JPH07112434B2 - Luciferase gene - Google Patents

Luciferase gene

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JPH07112434B2
JPH07112434B2 JP63322029A JP32202988A JPH07112434B2 JP H07112434 B2 JPH07112434 B2 JP H07112434B2 JP 63322029 A JP63322029 A JP 63322029A JP 32202988 A JP32202988 A JP 32202988A JP H07112434 B2 JPH07112434 B2 JP H07112434B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ルシオラ・ラテラリス(Luciola laterali
s、ヘイケボタル)由来のルシフェラーゼ遺伝子に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to Luciola laterali.
s, Heike firefly) derived luciferase gene.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ルシオラ(Luciola)属ホタルのルシフェラーゼは、収
集されたルシオラ属ホタルより分離、精製されて得られ
ているに過ぎない〔プロク・ナトル・アカド・サイ・
(Proc.Natl.Acad.Sci.)、第74巻、第7号、第2799〜2
802頁(1977)〕。
Luciola luciferase of the genus Luciola is obtained only by separating and purifying it from the collected firefly genus [Proc.
(Proc.Natl.Acad.Sci.), Vol. 74, No. 7, 2799-2
802 (1977)].

上記ルシフェラーゼは、例えば、ATPの定量用酵素とし
て極めて有用な酵素である。
The luciferase is an extremely useful enzyme as, for example, an enzyme for quantifying ATP.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上記ルシフェラーゼは、昆虫由来である
ため、その製造には、ルシオラ属ホタルを自然界より採
取するか、あるいは、該ホタルを養殖し、得られた該ホ
タルよりルシフェラーゼを分離、精製しなければなら
ず、その製造には、多大な時間と労力を要するものであ
った。
However, since the above-mentioned luciferase is derived from an insect, in order to produce it, it is necessary to collect the firefly of the genus Luciola from the natural world, or to cultivate the firefly and separate and purify the luciferase from the obtained firefly. However, its production requires a lot of time and labor.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

そこで、本発明者等は、上記の問題点を解決すべく種々
検討した結果、ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラ
ーゼをコードする遺伝子を含有するDNAをベクターDNAに
挿入した組み換え体DNAを得、この組み換え体DNAをエッ
シェリシア(Escherichia)属に属する微生物に含ませ
たルシフェラーゼ生産能を有する微生物を培地に培養す
ることにより、短期間のうちに効率よくルシフェラーゼ
が生産されることを知り特許出願を行なった(昭和63年
7月1日付特許出願明細書)。
Therefore, the present inventors have conducted various studies to solve the above problems, and obtained a recombinant DNA in which a DNA containing a gene encoding luciferase derived from Luciola lateralis was inserted into a vector DNA, and the recombinant DNA was obtained. A patent application was filed knowing that luciferase can be efficiently produced in a short period of time by culturing in a medium a microorganism having a luciferase-producing ability in which DNA is contained in a microorganism belonging to the genus Escherichia. Patent application specification dated July 1, 63).

その後、本発明者等は、ルシオラ・ラテラリス由来のル
シフェラーゼ遺伝子について更に検討した結果、ルシオ
ラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼ遺伝子を初めて単
離及び構造決定することに成功し、本発明を完成した。
即ち本発明は、 (1)下記に示されるアミノ酸配列をコードすることを
特徴とするルシフェラーゼ遺伝子。
Then, as a result of further studying the luciferase gene derived from Luciola lateris, the present inventors succeeded in isolating and determining the structure of the luciferase gene derived from Luciola lateris for the first time, and completed the present invention.
That is, the present invention provides (1) a luciferase gene characterized by encoding the amino acid sequence shown below.

(2)下記に示される塩基配列で表わされる前記(1)
記載のルシフェラーゼ遺伝子。
(2) The above (1) represented by the base sequence shown below.
The described luciferase gene.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

先ず、ルシオラ・ラテラリス(Luciola lateralis)
(ヘイケボタル)のルシフェラーゼをコードする遺伝子
を含有するDNAを検索する際、プローブとしてホタルの
1種である同属のルシオラ・クルシアタ(luciola cruc
iata)(ゲンジボタル)のルシフェラーゼをコードする
遺伝子を含有するDNAを使用し、また、ルシオラ・クル
シアタのルシフェラーゼをコードする遺伝子を含有する
DNAを検索する際、プローブとしてのホタルの1種であ
るフォティナス・ピラリス(Photinus pyralis)(アメ
リカホタル)のルシフェラーゼをコードする遺伝子を含
有するDNAを使用する。
First, Luciola lateralis
When searching for a DNA containing a gene encoding a luciferase of (Hayake firefly), Luciola crucata of the same genus, which is one species of firefly, is used as a probe.
iata) (genji firefly) luciferase-encoding gene is used, and it also contains the Luciola cruciata luciferase-encoding gene
When searching for DNA, a DNA containing a gene encoding a luciferase of Photinus pyralis (American firefly), which is one type of firefly, is used as a probe.

従って、以下に先ずフォティナス・ピラリスのルシフェ
ラーゼをコードする遺伝子の調製法について述べ、次に
ルシオラ・クルシアタ(Luciola cruciata)のルシフェ
ラーゼをコードする遺伝子の調製法について述べ、最後
に、ルシオラ・ラテラリスのルシフェラーゼをコードす
る遺伝子の調製法について述べる。
Therefore, first, a method for preparing a gene encoding Photinus pyralis luciferase will be described below, followed by a method for preparing a gene encoding a Luciola cruciata luciferase, and finally, a method for Lucifera lateris luciferase. The method for preparing the encoded gene will be described.

ホタルの1種であるフォティナス・ピラリスの尾部より
m−RNAを調製するには、例えば、「モレキュラー・ク
ローニング」(Molecular Cloning)、第196頁、「コー
ルド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー」(Cold S
pring Harbor Laboratory)(1982)及び「分子遺伝学
実験法」小関治男、志村令郎、第66〜67頁(1983)記載
の方法等により得ることができる。
To prepare m-RNA from the tail of Photinus pyralis, one of the firefly species, see, for example, "Molecular Cloning", p. 196, "Cold Spring Harbor Laboratory" (Cold S.
pring Harbor Laboratory) (1982) and “Experimental Method of Molecular Genetics” by Haruo Koseki and Rero Shimura, pp. 66-67 (1983).

得られたm−RNAよりルシフェラーゼをコードするm−R
NAを濃縮するには、例えば「バイオメディカル・リサー
チ」(Biomedical Research)、第3巻、第534〜540頁
(1982)記載の方法により行なうことができる。
M-R encoding luciferase from the obtained m-RNA
NA can be concentrated by, for example, the method described in “Biomedical Research”, Volume 3, pp. 534 to 540 (1982).

なお、この際、ルシフェラーゼに対する抗ルシフェラー
ゼ血清を使用するのであるが、該血清は、例えば、「免
疫化学」山村雄一、第43〜50頁(1973)記載の方法によ
り得ることができる。
At this time, anti-luciferase serum against luciferase is used, and the serum can be obtained, for example, by the method described in "Immunochemistry", Yuichi Yamamura, pp. 43-50 (1973).

ルシフェラーゼをコードするm−RNAよりc−DNAを合成
するには、例えば、「モル・セル・バイオル」(Mol.Ce
ll Biol.)、第2巻、第161頁(1982)及びジーン(Gen
e)、第25巻、第263頁(1983)記載の方法により行なう
ことができる。
For synthesizing c-DNA from m-RNA encoding luciferase, for example, "Mole Cell Biol" (Mol. Ce
II Biol.), Vol. 2, p. 161 (1982) and Gene (Gen).
e), Vol. 25, p. 263 (1983).

次いで、このようにして得られたc−DNAをベクターDN
A、例えば、プラスミドpMCE10DNA,プラスミドpKN305
〔「アグル・バイオル・ケム」(Agr.Biol.Chem.)、第
50巻、第271頁(1986)記載の大腸菌トリプトファンオ
ペロンのプロモーターを有するプラスミド〕及びプラス
ミドpMC1843〔「メソズ・イン・エンザイモロジー」(M
ethods in Enzymology)、第100巻、第293〜308頁(198
3)記載の大腸菌β−ガラクトシダーゼ構造遺伝子を有
するプラスミド〕を用いて作製したプラスミド]等に組
み込み、種々の組み換え体プラスミドDNAを得、該DNAを
用いて例えば、大腸菌(E.coli)DH1(ATCC33849)、大
腸菌(E.coli)HB101(ATCC33694)等をハナハン(Hana
han)の方法〔「ディーエヌエイ・クローニング」(DNA
Cloning)、第1巻、第109〜135頁(1985)〕により形
質転換し、種々の形質転換株を得る。
Then, the c-DNA thus obtained is used as a vector DN.
A, eg plasmid pMCE10DNA, plasmid pKN305
[Agr.Biol.Chem.], No.
50, p. 271 (1986) and a plasmid having a promoter of the E. coli tryptophan operon] and plasmid pMC1843 [“Methods in Enzymology” (M
ethods in Enzymology), 100, 293-308 (198
3) A plasmid having an Escherichia coli β-galactosidase structural gene described above], etc.] to obtain various recombinant plasmid DNAs, and using the DNAs, for example, E. coli DH1 (ATCC33849 ), E. coli HB101 (ATCC33694), etc.
Han's method ["DNA Cloning" (DNA
Cloning), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)] to obtain various transformants.

なお、このようにして得られた形質転換株の有する組み
換え体プラスミドDNAは、大腸菌β−ガラクトシダーゼ
構造遺伝子の途中にc−DNAが組み込まれたプラスミド
であって、c−DNAによりコードされているペプチド
は、β−ガラクトシダーゼと融合した蛋白質として発現
するものである。
The recombinant plasmid DNA possessed by the transformant thus obtained is a plasmid having c-DNA incorporated in the middle of the Escherichia coli β-galactosidase structural gene, and is a peptide encoded by c-DNA. Is expressed as a protein fused with β-galactosidase.

上記の種々な形質転換株よりルシフェラーゼをコードす
るc−DNAを検出するには、形質転換株を培養すること
により、菌体蛋白質を発現させ、抗ルシフェラーゼ血清
と交差する蛋白質が存在するか否かにより検出すること
ができ、例えば、「アグリック・バイオル・ケム」(Ag
ric.Biol.Chem.)、第50巻、第271頁(1986)及び「ア
ナル・バイオケム」(Anal.Biochem.)、第112巻、第19
5頁(1981)記載の方法等により行なうことができる。
To detect luciferase-encoding c-DNA from the various transformants described above, it is necessary to culture the transformants to express bacterial cell proteins, and to determine whether or not there is a protein that crosses the anti-luciferase serum. Can be detected by, for example, "Agric Violet Chem" (Ag
ric.Biol.Chem.), 50, 271 (1986) and "Anal. Biochem.", 112, 19
It can be carried out by the method described on page 5 (1981).

次いで、不完全なルシフェラーゼのc−DNAを32Pを用い
ニックトランスレーション法〔「モレキュラー・クロー
ニング」(Molecular Cloning)、第109〜112頁、コー
ルド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー(Cold Spr
ing Habor Laboratory)、(1982)及び「ジェイ・モル
・バイオル」(J.Mol.Biol.)、第113巻、第23〜251頁
(1977)〕により標識したのち、該c−DNAをプローブ
としてコロニーハイブリダイゼイション法〔「蛋白質、
核酸、酵素」第26巻、第575〜579頁(1981)〕によりプ
ラスミドpUC19DNA(宝酒造社製)をベクターとして作成
したc−DNAのジーンバンクのライブラリーより1.8Kbの
ルシフェラーゼをコードするc−DNAを含有するプラス
ミドDNAを得ることができる。
Then, the incomplete luciferase c-DNA was subjected to nick translation using 32 P ["Molecular Cloning", pp. 109-112, Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spr.
ing Habor Laboratory) (1982) and "J. Mol. Biol.", 113, 23-251 (1977)], and the c-DNA as a probe. Colony hybridization method ["protein,
Nucleic acid and enzyme ", Vol. 26, pp. 575-579 (1981)] as a vector using plasmid pUC19DNA (manufactured by Takara Shuzo) as a vector. C-DNA encoding luciferase of 1.8 Kb from gene bank library of c-DNA. It is possible to obtain a plasmid DNA containing

そして、このようにして得られた組み換え体プラスミド
DNAよりフォティナス・ピラリス由来のルシフェラーゼ
をコードする遺伝子を含有するDNAを得るには、該プラ
スミドDNAに、制限酵素、例えばEcoRI及びClaIを温度30
〜40℃、好ましくは37℃で1〜24時間、好ましくは2時
間作用させ得られる反応終了液を、アガロースゲル電気
泳動法〔「モレキュラー・クローニング」(Molecular
Cloning)、第150頁、コールド・スプリング・ハーバー
・ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)(1
982)記載〕で処理することにより得ることができる。
And the recombinant plasmid thus obtained
To obtain a DNA containing a gene encoding luciferase derived from Photinus pyralis from DNA, restriction enzymes such as EcoRI and ClaI are added to the plasmid DNA at a temperature of 30.
The reaction-terminated solution obtained by reacting at -40 ° C, preferably 37 ° C for 1-24 hours, preferably 2 hours is subjected to agarose gel electrophoresis ["Molecular cloning" (Molecular cloning)
Cloning), p. 150, Cold Spring Harbor Laboratory (1
982) Description].

次に、ルシオラ・クルシアタのルシフェラーゼをコード
する遺伝子の調製方法について述べる。
Next, a method for preparing a gene encoding Luciola crucita luciferase will be described.

ルシオラ・クルシアタの尾部からのm−RNAの調製及び
m−RNAからのc−DNAの合成は、例えば、上述したフォ
ティナス・ピラリスのm−RNAの調製法及びc−DNAの合
成法と全く同様にして行なうことができる。
Preparation of m-RNA from the tail of Luciola cruciata and synthesis of c-DNA from m-RNA was carried out in the same manner as, for example, the method for preparing m-RNA of Photinus pyralis and the synthesis of c-DNA described above. Can be done.

