JPH08266282A - ムラサキイガイ接着蛋白質遺伝子 - Google Patents

ムラサキイガイ接着蛋白質遺伝子

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JPH08266282A
JPH08266282A JP7075211A JP7521195A JPH08266282A JP H08266282 A JPH08266282 A JP H08266282A JP 7075211 A JP7075211 A JP 7075211A JP 7521195 A JP7521195 A JP 7521195A JP H08266282 A JPH08266282 A JP H08266282A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 配列番号1で示されるアミノ酸配列、又は配
列番号1で示されるアミノ酸配列と実質的に同一なアミ
ノ酸配列をコードするムラサキイガイ接着蛋白質遺伝
子。 【効果】 接着剤の原料として有用なムラサキイガイ接
着蛋白質の遺伝子を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水中や湿潤な環境で使用
できる接着剤の原料となるペプチドを組換えDNA技術
を用いて製造するために用いる遺伝子DNAに関する。
接着蛋白質をコードするDNAを組み込んだ組換え体D
NAを含む微生物や培養細胞を培養液中で培養し、該培
養物中に蓄積される該ポリペプチドを採集することによ
り、得られる該ペプチドは、接着剤の原料として広い用
途で利用されることが期待される。
【0002】
【従来の技術】乾燥条件下で強い接着力を示す接着剤は
様々な種類のものが開発されている。そのうちの多くの
ものは一旦乾燥条件下で接着してしまえば湿潤環境にお
かれてもその強度を維持できる。しかし、湿潤な条件下
や水中で接着を開始した場合、有効な強度に達すること
ができる接着剤は存在しなかった。ムラサキイガイは自
己を良好な環境に固定するために接着蛋白質を合成して
自己を基物に接着させることができる。この接着蛋白質
には大まかには2種類あることがこれまでに知られてい
た(Rzepecki,L.M.,Hansen,K.M.and Waite,J.H.Biologi
cal Bulletin 183:123-137,1992 )。
【0003】上記2種の一方の蛋白質(以下「第1蛋白
質」という)は、主として数十個のAla-Lys-Pro-Ser-Ty
r-Pro-Pro-Thr-Tyr-Lys という10アミノ酸の繰り返しに
より構成される蛋白質で、配列中のPro 及びTyr 残基は
しばしば修飾されてそれぞれヒドロキシプロリン(Hydr
oxyproline)及びドーパ(Dopa)残基に変換されている
ことが知られており、ドーパのキノン架橋が接着に関与
することが推測されている(J.H.Waite,Int.J.Adhesion
and Adhesives,7:9-14,1987)。この蛋白質のcDNA
についてはすでに明らかにされ、その一部の配列を用い
て、微生物に作らせる方法がすでに報告されている(特
開平1-104180号公報)。
【0004】もう一方の蛋白質(以下「第2蛋白質」と
いう)は、上皮性細胞増殖因子に似た配列を繰り返し持
つ構造であることが明らかにされている(Inoue,K.,Tak
euchi,Y.,Miki,D.,Odo,S.,Journal of Biological Chem
istry )。近年さらに新たな接着蛋白質成分(以下「第
3蛋白質」という)が、単離され、その部分アミノ酸配
列が明らかにされたが(Waite,J.H.)、その全アミノ酸
配列及び遺伝子の配列は明らかにされていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、遺伝子工学
の手法を用いて第3蛋白質を生産すべく、その生産のも
ととなる遺伝子を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、第3蛋白質
の配列を得るために、日本産のムラサキイガイより第3
蛋白質をコードするcDNAを単離した。日本産のムラ
サキイガイ(Mytilusgalloprovincialis )はチレニア
イガイとも呼ばれる地中海系の種である(Wilkins et a
l.Biol.J.Linnean Soc.,20:365-374,1983 )。研究の結
果、日本産ムラサキイガイの足から抽出したmRNAを
鋳型として、PCR法によりすでに知られている第3蛋
白質の断片配列と相同性のある配列を持つcDNA配列
を単離することに成功し、さらにその塩基配列を決定し
て本発明を完成した。
【0007】即ち、本発明は、配列番号1で示されるア
