JPH0723788A - Production of neurotrophic factor and vector therefor - Google Patents

Production of neurotrophic factor and vector therefor

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JPH0723788A
JPH0723788A JP5190937A JP19093793A JPH0723788A JP H0723788 A JPH0723788 A JP H0723788A JP 5190937 A JP5190937 A JP 5190937A JP 19093793 A JP19093793 A JP 19093793A JP H0723788 A JPH0723788 A JP H0723788A
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thr
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bdnf
lys
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JP5190937A
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Inventor
Kiyoshi Fujimori
清 藤森
Hiroko Hanzawa
宏子 半澤
Shinichi Fukuzono
真一 福薗
Kenichi Takahashi
健一 高橋
Norio Shimizu
範夫 清水
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new vector having a bioactivity useful for production of a brain-derived neurotrophic factor maturation protein. CONSTITUTION:This is a vector having a DNA capable of coding a polypeptide chain of a brain-derived neurotrophic factor and another DNA capable of coding the signal sequence of a colibacillus is bonded to the DNA on the upper stream side of 5' terminal. A regulator gene for a colibacillus is contained in the upper stream of the DNA capable of coding the signal sequence. As this vector, a BDNF manifestation vector pTRSBDNF is exemplified. This exemplified vector can be obtained by the scheme shown in the figure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、脳由来神経栄養因子の
遺伝子と大腸菌の調節遺伝子及び大腸菌のシグナル配列
をコードするDNAを有するベクター、該ベクターで形
質転換された形質転換体、及び該形質転換体を用いて脳
由来神経栄養因子を生産する方法に関する。
The present invention relates to a vector having a DNA encoding a brain-derived neurotrophic factor gene, an Escherichia coli regulatory gene and an E. coli signal sequence, a transformant transformed with the vector, and the trait. The present invention relates to a method for producing a brain-derived neurotrophic factor using a transformant.

【0002】[0002]

【従来の技術】脊椎動物の神経細胞は、その生存に、神
経栄養因子と呼ばれる一群のポリペプチドを必要とす
る。これらのポリペプチドは、神経系の機能や発生、老
化等の機構の解明に役立ち、医薬としても期待されてい
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Vertebrate nerve cells require a group of polypeptides called neurotrophic factors for their survival. These polypeptides are useful for elucidating the functions of the nervous system and the mechanisms of development and aging, and are expected as medicines.

【0003】脳由来神経栄養因子(以下、BDNFと略
記する)はその一種であるが、中枢神経系において重要
な役割を果たしていると考えられており、特に注目され
ている。天然からのBDNFの単離は、Barde,Y.-A.
らによって初めて報告され、3kgのブタ脳から2μg
のBDNFが得られている(ジ エンボ ジャーナル(EMB
O J.) 1,549(1982))。BDNFの生体内における存
在量はこのように極微量であるため、神経系の研究や医
療への利用は非常に困難であると考えられた。
Brain-derived neurotrophic factor (hereinafter abbreviated as BDNF) is one of them, but it is considered to play an important role in the central nervous system, and has been particularly attracting attention. BDNF isolation from nature is described in Barde, Y. et al. -A.
First reported by et al., 2 μg from 3 kg pig brain
BDNF has been obtained (The Emboss Journal (EMB
O J.) 1 , 549 (1982)). Since the abundance of BDNF in the living body is extremely small in this manner, it was considered that it is extremely difficult to use it for research on the nervous system and medical treatment.

【0004】その後、Leibrock,J.らによってブタB
DNF遺伝子がクローニングされ(ネイチャー(Nature)
341,149(1989))、アミノ酸配列が完全に解明され
てからは、動物細胞を宿主とするBDNFの遺伝子工学
的生産が盛んに試みられている。例えば、Knusel,B.
らは、組換え動物細胞の培養液3lから精製を行ない、
1μgのBDNFを主成分として含む分画を得ている
(プロシーディング オブ ナショナル アカデミー オブ
サイエンス(Proc. Natl. Acad. Sci.)USA 88,961(19
91))。一方、Negro,A.らは、大腸菌を宿主に用い、
N末端にメチオニンが付加したBDNFの生産を報告し
ている(バイオケミカル バイオフィジカル リサーチ
コミュニケーションズ(Biochem. Biophys. Res. Commu
n.)186,1553(1992))。全菌体蛋白質の25%に相当
する大量のBDNFが細胞質内に蓄積したが、生物活性
が認められなかったため、これを変性剤と酸化還元剤に
よって処理することにより生物活性を回復させ、培養液
1l当たり約100μgのBDNFを得ている。
Thereafter, Leibrock, J. et al. Pig B
The DNF gene was cloned (Nature)
341 , 149 (1989)), after the complete elucidation of the amino acid sequence, genetic engineering production of BDNF in animal cells as a host has been actively attempted. For example, Knusel, B.
Et al. Performed purification from 3 liters of recombinant animal cell culture,
Fractions containing 1 μg of BDNF as a main component have been obtained (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88 , 961 (19
91)). Meanwhile, Negro, A .; Used E. coli as a host,
We have reported the production of BDNF with methionine added to the N-terminus (Biochemical Biophysical Research
Communications (Biochem. Biophys. Res. Commu
n.) 186 , 1553 (1992)). A large amount of BDNF corresponding to 25% of the total cell protein accumulated in the cytoplasm, but no biological activity was observed. Therefore, the biological activity was recovered by treating it with a denaturing agent and a redox agent, and the culture solution. About 100 μg BDNF is obtained per liter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】BDNFの遺伝子工学
的生産はこれまで盛んに試みられてきたが、動物細胞を
宿主とする方法では生産量が少なく、培養に要する時間
やコストを考えた場合、生産性に問題がある。一方、培
養が容易な大腸菌を宿主とする方法では、生産されたB
DNFが生物活性を示さず、これを回復させるために煩
雑な操作が必要になる。また、N末端に余分なアミノ酸
が付加することも大腸菌の問題点であり、BDNFの医
療への利用を考える上で障害となりうる。天然からの単
離も含めて、これら従来技術でBDNFの大量生産を考
えた場合、問題が多い。
The genetically engineered production of BDNF has been vigorously attempted until now, but when the method using an animal cell as the host produces a small amount, and considering the time and cost required for culturing, There is a problem with productivity. On the other hand, in the method using Escherichia coli as a host, which is easy to culture,
DNF does not exhibit biological activity, and complicated procedures are required to recover it. In addition, the addition of an extra amino acid at the N-terminal is also a problem of Escherichia coli, which may be an obstacle in considering BDNF for medical use. Considering mass production of BDNF by these conventional techniques, including isolation from nature, there are many problems.

