JPH0746988A - 組換体dna構造とこれを含むプラスミド媒介体とこのような組換体dna構造を保持するグラム陰性菌 - Google Patents

組換体dna構造とこれを含むプラスミド媒介体とこのような組換体dna構造を保持するグラム陰性菌

Info

Publication number
JPH0746988A
JPH0746988A JP6079184A JP7918494A JPH0746988A JP H0746988 A JPH0746988 A JP H0746988A JP 6079184 A JP6079184 A JP 6079184A JP 7918494 A JP7918494 A JP 7918494A JP H0746988 A JPH0746988 A JP H0746988A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protein
recombinant dna
gram
gene
dna structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6079184A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2504723B2 (ja
Inventor
Lars Abrahmsen
ラース・アブラハムゼン
Tomas Moks
トーマス・モックス
Bjoern Nilsson
ベルン・ニルソン
Mathias Uhlen
マジアス・ウーレン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfizer Health AB
Original Assignee
Kabi Pharmacia AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kabi Pharmacia AB filed Critical Kabi Pharmacia AB
Publication of JPH0746988A publication Critical patent/JPH0746988A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2504723B2 publication Critical patent/JP2504723B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/38Chemical stimulation of growth or activity by addition of chemical compounds which are not essential growth factors; Stimulation of growth by removal of a chemical compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/195Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria
    • C07K14/305Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Micrococcaceae (F)
    • C07K14/31Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from bacteria from Micrococcaceae (F) from Staphylococcus (G)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/65Insulin-like growth factors, i.e. somatomedins, e.g. IGF-1, IGF-2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/62DNA sequences coding for fusion proteins
    • C12N15/625DNA sequences coding for fusion proteins containing a sequence coding for a signal sequence
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/67General methods for enhancing the expression
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/01Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
    • C07K2319/036Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif targeting to the medium outside of the cell, e.g. type III secretion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/61Fusion polypeptide containing an enzyme fusion for detection (lacZ, luciferase)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/70Fusion polypeptide containing domain for protein-protein interaction
    • C07K2319/705Fusion polypeptide containing domain for protein-protein interaction containing a protein-A fusion

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明を用いて準備した又は本発明のグラム
(−)菌を用いてグラム陰性菌中に蛋白質を発現させ、
その細胞外分泌を与える方法を効果的に行う。 【構成】 プロモーター、シグナル配列及び開裂領域を
含有する構造遺伝子を含む組換体DNA構造であって、
該構造遺伝子が式化4 【化4】(E)n(B)m−Y (式中、nは1以上の整数であり、mは整数であり、Y
は所望の蛋白質をコード化するDNA配列であり、そし
てE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応する遺伝子で
ある)で表され、但し、構造遺伝子は天然蛋白質Aをコ
ード化するものとは異なることを前提とする組換体DN
A構造を含むプラスミド媒介体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は組換体DNA技術の使用
に及び大腸菌(Escherichia coli,略
称E.coli)のようなグラム陰性菌を用いてこのよ
うな微生物の増殖培地に遺伝子生成物を発現輸送する方
法の場合に関する。
【0002】かくして、本発明はその細胞外分泌をもた
らすため蛋白質をグラム陰性菌中に発現させる方法の場
合に関する。本発明は組換体DNA構造とプラスミド媒
介体とこのような組換体DNA構造を含むグラム陰性菌
を提供する。本発明はまた前記方法により得られた蛋白
質の場合にも関する。
【0003】
【従来の技術】それにより新規な組換体DNA構造が構
成され原子核ないし成熟核宿主細胞中に導入されうる比
較的新しい組換体DNA技術は非常に多数の蛋白質の製
造を論理的に可能にした。異型遺伝子生成物を製造する
ための細菌の使用はさもなければ天然源からかなりの費
用で得ることしかできない蛋白質の取得を可能にした。
細菌中で製造されたヒトに由来するポリペプチド類のよ
く知られた例はヒト成長ホルモン(hGH)、インシュ
リン、α−インターフェロン、γ−インターフェロン、
ソマトスタチン及びソマトメジン類(インシュリン様発
育因子)である。
【0004】外来遺伝子を発現させるための細菌の使用
は蛋白質分解によるポリペプチドの安定性、発現の程
度、誤った折重ね(folding)に相関する蛋白質
生成物の精製及び精製後の蛋白質の生物学的活性の欠除
も含めた多くの実際的及び生物学的問題に直面した。こ
れらの問題を解くため、任意の遺伝子生成物を発現させ
るため充分特徴付けられている腸細菌である大腸菌
(E.coli)を使用できるよう各種の技術が開発さ
れた。
【0005】これらの方法には発現の程度を調整できる
様々なプロモーターの使用、細胞内では通常不安定な蛋
白質を安定化するための遺伝子融合、及び還元性環境が
その形成を困難にしている細胞質とは対照的に二硫化物
橋が形成されうる細胞質周囲空間へ細胞質から蛋白質を
転座させるためのシグナルペプチド類の使用が含まれ
る。
【0006】大腸菌の細胞質中に発現された構造中のシ
スティン橋を有する蛋白質はこれらの橋が形成されにく
いために普通正確な三次構造を有さない。このことは潜
在的に生産過剰時のポリペプチドの沈澱、もし細胞中に
