JPH07102140B2 - 組換えdna - Google Patents

組換えdna

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JPH07102140B2
JPH07102140B2 JP5189871A JP18987193A JPH07102140B2 JP H07102140 B2 JPH07102140 B2 JP H07102140B2 JP 5189871 A JP5189871 A JP 5189871A JP 18987193 A JP18987193 A JP 18987193A JP H07102140 B2 JPH07102140 B2 JP H07102140B2
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ベーリンガー マンハイム ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
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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
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
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    • Y10S435/822Microorganisms using bacteria or actinomycetales
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は構成性クレアチンアミジ
ノヒドロラーゼを形成する微生物のプラスミドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】酵素クレアチンアミジノヒドロラーゼ
(EC3.5.3.3)は、クレアチニン測定のために
工業的に使用されている。従って、これは、特に血清中
又は尿中のクレアチニン含量が、健康な組織に現われる
値とは異なる値で現われる腎臓疾患の診断のための臨床
分析で使用される。例えばクレアチニンによる誘導下
に、後処理に耐える量でクレアチンアミジノヒドロラー
ゼを製造することができる微生物例えばシュードモナス
属菌が公知であるが、この酵素の取得可能な収率及び単
離の経費は、なおこの酵素の工業的使用のためには制限
要因となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、この欠点を有
せず、殊に、クレアチンアミジノヒドロラーゼを構成的
に形成する即ちこのために誘導を必要とすることなし
に、かつこの際に従来公知のクレアチンアミジノヒドロ
ラーゼ成形体よりも著しく良好な収率を示す微生物が必
要である。更に、本発明の目的物は、遺伝子工学的方法
で、良好に培養でき、それから酵素を経費的に好適に単
離することのできる宿主微生物中に、所定酵素の合成能
力に関する遺伝子情報を有する微生物の組換えDNAで
ある。
【0004】
【課題を解決する手段】本発明により、この課題は解決
される。従って、本発明の目的は、構成性クレアチンア
ミジノヒドロラーゼを形成する特徴を有するE・コリー
又はシュードモナス・プチダに属する微生物のDNAで
ある。E・コリーに属する微生物に関して、この酵素の
誘導性形成も従来は認められていなかった。シュードモ
ナス・プチダにおいては、クレアチンアミジノヒドロラ
ーゼの形成に関する情報が存在するが、この酵素は誘導
下にのみ、かつ、かなり低い活性で形成される。
【0005】本発明によるE・コリーに属する有利な微
生物は、プラスミドpBT2a−1を有する。この種の
微生物は、蛋白質のその全合成能力の50%までをクレ
アチンアミジノヒドロラーゼの形成のために調達するこ
とができる。
【0006】本発明によるもう1つの有利な微生物は、
プラスミドpBT306.16を有するE・コリー又は
シュードモナス・プチダに属する微生物である。この種
の微生物は、同様に非常に高い構成能力を有する構成性
クレアチンアミジノヒドロラーゼ形成体である。
【0007】本発明のもう1つの目的は、プラスミドp
BT2a−1(DSM3148P)及びpBT306.