【0006】本発明の課題は、BDNFの生産性を向上
させるべく、大腸菌を宿主とする発現効率の高いベクタ
ー及び該ベクターで形質転換された形質転換体を提供す
ることにあり、更に、該形質転換体を培養して、生物活
性を有するBDNF成熟蛋白質を効率良く生産する方法
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a vector having high expression efficiency using Escherichia coli as a host and a transformant transformed with the vector, in order to improve BDNF productivity. It is intended to provide a method for efficiently producing a BDNF matured protein having biological activity by culturing a transformant.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、大腸菌の
細胞質内に生産されたBDNFは細胞質内の還元雰囲気
下では正しい立体構造をとることができず、その結果、
生物活性を示さないものと考え、ペリプラズムへのBD
NFの分泌生産を試みた。BDNFは分泌性の蛋白質で
あり、大腸菌の細胞質膜の透過に支障は無いものと予想
されたが、天然のプレプロ配列をそのまま膜透過に利用
することは問題があると考えた。そこで、プレプロ配列
を含まない成熟蛋白質としてのBDNFをコードする遺
伝子と大腸菌のシグナル配列を有する発現ベクターを作
製し、該ベクターで形質転換された大腸菌を培養した結
果、著量のBDNFが成熟蛋白質として生産されること
を見出した。更に、大腸菌の分泌機構を利用して生産さ
れたBDNFは生物活性を有していることを見出し、こ
れに基づいて研究を重ねた結果、本発明を完成した。
The present inventors have found that BDNF produced in the cytoplasm of Escherichia coli cannot take the correct three-dimensional structure under the reducing atmosphere in the cytoplasm.
BD to periplasm, which is considered to show no biological activity
An attempt was made on secretory production of NF. BDNF is a secretory protein, and it was expected that it would not hinder the permeation of Escherichia coli cytoplasmic membrane, but it was considered to be problematic to utilize the natural prepro sequence as it is for membrane permeation. Therefore, an expression vector having a gene encoding BDNF as a mature protein containing no prepro sequence and an E. coli signal sequence was prepared, and E. coli transformed with the vector was cultured. As a result, a large amount of BDNF was found to be a mature protein. It was found to be produced. Furthermore, it was found that BDNF produced by utilizing the secretory mechanism of E. coli has biological activity, and as a result of repeated studies based on this, the present invention was completed.

【0008】[0008]

【作用】本発明では、大腸菌のシグナル配列を利用し
て、BDNFを大腸菌のペリプラズムに生産させている
ため、BDNFのポリペプチド鎖が適切に折りたたま
れ、また、S-S結合による架橋が適切に行なわれ、そ
の結果、本来の立体構造を保持し生物活性を有するBD
NFが生産できる。また、N末端に余分なアミノ酸が付
加することなく、完全な成熟蛋白質としてBDNFを生
産することができる。
In the present invention, since BDNF is produced in the periplasm of E. coli by utilizing the E. coli signal sequence, the polypeptide chain of BDNF is appropriately folded, and cross-linking by SS bond is appropriate. BD, which is carried out and as a result retains its original three-dimensional structure and has biological activity
NF can be produced. In addition, BDNF can be produced as a complete mature protein without adding an extra amino acid at the N-terminus.

【0009】本発明では、大腸菌の調節遺伝子を利用し
て、大腸菌の増殖とBDNFの生産が制御できるため、
BDNFの生産性が向上する。
In the present invention, since the Escherichia coli regulatory gene can be used to control the growth of E. coli and the production of BDNF,
BDNF productivity is improved.

【0010】本発明では、増殖が速く、取扱いが簡便で
ある大腸菌を宿主としているため、動物細胞を宿主とす
る方法よりも高い生産性が実現できる。
In the present invention, since E. coli, which is fast growing and easy to handle, is used as a host, higher productivity can be realized as compared with the method using an animal cell as a host.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を詳述する。The present invention will be described in detail below.

【0012】BDNFのポリペプチド鎖のアミノ酸配列
は、BDNF遺伝子の塩基配列を翻訳することにより決
定されている。前述のLeibrock,J.らによるブタBD
NF遺伝子のクローニングに続いて、Jones,K.らがヒ
トBDNF遺伝子を(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8
7,8060(1990))、Hofer,M.らがマウスBDNF遺
伝子を(EMBO J.9,2459(1990))、Maisonpierre,
P.C.らがラットBDNF遺伝子を(ジェノミクス(Gen
omics) 10,558(1991))それぞれクローニングし、そ
の塩基配列を翻訳してBDNFのアミノ酸配列を報告し
ている。ブタBDNFも含めて、これら哺乳動物のBD
NFのアミノ酸配列は、生物種を超えて完全に一致して
いる。その他の動物のBDNFについては、例えば、Ha
llbook,F.らがニワトリやサケなどのBDNFのアミ
ノ酸配列を報告しているが(ニューロン(Neuron) 6,84
5(1991))、ヒトBDNFとは幾つかのアミノ酸の置
換が認められているだけで、全体として良く類似してい
る。生物種を超えたアミノ酸配列の高い相同性はBDN
Fの特徴の一つであり、従って、本発明は特定のBDN
Fに限定されず、様々な生物のBDNFに適用できる。
The amino acid sequence of the polypeptide chain of BDNF has been determined by translating the base sequence of the BDNF gene. Leibrock, J., supra. Pig BD by et al.
Following cloning of the NF gene, Jones, K. et al. Et al. Described the human BDNF gene (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 8
7 , 8060 (1990), Hofer, M. et al. Et al. Identified the mouse BDNF gene (EMBO J. 9 , 2459 (1990)), Maisonpierre,
P. C. And the rat BDNF gene (Genomics (Gen
omics) 10 , 558 (1991)), respectively, and translated the nucleotide sequence to report the amino acid sequence of BDNF. BD of these mammals, including swine BDNF
The amino acid sequences of NF are perfectly consistent across species. For BDNF of other animals, for example, Ha
llbook, F. Have reported the amino acid sequence of BDNF in chickens and salmon (Neuron 6 , 84).
5 (1991)), and only a few amino acid substitutions are recognized, and it is very similar to human BDNF as a whole. High homology of amino acid sequences across biological species is due to BDN
One of the features of F. Therefore, the present invention is
Not limited to F, it can be applied to BDNF of various organisms.

【0013】本発明のベクターは、BDNFのポリペプ
チド鎖をコードするDNAを有しており、該DNAとし
ては、上記のように天然からクローニングされたBDN
F遺伝子及びこれと同一の塩基配列からなるDNAが挙
げられる。天然からクローニングされた遺伝子は、成熟
蛋白質としてのBDNFをコードするDNAの他に、B
DNFのプレプロ配列をコードするDNAやポリペプチ
ドをコードしていないDNAを含んでいる場合が多い。
本発明では、BDNFのポリペプチド鎖をコードするD
NAとして、成熟蛋白質としてのBDNFをコードする
DNAを用いており、このようなDNAは、例えば、次
のような方法で取得することができる。制限酵素を用
いて、天然からクローニングされた遺伝子から目的のD
NAを分離する方法。天然からクローニングされた遺
伝子を鋳型として、PCR法(Saiki,R.K.ら,サイ
エンス(Science) 239,487(1988))により目的のDN
Aを増幅する方法。目的のDNAを化学合成する方
法。
The vector of the present invention has a DNA encoding the polypeptide chain of BDNF, and the DNA is a BDN cloned from nature as described above.
Examples include F gene and DNA having the same nucleotide sequence as the F gene. Genes cloned from nature include B-encoding DNA that encodes BDNF as a mature protein.
In many cases, it contains DNA that encodes the DNF prepro sequence or DNA that does not encode a polypeptide.
In the present invention, D encoding the polypeptide chain of BDNF is used.
As NA, DNA encoding BDNF as a mature protein is used, and such DNA can be obtained by the following method, for example. From the gene cloned from nature using the restriction enzyme, the desired D
How to separate NA. Using a gene cloned from nature as a template, the desired DN was obtained by PCR (Saiki, RK, et al., Science (Science) 239 , 487 (1988)).
A method of amplifying A. A method for chemically synthesizing a target DNA.