沈澱しなかった場合の急速な蛋白質分解劣化及び発現さ
れ精製されたポリペプチドの生物学的活性の不在に至り
うる。このことはプロインシュリン、インシュリンA
鎖、インシュリンB鎖、インシュリン様発育因子及び組
織特異性プラスミノゲン活性化因子(t−PA)を発現
させる場合の大腸菌中に観察されてきた。この問題を克
服するため、ポリペプチドは精製後再生されるか正確な
折重ねが潜在的に達成されうる大腸菌の細胞質周囲空間
へ分泌させる必要があった。
【0007】折重ね及び安定性について言及したものと
は別の細菌遺伝子発現及び分泌の一つの他の観点はグラ
ム陽性菌の使用である。これらの微生物はグラム陰性対
応体と比較して細胞の細胞質を取り囲む膜構造の異なる
機構を有する。グラム陽性原子核細胞は単に一つの細胞
膜を有するのみであり、分泌された蛋白質は増殖培地へ
輸送されるが、グラム陰性大腸菌における分泌は細胞の
細胞質を取り囲む二重膜層のため蛋白質を細胞質周囲空
間に位置させる。グラム陽性菌を使用することにより、
分泌された遺伝子生成物は生成物のダウンストリームプ
ロセッシングを促進するであろう増殖培地から集められ
うる。
【0008】かくして、工業的プロセスにおけるグラム
陽性菌の使用の重要性はこの分泌プロセスに相関してい
るが、他の観点から、発現系が大腸菌についてより開発
されているという単なる理由から充分特徴付けられた大
腸菌を大規模遺伝子生成物生産において使用することが
優先するであろう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は工業的プロセ
スにおける大腸菌の使用の適用における制限に対する解
決方法に関する。この方法は遺伝子生成物が大腸菌から
増殖培地に定量的に分泌させることを可能にする。グラ
ム陰性菌における蛋白質の輸送を得るためのこの遺伝学
的手段は所望の遺伝子生成物の発現が熱衝撃応答による
繊維状増殖の誘発及びこの応答が細胞質周囲に位置する
蛋白質の増殖培地への定量的な漏出を与えることに基づ
いている。本発明の基礎につき以下説明する。
【0010】シグナルペプチド類が原子核細胞及び成熟
核細胞いずれにおいても膜を通して分泌されるはずの発
現された蛋白質のN末端中に存在することがよく知られ
ている。このシグナルペプチドは20〜40個のアミノ
酸からなり、転座プロセス中に開裂される。多くの蛋白
質因子はこの分泌プロセスに相関しているが、分子機構
は完全な詳細まで分かっていない。良好なモデルが無理
なく現実に近づいて提供されてはいる。
【0011】前記方法をブドウ球菌性蛋白質Aを引用し
て以下に説明する。この蛋白質は病原性細菌黄色ブドウ
球菌(Staphylo coccus aureu
s,略称S.aureus)の細胞壁成分として知られ
ており、ヒトも含めたほとんどの哺乳動物からの特定な
群の抗体の一定領域とそれが特異的に結合することによ
りよく知られている。蛋白質Aはまたその構造において
非常に反復性があることが知られており、連結した反復
中に位置する各領域中に約58個のアミノ酸からなる5
個の領域は全て個別に免疫グロブリン類(例えばヒトI
gG)と結合する機能を有する。
【0012】DNA水準において、蛋白質Aの細胞質か
らの転座を行う役割のあるシグナル配列はこれら5種の
IgG結合領域の前に存在することが示された。このシ
グナル配列はまた大腸菌中でも機能することが見出され
ており、かくして蛋白質Aは蛋白質Aの遺伝子の導入後
細胞質周囲空間中に見出される。
【0013】前記方法の基礎をなす研究において、蛋白
質AのフラグメントBを遮断された分泌をもたらすシグ
ナル配列のすぐ後に置いた。明白な結論はフラグメント
B及びE間のアミノ酸配列における差異は分泌プロセス
に重要であることである。蛋白質Aのこのフラグメント
Bを発現させる大腸菌は不完全な細胞分裂のため繊維状
に増殖する。このことは以前細胞内に沈澱する、大腸菌
で発現された蛋白質について観察された。
【0014】前記方法において、本発明者らはβ−ラク
タマーゼのように細胞質周囲空間に位置した蛋白質が増
殖培地に漏出していることを見出した。フラグメントS
Eを発現させる場合、このEフラグメントがほぼ全量大
腸菌の増殖培地へ輸送されることが驚くべきことに発見
された。このことはまた細胞の繊維状増殖にも相関性が
ある。(程度に差はあるが)繊維状増殖を誘発すること
が見出された他のフラグメントはフラグメントSEE及
びSEBである。蛋白質Aの全てのこれらのより小さな
フラグメントは細胞質周囲蛋白質の増殖培地への輸送に
至る細胞分裂の欠陥をなぜか誘発する。
【0015】ヒトインシュリン様発育因子1(IGF−
1)、すなわち、70種のアミノ酸からなる発育因子を
コード化する遺伝子にSEEを融合させてSEE−IG
F−1を生じさせる際、遺伝子生成物を増殖培地から回
収させうることが見出された。またこの実験において、
細胞の繊維状形態が観察できた。
【0016】全ての上述の実験は図9に示したようなA
型媒介体中で行った。A型媒介体はβ−ラクタマーゼ
(bla)遺伝子に対向する蛋白質A誘導遺伝子転写を
有するpRIT4に基づく。SEE−IGF−1をB型
媒介体中に入れる際、発現水準はA型配向に比較して2
0〜40倍高い。B型媒介体はβ−ラクタマーゼ遺伝子
(bla)と同一方向において蛋白質A誘導遺伝子転写
を有するpEMBLに基づく。これらの細胞における繊
維状増殖は非常に顕著である。増殖培地への輸送は非常
に困難である。
【0017】今回の結果は前記方法の遺伝子生成物の増
殖培地への輸送は大腸菌細胞の繊維状増殖に相関し、ま
た発現水準はこの誘発に相関させうることを示してい
る。
【0018】A型媒介体中のSEDABCからなる蛋白
質A遺伝子は30〜42℃で増殖させた。熱衝撃応答を
得るのに充分高い。より高温では、発現水準は20〜4
0倍高く、増殖培地への輸送は効率的である。
【0019】前記方法に至る研究から引き出された結論
は大腸菌の繊維状増殖は増殖培地への細胞質周囲蛋白質
の輸送を与えることである。繊維状増殖が蛋白質Aプロ
モーター及びシグナル配列を保持する大腸菌細胞中で誘
発され、プラスミド媒介体中のフラグメントの配向によ
り、あるいは発現された蛋白質A部分の大きさにより、
前記方法では細胞質周囲蛋白質の増殖培地への様々異な
る水準の輸送が得られる。
【0020】前記方法の基本的概念はこの分野において
重要な進展をなすものである。なぜならば、大腸菌中の
繊維状増殖の誘発は蛋白質Aシグナル配列及びプロモー
ターの後に置かれたとき高い発現及び効率的な分泌を持
たらすからである。
【0021】前記方法はこの発現−分泌系の挙動におけ
る観察に関する生物学的説明に基づくわけではないこと
に留意ありたい。
【0022】前記方法は何ら特定の理論に制約されるわ
けではないが、本発明者らはなされた観察に関する合理
的な説明を有する。
【0023】蛋白質A遺伝子は大腸菌においてそれぞれ
自体熱衝撃遺伝子である。このことは蛋白質Aは発育性
非熱衝撃応答中よりも熱衝撃応答中により転写されるこ
とを意味する。この現象の理由はシグマ32様プロモー
ターが見出される蛋白質A遺伝子中の先に報告した大腸
菌様プロモーターの上流で見出される。このことはシグ
マ32プロモーター配列は熱衝撃遺伝子について示唆さ
れた意見一致配列と相同であることを示唆した。熱衝撃
応答を引き受けるシグマ32因子は一緒に通常大腸菌中
で17個の遺伝子を転写している。
【0024】熱衝撃応答は大腸菌細胞がストレスを受け
るとき誘引される。誤って折重られた蛋白質が主要誘引
作用でありかつこの誘発は熱、4%EtOH、酸化性
剤、解読誤りまたは適切な三次構造を得ることができな
い外来蛋白質の生産を持たらす化学薬品により行ないう
ることが示唆される。
【0025】前記方法の場合において、蛋白質Aの小さ
なフラグメントまたは最初からの大量生産は熱衝撃応答
を誘引している。この応答が誘引されるとき、蛋白質A
遺伝子は更に転写され、より顕著な誘引となる。この熱
衝撃応答はまた細胞分裂の欠陥、すなわちいわゆる繊維
状増殖も与えている。この開示において、またこのタイ
プの増殖も増殖培地への細胞質周囲生成物の輸送を与え
ることが示されている。
【0026】30℃または42℃でA型媒介体中で蛋白
質A遺伝子を有する大腸菌株を増殖させることにより、
本明細書中ではこの温度の誘発が高い発現と輸送を与え
ることが示されており、このことは生物学的説明を支持
し、優れた誘発系を与えている。このことは菌株は低温
で増殖させることができ低水準で生産し、そして細胞塊
が生成されてしまった後で温度を42℃に移し、その後
生成物の生産が起き、そして生成物もまた分泌されるこ
とを意味している。
【0027】熱衝撃またはLaと命名したATP依存性
プロテアーゼも誘引している。従って、生産はその遺伝
子中の突然変異としてLaプロテアーゼに欠けた菌株中
で優先的に起きるであろう。
【0028】
【問題を解決するための手段】従って、本発明は、グラ
ム陰性菌中に蛋白質を発現させ、その細胞外分泌を与え
る方法において、このグラム(−)菌中に導入されると
ころの、プロモーター、シグナル配列及び開裂領域を含
有する構造遺伝子を含む組換体DNA構造であって、該
構造遺伝子が式化2
【0029】
【化2】(E)n(B)m−Y
【0030】(式中、nは1以上の整数であり、mは整
