロシン(Tyr)に、第5番
目のアミノ酸残基がアルギニン(Arg)に、および第17
番目のアミノ酸残基がセリン(Ser)にすべて置換され
たポリペプチド(以下ND28と略称する)である。
本発明の組換え体プラスミドは、上記hG−CSFポリ
ペプチド誘導体をコードするDNA断片がDNAの発現
機能を持つ適当なプラスミドに組み込まれたものであ
る。
第1表に示されるhG−CSFをコードするDNAとし
ては、hG−CSFをコードするメッセンジャーRNA
から組換えDNA技術で逆転写して得られるcDNA
(hG-CSFcDNA)または染色体DNAから得られるhG−
CSFをコードするDNAなどが利用できる。
hG−CSFcDNAとしては、hG−CSFをコード
しているものであればいかなるものも用いることができ
るが、具体的にはpCSF1−2を用いることができ
る。pCSF1−2は、本発明者によって製造されたも
のであり、その製造法は参考例1に記載されている。
pCSF1−2中のhG−CSFcDNAは、M13フ
ァージを用いたディデオキシ・シークエンス(dideoxy
sequence)法〔ジェイ・メシング(J.Messing)ら:ジ
ーン(Gene)19,269(1982)〕により決定された第1
表に示す塩基配列を有している。
宿主微生物としては、本願のプラスミドを発現できるも
のであればいずれの微生物でもよく、例えば細菌、好ま
しくは大腸菌が用いられる。
pCSF1−2は第1図に示した制限酵素地図を有する
プラスミドで、それを含む大腸菌はEscherichia coli E
CSF1-2(FEMR BP-1220)として昭和61年11月27日
付で工業技術院微生物工業技術研究所(微工研)に寄託
されている。
hG−CSFポリペプチド誘導体をコードするDNAを
組み込むプラスミドとしては、大腸菌で該DNAが発現
できるものならいかなるプラスミドでも使うことができ
る。
好ましくは、適当なプロモーター、例えば、trp系、
ac系のプロモーターの下流に外来DNAを挿入するこ
とができ、しかもシャイン−ダルガノ配列(以下SD配
列と略記する)と開始コドン(ATG)の間を適当な距
離、例えば6〜18塩基対に調節したプラスミドを用い
ることができる。
具体的に好適なプラスミドとしては、pKYP10(特開
昭58-110600)、pLSA1(参考例3)、pGEL1
〔関根ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・
アカデミー・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Acad.Sc
i.)、USA82,4306(1985)〕、pKYP26(特開
昭62-48699)、pBR322〔ボリバー(Bolivar)
ら:ジーン(Gene),95(1977)〕などがあげられる。
hG−CSFポリペプチドおよびその誘導体をコードす
るDNAとベクターDNAとの組換えは、制限酵素を用
いて両DNAを消化後、T4DNAリガーゼを用いて結
合する一般的組換えDAN技法を用いて行うことができ
る。結合に際しては、制限酵素を用いて消化したDNA
断片の末端を、DNAポリメラーゼI・クレノー断片を
用いる埋め込み反応、T4DNAポリメラーゼを用いる
埋め込み反応または削り込み反応を利用して加工する方
法やDNAリンカーを用いる方法によっても行うことが
できる。
hG−CSFcDNAとしてpCSF1−2を、該DN
Aを組み込むためのプラスミドとしてpGEL1,pK
YP10,pKYP26,pBR322,pLSA1を用い、
また必要な場合には、化学合成したDNAリンカーや部
位特異的変異を用いて、hG−CSFポリペプチド誘導
体をコードするDNAを組み込んだ組換え体プラスミド
を造成する例を以下に述べる。
第1図に示したようにしてpCSF1−2〔約4.5キロ
ベース(以下kbと略記する)〕をApaIとBamHIで切断
し、低融点アガロースゲル電気泳動法(LGT法)〔エ
ル・ウィスランダー(L.Wieslander):アナリティカル
・バイオケミストリイ(Analytical Biochemistry)
,305(1979)〕にて約1.5kbのDNA断片を精製する。
次いで、pLSA1をBanIIIとBamHIで切断し
た後、LGT法にて約2.8kbのDNA断片を精製する。
このようにして得られた両DNA断片と、第1図に示し
た合成DNAをT4DNAリガーゼにより結合しpCf
TA1を得る。
次いで、第2図に示したようにして、pCfTA1をBamH
Iで切断後、クレノー断片で処理することにより突出末
端を平滑末端に変換し、さらにEcoRIで切断後、約
2.5kbのDNA断片をLGT法により精製する。別にp
CfTA1をEcoRIとDraIで切断後、約1.0kb
のDNA断片をLGT法により精製する。このようにし
て得たDNA断片をT4DNAリガーゼにより結合し、
pCfTB20を得る。
さらに、第3図のように、pCSF1−2をApaIと
BamHIで切断後、約1.5kbのDNA断片をLGT法
により精製する。また、pGEL1をHindIII、B
amHIおよびPstIで切断後、約1.7kbのDNA断
片をLGT法により精製する。一方、pKYP10をP
stIとBanIIIで切断後、約1.1kbのDNA断片をL
GT法により精製する。これら3つのDNA断片と第3
図に示した合成DNAをT4DNAリガーゼにより結合
し、pCfTL23,pCfTL38,pCfTL35,pCfTL41を得、また、
これら3つのDNA断片と第4図に示した合成DNAを
T4DNAリガーゼにより結合し、pCfTM14,pCfTM17,
pCfTM113を得る。
さらに、第5図に示すように、pCfTA1をBanII
IとStuIで切断後、hG−CSFcDNAを含む約1.3
kbのDNA断片をLGT法により精製する。また、pK
YP26をBamHIで切断後、DNAポリメラーゼI・
クレノー断片で処理することにより突出末端を平滑末端
に変換し、さらにPstIで切断後、LGT法にて約1.
8kbのDNA断片を精製する。一方、pGEL1をBa
nIIIとPstIで切断後、約1.0kbのDNA断片をLG
T法により精製する。こうして得られた3つのDNA断片
をT4DNAリガーゼで結合することにより、pCfW
D1を得る。
さらに、第6図に示すように、pCfTL38をHind
IIIとBglIIで切断後約2.6kbのDNA断片をLGT法
により精製する。また、pCfTL38をHindIIIと
DpnIで切断後、約300bpのDNA断片をLGT法
により精製する。一方、pCfTB20をAvaIで切
断後、クレノー断片で処理することにより突出末端を削
り、さらにBgl IIで切断後、約480bpのDNA断片を
LGT法により精製する。こうして得た3つのDNA断
片をT4DNAリガーゼで結合することによりpCfT
95K19を得る。さらに、同じく第6図に示すようにし
て、pCfT95K19をBanIIIとBglIで切断後約
1.0kbのDNA断片を、またBglIのみで切断後約1.8
kbのDNA断片を、LGT法により精製する。一方、pC
fT95K19をBglIとSau3Aで切断後、約350bp
のDNA断片をLGT法により精製する。こうして得ら
れる3つのDNA断片と、第6図中段に示した合成DN
AをT4DNAリガーゼで結合し、pCfAA1を得
る。さらに、同じく第6図に示すようにして、pCfA
A1をXhoIとBglIで切断後、約3.0kbのDNA断片
をLGT法により精製する。このDNA断片と上記pCfT
95K19のBglI−Sau3A断片(約350bp)およ
び第6図下段に示す合成DNAをT4DNAリガーゼで
結合し、pCfAB5およびpCfAB14を得る。さ
らに、第7図に示すように、pCfAB5をAvaIとBgl
IIで切断後、約2.8kbのDNA断片をLGT法により精製す
る。また、pCfWD1をBglIIとAvaIで切断後、約1.
3kbのDNA断片をLGT法により精製する。こうして
得られた両DNA断片をT4DNAリガーゼで結合し、
pCfBA8を得る。また、pCfAB14をAvaIと
BalIIで切断後LGT法により精製される約2.8kbの
DNA断片と、前記pCfWD1のBglII、AvaI断片約
1.3kbとをT4DNAリガーゼで結合し、pCfBA32
を得る。さらに、同じく第7図に示すように、pCfB
A8をBan III、BglII、XhoIで切断後、約1.4kb
と約2.7kbのDNA断片をLGT法により精製する。こ
うして得られる2つのDNA断片と第7図に示した合成
DNAリンカーをT4DNAリガーゼで結合させ、pC
fBB101、pCfBC52、pCfBC59、pCfBD2
8、pCfBD56、pCfBC42B1、pCfBC45、
pCfBC76、pCfBC77、pCfBC93、pCfB
C95、pCfBC97、pCfBD82を得る。第8図に示
すように、pBR322をPstIで切断後、T4DN
Aポリメラーゼで突出末端を削り、T4DNAリガーゼ
を用いてBglIIリンカーを挿入し、さらにEcoRI
とBglIIで切断後、約3.6kbのDNA断片をLGT法
により精製する。
一方、上記で得られるpCfBB101、pCfBC52、pCfBC59、pC
fBD28、pCfVBD56をEcoRIとBglIIで切断後、約
1.8kbのDNA断片を各々LGT法により精製する。こ
うして得られる約3.6kbと約1.8kbのDNA断片を各々T
4DNAリガーゼで結合することにより、各々、pCfCB1
01、pCfCC52、pCfCC59、pCfCD28、pCfCD56を得る。
他方、pCfBA8をBanIII、BglII、XhoI
で切断後、約1.4kbと約2.7kbのDNA断片をLGT法に
より精製する。こうして得られる2つの断片と第14図
に示した合成DNAリンカーをT4DNAリガーゼで結
合させ、pCfTNS7およびpCfTAArg4Sを得る。
加えて、第15図に示すようにpCfTNS7をPvu
I、XhoIで切断後、約1kbのDNA断片をLGT法
により精製する。またpCfBA32をPvuI、Xho
Iで切断後、約3kbのDNA断片をLGT法により精製
する。こうして得られる2つの断片をT4DNAリガー
ゼで結合させ、pCfTN205を得る。同様に、pCf
TAArg4SをPvuI、XhoIで切断後、LGT法で
精製して得られる約1kbの断片と、前記pCfBA32を
PvuI、XhoIで切断して得られる約3kbのDNA
断片とをT4DNAリガーゼで結合させpCfTAArg4
を得る。また、pCfBA8をBanIII、Bgl II、H
indIIIで切断後、約1.4kbと約2.7kbのDNA断片を
LGT法により精製する。こうして得られる2つの断片
と第16図に示した合成DNAリンカーをT4DNAリガー
ゼで結合させ、pCfTNS301、pCfTNS401を得
る。さらに第12図に示すようにpCfBA8をXho
Iで切断後、クレノー断片で処理することにより突出末
端を平滑末端に変換し、さらにPvuIで切断後、約3
kbのDNA断片をLGT法により精製する。別に、AT
GベクターpTrS20(参考例4)をSacIで切断
後、クレノー断片で処理して突出末端を平滑末端に変換
し、さらにPvuIで切断後、LGT法により約1kbのD
NA断片を精製する。こうして得られる2つの断片をT
4DNAリガーゼで結合させ、pCfTNS501を得
る。
部位特異的変異を用いる例としては、第17図に示すよ
うに、pCfBD28をBanIIIとPstIで切断後、
約210bpのDNA断片をLGT法により精製する。ま
た、M13ファージベクターのM13mp19RFDNA
をAccIとPstIで切断後、約7.24kbのDNA断片
をLGT法により精製する。こうして得られる2つのD
NA断片をT4DNAリガーゼにより結合し、PT19BD2
8Nを得る。ついで、このpt19BD28Nを大腸菌
JM105にトランスフェクションし、得られたファー
ジより一本鎖pt19BD28Nを得る。同じく第17
図に示すようにして、M13mp19RFDNAをHin
dIIIとEcoRIで切断後、約7.2kbのDNA切断をL
GT法により精製する。この約7.2kbのDNA断片と上
記で得られた一本鎖pt19BD28Nを混合し、変性
処理の後再びアニールさせることによりギャップト・デ
ュプレックスDNAを生成させ、LGT法によりこれを精
製する。ついでこのギャップト・デュプレックスDNA
に第17図に示した合成DNAをアニールさせた後、ク
レノー断片とT4DNAリガーゼにより環状化する。こ
の環状化DNAを大腸菌JM105株にトランスフェク
ションし、部位特異的変異が導入されたpt19BD2
8NA17,pt19BD28NT17を得る。さらに
同じく第17図に示すようにしてpt19BD28NA1
7,pt19BD27NT17をAvaIとXhoIで切断
後、約110bpのDNA断片を各々LGT法により精製
する。一方、pCfBD28をXhoIとBglIIで切
断後、約2.74kbのDNA断片をLGT法により精製す
る。また、pCfBD28をBglIIとAvaIで切断
後、約1.29kbのDNA断片をLGT法により精製する。
こうして得られる約110bp,約2.74kb,約1.29kbのDN
A断片を各々T4DNAリガーゼで結合することによ
り、各々pCfBD28A17,pCfBD28T17
を得る。
上記組換え技法における反応の条件は、一般的に下記の
とおりである。
DNAの制限酵素による消化反応は通常0.1〜20μgの
DNAを2〜200mM(好ましくは10〜40mM)のTr
is−HC(pH6.0〜9.5好ましくはpH7.0〜8.0)、0
〜200mMのNaC、2〜20mM(好ましくは5〜10
mM)のMgC2を含む反応液中で、制限酵素0.1〜10
0単位(好ましくは1μgのDNAに対して1〜3単
位)を用い、20〜70℃(至適温度は用いる制限酵素
により異なる)において、15分間〜24時間行う。反
応の停止は、通常55〜75℃で、5〜30分間加熱す
ることによるが、フェノールまたはジエチルピロカーボ
ネートなどの試薬により制限酵素を失活させる方法も用
いることができる。
制限酵素消化によって生じたDNA断片あるいはギャッ
プト・デュプレックスDNAの精製は、LGT法やポリ
アクリルアミドゲル電気泳動法〔エイ・エム・マキサム
(A.M.Maxam)ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナシ
ョナル・アカデミィ・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Ac
ad.Sci.),USA74,560(1977)〕などによって行う。
DNA断片の結合反応は、2〜200mM(好ましくは1
0〜40mM)のTris−HC(pH6.1〜9.5、好まし
くはpH7.0〜8.0)、2〜20mM(好ましくは5〜10mM)の
MgC2、0.1〜10mM(好ましくは0.5〜2.0mM)のA
TP、1〜50mM(好ましくは5〜10mM)のジチオス
レイトールを含む反応液中で、T4DNAリガーゼ0.3
〜10単位を用い、1〜37℃(好ましくは3〜20℃)
で15分間〜72時間(好ましくは2〜20時間)行
う。
結合反応によって生じた組換え体プラスミドDNAは、
必要によりコーエンらの形質転換法〔エス・エヌ・コー
エン(S.N.Cohen)ら:プロシーディング・オブ・ザ・
ナショナル・アカデミィ・オブ・サイエンス(Proc.Nat
l.Acad.Sci.)USA69,2110(1972)〕によって、大腸菌
に導入する。
結合反応によって生じた組み換え体M13ファージRF
DNAは、必要により公知のトランスフェクション法
〔口野嘉幸ら:蛋白質・核酸・酵素29,294(1984)〕
によって、大腸菌JM105株〔ジェイ・メシング(J.
Messing)ら:ジーン(Gene)33,103(1985)〕に導入
する。
組換え体プラスミドDNAおよび組み換え体M13ファ
ージRFDNAを持つ大腸菌から該DNAの単離は、バ
ーンボイムらの方法〔エイチ・シー・バーンボイム(H.