【0014】本発明のベクターが有する、BDNFのポ
リペプチド鎖をコードするDNAとしては、更に、BD
NFのアミノ酸配列を逆翻訳して塩基配列を設計したD
NAが挙げられる。BDNFのアミノ酸配列を逆翻訳す
ると、遺伝子コドンの縮重によって、複数の塩基配列が
得られるが、この中から適切な塩基配列を選択し設計す
る。設計した塩基配列を有するDNAは化学合成するこ
とにより取得できる。設計の基準としては、使用する
遺伝子コドンが、BDNFの生産に用いる大腸菌の中で
出現頻度の高いものであるかどうか、合成した一本鎖
DNAからDNA全体を構築する際、DNA断片の間違
った連結が生じにくいかどうか、DNAから転写され
たmRNAがヘアピン構造等の二次構造を取り、リボソ
ームにおける翻訳の効率低下が生じないかどうか、など
の点が挙げられる。
The DNA encoding the polypeptide chain of BDNF contained in the vector of the present invention further includes BD
A nucleotide sequence designed by reverse-translating the amino acid sequence of NF D
NA is mentioned. When the amino acid sequence of BDNF is reversely translated, a plurality of base sequences can be obtained due to the degeneracy of gene codons, and an appropriate base sequence is selected and designed from these. DNA having the designed base sequence can be obtained by chemical synthesis. As a design criterion, whether or not the gene codon to be used has a high frequency of occurrence in Escherichia coli used for BDNF production, and whether the DNA fragment is wrong when constructing the whole DNA from the synthesized single-stranded DNA Examples include whether or not ligation is likely to occur, and whether or not mRNA transcribed from a DNA has a secondary structure such as a hairpin structure, resulting in a reduction in translation efficiency in the ribosome.

【0015】本発明のベクターは、上記BDNFのポリ
ペプチド鎖をコードするDNAを有し、該DNAの5'末
端上流側には大腸菌のシグナル配列をコードするDNA
が結合している。この二種類のDNAは、その間に余分
な塩基を介することなく、且つ、シグナル配列部分とB
DNF部分の間でフレームシフトが起こることがないよ
うに結合する。このような結合は、二種類のDNA
の、該結合に関与する側の末端を、結合後に目的の配列
が生じるように制限酵素、DNAポリメラーゼ、S1ヌ
クレアーゼなどを用いて加工した後、DNAリガーゼを
用いて両DNAを結合する方法、正しく結合した状態
の結合部分を含み、二種類のDNAの一部または全部の
配列を化学合成する方法、などを用いることにより実現
される。
The vector of the present invention has a DNA encoding the above-mentioned BDNF polypeptide chain, and a DNA encoding an E. coli signal sequence is provided upstream of the 5'end of the DNA.
Are combined. These two types of DNA have a signal sequence part and a B sequence without an extra base between them.
The coupling is performed so that no frame shift occurs between the DNF parts. Such a binding is due to two types of DNA
The method of ligating both DNAs using DNA ligase after processing the ends on the side involved in the ligation with a restriction enzyme, DNA polymerase, S1 nuclease, etc. so that the desired sequence is produced after ligation, It is realized by using a method of chemically synthesizing a part or all of the sequences of two kinds of DNA, including a binding part in a bound state.

【0016】シグナル配列としては、大腸菌β−ラクタ
マーゼのシグナル配列が好適に用いられる他、大腸菌の
細胞内で機能するものであれば使用することができ、例
えば、大腸菌アルカリホスファターゼのシグナル配列、
大腸菌の各種外膜蛋白質のシグナル配列などが挙げられ
る。
As the signal sequence, the signal sequence of Escherichia coli β-lactamase is preferably used, and as long as it functions in E. coli cells, it can be used, for example, the signal sequence of Escherichia coli alkaline phosphatase,
Examples include signal sequences of various outer membrane proteins of Escherichia coli.

【0017】シグナル配列を結合することにより、本発
明のベクターを有する大腸菌を培養してBDNF遺伝子
を発現させると、BDNFはN末端にシグナル配列が付
加した融合蛋白質として合成される。シグナル配列の作
用によって該融合蛋白質は大腸菌のペリプラズムに輸送
され、シグナル配列が解離して、BDNFは正しいN末
端を有する成熟蛋白質へと変化する。ペリプラズムの環
境はBDNFのポリペプチド鎖の折りたたみ、特に、S
-S結合による架橋反応に適しており、その結果、BD
NFは本来の立体構造を保持し、生物活性を示すことが
できる。
When Escherichia coli containing the vector of the present invention is cultivated by binding a signal sequence to express the BDNF gene, BDNF is synthesized as a fusion protein having a signal sequence added to the N-terminus. The fusion protein is transported to the periplasm of Escherichia coli by the action of the signal sequence, the signal sequence is dissociated, and BDNF is changed to a mature protein having the correct N-terminus. The periplasmic environment depends on the folding of the polypeptide chain of BDNF, in particular S
Suitable for cross-linking reaction by -S bond, resulting in BD
NF can retain its original three-dimensional structure and exhibit biological activity.

【0018】本発明のベクターは、また、大腸菌のシグ
ナル配列をコードするDNAの上流側に調節遺伝子を有
する。調節遺伝子としては、大腸菌の細胞内で機能する
ものであれば特に制限はないが、プロモータとしての作
用が強く、遺伝子発現の誘導及び抑制が容易な調節遺伝
子であるトリプトファン調節遺伝子が好適に用いられ
る。トリプトファン調節遺伝子は、RNA合成酵素の結
合部位であるプロモータ領域とリプレッサ蛋白質の結合
部位であるオペレータ領域からなる。DNAを鋳型とす
るメッセンジャーRNA(mRNA)の合成はRNA合
成酵素がプロモータ領域に結合することによって開始さ
れ、合成されたmRNAはリボソームと結合して、ポリ
ペプチド鎖が合成される。大腸菌の細胞内の L-トリプ
トファン(Trp)濃度が増大すると、リプレッサ蛋白
質はTrpと結合して活性化され、オペレータ領域に結
合する。この結果、RNA合成酵素がプロモータ領域に
結合できなくなり、mRNAの合成と、これに続くポリ
ペプチド鎖の合成が停止することになる。一方、Trp
濃度が低下してリプレッサ蛋白質がTrpと結合できな
くなるか、あるいは、リプレッサ蛋白質がTrpの類似
物質である3-インドールアクリル酸と結合して不活性
化されると、mRNAが合成され、ポリペプチド鎖の合
成が始まる。従って、トリプトファン調節遺伝子を用い
た本発明のベクターを有する大腸菌を培養する場合、培
地中にTrpを添加することにより発現を抑制すること
ができ、逆に、培地中のTrpを除去するか、または、
培地中に3-インドールアクリル酸を添加することによ
り、発現を誘導することができる。
The vector of the present invention also has a regulatory gene upstream of the DNA encoding the E. coli signal sequence. The regulatory gene is not particularly limited as long as it functions in E. coli cells, but a tryptophan regulatory gene that is a regulatory gene that has a strong action as a promoter and is easy to induce and suppress gene expression is preferably used. . The tryptophan-regulated gene is composed of a promoter region which is a binding site of RNA synthase and an operator region which is a binding site of repressor protein. The synthesis of messenger RNA (mRNA) using DNA as a template is initiated by the binding of RNA synthase to the promoter region, and the synthesized mRNA binds to the ribosome to synthesize a polypeptide chain. When the intracellular L-tryptophan (Trp) concentration is increased, the repressor protein is activated by binding to Trp and binds to the operator region. As a result, RNA synthase cannot bind to the promoter region, and mRNA synthesis and subsequent polypeptide chain synthesis are stopped. On the other hand, Trp
When the repressor protein cannot bind to Trp due to a decrease in concentration, or when the repressor protein binds to 3-indole acrylic acid which is a substance similar to Trp and is inactivated, mRNA is synthesized and the polypeptide chain Begins to synthesize. Therefore, when culturing Escherichia coli having the vector of the present invention using a tryptophan-regulated gene, the expression can be suppressed by adding Trp to the medium, and conversely, Trp in the medium can be removed, or ,
Expression can be induced by adding 3-indole acrylic acid to the medium.