数であり、Yは所望の蛋白質をコード化するDNA配列
であり、そしてE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応
する遺伝子である)で表され、但し、構造遺伝子は天然
蛋白質Aをコード化するものとは異なることを前提とす
る組換体DNA構造を提供するものである。
【0031】そして該方法は
【0032】a)プロモーター、転座及びプロセッシン
グを可能とするシグナル配列及び発現させるべき所望の
蛋白質をコード化する構造遺伝子を含む組換体DNA構
造をグラム(−)菌中に導入、
【0033】b)細胞を繊維状増殖が生じるような条件
下で培養し、そして
【0034】c)細胞外分泌された蛋白質を回収する
【0035】工程を含む。このような方法において、所
望の蛋白質の発現は好ましくは繊維状増殖のものと同一
の転写調節下にある。該方法の一つの実施態様におい
て、転写調節はシグマ−32蛋白質因子を発現させるh
tpRの誘発に基づく。
【0036】本発明はまた前記組換体DNA構造を含む
プラスミド媒介体を提供するものである。
【0037】本発明はまた前記組換体DNA構造をその
染色体中に保持するかまたは同じものを含有するプラス
ミド媒介体を保持するグラム陰性菌を提供するものであ
る。
【0038】
【作用】先に指摘した通り、本発明の概念は繊維状増殖
をもたらす条件下でグラム陰性菌を増殖させる方法に基
づく。このような繊維状増殖は組換体DNA構造の性質
及びそれから発現される蛋白質による。繊維状増殖はま
た外部誘発にもまたは両者の組み合わせによってもよ
い。かくして、繊維状増殖は熱衝撃応答を誘発する培養
におけ温度上昇により起こされうるが、これらはまたエ
タノールのような培養培地変性剤中に導入することによ
っても起こされる。
【0039】宿主細胞中で上で定義したように組換体D
NA構造により発現された蛋白質は外来または誤って折
重られたと細胞により認められるという事実により、こ
れは細菌中でlon反応を誘発できる。
【0040】組換体DNA構造は様々な方法で細菌中に
導入されうる。かくして、それは細菌の染色体DNA中
に導入されうる。あるいはプラスミド媒介体中に導入さ
れうる。
【0041】前記方法の好ましい実施態様において、組
換体DNA構造は単一配列として蛋白質のものを含有し
ている。シグナル配列に隣接して構造遺伝子は回収され
るべき成熟蛋白質のN末端アミノ酸残基をコード化する
開裂領域を含有している。このような開裂領域は少なく
とも6個のアミノ酸残基をコード化するよう構成されう
る。該残基は好ましくはAla Gln His As
p Glu Alaである。
【0042】前記方法において、構造遺伝子は蛋白質A
のE,EE及びEB領域から選択された遺伝子を含むこ
とができる。構造遺伝子はまた生産遺伝子、例えばイン
シュリン様発育因子(IGF−1)をコード化するもの
も含むことができる。
【0043】本発明はプロモーター、シグナル配列及び
開裂領域を含有する構造遺伝子を含む組換体DNA構造
であって、該構造遺伝子が式化3
【0044】
【化3】(E)n(B)m−Y
【0045】(式中、nは1以上の整数であり、mは整
数であり、Yは所望の蛋白質をコード化するDNA配列
であり、そしてE及びBは蛋白質A領域A領域E及びB
に対応する遺伝子である)で表され、但し天然蛋白質A
をコード化するものから構造遺伝子を除外する組換体D
NA構造を提供する。このような構造において、nは1
であってよく、mは0であってよく、あるいはnが2で
あってmが0であってもよい。特定な実施態様におい
て、n及びmはいずれも1であってもよい。
【0046】本発明の好ましい実施態様において、組換
体DNA構造はnが2であり、mが0であり、そしてY
がIGF−1またはIGF−2をコード化する遺伝子で
あるものである。
【0047】本発明はまた上と同一の意義を有する組換
体DNA構造を含むプラスミド媒介体も包含する。この
ようなプラスハド媒介体はpEMBL9から発生するも
のであってもよい。
【0048】本発明の他の観点によると、それはそのよ
うな構造をその染色体中に保持するかまたは同じものを
含有するプラスミド媒介体を保持するこのような組換体
DNA構造を含有するグラム陰性菌を包含する。この発
明を使用する好ましい細菌は大腸菌、例えば大腸菌HB
101である。
【0049】前記本発明の更に別の観点によれば、本発
明の概念を用いて製造された蛋白質が提供される。
【0050】本発明を添付図面を参照にして特定な実施
例により更に例示する。
【0051】図1はその異なるコード化領域を示す蛋白
質A遺伝子の模式図である。Sはシグナル配列であり、
A〜EはIgG結合領域であり、そしてXはIgG結合
活性に欠けるC末端部である。
【0052】図2は蛋白質A遺伝子を含有するプラスミ
ド媒介体pRIT4を例示している。mp9多重制限酵
素リンカーが遺伝子融合に関連したその実際的解読ワク
と共に示されている。CMLはクロルアンフエニコール
アシルトランスフエラーゼ遺伝子であり、Saは黄色ブ
ドウ球菌を複製する原型であり、Ecは大腸菌を複製す
る原型であり、AMPはβ−ラクタマーゼ遺伝子であ
り、そしてProtAは蛋白質A遺伝子のIgG結合部
分を示す。
【0053】図3は第1部にて記載したように構成した
異なるpAS及びpASE媒介体である。CMLはクロ
ルアンフエニコールアシルトランスフエラーゼ遺伝子で
あり、ori Bsは枯草菌(B.subtilis)
及び黄色ブドウ球菌を複製する原型であり、ori E
cは大腸菌を複製する原型であり、AMPはβ−ラクタ
マーゼ遺伝子であり、Sはシグナル配列であり、そして
Eは蛋白質AからのE領域である。
【0054】図4は蛋白質A遺伝子続いて多重制限酵素
リンカーを保持するプラスミド媒介体を示す。Prot
Aは蛋白質AのIgG結合領域をコード化する遺伝子
である。TCはテトラサイクリン抵抗性をコード化する
遺伝子であり、そしてoriは大腸菌を複製する原型で
ある。
【0055】図5は蛋白質AのB領域をコード化する異
なる遺伝子フラグメントを示している。左への矢印は得
られた異なるBal 31クローンを示している。異な
るBal 31構成体に結合されたEcoRIリンカー
が示されている。B−0,B−1及びB−2構成体とし
てEcoRI領域を超えてB領域に入ったアミノ酸配列
が示されている。右側はBフラグメントの3′末端にお
けるBimHIの位置が示されている。また2種の可能
な配向におけるストップリンカー(図6)の翻訳停止も
示されている。
【0056】図6はストップリンカーの配向とは独立し
て即時の翻訳停止を生じさせるストップリンカーを示し
ている。各配向に応じた3種の異なる解読ワクが示され
ている。
【0057】図7は天然蛋白質Aにおける結合と比較し
たシグナルペプチド及び異なるpASB構成体間の結合
のアミノ酸配列を示している。各アミノ酸配列上の矢印
は大腸菌HB101から発現されたフラグメントのアミ
ノ酸配列化により分析されたプロセツシングの位置を示
している。
【0058】図8は合成IGF−1遺伝子のヌクレオチ
ド配列を示している。合成フラグメント側面を固めるE
coRI部位及びHindIII部位が推論されたアミ
ノ酸配列と共に示されている。
【0059】図9は異なる蛋白質A誘導構成体を発現さ
せるのに用いられた2種のタイプのプラスミド媒介体を
示している。CMLはクロルアンフエニコールアシルト
ランスフエラーゼ遺伝子であり、S.a.は黄色ブドウ
球菌を複製する原型であり、Ecは大腸菌を複製する原
型であり、AMPはβ−ラクタマーゼ遺伝子であり、そ
してProt Aは線状図に示したように異なる蛋白質
A構成体を示す。
【0060】
【実施例】以下、本発明を特定な実施例により更に例示
するが、これら実施例は本発明を限定するものではな
い。実施例はヒトインシュリン様発育因子1(IGF−
1)をコード化する合成遺伝子に適用されかつSEEに
融合されてSEE−IGF−Iを形成する系の適用を示
す。この蛋白質はまた蛋白質A遺伝子の少部分と同じ方
法により分泌されかつB型媒介体において、発現水準が
非常に高いことが見出された。
【0061】媒介体pASEEはドイツ連邦共和国、ケ
ッチンゲン(Gottingen)のDcuttche
Sammlung von MiRroorgani
smen(DSM)に寄託番号大腸菌RR1△M15に
おいて3593番として寄託された。
【0062】
【出発物質】細菌宿主 大腸菌K12の2種の異なる菌株を実施例中
で用いた。
【0063】HB101(Boyer,H.W.eta
l.J.Mol.Biol.,41,459−472
(1969))及び
【0064】JM103(Messing,J.Met
hods Enzymol.,101,20−79(1
983))
【0065】(これらの菌株はスウェーデン,ストック
ホルムのthe Department of Bio
chemistry and Biotechnolo
gy,Royal Institute of Tec
hnologyで入手できる。
【0066】
【クローン化媒介体】実施例中で使用したクローン化媒
介体はpBR322(Bolival,F.etal,
Gene ,93−113(1977),pEMBL
8(Dente etal.,Nucl.Acids.