16(DSM3149P)である。最初に記載のプラス
ミドは特に高い合成能力をE・コリー属の微生物に与
え、第2番目に記載のプラスミドは、E・コリー内でも
シュードモナス・プチダ内でも所望酵素の高い表現を与
える利点を有する。
【0008】前記のように、本発明によるプラスミド
は、遺伝子工学的方法で得ることができる。従って、本
発明による構成性クレアチンアミジノヒドロラーゼを形
成する前記種属の微生物の製法は、シュードモナス・プ
チダからのDNAを a) EcoRIで制限的に消化させて5.8Kb−フラ
グメントを得るか又は b) EcoRI及びRIIで切断して2.2Kb−フラ
グメントを得、 a)又はb)で得たフラグメントをその又は同じ制限エ
ンドヌクレアーゼで切断されたベクターにクローン化
し、これを選択したベクターにとって好適なE・コリー
又はP.プチダ株中に移し、構成性クレアチンアミジノ
ヒドロラーゼを形成するクローンを単離することよりな
る。ここでKbは、「キロ塩基対」即ち1000ヌクレ
オチド塩基対である。
【0009】クレアチンアミジノヒドロラーゼの表現の
ための情報は、5.8Kb−フラグメントもしくはその
2.2Kbのサブフラグメント(これは前記方法で、制
限エンドヌクレアーゼEcoRI単独で又はPvuIIと一緒
になったEcoRIで切り出される)上に存在する。それ
ぞれのフラグメントは、遺伝子工学に公知の方法によ
り、適合末端を得るために同じ制限エンドヌクレアーゼ
で切断されたベクターにクローン化される。有利でない
場合にも、E・コリー又はシュードモナス・プチダに好
適なベクターを、その切断位置でシュードモナス・プチ
ダからの1個又は前記のDNA−フラグメントで補修さ
れたベクターの修復能力及びその形質転換性が宿主菌株
内で保持されるように配置されている他の制限エンドヌ
クレアーゼで切断することもできる。ベクターとして、
有利にプラスミドpBR322を使用し、これは双方の
シュードモナス・プチダDNAフラグメントの1個のE
・コリー株内への挿入により形質転換する。当業者にと
って、プラスミドpBR322及びその誘導体で非常に
良好に形質転換できる多くのE・コリー株は公知であ
る。他の有利なベクター(ファージ・シャロン(Phage
charon)10.pBR322並びにその誘導体は同様で
ある)はベクター市場で入手される。
【0010】pBR322をEcoRI及びPvuIIで切断
し、この際に生じる2.3Kb−フラグメントを単離
し、P・プチダからの2.2Kb EcoRI−PvuIIフ
ラグメントと連結させ、pBT3−2と称される新規プ
ラスミドを形成させ、これをE・コリー中に移す方法が
より有利である。こうしてE・コリーK12ED865
4(DSM3144)が得られる。
【0011】前記方法でpBR322からの誘導体で形
質転換されたE・コリー株は、そのアンピシリン耐性に
基づき、非常に良好に選択できる。これらはアンピシリ
ン耐性であり、かつクレアチンアミジノヒドロラーゼ形
成体であるので、形質転換されなかった細胞は生長させ
ることはできず、生長した細胞の下で、所望の酵素を形
成するものは後に詳述する方法で容易に取り出すことが
できる。
【0012】本発明により、pBT3−2を有する形質
転換されたE・コリー細胞をプラスミドの増幅の時点に
ニトロソグアニジンで処理し、その後、このプラスミド
をこれから単離し、改めてE・コリー細胞中に移し、こ
のサイクルを場合により繰り返し、この際に得られる特
に優れたクレアチンアミジノヒドロラーゼ活性を有する
微生物クローンから、同様に本発明の目的物であるプラ
スミドpBT2a−1(DSM3148P)を得る際
に、特に良好な結果が得られる。前記のように、プラス
ミドを有するE・コリー細胞は、全蛋白質形成に対して
50%までのクレアチンアミジノヒドロラーゼを生産す
る。
【0013】クレアチンアミジノヒドロラーゼの特に高
い活性を有する生じた微生物クローンを同定することの
できるスクリーニング系が得られ、この際、この種のク
ローンを、クレアチン、サルコシンオキシダーゼ、ペル
オキシダーゼ及びH22−呈色指示薬を溶解含有するア
ガロースプレートと接触させる。次いで、強い酵素形成
に相応する最も強い呈色を示すクローンを増殖のために
選択する。H22−呈色指示薬系としては、4−アミノ
アンチピリンをN−エチル−N−(スルホエチル)−3
−メチルアニリン塩有利にカリウム塩と組合わせて使用
するのが有利である。
【0014】本発明の方法では、E・コリー中での酵素
の表現だけでなく、P・プチダ中でも好適であるプラス
ミドも製造できる。このために、pBT2a−1から制
限エンドヌクレアーゼPvuI及びPvuIIを用いる切断に
より2.8Kb−フラグメントを得、これを、他の、p
BT306.1からPvuI及びSmaIを用いる切断により
得られる10Kb−フラグメントと結紮するのが有利で
ある。こうして、プラスミドpBT306.16(DN
A3149P)が得られ、これは、E・コリー中でもP
・プチダ中でも構成性クレアチンアミジノヒドロラーゼ
形成作用をする。
【0015】本発明により、酵素形成の著しい増加が達
成されることは意想外である。即ち、特定遺伝子のコピ
ー数を高めることによるDNA組換え法を使用すること
により高められた遺伝子表現が得られることは既に多く
報告された。しかしながら、これから、シュードモナス
からの遺伝子E・コリー中に移すことにより確実に遺伝
子表現を高めることに由来することはできない。実際
に、DNA−組換えによりシュードモナスからE・コリ
ー中に移された遺伝子の多くに関して、遺伝子表現の減
少すら報告されている[例えばスタニッシュ(Stanisis
ch)及びオルテイツ(Ortiz)による。J.Gen.Microbiol.