【0019】トリプトファン調節遺伝子以外で、本発明
のベクターで用いることができる調節遺伝子としては、
例えば、ラクトース調節遺伝子、タック(tac)調節遺
伝子、アルカリホスファターゼ調節遺伝子などが挙げら
れる。また、T7ファージのRNAポリメラーゼ遺伝子
を組み込んだ大腸菌を宿主とした場合、T7プロモータ
を用いることができる。
Other than the tryptophan regulatory gene, the regulatory gene that can be used in the vector of the present invention is:
For example, a lactose regulatory gene, a tac regulatory gene, an alkaline phosphatase regulatory gene and the like can be mentioned. Further, when Escherichia coli into which the RNA polymerase gene of T7 phage has been incorporated is used as a host, the T7 promoter can be used.

【0020】本発明のベクターを作製するには、公知の
方法、例えば、Maniatis,T.らのモレキュラー クロー
ニング,ア ラボラトリー マニュアル(Molecular Clon
ing,A Laboratory Manual),コールド スプリング ハ
ーバー ラボラトリー(ColdSpring Harbor Laborator
y)(1982)に記載された方法を用いることができる。
The vector of the present invention can be produced by a known method, for example, Maniatis, T. et al. Molecular Cloning, Laboratory Manual (Molecular Clon
ing, A Laboratory Manual), Cold Spring Harbor Laborator
y) The method described in (1982) can be used.

【0021】本発明の形質転換体は、以上のようにして
作製したベクターを用いて大腸菌を形質転換することに
より取得できる。
The transformant of the present invention can be obtained by transforming Escherichia coli with the vector prepared as described above.

【0022】大腸菌としては、例えば、HB101株、
JM105株、JM109株などが挙げられる。
Examples of Escherichia coli include HB101 strain,
Examples include JM105 strain and JM109 strain.

【0023】大腸菌を形質転換する方法としては、例え
ば、Maniatis,T.らのモレキュラー クローニング,ア
ラボラトリー マニュアル(Molecular Cloning,A Lab
o-ratory Manual),コールド スプリング ハーバー ラ
ボラトリー(Cold SpringHarbor Laboratory)(1982)
に記載された方法が挙げられる。プラスミドベクターを
用いる場合は塩化カルシウム法または塩化カルシウム/
塩化ルビジウム法が、ファージベクターを用いる場合は
インビトロパッケージング法が適用できる。
As a method for transforming Escherichia coli, for example, Maniatis, T. et al. Et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual (Molecular Cloning, A Lab
o-ratory Manual), Cold Spring Harbor Laboratory (1982)
The method described in 1. Calcium chloride method or calcium chloride /
The rubidium chloride method can be applied, and when the phage vector is used, the in vitro packaging method can be applied.

【0024】本発明の神経栄養因子の生産方法は、以上
のようにして得られた形質転換体を培養し、培養物中に
BDNFを生産せしめるものである。
The method for producing a neurotrophic factor of the present invention comprises culturing the transformant obtained as described above to produce BDNF in the culture.

【0025】培養に用いる培地としては、大腸菌の種類
及びベクターの種類により異なるが、例えば、M9培
地、NZCYM培地、LB培地などが挙げられる。pH
は約6〜8であるのが望ましい。また、前述のように、
培地条件によって遺伝子発現を抑制、誘導すると、形質
転換体の増殖とBDNFの生産を制御することができ、
その結果、効率良くBDNFを生産することができる。
The medium used for culture varies depending on the type of E. coli and the type of vector, and examples thereof include M9 medium, NZCYM medium and LB medium. pH
Is preferably about 6-8. Also, as mentioned above,
When the gene expression is suppressed or induced depending on the medium condition, the growth of the transformant and the production of BDNF can be controlled,
As a result, BDNF can be efficiently produced.

【0026】培養は、通常約37℃で約4〜24時間行
ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
Culturing is usually carried out at about 37 ° C. for about 4 to 24 hours, and aeration and agitation are added if necessary.

【0027】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.

【0028】実施例1 BDNF発現ベクターの作製 (1) プライマーDNAの合成(図1) ラットBDNF遺伝子の、BDNF成熟蛋白質のN末端
であるヒスチジン(His)から6番目のアルギニン(Ar
g)まで及び7番目のArgの一部をコードする部分のセン
ス配列に一致する一本鎖DNA(5'-CACTCCGA
CCCCGCCCGCCG)と、114番目のトレオニ
ン(Thr)の一部及び115番目のイソロイシン(Ile)
から119番目の Arg までをコードする部分のアンチ
センス配列に一致し、更に、翻訳の終止コドンをコード
する配列を付加した一本鎖DNA(5'-GATCCTA
TTATCTTCCCCTTTTAATGG)を自動D
NA合成機380B(アプライド・バイオシステムズ社)を
用いて固相合成した。
Example 1 Construction of BDNF Expression Vector (1) Synthesis of Primer DNA (FIG. 1) Arginine (Ar) at the 6th position from histidine (His), which is the N-terminal of the BDNF mature protein, of rat BDNF gene.
g) and single-stranded DNA (5'-CACTCCGA) corresponding to the sense sequence of the part encoding the part of Arg at position 7.
CCCCGCCCGCCG) and a part of threonine (Thr) at position 114 and isoleucine (Ile) at position 115
Single-stranded DNA (5'-GATCCCTA) with a sequence that matches the antisense sequence of the portion from the Arg to the 119th Arg and that additionally encodes a translation stop codon.
TTATCTTCCCCTTTTAATGG) automatically D
Solid phase synthesis was performed using NA synthesizer 380B (Applied Biosystems).

【0029】合成した一本鎖DNAを樹脂から切り離し
た後、OPCカートリッジ(アプライド・バイオシステ
ムズ社)を用いて精製し、85〜150μgの一本鎖D
NA(プライマーDNA)を得た。
After separating the synthesized single-stranded DNA from the resin, it was purified using an OPC cartridge (Applied Biosystems) to obtain 85-150 μg of single-stranded DNA.
NA (primer DNA) was obtained.

【0030】(2) BDNF遺伝子の合成(図1、図2) ラットBDNFcDNAを有するプラスミドpcBDN
F/CDM8 0.1μgに各1μMのプライマーDN
A、各200μMのdATP、dCTP、dGTP、d
TTP、2.5UのTaq DNAポリメラーゼ及び緩衝
液を加えて100μlとし、PCRを行った。94℃で
1.5分間、55℃で2.5分間、72℃で3.4分間の
反応サイクルを25回繰返し、最後に72℃で7分間反
応させた。反応混合物をエタノール沈殿で濃縮した後、
5%ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行ない、目的の
367塩基対のDNAを含むゲル片を切取り、電気溶出
法によりDNAを回収した。回収したDNAをフェノー
ル処理とエタノール沈殿によって精製し、4UのT4D
NAポリメラーゼと共に37℃で5分間反応させて、末
端を平滑化した。再度、フェノール処理とエタノール沈
殿によって精製した後、10UのT4ポリヌクレオチド
キナーゼと37℃で1時間反応させて末端をリン酸化
し、10μlのBDNF遺伝子を得た。
(2) Synthesis of BDNF gene (FIGS. 1 and 2) Plasmid pcBDN containing rat BDNF cDNA
F / CDM8 0.1 μg to each 1 μM primer DN
A, 200 μM each of dATP, dCTP, dGTP, d
PCR was carried out by adding TTP, 2.5 U of Taq DNA polymerase and a buffer to make 100 μl. A reaction cycle of 94 ° C. for 1.5 minutes, 55 ° C. for 2.5 minutes and 72 ° C. for 3.4 minutes was repeated 25 times, and finally the reaction was carried out at 72 ° C. for 7 minutes. After concentrating the reaction mixture by ethanol precipitation,
5% polyacrylamide gel electrophoresis was performed, the gel piece containing the desired DNA of 367 base pairs was cut out, and the DNA was recovered by the electroelution method. The recovered DNA was purified by phenol treatment and ethanol precipitation to obtain 4U of T4D.
The ends were blunted by reacting with NA polymerase at 37 ° C. for 5 minutes. After purification by phenol treatment and ethanol precipitation again, 10 U of T4 polynucleotide kinase was reacted at 37 ° C. for 1 hour to phosphorylate the ends, and 10 μl of BDNF gene was obtained.