Res.11,1645(1983)),pEMBL9
(Dente etal.,Nucl.Acids.R
es.11,1645(1983)),pRIT4(N
ilsson,B,etal,EMBO J.,10
75(1985)),pSPA 11(Uhlen
M.etal,Gene 23,369,(198
3)),及びpSPA 16(Uhlen M.eta
l,J.Bacteriol.,159,713(19
84))であった。IGF−1をコード化する合成遺伝
子は別の個所(Elmblad,A.etal,Thi
rd European Congress on B
iotechnology III,287−296,
Verlag Chemie,Weinheim(19
84))に記載されている。実施中で構成されるプラス
ミド媒介体pASEEはドイツ連邦共和国、ゲッティン
ゲンのDeuttche Sammlung von
Microorganismen(DSM)に寄託番号
DSMとして寄託された。
【0067】
【緩衝液及び培地】コーティング用緩衝液 :1.59gのNa2 CO3
2.93gのNaHCO3 及び0.2gのNaN3 を蒸
留水で1リットルに調製。
【0068】PBST:8.0gのNaCl,0.2g
のKH2 PO4 ,2.9gのNa2HPO4 ×12H2
O,0.2gのKCl,0.2mlのTween(登録
商標)20及び0.2gNaN3 を蒸留水で1リットル
に調製(pH7.4)。
【0069】TBS:30gのトリプシン系大豆汁を1
リットルに調製し、オートクレーブにかけた。
【0070】TBAB:30gのトリプシン系血液寒天
基質を1リットルに調製し、オートクレープにかけた。
【0071】ONPG緩衝液:15mM2−メルカプト
エタノール及び1mMMgCl2 を含有する0.1M燐
酸カリウム緩衝液、pH7.3中の2mMo−ニトロフ
ェニル−β−D−ガラクトシド(ONPG,シグマ製品
No.N−1127)。
【0072】通常方法 操作方法のうちあるものは実施例中で繰り返し行った。
他に特記しない限り、それらはそれらを行う毎に全く下
記と同じように行った。
【0073】分子生物学において通常用いられる方法は
記載されていない(例えば、市販の制限酵素、DNA結
紮、Bal 31エキソヌクレアーゼ、S1ヌクレアー
ゼ及びKlenowポリメラーゼの使用)。
【0074】転換:プラスミドDNAによる大腸菌K1
2の転換は記載の通りに行なった(Morrism,
D,A.,Methods in Enzymolog
y,Academic Press 68,326−3
31(1971))。転換体は70mg/lアンビシリ
ンを含有するプレート(TBAB)上で常法により選択
した。
【0075】プラスミドDNAの単離:プラスミドDN
AをBirnbcim,H.C.etal,Nucl,
Acids Res.,1513(1973)に記載
されたように単離した。多数の転換体をスクリーニング
するため小規模製剤をKieser,T.,Plasm
id 12,19−36(1984)により記載された
のと全く同じように作成した。
【0076】セファロース(Sepharose)6B
クロマトグラフィー:Ba1 31またはS1処理のた
め使用すべきプラスミドDNAを10mM Tris,
1mM EDTA及び500mM Nau緩衝液中のセ
ファロース6Bゲル濾過にかけた。この方法により、D
NAはRNAから分離される。
【0077】DNAフラグメントの溶離:DNAフラグ
メントのアガロースまたはポリアクリルアミドゲル片か
らの溶離をMaxam etal,P.N.A.S.
(USA),74,560−564(1977)により
記載されたのと全く同じように行った。
【0078】DNA配列化:DNA配列分析をSang
er,F.etal.J.Mol.Biol.,14
,161(1980)により記載されたのと全く同じ
ように行った。
【0079】蛋白質Aの検出及び定量:蛋白質Aを定量
するためELISA試験(すなわち酵素結合免疫吸着剤
分析)を用いた。この試験は正味電荷(nctchar
ge)を有さない特別ミクロ滴定プレート(Titer
tek,オランダ,アムステルスタッド)を使用する。
溜めをコーチング緩衝液中のヒトIgG(Kah,A
B,スウェーデン)でコーチングする。試料を添加し、
蛋白質Aを溜め中に吸着されたIgGのFc部分に結合
させる。次いで、蛋白質Aを、β−ガラクトシダーゼ
(Pharmasia AB,スウェーデン,ウプサラ
から)に接合された抗蛋白質A(ラビットから)により
分析する。
【0080】分析:ミクロ滴定プレートの溜めをコーチ
ング緩衝液中16ng/mlのヒトIgG溶液75μリ
ットルで満たし、プレートを室温で少なくとも1時間培
養する。溜めを100μリットルのPBSTで3回洗浄
し、50μリットルの試料を各溜めに添加する。定量の
ため、2倍希釈液を調製する。1時間温置後、溜めを1
00μリットルのPBSTで3回洗浄し、次いで50μ
リットルの抗蛋白質A−β−ガラクトシダーゼを添加す
る(各溜めに添加された蛋白質A結合能力の量は過剰の
蛋白質Aによる滴定により検出された各溜めに添加され
たIgGのモル量に対応する)。45分間温置した後、
溜めを100μリットルのPBSTで3回洗浄し、次い
で125μリットルのONPG緩衝液を添加する。20
〜30分間温置した後、150μリットルの0.1MN
aOHを添加して反応を停止させる。定量は既知濃度の
蛋白質A標準溶液の2倍希釈液を試料の2倍希釈液と平
行して流すことにより行う。405nmにおける吸収を
光度計により各溜めについて測定する。
【0081】β−ガラクトシダーゼ分析:β−ガラクト
シダーゼの定量をMiller,J.H.(Exper
iments in Molecular Genet
ics,Cold Spring Harbor,Ne
w York;Cold Spring Harbor
Laboratory,1972)により記載された
ように基質としてo−ニトロフェニル−β−D−ガラク
トシド(ONPG,Sigma製品No.N−112
7)を用いる比色法により分析した。反応は405nm
において分光光度計で追跡した。
【0082】β−ラクタマーゼ分析:β−ラクタマーゼ
活性の量をO′Callaghanet al,Ant
imicrob.Agents Chemother,
57,(1968)により記載されたのと全く同じよう
に分光光度測定により決定した。
【0083】浸透衝撃:細胞質周囲に位置する蛋白質を
Nossal et al,J.Biol.Chem.