1976、94、281〜289、ナカザワ(Nakazaw
a)等によるJ.バクテリオロジイ(J.Bacteriol.)19
78、134、270〜277、リボン(Ribbons)等
によるSoc.Gen.Microbiol.,Quart.1978、6、24
〜25、フランクリン(Franklin)等によるMicrobiol
Dagradation of Xenebiotics and Recalicitrant Compo
unds.Leisinger Cook,Huetterund Neuesch Hrsgb.19
81、109〜130頁参照]。最終的に酵素活性蛋白
質を形成するまで進行すべき種々の生物学的合成工程を
考察すると、この種の改良は予期できなかったことが判
る。
【0016】蛋白質に関する情報は、デソキシリボ核酸
(DNA)内に含有されている。このDNAは、DNA
−依存RNA−ポリメラーゼによりmRNA(メッセン
ジャーRNA)に翻訳される。このように合成されたm
RNAは蛋白質内のリボソームの所で翻訳され、この
際、それぞれ3個の核酸(トリプレット又はコドン)
は、遺伝子コドンの法則に従ってって特定のアミノ酸の
形成を決定する。
【0017】DNA−平面上の制御範囲は、どの位置で
DNAの1本の鎖がmRNAに翻訳されるか(プロモー
ター配列)もしくはどの位置でmRNAの合成が停止さ
れるか(末端配列)を決める。
【0018】同様に蛋白質合成(翻訳)の平面上の停止
及び開始配列は、公知である。この際、一般に、ATG
(これはf−メチオニンに翻訳される)は、蛋白質の開
始を、かつ例えばTAA又はTAGは翻訳の終わりを決
定する。
【0019】ポリペプチド配列の表現の程度は、多くの
ファクターに依存し、例えば特にプロモーター配列の品
質、mRNA−安定性、mRNAの2次及び3次構造、
リボソーム結合位置の品質、開始コドン(ATG)から
のリボソーム結合位置の距離、リボソーム結合位置と開
始コドン(ATG)との間のヌクレオチド配列及び転写
及び翻訳面に対する有効停止信号の存在に依存する。遺
伝子及びこれによりコードされた蛋白質の1次構造の正
確な知識なしに、前記の遺伝子表現の調節工程を把握す
ることはできない。本発明以前この正確な知識は存在し
なかったので、本発明による微生物及びプラスミドの改
良された合成能力は予期できなかった。
【0020】本発明の範囲では、E・コリーとして、E
・コリーK12−株の有利な誘導体を使用する。そのう
ち、特に、例えば次のものが有効に使用された: E・コリーK12、W3350[P・チオライス(Thio
llais)の thi、galk.galT、rpsl、](DSM314
1) E・コリーK12、DE8645[K・ムレイ(Murra
y)の trp R、hsd M+、hsd R〜、sup E sup F](DS
M2102) E・コリーK12、CSH[コールド・スプリング・ハ
ーバー・スタムザンムルング(Cold Spring Harbor Sta
mmsammlung)からのthi、trp、lac Z、rpsl]( DS
M3142) シュードモナス・プチダ株の宿主細胞として、野生型単
離物も実験室株も使用できる。シュードモナス・プチダ
2440(DSM2106)[Gene、1981、237
〜247参照]を用いて特に良好な結果が得られた。
【0021】E・コリー中での表現のためのベクター系
として、本発明によれば、前記のように、有利に市販の
プラスミドpBR322の遺伝学的に操作された誘導体
[ゲンGen、1977、95〜113参照]を使用する
のが有利である、シュードモナス株中の表現のために、