C.Birnboim)ら:ヌクレイック・アシッド・リサーチ
(Nucleic Acids Res.),1513(1979)〕などを用いて
行う。
組み換え体M13ファージからの一本鎖DNAの単離は
公知の方法〔口野嘉幸ら:蛋白質・核酸・酵素29,29
4(1984)〕に従って行う。
プラスミドDNAを1〜10種類の制限酵素で消化後ア
ガロースゲル電気泳動あるいはポリアクリルアミドゲル
電気泳動により切断部位を調べる。さらにDNAの塩基
配列を決定する必要があるときはM13ファージを用い
たディデオキシ・シークエンス(dideoxy sequence)法
〔ジェイ・メシング(J.Messing)ら:ジーン(Gene)
19,269(1982)〕によって決定する。
以上のような条件で組換え体プラスミドDNAを製造す
ることができる。
本発明のhG−CSFポリペプチド誘導体は以下のとお
りに製造できる。
すなわち、プラスミド(例えばpCfBD28)を用いて
大腸菌K−12HB101を形質転換させ、アンピシリ
ン耐性(Apr以下同じ)のコロニーの中からプラスミ
ド(例えばpCfBD28)を有する大腸菌を選びだす。
プラスミド(例えばpCfBD28)を有する大腸菌を
培地に培養することにより培養物中にhG−CSFポリ
ペプチド誘導体を生成させることができる。
ここで用いる培地としては大腸菌の生育ならびにhG−
CSFポリペプチド誘導体の生産に好適なものならば合
成培地、天然培地のいずれも使用できる。
炭素源としては、グルコース、フラクトース、ラクトー
ス、グリセロール、マンニトール、ソルビトールなど
が、窒素源としては、NH4C、(NH42SO4、カ
ザミノ酸、酵母エキス、ポリペプトン、肉エキス、バク
トトリプトン、コーン・スティープ・リカーなどが、そ
の他の栄養源としてはK2HPO4、KH2PO4、NaC
、MgSO4、ビタミンB1、MgC2などが使用で
きる。
培養はpH5.5〜8.5、温度18〜40℃で通気攪拌培養に
より行われる。培養5〜90時間で培養菌体中にhG−
CSFポリペプチド誘導体が蓄積するので、培養物から
菌体を集菌し、菌体を超音波処理により破砕し、遠心し
て菌体残渣を得る。この菌体残渣からマーストンらの方
法〔F.A.O.Marstonら:BIO/TECHNOLOGY,800(1984)〕
によりhG−CSFポリペプチド誘導体を抽出・精製・
可溶化・再生し、該誘導体でマウス骨髄細胞を処理し、
軟寒天中に形成されるコロニー数を指標としたアッセイ
法によりhG−CSFポリペプチド誘導体の定量を行
う。
本発明におけるG−CSF活性の測定は以下のように行
う。8〜12週令のC3H/He雄マウス(静岡実験動
物協同組合)の大腿骨より骨髄細胞を無菌的にとり出
し、牛胎児血清(FBS)を10%添加したα−Minimu
m Essential Medium(Flow Laboratories,以下α−ME
M培地と略す)に懸濁する。この細胞(約5×10
7個)懸濁液1.5mlを、ナイロン・ウール(Nylon wool)
(和光純薬、Nylon Fiber 146-04231)をつめたカラム
(0.3g)に浸漬し、5%CO2インキュベーター内にて3
7℃90分間反応させる。次いで予め37℃に加温したα
−MEM培地をカラムに流し、溶出してくるナイロン・
ウール非吸着性の骨髄細胞を得る。この細胞をα−ME
M培地で一回洗浄し、所定の濃度に調整する。
次いで、岡部らの方法〔Okabe T.et al.,Cancer Resear
ch44、4503-4506(1986)〕に準じて骨髄造血幹細胞コ
ロニー形成能を測定する。すなわち、α−MEM 0.2m
l、FBS 0.4mlおよび2段階稀釈した各サンプル0.2m
lの混液に、上記の方法で調整した骨髄細胞(2×106
個/ml)の0.2mlを混和する。これに42℃に保温した
0.6%寒天(Difco,Agar purified # 0560-01)溶液を等
量(1.0ml)混和し、その0.5mlを24穴マルチディッシュ
(Nunc社製、#143982)に播種する(5×104個/dis
h,n=3)。5%CO2インキュベーター中で37℃7
日間培養し、40個以上の細胞からなるコロニーの数を顕
微鏡(Olympus社製、X40)で計数する。コロニー計数
後、注意深くスライドグラス上にとり出し、アセトン・
ホルマリン混液で30秒間固定後、Kubotaらの方法〔Ku
bota K.,et al.,Exp.Hematology.,339-344(1980)〕
でエステラーゼ2重染色を施し、各コロニーの同定を行
う。
各サンプルの力価は、コロニー形成試験の2段階稀釈に
於ける計数結果から以下の様に算出する。スタンダード
として用いたインタクトG−CSFのコロニー形成の最
大値の1/2値を与える活性を50単位と定義し、これに各
サンプルの稀釈率および単位ml当りの活性に換算するた
め、20を乗じて力価(単位)とする。比活性は、単位蛋
白質(mg)当りの力価(単位/mg)で表示する。
hG−CSFポリペプチドのN末端側のアミノ酸が欠失
したhG−CSFポリペプチド誘導体は酵素的分解方法
により製造することもできる。
該誘導体は天然のhG−CSFを原料物質として用い酵
素分解により製造することもできるが、天然のhG−C
SFは酵素(プロテアーゼ)に対する反応性が低いの
で、プロテアーゼに対して反応性の高められた改変hG
−CSFを用いた方が高活性を有する誘導体を収率よく
製造することができる。
原料物質としては、hG−CSFポリペプチドのN末端
側アミノ酸が第2表のように置換した改変hG−CSF
(a)、(b)、(c)および(d)が好適に用いられる。(a)、
(b)、(c)および(d)は、対応する塩基配列を有するプラ
スミドpCfBC59(NC59)、pCfBD28(N
D28)、pCfBC95(NC95)およびpCfTAAr
g4S(Arg4S)をそれぞれ保有する菌株を培養し
公知の方法で精製単離することにより得ることができ
る。
酵素としては、セリンプロテアーゼ、チオールプロテア
ーゼなどのエンドプロテアーゼが好適に用いられる。具
体的には、例えば、ズブチリシンA、ズブチリシンBP
N′、ズブチリシンカールスバーグ、ズブチリシンノ
ボ、プロティナーゼK、ナガーゼ、サーモライシン、エ
ンドプロテイナーゼArg−C、トリプシン、α−キモ
トリプシンなどがあげられる。酵素は、原料物質の1mg
に対して3.4×10-6〜8.5×10-3単位の割合で用い
る。
酵素反応は、原料物質をトリス塩酸緩衝液あるいはリン
酸緩衝液などの水性溶液に溶かし、酵素を加えて、10
〜37℃で30分間〜3日間行う。
本発明における総蛋白質量、蛋白質量は以下に記載する
方法によって測定する。
総蛋白質量の測定はエム・エム・ブラッドフォードの方
法〔M.M.Bradford:アナリティカル・バイオケミストリ
ィ(Anal.Biochem.)72,248(1976)〕により行う。
蛋白質量はレムリの方法〔U.K.Laemmli:ネイチャー(N
ature)227,680(1970)〕によりSDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動を行った後、クロマトスキャナー
(CS−930 島津製作所)で測定する。
酵素切断後に得られるペプチドのN末端アミノ酸配列は
自動アミノ酸配列測定機“ガスーフェーズ・プロテイン
・シークエンサー・モデル470A”(アプライド・バ
イオシステムズ社製)とスペクトラ・フィジクス(Spec
tra-Physics)社製高速液体クロマトグラフィーの組み
合せによって測定する。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1. hG−CSF発現プラスミドpCfTA1の造成(第1
図参照): 参考例1により得られたpCSF1−2DNA2μgを
10mM Tris−HCl(pH7.5)、7mM Mg
Cl2、6mM2−メルカプトエタノールおよび100
mM NaClを含む全量20μの溶液(以下“Y−1
00緩衝液”と略す)に溶かし、制限酵素ApaI〔ベ
ーリンガー・マンハイム(Boehringer Mannheim)社
製〕とBamHI(宝酒造社製、以下制限酵素については
特記しない限りすべて宝酒造社製)それぞれ10単位を
加え、37℃で4時間反応を行った。この反応液からL
GT法により1.5kbのDNA断片0.4μgを精製、回収し
た。
別に参考例3の方法で調整したプラスミドpLSA12
μgをY−100緩衝液20μに溶かし、制限酵素B
anIII(東洋紡績社製)とBamHIそれぞれ10単
位を加え、37℃で4時間反応を行った。この反応液か
らLGT法により2.8kbのDNA断片0.8μgを精製、回
収した。
一方、成熟hG−CSFポリペプチドのN末端1番目か
ら5番目までのアミノ酸〔スレオニン1(ACAまたは
ACT)、プロリン2(CCAまたはCCT)、ロイシ
3(CTA)、グリシン4(GGC)、プロリン5(C
CC)〕をコードするコドンと発現に必要な開始コドン
(ATG)を付与する必要があること、また、トリプト
ファンプロモーター(Ptrp)の下流のSD−配列と
ATGとの距離を、6〜18bpの間の適当な長さにす
る必要があることなどの理由から、下記のDNAリンカ
ーを合成した。
まず一本鎖DNA、26merと20merを通常のトリエステル
法〔アール・クレア(R.Crea)ら:プロシーディング・
オブ・ザ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス
(Proc.Natl.Acad.Sci.)、USA75,5765(1978)〕
により合成した。26mer、20merのそれぞれ2μgを50mM
Tris−HCl(pH7.5)、10mM MgCl2
5mMジチオスレイトール、0.1mM EDTAおよび
1mM ATPを含む緩衝液(以下この緩衝液を“T4
キナーゼ緩衝液”と略記する)40μに溶かし、T4
ポリヌクレオチドキナーゼ30単位(宝酒造社製:以下同
じ)を加えて、37℃60分間リン酸化反応を行った。
上記で得たpCSF1−2由来のApaI−BamHI
断片(1.5kb)0.4μgとpLSA1由来のBanIII−
BamHI断片(2.8kb)0.2μgとを20mM Tri
s−HCl(pH7.6)、10mM MgCl2、10mMジチ
オスレイトールおよび1mM ATPを含む緩衝液(以
下この緩衝液を“T4リガーゼ緩衝液”と略記する)25
μに溶かし、この混合液に上記DNAリンカーを0.1
μg加えた。この混合溶液にさらにT4DNAリガーゼ
(宝酒造社製:以下同じ)6単位を加え、4℃18時間
結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株〔ボリバー(Bolivar)ら:ジーン(Gene)
,75(1977)〕をコーエンらの方法〔エス・エヌ・コー
エン(S.N.Cohen)ら:プロシーディング・オブ・ザ・
ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc.Nat
l.Acad.Sci.)USA,69,2110(1972)〕(以下大腸
菌の形質転換にはこの方法を用いる)により形質転換
し、Aprのコロニーを得た。このコロニーの培養菌体
から公知の方法〔エイチ・シー・バーンボイム(H.C.Bi
rnboim)ら:ヌクレイック・アシッド・リサーチ(Nucl
eic Acids Res.),1513(1979)〕(以下プラスミドD
NAの分離はこの方法を用いる)に従ってプラスミドD
NAを回収した。得られたプラスミドの構造は、Ban
III、RsaI、PstI、HindIII、BglIIで切
断後、アガロースゲル電気泳動により確認した。このプ
ラスミドをpCfTA1とよぶ。pCfTA1のBan
III、HindIII付近の塩基配列は下記のとおりである
ことを、M13ファージを用いたディデオキシ・シーク
エンス法で確認した。
実施例2. hG−CSFcDNAの3′−非翻訳領域の1部を欠失
したプラスミドpCfTB20の造成(第2図参照): 実施例1で得られたhG−CSF発現プラスミドpCf
TA1(4.3kb)2μgをY−100緩衝液20μに
溶かし、制限酵素BamHI 4単位を加えて37℃4
時間消化反応を行った。フェノール−クロロホルム等量
混合液による抽出(以下フェノール−クロロホルム抽出
と略記する)の後、エタノール沈澱により、DNA断片
1.8μgを回収した。このDNA断片を50mM Tris
−HC(pH7.8)、7mM MgCl2および6mMメ
ルカプトエタノールを含む緩衝液(以下この緩衝液を
“クレノー緩衝液”と略記する)20μに溶かし、dA
TP、dTTP、dCTP、dGTPをそれぞれ1mM
になるように加え、さらに4単位のDNAポリメラーゼ
I・クレノー断片(宝酒造社製:以下同じ)を加えて、
室温で1時間反応させ、突出末端を平滑末端に変換し
た。フェノール−クロロホルム抽出後、エタノール沈澱
により、DNA断片1.6μgを回収した。該DNA断片
をY−100緩衝液20μに溶かし、10単位のEc
oRIを加え、37℃4時間切断反応を行った。この反
応液からLGT法により2.5kbのDNA断片(BamH
I(Blunt)−EcoRI断片)1μgを得た。
別に、pCfTA12μgを20μのY−100緩衝液
に溶かし、10単位のEcoRIを加え、37℃4時間切
断反応を行った後、NaCl濃度が150mMとなるよ
うにNaClを添加し、10単位のDraIを加え、3
7℃4時間切断反応を行った。アガロースゲル電気泳動
にて完全な分解を確認した後、hG−CSFcDNAを
含む1.0kbのDNA断片(EcoRI−DraI断片)
0.2μgを、LGT法により精製、回収した。
上記で得たBamHI(Blunt)−EcoRI断片(2.5
kb)0.2μgとEcoRI−CraI断片(1.0kb)0.2
μgをT4リガーゼ緩衝液25μに溶かし、この混合
液にT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃18時間結
合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体よりプラスミドDNAを回収し
た。得られたプラスミドの構造は、HindIII、Ps
tIで切断後、アガロースゲル電気泳動により確認し
た。このプラスミドをpCfTB20と呼ぶ。
実施例3. hG−CSFのN末端アミノ酸を置換したポリペプチド
をコードするプラスミドpCfTL23,pCfTL3
8,pCfTL35,pCfTL41の造成(第3図参
照): 参考例1の方法によって得たpCSF1−2(4.5kb)
3μgを60μY−100緩衝液に溶かし、制限酵素
ApaI(ベーリンガー・マンハイム社製)と制限酵素
BamHIそれぞれ8単位ずつを加え、37℃で3時間
切断反応を行った。この反応液からLGT法によりhG
−CSF遺伝子の大部分を含む約1.5kbのDNA断片(Ap
aI−BamHI断片)約0.4μgを得た。
一方、pGEL1〔関根ら:プロシーディング・オブ・
ザ・ナショナル・アカデミィ・オブ・サイエンス(Pro
c.Natl.Acad.Sci.)USA82,4306(1985)〕(E.coli
IGEL1 FERM BP−629の培養物から常法
により採取)(3.4kb)2μgをY−100緩衝液40
μに溶かし、制限酵素HindIII,BamHIおよ
びPstIそれぞれ4単位ずつを加え37℃で3時間切
断反応を行った。この反応液からLGT法により、リポ
プロテイン由来ターミネーターを含む約1.7kbのDNA
断片(PstI−BamHI断片)約0.5μgを得た。
別に、特開昭58−110600号公報記載の方法で調
整したpKYP10 3μgをY−100緩衝液60μ
に溶かし、制限酵素 BanIII(東洋紡績社製)と
制限酵素PstIをそれぞれ6単位ずつ加え37℃で3
時間切断反応を行った。この反応液からLGT法により
トリプトファンプロモーター(Ptrp)を含む約1.1k
bのDNA断片(BanIII−PstI断片)約0.5μg
を得た。
一方、成熟hG−CSFのN末端のアミノ酸であるThr
をSer,Cys,ArgまたはGlyのうちのいずれ
かに置換し、発現に必要な開始コドン(ATG)を付与
する必要があること、またPtrpの下流のSD配列と
ATGとの距離は、6〜18bpの間の適当な長さにす
る必要があることなどの理由から、下記のDNAリンカ
ーを合成した。
(NはG,A,TまたはCのいずれかの塩基である) まず、一本鎖DNA、26−merと20−merを通常のト
リエステル法により合成した。26−merおよび20−m
erの各々20ピコモルを40μのT4キナーゼ緩衝液
に溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社
製)6単位を加えて、37℃で60分間リン酸化反応を
行った。
次に上記で得たpCSF1−2由来のApaI−Bam
HI断片(約1.5kb)0.3μgとpGEL1由来のPst
I−BamHI断片(約1.7kb)0.2μgおよび発現ベク
ターpKYP10のBanIII−PstI断片(約1.1kb)
0.2μgを全量30μのT4リガーゼ緩衝液に溶か
し、この混合液に上記DNAリンカーを約1ピコモル加
えた。この混合液にさらに6単位のT4DNAリガーゼ
を加えて4℃,18時間結合反応を行った。
組換え体プラスミドを含む反応混合物を用いて大腸菌C
600SF8株(FERM BP−1070)〔カメロン
(Cameron)ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナショ
ナル・アカデミィ・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Aca
d.Sci.),USA 72,3416(1975)〕を形質転換し、A
rのコロニーを得た。この形質転換株よりプラスミド
DNAを公知の方法に従って分離・精製した。該プラス
ミドDNAの構造はPstI,EcoRI,BanIII
で切断後、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により確認
した。これらのプラスミドを第3図に示したとおりpC
fTL23,pCfTL38,pCfTL35,pCfTL4
1とよぶ。上記プラスミド中のhG−CSF誘導体遺伝
子のN末端付近の配列はそれぞれ、 であることをM13ファージを用いたデイデオキシ・シ
ークエンス法により確認した。
pCfTL23によりコードされるhG−CSF誘導体
(本誘導体をhG−CSF〔Gly1〕とよぶ)は、成
熟hG−CSFのN末端のThrがGlyに置換してい
ることが確認された。同様に、pCfTL38によりコ
ードされるhG−CSF誘導体(本誘導体をhG−CS
F〔Ser1〕とよぶ)はSerに、pCfTL35に
よりコードされるhG−CSF誘導体(本誘導体をhG−C
SF〔Cys1〕とよぶ)はCysに、pCfTL41に
よりコードされるhG−CSF誘導体(本誘導体をhG
−CSF〔Arg1〕とよぶ)はArgにそれぞれN末
端のアミノ酸が置換していることが確認された。
実施例4. hG−CSFのN末端および3番目のアミノ酸を置換し
たポリペプチドをコードするプラスミドpCfTM14,
pCfTM17およびpCfTM113の造成(第4図参
照): 参考例1の方法によって得たpCSF1−2(4.5kb)
3μgをY−100緩衝液60μに溶かし、ApaI
とBamHIをそれぞれ8単位ずつ加え、37℃で3時
間切断反応を行った。この反応液からLGT法によりh
G−CSF遺伝子の大部分を含む約1.5kbのDNA断片
(ApaI−BamHI断片)約0.4μgを得た。
一方、pGEL1(3.4kb)2μgをY−100緩衝液40
μに溶かし、制限酵素HindIII,BamHIおよ
びPstIそれぞれ4単位ずつを加え37℃で3時間切
断反応を行った。この反応液からLGT法により、リポ
プロテイン由来ターミネーターを含む約1.7kbのDNA
断片(PstI−BamHI断片)約0.5μgを得た。
別に、特開昭58−110600号公報記載の方法で調
製したpKYP10 3μgをY−100緩衝液60μ
に溶かし、制限酵素BanIIIとPstIそれぞれ6単
位ずつを加え37℃で3時間切断反応を行った。この反
応液からLGT法によりPtrpを含む約1.1kbのDNA断
片(BanIII−PstI断片)約0.5μgを得た。
一方、成熟hG−CSFのN末端のアミノ酸であるTh
rをSerに、3番目のアミノ酸であるLeuをGl
y,Ser,CysまたはArgのうちいずれかに置換
し、発現に必要な開始コドン(ATG)を付与する必要が
あること、またPtrpの下流のSD配列とATGとの
距離は、6〜18bpの間の適当な長さにする必要があ
ることなどの理由から、下記のDNAリンカーを合成し
た。
(NはG,A,TまたはCのいずれかの塩基である) まず、一本鎖DNA、26−merと20−merを通常のト
リエステル法により合成した。26−merおよび20−m
erの各々20ピコモルを40μのT4キナーゼ緩衝液
に溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ6単位を加え
て、37℃で60分間リン酸化反応を行った。
次に上記で得たpCSF1−2由来のApaI−Bam
HI断片(約1.5kb)0.3μgとpGEL1由来のPst
I−BamHI断片(約1.7kb)0.2μgおよび発現ベク
ターpKYP10のBanIII−PstI断片(約1.1kb)
0.2μgを30μのT4リガーゼ緩衝液に溶かし、こ
の混合液に上記DNAリンカーを約1ピコモル加えた。
この混合液にさらに6単位のT4DNAリガーゼを加え
て4℃,18時間結合反応を行った。
組換え体プラスミドを含む反応混合物を用いて大腸菌C
600SF8(FERM BP-1070)株をコーエンらの方法に
より形質転換し、Aprのコロニーを得た。この形質転
換株よりプラスミドDNAを公知の方法に従って分離・
精製した。該プラスミドDNAの構造はPstI,EcoRI,
BanIIIで切断後、ポリアクリルアミドゲル電気泳動
法により確認した。これらのプラスミドを第4図に示し
たとおり、pCfTM14,pCfTM17,pCfT
M113とよぶ。上記プラスミド中のhG−CSF誘導体
遺伝子のN末端付近の配列はそれぞれ、 であることをM13ファージを用いたデイデオキシ・シ
ークエンス法により確認した。
pCfTM14によりコードされる誘導体(本誘導体を
hG−CSF〔Ser1,Cys3〕とよぶ)は、成熟hG
−CSFのN末端のThrがSerに、3番目のアミノ酸
であるLeuがCysに置換していることが確認され
た。同様にpCfTM17によりコードされる誘導体
(本誘導体をhG−CSF〔Ser1,Arg3〕とよ
ぶ)は、N末端のThrがSerに、3番目のLeuが
Argに、pCfTM113によりコードされる誘導体
(本誘導体をhG−CSF〔Ser1,Ser3〕とよ
ぶ)は、N末端のThrがSerに、3番目のLeuが
Serに置換していることが確認された。
実施例5. (1)組換え体プラスミドpCfWD1の造成(第5図参
照): 実施例1の方法で得たpCfTA1 5μgを50μの
Y−100緩衝液に溶かし、制限酵素StuI10単位と、制限
酵素BanIII(東洋紡績社製)10単位を加えて、37
℃で1時間消化反応を行った。反応液からLGT法によ
りhG−CSFcDNAを含む約1.3kbのDNA断片(B
anIII−StuI断片)約0.5μgを得た。別に、参考
例2の方法で製造したpKYP26 3μgを50μの
Y−100緩衝液に溶かし、BamHI 6単位を加え
て、30℃で1時間消化反応を行った。
これに10mM Tris−HC(pH7.5),1mM E
DTAで飽和したフェノールを等量加え、激しく攪拌し
た後、低速遠心分離法(3,300rpm,10分間,以下同条
件)により水層を集めた。等量のクロロホルムを加え、
激しく攪拌した後低速遠心分離法により水層を集めた。
1/10容の3M酢酸ナトリウムを加え、2.5倍容のエ
タノールを加え、−20℃,1時間静置した。冷却遠心
分離法(4℃,11,000rpm 10分間)で沈殿を集めた。こ
の沈殿を30μのクレノー緩衝液に溶かし、dAT
P,dTTP,dCTP,dGTPをそれぞれ100μ
Mになるように加え、DNAポリメラーゼI・クレノー
断片を2単位加え17℃で15分間反応を行った。68
℃で10分間処理してDNAポリメラーゼI・クレノー断
片を失活させた後、NaCを100mMとなるように加
え、制限酵素PstIを5単位加え37℃で1時間消化反応
を行った。反応液からLGT法によりppターミネー
ターを含む約1.8kbのDNA断片〔BamHI(Blunt)
−PstI断片〕約0.6μgを得た。これとは別に、p
GEL1 4μgを40μのY−100緩衝液に溶か
し、制限酵素BanIII(東洋紡績社製)10単位とP
stI 10単位を加え37℃で1時間消化反応を行
い、反応液から、LGT法でトリプトファン系プロモー
ターを含む約1kbのDNA断片(BanIII−PstI断
片)を0.4μg得た。
上記で得たpCfTA1由来のBanIII−StuI断
片(約1.3kb)約0.2μg,pKYP26由来のBamH
I(Blunt)−PstI 断片(約1.8kb)約0.1μg,
pGEL1由来のBanIII−PstI断片(約1k
b)約0.1μgを30μのT4DNAリガーゼ緩衝液
に溶かし、4単位のT4DNAリガーゼを加え、4℃,
18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第5図に
示したpCfWD1を得た。
(2)pCfT95K19の造成(第6図参照): 実施例3の方法で得たpCfTL385μgを50μの
Y−100緩衝液に溶かし、制限酵素HindIIIとBg
IIを10単位ずつ加え、37℃で1時間消化反応を行っ
た。反応液からLGT法によりトリプトファン・プロモ
ーターを含む約2.6kbのDNA断片(HindIII−Bg
II断片)約0.7μgを得た。別にpCfTL38,10
0μgを1.5mlのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素
BamHIとHindIIIを80単位ずつ加え、37℃で
6時間消化反応を行った。反応液からLGT法によりhG
−CSFcDNAを含むDNA断片を回収し、ELUT
IPTM−d(Schleicher&Schuell社製)で精製した。こ
のDNA断片を10mM Tris−HC(pH7.
5),7mM MgC2,150mM NaC,6m
M 2−メルカプトエタノール(以下、“Y−150緩
衝液”と略記する)を含む全量90μの溶液に溶かし、
制限酵素DpnI(Boehringer Mannheim社製)3単位
を加え37℃で15分間消化反応を行った。反応液からポリ
アクリルアミド電気泳動法で、hG−CSFcDNAを含
む約300bpのDNA断片(HindIII−DpnI断
片)約1μgを得た。
別に実施例2の方法で得たpCfTB20 10μgを1
00μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素Ava
I10単位を加え、37℃で1時間消化反応を行った。フ
ェノール−クロロホルム抽出およびエタノール沈殿でD
NAを回収し、30μのクレノー緩衝液に溶かし、D
NAポリメラーゼI・クレノー断片を2単位加え、17℃
で30分間反応を行った。68℃で10分間処理しDN
AポリメラーゼI・クレノー断片を失活させ、NaC
を100mMになるように加え制限酵素BgII10単
位を加え37℃で1時間消化反応を行った。反応液からL
GT法でPPターミネーター部分を含む約480bpの
DNA断片〔AvaI(Blunt)−BgII〕約0.3μg
を得た。
上記で得た、pCfTL38由来のHindIII−Bg
II断片(約2.6kb)約0.1μg,pCfTL38由来の
HindIII−DpnI断片(約300bp)約0.2μ
g,pCfTB20由来のAvaI(Blunt)−BgII
断片(約480bp)約0.15μgを30μのT4DNA
リガーゼ緩衝液に溶かし、4単位のT4DNAリガーゼ
を加え、4℃で18時間結合反応を行った。該反応液を
用いて大腸菌HB101株を形質転換し、Aprのコロ
ニーを得、このコロニーより前記バーンボイムらの方法
によりプラスミドDNAを回収し、第6図に示したpC
fT95K19を得た。
(3)pCfAA1の造成(第6図参照): 前項で得たpCfT95K195μgを50μのY−
100緩衝液に溶かし、制限酵素Ban III(東洋紡績社製)
7単位とBgI(日本ジーン社製)2単位を加え、3
7℃で1時間消化反応を行った。反応液からLGT法に
よりトリプトファン・プロモーター部分を含む約1kb
のDNA断片(BanIII−BgI断片)約0.6μg
と、ppターミネーター部分を含む約1.8kbのDN
A断片(BgI−BgI断片)約1μgを得た。
これとは別に15μgのpCfT95K19を150μ
のY−100緩衝液に溶かし、制限酵素BgI(日
本ジーン社製)6単位とSau3A 10単位を加え3
7℃で1時間消化反応を行った。反応液からポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動法によりhG−CSFcDNA部
分を含む約350bpのDNA断片(BgI−Sau3A
断片)約0.3μgを得た。
これとは別に、下記のDNAリンカーを合成した。
まず、一本鎖DNA、39−merと41−merを通常のト
リエステル法により合成した。39−merおよび41-mer
の各々20ピコモルを全量40μのT4キナーゼ緩衝液
に溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社
製)6単位を加えて、37℃で60分間リン酸化反応を
行った。
次に上記で得たpCfT95K19由来のBanIII−
BgI断片(約1kb)0.1μg,BgI−Bg
I断片(約1.8kb)0.05μg,BgI−Sau3A
断片(約350bp)0.1μgをT4DNAリガーゼ緩衝
液25μに溶かし、この混合液に上記DNAリンカー
を約2ピコモル加えた。さらにT4DNAリガーゼ6単
位を加え、4℃で18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第6図に
示したpCfAA1を得た。前記デイデオキシ・シーク
エンス法でpCfAA1のDNAリンカー部分の塩基配
列を決定したところ、4番目のアミノ酸であるLeuを
コードするコドンの3番目の塩基はAであることが判明
した。このpCfAA1ではhG−CSFの10番目のP
roから23番目のLysまでの14アミノ酸をコードす
るDNA部分が欠失している。また、hG−CSFの6
番目のAlaがAsnに変化する変異が導入されてお
り、新たにXhoIサイトが生じる。
(4)pCfAB5の造成(第6図参照): 前項で得たpCfAA13μgを30μのY−100緩
衝液に溶かし、制限酵素XhoIを5単位加え、37℃
で1時間消化反応を行った。アガロースゲル電気泳動法
でXhoI切断が完全に行われていることを確認したの
ち、制限酵素BgI(日本ジーン社製)を1単位加
え、37℃で25分間部分消化反応を行った。反応液からL
GT法によりトリプトファン・プロモーター部分および
ppターミネーター部分を含む約3kbのDNA断片
(XhoI−BgI断片)約1μgを得た。これとは
別に、下記のDNAリンカーを合成した。
(NはG,A,TまたはC) このリンカーDNAはpCfAA1のhG−CSFcD
NAで欠失していたhG−CSFの10番目のProか
ら23番目のLysまでの14アミノ酸をコードするD
NA部分を含んでいる。
まず、一本鎖DNA、27−merと25−mer(2種)と
23−merを通常のトリエステル法により合成した。た
がいに相補的な27−merと25−merおよび25−mer
と23−merのDNA20ピコモルずつを各々全量40μ
のT4キナーゼ緩衝液に溶かし、T4ポリヌクレオチド
キナーゼ(宝酒造社製)6単位を加えて、37℃で60分
間リン酸化反応を行った。
次に上記で得たpCfAA1由来のXhoI−BgI
断片(約3kb)0.1μg、前項で得たpCfT95K19
由来のBgI−Sau3A断片(約350bp)0.1μ
gをT4DNAリガーゼ緩衝液30μに溶かし、この混
合液に上記DNAリンカーを2ピコモルずつ加えた。さ
らにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18時間
結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第6図に
示したpCfAB5とpCfAB14を得た。前記デイ
デオキシ・シークエンス法でpCfAB5とpCfAB
14のDNAリンカー部分の塩基配列を決定したとこ
ろ、17番目のアミノ酸をコードするコドンの1番目の
塩基はpCfAB5ではAであり、pCfAB14では
Tであって各々Serのコドン(AGC)およびCys
のコドン(TGC)であり成熟型hG−CSFの17番
目のCysが、pCfAB5ではSerに置換し、pC
fAB14では置換していないことが判明した。
実施例6. (1)pCfBA8およびpCfBA32の造成(第7図
参照): 前項で得たpCfAB5、3μgを40μのY−100
緩衝液に溶かし、制限酵素AvaI5単位とBgII5
単位を加え37℃で1時間消化反応を行った。反応液か
らLGT法により、トリプトファンプロモーター部分と
ppターミネーター部分を含む約2.8kbのDNA断
片(AvaI−BgII断片)を約1μg得た。
これとは別に、第1項で得たpCfWD1 6μgを50
μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素BgIIを
5単位加え、37℃で1時間消化反応を行った。アガロ
ースゲル電気泳動法でBgII切断が完全に行われてい
ることを確認した後に、制限酵素AvaIを3単位加
え、37℃で20分間部分切断反応を行った。反応液からL
GT法により、hG−CSFcDNAの大部分を含む約
1.3kbのDNA断片(BgII−AvaI断片)を0.4
μg得た。
次に上記で得たpCfAB5由来のAvaI−BgII
断片(約2.8kb)の0.1μgとpCfWD1由来のBg
II−AvaI断片(約1.3kb)0.3μgをT4DNAリガ
ーゼ緩衝液25μに溶かし、3単位のT4DNAリガ
ーゼを加え、4℃18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第7図に
示したpCfBA8を得た。
pCfBA8のコードするhG−CSF誘導体のアミノ
酸配列は、成熟型hG−CSFの6番目のAlaがAs
nに、17番目のCysがSerに置換している。以
後、本誘導体をhG−CSF〔NA8〕と呼ぶ。
他方前項で得たpCfAB14、3μgを40μのY−
100緩衝液に溶かし、制限酵素AvaI5単位とBgI
I5単位を加え37℃で1時間消化反応を行った。反応
液からLGT法により、トリプトファンプロモーター部
分とppターミネーター部分を含む約2.8kbのDN
A断片(AvaI−BgII断片)を約1μg得た。
これとは別に、第1項で得たpCfWD1 6μgを5
0μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素BgII
を5単位加え、37℃で1時間消化反応を行った。アガ
ロースゲル電気泳動法でBgII切断が完全に行われて
いることを確認した後に、制限酵素AvaIを3単位加
え、37℃で20分間部分切断反応を行った。反応液からL
GT法により、hG−CSFcDNAの大部分を含む約
1.3kbのDNA断片(BgII−AvaI断片)を0.4
μg得た。
次に上記で得たpCfAB14由来のAvaI−BgII
断片(約2.8kb)の0.1μgとpCfWD1由来のBg
II−AvaI断片(約1.3kb)0.3μgをT4DNAリガ
ーゼ緩衝液25μに溶かし、3単位のT4DNAリガ
ーゼを加え、4℃18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第7図に
示したpCfBA32を得た。
pCfBA32のコードするhG−CSF誘導体のアミ
ノ酸配列は、成熟型hG−CSFの6番目のAlaがA
snに置換している。
(2)pCfBB101の造成: 前項で得たpCfBA8、6μgを50μのY−10
0緩衝液に溶かし、制限酵素BanIII(東洋紡績社
製)10単位、BgII8単位、XhoI8単位を加
え、37℃1時間消化反応を行った。反応液からLGT法
によりhG−CSFcDNAを含む約1.4kbのDNA断片
(XhoI−BgII断片)約0.6μgとトリプトファ
ンプロモーター部分を含む約2.7kbのDNA断片(B
anIII−BgII断片)約0.8μgを得た。
これとは別に、下記のDNAリンカーを合成した。
まず一本鎖DNA、31−merと33−merを通常のトリ
エステル法により合成した。31−merおよび33−m
erの各々2μgを全量40μのT4キナーゼ緩衝液に
溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ30単位(宝酒
造社製)を加えて、37℃で60分間リン酸化反応を行っ
た。
次に上記で得たpCfBA8由来のBanIII−BgI
I断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfBA8
由来のXhoI−BgII断片(約1.4kb断片)0.1μ
をT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、この
混合液に上記DNAリンカーを約2ピコモル加えた。さ
らにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18時間
結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回収し、
第7図に示したpCfBB101を得た。pCfBB1
01のコードするhG−CSF誘導体のアミノ酸配列
は、成熟型hG−CSFの1番目のThrがAlaに、3
番目のLeuがThrに、4番目のGlyがArgに、
5番目のProがSerに、17番目のCysがSer
に置換されている。以後、本誘導体をhG−CSF〔N
B101〕と呼ぶ。
(3)pCfBC42B1、pCfBC45、pCfBC
52、pCfBC59、pCfBC76、pCfBC7
7、pCfBC93、pCfBC95、pCfBC97
の造成(第8図参照): まず、下記のDNAリンカーを合成した。
この合成DNAリンカーは、3ケ所の塩基がG,A,
T,Cのうちのいずれかであり、1ケ所の塩基がGかA
(31−merの場合)、あるいはCかT(33−mer
の場合)のいずれかであり、合計128種類のDNAリ
ンカーの混合物として得られる。その結果、このDNA
リンカーのコードするhG−CSFのN末端のアミノ酸
配列としてはMetの次のアミノ酸としては16種類、P
roの次のアミノ酸としては8種類の可能性があり全体
として128種類のアミノ酸配列が可能であるようにデ
ザインされている。
まず一本鎖DNA、31−merと33−merを通常のト
リエステル法により合成した。31−merおよび33
−merの各々2μgを全量40μのT4キナーゼ緩
衝液に溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造
社製)30単位を加えて、37℃で60分間リン酸化反
応を行った。
次に実施例6で得たpCfBA8由来のBanIII−B
gII断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfB
A8由来のXhoI−BgII断片(約1.4kb断片)
0.1μgをT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶か
し、この混合液に上記DNAリンカーを約2ピコモル加
えた。さらにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で
18時間結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回収し、
pCfBC42B1、pCfBC45、pCfBC52、
pCfBC59、pCfBC76、pCfBC77、pCfB
C93、pCfBC95、pCfBC97を得た。前記デ
イデオキシ・シークエンス法でDNAリンカー部分の塩
基配列を決定したところ、hG−CSF誘導体のN末端
側の塩基配列は下記の通りであることが判明した。
これらのプラスミドがコードするhG−CSF誘導体
は、それぞれ成熟型hG−CSFに比べて次のようにア
ミノ酸残基が置換されている。
pCfBC42B1、pCfBC45、pCfBC5
2、pCfBC59、pCfBC76、pCfBC77、
pCfBC93、pCfBC95、pCfBC97にコー
ドされるhG−CSF誘導体を以後、それぞれhG−CS
F〔NC42B1〕、hG−CSF〔NC45〕、hG−C
SF〔NC52〕、hG−CSF〔NC59〕、hG−CS
F〔NC76〕、hG−CSF〔NC77〕、hG−CSF
〔NC93〕、hG−CSF〔NC95〕およびhG−CS
F〔NC97〕と呼ぶ。
(4)pCfBD28、pCfBD56、pCfBD82の造
成: まず、下記のDNAリンカーを合成した。
このDNAリンカーは、4ケ所の塩基がG,A,T,C
のうちのいづれかであり、合計256種類のDNAリン
カーの混合物として得られる。その結果、このDNAリ
ンカーのコードするhG−CSFのN末端のアミノ酸配列
としては4ケ所に4種類のアミノ酸の可能性があり、全
体として256種類のアミノ酸配列が可能であるように
デザインされている。
まず一本鎖DNA、31−merと33−merを通常の
トリエステル法により合成した。31−merおよび3
3−merの各々2μgを全量40μのT4キナーゼ緩
衝液にとかし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ30単位
(宝酒造社製)を加えて、37℃で60分間リン酸化反
応を行った。
次に実施例6で得たpCfBA8由来のBan III−Bg
II断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfBA
8由来のXhoI−BgII断片(約1.4kb断片)0.1
μgをT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、こ
の混合液に上記DNAリンカーを約2ピコモル加えた。
さらにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18時
間結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドを回収し、pCf
BD28,pCfBD56,pCfBD82を得た。前
記デイデオキシ・シークエンス法でDNAリンカー部分
の塩基配列を決定したところ、hG−CSF誘導体のN
末端側の塩基配列は下記の通りであることが判明した。
これらのプラスミドがコードするhG−CSF誘導体は、
それぞれ成熟型hG−CSFに比べて次のようにアミノ
酸残基が置換されている。
pCfBD28,pCfBD56,pCfBD82にコードさ
れるhG−CSF誘導体を以後、それぞれhG−CSF
〔ND28〕、hG−CSF〔ND56〕およびhG−C
SF〔ND82〕と呼ぶ。pCfBD56を含む大腸菌菌
株はEscherichia coli ECfBD56(FERM BP-1221)とし
て、pCfBD28を含む大腸菌菌株はEscherichia co
li ECfBD28(FERM BP−1479)とし
て微工研にそれぞれ寄託してある。
(5)pCfTNS7の造成(第14図): 下記のDNAリンカーを合成した。
このDNAリンカーのコードするhG−CSFのN末端の
アミノ酸配列としては、1番目のThrから4番目のGlyま
での4アミノ酸が欠失したアミノ酸配列となるようにデ
ザインされている。
まず一本鎖DNA、18-merと20-merを通常のトリエステ
ル法により合成した。18-merおよび20-merの各々2μg
を全量40μのT4キナーゼ緩衝液にとかし、T4ポ
リヌクレオチドキナーゼ30単位(宝酒造社製)を加え
て、37℃で60分間リン酸化反応を行った。
次に実施例6で得たpCfBA8由来のBan III−Bg
II断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfBA
8由来のXhoI−BgII断片(約1.4kb)0.1μg
をT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、この混合
液に上記DNAリンカーを約2ピコモル加えた。さらに
T4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18時間結合
反応を行った。
得られた組換えプラスミドの混合物を用いて大腸菌HB
101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。この
コロニーの培養菌体からプラスミドを回収し、pCfT
NS7を得た。pCfTNS7にコードされるhG−C
SF誘導体を以後、hG−CSF〔Δ1−4S〕と呼
ぶ。
(6)pCfTAArg4Sの造成(第14図): 下記のDNAリンカーを合成した。
このDNAリンカーは、2カ所の塩基がAかGのいづれ
かであり、合計4種類のDNAリンカーの混合物として
得られる。その結果、このDNAリンカーのコードする
hG−CSFのN末端のアミノ酸配列としては、4番目
のアミノ酸が4種類可能であるようにデザインされてい
る。
まず一本鎖DNA、31-merと33-merを通常のトリエステ
ル法により合成した。31-merおよび33-merの各々2μg
を全量40μのT4キナーゼ緩衝液にとかし、T4ポ
リヌクレオチドキナーゼ30単位(宝酒造社製)を加え
て、37℃で60分間リン酸化反応を行った。
次に第(1)項で得たpCfBA8由来のBan III−Bg
II断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfBA8
由来のXhoI−BgII断片(約1.4kb断片)0.1μ
gをT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、この
混合液に上記DNAリンカーを約2ピコモル加えた。さ
らにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18時間
結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドを回収し、pCf
TAArg4Sを得た。前記デイデオキシ・シークエン
ス法でDNAリンカー部分の塩基配列を決定したとこ
ろ、hG−CSF誘導体のN末端側の塩基配列は下記の
通りであることが判明した。
pCfTAArg4SによりコードされるhG−CSF
誘導体を以後hG−CSF〔Arg4,Ser17〕と呼ぶ。
(7)pCfTN205の造成(第15図): 第5項で得たpCfTNS7、3μgを40μのK−1
50緩衝液(Y−100緩衝液の100mM NaC
を150mM KClにおきかえたもの)に溶し、制限
酵素PvuI 5単位とXhoI 5単位を加え37℃
で1時間消化反応を行った。反応液からLGT法によ
り、トリプトファンプロモーター部分を含む約1.0kbの
DNA断片(PvuI−XhoI断片)を約0.5μg得
た。
これとは別に、第1項で得たpCfBA323μgを40
μのK−150緩衝液に溶かし、制限酵素PvuI
5単位とXhoI 5単位を加え、37℃で1時間消化
反応を行った。反応液からLGT法により、hG−CS
FcDNAの大部分を含む約3.0kbのDNA断片(Xh
oI−PvuI断片)を2μg得た。
次に上記で得たpCfTNS7由来のPvuI−XhoI断
片(約1.0kb)の0.1μgとpCfBA32由来のXhoI
−PvuI断片(約3.0kb)0.3μgをT4DNAリガ
ーゼ緩衝液25μに溶かし、3単位のT4DNAリガ
ーゼを加え、4℃18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第15図に
示したpCfTN205を得た。
pCfTN205のコードするhG−CSF誘導体のア
ミノ酸配列は、成熟型hG−CSFの1〜4番目のアミ
ノ酸が欠失している。以後本誘導体をhG−CSF〔Δ
1−4〕と呼ぶ。
(8)pCfTAArg4の造成(第15図): 第6項で得たpCfTAArg4S、3μgを40μ
のK−150緩衝液に溶かし、制限酵素PvuI 5単
位とXhoI 5単位を加え37℃で1時間消化反応を行
った。反応液からLGT法により、トリプトファンプロモ
ーター部分を含む約1.0kbのDNA断片(PvuI−X
hoI断片)を約0.5μg得た。
これとは別に、第1項で得たpCfBA323μgを40
μのK−150緩衝液に溶かし、制限酵素PvuI
5単位とXhoI 5単位を加え、37℃で1時間消化
反応を行った。反応液からLGT法により、hG−CS
FcDNAの大部分を含む約3.0kbのDNA断片(X
hoI−PvuI断片)を2μg得た。
次に上記で得たpCfTAArg4S由来のPvuI−
XhoI断片(約1.0kb)の0.1μgとpCfBA32
由来のXhoI−PvuI断片(約3.0kb)0.3μgをT
4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、3単位のT
4DNAリガーゼを加え、4℃,18時間結合反応を行
った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第15図に
示したpCfTAArg4を得た。
pCfTAArg4のコードするhG−CSF誘導体のア
ミノ酸配列は、成熟型hG−CSFの4番目のGlyが
Argに置換している。以後本誘導体をG−CSF〔A
rg4〕と呼ぶ。
(9)pCfTNS301の造成(第16図): 第1項で得たpCfBA8、6μgを50μのY−10
0緩衝液に溶かし、制限酵素HindIII10単位、Bg
II8単位を加え、37℃1時間消化反応を行った。反
応液からLGT法によりhG−CSFcDNAを含む約
1.4kbのDNA断片(HindIII−BgII断片)約
0.6μgを得た。
次に下記のDNAリンカーを合成した。
このDNAリンカーのコードするhG−CSFのN末端の
アミノ酸配列としては、1番目のThrから11番目のG
lnまでの11アミノ酸が欠失したアミノ酸配列となる
ようにデザインされている。まず一本鎖DNA、27-mer
と29-merを通常のトリエステル法により合成した。27-m
erおよび29-merの各々2μgを全量40μのT4キナ
ーゼ緩衝液に溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ3
0単位(宝酒造社製)を加えて、37℃で60分間リン
酸化反応を行った。
次に上記で得たpCfBA8由来のBanIII−BgI
I断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfBA8
由来のHindIII−BgII断片(約1.4kb断片)0.
1μgをT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、
この混合液に上記DNAリンカーを約2ピコモル加え
た。さらにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18
時間結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回収し、
pCfTNS301を得た。pCfTNS301にコード
されるhG−CSF誘導体を以後、hG−CSF〔Δ1−
11S〕と呼ぶ。
(10)pCfTNS401の造成(第16図): 下記のDNAリンカーを合成した。
このDNAリンカーのコードするhG−CSFのN末端の
アミノ酸配列としては、1番目のThrから7番目のSe
rまでの7アミノ酸が欠失したアミノ酸配列となるよう
にデザインされている。
まず一本鎖DNA、39-merと41-merを通常のトリエステ
ル法により合成した。39-merおよび41-merの各々2μg
を全量40μのT4キナーゼ緩衝液に溶かし、T4ポ
リヌクレオチドキナーゼ30単位(宝酒造社製)を加え
て、37℃で60分間リン酸化反応を行った。
次に上記で得たpCfBA8由来のBanIII−BgI
I断片(約2.7kb断片)0.1μg、同じくpCfBA8
由来のHindIII−BgII断片(約1.4kb断片)0.