次いで、このようにして得られたc−DNAをベクターDN
A、例えば、プラスミドpUC19DNA等に組み込み、種々の
組み換え体プラスミドDNAを得、該DHAを用いて例えば、
大腸菌(E.coli)DH1(ATCC33849)、大腸菌(E.coli)
HB101(ATCC33694)等をハナハン(Nanahan)の方法
〔「ディーエヌエイ・クローニング」(DNA Clonin
g)、第1巻、第109〜135頁(1985)〕により形質転換
し、種々の形質転換株を得る。
Then, the c-DNA thus obtained is used as a vector DN.
A, for example, by incorporating into the plasmid pUC19 DNA and the like to obtain various recombinant plasmid DNA, using the DHA, for example,
E. coli DH1 (ATCC33849), E. coli
HB101 (ATCC33694) and other methods of Hanahan ("DNA Cloning" (DNA Clonin
g), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)] to obtain various transformants.

次いで、フォティナス・ピラリス由来のルシフェラーゼ
をコードする遺伝子を含有するDNAを32Pを用いニックト
ランスレーション法〔「モレキュラー・クローニング」
(Molecular Cloning)、第109〜112頁、コールド・ス
プリング・ハーバー・ラボラトリー(Cold Spring Habo
r Laboratory)(1982)及び「ジェイ・モル・バイオ
ル」(J.Mol.Biol.)、第113巻、第237〜251頁(197
7)〕により標識したのち、該c−DNAをプローブとした
コロニーハイブリダイゼイション法〔「蛋白質・核酸・
酵素」第26巻、第575〜579頁(1981)〕により、プラス
ミドpUC19DNAをベクターとして作成したルシオラ・クル
シアタ由来のc−DNAのジーンバンクのライブラリーよ
りルシフェラーをコードするc−DNA(2.0Kb)を含有す
るプラスミドDNAを含有する大腸菌を得ることができ
る。
Then, the DNA containing the gene encoding Photinus pyralis-derived luciferase was nick-translated using 32 P [“Molecular Cloning”
(Molecular Cloning), pages 109-112, Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spring Habo)
r Laboratory) (1982) and "J. Mol. Biol.", 113, 237-251 (197).
7)], followed by a colony hybridization method ["protein / nucleic acid.
Enzymes ", Vol. 26, pp. 575-579 (1981)], a c-DNA (2.0 Kb) encoding luciferer from a gene bank library of c-DNA derived from Luciola cruciata prepared using plasmid pUC19DNA as a vector. It is possible to obtain E. coli containing the plasmid DNA containing

このようにして得られた微生物より純化された組み換え
体DNAを得るには、例えば、「プロク・ナトル・アカド
・サイ(Proc.Natl.Acad.Sci.)、第62巻、第1159〜116
6頁(1969)記載の方法などにより得ることができる。
To obtain a purified recombinant DNA from the microorganism thus obtained, for example, "Proc. Natl. Acad. Sci.", Volume 62, 1159-116.
It can be obtained by the method described on page 6 (1969).

そして、このようにして得られた組み換え体プラスミド
DNAよりルシオラ・クルシアタ由来のルシフェラーゼを
コードする遺伝子を含有するDNAを得るには、該プラス
ミドDNAに、制限酵素、例えばPstIを温度30〜40℃、好
ましくは37℃で1時間〜24時間、好ましくは2時間作用
させて反応終了液を、アガロースゲル電気泳動法〔「モ
レキュラー・クローニング」(Molecular Cloning)、
第150頁、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラト
リー(Cold Spring Habor Laboratory)(1982)記載〕
で処理することにより得ることができる。
And the recombinant plasmid thus obtained
To obtain a DNA containing a gene encoding Lucifera cruciata-derived luciferase from DNA, a restriction enzyme such as PstI is added to the plasmid DNA at a temperature of 30 to 40 ° C., preferably 37 ° C. for 1 to 24 hours, preferably Is allowed to act for 2 hours and the reaction-terminated solution is subjected to agarose gel electrophoresis [“Molecular Cloning”,
Page 150, Cold Spring Habor Laboratory (1982))
It can be obtained by treating with.

次に、ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼをコ
ードする遺伝子の調製方法等について述べる。
Next, a method for preparing a gene encoding a luciferase derived from Luciola lateralis will be described.

ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼをコードす
るm−RNAは、ルシオラ・ラテラリス尾部に存在するた
め該尾部は、m−RNA採取源として好ましい。
Since the m-RNA encoding luciferase derived from Luciola lateris is present in the tail of Luciola lateris, the tail is preferable as a source for collecting m-RNA.

ルシオラ・ラテラリスの尾部からのm−RNAの調製及び
m−RANからのc−DNAの合成は、例えば、上述したフォ
ティナス・ピラリスのm−RNAの調製法及びc−DNAの合
成法と全く同様にして行なうことができる。
The preparation of m-RNA from the tail of Luciola lateralis and the synthesis of c-DNA from m-RAN were carried out in the same manner as, for example, the method for preparing m-RNA of Photinus pyralis and the synthesis of c-DNA described above. Can be done.

次いで、このようにして得られたc−DNAをベクターDN
A、例えば、プラスミドpUC119DNA等に組み込み、種々の
組み換え体プラスミドDNAを得、該DNAを用いて例えば、
大腸菌(E.coli)DH1(ATCC33849)、大腸菌(E.coli)
HB101(ATCC33694)等をハナハン(Hanahan)の方法
〔「ディーエヌエイ・クローニング」(DNA Clonin
g)、第1巻、第109〜135頁(1985)〕により形質転換
し、種々の形質転換株を得る。
Then, the c-DNA thus obtained is used as a vector DN.
A, for example, by incorporating into the plasmid pUC119 DNA and the like, various recombinant plasmid DNA is obtained, and using this DNA, for example,
E. coli DH1 (ATCC33849), E. coli
HB101 (ATCC33694) and other methods of Hanahan (“DNA Cloning” (DNA Clonin
g), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)] to obtain various transformants.

次いで、前述の如くして得られたルシオラ・クルシアタ
由来のルシフェラーゼをコードする遺伝子を含有するDN
Aを32Pを用いニックトランスレーション法〔「モレキュ
ラー・クーニング」(Molecular Cloning)、第109〜11
2頁、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー
(Cold Spring Habor Laboratory)(1982)及び「ジェ
イ・モル・バイオル」(J.Mol.Biol.)、第113巻、第23
7〜251頁(1977)〕により標識したのち、該c−DNAを
プローブとしたコロニーハイブリダイゼイション法
〔「蛋白質・核酸・酵素」第26巻、第575〜579頁(198
1)〕により、プラスミドpUC119DNAをベクターとして作
成したルシオラ・ラテラリス由来のc−DNAのジーンバ
ンクのライブラリーよりルシフェラーゼをコードするc
−DNA(2.0Kb)を含有するプラスミドDNAを含有する大
腸菌を得ることができる。
Then, the DN containing the gene encoding the luciferase derived from Luciola cruciata obtained as described above.
Nick translation method using A for 32 P ["Molecular Cloning", No. 109-11
Page 2, Cold Spring Harbor Laboratory (1982) and "J. Mol. Biol.", Vol. 113, No. 23.
7-251 (1977)], and the colony hybridization method using the c-DNA as a probe ["Protein / Nucleic Acid / Enzyme" Vol. 26, pp. 575-579 (198).
1)], a luciferase-encoding c library from a gene bank library of c-DNA derived from Luciola lateralis prepared using the plasmid pUC119DNA as a vector.
E. coli containing plasmid DNA containing DNA (2.0 Kb) can be obtained.

このようにして得られた微生物より純化された組み換え
体(DNAを得るには、例えば、「プロク・ナトル・アカ
ド・サイ」(Proc.Natl.Acad.Sci.)、第62巻、第1159
〜1166頁(1969)記載の方法などにより得ることができ
る。
Recombinant purified from the microorganism thus obtained (for obtaining DNA, for example, "Proc. Natl. Acad. Sci.", Volume 62, 1159
˜1166 (1969) and the like.

そして、上記の純化された新規な組み換え体DNAに、例
えば、制限酵素EcoRI(宝酒造社製)2ユニットを温度3
0℃以上、好ましくは37℃にて1〜4時間、好ましくは
2時間作用させて部分消化させたのち、アガロースゲル
電気泳動処理により、ルシオラ・ラテラリス由来のルシ
フェラーゼ遺伝子をすべて含有する2,000bpのDNA断片を
単離することができる。
Then, for example, 2 units of the restriction enzyme EcoRI (manufactured by Takara Shuzo) is added to the purified new recombinant DNA at a temperature of 3
A 2,000 bp DNA containing all luciferase genes derived from Luciola latereris after partial digestion by allowing it to act at 0 ° C. or higher, preferably 37 ° C. for 1 to 4 hours, preferably 2 hours, and then performing agarose gel electrophoresis. The fragment can be isolated.

一方、このルシフェラーゼ遺伝子の塩基配列の決定を実
施例の項目18に示すような方法によって行ない第6図に
示すルシフェラーゼ遺伝子の塩基配列を得、次いで、前
記塩基配列によって翻訳されるポリペプタイドのアミノ
酸配列を確定し、第7図に示される結果を得た。
On the other hand, the nucleotide sequence of the luciferase gene was determined by the method as shown in item 18 of the Example to obtain the nucleotide sequence of the luciferase gene shown in FIG. 6, and then the amino acid sequence of the polypeptide translated by the nucleotide sequence. Was confirmed and the results shown in FIG. 7 were obtained.

このようにして確定されたアミノ酸配列をコードする遺
伝子が本発明の1つである。
A gene encoding the amino acid sequence thus determined is one of the present invention.

次いで、上記微生物を培地中で培養し、培養物よりルシ
フェラーゼを採取する。
Then, the above microorganism is cultured in a medium, and luciferase is collected from the culture.

培地としては、例えば、エッシェリシア属に属する微生
物の培養に用いられるものであれば、如何なるものでも
よく、例えば、トリプトン1%(W/V)、酵母エキス0.5
%(W/V)、NaCl0.5%(W/V)及び1mMのイソプロピル−
β−D−チオガラクトシド等が挙げられる。
Any medium may be used as long as it is used for culturing microorganisms belonging to the genus Escherichia, for example, tryptone 1% (W / V), yeast extract 0.5.
% (W / V), NaCl 0.5% (W / V) and 1 mM isopropyl-
β-D-thiogalactoside and the like can be mentioned.

また、培養温度は、例えば、30〜40℃、好ましくは37℃
程度で、培養時間は、例えば、4〜8時間、好ましくは
4時間程度である。
The culture temperature is, for example, 30 to 40 ° C, preferably 37 ° C.
The culture time is, for example, 4 to 8 hours, preferably about 4 hours.

そして、培養物より菌体を例えば、8,000r.p.m.で10分
間程度の遠心分離処理により集菌し、得られた菌体を、
例えば、「メソズ・イン・エンザイモロジー」(Method
s in Enzymology)第133巻、第3〜14頁(1986)記載の
方法により破砕し、粗酵素液を得る。
Then, for example, the bacterial cells from the culture are collected by centrifugation at 8,000 rpm for about 10 minutes, and the obtained bacterial cells are
For example, "Methods in Enzymology" (Method
s in Enzymology) 133, pp. 3-14 (1986) to obtain a crude enzyme solution.

そして、粗酵素液は、そのままでも使用可能であるが、
必要により硫安分画,疎水クロマトグラフ法、(例え
ば、ブチル−トヨパール650C等を用いる方法)、ゲル濾
過法、(例えば、ウルトロゲルAcA34等による方法)に
より精製して、純化されたルシフェラーゼを得る。
And the crude enzyme solution can be used as it is,
If necessary, the product is purified by ammonium sulfate fractionation, a hydrophobic chromatography method (for example, a method using butyl-Toyopearl 650C etc.), a gel filtration method (for example, a method using Ultrogel AcA34 etc.) to obtain a purified luciferase.

このようにして得られたルシフェラーゼの理化学性質
は、以下に示す通りである。
The physicochemical properties of the luciferase thus obtained are as shown below.

作用: 下記の酵素反応式で示されるように酸素分子によるルシ
フェリンの酸化を触媒する酵素である。
Action: It is an enzyme that catalyzes the oxidation of luciferin by oxygen molecules as shown in the following enzymatic reaction formula.

基質特異性: ADP、CTP、UTP及びGTPには作用しない。 Substrate specificity: Does not act on ADP, CTP, UTP and GTP.

至適pH及び安定pH範囲: 至適pHは、ルシフェリンを基質とし、25mMグリシルグリ
シンのpHをpH6.5〜11.5迄変化させ、温度30℃で反応さ
せ、20秒間発光量(フォトン数)を測定した場合、第1
図に示す如くpH7.5〜9.5であり、また安定pH範囲は、ル
シフェリンを含有する緩衝液(pH4.6〜8.0:25mMリン酸
緩衝液、pH8.0〜11.5:25mMグリシン・塩化ナトリウム−
水酸化ナトリウム緩衝液をそれぞれ使用。なお、それぞ
れの緩衝液には10%飽和となる如く硫酸アンモニウムを
添加したものである。)に酵素を添加し、温度0℃で4
時間作用させた場合、第2図に示す如く、6.0〜10.5で
ある。なお、第2図において、 それぞれ25mMリン酸緩衝液、及び25mMグリシン・塩化ナ
トリウム−水酸化ナトリウム緩衝液を使用した場合の活
性を示す。
Optimum pH and stable pH range: The optimum pH is 25 mM glycylglycine with luciferin as the substrate, the pH is changed from pH 6.5 to 11.5, the reaction is performed at a temperature of 30 ° C, and the luminescence (photon number) for 20 seconds is set. If measured, first
As shown in the figure, the pH is 7.5 to 9.5, and the stable pH range is a buffer containing luciferin (pH 4.6 to 8.0: 25 mM phosphate buffer, pH 8.0 to 11.5: 25 mM glycine / sodium chloride-
Uses sodium hydroxide buffer respectively. In addition, ammonium sulfate was added to each of the buffer solutions so as to achieve 10% saturation. ) And add the enzyme to
When it is operated for a time, it is 6.0 to 10.5 as shown in FIG. In addition, in FIG. The activity is shown when 25 mM phosphate buffer and 25 mM glycine / sodium chloride-sodium hydroxide buffer are used, respectively.