プラスミドpRS F1010の遺伝学的に変換された
誘導体[Gene、1981、237〜247参照]を使用
するのが有利である。本発明の遺伝学的に変換されたプ
ラスミドの形成のための前記の制限エンドヌクレアーゼ
の使用の際に、クレアチンアミジノヒドロラーゼをコー
ドする遺伝子フラグメントが得られ、これは、表現−ベ
クター系及び宿主細胞中のベクター系の増加されたコピ
ー数に作用する調節源並びにその生成物を容易に選択す
ることのできる(例えば抗生物質耐性)遺伝子を有す
る。
【0022】次に本発明を添付図面及び実施例につき詳
述する。
【0023】図1は、シュードモナス・プチダDNAか
らの2.2Kb−フラグメント及びプラスミドpBR3
22を出発物質として用いたプラスミドpBT3−2の
製造経過を略示した図であり、図2は、プラスミドRS
F1010及びpACYC177からの本発明によるプ
ラスミドpBT306.1の製造工程を示す図であり、
図3は、pBT306.1及びpBT2a−1からの本
発明によるプラスミドpBT301.16の形成工程を
示す図であり、図4は第1片:出発株シュードモナス・
プチダ、第2片:プラスミドpBT2a−1を有するE
・コリー野生株ED、第4片:宿主株ED及び第3片:
比較用精製クレアチナーゼ15μgの細胞エキスを付与
したSDSゲルを示す図である。
【0024】次表は酵素クレアチンアミジノヒドロラー
ゼをコードするDNA配列及びこのDNA配列から生じ
る蛋白質列を示している。
【0025】
【化4】
【0026】
【化5】
【0027】
【化6】
【0028】
【化7】
【0029】本発明によるこのDNA配列の1つ又は複
数の塩基は置換されていても良い。
【0030】陽性クローン即ち、構成性クレアチンアミ
ジノヒドロラーゼを形成する微生物クローンを見つける
ために、本発明によれば、酵素免疫テストの原理により
操作するスクリーニング系を使用することができる。こ
の際、クレアチンアミジノヒドロラーゼに対する特異抗
体を適当な担体例えばポリビニルシートに固定させ、こ
のシートを溶解されたコロニイ及びプラーク上にのせ
る。H2Oで洗浄の後に、このシートを酵素接合物(例
えばペルオキシダーゼとの)の形の同じ特異抗体と共に
インキュベートする。この酵素を生産しうるクローンを
存在させると、抗体−抗原及び酵素標識された抗体から
のサンドイッチが生じる。
【0031】抗体−ペルオキシダーゼ−接合物は適当な
呈色指示薬系で呈色し、例えばゼラチン中のテトラメチ
ルベンジジン、ジオクチルナトリウムスルホスクシネー
ト及びH22からの指示薬系において、緑色斑点を示
す。この系は、蛋白質抗原10pg〜100pgの検出
限界を示す。この種の酵素免疫テストの製造及び適当な
抗体の調製は、ベーリンガー・マンハイム社(Boehring
er Mannheim GmbH)のテストコンビナチオン・ゲンエク
スプレッション(Testkombination Genexpression)に
関する指示により実施することができる。
【0032】
【実施例】次に実施例につき本発明を詳述する。
【0033】例 1 A)染色体 シュードモナス・プチダ(DSM2106)の染色体D
NAを、細胞の溶解及びガラス棒上へのDNAの巻き付
け(Aufwickeln)により単離し、2回のフェノール処理
(phenolisierung)及びエタノール沈殿の後に、600
μg/mlの濃度で溶解させる[コスロイ(Cosloy)及
びオーイシ(Oishi)によるMolec.Gen.Genet.197
3、124、1〜10頁参照]。
【0034】染色体DNA 10μgをEcoRI(E.