1μgをT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、
この混合液に上記DNAリンカー約2ピコモルを加えた。
さらにT4DNAリガーゼ6単位を加え、4℃で18時
間結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回収し、
pCfTNS401を得た。pCfTNS401にコード
されるhG−CSF誘導体を以後、hG−CSF〔Δ1−
7S〕と呼ぶ。
(11)pCfTNS501の造成(第12図): 第1項で得られたpCfBA8、6μgを40μのY
−100緩衝液に溶かし、制限酵素XhoI10単位を加え、
37℃1時間消化反応を行った。フェノール−クロロホ
ルム抽出およびエタノール沈澱でDNAを回収し、30
μのクレノー緩衝液に溶かし、DNAポリメラーゼI
・クレノー断片を2単位加え、17℃で30分間反応を
行った。68℃で10分間処理しDNAポリメラーゼI・
クレノー断片を失活させ、KCを150mMになるよう
に加え制限酵素PvuIを8単位加え37℃で1時間消
化反応を行った。反応液からLGT法でhG−CSFc
DNAを含む約3kbのDNA断片〔XhoI(Blun
t)−PvuI〕約2μgを得た。
別に、参考例4の方法によって得たATGベクターpT
rS20(3.8kb)5μgを50μのY−0緩衝液
(Y−100緩衝液より100mMNaCを除いたも
の)に溶かし、16単位の制限酵素SacIを加え、3
7℃で3時間切断反応を行った。フェノール−クロロホ
ルム抽出の後、エタノール沈澱によりDNAを回収し、
30μのクレノー緩衝液に溶かし、DNAポリメラーゼ
I・クレノー断片を2単位加え、17℃で30分間反応
を行った。68℃で10分間処理しDNAポリメラーゼ
I・クレノー断片を失活させ、KCを150mMになる
ように加え、制限酵素PvuIを8単位加え37℃で1時
間消化反応を行った。反応液からLGT法でPtrpを含む
約1kbのDNA断片〔SacI(Blunt)−PvuI〕
約0.5μgを得た。
次に上記で得たpCfBA8由来のXhoI(Blunt)
−PvuI断片(約3kb)0.1μgとpTrS20由来
のSacI(Blunt)−PvuI断片(約1kb)0.2μ
gをT4DNAリガーゼ緩衝液25μに溶かし、3単
位のT4DNAリガーゼを加え、4℃18時間結合反応
を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得、このコロニーより前記バーンボイ
ムらの方法によりプラスミドDNAを回収し、第12図に
示したpCfTNS501を得た。
pCfTNS501のコードするhG−CSF誘導体は、
成熟型hG−CSFのN末端6番目までのアミノ酸が欠
失し、17番目のCysがSerに置換している。pC
fTNS501にコードされるhG−CSF誘導体を以
後、hG−CSF〔Δ1−6S〕と呼ぶ。
実施例7. (1)pCfCB101,pCfCC52,pCfCC59,Cf
CD28,pCfCD56の造成(第8図): まず、pBR322〔ボリバー(Bolivar)ら:ジーン
(Gene)2,95(1977)〕3μgを40μのY−100緩
衝液に溶かし、制限酵素PstIを5単位加え、37℃
1時間消化反応を行った。フェノール−クロロホルム抽
出およびエタノール沈殿でDNAを回収し、33mMト
リス−酢酸(pH7.9)、66mM酢酸カリウム、10m
M酢酸マグネシウム、5mMジチオスレイトール、およ
び0.4mMのdATP、dCTP、dGTP、dTTP
を含む溶液(以下、T4DNAポリメラーゼ緩衝液と略
記する)20μに溶かし、T4DNAポリメラーゼ
(宝酒造社製)1単位を加え、37℃、30分反応を行
った。フェノール−クロロホルム抽出およびエタノール
沈殿でDNAを回収し、20μのT4DNAリガーゼ
緩衝液に溶かした。これにBgIIリンカーDNA(宝
酒造社製:d(pC−A−G−A−T−C−T−G)を
約8ピコモル加え、さらにT4DNAリガーゼを6単位
加え、4℃18時間結合反応を行った。フェノール−ク
ロロホルム抽出およびエタノール沈殿でDNAを回収
し、40μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素E
coRIを10単位、BgIIを8単位加え、37℃で
1時間消化反応を行った。反応液からLGT法でテトラ
サイクリン耐性遺伝子部分を含む約3.6kbのDNA断片
(EcoRI−BgII断片)約0.9μgを得た。
これとは別に、実施例6−(2)で得たpCfBB10
1、実施例6−(3)で得たpCfBC52あるいはpC
fBC59、実施例6−(4)で得たpCfBD28ある
いはpCfBD56をそれぞれ3μg別々に10倍濃度の
Y−100緩衝液にとかし、制限酵素EcoRIを5単
位、BgIIを6単位加え、37℃で1時間消化反応を
行った。反応液からLGT法で、hG−CSFcDNA部
分を含む約1.8kbのDNA断片(EcoRI−BgII
断片)をそれぞれ約0.4μg得た。
上記で得た、pBR322由来のEcoRI−BgII
断片(約3.6kb)約0.05μgを20μのT4DNAリ
ガーゼ緩衝液にとかしたものを5本調製した。これに上
記で得たpCfBB101あるいはpCfBC52ある
いはpCfBC59あるいはpCfBD28あるいはp
CfBD56由来のEcoRI−BgII断片(約1.8k
b断片)約0.1μgずつを別々に加え、さらにT4DNA
リガーゼを4単位加え、4℃18時間結合反応を行っ
た。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株を形質転換し、TcRのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回収し第
8図に示したpCfCB101,pCfCC52,pCfC
C59,pCfCD52,pCfCD56を得た。これら
のプラスミドにコードされるhG−CSF誘導体のアミ
ノ酸配列はそれぞれpCfBB101,pCfBC52,
pCfBC59,pCfBD28,pCfBD56にコード
されるhG−CSF誘導体のアミノ酸配列と同じであ
る。
実施例8.hG−CSF誘導体の生産および精製: 実施例3,4,6および7で得た組換え体プラスミドpC
fTL23,pCfTL35,pCfTL38,pCfTL41,pCfTM14,pCfTM1
7,pCfTM113,pCfBB101,pCfBC42B1,pCfBC45,pCfBC5
2,pCfBC59,pCfBC76,pCfBC77,pCfBC93,pCfBC95,pC
fBC97,pCfBD28,pCfBD56,pCfBD82,pCfTNS7,pCfAArg
4S,pCfTNS301,pCfTNS401,pCfTNS501,pCfBD28A17,p
CfBD28T17をもつ大腸菌W3110strA株(それぞれECfT
L23,ECfTL35,ECfTL38,ECfTL41,ECfTM14,ECfTM17,
ECfTM113,ECfBB101,ECfBC42B1,ECfBC45,ECfBC52,E
CfBC59,ECfBC76,ECfBC77,ECfBC93,ECfBC95,ECfBC9
7,ECfBD28,ECfBD56,ECfBD82,ECfTNS7,ECfTAArg4
S,ECfTNS301,ECfTNS401,ECfTNS501,ECfBD28A17,EC
fBD28T17と呼ぶ)をLG培地〔バクトトリプトン10
g、酵母エキス5g、NaC5g、グルコース1gを
水1に溶かし、NaOHにてpHを7.0とする。〕で3
7℃、18時間培養し、この培養液5mlを25μg/ml
のトリプトファンと50μg/mlのアンピシリンを含むM
CG培地〔Na2HPO40.6%、KH2PO40.3%、NaC
0.5%、カザミノ酸0.5%、MgSO41mM、ビタミン
14μg/ml、pH7.2〕100mlに接種し、30℃で4〜
8時間培養後、トリプトファンの誘導物質である3β−
インドールアクリル酸(3β−indoleacrylicacid,以下
IAAと略す)を10μg/ml加え、さらに2〜12時
間培養を続けた。培養液を8,000rpm、10分間遠心して
集菌し、30mM NaC、30mM Tris−HC
(pH7.5)緩衝液で洗浄した。洗浄菌体を上記緩衝液3
0mlに懸濁し、0℃で超音波破砕(BRANSON SONIC POWER
COMPANY社SONIFIER CELL DISRUPTOR200、OUTPUT CONTR
OL2、10分間処理)した。これを9,000rpm、30分間遠
心して菌体残渣を得た。この菌体残渣からマーストンら
の方法〔F.A.O.Marstonら:BIO/TECHNOLOGY,800
(1984)〕によりhG−CSF誘導体を抽出・精製・可溶
化・再生した。蛋白量の測定は、日本バイオ・ラッド・
ラボラトリーズ社プロティン・アッセイキット(スタン
ダードアッセイ法)〔M.M.Bradford:Anal.Biochem.,
,248(1976)〕により行った。G−CSF活性の測定
は以下のように行った。8〜12週令のC3H/He雄
マウス(静岡実験動物協同組合)の大腿骨より骨髄細胞
を無菌的にとり出し、牛胎児血清(FBS)を10%添加
したα−Minimum Essential Medium(Flow Laboratorie
s,以下α−MEM培地と略す)に懸濁した。この細胞
(約5×107個)懸濁液1.5mlを、ナイロン・ウール
(Nylon wool)(和光純薬、Nylon Fiber 146-04231)
をつめたカラム(0.3g)に浸漬し、5%CO2インキュ
ベーター内にて37℃90分間反応させた。次いで予め3
7℃に加温したα−MEM培地をカラムに流し、溶出し
てくるナイロン・ウール非吸着性の骨髄細胞を得た。こ
の細胞をα−MEM培地で一回洗浄し、所定の濃度に調整
した。
次いで、岡部らの方法〔Okabe T.et al.,Cancer Resear
ch44,4503-4506(1986)〕に準じて骨髄造血幹細胞コ
ロニー形成能を測定した。すなわち、α−MEM 0.2m
l、FBS 0.4mlおよび2段階稀釈した各サンプル0.2m
lの混液に、上記の方法で調製した骨髄細胞(2×106
個/ml)の0.2mlを混和した。これに42℃に保温した
0.6%寒天(Difco,Agar purified#0560-01)溶液を等量
(1.0ml)混和し、その0.5mlを24穴マルチディッシュ
(Nunc社製、#143982)に播種した(5×104個/dis
h,n=3)。5%CO2インキュベーター中で37℃7
日間培養し、40個以上の細胞からなるコロニーの数を顕
微鏡(Olympus社製、X40)で計数した。コロニー計数
後、注意深くスライドグラス上にとり出し、アセトン・
ホルマリン混液で30秒間固定後、Kubotaらの方法〔Ku
bota K.,et al.,Exp.Hematology.,339-344(1980)〕
でエステラーゼ2重染色を施し、各コロニーの同定を行
った。
各サンプルの力価は、コロニー形成試験の2段階稀釈に
於ける計数結果から以下の様に算出した。スタンダード
として用いたインタクトG−CSFのコロニー形成の最
大値の1/2値を与える活性を50単位と定義し、これに各
サンプルの稀釈率および単位ml当りの活性に換算するた
め、20を乗じて力価(単位)とした。比活性は、単位蛋
白質(mg)当りの力価(単位/mg)で表示した。
インタクトのG−CSFおよびG−CSF誘導体の力価
を第3表に示す。
実施例9.ヒト骨髄細胞に対するhG−CSF誘導体の
活性測定 20〜30才の健常人の腸骨より骨髄液をとりだし、こ
れに等量のα−MEM培地を加え混和した。フィコール
−パーク(Ficoll-Paque)液(ファルマシア・ファイン
・ケミカル社、比重1.077)3mlの上に上記骨髄液4ml
を重層し、400×g、30分間遠心分離し、中間層にく
る細胞を分離した。細胞をPBS(NaC8g,KC
0.2g,Na2HPO41.15gおよびKH2PO40.2gを
水に溶かして1としたもの)で2回洗浄後、10%ウ
シ胎児血清(FBS)を添加したα−MEM培地に懸濁
し、2×106/ml以下の細胞濃度に調整した。プラスチ
ック・ディッシュ〔ファルコン(Falcon)3003〕に10ml播
種し、5%CO2インキュベーターにて37℃90分間培養
し、プラスチック・ディッシュに非付着性の細胞を回収
した。細胞をα−MEM培地で一回洗浄し、所定の濃度
に調整して以下のヒト骨髄幹細胞増殖促進活性およびコ
ロニー形成試験に供した。すなわち、96穴平型マイク
ロプレート(NUNC,167008)の各ウエルに10%FBS
添加α−MEM培地を100μ注入し、次いで実施例
8の方法で得たhG−CSFおよびhG−CSF誘導体
の各サンプル100μを第一列に添加した。よく混和
した液100μを第二列目に移し2倍稀釈とし、以下
12列まで同様に2段階稀釈した(n=3)。陰性対照
として、α−MEM培地だけの群を設けた。
次に、各ウエルに上述のごとく調製した骨髄細胞懸濁液
100μ(有核細胞数、5×104個)を播種し、5
%CO2インキュベーターにて、37℃、3日間培養し
た。最後の18〜20時間に6−3H−チミジン〔アマ
ーシャム日本(Amersham Japan),CodeTRK61,107mci/
mg)10μを添加して培養した。セル・ハーベスター
(Cell harvester)(ラボサイエンス社)にて各細胞を
ガラスフィルター上に回収し乾燥後、細胞にとり込まれ
た放射能を液体シンチレーションカウンター〔パッカー
ド社(Packard),Tricarb 3320)〕で計測した。
一方、ヒト骨髄造血幹細胞コロニー形成試験および各コ
ロニーの同定は実施例8の方法に従って行った。
各サンプルの力価は、コロニー形成試験において、1個
のコロニーを形成しうる活性を1単位と定義した。すな
わち、2段階稀釈に於ける計数結果の直線性を与える投
与量応答直線(Dose-responsecurve)よりHalf Max値
(最大取り込み値の1/2の値)を求め、各サンプルの力
価を算出した。
比活性は単位蛋白質(mg)当りの力価(unit/mg)で表
示した。
インタクトのhG−CSFおよびhG−CSF誘導体の
力価を第4表に示す。
実施例10.N末端第1〜7番目欠失、17番セリンh
G−CSF誘導体(以後M−7Sと略す)の製造: 実施例6で得た組換え体プラスミドpCfBC59をも
つ大腸菌(ECfBC59)を実施例8に記したように
培養、精製して得た第2表の誘導体(a)(132μg/m
l)を含む10mM Tris−HC−100mM
NaC溶液(pH8.0)50mlに対して、ズブチリンB
PN′(8.5単位/mg蛋白質)(シグマ社製)を0.7μg
添加し、25℃40時間インキュベートした。10mM Tri
s−HC(pH8.0)で3倍稀釈ののち、10mM T
ris−HC(pH8.0)で充たされたDEAE−トヨパー
ル650M(東洋曹達工業社製)(1.7cm×4.4cm)に1
0ml/時の流速で通塔した。次いで10mM Tris
−HC(pH8.0)20mlを5ml/時の流速で通塔後、10m
M Tris−HC(pH8.0)の緩衝液系に直線勾配で
NaCを0Mから0.4Mまで総容量50mlかけて加
え、同流速で溶出を行なった。M−7S誘導体はNaC
濃度100〜150mMで溶出された(収量0.7mg、
収率10%)。純度は90%以上であった。
実施例11. M−7Sの製造: 実施例6で得た組換え体プラスミドpCfBC59をもつ
大腸菌(ECfBC59)を実施例8に記したように培
養、精製して得た第2表の誘導体(b)(132μg/m
l)を含む10mM Tris−HC−100mM
NaC溶液(pH8.0)50mlに対して、ズブチリンB
PN′(8.5単位/mg蛋白質)(シグマ社製)を0.7μg
添加し、25℃14時間インキュベートした。10mM T
ris−HC(pH8.0)で3倍稀釈したのち、10m
M Tris−HC(pH8.0)で充たされたDEAE
−トヨパール650M(東洋曹達工業社製)(1.7cm×
4.4cm)に10ml/時の流速で通塔した。次いで10mM
Tris−HC(pH8.0)20mlを5ml/時の流速で通
塔後、10mM Tris−HC(pH8.0)の緩衝液系に
直線勾配でNaCを0Mから0.4Mまで総容量50ml
かけて加え、同流速で溶出を行った。M−7S誘導体は
NaC濃度100〜150mMで溶出された(収量4.
2mg、収率63%)。純度は90%以上であった。
実施例12. M−7Sの製造: 実施例6で得た組換え体プラスミドpCfTAArg4
Sをもつ大腸菌(ECfTAArg4S)を実施例8に
記したように培養、精製して得た第2表の誘導体(d)
(132μg/ml)を含む10mM Tris−HC
−100mM NaC溶液(pH8.0)50mlに対して
ズブチリシンBPN′(8.5単位/mg−蛋白質)(シグ
マ社製)を0.7μg添加し、25℃40時間インキュベ
ートした。NaC濃度を0.5Mにした後、10mM Tr
is−HC(pH8.0)−0.5M NaCで充されたZ
nキレート セファロース(ファルマシア・ファインケ
ミカル社製)(1.7cm×2.6cm)に6ml/時の流速で通塔
した。次いで、10mM Tris−HC(pH8.0)
−0.5M NaC12mlを3ml/時の流速で通塔後、10m
M Tris−HC−0.5M NaCの緩衝液を直線
勾配でpH8.0からpH6.0まで総容量30mlかけて、同流速
で溶出を行った。M−7S誘導体はpH7.0付近で溶出さ
れた(収量0.6mg、収率9%)。純度は90%であっ
た。
実施例13. N末端第1〜6番目欠失、17番セリンhG−CSF誘
導体(以後M−6Sと略す)の製造: 第2表の誘導体(a)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対して、ズブチリシンBPN′(8.5単位/
mg蛋白質)(シグマ社製)を0.7μg添加し、25℃ 2
時間インキュベートした。10mM Tris−HC
(pH8.0)で3倍稀釈したのち、10mM Tris−
HC(pH8.0)で充たされたDEAE−トヨパール6
50M(東洋曹達工業社製)(1.7cm×4.4cm)に10ml
/時の流速で通塔した。次いで10mM Tris−H
C(pH8.0)20mlを5ml/時の流速で通塔後、10
mM Tris−HC(pH8.0)の緩衝液系に直線勾
配でNaCを0Mから0.4Mまで総容量50mlかけて加
え、同流速で溶出を行った。M−6S誘導体はNaC
濃度100〜150mMで溶出された(収量2.6mg、収
率40%)。純度は90%以上であった。
実施例14. M−6S製造: 第2表の誘導体(a)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対して、エポルザイム(4120単位/mg蛋白
質)(協和発酵工業社製)を0.7μg添加し、25℃2
0時間インキュベートした。NaC濃度を0.5Mにし
た後、10mM Tris−HC(pH8.0)−0.5M
NaCで充たされたZnキレート セファロース(フ
ァルマシア・ファイン・ケミカル社製)(1.7cm×2.6c
m)に6ml/時の流速で通塔した。次いで、10mM
Tris−HC(pH8.0)−0.5M NaC 12ml
を3ml/時の流速で通塔後、10mM Tris−HC−
0.5M NaCの緩衝液を直線勾配でpH8.0からpH6.0
まで総容量30mlかけて同流速で溶出を行った。M−6
S誘導体はpH7.0付近で溶出された(収量2.5mg、収率3
8%)。純度は90%以上であった。
実施例15. M−6Sの製造: 第2表の誘導体(b)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対してズブチリシンアミロサッカリティカ
スを0.7μg添加し、25℃,20時間インキュベートし
た。NaC濃度を0.5Mにした後、10mM Tris
−HC(pH8.0)−0.5M NaCで充たされたZn
キレート セファロース(ファルマシア・ファイン・ケ
ミカル社製)(1.7cm×2.6cm)に6ml/時の流速で通塔
した。次いで、10mM Tris−HC(pH8.0)
−0.5M NaC 12mlを3ml/時の流速で通塔
後、10mM Tris−HC(pH8.0)−0.5M N
aCの緩衝液系に直線勾配でpH8.0からpH6.0まで総容
量30mlかけて同流速で溶出を行なった。M−6S誘導
体はpH7.0付近で溶出された(収量2.5mg、収率38
%)。純度は90%以上であった。
実施例16. M−6Sの製造: 第2表の誘導体(d)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対してズブチリシン・カールスバーグ(0.0
34単位/mg蛋白質)(NOVO社)を0.7μg添加し、
25℃,20時間インキュベートした。NaC濃度を
0.5Mにした後、10mM Tris−HC(pH8.0)−
0.5M NaCで充たされたZnキレート セファロ
ース(ファルマシア・ファイン・ケミカル社製)(1.7c
m×2.6cm)に6ml/時の流速で通塔した。次いで、10
mM Tris−HC(pH8.0)−0.5M NaC
12mlを3ml/時の流速で通塔後、10mM Tris
−HC−0.5M NaCの緩衝液系に直線勾配でpH
8.0からpH6.0まで総容量30mlかけて同流速で溶出を行
なった。M−6S誘導体はpH7.0付近で溶出された(収
量3mg、収率45%)。純度は90%以上であった。
実施例17. M−6Sの製造: 第2表の誘導体(a)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対して、プロテイナーゼK(0.027単位/mg
−蛋白質)(シグマ社製)を0.7μg添加し、25℃4
0時間インキュベートした。10mM Tris−HC
(pH8.0)で3倍稀釈ののち、10mM Tris−
HC(pH8.0)で充たされたDEAE−トヨパール6
50M(東洋曹達工業社製)(1.7cm×4.4cm)に10ml
/時の流速で通塔した。次いで10mMTris−HC
(pH8.0)20mlを5ml/時の流速で通塔後、10m
M Tris−HC(pH8.0)の緩衝液系に直線勾配
で0M NaCから0.4M NaCまで総容量50m
lかけて加え、同流速で溶出を行なった。M−6S誘導
体はNaC濃度100〜150mMで溶出された(収
量2.6mg、収率39%)。純度は90%以上であった。
実施例18. N末端第1〜5番欠失、17番セリンhG−CSF誘導
体(以後M−5Sと略す)の製造: 第2表の誘導体(b)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対して、トリプシン(267単位/mg−蛋白
質)(シグマ社製)を0.5μg添加し、25℃,10時
間インキュベートした。NaC濃度を0.5Mにした
後、10mM Tris−HC(pH8.0)−0.5M NaC
で充たされたZnキレート セファロース(ファルマ
シア・ファイン・ケミカル社製)(1.7cm×2.6cm)に6
ml/時の流速で通塔した。次いで、10mM Tris
−HC(pH8.0)−0.5M NaC 12mlを3ml/
時の流速で通塔後、10mM Tris−HC(pH8.