力価の測定法: 25mMグリシルグリシン(pH7.8)8ml、硫酸マグネシウム
溶液〔25mMグリシルグリシン(pH7.8)に硫酸マグネシ
ウムを0.1Mとなる如く添加した溶液〕0.5ml及びルシフ
ェリン溶液〔25mMグリシルグリシン(pH7.8)にルシフ
ェリンを1mMとなる如く添加した溶液〕0.8mlを混合して
ルシフェリン混合液を調製する。
Titration method: 25 mM glycylglycine (pH 7.8) 8 ml, magnesium sulfate solution [0.5 ml glycylglycine (pH 7.8) with magnesium sulfate added to 0.1 M] 0.5 ml and luciferin solution [25 mM 0.8 ml of a solution in which luciferin is added to glycylglycine (pH 7.8) to a concentration of 1 mM] is mixed to prepare a luciferin mixed solution.

このようにして得たルシフェリン混合液400μl及び測
定するルシフェラーゼ10μlを混合したものに、ATP溶
液〔25mMグリシルグリシン(pH7.8)にATPを10mMとなる
如く添加したもの。〕80μlを注入すると同時に、ルミ
ノメーター(アロカ社製、ルミネッセンスリーダBLR−2
01)により発生するフォトン数を20秒間積算して求め
る。
A mixture of 400 μl of the luciferin mixed solution thus obtained and 10 μl of luciferase to be measured was added to an ATP solution [25 mM glycylglycine (pH 7.8) to which ATP was adjusted to 10 mM. At the same time as injecting 80 μl, a luminometer (Aloka Co., Luminescence Reader BLR-2
Calculate the total number of photons generated in 01) for 20 seconds.

作用適温の範囲: pH7.8のもとに、各温度で反応させ20秒間発光量(フォ
トン数)を測定した場合、0〜50℃の範囲内にある。
Optimum temperature range of action: When the amount of luminescence (number of photons) is measured for 20 seconds by reacting at each temperature under pH 7.8, it is in the range of 0 to 50 ° C.

pHによる失活の条件: pH5.0以下及びpH12.0以上で4時間後完全に失活する。 Conditions for inactivation by pH: Complete inactivation after 4 hours at pH 5.0 or lower and pH 12.0 or higher.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述したことから明らかな如く、本発明によれば、本発
明のルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼ遺伝子
の組み込まれた組み換え体DNAを含むエッシェリシア属
に属する微生物を培地に培養することにより、極めて短
期間のうちに、ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラ
ーゼを効率よく製造することができるので、本発明は産
業上極めて有用である。
As is apparent from the above, according to the present invention, by culturing in a medium a microorganism belonging to the genus Escherichia containing recombinant DNA in which the luciferase gene derived from Luciola lateris of the present invention is incorporated, a very short period of time is obtained. The luciferase derived from Luciola lateris can be efficiently produced, and the present invention is industrially very useful.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例 なお、以下に述べる項目1〜10には、ホタルの1種であ
るフォティナス・ピラリスのルシフェラーゼをコードす
る遺伝子を含有するDNA(該DNAは、ルシオラ・クルシア
タのルシフェラーゼをコードする遺伝子を含有するDNA
を検索する際、プローブとして使用されるものであ
る。)の調製について述べ、また、以下の項目11〜13に
は、ルシオラ・クルシアタ由来のルシフェラーゼをコー
ドする遺伝子を含有するDNA(該DNAは、ルシオラ・ラテ
ラリスのルシフェラーゼをコードする遺伝子を含有する
DNAを検索する際、プローブとして使用されるものであ
る。)の調製について述べる。
Examples In addition, in items 1 to 10 described below, a DNA containing a gene encoding a luciferase of Photinus pyralis, which is one species of firefly (the DNA contains a gene encoding a luciferase of Luciola crucita). DNA
Is used as a probe when searching for. ), And in the following items 11 to 13, DNA containing a gene encoding luciferase derived from Luciola cruciata (the DNA contains a gene encoding luciferase from Luciola lateris).
It is used as a probe when searching DNA. ) Is described.

1.m−RNAの調製 ホタルの1種であるフォティナス・ピラリス(Photinus
pyralis)の乾燥尾部(シグマ社製)1gを乳鉢及び乳棒
を用いて充分破砕したものに、溶解緩衝液5ml〔20mMト
リス−塩酸緩衝液(pH7.4)/10mM NaCl/3mM酢酸マグネ
シウム/5%(W/V)ショ糖/1.2%(V/V)トリトンX−10
0/10mMバナジルヌクレオシド錯体(ニューイングランド
バイオラボ社製)〕を添加し、更に、上記と同様に破
砕してフォティナス・ピラリス尾部破砕物含有溶液を得
た。
1. Preparation of m-RNA Photinus pyralis (Photinus)
pyralis) 1 g of dried tail (manufactured by Sigma) was sufficiently crushed using a mortar and pestle, and 5 ml of lysis buffer [20 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) / 10 mM NaCl / 3 mM magnesium acetate / 5% (W / V) Sucrose / 1.2% (V / V) Triton X-10
0/10 mM vanadyl nucleoside complex (manufactured by New England Biolabs)] was added and further crushed in the same manner as described above to obtain a solution containing a crushed tail of Photinus pyralis.

このようにして得た溶液5mlを、カップ型ブレンダー
(日本精機製作所社製)に入れ、5,000r.p.m.で5分間
処理したものに、12mlのグアニジンイソチオシアネート
溶液(6Mグアニジンイソチオシアネート/37.5mMクエン
酸ナトリウム(pH7.0)/0.75%(W/V)N−ラウロイル
ザルコシンナトリウム/0.15Mβ−メルカプトエタノー
ル)を添加し、更に、上記ブレンダーを用い3,000r.p.m
で10分間処理して得た溶液を、3重のガーゼを用いて濾
過し、濾液を得、超遠心分離機用チューブ(日立工機社
製)4本に、予め1.2mlの5.7Mの塩化セシウム溶液を夫
々重層し、その上に、上記濾液を重層するように夫々分
注し、超遠心分離機(日立工機社製、SCP55H)を用いて
温度15℃、30,000r.p.m.で16時間遠心分離して沈澱物を
得た。
5 ml of the solution thus obtained was placed in a cup blender (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) and treated at 5,000 rpm for 5 minutes, and then 12 ml of a guanidine isothiocyanate solution (6M guanidine isothiocyanate / 37.5 mM sodium citrate was added. (PH 7.0) /0.75% (W / V) N-lauroylsarcosine sodium / 0.15M β-mercaptoethanol) was added, and further 3,000 rpm using the above blender.
The solution obtained after 10 minutes of treatment was filtered with a triple layer of gauze to obtain a filtrate, and 1.2 ml of 5.7M chloride was preliminarily added to four ultracentrifuge tubes (manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.). Layer the cesium solution on top of each other, and pour each of the above filtrates on top of each other, and centrifuge at 30,000 rpm for 16 hours at 15 ° C using an ultracentrifuge (Hitachi Koki Co., Ltd., SCP55H). A precipitate was obtained.

得られた沈澱物を、冷70%(V/V)エタノールを用いて
洗浄したものを、10mMトリス緩衝液〔10mMトリス−塩酸
緩衝液(pH7.4)/5mM EDTA/1%ドデシル硫酸ナトリウ
ム〕4mlに懸濁したものに、同量のn−ブタノール及び
クロロフォルムを4対1(容量比)となる如く混合した
ものを添加して抽出し、常法により3,000r.p.m.で10分
間遠心分離し、水層及び有機溶媒層に分離し、この有機
溶媒層に上記10mMトリス緩衝液4mlを添加し、上記抽出
及び分離操作を行なう操作を2回繰り返して得られた水
層に、1/10量の3M酢酸ナトリウム(pH5.2)及び2倍量
の冷エタノールを添加したものを温度−20℃で2時間放
置したのち、常法により8,000r.p.m.で20分間遠心分離
し、RNAを沈澱させ、得られたRNAを4mlの水に溶解し、
上記エタノール沈澱操作を行ったのち、得られたRNAを1
mlの水に溶解し、3.75mgのRNAを得た。
The obtained precipitate was washed with cold 70% (V / V) ethanol and then used as a 10 mM Tris buffer solution (10 mM Tris-hydrochloric acid buffer solution (pH 7.4) / 5 mM EDTA / 1% sodium dodecyl sulfate). To the suspension in 4 ml, the same amount of n-butanol and chloroform mixed at a ratio of 4 to 1 (volume ratio) was added and extracted, followed by centrifugation at 3,000 rpm for 10 minutes by a conventional method, and then water. Layer and an organic solvent layer are separated, 4 ml of the above 10 mM Tris buffer is added to this organic solvent layer, and the extraction and separation operations are repeated twice, and the aqueous layer obtained is 1/10 volume of 3M. It was obtained by adding sodium acetate (pH5.2) and twice the amount of cold ethanol and leaving it at a temperature of -20 ° C for 2 hours, and then centrifuging at 8,000 rpm for 20 minutes by a conventional method to precipitate RNA. Dissolve RNA in 4 ml water,
After performing the above ethanol precipitation procedure, the RNA obtained was
It was dissolved in ml of water to obtain 3.75 mg of RNA.

そして、以上の操作を再度繰り返すことにより合計7mg
のRNAを調製し、このRNA中よりm−RNAを選択するため
に、7mgのRNAを、オリゴ(dT)−セルロース(ニューイ
ングランドバイオラボ社製)カラムクロマトグラムにか
けた。
And by repeating the above operation again, a total of 7 mg
RNA was prepared and 7 mg of RNA was subjected to an oligo (dT) -cellulose (New England Biolabs) column chromatogram in order to select m-RNA from this RNA.

カラムとして2.5mlテルモシリンジ(テルモ社製)を用
い、樹脂0.5gは、溶出緩衝液〔10mMトリス−塩酸緩衝液
(pH7.6)/1mM DETA/0.1%(W/V)ドデシル硫酸ナトリ
ウム〕で膨潤させたのち、カラムに充填し、結合緩衝液
〔10mMトリス−塩酸(pH7.6)/1mM EDTA/0.4M NaCl/0.1
%ドデシル硫酸ナトリウム〕で平衡化したものである。
A 2.5 ml Terumo syringe (manufactured by Terumo Corp.) was used as a column, and 0.5 g of resin was an elution buffer [10 mM Tris-hydrochloric acid buffer (pH 7.6) / 1 mM DETA / 0.1% (W / V) sodium dodecyl sulfate]. After swelling, it was packed in a column, and the binding buffer [10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.6) / 1 mM EDTA / 0.4 M NaCl / 0.1 was added.
% Sodium dodecyl sulfate].

7mgのRNAに、同量の緩衝液〔10mMトリス−塩酸(pH7.
6)/1mM EDTA/0.8M NaCl/0.1%ドデシル硫酸ナトリウ
ム〕を添加し、温度65℃で10分間加熱処理し、氷中で急
冷し、オリゴ(dT)−セルロースカラムにかけたのち、
結合緩衝液で樹脂を洗浄し、未結合のr−RNA及びt−R
NAを完全に洗浄し、更に、溶出緩衝液でm−RNAを溶出
し、40μgのルシフェラーゼm−RNAを得た。
To 7 mg of RNA, the same amount of buffer solution (10 mM Tris-HCl (pH 7.
6) / 1mM EDTA / 0.8M NaCl / 0.1% sodium dodecyl sulfate] was added, and the mixture was heat-treated at a temperature of 65 ° C. for 10 minutes, quenched in ice, and applied to an oligo (dT) -cellulose column,
Wash the resin with binding buffer to remove unbound r-RNA and tR
NA was thoroughly washed, and m-RNA was further eluted with an elution buffer to obtain 40 μg of luciferase m-RNA.

2.ルシフェラーゼm−RNAの濃縮 次に、ショ糖密度勾配遠心分離法によりルシフェラーゼ
m−RNAを濃縮した。
2. Concentration of luciferase m-RNA Next, luciferase m-RNA was concentrated by a sucrose density gradient centrifugation method.

10〜25%(W/V)のショ糖密度勾配は、ベックマン社製
のローターSW41用ポリアロマチューブに40%(W/V)シ
ョ糖液〔50mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)/20mM NaCl/
1mM EDTA/40%(W/V)ショ糖〕0.5mlを入れ、その上に
2.4mlずつ25%(W/V)、20%(W/V)、15%(W/V)及び
10%(W/V)のショ糖液を重層し、温度4℃で24時間放
置することにより作製した。このショ糖密度勾配に、項
目1.で得たm−RNA30μgを重層し、ベックマン社製のS
W41ローターを用い、常法により30,000r.p.m.、温度18
℃で18時間遠心分離を行なった。遠心分離操作ののち、
0.5mlずつ分画し、エタノール沈澱法によりm−RNAを回
収し、10μlの水に溶解した。
A sucrose density gradient of 10 to 25% (W / V) was obtained by using a 40% (W / V) sucrose solution [50 mM Tris-hydrochloric acid buffer solution (pH 7.5) / 20 mM NaCl /
1 mM EDTA / 40% (W / V) sucrose] 0.5 ml, and put it on it
2.4 ml each 25% (W / V), 20% (W / V), 15% (W / V) and
It was prepared by overlaying 10% (W / V) sucrose solution and leaving it at a temperature of 4 ° C. for 24 hours. 30 μg of m-RNA obtained in item 1 was overlaid on this sucrose density gradient, and S-Beckman S
Using W41 rotor, 30,000 rpm, temperature 18
Centrifugation was carried out at 18 ° C for 18 hours. After the centrifugation operation,
Fractions of 0.5 ml each were collected, m-RNA was recovered by the ethanol precipitation method, and dissolved in 10 μl of water.