241,3055(1965)に記載されたのと全く同
じように浸透衝撃により放出させた。
【0084】
【実施例】
I.蛋白質Aヌクレオチド配列の分析 蛋白質A遺伝子は1個のIgG結合領域(領域E,D,
A,B,C)及び1個の細胞壁結合領域(領域X)を含
む(図1)。これら2種の領域の前にシグナル配列があ
る。
【0085】シグナル配列の後及び領域Eの後各々に融
合点を含有する融合媒介体を作るためには、融合点の周
囲のヌクレオチド配列を知ることが望ましい。
【0086】蛋白質Aのヌクレオチド配列が知られてい
る(Uhlen,M.et al,J.Biol.Ch
em.259,1695−1702(1984))。
【0087】シグナル配列(以下Sと称する)の後の融
合点において、Mst I制限酵素部位がある。領域E
の後、またMst I制限酵素部位がある。以下に記載
するように、Mst Iにより適当なプラスミド媒介体
中で蛋白質A遺伝子を消化させ、次いでリンカーを挿入
することにより、一般的な使用可能な媒介体が得られ
る。
【0088】II.pAS,pASE及びpASEEの
構成 次の工程において、独特なEcoRI部位がS及びSE
各々に置かれたプラスミド媒介体の構成を記載してい
る。また、SEEがEF領域の間にかつSEE構成体の
後にEcoRI部位を有するように構成されるかを記載
している。
【0089】A.pAS,pASE及びpASEEプラ
スミド媒介体の構成 50μgのpRIT4(Nilsson,B.et a
l,EMBO J.,1075(1985))(図
2)を5Uの制限酵素を用いてMst Iで消化させ、
37℃で2時間温置した。65℃で30分間温置した
後、反応混合物を3種の別個の反応に分けた。異なる長
さのEcoRIリンカーを各反応に各々添加した。第一
の試験管に、8量体リンカーを添加し(GGAATTC
C)、第二の試験官に10量体リンカーを添加し(CC
GAATTCGG)、そして第三の試験官に12量体リ
ンカーを添加した(CCCGAATTCGGG)。(通
常方法に記載したように)結紮後、結紮混合物を各々E
coRIで消化させ、次いで2μg/mlまで希釈し、
結紮した。通常方法に記載したように転換を行い、アン
ピシリン抵抗性被転換体を選択した。各反応において、
2種の主要な型の媒介体が見出された。一方の型はシグ
ナル配列、その後にEcoRIリンカー及びmp9マル
チリンカーを含有している。ベクトルの他方の型は領域
Eの後でEcoRIリンカー、その後にmp9リンカー
を含有している。異なる長さでEcoRIを添加するこ
とにより、各型の構成体について3種の解読ワクにおい
てmp9リンカー制限部位が入手できる(図3)。
【0090】図3に示したこれら2種の型の媒介体とは
別に、12量体EcoRIリンカーを含有する実験にお
いて、もう1種の型のプラスミド媒介体が回収できた。
この構成体はSE−12量体リンカー−E−mp9リン
カーを含有する。このようにして、4種のアミノ酸が2
種のE領域間にEcoRI制限部位と同様に導入され
る。この媒介体はpASEEと命名され、3型解読ワク
中でmp9リンカーを有している(図3)。すべての構
成体はDNA配列化を用いてリンカー領域上に確認でき
た。
【0091】III.B遺伝子フラグメントの構成 以下の実験はブドウ球菌性蛋白質Aの領域Bをコード化
する遺伝子フラグメントのサブクローン化を記載してい
る。
【0092】出発物質、ブラスミド媒介体pSPA11
は領域Bから下流の領域C117個の塩基対中に位置す
るSau3 AI制限部位までの蛋白質A遺伝子を有す
る。sSPA11の精製後、精製プラスミドを、Bal
31処理における競合抑制剤として作用するRNAを
含有しない純粋なプラスミドを得るためセファロース6
Bカラムに通した。約100μgの精製pSPA11
(図4)をEcoRIで消化させ領域Bから下流の11
7個の塩基を開裂した。エクソヌクレアーゼBal 3
1を通常方法に記載したように製造した。Bal 31
消化の後、反応混合物をEtOHで沈澱させ、0.5m
M dNTPsの存在下で10U Klenowポリメ
ラーゼで処理することにより鈍末端を確実にした。異型
長のDNAをプールしたものをBamHI8量体リンカ
ー(CGGATCCG)で結紮した。結紮後、反応混合
物をBamHI及びHind IIIで開裂した。Hi
ndIII部位は領域Bの79個の塩基対上流に位置し
ている。反応混合物を5%ポリアクリルアミドゲル電気
流動にかけることにより異型長のフラグメントを分離し
た。250個の塩基対付近のフラグメントをゲルから切
り出し、電気溶離させ、BamHI及びHind II
Iで既に開裂させたpEMBL9に結紮させた。大腸菌
に転換後、JM103白色コロニーをX−gal及び1
PTGを含有するTBABプレート上で分離した。領域
Bから除去した4種のヌクレオチドを有するクローンを
更に仕上げるために選択した(図5)。
【0093】このクローンからのプラスミドDNAを精
製し、セファロース6B上に流しRNAを除去した。約
100μgのプラスミドDNAを更にHind III
で消化させエクソヌクレアーゼBal 31で通常方法
中に記載したように処理した。鈍末端を確実にするた
め、0.5mM dNTPの存在下で37℃で30分間
K1enowポリメラーゼ(10U)で処理した後、反
応混合物をEcoRI10量体リンカー(CCGAAT
TCGG)に結紮した。EcoRI及びBamHIで消
化後、DNAを5%ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
付した。179個の塩基対の所望の長さ付近の細片を切
り出し、電気溶離にかけた。溶離から単離したDNAを
EcoRI及びBam HIで消化させたpEMBL9
に結紮した。大腸菌JM103に転換した後、白色コロ
ニーをX−gal及びIPTGを含有するTBABプレ
ート上で選択した。配列分析により、3種の興味あるク
ローン(各々0,−1及び−2と言及する)が見出さ
れ、これらを仕上げのため選択した。数字(0,−1及
び−2)は図5に示したようにEcoRIリンカーの結
合の前に領域B中に消化されるヌクレオチドの数を示
す。
【0094】領域B中への3種の異なる解読ワクの3種
のクローン(以下B−0,B−1及びB−2と称する)
をBam HIで開裂した。Bam HIの粘着性末端
を通常方法中で記載したようにS1−ヌクレアーゼで除
去した。図6に示した翻訳ストップリンカーを各反応混
合物に結紮した。各構成対中のリジン残基は今や図6に
示したように入ってくるストップリンカーの配向に依存
してGlyまたはAlaのいずれかで置換されよう。大
腸菌JM103に転換後、下流に結合されたストップリ
ンカーを有するBフラグメントを含有する単離されたク
ローンの配列分析を行った。配列分析により、B−0は
Gly残基により、B−1はAla残基により、そして
B−2はAla残基により終わっていることが分かっ
た。
【0095】これらのフラグメントは今や1に記載した
媒介体のあるものにクローン化されることになる。
【0096】IV.pASEB,pASBl及びpAS
B2の構成 BのフラグメントはここでpAS及びpASEにクロー
ン化されることになった。
【0097】約50μgのB−0,B−1及びB−2及
びストリップリンカーを有する媒介体をEcoRI及び
Hind IIIで各々開裂した。Hind IIIは
ストリップリンカーの直ちに後で開裂させる。各媒介体
からのBフラグメントはポリアクリルアミドゲル電気泳
動を用いて単離した。
【0098】B−0フラグメントをEcoRI及びHi
nd IIIで開裂されたpAS2(図3)に結紮し
た。大腸菌HB101に転換し、個々のクローンからプ
ラスミドDNAを制限分析した後、pASB−1プラス
ミド媒介体がシグナル配列の後に蛋白質Aのフラグメン
トBを有して単離できた。
【0099】B−0フラグメントをEcoRI及びHi
nd IIIで開裂されたpAS3(図3)に結紮し
た。大腸菌HB101に転換し、個々のクローンからプ
ラスミドDNAを制限分析した後、pASB−2プラス
ミド媒介体がシグナル配列の後にフラグメントBを有し
て単離できた。
【0100】pASB−1及びpASB−2間の差は図
7に示したようにEcoRIリンカーに存在する3種の
アミノ酸である。
【0101】B−2フラグメントをEcoRI及びHi
nd IIIで開裂されたpASE1(3図)に結紮し
た。大腸菌HB101に転換し個々のクローンからプラ
スミドDNAを制限分析した後pASEBプラスミド媒
介体が領域Eに結合された蛋白質Aのフラグメントを有
して単離できた。
【0102】V.pASEE−IGF−1の構成 この実験において、いかにしてヒトインシュリン様発育
因子I(IGF−I)をコード化する合成遺伝子を第I
部にて記載したpASEE媒介体にクローン化したかを
示す。
【0103】IGF−Iをコード化する合成遺伝子(図
8)(Elmblad,A.etal,Third E
uropean Congress on Biote
chnology III,287−296,Verl
ag Chemie,Weinheim(1984)を
pUC8からEcoRI及びHind IIIで開裂し
た。IGF−Iをコード化する遺伝子フラグメントをポ
リアクリルアミドゲル電気泳動次いで電気溶離により単
離した。
【0104】プラスミド媒介体pASEEをEcoRI
で部分的に開裂させ、線状化させた媒介体は1%アガロ
ースゲル電気泳動から単離した。電気溶離後、線状媒介
体をHind IIIで消化させ、次いで1%アガロー
スゲル電気泳動により単離した。IGF−Iフラグメン
トをこのpASEE媒介体に結紮し、そして次いで転換
後、pASEE−IGF−IはpASE−IGF−Iの
背景にて単離できた。pASEE−IGFIはシグナル
配列の後、IGF−Iに融合したEEをコード化してい
る。
【0105】VI.pE8EE−IGF−Iの構成 この部分ではいかにしてSEE−IGF−Iが第I部に
て記載したpAS媒介体と比較してpEMBLの他の配
向においてクローン化されるかを示している。
【0106】約50μgのpASEE−IGF−I(第
5部にて記載したように)をTaqI及びHind I