0)−0.5M NaCの緩衝液系に直線勾配で0Mから
0.3Mまでのイミダゾールを総容量30mlかけて加え、
同流速で溶出を行なった。M−5S誘導体は0.1Mイミ
ダゾールで溶出された(収量2.7mg、収率41%)。純
度は90%以上であった。
実施例19. M−4Sの製造: 第2表の誘導体(d)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対して、トリプシン267単位/mg−蛋白質
(シグマ社製)を5μg添加し、25℃20時間インキュ
ベートした。NaC濃度を0.5Mにした後、10mM T
ris−HC(pH8.0)−0.5M NaCで充たされ
たZnキレート セファロース(ファルマシア・ファイン
・ケミカル社製)(1.7cm×2.6cm)に6ml/時の流速で
通塔した。次いで、10mM Tris−HC(pH8.
0)−0.5M NaC 12mlを3ml/時の流速で通塔
後、10mM Tris−HC(pH8.0)−0.5MNaC
の緩衝液系に直線勾配で0Mから0.3Mまでのイミダゾ
ールを総容量30mlかけて加え、同流速で溶出を行なっ
た。M−4S誘導体は0.1Mイミダゾールで溶出された
(収量2.7mg、収率41%)。純度は90%以上であっ
た。
実施例20. M−4Sの製造: 第2表の誘導体(d)(132μg/ml)を含む10mM
Tris−HC−100mM NaC溶液(pH8.
0)50mlに対してα−キモトリプシン267単位/mg
−蛋白質(シグマ社製)を5μg添加し、25℃,20
時間インキュベートした。NaC濃度を0.5Mにした
後、10mM Tris−HC(pH8.0)−0.5M NaC
で充たされたZnキレート セファロース(ファルマ
シア・ファイン・ケミカル社製)(1.7cm×2.6cm)に6
ml/時の流速で通塔した。次いで、10mM Tris
−HC(pH8.0)−0.5M NaC12mlを3ml/時の
流速で通塔後、10mM Tris−HC(pH8.0)−0.5
M NaCの緩衝液系に直線勾配で0Mから0.3Mま
でのイミダゾールを総容量30mlかけて加え、同流速で溶
出を行なった。M−4S誘導体は0.1Mイミダゾールで
溶出された(収量2.3mg、収率35%)。純度は90%
以上であった。
実施例21. 実施例10−20に認められたように、17番目がセリ
ンに置換し、しかもN末端アミノ酸が、4個欠失(M−
4S)、5個欠失(M−5S)、6個欠失(M−6
S)、そして7個欠失(M−7S)されたhG−CSF
誘導体が得られる。一般に組換えDNA技術を用いる場
合、N末端にメチオニンが付加される。これが、組換え
型産物の1つの欠点である。しかし、本発明の酵素切断
法を用いれば、N末端にメチオニンが付加されずに製造
できるので有利である。
このように取得された誘導体のG−CSF活性を測定し
比較した。結果を第5表に示す。
第5表の結果より、N末端側アミノ酸4〜7欠失体につ
いては、すべて、インタクトhG−CSFに比べ、in vit
roの評価において2〜4倍の高活性が見い出された。
したがって、本発明より製造できるN末端側アミノ酸欠
失体はN末端側にメチオニンが付加されず、しかもイン
タクトより2倍〜4倍高活性を有するものである。
N末端部の変異による加水分解酵素に対する切断反応性
(感受性)の獲得について以下の例で示す。
実験例1. インタクトのhG−CSFとN末端変異hG−CSFと
のズブチリシン・カールスバーグに対する反応性の比較 実施例16と同様にして、第2表の誘導体とインタクトの
hG−CSFをズブチリシン・カールスバーグ(NOVO
社)3.6〜10-4単位/mg−G−CSF存在下に14時間、2
5℃でインキュベートしたところ、第2表の誘導体から
はM−6S誘導体が得られたが、インタクトhG−CS
Fは未反応であった。さらに、酵素量100倍(3.6×
10-2単位/mg−G−CSF)にしても、インタクトで
は、M−6Sの生成はなく全体的な分解反応が優先し
た。
実験例2. インタクトのhG−CSFとN末端変異hG−CSFと
のトリプシンに対する反応性の比較 実施例19と同様にして、第2表の誘導体(a)とインタク
トhG−CSFをトリプシン(シグマ社)0.22単位/mg
−G−CSFの存在下に20時間,25℃でインキュベート
したところ、第2表の誘導体(a)からはM−4S誘導体
が得られたが、インタクトhG−CSFは未反応であっ
た。さらに、酵素量100倍(22単位/mg−G−CS
F)にしても、インタクトhG−CSFではM−4Sの
生成はなく全体的な分解反応が優先した。
実験例3. hG−CSF誘導体の熱安定性: 第6表に示した本発明の各種誘導体20μgをリン酸緩衝
液−生理食塩水(PBS)(pH7.2)または10%牛胎
児血清(FBS)添加α−MEM培地1mlに溶解させ
た。56℃でインキュベートし、経時的にサンプル採取
を行い、そのCSF活性を、マウス骨髄細胞を用いたコ
ロニー形成試験(前記岡部らの方法)で測定した。
各サンプルは40ng/mlより2段階稀釈法で10段階
の稀釈を行い、各段階の測定を行い、良好な用量反応
(Dose response)を与える任意の濃度での活性を加熱
前(0分)と比較することにより残存活性を求めた。
PBS中または10%FBS添加α−MEM培地中での
残存活性(熱安定性に対応する)をそれぞれ第6表
(A)および(B)に示す。
実施例22. 部位特異的変異を用いたpCfBD28A17,pCf
BD28T17の造成(第17図参照): (a)鋳型一本鎖DNA(一本鎖pt19BD28N)の
造成: 実施例6(4)の方法で得たpCfBD28 3μgを5
0μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素BanII
I(東洋紡績社製)とPstIをそれぞれ10単位ずつ加
え、37℃で2時間切断反応を行った。この反応液から
LGT法により、hG−CSF誘導体(ND28)のN
末部分をコードする約210bpのDNA断片(Ban II
I−PstI断片)約0.1μgを得た。
一方、M13ファージベクターであるM13mp19R
FDNA(宝酒造社製)1μgを全量50μのY−50緩
衝液に溶かし、制限酵素AccI(東洋紡績社製)を1
0単位加え、37℃,2時間切断反応を行った。その
後、NaC濃度が100mMになるようにNaCを
添加し、制限酵素PstIを10単位加え37℃,2時
間切断反応を行った。この反応液からLGT法により約
7.24kbのDNA断片(AccI−PstI断片)約0.
8μgを得た。
上記で得たBanIII−PstI断片(約210bp)0.2
μgと、AccI−PstI断片(約7.24kb)0.05μ
gをT4リガーゼ緩衝液50μに溶かし、この混合液に
T4DNAリガーゼ10単位を加え12℃,16時間結合
反応を行った。
次に、公知の方法に従い、上記反応液を用いて大腸菌J
M105株をトランスフェクションし、組換え体ファー
ジを得た。この組換え体ファージの感染した大腸菌JM
105株の培養菌体より、プラスミドDNA回収法に準
じて、組換え体M13ファージRFDNAを回収した。
このRFDNA(これをpt19BD28Nと呼ぶ)の
構造は、PstI,EcoRI,AvaI,XhoIで
切断し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により確認し
た。そこでこの組換え体ファージより、公知の方法に従
って一本鎖pt19BD28Nを回収し鋳型とした。
(b)ギャップト・デュプレックスDNA(Gapped Duplex
DNA)の造成: M13mp19RFDNA(宝酒造社製)3μgを30
μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素EcoRI
とHindIIIをそれぞれ10単位ずつ加え、37℃で
2時間切断反応を行った。この反応液からLGT法によ
り約7.2kbのDNA断片(EcoRI−HindIII断
片)約2.5μgを得た。
このmp19RFDNA由来のEcoRI−HindII
I断片(約7.2kb)と前項で得た鋳型一本鎖DNA,p
t19BD28N 1μgをクレノー緩衝液27μに
溶かし、100℃で6分間煮沸することによりDNAを
変性させた。その後、65℃で10分間、37℃で40
分間,4℃で40分間、氷中で10分間放置し、アニー
ル反応を行い鋳型中のG−SCF遺伝子部分だけが一本
鎖となったギャップト・デュプレックスDNAを生成さ
せた。生成したギャップト・デュプレックスDNAはL
GT法により回収した。
(c)突然変異誘発(pt19BD28NA17,pt1
9BD28NT17の造成): 実施例6で得たhG−CSF誘導体〔ND28〕のN末端
から17番目のアミノ酸であるSerをAlaに置換す
るために必要な一本鎖DNA(これをD−1と呼ぶ)お
よび同SerをThrに置換するために必要な一本鎖D
NA(これをD−2と呼ぶ)を通常のトリエステル法に
より合成した。D−1(33−mer)およびD−2(3
3−mer)の塩基配列を下に示す。
D−1を用いた突然変異誘発によりStuIサイトが、
D−2を用いた突然変異誘発によりXbaIサイトが新
たに生じるようにデザインされているため、突然変異が
導入されたものをこれらの制限酵素による切断で確認す
ることができる。
D−1,D−2それぞれ1μgを別個に50μのT4
キナーゼ緩衝液に溶かし、T4ポリヌクレオチドキナー
ゼ30単位を加えて37℃で60分間リン酸化反応を行っ
た。
次に、このリン酸化したD−1あるいはD−2の0.2μ
gと前項で得たギャップト・デュプレックスDNA0.1
μgを6.5mM Tris−HC(pH7.5),8mM
MgC2,1mM2−メルカプトエタノールおよび1
00mM NaCを含む緩衝液34μに溶かし、6
5℃で60分間、室温で30分間放置し、D−1あるい
はD−2をギャップト・デュプレックスDNAにアニー
ルさせた。
この溶液にdATP,dTTP,dCTP,dGTPを
それぞれ0.5mMになるように加えた後、1.5単位のDN
AポリメラーゼI・クレノー断片と10単位のT4DN
Aリガーゼを加え、4℃,16時間の伸長反応を行っ
た。
該反応液を用いて大腸菌JM105をトランスフェクシ
ョンし、変異導入ファージを得た。変異導入ファージの
感染した大腸菌JM105よりRFDNAを回収し、A
vaI,XhoI,StuI(D−1を用いた場合)あ
るいはXbaI(D−2を用いた場合)で切断後、ポリアク
リルアミドゲル電気泳動により確認した。D−1により
変異を導入したRFDNAをpt19BD28NA1
7,D−2により変異を導入したRFDNAをpt19
BD28NT17と呼ぶ。pt19BD28NA17の
StuIサイト付近およびpt19BD28NT17の
XbaIサイト付近の塩基配列は下記のとおりであるこ
とを、M13ファージを用いたデイデオキシ・シークエ
ンス法で確認した。
(d)pCfBD28A17およびpCfBD28T17
の造成: 前項で得たpt19BD28NA17あるいはpt19
BD28NT173μgを50μのY−100緩衝液
に溶かし、制限酵素AvaIおよびXhoIをそれぞれ
10単位加え37℃で2時間切断反応を行った。反応液
からLGT法により、前項で導入した変異部位を含む約
110bpのDNA断片(AvaI−XhoI断片)を
0.05μg得た。
一方、実施例6の(4)で得たpCfBD28 2μgを5
0μのY−100緩衝液に溶かし、制限酵素XhoI
とBgIIをそれぞれ10単位ずつ加え37℃で2時間
切断反応を行った。この反応液からLGT法により、ト
リプトファンプロモーター部分を含む約2.74kbのDNA
断片(XhoI−BgII断片)を約1μg得た。
また、pCfBD282μgを50μのY−100緩衝液
に溶かし、制限酵素BgIIを10単位加え37℃で2時
間切断反応を行った。アガロースゲル電気泳動でBg
II切断が完全に行われていることを確認した後に、制限
酵素AvaIを5単位加え37℃で10分間部分切断反
応を行った。この反応液からLGT法により、成熟型h
G−CSFcDNAの大部分とppターミネーター部
分を含む約1.29kbのDNA断片(BgII−AvaI
断片)を0.4μg得た。
次に上記で得たpCfBD28由来のXhoI−BgII
断片(約2.74kb)0.1μgおよびBgII−AvaI断
片(約1.29kb)とpt19BD28NA17あるいはpt
19BD28NT17のAvaI−XhoI断片(約11
0bp)0.02μgをT4リガーゼ緩衝液60μに溶か
し、10単位のT4DNAリガーゼを加え、12℃で16
時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌HB101株を形質転換し、A
rのコロニーを得た。このコロニーの培養菌体よりプ
ラスミドDNAを回収した。pt19BD28NA17
を用いて造成したプラスミドをpCfBD28A17,
pt19BD28NT17を用いて造成したプラスミド
をpCfBD28T17と呼ぶ。pCfBD28A17の構
造は、AvaI,XhoI,BgII,StuIで切断
後、アガロースゲル電気泳動により確認した。また、p
CfBD28T17の構造はAvaI,XhoI,Bg
II,XbaIで切断後、アガロースゲル電気泳動によ
り確認した。
これら2つのプラスミドがコードするhG−CSF誘導
体は、それぞれ成熟型hG−CSFに比べて以下のよう
にアミノ酸残基が置換されている。
pCfBD28A17およびpCfBD28T17にコー
ドされるhG−CSF誘導体を以後、それぞれhG−C
SF〔ND28A17〕,hG−CSF〔ND28T1
7〕と呼ぶ。
参考例1. hG−CSFcDNAを運ぶプラスミドpCSF1−2
の単離 (1)正常人末梢血マクロファージからのポリ(A)RNAの
調製: 正常人の末梢血より遠心分離して得た白血球をプラスチ
ックボトルで培養し、非接着性の細胞を洗浄・除去する
ことにより、接着性の細胞であるマクロファージを単離
した。このマクロファージより、チオシアン酸グアニジ
ン−塩化リチウム法〔カサラ(Cathala)ら:ディーエ
ヌエイ(DNA)2,329(1983)〕に従い、ポリ(A)
を有するRNAを下記のごとく調製した。
正常人の末梢血400mlをHitachi RPR10ローターにて
1800rpm、20分間遠心して血球を沈殿させ、これ
を50mlリン酸緩衝食塩水〔NaC8g/、KC
0.2g/、無水Na2HPO41.15g/、KH2PO
40.2g/(pH7.2);以下PBSと略記する〕に懸濁
した。この懸濁液25mlをリンパ球分離液〔ビオネティ
クス(BIONETICS)社製〕25mlに重層し、Hitachi RPR10
ローターにて1800rpm、30分間遠心した。中間層の白
血球を分取し、等量のPBSで洗浄(Hitachi RPR10ロ
ーターにて1500rpm、10分間)した後、5%の仔
牛胎児血清を含む20mlのRPMI1640培地(日水製薬
社製)に、懸濁し培養した。培養には組織培養用フラス
コ(コーニング社製)を用いた。37℃で1.5時間培養し
た後、培養上清を非接着性の細胞とともに除去した。新
たに20mlの同培地と大腸菌リポ多糖(LPS)を0.3mg/ml
となるように加え、さらに37℃で4時間培養した。次
いで、培養液より1,100×g、4℃、10分間の遠心に
よって細胞を集め、80mlのPBSで洗浄した後、5M
チオシアン酸グアニジン、10mM EDTA、50mM T
ris−HC(pH7)および8%(v/v)2−メルカ
プトエタノールからなる溶液10ml中でボルテックス・
ミキサーを用い可溶化した。この可溶化物を遠心管に移
し4M LiC溶液80mlを加えて攪拌した後、4℃、
20時間静置した。Hitachi RPR10ローターにて9,000rp
m、90分間遠心後、RNAを沈殿として回収した。RN
Aの沈殿を4M尿素および2M塩化リチウムからなる溶
液50mlに懸濁し、Hitachi RPR10ローターにて9,000rp
m、60分間遠心後、再びRNAを沈殿として回収し
た。
RNAの沈殿を0.1%ラウリル硫酸ナトリウム、1mM
EDTA、10mM Tris−HC(pH7.5)か
らなる溶液10mlに溶解し、フェノール−クロロホルム
で抽出後、エタノール沈殿により回収した。得られたR
NA約0.8mgを10mM Tris−HC(pH8.0)お
よび1mM EDTAからなる溶液1mlに溶かした。65
℃,5分間インキュベートし、0.1mlの5M NaC
を加えた。混合物をオリゴ(dT)セルロース・カラム
〔ビー・エル・バイオケミカル(P−L Biochemica
l)社製〕クロマトグラフィー(カラム体積0.5ml)にか
けた。吸着したポリ(A)を有するmRNAを10mM
Tris−HC(pH7.5)および1mM EDTAか
らなる溶液で溶出し、ポリ(A)を有するmRNA約3
0μgを得た。
(2)cDNA合成と該DNAのベクターへの挿入: オカヤマ−バーグ(Okayama-Berg)の方法〔モレキュラ
ー・アンド・セルラー・バイオロジィ(Mol.Cell.Bio
l.),,161(1982)〕に従い、cDNAの合成とそれ
を組み込んだ組換え体プラスミドの造成を行った。その
工程の概略を第9図に示す。
pCDV1〔オカヤマ・アンド・バーグ(Okayama & Be
rg):モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジィ
(Mol.Cell.Biol.),,280(1983)〕400μgを10
mM Tris−HC(pH7.5),6mM MgC2
および10mM NaCからなる溶液300μに加
え、さらに500単位のKpnIを加えて、37℃,6時
間反応させ、プラスミド中のKpnI部位で切断した。
フェノール−クロロホルム抽出後、エタノール沈殿によ
りDNAを回収した。KpnI切断した該DNA約20
0μgを40mMカコジル酸ナトリウム,30mM T
ris−HC(pH6.8),1mM CaC2および0.