次に、m−RNAにコードされている蛋白質を調べること
により、ルシフェラーゼm−RNAが濃縮されている画分
の同定を行なった。分画したRNA1μl、ウサギ網状赤血
球ライセート(アマシャム社製)9μl及び〔35S〕メ
チオニン1μl(アマシャム社製)を混合し、温度30℃
で30分間反応させたものに、150μlのNET緩衝液〔150m
M NaCl/5mM EDTA/0.02%(W/V)NaN3/20mMトリス−塩酸
緩衝液(pH7.4)/0.05%(W/V)ノニデットP-40((ベ
セスダリサーチラボラトリー社製、界面活性剤)〕を添
加し、更に、1μlの抗ルシフェラーゼ血清(後述のよ
うにして調製したもの。)を添加し、温度4℃で18時間
放置したものに、10mgのプロティンAセファロース(フ
ァルマシア社製)を添加し、温度20℃で30分間放置した
ものを、常法により12,000r.p.m.で1分間遠心分離処理
し、樹脂を回収した。
Next, the protein encoded by m-RNA was examined to identify the fraction enriched in luciferase m-RNA. Fractionated RNA (1 µl), rabbit reticulocyte lysate (Amersham) 9 µl and [ 35 S] methionine 1 µl (Amersham) were mixed, and the temperature was 30 ° C.
Reaction for 30 minutes, add 150 μl of NET buffer [150 m
M NaCl / 5mM EDTA / 0.02% (W / V) NaN 3 / 20mM Tris - HCl buffer (pH7.4) /0.05% (W / V ) Nonidet P-40 ((Bethesda Research Laboratories, Inc., surfactants )], And 1 μl of anti-luciferase serum (prepared as described below) was added, and the mixture was allowed to stand at a temperature of 4 ° C. for 18 hours, and then 10 mg of protein A sepharose (Pharmacia) was added. What was added and left to stand at a temperature of 20 ° C. for 30 minutes was centrifuged at 12,000 rpm for 1 minute by a conventional method to recover the resin.

回収した樹脂を、200μlのNET緩衝液で3回洗浄し、こ
の樹脂に、40μlのSDS−PAGE用サンプル緩衝液〔62.5m
Mトリス−塩酸緩衝液(pH6.8)/10%(V/V)グリセロー
ル/2%(W/V)ドデシル硫酸ナトリウム/5%(V/V)メル
カプトエタノール/0.02%(W/V)ブロムフェノールブル
ー〕を添加し、温度100℃で3分間煮沸し、常法により1
2,000r.p.m.で1分間遠心分離処理し、上清を回収し、
全量を7.5%(W/V)ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアク
リルアミドゲルに乗せた。
The recovered resin was washed 3 times with 200 μl of NET buffer, and 40 μl of the sample buffer for SDS-PAGE [62.5 m
M Tris-HCl buffer (pH6.8) / 10% (V / V) glycerol / 2% (W / V) sodium dodecyl sulfate / 5% (V / V) mercaptoethanol / 0.02% (W / V) bromine Phenol blue], and boil for 3 minutes at a temperature of 100 ° C.
Centrifuge at 2,000 rpm for 1 minute, collect the supernatant,
The entire amount was loaded on a 7.5% (W / V) sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel.

ゲル電気泳動は、ラエムリ(Laemmli)の方法〔「ネー
チュアー」(Nature)、第227頁、第680頁(1970)〕で
行ない、泳動したのちのゲルは、10%(V/V)の酢酸に3
0分間浸漬し、蛋白質を固定したのち、水に30分間浸漬
し、更に、1Mサリチル酸ナトリウム溶液に30分間浸漬
し、乾燥して乾燥ゲルを得、X線フィルム(フジ写真フ
ィルム社製、RX)を用いてフルオログラフィーを行なっ
た。
Gel electrophoresis was performed by the Laemmli method [Nature, p. 227, p. 680 (1970)], and the gel after electrophoresis was diluted with 10% (V / V) acetic acid. 3
After soaking for 0 minutes to fix the protein, soaking in water for 30 minutes, further soaking in 1M sodium salicylate solution for 30 minutes and drying to obtain a dried gel, X-ray film (Fuji Photo Film Co., RX) Was used for fluorography.

以上の操作により、ルシフェラーゼm−RNAの存在する
画分のRNAを用いた場合にのみ、ルシフェラーゼ蛋白質
のバンドがX線フィルム上に認められ、ルシフェラーゼ
m−RNAの濃縮されている画分が同定できた。
By the above operation, the band of luciferase protein was observed on the X-ray film only when the RNA of the fraction containing luciferase m-RNA was used, and the fraction enriched in luciferase m-RNA could be identified. It was

3.抗血清の調製 精製ルシフェラーゼに対するウサギの抗ルシフェラーゼ
血清は、以下の方法により調製した。
3. Preparation of antiserum Rabbit antiluciferase serum against purified luciferase was prepared by the following method.

3.2mg/ml濃度のルシフェラーゼ溶液〔シグマ社製ルシフ
ェラーゼを0.5Mグリシルグリシン溶液(pH7.8)に溶解
したもの〕0.7mlを、等量のフレンド(Freund)完全ア
ジェバントで懸濁したもの2.24mgを、抗原として体重2k
gの日本白色種ウサギの指掌部に投与し、飼育2週間経
過したのち、初回と同量の抗原を背部皮内へ投与し、更
に、飼育1週間経過したのち、同様の操作を行ない、ま
た更に、飼育1週間後全採血を行なった。
A luciferase solution with a concentration of 3.2 mg / ml [a luciferase manufactured by Sigma Co., which was dissolved in a 0.5 M glycylglycine solution (pH 7.8)] 0.7 ml was suspended in an equal amount of Freund complete adjuvant 2.24 mg 2k as an antigen
g of the Japanese white rabbit was administered to the palm of the hand, and after 2 weeks of breeding, the same amount of antigen as the initial dose was administered intradermally on the dorsal skin, and after 1 week of breeding, the same operation was performed. Furthermore, after 1 week of breeding, whole blood was collected.

そして、得られた血液を、温度4℃で18時間放置したも
のを、常法により3,000r.p.m.で15分間遠心分離し、上
清として抗ルシフェラーゼ血清を得た。
The blood thus obtained was allowed to stand at a temperature of 4 ° C. for 18 hours and then centrifuged at 3,000 rpm for 15 minutes by a conventional method to obtain anti-luciferase serum as a supernatant.

4.c−DNAの合成 c−DNAの合成は、アマシャム社製キットを用いて行な
ったものである。
4. Synthesis of c-DNA The synthesis of c-DNA was performed using a kit manufactured by Amersham.

上述の如くして得られたm−RNA2μgを用いてアマシャ
ム社の指示する「モル・セル・バイオル」(Mol.Cell B
iol.)、第2巻、第161頁(1982)及び「ジーン」(Gen
e)、第25巻、第263頁(1983)記載の方法に従い行なっ
た結果、300ngの2本鎖c−DNAが得られた。
Using 2 μg of m-RNA obtained as described above, “Mol. Cell Bol” (Mol. Cell B) instructed by Amersham Co.
iol.), Volume 2, 161 (1982) and "Gene" (Gen).
e), Vol. 25, p. 263 (1983). As a result, 300 ng of double-stranded c-DNA was obtained.

このc−DNA150ngを、7μlのTE緩衝液〔10mMトリス−
塩酸緩衝液(pH7.5)/1mM EDTA〕に溶解したものに、11
μlの混液〔280mM カコジル酸ナトリウム(pH6.8)/6
0mMトリス−塩酸緩衝液(pH6.8)/2mM塩化コバルト〕及
び3.8μlのティリング混液〔10mMジチオスレイトール
7.5μl/10ng/mlポリ(poly)A1μl/5mM dCTP2μl/水110
μl〕を夫々添加し、更に、29ユニットのターミナルト
ランスフェラーゼ(ベーリンガー・マンハイム社製)を
添加し、温度30℃で10分間反応させたのち、2.4μlの
0.25MEDTA及び2.4μlの10%(W/V)ドデシル硫酸ナト
リウムを夫々添加して反応を停止させた。
150 ng of this c-DNA was added to 7 μl of TE buffer [10 mM Tris-
11 dissolved in hydrochloric acid buffer (pH 7.5) / 1 mM EDTA]
μl mixed solution [280 mM sodium cacodylate (pH6.8) / 6
0 mM Tris-HCl buffer (pH 6.8) / 2 mM cobalt chloride] and 3.8 μl tilling mixture [10 mM dithiothreitol
7.5 μl / 10 ng / ml poly A 1 μl / 5 mM dCTP 2 μl / water 110
μl], and then 29 units of terminal transferase (Boehringer Mannheim) were added and reacted at a temperature of 30 ° C. for 10 minutes, and then 2.4 μl
The reaction was stopped by the addition of 0.25 M EDTA and 2.4 μl of 10% (W / V) sodium dodecyl sulfate, respectively.

反応停止液に25μlの水飽和フェノールを用いて除蛋白
処理を行なったのち、回収した水層に、25μlの4M酢酸
アンモニウム及び100μlの冷エタノールを夫々添加
し、温度−70℃で15分間放置し、12,000r.p.m.で10分間
遠心分離してc−DNAを回収し、10μlのTE緩衝液に溶
解し、c−DNA溶解液を得た。
After deproteinizing with 25 μl of water-saturated phenol as a stop solution, 25 μl of 4M ammonium acetate and 100 μl of cold ethanol were added to the recovered aqueous layer, and the mixture was left at −70 ° C. for 15 minutes. , C-DNA was recovered by centrifugation at 12,000 rpm for 10 minutes and dissolved in 10 μl of TE buffer to obtain a c-DNA solution.

以上の如くしてデオキシシチジンのテイルの付いたc−
DNA100ngを得た。
As described above, c- with a deoxycytidine tail
100 ng of DNA was obtained.

5.ベクターに使用する組み換え体プラスミドpMCE10DNA
の調製 大腸菌W3110株(ATCC27325)、プラスミドpBR325DNA(B
RL社製)及びプラスミドpBR322DNA(宝酒造社製)を用
いてティー・マスダ等(T.Masuda et.al.)「アグリカ
ルチュラル・バイオロジカル・ケミストリー」(Agrica
ltural Biological Chemistry)、第50巻、第271〜279
頁(1986)記載の方法により作製したプラスミドpKN305
DNA並びにプラスミドpMC1403-3DNA(特開昭61−274683
号公報記載)夫々1μgを、10μlの混液〔50mMトリス
−塩酸緩衝液(pH7.5)/10mM MgCl2/100mM NaCl/1mMジ
チオスレイトール〕に添加し、更に、これに、Hind III
及びSal I(いずれも宝酒造社製)を夫々2ユニットず
つ添加し、温度37℃で1時間反応させて切断処理し、常
法によるフェノール抽出及びエタノール沈澱処理を行な
い沈澱物を得た。この沈澱物を、10μlのライゲーショ
ン緩衝液〔20mM MgCl2/66mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.
6)/1mM ATP/15mMジチオスレイトール〕に溶解し、溶液
を得、更に、1ユニットのT4DNAリガーゼ〔宝酒造社
製〕を添加し、温度20℃で4時間連結反応を行なった。
次いで、この反応液を用い、「ジェイ・バクテリオロジ
ー」(J.Bacteriology、第119巻、第1072頁〜第1974頁
(1974年)〕記載の形質転換法により、大腸菌JM101(A
TCC33876)株を形質転換し、薬剤耐性(アンピシリン耐
性及びテトラサイクリン感受性)及びβ−ガラクトシダ
ーゼ活性を検討し、形質転換株を得、その株の含有する
組み換え体プラスミドDNAをpMCE10と命名した。この組
み換え体プラスミドpMCE10DNAを含有する大腸菌JM101株
を、トリプトン1%(W/V)、酵母エキス0.5%(W/
V)、及びNaCl0.5%(W/V)からなる培地1に、該培
地を用い温度37℃で16〜24時間前培養して得た大腸菌JM
101(pMCE10)の培養液20mlを接種し、温度37℃で3時
間振盪培養したのち、0.2gのクロラムフェニコールを添
加し、更に同一温度で20時間同培養を行ない、培養液を
得た。
5. Recombinant plasmid pMCE10DNA used for vector
Preparation of E. coli W3110 strain (ATCC27325), plasmid pBR325DNA (B
RL) and plasmid pBR322DNA (Takara Shuzo), T. Masuda et.al. "Agricultural Biological Chemistry" (Agrica)
ltural Biological Chemistry), Volume 50, 271-279
Plasmid pKN305 prepared by the method described on page (1986).
DNA and plasmid pMC1403-3DNA (JP-A-61-274683)
No. The publication) respectively 1 [mu] g, 10 [mu] l of mixture - was added to the [50mM Tris-HCl buffer (pH7.5) / 10mM MgCl 2 / 100mM NaCl / 1mM dithiothreitol], further, to this, Hind III
And Sal I (both manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) were added at a rate of 2 units each, and the mixture was allowed to react at a temperature of 37 ° C. for 1 hour for cleavage, and phenol extraction and ethanol precipitation were carried out by a conventional method to obtain a precipitate. The precipitate, ligation buffer 10μl [20 mM MgCl 2/66 mM Tris - HCl buffer (pH 7.
6) / 1 mM ATP / 15 mM dithiothreitol] to obtain a solution, 1 unit of T4 DNA ligase (Takara Shuzo) was added, and ligation reaction was carried out at a temperature of 20 ° C. for 4 hours.
Then, using this reaction solution, Escherichia coli JM101 (A) was transformed by the transformation method described in "J. Bacteriology", Vol. 119, pp. 1072 to 1974 (1974)].
TCC33876) strain was transformed, drug resistance (ampicillin resistance and tetracycline sensitivity) and β-galactosidase activity were examined, a transformant was obtained, and the recombinant plasmid DNA contained in the strain was named pMCE10. Escherichia coli JM101 strain containing this recombinant plasmid pMCE10DNA, tryptone 1% (W / V), yeast extract 0.5% (W / V)
V) and NaCl 0.5% (W / V) in Escherichia coli JM obtained by preculturing the medium 1 at 37 ° C. for 16 to 24 hours.
20 ml of 101 (pMCE10) culture solution was inoculated, shake-cultured at a temperature of 37 ° C. for 3 hours, 0.2 g of chloramphenicol was added, and the same culture was performed at the same temperature for 20 hours to obtain a culture solution. .