【0031】得られたBDNF遺伝子0.5μlを用い
てDNAシーケンシングを行なった結果、図1に示す塩
基配列が得られ、蛋白質をコードする部分の塩基配列
は、BDNFcDNAの塩基配列と完全に一致した。
As a result of DNA sequencing using 0.5 μl of the obtained BDNF gene, the base sequence shown in FIG. 1 was obtained, and the base sequence of the protein-coding portion was completely identical to the base sequence of BDNF cDNA. did.

【0032】(3) BDNF発現ベクターの作製(図2) プラスミドベクターpTRSNGF 0.6μgを制限酵
素SacI 20U、次いで、BamHI 18Uとそれ
ぞれ37℃で1時間反応させて切断した。仔ウシ腸アル
カリホスファターゼ13Uと共に37℃で15分間、続
いて55℃で15分間反応させて末端を脱リン酸した
後、0.8%アガロースゲル電気泳動を行ない、トリプ
トファン調節遺伝子及び大腸菌β-ラクタマーゼのシグ
ナル配列をコードするDNAを有するDNA断片を回収
した。次いで、T4DNAポリメラーゼ4Uと37℃で
5分間反応させ、末端を平滑化した。
(3) Preparation of BDNF expression vector (FIG. 2) 0.6 μg of the plasmid vector pTRSNGF was digested with the restriction enzymes SacI (20 U) and BamHI (18 U) at 37 ° C. for 1 hour for cleavage. After reacting with 13 U of calf intestinal alkaline phosphatase at 37 ° C. for 15 minutes and then at 55 ° C. for 15 minutes to dephosphorylate the ends, 0.8% agarose gel electrophoresis was performed to analyze tryptophan-regulated gene and Escherichia coli β-lactamase. A DNA fragment having a DNA encoding the signal sequence was recovered. Then, it was reacted with 4 U of T4 DNA polymerase at 37 ° C. for 5 minutes to blunt the ends.

【0033】得られたDNA断片の1/10量とBDN
F遺伝子0.5μlを混合し、DNAライゲーションキ
ット(宝酒造)を用いて、4℃で一晩、結合反応を行っ
た。反応混合物を用いて大腸菌C600株を形質転換
し、生成したコロニー52個からプラスミドDNAを調
製した。各種制限酵素による切断及び塩基配列の解析を
行った結果、目的のベクターを保持するクローンが10
個得られた。この中の1クローンを培養し、培養物中か
ら単離したBDNF発現ベクターをpTRSBDNFと
命名した。
1/10 amount of the obtained DNA fragment and BDN
The F gene (0.5 μl) was mixed, and a ligation reaction was performed overnight at 4 ° C. using a DNA ligation kit (Takara Shuzo). Escherichia coli C600 strain was transformed with the reaction mixture, and plasmid DNA was prepared from 52 colonies formed. As a result of cleavage with various restriction enzymes and analysis of the nucleotide sequence, 10 clones carrying the target vector were found.
I got one. One clone among these was cultivated, and the BDNF expression vector isolated from the culture was named pTRSBNDF.

【0034】実施例2 BDNF遺伝子の発現 (1) 形質転換体の作製 発現ベクターpTRSBDNF 0.1μgを用いて大腸
菌HB101株を形質転換し、103個のコロニーを得
た。この中の1クローンをLB培地中で、37℃、16
時間培養し、保存菌株とした。
Example 2 Expression of BDNF gene (1) Preparation of transformant Escherichia coli HB101 strain was transformed with 0.1 μg of the expression vector pTRSBBDNF to obtain 103 colonies. One of the clones was placed in LB medium at 37 ° C for 16
After culturing for a time, it was used as a preserved strain.

【0035】この菌株を大腸菌HB101[pTRSB
DNF]と命名し、工業技術院生命工学工業技術研究所
に微工研菌寄第13703号(FERM P−1370
3)の受託番号で寄託した。
This strain was transformed into Escherichia coli HB101 [pTRSB
DNF], and was assigned to the Institute of Biotechnology, Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology No. 13703 (FERM P-1370).
Deposited with the deposit number of 3).

【0036】(2) 形質転換体の培養 保存菌株10μlを10mlの培地(NH4Cl 1g、
Na2HPO4 6g、KH2PO4 3g、NaCl 0.5
g、CaCl2・2H2O 15mg、MgSO4・7H2O 0.
5g、カザミノ酸 2.5g、グルコース 5g、酵母エ
キス 1.5g、L-トリプトファン 40mg、L-プロリ
ン 0.1g、塩酸チアミン 0.1g、アンピシリン 5
0mg、水 1l、pH7)に接種し、37℃で一晩培
養した。培養液全量を90mlの培地(NH4Cl 1
g、Na2HPO4 6g、KH2PO4 3g、NaCl 0.
5g、CaCl2・2H2O 15mg、MgSO4・7H2
0.5g、カザミノ酸 2.5g、グルコース 5g、L-プ
ロリン 0.1g、塩酸チアミン0.1g、アンピシリン
50mg、水 0.9l、pH7)に加え、37℃で24
時間培養した。
(2) Cultivation of transformant 10 μl of the preserved strain was added to 10 ml of a medium (1 g of NH 4 Cl,
Na 2 HPO 4 6g, KH 2 PO 4 3g, NaCl 0.5
g, CaCl 2 .2H 2 O 15 mg, MgSO 4 .7H 2 O 0.
5 g, casamino acid 2.5 g, glucose 5 g, yeast extract 1.5 g, L-tryptophan 40 mg, L-proline 0.1 g, thiamine hydrochloride 0.1 g, ampicillin 5
0 mg, 1 liter of water, pH 7) was inoculated and the mixture was cultured at 37 ° C overnight. 90 ml of medium (NH 4 Cl 1
g, Na 2 HPO 4 6 g, KH 2 PO 4 3 g, NaCl 0.1.
5 g, CaCl 2 .2H 2 O 15 mg, MgSO 4 .7H 2 O
0.5 g, casamino acid 2.5 g, glucose 5 g, L-proline 0.1 g, thiamine hydrochloride 0.1 g, ampicillin
50mg, water 0.9l, pH7), add at 37 ° C for 24
Incubated for hours.

【0037】(3) 培養物中のBDNFの検出(図3) 培養24時間目の菌体を遠心分離で回収し、0.15M
食塩水、次いで、10mMトリス塩酸緩衝液(pH8、
4℃)で洗浄後、550nmの吸光度が約28になるよ
うに10mMトリス塩酸緩衝液(pH8、4℃)に懸濁
した。懸濁液4mlに0.5M EDTA(pH8)40
μlを加え、氷冷下で20kHz、70W、計5.4分
間、超音波を照射し、菌体を破砕した。4,000×g、4
℃、10分間の遠心分離で未破砕の菌体を除去して得ら
れた菌体抽出液中のBDNFを、以下の手順で検出し
た。
(3) Detection of BDNF in the culture (FIG. 3) The cells at 24 hours of culture were collected by centrifugation to obtain 0.15 M.
Saline, then 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8,
After washing at 4 ° C.), the cells were suspended in 10 mM Tris-HCl buffer (pH 8, 4 ° C.) so that the absorbance at 550 nm was about 28. 0.5 M EDTA (pH 8) 40 in 4 ml of suspension
μl was added, and the cells were crushed by irradiating with ultrasonic waves under ice cooling at 20 kHz, 70 W for a total of 5.4 minutes. 4,000 × g, 4
BDNF in the bacterial cell extract obtained by removing unbroken bacterial cells by centrifugation at 10 ° C for 10 minutes was detected by the following procedure.