1mMジチオスレイトール(以下DTTと略記する)か
らなる緩衝液(以下TdT緩衝液と略記する)にdTT
Pを0.25mMとなるよう加えた溶液200μに加え、
さらに81単位のターミナルデオキシヌクレオチジルト
ランスフェラーゼ(以下TdTと略記する)(P−L
Biochemicals社製)を加えて、37℃、11分間反応さ
せた。ここで、pCDV1のKpnI切断部位の3′末
端にポリ(dT)鎖が約67個付加された。該溶液から
フェノール−クロロホルム抽出、エタノール沈殿によ
り、ポリ(dT)鎖の付加したpCDV1DNA約10
0μgを回収した。該DNAを10mM Tris−H
C(pH7.5),6mM MgC2,100mM NaC
からなる緩衝液150μに加え、さらに360単位
のEcoRIを加え、37℃2時間反応させた。該反応
物をLGT法で処理後、約3.1kbのDNA断片を回収
し、約60μgのポリ(dT)鎖付加pCDV1を得た。
該DNAを10mM Tris−HC(pH8.0)およ
び1mM EDTAからなる溶液500μに溶解し、
65℃5分間インキュベート後、氷冷して50μの5
M NaCを加えた。混合物をオリゴ(dA)セルロ
ースカラム(コラボラティブリサーチ社製)クロマトグ
ラフィーにかけた。ポリ(dT)鎖長が充分なものはカ
ラムに吸着し、これを10mM Tris−HC(pH
8.0)および1mM EDTAからなる溶液で溶出し、ポ
リ(dT)鎖の付加したpCD1(以下ベクタープライマ
ーと略記する)27μgを得た。
次にリンカーDNAの調製を行った。pL1〔オカヤマ
・アンド・バーグ(Okayama & Berg):モレキュラー・
アンド・セルラー・バイオロジィ(Mol.Cell.Biol.),
,280(1983)〕約14μgを10mM Tris−H
C(pH7.5),6mM MgC2および50mM Na
Cからなる緩衝液200μに加え、さらに50単位
のPstIを加え、37℃4時間反応させ、pL1DN
A中のPstI部位で切断させた。該反応物をフェノー
ル−クロロホルム抽出後、エタノール沈殿を行い、PstI
で切断したpL1DNA約13μgを回収した。該DN
A約13μgをTdT緩衝液に終濃度0.25mMのdGTP
を含む溶液50μに加え、さらにTdT(P-L Bioche
micals社製)54単位を加えて37℃13分間インキュベ
ートし、pL1のPstI切断部位3′末端に(dG)
鎖を約14個付加した。フェノール−クロロホルム抽出後
エタノール沈殿にてDNAを回収した。該DNAを10
mM Tris−HC(pH7.5),6mM MgC2
および60mM NaCからなる緩衝液100μに
加え、さらに80単位のHindIIIを加えて37℃3時
間インキュベートし、pL1DNAのHindIII部位
で切断した。該反応物をアガロースゲル電気泳動にて分
画し、約0.5kbのDNA断片をDEAEペーパー法
〔ドレツェン(Dretzen)ら:アナリティカル・バイオ
ケミストリィ(Anal.Biochem.),112,295(1981)〕
にて回収し、オリゴ(dG)鎖付きのリンカーDNA(以
下単にリンカーDNAと略記する)を得た。
上記で調製したポリ(A)RNA約3μg、ベクタープ
ライマー約1.4μgを50mM Tris−HC(pH8.
3),8mM MgC2,30mM KC,0.3mM
DTT,2mM dNTP(dATP,dTTP,dG
TPおよびdCTP)および10単位のリボヌクレアーゼ
インヒビター(P-L Biochemicals社製)からなる溶液2
2.3μに溶解し、10単位の逆転写酵素(生化学工業
社製)を加え、41℃90分間インキュベートし、mR
NAに相補的なDNAを合成させた。該反応物をフェノ
ール−クロロホルム抽出、エタノール沈殿を行い、RN
A−DNA二重鎖の付加したベクタープライマーDNA
を回収した。該DNAを66μM dCTPおよび0.2
μgポリ(A)を含むTdT緩衝液20μに溶かし、1
4単位のTdT(P-L Biochemicals社製)を加えて37
℃2分間インキュベートし、cDNA3′末端に20個
の(dC)鎖を付加した。該反応物をフェノール−クロ
ロホルム抽出し、エタノール沈殿により(dC)鎖の付
加したcDNA−ベクタープライマーDNAを回収し
た。該DNAを10mM Tris−HC(pH7.
5),6mM MgC2および60mM NaCから
なる液400μに溶かし、20単位のHindIIIを
加え、37℃2時間インキュベートし、HindIII部
位で切断した。該反応物をフェノール−クロロホルム抽
出、エタノール沈殿して0.5ピコモルの(dC)鎖付加c
DNA−ベクタープライマーDNAを得た。該DNA0.
2ピコモルおよび前記のリンカーDNA0.4ピコモルを1
0mM Tris−HC(pH7.5),0.1M NaC
および1mM EDTAからなる溶液100μに溶か
し、65℃,42℃,0℃でそれぞれ10分,25分,3
0分間インキュベートした。20mM Tris−HC
(pH7.5),4mM MgC2,10mM(NH4)2
4,0.1M KCおよび0.1mM β−NADの組成
で、全量1000μとなるよう反応液を調製した。該
反応液に25単位の大腸菌DNAリガーゼ(ニューイング
ランド・バイオラブズ社製)を加え、11℃18時間イン
キュベートした。該反応液を各40μMのdNTP,0.15
mM β−NADとなるよう成分を追加調製し、10単位
の大腸菌DNAリガーゼ,20単位の大腸菌DNAポリ
メラーゼI(P-L Biochemicals社製)および10単位の
大腸菌リボヌクレアーゼH(P-L Biochemicals社製)を
加え、12℃,25℃で順次1時間ずつインキュベート
した。上記反応で、cDNAを含む組換えDNAの環状
化と、RNA−DNA二重鎖のRNA部分がDNAに置
換され、完全な二重鎖DNAの組換え体プラスミドが生
成した。
(3)hG−CSFcDNAを含む組換えDNAの選択: (2)で得られた組換え体プラスミドを用い、大腸菌C6
00SF8株をスコット(Scott)らの方法〔重定勝
哉:細胞工学,616(1983)〕に従い形質転換した。得
られた約9200個のコロニーをニトロセルロース・フィル
ター上に固定した。長田ら〔長田(Nagata)ら:ネイチ
ャー(Nature)319,415(1986)〕が単離したhG−
CSFの成熱タンパク質のN末端9アミノ酸に相当する
27塩基の合成DNA 5′−ACCCCCCTGGGCCCTGCCAGCTCCCTG−3′を32Pで標
識したプローブに60℃で強く会合した1菌株を選んだ
〔グルンステイン・ホグネス(Grunstein-Hogness)の
方法、プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル・アカ
デミイ・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Acad.Sci.)USA
72,3961(1975)〕。この菌株がもつプラスミドpCS
F1−2が有するcDNAの全塩基配列を、M13ファー
ジを用いたディデオキシ・シークエンス法により決定し
た(第1表)。その結果、pCSF1−2が有するcD
NAは、hG−CSFをコードしていることが判明し
た。
この菌株は、前記のようにEscherichia coliECSF1
−2〔FERM BP−1220〕として、微工研に寄
託されている。
参考例2. プラスミドpKYP26の分離精製 pKYP26を含む大腸菌〔Escherichia coli IKYP26
(FERM BP-863)〕を50μg/mlのアンピシリンを含む
L培地(1%バクトトリプトン、0.5%酵母エキス、1
%NaC,pH7.5)10mlで37℃、18時間培養し
た。この培養液全量を50μg/mlのアンピシリンを含
むL培地1に植菌し、37℃で培養した。4時間後
に、クロラムフェニコールを170μg/mlとなるよう
に加え、さらに37℃、16時間培養した。遠心分離法
(5,000rpm10分間)により集菌を行い、0.8%NaC
で菌体を洗浄した後、50mM Tris−HC
(pH8.0)20mlに懸濁し、氷冷した。10mg/mlのリゾ
チームを8ml加え氷中に10分間静置した後、0.5M
EDTAを9.6ml加え、氷中に10分間静置し、2%ト
リトン X−100(和光純薬工業社製)を2.3ml加え
氷中にさらに1時間静置した。50,000×gで4℃、1時
間超遠心分離を行い、上清約40mlを得た。次にこの上
清に3MNaOHを加えpHを12.5として、室温で10分間
静かに攪拌した。2M Tris−HC(pH7.5)を
加え、pHを8.5にもどし、さらに3分間攪拌した。この
時点で液の容量は約55mlであった。1/9容の5M
NaCを加えた後、フェノール抽出を行った。1/2
50容の5mg/mlRNase A(シグマ社製)を加
え、37℃、1時間RNA分解反応を行った後、1/5
容の5M NaCを加え、1/3容の30%PEG6
000(半井化学薬品社製)を加え−20℃に2時間静
置した。遠心分離法で沈殿を集め、10mM Tris
−HC(pH7.5)および1mM EDTAからなる液
2mlに溶かし、ソジウム・ドデシル・サルフェイト(S
DS)を0.5%となるように加え、プロティナーゼK
(シグマ社製)を50μg/mlとなるように加えて、3
7℃、1時間蛋白質分解反応を行った。フェノール抽出
を3回繰り返し行った後、クロロホルム抽出およびエタ
ノール沈澱でDNAを回収し、10mMTris−HC
(pH7.5)および1mM EDTAからなる液1mlに溶
かした。このようにしてpKYP26を800μg得る
ことができた。pKYP26の構造は、EcoRI,Kp
nI,BamHI,BgII,PstIで切断してアガ
ロースゲル電気泳動で確認した。
参考例3. 1)ヒトLTcDNAを運ぶプラスミドpLT1の単離: (1)LukII細胞よりのポリ(A)RNAの調製: ヒトリンパ芽球様細胞株LukIIより、チオシアン酸グ
アニジン−塩化リチウム法〔カサラ(Cathala)ら:デ
ィーエヌエイ(DNA),329(1983)〕に従い、ポリ
(A)を有するRNAを下記のごとく調製した。
ヒトリンパ芽球様細胞株LukII〔ベリッシュ・ワイ・
ルビン(Berish Y.Rubin)ら:プロシーディング・オブ
・ザ・ナショナル・アカデミィ・オブ・サイエンス(Pr
oc.Natl.Acad.Sci.)USA82,6637(1985)〕を、5%の
仔牛胎児血清と1mM N−2−ヒドロキシエチルピペ
ラジン−N′−2−エタンスルフォン酸(HEPES)
を含む1のRPMI1640培地(日水製薬社製)
に、8×105/mlとなるように接種し、増殖させた。
培養にはスピンナー・カルチャー・ボトルを用いた。3
7℃で48時間培養した後、遠心によって細胞を集め、
10ng/mlのフォルボール・ミリステート・アセテート
(PMA;Phorbol myristate acetate)と5%の仔牛
胎児血清と1mM HEPESを含む、新しい1のR
PMI1640培地に移し、さらに37℃で48時間培
養した。続いて、この細胞懸濁液の一部(250ml)か
ら1,100×g,4℃,10分間の遠心によって細胞を集
め、80mlのリン酸塩バッファーで洗浄した後、5Mチ
オシアン酸グアニジン,10mM EDTA,50mM
Tris−HC(pH7)および8%(V/V)2−メ
ルカプトエタノールからなる溶液10ml中でボルテック
ス・ミキサーを用い可溶化した。この可溶化物を遠心管
に移し、4M LiC溶液80mlを加えて攪拌した
後、4℃,20時間静置した。HitachiRPR10ロー
ターにて9,000rpm,90分間遠心後、RNAを沈殿
として回収した。RNAの沈殿を4M尿素および2M塩
化リチウムからなる溶液50mlに懸濁し、HitachiRP
R10ローターにて9,000rpm,60分間遠心後、再びR
NAを沈殿として回収した。RNAの沈殿を0.1%ラウ
リル硫酸ナトリウム,1mM EDTA,10mMTr
is−HC(pH7.5)からなる溶液10mlに溶解し、
フェノール−クロロホルムで抽出後、エタノール沈殿に
より回収した。得られたRNA約2.5mgを10mM T
ris−HC(pH8.0)および1mM EDTAから
なる溶液1mlに溶かした。65℃,5分間インキュベー
トし、0.1mlの5M NaCを加えた。混合物をオリ
ゴ(dT)セルロース・カラム〔ピー・エル・バイオケ
ミカル(P−L Biochemical)社製〕クロマトグラフ
ィー(カラム体積0.5ml)にかけた。吸着したポリ
(A)を有するmRNAを10mM Tris−HC
(pH7.5)および1mM EDTAからなる溶液で溶出
し、ポリ(A)を有するmRNA約100μgを得た。
(2)cDNA合成と該DNAのベクターへの挿入: オカヤマ−バーグ(Okayama-Berg)の方法〔モレキュラ
ー・アンド・セルラー・バイオロジィ(Mol.Cell.Bio
l.),,161(1982)〕に従い、cDNAの合成とそれ
を組み込んだ組換え体プラスミドの造成を行った。その
工程の概略を第9図に示す。
pCDV1〔オカヤマ・アンド・バーグ(Okayama & Be
rg):モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジィ
(Mol.Cell.Biol.),,280(1983)〕400μgを10
mM Tris−HC(pH7.5),6mM MgC2
および10mM NaCからなる溶液300μに加
え、さらに500単位のKpnIを加えて、37℃,6
時間反応させ、プラスミド中のKpnI部位で切断し
た。フェノール−クロロホルム抽出後、エタノール沈殿
によりDNAを回収した。KpnI切断した該DNA約
200μgをTdT緩衝液にdTTPを0.25mMとなる
よう加えた溶液200μに加え、さらに81単位のTd
T(P-L Biochemicals社製)を加えて、37℃、11分
間反応させた。ここで、pCDV1のKpnI切断部位
の3′末端にポリ(dT)鎖が約67個付加された。該
溶液からフェノール−クロロホルム抽出、エタノール沈
殿により、ポリ(dT)鎖の付加したpCDV1DNA
約100μgを回収した。該DNAを10mM Tris
−HC(pH7.5),6mM MgC2,100mM
NaCからなる緩衝液150μに加え、さらに36
0単位のEcoRIを加え、37℃2時間反応させた。
該反応物をLGT法で処理後、約3.1kbのDNA断片
を回収し、約60μgのポリ(dT)鎖付加pCDV1
を得た。該DNAを10mM Tris−HC(pH8.