C.3.1.23.11)5単位で制限的に30分間分
解させ、アガロースゲル中で消化の程度を分析する。
【0035】B)λシャロン(Charon)10 DNAの
単離及び精製 株E・コリーED(DSM 2102)の細菌1010
λファージシャロン10 5×108と共に37℃で2
0分間インキュベートし、引続き、このバクテリアの溶
解が開始するまで完全培地500ml中で生長させる。
ファージ及びDNA−単離の工程は、正確には、マニア
チス(Maniatis)等による文献モレキュラー・クローニ
ング(Molecular Cloning;Cold Spring Harbor Laborat
ory)1982、76〜85頁の処方に従い行った。
【0036】シャロン10 DNA 10μgを完全にEc
oRIで切断する。A)によるEcoRIで制限的に消化さ
れた染色体シュードモナス・プチダDNA 1μgをEco
RIで切断されたシャロン10 DNA 3μgと酵素T
4DNAリガーゼの40単位と共にインキュベートす
る。このファージλの頭部−及び尾部蛋白質で連結され
たDNA−フラグメントの包装(Verpacken)を試験管
内で行う。包装に必要な蛋白質の製造並びにDNAの包
装は、マニアチス(Maniatis)等によるモレキュラー・
クローニング(Molecular Cloning;Cold Spring Harbor
Laboratory)1982、256〜291に記載の方法
で行う(λ DNA粒子に関する試験管内包装系は、市
場で例えばベーリンガー・マンハイムのDNA−パッケ
ージング・キット(DNA−packaging Kit)である。連結
されたλ及びシュードモナス・プチダDNA約0.5g
を、試験管内包装バッチ20μlと共にインキュベート
し、60分後に、SM緩衝液0.5ml(マニアチスに
よるモレキュラークローニング1982、443)を添
加し、この包装バッチの1200量(2.5μl)を、株
EDの昼夜培養物(10〜2M硫酸マグネシウム中)2
00μlと共に37℃で10分間インキュベートする。
この細菌懸濁液を引続きLB[ミラー(Miller)のエク
スペリメンツ・イン・モレキュラー・ゲネティクス(Ex
periments inMolecular Genetics, Cold Spring Harbor
Loboratory)1972、433頁参照]アガロース
(0.8%)3mlと混合し、LBプレート上に注ぐ。
使用DNA 1μg当り、ファージプラーク(プラー
ク)約105が得られる。
【0037】クレアチナーゼをコードする遺伝子を有す
るファージの同定のために、先に記載の酵素免疫テスト
を使用する。この指示薬系は、6%ゼラチン中のテトラ
メチルベンジジン6mg/ml、ジオクチルナトリウム
スルホサクシネート20mg/ml及びH22 0.0
1%より成る。1000プラーク当り2個の陽性信号が
測定される。
【0038】C)E・コリー中のクレアチナーゼ−遺伝
子の再クローニング 酵素免疫テストで陽性のプラーク5個から前記のように
して、ファージDNAを調製した。
【0039】EcoRIを用いる5個の種々のDNAの切
断は、種々異なるバンド(Band)と並んで5.8Kbの
すべての5個のファージDNAにおける共通のDNA−
バンドを示した。この5.8Kbの大きさのフラグメン
トは種々の制限ヌクレアーゼで特性付けられた(図1参
照)。
【0040】このEcoRIフラグメント約5μgからPvu
IIの使用下に2.2Kbフラグメントを切断した。生
じるDNAフラグメントは、低融点アガロースゲル中で
その大きさに応じて分離され、2.2Kb EcoRI−Pv
uIIフラグメントが単離される。低融点アガロースゲ
ルからのDNAフラグメントの単離は、相応するバンド
を切出し、試験管(エッペンドルフ管)内に移し、約2
倍量の水を加えることにより行う。引続き、65℃で、
アガロースが融解するまで(5〜10分)インキュベー
トし、試料を短時間振動し、半量のフェノール(10m
M TRIS−HCl、pH7.5及び1 mM EDT
A、TEで中和)と共に激しく振動する。この相を15
000gで10分間遠心することにより分離させ、上の
水相を改めてフェノールで振出する。15000gで1
0分間の遠心の後に、上相をエーテル各1mlで2回振
出し、エーテルを65℃で蒸発させ、DNAを、3M酢
酸ナトリウム(pH7.2)110量及びエタノール
2.5倍量で−20℃で沈殿させる。DNAを1500
0gで10分間の遠心により沈殿させ、真空中で乾燥さ
せ、TE 10μl中に入れる。他のすべてのフラグメ
ント単離はこの工程で行う。