次いで、この培養液を、常法により6,000r.p.m.で10分
間遠心分離して湿潤菌体2gを得、これを20mlの25%(W/
V)ショ糖を含有する350mMトリス−塩酸緩衝液(pH8.
0)に懸濁したのち、更に、これに、リゾチーム10mg、
0.25M EDTA溶液(pH8.0)8ml及び20%(W/V)ドデシル
硫酸ナトリウム溶液8mlを夫々添加し、温度60℃で30分
間保温して溶菌し、溶菌液を得た。
Then, this culture solution was centrifuged at 6,000 rpm for 10 minutes by a conventional method to obtain 2 g of wet cells, which was added to 20 ml of 25% (W /
V) 350 mM Tris-HCl buffer containing sucrose (pH 8.
0), and then lysozyme 10mg,
8 ml of a 0.25 M EDTA solution (pH 8.0) and 8 ml of a 20% (W / V) sodium dodecyl sulfate solution were added, and the mixture was kept warm at 60 ° C for 30 minutes to lyse the cells to obtain a lysate.

この溶菌液に、5M NaCL溶液13mlを添加し、温度4℃で1
6時間処理したものを常法により15,000r.p.m.で30分間
遠心分離して抽出液を得、常法によりフェノール抽出処
理及びエタノール沈澱処理を行ない沈澱物を得た。
To this lysate, add 13 ml of 5M NaCL solution and
What was treated for 6 hours was centrifuged at 15,000 rpm for 30 minutes by a conventional method to obtain an extract. Phenol extraction and ethanol precipitation were performed by a conventional method to obtain a precipitate.

次いで、この沈澱物を、通常の減圧乾燥処理したもの
を、1mM EDTAを含有する10mMトリス−塩酸緩衝液6ml(p
H7.5)に溶解し、更に、これに、塩化セシウム6g及びエ
チジウムブロマイド溶液(10mg/ml)0.2mlを添加したも
のを、常法により39,000r.p.m.で42時間超遠心分離機を
用いて平衡密度勾配遠心分離処理を行ない、組み換え体
プラスミドpMCE10DNAを単離し、また更に、n−ブタノ
ールを使用してエチジウムブロマイドを除去したのち、
1mMEDTAを含有する10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)に
対して透析を行ない純化された組み換え体プラスミドpM
CE10DNA500μgを得た。
Then, this precipitate was subjected to ordinary vacuum drying treatment, and 6 ml of 10 mM Tris-HCl buffer containing 1 mM EDTA (p
H7.5) and further added with 6 g of cesium chloride and 0.2 ml of ethidium bromide solution (10 mg / ml), equilibrium density using an ultracentrifuge at 39,000 rpm for 42 hours by a conventional method. After carrying out a gradient centrifugation treatment to isolate the recombinant plasmid pMCE10DNA and further removing ethidium bromide using n-butanol,
Recombinant plasmid pM purified by dialysis against 10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5) containing 1 mM EDTA
500 μg of CE10 DNA was obtained.

6.ベクターDNAの調製 以上の様にして得られた組み換え体プラスミドpMCE10DN
A15μgを、90μlの項目4記載のTE緩衝液に溶解し、1
0μlのMed緩衝液〔100mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.5)
/100mM MgCl2/10mMジチオスレイトール/500mM NaCl〕を
添加したのち30ユニットの制限酵素AccI(宝酒造社製)
を更に加え、温度37℃で1時間切断処理を行ない切断処
理物を得た。この切断処理物に、100μlの水飽和フェ
ノールを加え除蛋白操作を行なったのち、水層を回収
し、これに、1/10量の3M酢酸ナトリウム(pH7.5)及び
2倍量の冷エタノールを加え、温度−70℃で15分間放置
したのち、12,000r.p.m.で10分間遠心分離し、DNAを回
収した。
6. Preparation of vector DNA Recombinant plasmid pMCE10DN obtained as described above
Dissolve 15 μg of A in 90 μl of TE buffer described in item 4, and
0 μl of Med buffer [100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5)
/ 100mM MgCl 2 / 10mM dithiothreitol / 500mM NaCl], then 30 units of restriction enzyme AccI (Takara Shuzo)
Was further added, and a cutting treatment was performed at a temperature of 37 ° C. for 1 hour to obtain a cut treatment product. After deproteinizing by adding 100 μl of water-saturated phenol to this cleaved product, the aqueous layer was recovered, and 1/10 volume of 3M sodium acetate (pH 7.5) and twice volume of cold ethanol were collected. Was added, the mixture was allowed to stand at a temperature of -70 ° C for 15 minutes, and then centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes to recover DNA.

このDNAを、10μlのTE緩衝液に溶かし、15μlの混液
〔280mMカコジル酸ナトリウム(pH6.8)/60mMトリス−
塩酸緩衝液(pH6.8)/2mM塩化コバルト〕を加えたの
ち、更に、5μlのティリング混液(項目4記載)(5m
M dGTPを用いた)を加え、また更に、5ユニットのター
ミナルトランスフェラーゼ(宝酒造社製)を添加し、温
度37℃で15分間反応させた。項目4記載のc−DNAティ
リング反応と同様の後処理を行なうことにより組み換え
体プラスミドpMCE10DNAのAccIサイトにデオキシグアノ
シンのテイルが付いたDNAを調製した。
This DNA was dissolved in 10 μl of TE buffer, and mixed with 15 μl of a mixture [280 mM sodium cacodylate (pH 6.8) / 60 mM Tris-
Hydrochloric acid buffer solution (pH 6.8) / 2 mM cobalt chloride] was added, and then 5 μl of the tilling mixture solution (described in item 4) (5 m
MdGTP was used), 5 units of terminal transferase (Takara Shuzo) was further added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 15 minutes. By performing the same post-treatment as the c-DNA tilling reaction described in item 4, a DNA having a tail of deoxyguanosine at the AccI site of the recombinant plasmid pMCE10DNA was prepared.

一方、下記のようにしてプラスミドpUC19DNAのPstIサイ
トにデオキシグアノシンのテイルが付いたDNAの調製も
同時に行なった。
On the other hand, a DNA having a deoxyguanosine tail attached to the PstI site of the plasmid pUC19DNA was prepared at the same time as described below.

プラスミドpUC19DNA(宝酒造社製)30μgを、350μl
のTE緩衝液に溶解したものに、40μlのMed緩衝液及び
制限酵素PstI(宝酒造社製)120ユニットを夫々添加
し、温度37℃で1時間切断処理したのち、常法によりフ
ェノールによる除蛋白処理及びエタノール沈澱処理によ
りDNAを回収した。
30 μg of plasmid pUC19DNA (manufactured by Takara Shuzo), 350 μl
40 μl of Med buffer and 120 units of restriction enzyme PstI (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) were added to the solution dissolved in TE buffer solution of, and the digestion treatment was performed at 37 ° C. for 1 hour, followed by deproteinization with phenol by a conventional method. DNA was collected by and ethanol precipitation treatment.

得られたDNAを、35μlのTE緩衝液に溶解したものに、5
0μlの混液〔280mMカコジル酸ナトリウム(pH6.8)/60
mMトリス−塩酸緩衝液(pH6.8)/1mM塩化コバルト〕、1
9μlの項目4記載のティリング混液(dGTP含有)並び
に60ユニットのターミナルトランスフェラーゼ(宝酒造
社製)を夫々添加し、温度37℃で10分間反応させたの
ち、常法によりフェノール処理及びエタノール沈澱を行
なうことにより目的のDNAを回収した。
The obtained DNA was dissolved in 35 μl of TE buffer,
0 μl mixed solution [280 mM sodium cacodylate (pH 6.8) / 60
mM Tris-HCl buffer (pH 6.8) / 1 mM cobalt chloride], 1
Add 9 μl of the tilling mixture described in item 4 (containing dGTP) and 60 units of terminal transferase (Takara Shuzo Co., Ltd.), react at 37 ° C. for 10 minutes, and then perform phenol treatment and ethanol precipitation by a conventional method. As a result, the target DNA was recovered.

7.アニーリング及び形質転換 上記合成したc−DNA15ng及びベクターDNA200ngを、35
μlのアニール緩衝液〔10mMトリス−塩酸緩衝液(pH7.
5)/100mM NaCl/1mM EDTA〕に溶解し、温度65℃で2分
間、温度46℃で2時間、温度37℃で1時間及び温度20℃
で18時間放置する操作によりc−DNAとベクターDNAをア
ニールした。
7. Annealing and transformation 15ng of the above-synthesized c-DNA and 200ng of vector DNA were
μl of annealing buffer (10 mM Tris-HCl buffer (pH 7.
5) / 100mM NaCl / 1mM EDTA], temperature 65 ℃ for 2 minutes, temperature 46 ℃ for 2 hours, temperature 37 ℃ for 1 hour and temperature 20 ℃
The c-DNA and the vector DNA were annealed by leaving them to stand for 18 hours.

アニールしたDNAを用いて、ハナハン(Hanahan)の方法
〔「デイーエヌエイ クローニング」(DNA Clonin
g)、第1巻、第109〜135頁(1985)〕により大腸菌DH1
株(ATCC33849)を形質転換し、プラスミドpUC19DNA及
び組み換え体プラスミドpMCE10DNAをベクターとしたc
−DNAバンクを夫々作製した。
Using the annealed DNA, the Hanahan method [“DNA cloning” (DNA Clonin
g), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)], Escherichia coli DH1
The strain (ATCC33849) was transformed with plasmid pUC19DNA and recombinant plasmid pMCE10DNA as vectors.
-Created each DNA bank.

8.ルシフェラーゼc−DNAの検索 組み換え体プラスミドpMCE10DNAのAccI部位は、大腸菌
β−ガラクトシダーゼ遺伝子をコードする部位にあるの
で、この部位に組み込まれたc−DNAはβ−ガラクトシ
ダーゼとの融合蛋白質を作る。また組み換え体プラスミ
ドpMCE10のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子のプロモーター
は前述した様に大腸菌ドリプトファン遺伝子のプロモー
ターに変換してある。
8. Search for luciferase c-DNA Since the AccI site of the recombinant plasmid pMCE10DNA is located at the site encoding the Escherichia coli β-galactosidase gene, the c-DNA incorporated in this site forms a fusion protein with β-galactosidase. In addition, the promoter of the β-galactosidase gene of the recombinant plasmid pMCE10 has been converted to the promoter of Escherichia coli driptophan gene as described above.

組み換え体プラスミドpMCE10DNAを、ベクターとするc
−DNAバンクのコロニー96個を10mlのM9カザミノ酸培地
〔「モレキュラー・クローニング」(Molecular Clonin
g)、第440〜441頁、コールド・スプリング・ハーバー
・ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)(1
982)〕にチアミン(10μg/ml)を加えた培地を用い温
度37℃で10時間振盪培養し、常法により集菌したのち、
200μlの項目2記載のSDS−PAGE用サンプル緩衝液に懸
濁し、温度100℃で5分間煮沸した。
Using recombinant plasmid pMCE10DNA as a vector c
-96 96 DNA bank colonies in 10 ml of M9 casamino acid medium [Molecular Cloning]
g), pages 440-441, Cold Spring Harbor Laboratory (1
982)] and thiamine (10 μg / ml) were added to the medium and shake-cultured at a temperature of 37 ° C. for 10 hours.
It was suspended in 200 μl of the sample buffer for SDS-PAGE described in item 2 and boiled at a temperature of 100 ° C. for 5 minutes.

この懸濁液40μlを、7.5%(W/V)ポリアクリルアミド
ゲルを用いて、常法により電気泳動を行なった。泳動終
了後、ゲルに展開した蛋白質を、ウエスタンブロット法
〔「アナル・バイオケム・」(Anal.Biochm.)、第112
巻、第195頁(1981)〕によりニトロセルロースのフィ
ルターに転写し、このニトロセルロースフィルターをイ
ミューンブロットアッセイキット(バイオラッド社製)
を用いて抗ルシフェラーゼ血清で染色した。方法は、ハ
イオラッド社の操作法に従った。
40 μl of this suspension was subjected to electrophoresis by a conventional method using 7.5% (W / V) polyacrylamide gel. After the electrophoresis was completed, the protein developed on the gel was analyzed by Western blotting ["Anal. Biochem."
Vol., P. 195 (1981)] to a nitrocellulose filter, and the nitrocellulose filter is immunoblot assay kit (manufactured by Bio-Rad).
Was used to stain with anti-luciferase serum. The method followed the operating method of Hyorad.

即ちニトロセルロースのフィルターを、100mlのブロッ
キング溶液[TBS緩衝液〔20mMトリス−塩酸緩衝液/500m
M NaCl(pH7.5)〕に3%(W/V)のゼラチンを溶かした
溶液]中温度25℃で、30分間振盪した。次に、このニト
ロセルロースフィルターを25mlの一次抗体溶液〔ルシフ
ェラーゼ抗血清を1%(W/V)のゼラチンをTBS緩衝液に
溶かした溶液で25倍(V/V)に希釈した溶液〕に移し、
温度25℃で90分間振盪したものを、100mlのツィーン(T
ween)−20洗液〔TBS緩衝液に0.05%(W/V)のツィーン
(Tween)−20を溶かした溶液〕中に移し、温度25℃で1
0分間振盪する操作を2回行なった。次いで、このよう
にして得たニトロセルロースフィルターを60mlの二次抗
体溶液〔西洋ワサビペルオキシダーゼで標識した抗ウサ
ギ抗体(バイオ・ラッド社製)を1%(W/V)のゼラチ
ンをTBS緩衝液に溶かした溶液で3000倍(V/V)に希釈し
た溶液〕中に移し、温度25℃で60分間振盪したのち、10
0mlのツィーン(Tween)−20洗液でニトロセルロースフ
ィルターを洗う上記操作を2回繰り返し、このようにし
て得たニトロセルロースフィルターを、120mlの発色液
〔60mgの4−クロロ−1−ナフトールを20mlの冷メタノ
ールに溶解した溶液及び60μlの30%(V/V)過酸化水
素水を100mlのTBS緩衝液に添加した溶液を混合した溶
液〕中に移し、温度25℃で10分間発色させた。
That is, use a nitrocellulose filter with 100 ml of blocking solution [TBS buffer [20 mM Tris-HCl buffer / 500 m
M NaCl (pH 7.5)] in which 3% (W / V) gelatin was dissolved] at a temperature of 25 ° C. for 30 minutes. Next, this nitrocellulose filter was transferred to 25 ml of a primary antibody solution [a luciferase antiserum diluted 25 times (V / V) with a solution of 1% (W / V) gelatin in TBS buffer]. ,
After shaking for 90 minutes at a temperature of 25 ° C, 100 ml of Tween (T
ween) -20 washing solution [solution containing 0.05% (W / V) Tween-20 in TBS buffer] and transferred at 25 ° C for 1
The operation of shaking for 0 minutes was performed twice. Then, the nitrocellulose filter thus obtained was treated with 60 ml of a secondary antibody solution [horseradish peroxidase-labeled anti-rabbit antibody (Bio-Rad) 1% (W / V) gelatin in TBS buffer. The solution was diluted 3000 times (V / V) with the dissolved solution] and shaken at a temperature of 25 ° C for 60 minutes, then 10
The above operation of washing the nitrocellulose filter with 0 ml of Tween-20 was repeated twice, and the thus obtained nitrocellulose filter was replaced with 120 ml of the coloring solution [60 mg of 4-chloro-1-naphthol in 20 ml. Solution mixed with cold methanol and 60 μl of 30% (V / V) hydrogen peroxide solution added to 100 ml of TBS buffer solution], and color was developed at a temperature of 25 ° C. for 10 minutes.