IIで開裂させた。制限エンドヌクレアーゼTaqIは
蛋白質A遺伝子の翻訳出発から上流の179個の塩基対
を開裂させ、Hind IIIはIGF−I遺伝子の下
流を開裂させる。反応混合物を4%ポリアクリルアミド
ゲル電気泳動にかけ、SEEIGFI−Iフラグメント
を切り出し電気溶離させた。
【0107】このメラグメントをAccI及びHind
IIIで開裂させたpEMBL8に結紮した。大腸菌
HB101に転換した後、プラスミドpE8EE−IG
F−Iは制限分析により分析されたように単離できた。
【0108】VII.pE9EDABCの構成 この部ではいかにして逆配向において蛋白質AのIgG
結合部分を得るためにSEDABCをpEMBL9にク
ローン化させるかを示している。
【0109】プラスミド媒介対pRIT4をTaqI及
びEcoRIで開裂させた。制御エンドヌクレアーゼT
aqIはTTG出発コドンから上流の179個の塩基対
を開裂し、EcoRIは蛋白質Aの領域C中で開裂させ
る。
【0110】このフラグメントはAccI及びEcoR
Iで開裂されたpEMBL9に結紮した。大腸菌HB1
01に転換した後、プラスミド媒介体pE9EDABC
が単離できた。このプラスミドは複製の原型から配向さ
れた蛋白質A遺伝子を有していた。
【0111】VIII.蛋白質A誘導フラグメントの大
腸菌中の発現及び局圧化 異なる蛋白質A構成体を1晩増殖させ、蛋白質A、β−
ガラクトシダーゼ(細胞内マーカー)及びβ−ラクタマ
ーゼ(細胞質周囲空間マーカー)の発現水準及び局圧化
を測定した。プラスミドpASEEを、他の構成体と同
じ大腸菌株中に宿るように大腸菌HB101に転換し
た。1晩の増殖の後、細胞を遠心分離した。細胞を浸透
衝撃次いで遠心分離で(通常方法に記載したように)処
理した。ペレット中のスフエロプラストを超音波処理す
ることにより細胞内蛋白質を放出させた。
【0112】媒介体の型(AまたはB)はβ−ラクタマ
ーゼ(AM)遺伝子に比較した蛋白質A誘導構成体の配
向を言及している(図8)。β−ガラトシダーゼ、β−
ラクタマーゼ及び蛋白質Aの分析方法を通常方法に記載
したように行った。
【0113】実験からの結果は表1にみられる。
【0114】
【表1】
【0115】蛋白質Aの小さなフラグメントは繊維状増
殖並びに蛋白質A誘導フラグメントを包含して細胞質周
囲に位置した蛋白質の漏出を誘発するとみている。
【0116】シグナル配列の直ちに後の領域Bを含有す
る遺伝子構成体(pASB1及びpASB2)におい
て、蛋白質Aフラグメントの主要部分が細胞内画分中に
見出される。結論はこの挙動はシグナルペプチドを開裂
除去するリーダーペプチダーゼの不能によるものであ
り、そして翻訳されたBペプチドは細胞質膜に付着する
ということである。
【0117】pASB1及びpASB2プラスミド各々
を保持する大腸菌培養物から精製されたBフラグメント
の(通常のEdman分解技術による)N末端配列化は
シグナル配列中へのプロセツシング部位を明らかにし、
リーダーペプチダーゼがシグナルペプチドを開裂除去し
ないことを確認した(図7)。更に、高められた発現水
準がこれらの構成体、繊維状増殖並びに通常細胞質周囲
にある蛋白質の細胞外対応体への漏出から見られる。
【0118】pASEE−IGF−1構成体はまた細胞
外ハイブリッド蛋白質を与え、これは繊維状増殖と相関
がある。
【0119】B型媒介体を表す2種の構成体(pE8E
E−IGF−I及びpE8EDABC)は最も顕著な繊
維状増殖を示す。
【0120】大腸菌HB101中に発現されたpE8E
DABCは高い発現水準並びに分泌を与え一方pRIT
4は低い発現を与えることが注目に値する。この高めら
れた発現はpE9EDABC構成において上流Iac−
プロモーターに依存することが主張できた。しかしなが
ら、この繊維状増殖及び発現水準は(Iac−プロモー
ターから転写を誘発すると知られた)IPTGの添加に
依存しないことが示された。
【0121】この分泌から結論できることは蛋白質Aプ
ロモーター及びシクナル配列に基づく異なる構成体が繊
維状増殖、増殖培地への細胞質周囲蛋白質の輸送及び蛋
白質A構成体から高められた発現を誘発することであ
る。
【0122】繊維状増殖は大腸菌中の熱衝撃応答に相関
しているので、次の実験は蛋白質Aプロモーターからの
高い発現は熱衝撃応答によるのか、あるいは理由の分か
らない高い発現が熱衝撃応答を与えるのかを知るために
行った。
【0123】IX.熱衝撃による及びよらないHB10
1におけるpRIT4の発現 プラスミドpRIT4はA型媒介体中で蛋白質AのIg
G結合部分を保持している(図2,図9及び第VIII
部)、大腸菌HB101を1晩増殖するとき、蛋白質A
は増殖培地にわずかしか分泌されない(9%)。この蛋
白質A構成体を、4%EtOH及び異なる酸化性剤が熱
衝撃応答を得るためのよく知られた他の方法ではある
が、温度上昇として熱衝撃を用いまたは用いず増殖させ
るよう選択した。
【0124】pRIT4を保持する大腸菌HB101を
1晩増殖させた(30℃)。1晩の培養物を70μg/
mlアンピシリンを含有する15mlの新しいTBS培
地に接種し(150μリットル)、細胞は2個の別個の
振盪フラスコ中で2.5時間増殖させた。
【0125】培養物の一方を15mlのTBS(30
℃)で希釈し、30℃で温置した。他のフラスコに54
℃で15mlのTSBを添加し、フラスコを42℃で温
置した。
【0126】切替時から3時間温置した後、細胞を遠心
分離した。細胞ペレットを10mlのPBSTで1回洗
浄し、5mlのPBSTで再懸濁し、3×30秒(MS
E超音波処理器中、ミクロチップ、出力レベル6)超音
波処理した。10分間16,000gで遠心分離後、上
澄液を集めた。
【0127】蛋白質Aを培地中及び超音波処理画分中で
定量し、細胞質周囲及び細胞質中の全量に対応する。結
果は以下の表2で示す通りであった。
【0128】
【表2】 プラスミド 温度 OD 発現水準 繊維状 細胞外 580nm (mg/l) 増殖 % ──────────────────────────────────── pRIT4 30℃→30℃ 0.210 0.16 (−) 13 pRIT4 30℃→42℃ 0.289 3.14 + 68
【0129】比較的低い発現が低い光学濃度(OD58
0)により立証される。熱衝撃細胞培養物中の発現水準
は20倍高い。
【0130】これはもし蛋白質A遺伝子自体の転写調節
が熱衝撃応答のものである場合のみ説明されうる。
【0131】本発明はわずか数種の特定な遺伝子を用い
て本明細書中に例示してきたが、本発明の基本概念はい
かなる所望の遺伝子をも発現させる遺伝子を必要とする
ものに適用できる。かくして、例えばIGF−1を発現
させるのに加え、本発明は他の有用な蛋白質、例えば他
の医薬として有用な蛋白質、例を挙げればIGF−I
I、神経発育因子(NGF)、皮膚発育因子(EG
F)、血小板発育因子(PDGF)のような他のソマト
メジン類の製造に使用できる。本発明の技術はまたアル
ファー、ベーター及びガンマーインターフェロン類、イ
ンターロイシン類、インシュリン、ノイロペプチド類、
胃腸ペプチド類、または他の興味あるペプチド類の製造
に使用できる。
【0132】更に、本発明は宿主細胞として大腸菌の使
用に限定されるわけではなく、他の細菌性宿主細胞を用
いても同様に適用されることが観察される。更に、蛋白
質Aから発したもの以外のシグナル配列が使用できる。
【0133】
【発明の効果】本発明を用いて準備した又は本発明のグ
ラム(−)菌を用いて前記グラム陰性菌中に蛋白質を発
現させ、その細胞外分泌を与える方法を効果的に行うこ
とが出来る。
【0134】
【図面の簡単な説明】
【図1】その異なるコード化領域を示す蛋白質A遺伝子
の模式図である。
【図2】蛋白質A遺伝子を含有するプラスミド媒介体p
RIT4を例示している。
【図3】発明の詳細な説明の実施例第1部に記載したよ
うなpAS及びpASE媒介体である。
【図4】蛋白質A遺伝子続いて多重制限酵素リンカーを
保持するプラスミド媒介体を示す。
【図5】蛋白質AのB領域をコード化する異なる遺伝子
フラグメントを示している。
【図6】ストップリンカーの配向とは独立して既時の翻
訳停止を生じさせるストップリンカーを示している。
【図7】天然蛋白質Aにおける結合と比較したシグナル
ペプチド及び異なるpASB構成体間の結合のアミノ酸
配列を示している。
【図8】合成IGF−I遺伝子のヌクレオチド配列を示
している。
【図9】異なる蛋白質A誘導体を発現させるのに用いら
れた2種のタイプのプラスミド媒介体を示している。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【化1】(E)n(B)m−Y (式中、nは1以上の整数であり、mは整数であり、Y
は所望の蛋白質をコード化するDNA配列であり、そし
てE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応する遺伝子で
ある)で表され、但し、構造遺伝子は天然蛋白質Aをコ
ード化するものとは異なることを前提とする組換体DN
A構造。
【化2】(E)n(B)m−Y (式中、nは1以上の整数であり、mは整数であり、Y
は所望の蛋白質をコード化するDNA配列であり、そし
てE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応する遺伝子で
ある)で表され、但し、構造遺伝子は天然蛋白質Aをコ
ード化するものとは異なることを前提とする組換体DN
A構造を含むプラスミド媒介体。
【化3】(E)n(B)m−Y (式中、nは1以上の整数であり、mは整数であり、Y
は所望の蛋白質をコード化するDNA配列であり、そし
てE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応する遺伝子で
ある)で表され、但し、構造遺伝子は天然蛋白質Aをコ
ード化するものとは異なることを前提とする組換体DN
A構造を保持するグラム(−)菌。
【化4】(E)n(B)m−Y (式中、nは1以上の整数であり、mは整数であり、Y
は所望の蛋白質をコード化するDNA配列であり、そし
てE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応する遺伝子で