【0041】pBR322 DNA約4μgをEcoRI
及びPvuIIで切断し、2.3Kbフラグメントを単離
させる。このpBR322フラグメント0.2μgをT
4DNAリガーゼ5単位の使用下に、前記λファージか
らの2.2Kb EcoRI−PvuIIフラグメント0.5
μgと共にインキュベートする。生じるプラスミドはp
BT3−2なる名称を有し、E・コリー中で生物学的活
性のクレアチナーゼをコードする。
【0042】例 2 プラスミドpBT3−2からのクレアチナーゼをコード
するDNAを、タルマジェ(Talmadge)及びギルバート
(Gilbert)の方法[ゲン(Gene)1980、12、2
35〜241参照]で、増幅相の間にニトロソグアニジ
ンで処理する。引続き、プラスミド−DNAを細胞の溶
解の後にCsCl−エチジウムブロミド法で単離する[マニ
アチス等によるモレキュラー・クローニング(Molecula
r Cloning;Cold Spring Harbor )1982、88−9
4参照]。株E・コリーED8654の好適な細胞をプ
ラスミドDNAで形質転換し(マニアチス等によるモレ
キュラー・クローニング、1982、250〜251参
照)、アンピシリン20μg/mlを含有する完全培地
プレート(LB)上に塗抹する。37℃で1夜インキュ
ベートの後、コロニーを、予めニトロセルロース濾紙
[シュライヒア(Schleicher)、シュル(Schuell)B
A85]が載せられているLBプレート上で熱処理す
る。このプレートを37℃で12〜18時間培養の後、
ニトロセルロース濾紙をコロニーと共に取り出し、クロ
ロホルム/トルオール(1:1)1mlが加えられたガ
ラスペトリシャーレ(φ20cm)中に移す。37℃で
20分間インキュベートする。引続き、ニトロセルロー
ス濾紙を指示薬−アガロースプレート上に、細胞と指示
薬プレートとの間に直接接触が生じるように置く。呈色
反応は時間と個々のクローン中で合成されたクレアチナ
ーゼの量との関係で得られる。前記活性スクリーニング
から、プラスミドpBT2a−1(DSM3143)を
有するクローンEDが単離される。このプラスミドは、
細胞の可溶性蛋白質の約50%を構成するクレアチナー
ゼをコードする。この方法は図1に図示されている。
【0043】ここに記載の直接NG−突然変異生成に対
して択一的に、異種プロモーター例えばラクトースプロ
モーター(これは例えば市場で入手しうるプラスミド例
えばpUC−プラスミドから、DNA−フラグメントと
して単離されうる)の導入によっても、このクレアチナ
ーゼの表現増加が得られる。このために、プラスミドp
BT3−2をEcoRI−位置で開裂させ、エキソヌクレ
アーゼBal 31で各々の側から約10〜100BPが除
かれるように処理する。次いで、ラクトースプロモータ
ーを、酵素T4−リガーゼを用いて、末端の連結下に、
短縮されたプラスミドpBT3−2中に導入連結させ
る。このDNAを、次いで前記のようにニトロソ−グア
ニジンで突然変異させ、引続き株EDの形質転換のため
に使用し、クローンを前記のプレートスクリーニングで
遺伝子表現に関して試験する。
【0044】前記の指示薬−アガロースプレートは、ク
レアチンからの酵素クレアチンアミジノヒドロラーゼ及
びサルコキシオキシダーゼにより生じたH22を、ペル
オキシダーゼ(POD)を介して122とH2Oに分解
し、この酵素を、例えば4−アミノアンチピリン(4−
AAP)及びN−エチル−N−(スルホエチル)−3−
メチルアニリン、K−塩(EST)からの呈色指示薬系
と反応させる。酵素サルコシンオキシダーゼ及びペルオ
キシダーゼの過剰の際に、コロニー中に合成されたクレ
アチンアミジノヒドロラーゼに関する尺度を表わす青−
紫色が生じる。
【0045】テスト原理:
【0046】
【化8】
【0047】 クレアチンアミジノヒドロラーゼ活性スクリーニング系の組成 1 クレアチン 最終濃度 10mM 2 NaN3 最終濃度 0.5mM 3 トリス(Tris)HCl(pH7.8) 最終濃度 20mM 4 サルコシンオキシダーゼ 最終濃度 5U/ml 5 ペルオキシダーゼ 最終濃度 2.5U/ml 6 4−AAP 最終濃度 0.25mg/ml 7 EST 最終濃度 1.5mg/ml 1〜7に記載の試薬を溶かし、同量の低融点アガロース
(2%)と混合する。6mlをペトリシャーレ中に注
ぎ、プレートは4℃で約2週間暗所に貯蔵することがで
きる。
【0048】例 3 クローン化及びシュードモナス・プチダ中のクローン化
されたクレアチンアミジノヒドロラーゼの表現のため
に、プラスミドRSF 1010[バグダサリアン(Bag