この様にして96個のコロニーを1グループとして4グル
ープについて同様の方法を行なったところ、2つのグル
ープでルシフェラーゼ抗血清で染まる蛋白質バンドが認
められた。次に、この2つのグループに属する96個のコ
ロニーを12個のコロニーずつ8グループに分け同様の操
作を行なったところ夫々1グループに抗ルシフェラーゼ
血清と反応する蛋白質が認められた。最後に、このグル
ープに含まれる12個のコロニーを、1個のコロニーずつ
同様の操作を行ないルシフェラーゼ抗血清と反応する蛋
白質を作るコロニーを同定した。以上の操作によりルシ
フェラーゼc−DNAをもつ2個のコロニーが得られた。
この2個のコロニーより項目5記載の方法でプラスミド
DNAを調製した。得られた組み換え体プラスミドDNAは、
pALf2B8DNA及びpALf3A6DNAと夫々命名した。
In this way, when 96 colonies were treated as one group and the same method was carried out for 4 groups, a protein band stained with luciferase antiserum was observed in 2 groups. Next, 96 colonies belonging to these two groups were divided into 8 groups of 12 colonies, and the same operation was performed. As a result, a protein reacting with anti-luciferase serum was observed in each group. Finally, the 12 colonies contained in this group were subjected to the same operation one colony at a time to identify colonies producing a protein that reacts with the luciferase antiserum. Two colonies having luciferase c-DNA were obtained by the above operation.
From these two colonies, a plasmid is prepared by the method described in item 5.
DNA was prepared. The obtained recombinant plasmid DNA is
They were named pALf2B8DNA and pALf3A6DNA, respectively.

9.大きなルシフェラーゼc−DNAの検索−DNAのプローブ
の作製 組み換え体プラスミドpALf3A6DNA100μgを、330μlの
TE緩衝液に溶解し、これに40μlのLow緩衝液〔100mMト
リス−塩酸緩衝液(pH7.5)/100mM MgCl2/10mMジチオス
レイトール〕、130ユニットのPstI(宝酒造社製)及び1
20ユニットのSacI(ベーリンガー・マンハイム社製)を
添加し、温度37℃で1.5時間切断した。
9. Search for large luciferase c-DNA-preparation of DNA probe 100 μg of recombinant plasmid pALf3A6DNA was added to 330 μl of
Was dissolved in TE buffer, to which 40μl of Low buffer [100mM Tris - HCl buffer (pH7.5) / 100mM MgCl 2 / 10mM dithiothreitol], 130 units of PstI (Takara Shuzo Co., Ltd.) and 1
20 units of SacI (Boehringer Mannheim) was added, and the mixture was cut at a temperature of 37 ° C. for 1.5 hours.

このDNA全量を0.7%(W/V)アガロースゲルを用いた電
気泳動で分離した。アガロースゲル電気泳動はティー・
マニアテス(T.Maniatis)等の方法〔「モレキュラー・
クローニング」(Molecular Cloning)、第156〜161
頁、コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー
(Clod Spring Habor Laboratory)(1984)〕に従って
行なった。ルシフェラーゼc−DNAを含むDNAバンドを切
り出し、透析チューブに入れ、2mlのTE緩衝液を加えた
のち、透析チューブをシールし、電気泳動により、ゲル
中より緩衝液中にDNAを溶出した。この溶液の等容量の
水飽和フェノールを加え、攪拌したのち、水層を回収
し、上方に従いエタノール沈澱によりDNAを回収した。
The total amount of this DNA was separated by electrophoresis using 0.7% (W / V) agarose gel. Agarose gel electrophoresis
Methods such as T.Maniatis ["Molecular
"Cloning" (Molecular Cloning), 156-161
Page, Cold Spring Harbor Laboratory (1984)]. A DNA band containing luciferase c-DNA was cut out, placed in a dialysis tube, 2 ml of TE buffer was added, the dialysis tube was sealed, and the DNA was eluted from the gel into the buffer solution by electrophoresis. After adding an equal volume of water-saturated phenol to this solution and stirring, the aqueous layer was recovered, and DNA was recovered by ethanol precipitation according to the above.

得られたDNAフラグメント10μgを、126μlのTE緩衝液
に溶かし、16μのMed緩衝液及び64ユニットのSau3AI
(宝酒造社製)を加え、温度37℃で2時間反応させたの
ち、全量を5%(W/V)ポリアクリルアミドゲルを用い
た電気泳動により、DNA断片の分離を行なった。ポリア
クリルアミドゲル電気泳動は、エイ・マクサム(A・Ma
xam)の方法〔「メソズ・イン・エンザイモロジー」(M
ethds in Enzymology)、第65巻、第506頁(1980)〕に
従って行なった。190bpのDNAフラグメントを前述と同様
の方法で単離し、1μgのSau3AIルシフェラーゼc−DN
Aフラグメントが得られた。
10 µg of the obtained DNA fragment was dissolved in 126 µl of TE buffer, and 16 µMed buffer and 64 units of Sau3AI were added.
(Takara Shuzo Co., Ltd.) was added, and the mixture was reacted at a temperature of 37 ° C. for 2 hours, and then the total amount was separated by electrophoresis using a 5% (W / V) polyacrylamide gel. Polyacrylamide gel electrophoresis is performed by A. Ma
xam) method [“Methods in Enzymology” (M
ethds in Enzymology), Vol. 65, p. 506 (1980)]. A 190 bp DNA fragment was isolated in the same manner as described above, and 1 μg of Sau3AI luciferase c-DN was isolated.
An A fragment was obtained.

この1μgのルシフェラーゼc−DNAを、〔α−32P〕dC
TP(アマシャム社製)を用いてニックトランスレーショ
ン法により標識した。ニックトランスレーションは宝酒
造社製のキットを用い、宝酒造社の指示する「ジェイ・
モル・バイオル」(J.Mol.Biol.)、第113巻、第237〜2
51頁(1977)及び「モレキュラー・クローニング」(Mo
lecular Cloning)、第109〜112頁、コールド・スプリ
ング・ハーバー・ラボラトリー(Cold Spring Habor La
boratory)(1982)記載の方法に従って行なった。
1 μg of this luciferase c-DNA was added to [α- 32 P] dC
It was labeled by the nick translation method using TP (manufactured by Amersham). Nick Translation uses a kit made by Takara Shuzo Co., Ltd.
J. Mol. Biol., Volume 113, 237-2
Page 51 (1977) and "Molecular Cloning" (Mo
lecular Cloning), pages 109-112, Cold Spring Habor La
boratory) (1982).

10.大きなルシフェラーゼc−DNAの検索−コロニーハイ
ブリダイゼーション 前述の方法で調製した32Pで標識したルシフェラーゼc
−DNA断片を、プローブとして用い、組み換え体プラス
ミドpUC19DNAをベクターとするフォティナス・ピラリス
尾部c−DNAバンクを、コロニーハイブリダイゼーショ
ン法{「蛋白質・核酸・酵素」第26巻、第575〜579頁
(1981)}で検索し、ルシフェラーゼc−DNAを有する
コロニーを得た。そのうちの1個のコロニーの有する組
み換え体プラスミドDNAをpALf3と命名し、項目5記載の
方法でプラスミドDNAを調製した。該組み換え体プラス
ミドDNAを含有する大腸菌を大腸菌DH1(pALf3)と命名
した。なお、該形質転換株はATCC67462として寄託され
ている。
10. Search for large luciferase c-DNA-colony hybridization Luciferase c labeled with 32 P prepared by the above method
-A DNA fragment was used as a probe and a Photinus pyralis tail c-DNA bank using the recombinant plasmid pUC19DNA as a vector was prepared by the colony hybridization method {"Protein / nucleic acid / enzyme" vol. 26, pp. 575-579 (1981). )}, And a colony having luciferase c-DNA was obtained. The recombinant plasmid DNA contained in one of the colonies was named pALf3, and the plasmid DNA was prepared by the method described in item 5. E. coli containing the recombinant plasmid DNA was named E. coli DH1 (pALf3). The transformant has been deposited as ATCC67462.

そして、上記組み換え体プラスミドpALf3DNAを、XbaI、
Hind III、BamHI、EcoRI及びPstI(いずれも宝酒造社
製)を用い、単一消化及び2重消化して得られたDNA断
片をアガロースゲル電気泳動法により移動度パターンを
分析し、得られた移動度パターンとλDNA(宝酒造社
製)をHind IIIにより消化して得られたDNA断片の標準
移動度パターンと対比することにより得られた分子量
は、1,77bpであり、上記プラスミドの制限酵素地図は、
第3図に示すとおりであった。
Then, the above recombinant plasmid pALf3DNA was treated with XbaI,
DNA fragments obtained by single digestion and double digestion using Hind III, BamHI, EcoRI and PstI (all manufactured by Takara Shuzo) were analyzed for mobility patterns by agarose gel electrophoresis and the resulting migration And the standard mobility pattern of the DNA fragment obtained by digesting λDNA (Takara Shuzo Co., Ltd.) with Hind III, the molecular weight obtained was 1,77 bp. ,
It was as shown in FIG.

11.ルシオラ・クルシアタ(Luciola Cruciata)のm−R
NAの調製 生きたルシオラ・クルシアタ(ゲンジボタル・株式会社
・西武百貨店より購入)10gを超低温冷凍庫に入れ、凍
結し、はさみを用いて尾部を切り離し、得られた尾部2g
に、18mlのグアニジンイソチオシアネート溶液を添加
し、項目1記載の方法に従って1.1mgのRNAを調製した。
このRNA1.1mgを項目1記載の方法に従ってオリゴ(dT)
−セルロースのカラムクロマトグラフィーを行ない30μ
gのルシオラ・クルシアタ尾部m−RNAを調製した。
11. Luciola Cruciata MR
Preparation of NA 10 g of living Luciola cruciata (purchased from Genjibotaru Co., Ltd., Seibu Department Store) was placed in an ultra-low temperature freezer, frozen, and the tail was cut off using scissors.
To this, 18 ml of a guanidine isothiocyanate solution was added, and 1.1 mg of RNA was prepared according to the method described in item 1.
1.1 mg of this RNA was oligo (dT) according to the method described in item 1.
-Perform column chromatography of cellulose at 30μ
g of Luciola cruciata tail m-RNA was prepared.

12.ルシオラ・クルシアタ尾部c−DNAバンクの作製 c−DNAの合成はアマシャム社より購入したキットを用
い、アマシャム社の指示する「モル・セル・バイオル」
(Mol.Cell.Biol.)、第2巻、第161頁(1982)及びジ
ーン(Gene)、第25巻、第263頁(1983)記載の方法に
従って合成した。
12. Preparation of Luciola cruciata tail c-DNA bank Use the kit purchased from Amersham for the synthesis of c-DNA and use the "Mole Cell Violet" specified by Amersham.
(Mol. Cell. Biol.), Volume 2, p. 161 (1982) and Gene, 25, p. 263 (1983).

2μgのルシオラ・クルシアタ尾部RNAより0.9μgの二
本鎖c−DNAが合成された。このc−DNA0.3μgに項目
4記載の方法を用いてポリデオキシシチジンのテイルを
付加した。
0.9 μg of double-stranded c-DNA was synthesized from 2 μg of RNA from tail of Luciola cruciata. A tail of polydeoxycytidine was added to 0.3 μg of this c-DNA using the method described in item 4.

このc−DNA20ng及び項目6で調製したポリグアノシン
のテイルをそのPstI部位に付加したpUC19プラスミドDNA
500ngを、項目7記載の方法でアニールし、ハナハン(H
anahan)の方法〔「ディエヌエイ・クローニング」(DN
A Cloning)、第1巻、第109〜135頁(1985)〕に従っ
てアニールしたDNAにより大腸菌DH1株(ATCC33849)を
形質転換しルシオラ・クルシアタ尾部c−DNAバンクを
作製した。
PUC19 plasmid DNA in which 20 ng of this c-DNA and the tail of polyguanosine prepared in item 6 were added to its PstI site
Anneal 500 ng by the method described in item 7, and
anahan) method ["DNA Cloning" (DN
A Cloning), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)], and the E. coli DH1 strain (ATCC33849) was transformed with the annealed DNA to prepare a Luciola crucita tail c-DNA bank.