【0038】菌体抽出液10μlに緩衝液(40%グリ
セロール、2%SDS、0.04%クマシーブリリアン
トブルーR-250、20mMトリス塩酸緩衝液、pH
6.8)10μlを加え、100℃、5分間加熱した。
この溶液を試料として0.1%SDS-15%ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動を行なった後、ゲル中の蛋白質を
ニトロセルロース膜に転写し、マウスNGF(2.5
S)に対するポリクローナル抗体(コラボレイティブ
社)と反応させたところ、分子量14,000付近に抗
体の結合が認められた。
A buffer (40% glycerol, 2% SDS, 0.04% Coomassie Brilliant Blue R-250, 20 mM Tris-HCl buffer, pH was added to 10 μl of the cell extract.
6.8) 10 μl was added and heated at 100 ° C. for 5 minutes.
After performing 0.1% SDS-15% polyacrylamide gel electrophoresis using this solution as a sample, the protein in the gel was transferred to a nitrocellulose membrane, and mouse NGF (2.5
When reacted with a polyclonal antibody against S) (Collaborative), binding of the antibody was observed at a molecular weight of around 14,000.

【0039】これに対して、培地に L-トリプトファン
を添加し、BDNF遺伝子の発現を抑制した状態で培養
した菌体を同様に処理したところ、分子量14,000
付近に抗体の結合は全く認められなかった。
On the other hand, when L-tryptophan was added to the medium and the cells cultured in the state where the BDNF gene expression was suppressed were treated in the same manner, the molecular weight was 14,000.
No antibody binding was observed in the vicinity.

【0040】BDNFとの構造の類似性が高いNGFに
対する抗体と結合し、その分子量がラットBDNFの分
子量約13,500と一致したことから、大腸菌による
BDNFの生産が確認できた。抗体の結合量から、BD
NFの生産量は培養液1lあたり1mg以上と算出され
た。尚、高分子量側に認められる抗体の結合は、BDN
F遺伝子の発現に無関係であり、宿主である大腸菌の蛋
白質が抗体と反応したものである。
It was confirmed that the production of BDNF by Escherichia coli was confirmed by binding with an antibody against NGF, which has a high structural similarity to BDNF, and the molecular weight thereof was in agreement with the molecular weight of rat BDNF of about 13,500. Based on the amount of antibody bound, BD
The amount of NF produced was calculated to be 1 mg or more per liter of the culture solution. The antibody binding observed on the high molecular weight side is
It is irrelevant to the expression of the F gene and is a protein of Escherichia coli as a host that reacts with an antibody.

【0041】更に、生産されたBDNFを精製し、プロ
テインシーケンサ477A(アプライド・バイオシステムズ
社)を用いてN末端アミノ酸配列を分析したところ、N
末端から10個目までのアミノ酸配列が、BDNF遺伝
子を翻訳して得られるBDNFのアミノ酸配列と完全に
一致した。この結果、BDNFが成熟蛋白質として生産
されたことが確認できた。
Further, the produced BDNF was purified, and the N-terminal amino acid sequence was analyzed using a protein sequencer 477A (Applied Biosystems).
The amino acid sequence from the end to the 10th amino acid was completely in agreement with the amino acid sequence of BDNF obtained by translating the BDNF gene. As a result, it was confirmed that BDNF was produced as a mature protein.

【0042】 実施例3 BDNFの生物活性評価(図4) コラーゲンコーティングした24穴プレートに無血清P
IT培地200μlとニワトリ8日胚の脊髄後根神経節
(dorsal root ganglia;DRG)を入れ、CO2インキ
ュベータ内で37℃で保温し、DRGをプレート底面に
付着させた。実施例2で調製した菌体抽出液を無菌ろ過
した溶液10μlとPIT培地300μlをプレート内
に添加し、CO2インキュベータ内で37℃で39時間
培養したところ、神経線維の伸長が促進された。これに
対して、BDNF遺伝子の発現を抑制した状態で培養し
た菌体から得られた抽出液では、神経線維の伸長はほと
んど認められなかった。
Example 3 BDNF biological activity evaluation (FIG. 4) Serum-free P was applied to a 24-well plate coated with collagen.
200 μl of IT medium and dorsal root ganglia (DRG) of 8-day-old chicken embryo were put therein, and incubated at 37 ° C. in a CO 2 incubator to attach DRG to the bottom surface of the plate. When 10 μl of a sterile filtered solution of the bacterial cell extract prepared in Example 2 and 300 μl of PIT medium were added to the plate and cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C. for 39 hours, the elongation of nerve fibers was promoted. On the other hand, in the extract obtained from the cells cultured in the state where the BDNF gene expression was suppressed, almost no nerve fiber elongation was observed.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明で得られたBDNFは生物活性を
有しており、神経系の研究用試薬として有効に利用でき
る。また、N末端に余分なアミノ酸が付加されていない
ため、これを高度に精製することにより、神経症に対す
る医薬品としての利用も可能になると考えられる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The BDNF obtained in the present invention has biological activity and can be effectively used as a reagent for studying nervous system. Moreover, since an extra amino acid is not added to the N-terminal, it is considered that the highly purified amino acid can be used as a drug for neurosis.

【0044】本発明のベクターは、生物活性を有するB
DNFの発現ベクターとして優れており、BDNFの蛋
白質工学的な研究に有効に利用できる。
The vector of the present invention contains B having biological activity.
It is excellent as an expression vector for DNF and can be effectively used for protein engineering research of BDNF.

【0045】本発明の形質転換体はクローン化されてお
り、BDNF遺伝子を安定して発現させることができ、
生物活性を有するBDNFの生産系として有効に利用で
きる。
The transformant of the present invention has been cloned and is capable of stably expressing the BDNF gene,
It can be effectively used as a production system of BDNF having biological activity.

【0046】[0046]