ある)で表され、但し、構造遺伝子は天然蛋白質Aをコ
ード化するものとは異なることを前提とする組換体DN
A構造を含むプラスミド媒介体を保持するグラム(−)
菌。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】
【問題を解決するための手段】従って、本発明は、グラ
ム陰性菌中に蛋白質を発現させ、その細胞外分泌を与え
る方法において、このグラム(−)菌中に導入されると
ころの、プロモーター、シグナル配列及び開裂領域を含
有する構造遺伝子を含む組換体DNA構造であって、該
構造遺伝子が式化
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】
【化5】(E)n(B)m−Y
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0043
【補正方法】変更
【補正内容】
【0043】本発明はプロモーター、シグナル配列及び
開裂領域を含有する構造遺伝子を含む組換体DNA構造
であって、該構造遺伝子が式化
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】
【化6】(E)n(B)m−Y
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0069
【補正方法】変更
【補正内容】
【0069】TSB:30gのトリプシン系大豆汁を1
リットルに調製し、オートクレーブにかけた。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0076
【補正方法】変更
【補正内容】
【0076】セファロース(Sepharose)6B
クロマトグラフィー:Ba1 31またはS1処理のた
め使用すべきプラスミドDNAを10mM Tris,
1mM EDTA及び500mM NaC1緩衝液中の
セファロース6Bゲル濾過にかけた。この方法により、
DNAはRNAから分離される。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0099
【補正方法】変更
【補正内容】
【0099】B−フラグメントをEcoRI及びHi
nd IIIで開裂されたpAS3(図3)に結紮し
た。大腸菌HB101に転換し、個々のクローンからプ
ラスミドDNAを制限分析した後、pASB−2プラス
ミド媒介体がシグナル配列の後にフラグメントBを有し
て単離できた。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0124
【補正方法】変更
【補正内容】
【0124】pRIT4を保持する大腸菌HB101を
1晩増殖させた(30℃)。1晩の培養物を70μg/
mlアンピシリンを含有する15mlの新しいTSB
地に接種し(150μリットル)、細胞は2個の別個の
振盪フラスコ中で2.5時間増殖させた。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0125
【補正方法】変更
【補正内容】
【0125】培養物の一方を15mlのTSB(30
℃)で希釈し、30℃で温置した。他のフラスコに54
℃で15mlのTSBを添加し、フラスコを42℃で温
置した。
───────────────────────────────────────────────────── 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 マジアス・ウーレン スエーデン国,ウプサラ,エス−752 35, エーブルスロッツガータン 8アー

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロモーター、シグナル配列及び開裂領
    域を含有する構造遺伝子を含む組換体DNA構造であっ
    て、該構造遺伝子が式化1 【化1】(E)n(B)m−Y (式中、nは1以上の整数であり、mは整数であり、Y
    は所望の蛋白質をコード化するDNA配列であり、そし
    てE及びBは蛋白質A領域E及びBに対応する遺伝子で
    ある)で表され、但し、構造遺伝子は天然蛋白質Aをコ
    ード化するものとは異なることを前提とする組換体DN
    A構造。
  2. 【請求項2】 nは1であり、そしてmは0である請求
    項1記載の組換体DNA構造。
  3. 【請求項3】 nは2であり、そしてmは0である請求
    項1記載の組換体DNA構造。
  4. 【請求項4】 nは1であり、そしてmは0である請求
    項1記載の組換体DNA構造。
  5. 【請求項5】 nは2であり、mは0であり、そしてY
    はIGF−1又はIGF−2をコード化する遺伝子であ
    る請求項1記載の組換体DNA構造。
  6. 【請求項6】 開裂領域は少なくとも6個のアミノ酸残
    基をコード化するよう構成されている請求項1〜5のい
    ずれか一つの項に記載の組換体DNA構造。
  7. 【請求項7】 該残基は Ala Gln His Asp Glu Ala である請求項6記載の組換体DNA構造。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一つの項に記載
    の組換体DNA構造を含むプラスミド媒介体。
  9. 【請求項9】 pEMBL9から発生する請求項8記載
    のプラスミド媒介体。
  10. 【請求項10】 請求項1〜7のいずれか一つの項に記
    載の組換体DNA構造を保持するグラム(−)菌。
  11. 【請求項11】 その染色体中の該構造を保持する請求
    項10記載のグラム(−)菌。
  12. 【請求項12】 請求項8または9記載プラスミド媒介
    体を保持するグラム(−)菌。
  13. 【請求項13】 大腸菌である請求項10〜12のいず
    れか一つの項に記載のグラム(−)菌。
  14. 【請求項14】 大腸菌HB101である請求項13記
    載のグラム(−)菌。
JP6079184A 1985-12-13 1994-03-28 組換体dnaとこれを含むプラスミドベクタ―とこのような組換体dnaを保持する大腸菌 Expired - Lifetime JP2504723B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8505921-0 1985-12-13
SE8505921A SE8505921D0 (sv) 1985-12-13 1985-12-13 A method to export gene products to the growth medium of gram negative bacteria

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61296510A Division JPH082314B2 (ja) 1985-12-13 1986-12-12 グラム陰性菌の増殖培地に遺伝子生成物を輸送する方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0746988A true JPH0746988A (ja) 1995-02-21
JP2504723B2 JP2504723B2 (ja) 1996-06-05

Family

ID=20362467

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61296510A Expired - Lifetime JPH082314B2 (ja) 1985-12-13 1986-12-12 グラム陰性菌の増殖培地に遺伝子生成物を輸送する方法
JP6079184A Expired - Lifetime JP2504723B2 (ja) 1985-12-13 1994-03-28 組換体dnaとこれを含むプラスミドベクタ―とこのような組換体dnaを保持する大腸菌

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61296510A Expired - Lifetime JPH082314B2 (ja) 1985-12-13 1986-12-12 グラム陰性菌の増殖培地に遺伝子生成物を輸送する方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5156959A (ja)
EP (1) EP0225860B1 (ja)
JP (2) JPH082314B2 (ja)
AT (1) ATE82320T1 (ja)
AU (1) AU597317B2 (ja)
CA (1) CA1314010C (ja)
DE (1) DE3687112T2 (ja)
DK (1) DK175020B1 (ja)
ES (1) ES2052497T3 (ja)
GR (1) GR3006597T3 (ja)
SE (1) SE8505921D0 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6284451B1 (en) 1999-08-25 2001-09-04 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Cell culture module having sinusoid-like structure
US7189526B2 (en) 2002-10-28 2007-03-13 Kyokuto Pharmaceutical Industrial Co., Ltd. Apparatus for culture, process for preparing apparatus for culture, and culturing method

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE8601940D0 (sv) * 1986-04-25 1986-04-25 Kabigen Ab Preparation of fused proteins, antibodies and processes therefor