13.ルシオラ・クルシアタ由来のルシフェラーゼc−DNA
の検索 項目10で得られた組み換え体プラスミドpALf3DNA10μg
を、90μlのTE緩衝液に溶解し、10μlのMed緩衝液、2
5ユニットの制限酵素EcoRI及び25ユニットの制限酵素の
ClaI(いずれも宝酒造社製)を添加し、温度37℃で2時
間反応を行ないDNAを切断した。切断した組み換え体プ
ラスミドpALf3DNAよりフォティナス・ピラリス(アメリ
カホタル)由来のルシフェラーゼc−DNA部分を含む。8
00bpのEcoRI/ClaIDNAフラグメントを、項目9記載のア
ガロースゲル電気泳動法を用いる方法に従って単離し、
1μgのEcoRI/ClaIDNAフラグメントを得た。この1μ
gのDNAを、〔α−32P〕dCTP三燐酸(アマシャム社製)
を用いて項目9記載のニックトランスレーション法によ
32Pで標識した。32Pで標識したEcoRI/ClaIDNAフラグ
メントをプローブとして、ルシオラ・クルシアタ尾部c
−DNAバンクを項目10記載のコロニーハイブリダイゼー
ション法で検索することによりルシオラ・クルシアタ由
来のルシフェラーゼc−DNAを有する大腸菌を選択し
た。プローブとハイブリダイズする大腸菌コロニーを数
個得た。この中の1コロニーの有するプラスミドDNAをp
GLf1と命名し、項目5記載の方法に従い組み換え体プラ
スミドDNAを単離した。
13. Luciferase c-DNA from Luciola cruciata
Recombinant plasmid pALf3DNA obtained in Item 10 of pALf3DNA 10 μg
Was dissolved in 90 μl of TE buffer and 10 μl of Med buffer, 2
5 units of restriction enzyme EcoRI and 25 units of restriction enzyme
ClaI (both manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was added, and the reaction was carried out at a temperature of 37 ° C. for 2 hours to cut the DNA. The cleaved recombinant plasmid pALf3 DNA contains a luciferase c-DNA portion derived from Photinus pyralis (American firefly). 8
The 00 bp EcoRI / ClaI DNA fragment was isolated according to the method using agarose gel electrophoresis described in item 9,
1 μg of EcoRI / ClaI DNA fragment was obtained. This 1μ
[α- 32 P] dCTP triphosphate (manufactured by Amersham)
Was labeled with 32 P by the nick translation method described in item 9. Using the 32P-labeled EcoRI / ClaI DNA fragment as a probe, Luciola cruciata tail c
-Escherichia coli having luciferase c-DNA derived from Luciola cruciata was selected by searching the DNA bank by the colony hybridization method described in item 10. Several E. coli colonies hybridizing with the probe were obtained. The plasmid DNA of one colony in this is p
It was named GLf1 and the recombinant plasmid DNA was isolated according to the method described in item 5.

この組み換え体プラスミドpGLf1DNAをHpaI,Hind III,Ec
oRV,DraI,Afl II,Hinc II,PstI(いずれも宝酒造社製)
及びSspI(ニューイングランドバイオラボ社製)を用
い、単一消化及び二重消化して得られたDNA断片をアガ
ロースゲル電気泳動法により、移動度パターンを分析
し、得られた移動度パターンとλファージDNA(宝酒造
社製)をHind IIIにより消化して得られたDNA断片の標
準移動度パターンとを対比することにより得られた分子
量は、2,000bpであり、上記プラスミドの制限酵素地図
は、第4図に示す通りである。
This recombinant plasmid pGLf1DNA was cloned into HpaI, HindIII, Ec
oRV, DraI, Afl II, Hinc II, PstI (all manufactured by Takara Shuzo)
And SspI (manufactured by New England Biolabs) were used to analyze the mobility patterns of the DNA fragments obtained by single digestion and double digestion by agarose gel electrophoresis, and the obtained mobility patterns and λ phages were analyzed. The molecular weight obtained by comparing the standard mobility pattern of the DNA fragment obtained by digesting DNA (Takara Shuzo Co., Ltd.) with Hind III was 2,000 bp. As shown in the figure.

14.ルシオラ・ラテラリスのm−RNAの調製 生きたルシオラ・ラテラリス(ヘイケボタル・川原鳥獣
貿易より購入)5gを超低温冷凍庫に入れ、凍結し、はさ
みを用いて尾部を切り離し、得られた尾部1gに、18mlの
グアニジンイソチオシアネート溶液を添加し、項目1記
載の方法に従って340μgのRNAを調製した。このRNA340
μgを項目1記載の方法に従ってオリゴ(dT)−セルロ
ースのカラムクロマトグラフィーを行ない6μgのルシ
オラ・ラテラリス尾部m−RNAを調製した。
14. Preparation of Luciola lateralis m-RNA 5 g of live Luciola lateris (purchased from Heikebotaru and Kawahara Bird and Animal Trading) was placed in an ultra-low temperature freezer, frozen, and the tail was cut off with scissors. 18 ml of a guanidine isothiocyanate solution was added, and 340 μg of RNA was prepared according to the method described in item 1. This RNA340
According to the method described in item 1, μg was subjected to column chromatography of oligo (dT) -cellulose to prepare 6 μg of Luciola lateralis tail m-RNA.

15.ルシオラ・ラテラリス尾部c−DNAバンクの作製 c−DNAの合成は、アマシャム社製キットを用いて行な
ったものである。
15. Preparation of Lucio lateraris tail c-DNA bank c-DNA was synthesized using a kit manufactured by Amersham.

上述の如くして得られたm−RNA2.0μgを用いてアマシ
ャム社の指示する「モル・セル・バイオル」(Mol.Cel
l.Biol.)、第2巻、第161頁(1982)及びジーン(Gen
e)、第25巻、第263頁(1983)記載の方法に従い行なっ
た結果、250ngの2本鎖c−DNAが得られた。
2.0 μg of m-RNA obtained as described above was used to instruct "Amersham""Mole Cell Violet" (Mol.Cel).
l.Biol., Vol. 2, p. 161 (1982) and Gene (Gen.
e), Vol. 25, p. 263 (1983). As a result, 250 ng of double-stranded c-DNA was obtained.

このようにして得たc−DNA250ngに、アマシャム社製c
−DNAクローニングキットを用い、アマシャム社の指示
する方法により制限酵素EcoRI切断部位のメチル化を行
ない、更にc−DNAの両端にEcoRIリンカーを付着させ
た。
Thus obtained 250 ng of c-DNA was added to c of Amersham Co.
-A DNA cloning kit was used to methylate the restriction enzyme EcoRI cleavage site by the method specified by Amersham, and EcoRI linkers were attached to both ends of c-DNA.

プラスミドpUC119DNA(宝酒造社製)100ngを、8μlの
水に溶解したものに、1μlのMed緩衝液〔100mMトリス
−塩酸緩衝液(pH7.5)100mM MgCl2/10mMジチオスレイ
トール/500mM NaCl〕を添加したのち、更に、これに、1
0ユニット(1μl)の制限酵素EcoRI(宝酒造社製)を
添加し、温度37℃で1時間切断処理を行なった。
Added - [HCl buffer (pH7.5) 100mM MgCl 2 / 10mM dithiothreitol / 500 mM NaCl 100 mM Tris] Plasmid PUC119DNA (Takara Shuzo Co., Ltd.) 100 ng, is dissolved in a water 8 [mu] l, 1 [mu] l of Med buffer After that, 1 more to this
0 unit (1 μl) of restriction enzyme EcoRI (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was added, and a cleavage treatment was performed at a temperature of 37 ° C. for 1 hour.

次いで、この切断処理物に、1μlの1Mトリス−塩酸緩
衝液(pH8.0)及び0.3ユニット(1μl)のアルカリフ
ォスファターゼ(宝酒造社製)を添加し、温度65℃で1
時間酵素反応処理し、切断処理物の両端の脱リン酸化を
行ない、これに、12μlの水飽和フェノールを添加して
除蛋白を行なったのち、回収した水層に、1μlの3M酢
酸ナトリウム(pH5.8)及び26μlの冷エタノールを夫
々添加し、温度−70℃で15分間放置し、微量遠心機
〔(株)トミー精工、MRX-150〕を用い、12,000r.p.m.
で5分間遠心分離処理を行ないDNAを回収した。
Next, 1 μl of 1 M Tris-hydrochloric acid buffer (pH 8.0) and 0.3 unit (1 μl) of alkaline phosphatase (Takara Shuzo) were added to the cleaved product, and the temperature was adjusted to 1 at 65 ° C.
After enzymatic treatment for a period of time, dephosphorylation of both ends of the digested product was performed, and 12 μl of water-saturated phenol was added to deproteinize, and then 1 μl of 3M sodium acetate (pH 5) was added to the recovered aqueous layer. .8) and 26 μl of cold ethanol were added, respectively, and the mixture was allowed to stand at a temperature of −70 ° C. for 15 minutes, and a microcentrifuge [Tomy Seiko Co., Ltd., MRX-150] was used at 12,000 rpm.
DNA was collected by centrifugation for 5 minutes.

このようにして得られた制限酵素EcoRIで切断し、かつ
両端を脱リン酸化したプラスミドベクターpUC119DNA100
ngと、項目15で調製したc−DNA250ngを混合したもの
を、8μlの水に懸濁したのち、これに、1μlの×10
ライゲーション緩衝液〔200mM MgCo2/660mMトリス−塩
酸緩衝液(pH7.6)/10mM ATP/150mMジチオスイレトー
ル〕を添加したものに、1ユニット(1μl)のT4DNA
リガーゼ(宝酒造社製)を添加し、温度16℃で16時間放
置し、プラスミドベクターDNA及びc−DNAのライゲーシ
ョンを行ない反応物を得た。
The thus obtained plasmid pUC119DNA100, which had been digested with the restriction enzyme EcoRI and dephosphorylated on both ends,
ng and 250 ng of the c-DNA prepared in item 15 were suspended in 8 μl of water, and 1 μl of this was added.
Ligation buffer - in that the addition of [200 mM MgCo 2/660 mM Tris-HCl buffer (pH7.6) / 10mM ATP / 150mM dithio Sui les Torr], T4 DNA of one unit (1 [mu] l)
Ligase (Takara Shuzo Co., Ltd.) was added and the mixture was allowed to stand at a temperature of 16 ° C. for 16 hours to ligate the plasmid vector DNA and c-DNA to obtain a reaction product.

この反応物を用いて、ハナハン(Hanahan)の方法
〔「ディーエヌエイ・クローニング」(DNA Clonin
g)、第1巻、第109〜135頁(1985)〕により大腸菌DH1
株(ATCC33849)を形質転換し、プラスミドpUC119DNAを
ベクターとしたルシオラ・ラテラリス尾部由来のc−DN
Aバンクを作製した。
Using this reaction, the method of Hanahan ["DNA Cloning" (DNA Clonin
g), Vol. 1, pp. 109-135 (1985)], Escherichia coli DH1
Strain (ATCC33849) was transformed, and c-DN derived from the tail of Luciola lateralis using plasmid pUC119DNA as a vector
A bank was made.

16.ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼc−DNA
の検索 項目13で得られた組み換え体プラスミドpGLf1DNA10μg
を、90μlのTE緩衝液に溶解し、10μlのMed緩衝液、2
5ユニットの制限酵素PstI(宝酒造社製)を添加し、温
度37℃で2時間反応を行ないDNAを切断した。切断した
組み換え体プラスミドpGLf1DNAよりルシオラ・クルシア
タ由来のルシフェラーゼc−DNA部分を含む2,000bpのPs
tIDNAフラグメントを、項目9記載のアガロースゲル電
気泳動法を用いる方法に従って単離し、1μgのPstIDN
Aフラグメントを得た。この1μgのDNAを、〔α−
32P〕dCTP(アマシャム社製)を用いて項目9記載のニ
ックトランスレーション法により32Pで標識した。32Pで
標識したPstIDNAフラグメントをプローブとして、ルシ
オラ・ラテラリス尾部c−DNAバンクを項目10記載のコ
ロニーハイブリダイゼーション法で検索することにより
ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼc−DNAを
有する大腸菌を選択した。プローブとハイブリダイズす
る大腸菌コロニーを数個得た。この中の1コロニーの有
するプラスミドDNAをpHLf7と命名し、項目5記載の方法
に従い組み換え体プラスミドDNAを単離した。
16. Luciola lateralis-derived luciferase c-DNA
Recombinant plasmid pGLf1DNA 10 μg obtained in Item 13
Was dissolved in 90 μl of TE buffer and 10 μl of Med buffer, 2
5 units of restriction enzyme PstI (manufactured by Takara Shuzo) was added, and the reaction was carried out at a temperature of 37 ° C. for 2 hours to cut the DNA. 2,000 bp Ps containing luciferase c-DNA part derived from Luciola cruciata from the digested recombinant plasmid pGLf1 DNA
The tI DNA fragment was isolated according to the method using the agarose gel electrophoresis described in item 9, and 1 μg of PstIDN was isolated.
A fragment was obtained. 1 μg of this DNA was added to [α-
32 P] dCTP (manufactured by Amersham) was used to label with 32 P by the nick translation method described in item 9. By using the PstI DNA fragment labeled with 32 P as a probe, the Escherichia coli having luciferase c-DNA derived from Luciola lateris was selected by searching the tail c-DNA bank of Luciola lateris by the colony hybridization method described in item 10. Several E. coli colonies hybridizing with the probe were obtained. The plasmid DNA contained in one of the colonies was named pHLf7, and the recombinant plasmid DNA was isolated according to the method described in item 5.

なお、このようにして得られた大腸菌(E.coli)DH1(p
HLf7)は、工業技術院微生物工業技術研究所に微工研条
寄第1917号(FERM BP-1917)として寄託されている。
The E. coli DH1 (p.
HLf7) has been deposited in the Institute of Microbial Science and Technology of the Agency of Industrial Science and Technology, as Micro Engineering Research Article No. 1917 (FERM BP-1917).

上記組み換え体プラスミドpHLf7DNAをHpaI,EcoRV,ApaI,
Hind III及びEcoRI(いずれも宝酒造社製)及びSspI
(ニューイングランドバイオラボ社製)を用い、単一消
化及び二重消化して得られたDNA断片をアガロースゲル
電気泳動法により、移動度パターンを分析し、得られた
移動度パターンとλファージDNA(宝酒造社製)をHind
IIIにより消化して得られたDNA断片の標準移動度パター
ンとを対比することにより得られたルシオラ・ラテラリ
スのルシフェラーゼをコードする遺伝子の分子量は、2,
000bpであり、上記プラスミドの制限酵素地図は、第5
図に示す通りである。
The above recombinant plasmid pHLf7DNA was replaced with HpaI, EcoRV, ApaI,
Hind III and EcoRI (both manufactured by Takara Shuzo) and SspI
(Manufactured by New England Biolabs), the DNA patterns obtained by single digestion and double digestion are analyzed by agarose gel electrophoresis for mobility patterns, and the obtained mobility patterns and λ phage DNA ( Hind the Takara Shuzo)
The molecular weight of the gene encoding luciferase of Luciola lateralis obtained by comparing with the standard mobility pattern of the DNA fragment obtained by digestion with III was 2,
The restriction map of the above plasmid is
As shown in the figure.