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:20 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列の特徴 特徴を表す記号:CDS 存在位置:1..18 特徴を決定した方法:S 配列 CAC TCC GAC CCC GCC CGC CG 20 His Ser Asp Pro Ala Arg 1 5 配列番号:2 配列の長さ:6 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列番号:3 配列の長さ:27 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA アンチセンス:yes 配列 GATCCTATTATCTTCCCCTTTTAATGG 27 配列番号:4 配列の長さ:476 配列の型:核酸 鎖の数:二本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列の特徴 特徴を表す記号:-10 signal 存在位置:2..7 特徴を決定した方法:S 特徴を表す記号:CDS 存在位置:41..466 特徴を決定した方法:S 配列 GTTAACTAGT ACGCAAGTTC ACGTAAAAAG GGTATCGACA ATG AGT ATT CAA CAT 55 Met Ser Ile Gln His -20 TTC CGT GTC GCC CTT ATT CCC TTT TTT GCG GCA TTT TGC CTT CCT GTT 103 Phe Arg Val Ala Leu Ile Pro Phe Phe Ala Ala Phe Cys Leu Pro Val -15 -10 -5 TTT GCG CAC TCC GAC CCC GCC CGC CGT GGG GAG CTG AGC GTG TGT GAC 151 Phe Ala His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly Glu Leu Ser Val Cys Asp 1 5 10 AGT ATT AGC GAG TGG GTC ACA GCG GCA GAT AAA AAG ACT GCA GTG GAC 199 Ser Ile Ser Glu Trp Val Thr Ala Ala Asp Lys Lys Thr Ala Val Asp 15 20 25 30 ATG TCC GGT GGG ACG GTC ACA GTC CTG GAG AAA GTC CCG GTA TCA AAA 247 Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu Lys Val Pro Val Ser Lys 35 40 45 GGC CAA CTG AAG CAA TAT TTC TAC GAG ACC AAG TGT AAT CCC ATG GGT 295 Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr Lys Cys Asn Pro Met Gly 50 55 60 TAC ACG AAG GAA GGC TGC AGG GGC ATA GAC AAA AGG CAC TGG AAC TCG 343 Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp Lys Arg His Trp Asn Ser 65 70 75 CAA TGC CGA ACT ACC CAA TCG TAT GTT CGG GCC CTT ACT ATG GAT AGC 391 Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg Ala Leu Thr Met Asp Ser 80 85 90 AAA AAG AGA ATT GGC TGG CGG TTC ATA AGG ATA GAC ACT TCC TGT GTA 439 Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg Ile Asp Thr Ser Cys Val 95 100 105 110 TGT ACA CTG ACC ATT AAA AGG GGA AGA TAATAGGATC 476 Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 115 配列番号:5 配列の長さ:142 配列の型:アミノ酸 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列の特徴 特徴を表す記号:sig peptide 存在位置:-23..-1 特徴を決定した方法:S 特徴を表す記号:mat peptide 存在位置:1..119 特徴を決定した方法:S 配列 Met Ser Ile Gln His Phe Arg Val Ala Leu Ile Pro Phe Phe Ala Ala -20 -15 -10 Phe Cys Leu Pro Val Phe Ala His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly Glu -5 1 5 Leu Ser Val Cys Asp Ser Ile Ser Glu Trp Val Thr Ala Ala Asp Lys 10 15 20 25 Lys Thr Ala Val Asp Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu Lys 30 35 40 Val Pro Val Ser Lys Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr Lys 45 50 55 Cys Asn Pro Met Gly Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp Lys 60 65 70 Arg His Trp Asn Ser Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg Ala 75 80 85 Leu Thr Met Asp Ser Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg Ile 90 95 100 105 Asp Thr Ser Cys Val Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 110 115SEQ ID NO: 1 Sequence Length: 20 Sequence Type: Nucleic Acid Number of Strands: Single Strand Topology: Linear Sequence Type: Other Nucleic Acid Synthetic DNA Sequence Features Characteristic Characteristic Symbol: CDS Location: 1. .18 Characterization Method: S Sequence CAC TCC GAC CCC GCC CGC CG 20 His Ser Asp Pro Ala Arg 1 5 SEQ ID NO: 2 Sequence Length: 6 Sequence Type: Amino Acid Topology: Linear Sequence Type: peptide SEQ ID NO: 3 Sequence Length: 27 Sequence Type: Nucleic Acid Number of Strands: Single Strand Topology: Linear Sequence Type: Synthetic DNA Antisense: yes Sequence GATCCTATTATCTTCCCCTTTTAATGG 27 SEQ ID NO: 4 Sequence Length: 476 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Double-stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Sequence features Characteristic symbols: -10 signal Location: 2..7 Method of determining features: S Characteristic symbol: CDS Location: 41..466 Method of determining characteristic: S sequence GTTAACTAGT ACGCAAGTTC ACGTAAAAAG GGTATCGACA ATG AGT ATT CAA CAT 55 Met Ser Ile Gln His -20 TTC CGT GTC GCC CTT ATT CCC TTT TTT GCG GCA TTT TGC CTT CCT GTT 103 Phe Arg Val Ala Leu Ile Pro Phe Phe Ala Ala Phe Cys Leu Pro Val -15 -10 -5 TTT GCG CAC TCC GAC CCC GCC CGC CGT GGG GAG CTG AGC GTG TGT GAC 151 Phe Ala His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly Glu Leu Ser Val Cys Asp 1 5 10 AGT ATT AGC GAG TGG GTC ACA GCG GCA GAT AAA AAG ACT GCA GTG GAC 199 Ser Ile Ser G lu Trp Val Thr Ala Ala Asp Lys Lys Thr Ala Val Asp 15 20 25 30 ATG TCC GGT GGG ACG GTC ACA GTC CTG GAG AAA GTC CCG GTA TCA AAA 247 Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu Lys Val Pro Val Ser Lys 35 40 45 GGC CAA CTG AAG CAA TAT TTC TAC GAG ACC AAG TGT AAT CCC ATG GGT 295 Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr Lys Cys Asn Pro Met Gly 50 55 60 TAC ACG AAG GAA GGC TGC AGG GGC ATA GAC AAA AGG CAC TGG AAC TCG 343 Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp Lys Arg His Trp Asn Ser 65 70 75 CAA TGC CGA ACT ACC CAA TCG TAT GTT CGG GCC CTT ACT ATG GAT AGC 391 Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg Ala Leu Thr Met Asp Ser 80 85 90 AAA AAG AGA ATT GGC TGG CGG TTC ATA AGG ATA GAC ACT TCC TGT GTA 439 Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg Ile Asp Thr Ser Cys Val 95 100 105 110 TGT ACA CTG ACC ATT AAA AGG GGA AGA TAATAGGATC 476 Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 115 SEQ ID NO: 5 Sequence Length: 142 Sequence Type: Amino Acid Topology: Linear Sequence Type: Peptide Sequence Characteristic symbol: sig peptide Location: -23 ..- 1 Characteristic determination method: S Characteristic symbol: mat peptide Location: 1..119 Characteristic determination method: S Sequence Met Ser Ile Gln His Phe Arg Val Ala Leu Ile Pro Phe Phe Ala Ala -20 -15 -10 Phe Cys Leu Pro Val Phe Ala His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly Glu -5 1 5 Leu Ser Val Cys Asp Ser Ile Ser Glu Trp Val Thr Ala Ala Asp Lys 10 15 20 25 Lys Thr Ala Val Asp Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu Lys 30 35 40 Val Pro Val Ser Lys Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr Lys 45 50 55 Cys Asn Pro Met Gly Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp Lys 60 65 70 Arg His Trp Asn Ser Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg Ala 75 80 85 Leu Thr Met Asp Ser Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg Ile 90 95 100 105 Asp Thr Ser Cys Val Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 110 115

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

【図1】実施例1で作製したBDNF発現ベクターpT
RSBDNFの部分塩基配列、及びこれを翻訳して得ら
れるシグナルペプチドとBDNFのアミノ酸配列を示
す。
FIG. 1 is a BDNF expression vector pT prepared in Example 1.
The partial base sequence of RSBDNF and the amino acid sequences of the signal peptide and BDNF obtained by translating the same are shown.

【図2】実施例1で作製したBDNF発現ベクターpT
RSBDNFの作製方法を示す。
FIG. 2 is a BDNF expression vector pT prepared in Example 1.
A method for producing RSBDNF is shown.

【図3】実施例2で得られた菌体抽出液中の蛋白質をS
DS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離し、ニト
ロセルロース膜に転写後、抗体との結合反応を行なった
結果を示す。(a)はBDNF遺伝子の発現を抑制した
場合の菌体抽出液、(b)はBDNF遺伝子を発現させ
た場合の菌体抽出液を示す。
FIG. 3 shows the protein content of the bacterial cell extract obtained in Example 2 as S
The results of separation by DS-polyacrylamide gel electrophoresis, transfer to a nitrocellulose membrane, and binding reaction with an antibody are shown. (A) shows a bacterial cell extract when the BDNF gene expression is suppressed, and (b) shows a bacterial cell extract when the BDNF gene is expressed.