dasarian)等によるゲン(Gene)1981、16、23
7〜247参照]を使用する。RSF 1010をPvnI
Iで直線化し、プラスミドpACYC177[チャン
(Chang)及びコーエン(Cohen)によるJ.バクテリオ
ロジイ(Bacteriol.)1978、134、1141〜1
156参照]からHaeII切断により1.4Kbフラグ
メントを単離した。RSF 1010 DNA 0.2μ
gT4リガーゼの使用下にHaeIIフラグメント1μgと
連結させると生じるプラスミドはpBT306.1であ
る(図2)。RST 1010及びこのプラスミドの誘
導体は、広い宿主範囲により優れており[ゲン(Gene)
16(1981)、237〜247参照]、例えば、シ
ュードモナス属菌内でもE・コリー内でも増幅するのに
好適である。プラスミドpBT2a−1をPvnI及びPvn
IIで切断し、2.8Kbフラグメントを単離させ、p
BT360.1をPvuI及びSmaIで切断し、10Kbフ
ラグメントを単離させた。ベクターDNA 0.5μg
をPvnI−PvnIIフラグメント0.5μgと連結させ
る。E・コリーEDを形質転換させ、クレアチナーゼを
コードするクローンを前記プレート活性スクリーニング
系を用いて同定する。陽性クローンから前記CsCl−エチ
ジウムブロミド法によりプラスミドDNAを調製する。
このプラスミドは、pBT306.16(DSM314
9P)なる名称を有する(図3)。
【0049】シュードモナス・プチダ2440中のプラ
スミドDNAの形質転換は、正確には、フランクリン
(Franklin)の方法[マイクロビオール・デグラデーシ
ョン・オブ・キセノビオティクス・アンド・レカリシト
ラント・コンパウンズ(Microbiol Degradation of Xen
obiotics and Recalicitrant Compounds.Leisinger,Coo
k,heetter und Neusch.)1981、109〜130参
照]により行う。このプレート活性スクリーニングを用
いて、陽性クローンを同定した。このことは、シュード
モナス・プチダ2440(この株は染色体コードされた
クレアチンアミジノヒドロラーゼを含有する)で、プラ
スミドコードされたクレアチンアミジノヒドロラーゼの
表現を構成的に行うので、可能である。この識別特性に
より、染色体コードされたクレアチンアミジノヒドロラ
ーゼとプラスミドコードされたクレアチンアミジノヒド
ロラーゼとの間での区別ができる。
【0050】例 4 クレアチンアミジノヒドロラーゼ活性の測定は、ウレア
ーゼを用いる反応で生じるアンモニウムイオンを、テス
ト組成物「ハルンストツフ(Harnstoff)(ベーリンガ
ー・マンハイムBest.Nr.124770)」を用
いて検出することにより行う。
【0051】野生型シュードモナス・プチダ2440を
クレアチンアミジノヒドロラーゼ活性の測定のためにク
レアチン1%を含有するLB培地(5ml)中で30℃
で1夜インキュベートする。細胞を遠心により収得し、
50mM燐酸塩緩衝液(pH7.5)中で1回洗浄す
る。細胞を当初量で、燐酸塩緩衝液(50mM、pH
7.5)中に入れ、超音波処理(4×30秒)により溶
解させる。クレアチンアミジノヒドロラーゼコードプラ
スミドを有する細胞の培養及び溶解は、前記と同様の方
法であるが、培地に誘導用のクレアチンを含有せず、ア
ンピシリン(プラスミドpBT3−2、pBT2a−1
に対して20μg/ml)もしくはストレプトマイシン
(プラスミドpBT306.16に対して200μg/
ml)の添加によりプラスミドを選択するようにして、
行う。培養物の生長は、シュードモナス・プチダに関し
ては30℃で、E・コリーに関しては37℃で行う。
【0052】 シュードモナス・プチダ及びE・コリー中のクレアチンアミジノヒドロラーゼ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 株/プラスミド 活 性 培 養 U/l −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1)シュードモナス・プチダ 2440 1 −クレアチン 2) 〃 250 +クレアチン 3)シュードモナス・プチダ 2440/pBT306.16 1800 −クレアチン 4)E・コリー ED − ±クレアチン 5)E・コリー ED/ pBT3−2 30 −クレアチン 6)E・コリー ED/ pBT2a−1 2800 −クレアチン −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− このデータは、クレアチンアミジノヒドロラーゼのクロ