そして、上記組み換え体プラスミドpHLf7DNA10μgを、
45μlのTE緩衝液に溶解したものに、5μlのMed緩衝
液及び2ユニットの制限酵素EcoRI(宝酒造社製)を夫
々添加し、温度37℃で2時間反応を行ない、DNAの部分
消化物を得た。
Then, 10 μg of the above recombinant plasmid pHLf7DNA,
To the solution dissolved in 45 μl of TE buffer, 5 μl of Med buffer and 2 units of EcoRI (Takara Shuzo) were added respectively, and the reaction was carried out at 37 ° C. for 2 hours to obtain a partial digestion product of DNA. It was

次いで、この部分消化物を、項目9記載のアガロースゲ
ル電気泳動法に従い、ルシオラ・テテラリス由来のルシ
フェラーゼ遺伝子をすべて含有する2,000bpのEcoRI断片
1μgを単離した。
Then, this partially digested product was subjected to agarose gel electrophoresis described in item 9 to isolate 1 μg of a 2,000-bp EcoRI fragment containing all luciferase genes derived from Luciola tetheralis.

17.大腸菌(E.coli)DH1(pHLf7)(FERM BP-1917)の
培養及び粗酵素液の調製 大腸菌(E.coli)DH1(pHLf7)(FERM BP-1917)を、LB
-amp培地〔バクトトリプトン1%(W/V),酵母エキス
0.5%(W/V),NaCl 0.5%(W/V),及びアンピシリン
(50μg/ml)〕3mlにて温度37℃で18時間振盪培養を行
なった。この培養液0.5mlを10mlの上記LB−amp培地に接
種し、更に、これに、1mMのイソプロピル−β−D−チ
オガラクトシドを添加し、温度37℃で4時間振盪培養し
たのち、8,000r.p.m.で10分間の遠心分離操作により湿
潤菌体20mgを得た。
17. E. coli DH1 (pHLf7) (FERM BP-1917) culture and preparation of crude enzyme solution E. coli DH1 (pHLf7) (FERM BP-1917) LB
-amp medium [Bactotryptone 1% (W / V), yeast extract
0.5% (W / V), NaCl 0.5% (W / V), and ampicillin (50 μg / ml)] 3 ml, and shaking culture was performed at a temperature of 37 ° C. for 18 hours. 0.5 ml of this culture was inoculated into 10 ml of the above LB-amp medium, 1 mM isopropyl-β-D-thiogalactoside was further added thereto, and the mixture was cultivated at 37 ° C. for 4 hours with shaking, and then at 8,000 rpm. 20 mg of wet cells were obtained by centrifugation for 10 minutes.

回収した菌体を、0.1M KH2PO4(pH7.8)、2mM EDTA、1m
Mジチオスレイトール及び0.2mg/mlプロタミン硫酸から
なる緩衝液0.9mlに懸濁し、更に、これに、100μlの10
mg/mlのリゾチーム溶液を添加し、氷中に15分間放置し
た。次に、この懸濁液を、メタノール・ドライアイス浴
中で凍結し、続いて温度25℃に放置し、完全に解凍し
た。更に、12,000r.p.m.で5分間遠心分離操作を行なう
ことにより上清として粗酵素液1mlを得た。
Collected cells were treated with 0.1M KH 2 PO 4 (pH7.8), 2mM EDTA, 1m
Suspend in 0.9 ml of a buffer consisting of M dithiothreitol and 0.2 mg / ml protamine sulphate, and add 100 μl of 10
A mg / ml lysozyme solution was added and left in ice for 15 minutes. Next, this suspension was frozen in a methanol / dry ice bath and subsequently left at a temperature of 25 ° C. to be completely thawed. Further, centrifugation was carried out at 12,000 rpm for 5 minutes to obtain 1 ml of a crude enzyme solution as a supernatant.

このようにして得られた粗酵素液中のルシフェラーゼ活
性の測定は、下記記載の方法により行ない、その結果を
第1表に示した。
The luciferase activity in the thus obtained crude enzyme solution was measured by the method described below, and the results are shown in Table 1.

得られた粗酵素液中のルシフェラーゼ活性の測定は、ク
リッカ(Kricka)等の方法〔「アチーブス・オブ・バイ
オケミストリー・アンド・バイオフィズィクス」(Arch
ives of Biochemistry and Biophysics)、第217巻、第
674頁(1982)〕に従って生成するフォトン数を計測す
ることにより行なった。
The luciferase activity in the obtained crude enzyme solution was measured by a method such as Kricka [“Achievements of Biochemistry and Biophysics” (Arch
ives of Biochemistry and Biophysics), Volume 217, Vol.
674 (1982)], and the number of photons generated was measured.

すなわち、260μlの25mMグリシルグリシン緩衝液(pH
7.8)、16μlの0.1M硫酸マクネシウム、24μlの1mMル
シフェリン(シグマ社製)及び10μlの粗酵素液を混合
したのち、100μlの20mM ATPを添加し、発生するフォ
トン数を20秒間積算した値を第1表に示した。
That is, 260 μl of 25 mM glycylglycine buffer (pH
7.8), 16 μl of 0.1 M magnesium sulphate, 24 μl of 1 mM luciferin (manufactured by Sigma) and 10 μl of the crude enzyme solution were mixed, then 100 μl of 20 mM ATP was added, and the number of photons generated was integrated for 20 seconds. The results are shown in Table 1.

また、比較のため、プラスミドpUC119DNAを有する大腸
菌DH1株〔大腸菌DH1(pUC119)〕についても同様にルシ
フェラーゼ活性を測定し、その結果を第1表に示した。
For comparison, the luciferase activity was similarly measured for the Escherichia coli DH1 strain [E. coli DH1 (pUC119)] having the plasmid pUC119 DNA, and the results are shown in Table 1.

上表より明らかな如く、本発明のルシフェラーゼ遺伝子
を含む組み換えプラスミドpHL57を含む大腸菌DH1(pHLf
7)は、対照に比し、フォトン数が増加しているため、
大腸菌菌体中にルシフェラーゼが生産されていることが
判明した。
As is clear from the above table, E. coli DH1 (pHLf containing the recombinant plasmid pHL57 containing the luciferase gene of the present invention
7) has an increased number of photons compared to the control,
It was revealed that luciferase was produced in E. coli cells.

18.ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼc−DNA
の塩基配列の解析 組み換え体プラスミドpHLf7DNA10μgを制限酵素EcoRI
(宝酒造社製)で切断し、ルシフェラーゼc−DNAを含
む1.7Kb及び0.3KbのDNA断片を夫々2.0μg及び0.5μg
ずつ得、これらDNA断片を、プラスミドpUC118DNA(宝酒
造社製)のEcoRI部位にサブクローニングし、挿入断片
の種類(1.7Kb及び0.3Kb)及び挿入方向の違いにより4
種類のプラスミド、pHLf11、pHLf12、pHLf13及びpHLf14
を夫々得た(pHLf11及びpHLf12には、1.7Kbの断片がサ
ブクローニングされており、pHLf13及びpHLf14には0.3K
bの断片がサブクローニングされている。)。
18. Luciferase c-DNA derived from Luciola lateralis
Analysis of nucleotide sequence of recombinant plasmid pHLf7DNA (10 μg) with restriction enzyme EcoRI
Cleaved with (Takara Shuzo) to obtain 2.0 μg and 0.5 μg of 1.7 Kb and 0.3 Kb DNA fragments containing luciferase c-DNA, respectively.
Each of these DNA fragments was subcloned into the EcoRI site of plasmid pUC118DNA (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) to obtain 4 clones depending on the type of insert fragment (1.7 Kb and 0.3 Kb) and the insertion direction.
Types of plasmids, pHLf11, pHLf12, pHLf13 and pHLf14
(The 1.7 Kb fragment was subcloned into pHLf11 and pHLf12, and 0.3 Kb into pHLf13 and pHLf14.
The fragment of b is subcloned. ).

組み換え体プラスミドpHLf7DNA及びプラスミドpUC118DN
AのEcoRIによる切断処理(項目6記載の方法)、ルシフ
ェラーゼc−DNA断片のアガロースゲル電気泳動法を用
いた単離(項目9記載の方法)、プラスミドpUC119DNA
及びルシフェラーゼc−DNA断片の連結反応(項目5記
載の方法)、連結反応液を用いた大腸菌JM101株(ATCC3
3876)の形質転換(項目5記載の方法)、並びに組み換
え体プラスミドpHLf11、pHLf12、pHLf13及びpHLf14DNA
の調製(項目5記載の方法)は、カッコ内記載の方法に
従った。
Recombinant plasmid pHLf7DNA and plasmid pUC118DN
Cleavage of A with EcoRI (method described in item 6), isolation of luciferase c-DNA fragment using agarose gel electrophoresis (method described in item 9), plasmid pUC119DNA
Ligation reaction of luciferase c-DNA fragment (method described in item 5), E. coli JM101 strain (ATCC3
3876) transformation (method described in item 5), and recombinant plasmids pHLf11, pHLf12, pHLf13 and pHLf14 DNA
Was prepared (the method described in item 5) according to the method described in parentheses.

次いで、組み換え体DNA、pHLf11、pHLf12、pHLf13及びp
HLf14DNAを用いてキロシークエンス用欠失キット(宝酒
造社製)を用い、ヘニコフ(Henikoff)の方法〔ジーン
(Gene)、第28巻、第351〜359頁(1984)〕に従いルシ
フェラーゼc−DNAに種々の欠失が導入されたプラスミ
ドDNAを作製し、項目5記載の方法で大腸菌JM101株(AT
CC33876)に導入した。このようにして得られた大腸菌
にペルパーファージM13KO7(宝酒造社製)を感染させる
ことによりメッシング(Messing)の方法〔メソズ・イ
ン・エンザイモロジー(Methods in Enzymology)、第1
01巻、第20〜78頁(1983)〕に従って1本鎖DNAを調製
した。得られた1本鎖DNAによるシークエンシングは、M
13シークエンシングキット(宝酒造社製)を用いて上記
メッシング(Messing)の方法に従い行なった。塩基配
列の解析のためのゲル電気泳動は8%(W/V)ポリアク
リルアミドゲル(富士写真フィルム社製)を用いて行な
った。得られたルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラ
ーゼc−DNAの塩基配列を第6図に、また該c−DNAから
翻訳されるポリペプタイドのアミノ酸配列を第7図にc
−DNAとアミノ酸配列とが対応した配列を第8図に夫々
示した。
Then recombinant DNA, pHLf11, pHLf12, pHLf13 and p
Using HLf14DNA, a deletion kit for kilosequencing (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), and various luciferase c-DNAs according to the method of Henikoff (Gene, 28, 351-359 (1984)]. A plasmid DNA into which the deletion of is introduced is prepared, and the E. coli JM101 strain (AT
CC33876). The thus obtained Escherichia coli was infected with Perperphage M13KO7 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) to perform the method of Messing (Methods in Enzymology, No. 1).
01, pp. 20-78 (1983)] to prepare single-stranded DNA. Sequencing with the obtained single-stranded DNA
13 Sequencing kit (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) was used according to the method of Messing. Gel electrophoresis for the analysis of the nucleotide sequence was performed using 8% (W / V) polyacrylamide gel (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.). The nucleotide sequence of the luciferase-derived luciferase c-DNA thus obtained is shown in FIG. 6, and the amino acid sequence of the polypeptide translated from the c-DNA is shown in FIG.
-The corresponding sequences of DNA and amino acid sequences are shown in Fig. 8, respectively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼ
の至適pH域を示す図であり、第2図は、ルシオラ・ラテ
ラリス由来のルシフェラーゼの安定pHを示す図であり、
第3図は、組み換え体プラスミドpALf3DNAの制限酵素に
よる切断地図を示す図であり、第4図は、組み換え体プ
ラスミドpGLf1DNAの制限酵素による切断地図を示す図で
あり、第5図は、組み換え体プラスミドpHLf7DNAの制限
酵素による切断地図を示す図であり、第6図は、本発明
のルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼ遺伝子の
塩基配列を示す図であり、また、第7図は、本発明のル
シオラ・ラテラリス由来のルシフェラーゼ遺伝子から翻
訳されるポリペプタイドのアミノ酸配列を示す図であ
り、第8図は、ルシオラ・ラテラリス由来のルシフェラ
ーゼ遺伝子の塩基配列とアミノ酸配列とが対応した配列
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the optimum pH range of luciferase derived from Luciola lateris, and FIG. 2 is a diagram showing the stable pH of luciferase derived from Luciola lateris.
FIG. 3 is a diagram showing a digestion map of recombinant plasmid pALf3DNA with a restriction enzyme, FIG. 4 is a diagram showing a digestion map of recombinant plasmid pGLf1DNA with a restriction enzyme, and FIG. 5 is a recombinant plasmid. FIG. 6 is a diagram showing a digestion map of pHLf7DNA with a restriction enzyme, FIG. 6 is a diagram showing a nucleotide sequence of a luciferase gene derived from Luciola lateralis of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing Luciola lateris of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the amino acid sequence of a polypeptide translated from the luciferase gene derived from FIG. 8. FIG. 8 is a diagram showing a sequence in which the nucleotide sequence of the luciferase gene derived from Luciola latereris corresponds to the amino acid sequence.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記に示されるアミノ酸配列をコードする
ことを特徴とするルシフェラーゼ遺伝子。
1. A luciferase gene characterized by encoding the amino acid sequence shown below.
【請求項2】下記に示される塩基配列で表わされる請求
項(1)記載のルシフェラーゼ遺伝子。
2. The luciferase gene according to claim 1, which is represented by the base sequence shown below.
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