0)および1mM EDTAからなる溶液500μに
溶解し、65℃5分間インキュベート後、氷冷して50μ
の5M NaCを加えた。混合物をオリゴ(dA)
セルロースカラム(コラボラティブリサーチ社製)クロ
マトグラフィーにかけた。ポリ(dT)鎖長が充分なも
のはカラムに吸着し、これを10mM Tris−HC
(pH8.0)および1mM EDTAからなる溶液で溶
出し、ポリ(dT)鎖の付加したpCDV1(以下ベク
タープライマーと略記する)27μgを得た。
次にリンカーDNAの調製を行った。
pL1〔オカヤマ・アンド・バーグ(Okayama & Ber
g):モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジィ
(Mol.Cell.Biol.),,280(1983)〕約14μgを1
0mM Tris−HC(pH7.5),6mM MgC
2および50mM NaCからなる緩衝液200μに加
え、さらに50単位のPstIを加え、37℃4時間反応
させ、pL1DNA中のPstI部位で切断させた。該
反応物をフェノール−クロロホルム抽出後、エタノール
沈殿を行い、PstIで切断したpL1DNA約13μ
gを回収した。該DNA約13μgをTdT緩衝液に終濃
度0.25mMのdGTPを含む溶液50μに加え、さらに
TdT(P-L Biochemicals社製)54単位を加えて37
℃13分間インキュベートし、pL1のPstI切断部位
3′末端に(dG)鎖を約14個付加した。フェノール−
クロロホルム抽出後エタノール沈殿にてDNAを回収し
た。該DNAを10mM Tris−HC(pH7.5),6m
M MgC2および60mM NaCからなる緩衝
液100μに加え、さらに80単位のHindIIIを
加えて37℃3時間インキュベートし、pL1DNAの
HindIII部位で切断した。該反応物をアガロースゲ
ル電気泳動にて分画し、約0.5kbのDNA断片をDEA
Eペーパー法〔ドレツェン(Dretzen)ら:アナリティ
カル・バイオケミストリィ(Anal.Biochem.),11
2,295(1981)〕にて回収し、オリゴ(dG)鎖付きの
リンカーDNA(以下単にリンカーDNAと略記する)
を得た。
上記で調製したポリ(A)RNA約2μg、ベクタープ
ライマー約1.4μgを50mM Tris−HC(pH
8.3),8mM MgC2,30mM KC,0.3m
M DTT,2mM dNTP(dATP,dTTP,
dGTPおよびdCTP)および10単位のリボヌクレ
アーゼインヒビター(P-L Biochemicals社製)からなる
溶液22.3μに溶解し、10単位の逆転写酵素(生化学
工業社製)を加え、41℃90分間インキュベートし、
mRNAに相補的なDNAを合成させた。該反応物をフ
ェノール−クロロホルム抽出、エタノール沈殿を行い、
RNA−DNA二重鎖の付加したベクタープライマーD
NAを回収した。該DNAを66μM dCTPおよび
0.2μgポリ(A)を含むTdT緩衝液20μに溶か
し、14単位のTdT(P-L Biochemicals社製)を加えて
37℃2分間インキュベートし、cDNA3′末端に2
0個の(dC)鎖を付加した。該反応物をフェノール−
クロロホルム抽出し、エタノール沈殿により(dC)鎖
の付加したcDNA−ベクタープライマーDNAを回収
した。該DNAを10mM Tris−HC(pH7.
5),6mM MgC2および60mM NaCからな
る液400μに溶かし、20単位のHindIIIを加
え、37℃2時間インキュベートし、HindIII部位
で切断した。該反応物をフェノール−クロロホルム抽
出、エタノール沈殿して0.5ピコモルの(dC)鎖付加
cDNA−ベクタープライマーDNAを得た。該DNA
0.2ピコモルおよび前記のリンカーDNA0.4ピコモルを
10mM Tris−HC(pH7.5),0.1M NaCお
よび1mM EDTAからなる溶液100μに溶か
し、65℃,42℃,0℃でそれぞれ10分,25分,
30分間インキュベートした。20mM Tris−H
C(pH7.5),4mM MgC2,10mM(NH4)
2SO4,0.1M KCおよび0.1mM β−NADの組成
で、全量100μとなるよう反応液を調製した。該反応
液に25単位の大腸菌DNAリガーゼ(ニューイングラ
ンド・バイオラブズ社製)を加え、11℃18時間イン
キュベートした。該反応液を各40μMのdNTP,0.
15mM β−NADとなるよう成分を追加調製し、10
単位の大腸菌DNAリガーゼ,20単位の大腸菌DNA
ポリメラーゼI(P-L Biochemicals社製)および10単
位の大腸菌リボヌクレアーゼH(P-L Biochemicals社
製)を加え、12℃,25℃で順次1時間ずつインキュ
ベートした。上記反応で、cDNAを含む組換えDNA
の環状化と、RNA−DNA二重鎖のRNA部分がDN
Aに置換され、完全な二重鎖DNAの組換え体プラスミ
ドが生成した。
(3)ヒトLTcDNAを含む組換えDNAの選択: (2)で得た組換え体プラスミドを用い、大腸菌C600
SF8株〔カメロン(Cameron):プロシーディング・
オブ・ザ・ナショナル・アカデミィ・オブ・サイエンス
(Proc.Natl.Acad.Sci.)USA72,3416(1975)〕をScot
tらの方法〔重定勝哉:細胞工学,616(1983)〕に従い
形質転換した。得られた約30,000個のコロニーをニトロ
セルロース・フィルター上に固定した。ジェネンテク
(Genentech)社が単離したヒトLTcDNA〔パトリ
ック・ダブリュー・グレイ(Patrick W.Gray)ら:ネイ
チャー(Nature)312,721(1984)〕の5′非翻訳領
域の一部の塩基配列と一致する17塩基の合成DNA
5′−GATCCCCGGCCTGCCTG−3′を32
Pで標識したプローブに52℃で強く会合した1菌株を
選んだ〔グルンステイン・ホグネス(Grunstein-Hognes
s)の方法、プロシーディング・オブ・ザ・ナショナル
・アカデミイ・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Acad.Sc
i.)USA72,3961(1975)〕。この菌株が持つプラスミ
ドpLT1のcDNAの全塩基配列を、M13ファージを
用いたディデオキシ・シークエンス法により決定した。
その結果、pLT1のcDNAはヒトLTをコードして
いることが判明した。
2)組換え体プラスミドpLA1の造成: 前項の方法によって得たpLT1(4.7kb)5μgを
10mM Tris−HC(pH7.5),7mM Mg
2,6mM2−メルカプトエタノールを含む全量5
0μの溶液(以下“Y−0緩衝液”と略記する)に溶
かし、制限酵素XhoII(ベーリンガーマンハイム社
製)10単位を加えて、37℃で2時間切断反応を行っ
た。次いで、NaCを終濃度150mMとなるように
加え、制限酵素NsiI(ニューイングランド・バイオ
ラブズ社製)10単位を加え、37℃でさらに3時間切
断反応を行った。反応液からLGT法によりヒトLTD
NAの大部分を含む約750bpのDNA断片(Xho
II−NsiI断片)約0.3μgを得た。
別に、pLT1 20μgを200μのY−50緩衝
液に溶かし、制限酵素HaeIII40単位を加えて、3
7℃で2時間切断反応を行った。
次いで、NaCを終濃度150mMとなるように加
え、NsiI40単位を加え、37℃でさらに3時間切
断反応を行った。反応液からポリアクリルアミドゲル電
気泳動法により、ヒトLTのN末端部分を含む約50b
pのDNA断片(HaeIII−NsiI断片)約40ng
を得た。
一方、pGEL1(3.4kb)3μgを全量30μの
Y−100緩衝液に溶かし、制限酵素StuIと制限酵
素BgIIそれぞれ6単位ずつを加え37℃で3時間切
断反応を行った。
この反応液からLGT法によりApr遺伝子を含む約2.3
kbのDNA断片(StuI−BgII断片)約1.0μ
gを得た。
次に上記で得たpLT1由来のXhoII−NsiI断片
(約750bp)0.2μgおよびHaeIII−NsiI断
片(約50bp)20ngとpGEL1由来のStuI−
BgII断片(約2.3kb)0.6μgを全量20μT4
リガーゼ緩衝液に溶かし、この混合溶液にさらに2単位
のT4DNAリガーゼ(宝酒造社製)を加え4℃18時
間反応を行った。
このようにして得た組換え体プラスミドDNAを用い、
Escherichia coli KM430株をコーエンらの方法に
より形質転換し、Aprのコロニーを得た。この形質転
換株よりプラスミドDNAを公知の方法に従って分離精
製し、該プラスミドDNAをStuI等の制限酵素で切
断することによりプラスミドの構造解析を行った。その
結果、目的のプラスミドが得られたことを確認した。こ
の組換え体プラスミドをpLA1と呼ぶ。
3)LT発現プラスミドpLSA1の造成: 前項により得られたpLA1(3.1kb)をもつ大腸菌
KM430株を培養し、培養菌体から常法によりpLA
1DNAを調製した。得られたpLA1DNA 3μg
をY−100緩衝液30μに溶かし、StuIとBg
IIそれぞれ3単位ずつを加え37℃で3時間切断反応
を行った。この反応液からLGT法によりヒトLT遺伝
子の大部分を含む約790bpのDNA断片(StuI
−BgII断片)約0.5μgを得た。
別に、特開昭58−110600号公報記載の方法で調
製したpKYP10 3μgをY−100緩衝液30μ
に溶かし、制限酵素BanIIIと制限酵素PstIをそ
れぞれ6単位ずつを加え37℃で3時間切断反応を行っ
た。この反応液からLGT法によりトリプトファンプロ
モーター(Ptrp)を含む約1.1kbのDNA断片
(BanIII−PstI断片)約0.6μgを得た。また、
pGEL1(3.4kb)2μgをY−100緩衝液20
μに溶かし、制限酵素HindIII,BamHIおよ
びPstIそれぞれ4単位ずつを加え37℃で3時間切
断反応を行った。この反応液からLGT法によりリポプ
ロテイン由来ターミネーターを含む約1.7kbのDNA
断片(PstI−BamHI断片)約0.7μgを得た。
一方、成熟ヒトLTポリペプチドのN末端であるLeu
(CTA)から、5番目のアミノ酸であるGly(GG
C)の2番目の塩基(GG)までと、発現に必要な開始
コドン(ATG)を付与する必要があること、またPt
rpの下流のSD配列とATGとの距離は、6〜18b
pの間の適当な長さにする必要があることなどの理由か
ら、下記のDNAリンカーを合成した。
まず、一本鎖DNA、27-merと25-merを通常のトリエス
テル法により合成した。27-merおよび25-merの各々20
ピコモルを全量40μのT4キナーゼ緩衝液に溶か
し、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社製)6単
位を加えて、37℃で60分間リン酸化反応を行った。
次に上記で得たpLA1由来のStuI−BgII断片
(約790bp)0.3μgと発現ベクターpKYP10
のBanIII−PstI断片(約1.1kb)0.4μgおよ
びpGEL1由来のPstI−BamHI断片(約1.7
kb)0.6μgをT4リガーゼ緩衝液25μに溶か
し、この混合液に上記DNAリンカーを約1ピコモル加
えた。この混合溶液にさらにT4DNAリガーゼ6単位
を加え、4℃で18時間結合反応を行った。
組換え体プラスミドを含む反応混合物を用いて大腸菌K
M430株を形質転換し、Aprのコロニーを得た。こ
のコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回収し
た。得られたプラスミドの構造は制限酵素EcoRI,
BanIII,PstI,HindIII,BgIIで切断
後、アガロースゲル電気泳動により確認した。このプラ
スミドをpLSA1とよぶ。pLSA1のBanIII,
HindIII付近の塩基配列は下記のとおりであること
をマキサム・ギルバートの方法〔エイ・エム・マキサム
(A.M.Maxam)ら:プロシーディング・オブ・ザ・ナシ
ョナル・アカデミイ・オブ・サイエンス(Proc.Natl.Ac
ad.Sci.)USA74,560(1977)〕で確認した。
参考例4. ATGベクターpTrS20の造成: 第13図に示した手順に従い、SD配列とATG開始コ
ドンの間の距離が14塩基で、かつATGコドンの直後
にSacIサイトを有するATGベクターpTrS20
を造成した。
まず、特開昭58−110600号公報記載の方法で調
製したpKYP10 3μgをY−100緩衝液30μ
に溶かし、制限酵素BanIIIと制限酵素NruI
(ニューイングランド・バイオラブズ社製)をそれぞれ
6単位ずつ加え、37℃で3時間切断反応を行った。こ
の反応液からLGT法によりPtrpを含む約3.8kb
のDNA断片(BanIII−NruI断片)約0.5μgを
得た。
一方、Ptrpの下流にATG開始コドンを付与するた
めに下記のDNAリンカーをトリエステル法により合成
した。
19-merと17-merの合成DNA(各々10ピコモルずつ)
を50mM Tris−HC(pH7.5),10mM
MgC2,5mMジチオスレイトール,0.1mM ED
TAおよび1mM ATPを含む全量20μの溶液に
溶かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ3単位(宝酒造
社製)を加えて、37℃で60分間リン酸化反応を行っ
た。
次に上記で得たpKY10由来のBanIII−NruI
断片(約3.8kb)0.1μgと上記のDNAリンカー約0.
5ピコモルをT4リガーゼ緩衝液20μに溶かし、さ
らにT4DNAリガーゼ2単位を加え、4℃で18時間
結合反応を行った。
得られた組換え体プラスミドの混合物を用いて大腸菌H
B101株〔ボリバー(Boliver)ら:ジーン(Gene)
2,75(1977)〕を形質転換し、Aprのコロニーを得
た。このコロニーの培養菌体からプラスミドDNAを回
収した。得られたプラスミドの構造は制限酵素EcoR
I,BanIII、HindIII,SacI,NruIで切断
後、アガロースゲル電気泳動により確認した。このプラ
スミドをpTrS20と名付けた(第13図)。pTrS20
のBanIII,HindIIIサイト付近の塩基配列は下記
のとおりであることをM13ファージを用いたディデオキ
シ・シークエンス法を用い確認した。
発明の効果 本発明によればCSF活性の高いポリペプチドを大量に
安価に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はプラスミドpCfTA1の造成工程を示す。 第2図はプラスミドpCfTB20の造成工程を示す。 第3図はプラスミドpCfTL23,38,35,41
の造成工程を示す。 第4図はプラスミドpCfTM14,17,113の造
成工程を示す。 第5図はプラスミドpCfWD1の造成工程を示す。 第6図はプラスミドpCfT95K19,pCfAA1
およびpCfAB5の造成工程を示す。 第7図はプラスミドpCfBA8,pCfBB101,
pCfBC52,59,42B1,45,76,77,
93,95,97およびpCfBD28,56,82の
造成工程を示す。 第8図はプラスミドpCfCB101,pCfCC5
2,59,pCfCD28,56の造成工程を示す。 第9図(1)および(2)は、オカヤマ・バーグ法によるcD
NA合成と該DNAを含む組換え体プラスミドの造成過
程の概略を示す。 第10図はプラスミドpLA1の造成工程を示す。 第11図はプラスミドpLSA1の造成工程を示す。 第12図はプラスミドpCfTNS501の造成工程を
示す。 第13図はプラスミドpTrS20の造成工程を示す。 第14図はプラスミドpCfTNS7およびpCfTA
Arg4Sの造成工程を示す。 第15図はプラスミドpCfTN205およびpCfT
AArg4の造成工程を示す。 第16図はプラスミドpCfTNS301およびpCf
TNS401の造成工程を示す。 第17図(1)および(2)はプラスミドpCfBD28A1
7,pCfBD28T17の造成工程を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 21/02 C12R 1:19) (72)発明者 森本 真 静岡県駿東郡長泉町下土狩203―5 (72)発明者 伊藤 菁莪 神奈川県相模原市相原字八幡西218―14 (72)発明者 山崎 基生 東京都町田市旭町3―6―6 (72)発明者 横尾 義春 神奈川県相模原市横山3―4―17 (72)発明者 山口 和夫 神奈川県相模原市磯部2121―8 (56)参考文献 特開 昭63−229(JP,A) 特表 昭63−500636(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒト顆粒球コロニー刺激因子ポリペプチド
    のアミノ酸配列の内、第1番目のアミノ酸残基がアラニ
    ン(Ala)に、第3番目のアミノ酸残基がスレオニン(T
    hr)に、第4番目のアミノ酸残基がチロシン(Tyr)
    に、第5番目のアミノ酸残基がアルギニン(Arg)に、
    および第17番目のアミノ酸残基がセリン(Ser)にすべ
    て置換されたポリペプチド。
  2. 【請求項2】ヒト顆粒球コロニー刺激因子ポリペプチド
    のアミノ酸配列の内、第1番目のアミノ酸残基がアラニ
    ン(Ala)に、第3番目のアミノ酸残基がスレオニン(T
    hr)に、第4番目のアミノ酸残基がチロシン(Tyr)
    に、第5番目のアミノ酸残基がアルギニン(Arg)に、
    および第17番目のアミノ酸残基がセリン(Ser)にすべ
    て置換されたポリペプチドをコードするDNAがプラス
    ミドDNAに組み込まれた組み換え体プラスミドを含む
    細菌を培地に培養し、培養物中に該ポリペプチドを生成
    蓄積させ、該培養物から該ポリペプチドを採取すること
    を特徴とするポリペプチドの製造法。
  3. 【請求項3】該細菌がEschrichia coli ECfBD28(FERM B
    P-1479)である特許請求の範囲第2項記載の製造法。
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