ーン化により、1)E・コリー細菌は新特性を有するク
レアチンアミジノヒドロラーゼを合成し、2)この表現
(出発株シュードモナス・プチダとは逆に)は、E・コ
リーに関しても、シュードモナス・プチダに関しても構
成的に行われることを示している。更に、クレアチンア
ミジノヒドロラーゼコード性DNAの突然変異生成によ
り、特に高い表現を得ることができることが判る(誘導
されなかった出発株に比べたリットル当りの活性の増
大、シュードモナスでは力価1800、E・コリーでは
力価2800)。
【0053】E・コリーED/pBT2a−1(DSM
3143)中で、活性は500単位/ビオマス(湿)1
gもしくは特異活性は4.5U/蛋白質mgである。高
度精製された蛋白質の特異活性は、9U/mgであるの
で、E・コリー中のクレアチンアミジノヒドロラーゼ
は、可溶性蛋白質の50%になる。SDS−ゲルでの粗
製エキスの分析結果[レムリ(Laemmli)によるナトウ
ア(Nature)1970、227、680〜685参照]
は、クレアチンアミジノヒドロラーゼは可溶性蛋白質フ
ラクションの主要バンドであることを示している(図
4、第2片)。
【0054】例 5 醗酵装置中での培養のために、3種の種々のE・コリー
宿主系即ちE・コリーW3350、E・コリーED86
54もしくはE・コリーCSH1を使用した。プラスミ
ドpBT2a−1を適当な細胞中に移す。個々のコロニ
ー上での浄化の後に、アンピシリン20μg/mlを含
有するDYT培地[ミラー(Miller)のエクスペリメン
ト・イン・モレキュラー・ゲネテイスク(Experiments
in Molecular Genetics,Cold Spring Harbor)、197
2、433参照]中の前培養物を37℃で1夜培養す
る。この醗酵培地(DYT)に前培養物を接種し(イノ
キュラム1%)、選択せずにプラスミド保持物(Plasmi
derhalt)上で37℃で20〜30秒間生長させる。ク
レアチンアミジノヒドロラーゼ活性は、25時間後に約
600U/湿物質gもしくは4.5U/蛋白質mgであ
る。
【0055】シュードモナス・プチダの培養のために、
プラスミドpBT306.16を株2440の適当な細
胞中に移すと、PSプチダ(DSM3147)が得られ
る。
【0056】個々のコロニーの浄化の後に、ストレプト
マイシン200μg/mlを含有するDYT培地中の培
養物を30℃で1夜インキュベートする。培養培地(D
YT)に接種し(イノキュラム1%)、培養物を30℃
で20〜30時間放置生長させる。25時間後の活性は
約220U/湿物質gもしくは1.8U/蛋白質mgで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】シュードモナス・プチダDNAからの2.2K
b−フラグメント及びプラスミドpBR322を出発物
質として用いたプラスミドpBT3−2の製造経過を示
す図。
【図2】プラスミドRSF1010及びPACYC17
7からのプラスミドpBT306.16の製造経過を示
す図。
【図3】pBT306.1及びpBT2a−1からの本
発明によるプラスミドpBT306.1の形成経過を示
す図。
【図4】出発株シュードモナス・プチダ(1)、プラス
ミドpBT2a−1を有するE・コリー野生株ED
(2)、宿主株EDからの細胞エキス(4)及び比較用
の精製クレアチナーゼ(3)を付与したSDSゲルを示
す図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:40) C12R 1:40) (72)発明者 ペーター ブケル ドイツ連邦共和国 ベルンリート アイヒ エンシユトラーセ 19 (72)発明者 クラウス ボーカンプ ドイツ連邦共和国 トウツイング フオン −キユールマン−シユトラーセ 15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のアミノ酸配列1〜403のクレア
    チン分解性蛋白質をコードする塩基配列1〜1212: 【化1】 【化2】 【化3】 を有することを特徴とする、組換えDNA。
  2. 【請求項2】 プラスミドpBT2a−1(DSM31
    48P)の形の、請求項1記載の組換えDNA。
  3. 【請求項3】 プラスミドpBT306.16(DSM
    3149P)の形の、請求項1記載の組換えDNA。
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