EP0422124A4 (en) * 1988-06-27 1991-10-16 Genex Corporation Thermal release of recombinant protein into culture media
WO1990003438A1 (en) * 1988-09-30 1990-04-05 Allied-Signal Inc. Improved bacterial strains for heterologous gene expression
EP0863210A3 (en) * 1991-07-25 1999-09-22 Oriental Yeast Co., Ltd. Immunoglobulin-binding artificial protein
WO1994023042A1 (en) * 1993-03-29 1994-10-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company A method for enhancing the production of biologically active recombinant proteins
US6958148B1 (en) 1998-01-20 2005-10-25 Pericor Science, Inc. Linkage of agents to body tissue using microparticles and transglutaminase
KR100312456B1 (ko) 1999-03-13 2001-11-03 윤덕용 슈도모나스 플루오레슨스 유래의 외래단백질 분비촉진유전자

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338397A (en) * 1980-04-11 1982-07-06 President And Fellows Of Harvard College Mature protein synthesis
IE56720B1 (en) * 1983-02-07 1991-11-20 Battelle Memorial Institute Methods and compositions for expression of competent eukaryotic gene products
SE8300693L (sv) * 1983-02-09 1984-08-10 Sven Lofdahl Sett att framstella och isolera proteiner och polypeptider samt en hybridvektor for detta
US4472302A (en) * 1983-03-09 1984-09-18 Merck & Co., Inc. Heat shock process for the isolation of bacterial protein
US4624922A (en) * 1983-12-09 1986-11-25 Rikagaku Kenkyusho Plasmid, method for construction of the same, microorganism carrying the plasmid and method for cultivation of the microorganism
FR2556740B1 (fr) * 1983-12-14 1987-02-27 Merieux Inst Nouveaux mutants d'escherichia coli, capables d'excreter dans le milieu extracellulaire des proteines periplasmiques, leur obtention et leur application a la preparation de beta-lactamases ou de proteines hybrides de beta-lactamases
SE8505922D0 (sv) * 1985-12-13 1985-12-13 Kabigen Ab Construction of an igg binding protein to facilitate downstream processing using protein engineering

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6284451B1 (en) 1999-08-25 2001-09-04 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Cell culture module having sinusoid-like structure
US7189526B2 (en) 2002-10-28 2007-03-13 Kyokuto Pharmaceutical Industrial Co., Ltd. Apparatus for culture, process for preparing apparatus for culture, and culturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH082314B2 (ja) 1996-01-17
DE3687112D1 (de) 1992-12-17
DK175020B1 (da) 2004-04-26
ATE82320T1 (de) 1992-11-15
DK600386A (da) 1987-06-14
CA1314010C (en) 1993-03-02
SE8505921D0 (sv) 1985-12-13
ES2052497T3 (es) 1994-07-16
EP0225860A2 (en) 1987-06-16
JPS62190088A (ja) 1987-08-20
GR3006597T3 (ja) 1993-06-30
US5156959A (en) 1992-10-20
AU597317B2 (en) 1990-05-31
DK600386D0 (da) 1986-12-12
EP0225860B1 (en) 1992-11-11
DE3687112T2 (de) 1993-06-03
AU6633286A (en) 1987-06-18
EP0225860A3 (en) 1988-10-19
JP2504723B2 (ja) 1996-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0135532B1 (en) Method of producing and selectively isolating proteins and polypeptides, recombinant and expression vector therefor and fusion protein able to bind to the constant region of immunoglobulins
US5643758A (en) Production and purification of a protein fused to a binding protein
JP4243104B2 (ja) 重要なタンパク質の細菌培養上清中への分泌のための融合タンパク質
JP3369168B2 (ja) 精製が向上される組換えポリペプチドの発現
JP2569218B2 (ja) MetーアミノペプチダーゼをコードするDNA
EP0131363B1 (en) Polypeptide and protein products, and processes for their production and use
CA1314507C (en) Secretion of insulin-like growth factor-i in e. coli
EP0001931A2 (en) Synthetic DNA, process for preparing it and recombinant microbial cloning vehicle containing such DNA
JPH07502647A (ja) ユビキチン特異的プロテアーゼ
JP2703770B2 (ja) 結合タンパク質に融合されたタンパク質の生産及びその精製
JPH074255B2 (ja) 形質転換宿主細胞中にハイブリッド・ポリペプチドを発現させるdna発現ベクター
JPH0657154B2 (ja) 所望のポリペプチドを発現させるためのクローニングビーイクル
JPH06500006A (ja) ユビキチン特異的プロテアーゼ
JP4405125B2 (ja) 複数のエピトープと融合した組換えタンパク質の精製
JP2504723B2 (ja) 組換体dnaとこれを含むプラスミドベクタ―とこのような組換体dnaを保持する大腸菌
JP2970811B2 (ja) 原核生物細胞中にポリペプチドを調製するための発現システム
JP2815222B2 (ja) 細胞質外酵素と少なくとも1つの他のタンパク質とのハイブリッドタンパク質およびその製造方法
JP2579619B2 (ja) 組換えリシン毒素フラグメント
JP3026812B2 (ja) 融合タンパク質またはポリペプチドの生産
Rondahl et al. Fusions to the 5′ end of a gene encoding a two-domain analogue of staphylococcal protein A
Myscofski et al. Expression and purification of histidine-tagged proteins from the gram-positive Streptococcus gordonii SPEX system
JPS62190083A (ja) ポリペプチド発現ベクタ−、該ベクタ−で形質転換した宿主及び該宿主によるポリペプチドの製造法
JPS61181396A (ja) 精製蛋白質の製造法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term