【図4】実施例3で述べた菌体抽出液中のBDNFの、
ニワトリ8日胚DRGに対する神経線維伸長促進活性を
示す。(A)はBDNF遺伝子の発現を抑制した場合の
菌体抽出液、(B)はBDNF遺伝子を発現させた場合
の菌体抽出液を示す。
FIG. 4 shows BDNF in the bacterial cell extract described in Example 3,
The nerve fiber elongation promotion activity with respect to the chicken 8-day embryo DRG is shown. (A) shows a bacterial cell extract when the BDNF gene expression is suppressed, and (B) shows a bacterial cell extract when the BDNF gene is expressed.

───────────────────────────────────────────────────── 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 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:19) (72)発明者 高橋 健一 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内 (72)発明者 清水 範夫 埼玉県比企郡鳩山町赤沼2520番地 株式会 社日立製作所基礎研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:19) (72) Inventor Kenichi Takahashi Saitama prefecture Hiki Hatoyama-cho, Gunma 2520, Hitachi, Ltd. Basic Research Laboratories (72) Inventor Norio Shimizu, Hayama, Hiki-gun, Saitama Prefecture 2520, Akanuma, Hitachi, Ltd. Basic Research Laboratories

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】脳由来神経栄養因子のポリペプチド鎖をコ
ードするDNAを有し、該DNAの5'末端上流側に大腸
菌のシグナル配列をコードするDNAが結合し、更に、
該シグナル配列をコードするDNAの上流に大腸菌の調
節遺伝子を有するベクター。
1. A method comprising a DNA encoding a polypeptide chain of brain-derived neurotrophic factor, wherein the 5'-terminal upstream side of the DNA is bound with a DNA encoding an Escherichia coli signal sequence.
A vector having an Escherichia coli regulatory gene upstream of the DNA encoding the signal sequence.
【請求項2】大腸菌のシグナル配列がβ−ラクタマーゼ
のシグナル配列である請求項1記載のベクター。
2. The vector according to claim 1, wherein the E. coli signal sequence is a β-lactamase signal sequence.
【請求項3】大腸菌の調節遺伝子がトリプトファン調節
遺伝子である請求項1記載のベクター。
3. The vector according to claim 1, wherein the Escherichia coli regulatory gene is a tryptophan regulatory gene.
【請求項4】大腸菌の調節遺伝子がトリプトファン調節
遺伝子である請求項2記載のベクター。
4. The vector according to claim 2, wherein the Escherichia coli regulatory gene is a tryptophan regulatory gene.
【請求項5】請求項1、2又は3記載のベクターで大腸
菌を形質転換して得られた形質転換体。
5. A transformant obtained by transforming Escherichia coli with the vector according to claim 1, 2 or 3.
【請求項6】請求項5記載の形質転換体を培養し、培養
物中に脳由来神経栄養因子を生産せしめることを特徴と
する神経栄養因子の生産方法。
6. A method for producing a neurotrophic factor, which comprises culturing the transformant according to claim 5 and producing a brain-derived neurotrophic factor in the culture.
【請求項7】下式の配列を有するベクター。 GTTAACTAGT ACGCAAGTTC ACGTAAAAAG GGTATCGACA ATG AGT ATT CAA CAT 55 Met Ser Ile Gln His -20 TTC CGT GTC GCC CTT ATT CCC TTT TTT GCG GCA TTT TGC CTT CCT GTT 103 Phe Arg Val Ala Leu Ile Pro Phe Phe Ala Ala Phe Cys Leu Pro Val -15 -10 -5 TTT GCG CAC TCC GAC CCC GCC CGC CGT GGG GAG CTG AGC GTG TGT GAC 151 Phe Ala His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly Glu Leu Ser Val Cys Asp 1 5 10 AGT ATT AGC GAG TGG GTC ACA GCG GCA GAT AAA AAG ACT GCA GTG GAC 199 Ser Ile Ser Glu Trp Val Thr Ala Ala Asp Lys Lys Thr Ala Val Asp 15 20 25 30 ATG TCC GGT GGG ACG GTC ACA GTC CTG GAG AAA GTC CCG GTA TCA AAA 247 Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu Lys Val Pro Val Ser Lys 35 40 45 GGC CAA CTG AAG CAA TAT TTC TAC GAG ACC AAG TGT AAT CCC ATG GGT 295 Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr Lys Cys Asn Pro Met Gly 50 55 60 TAC ACG AAG GAA GGC TGC AGG GGC ATA GAC AAA AGG CAC TGG AAC TCG 343 Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp Lys Arg His Trp Asn Ser 65 70 75 CAA TGC CGA ACT ACC CAA TCG TAT GTT CGG GCC CTT ACT ATG GAT AGC 391 Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg Ala Leu Thr Met Asp Ser 80 85 90 AAA AAG AGA ATT GGC TGG CGG TTC ATA AGG ATA GAC ACT TCC TGT GTA 439 Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg Ile Asp Thr Ser Cys Val 95 100 105 110 TGT ACA CTG ACC ATT AAA AGG GGA AGA TAATAGGATC 476 Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 1157. A vector having the following formula: GTTAACTAGT ACGCAAGTTC ACGTAAAAAG GGTATCGACA ATG AGT ATT CAA CAT 55 Met Ser Ile Gln His -20 TTC CGT GTC GCC CTT ATT CCC TTT TTT GCG GCA TTT TGC CTT CCT GTT 103 Phe Arg Val Ala Leu Ile Pro Phe Phe Ala Prola Cy -15 -10 -5 TTT GCG CAC TCC GAC CCC GCC CGC CGT GGG GAG CTG AGC GTG TGT GAC 151 Phe Ala His Ser Asp Pro Ala Arg Arg Gly Glu Leu Ser Val Cys Asp 1 5 10 AGT ATT AGC GAG TGG GTC ACA GCG GCA GAT AAA AAG ACT GCA GTG GAC 199 Ser Ile Ser Glu Trp Val Thr Ala Ala Asp Lys Lys Thr Ala Val Asp 15 20 25 30 ATG TCC GGT GGG ACG GTC ACA GTC CTG GAG AAA GTC CCG GTA TCA AAA 247 Met Ser Gly Gly Thr Val Thr Val Leu Glu Lys Val Pro Val Ser Lys 35 40 45 GGC CAA CTG AAG CAA TAT TTC TAC GAG ACC AAG TGT AAT CCC ATG GGT 295 Gly Gln Leu Lys Gln Tyr Phe Tyr Glu Thr Lys Cys Asn Pro Met Gly 50 55 60 TAC ACG AAG GAA GGC TGC AGG GGC ATA GAC AAA AGG CAC TGG AAC TCG 343 Tyr Thr Lys Glu Gly Cys Arg Gly Ile Asp Lys Arg His Trp Asn Ser 65 70 75 CAA TGC CGA ACT ACC CAA TCG TAT GTT CGG GCC CTT ACT ATG GAT AGC 391 Gln Cys Arg Thr Thr Gln Ser Tyr Val Arg Ala Leu Thr Met Asp Ser 80 85 90 AAA AAG AGA ATT GGC TGG CGG TTC ATA AGG ATA GAC ACT TCC TGT GTA 439 Lys Lys Arg Ile Gly Trp Arg Phe Ile Arg Ile Asp Thr Ser Cys Val 95 100 105 110 TGT ACA CTG ACC ATT AAA AGG GGA AGA TAATAGGATC 476 Cys Thr Leu Thr Ile Lys Arg Gly Arg 115
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