ミノ酸配列、又は配列番号1で示されるアミノ酸配列と
実質的に同一なアミノ酸配列をコードするムラサキイガ
イ接着蛋白質遺伝子である。また、本発明は、DNA配
列が配列番号2で表される上記記載のムラサキイガイ接
着蛋白質遺伝子である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
ムラサキイガイ接着蛋白質遺伝子は、配列番号1で示さ
れるアミノ酸配列、又は配列番号1で示されるアミノ酸
配列と実質的に同一なアミノ酸配列をコードする。ここ
で、「配列番号1で示されるアミノ酸配列と実質的に同
一なアミノ酸配列」とは、配列番号1で示されるアミノ
酸配列の幾つかのアミノ酸残基について、欠失、置換、
付加等の変化が生じた配列であって、前記配列と同様の
接着特性を有するアミノ酸配列をいう。
【0009】本発明の遺伝子の塩基配列の一例として
は、配列番号2で示される塩基配列を挙げることができ
る。本発明の遺伝子は以下の手順で得ることができる。
まず日本産ムラサキイガイ(Mytilus galloprovinciali
s )の足をチオシアン酸グアニジン等により可溶化し、
フェノール/クロロホルムによる抽出を行ない、イソプ
ロパノールにより沈殿させることにより全RNAを得る
ことができる。全RNAを得る方法はこの方法に限定さ
れるものではなく、LiCl沈殿法や塩化セシウム溶液に重
層して遠心することによっても得られる。
【0010】全RNAから、部分アミノ酸配列から設計
したプライマーを用いて逆転写PCR法を行なうことに
より部分cDNA配列を増幅することができる。また、
その部分配列から設計したプライマーを用いてRACE
(Rapid Amplification of cDNA Ends, Frohman et a
l.,Proc.Natl.Acad.Sci:USA.85:8998-9002(1988))法を
行なうことによりcDNAの両末端を含むDNA配列を
増幅することができる。さらにこの5'及び3'非翻訳領域
の配列から設計したプライマーを用いて全コーディング
領域を含むcDNA断片を得ることができる。得られた
断片の配列はサンガー法やマキサム−ギルバート法等の
一般的な方法によって決定できる。以上の手順により翻
訳開始コドンから終止コドンまでを含む第3蛋白質cD
NAを単離することができる。
【0011】単離した配列は適当な発現ベクターに挿入
し、微生物や培養細胞に導入して発現させることによ
り、当該ペプチドを大量調製することが可能である。こ
の際、当該DNAはシグナル部分(配列番号2に示す塩
基配列の1番目の塩基から63番目の塩基の部分)を含
むため、当該ペプチドを宿主細胞外に分泌させることが
できる。また、シグナル部分を除去して適当なベクター
に組み込んで用いることにより細胞内で生産させること
も可能である。
【0012】
【実施例】
〔実施例1〕 部分配列の増幅 岩手県宮古市宮古湾で採集した殻長3〜5cmのムラサキ
イガイ12個体の足をチオシアン酸グアニジン、クエン酸
ナトリウム、N−ラウリルザルコシン酸ナトリウム、β
−メルカプトエタノール等の溶液中で組織を機械的に破
砕し、フェノール及びクロロホルムによる抽出を行なっ
て蛋白質等を除去したのち、イソプロパノールを加えて
沈殿させることにより約1mgの全RNAを得た。
【0013】次にこのRNAを鋳型としてRoche 社のAm
pliTaq Reverse transcription-PCRKitを用い、添付の
プロトコールにしたがって逆転写PCRを行なった。c
DNAの合成にはキットに添付のオリゴdTプライマー
を用いた。断片の増幅には2種のプライマーGA(T,C)TA
(T,C)TA(T,C)GG(G,A,T,C)CC(G,A,T,C)AA(T,C)GG及びTTC
CA(G,A,T,C)CC(A,G)TT(A,G)TTC CA(G,A,T,C)CC(T,C)TT
をミリジェンサイクロンDNA合成機により合成して
用い、94℃30秒、40℃30秒、72℃90秒の増幅サイクルを
30回、Perkin-Elmer Cetus社のサーマルサイクラー480
を用いて行なった。得られたDNA断片はStratagene社
のpCR-Script SK(+)Cloning Kit を用いてプラスミドベ
クターpCR-ScriptSK(+) に挿入した。挿入断片の配列を
Applyed Biosystems社製373ADNA シーケンサー及びPRIS
M Dye terminator cycle Sequencing Kit を用いて決定
した。
【0014】〔実施例2〕 末端配列の増幅 決定した断片配列を用いて、その上流及び下流の配列を
RACE法により増幅した。すなわち、上流の増幅は5'
-AmpliFinder RACE Kit(Clontech社製)を用いて添付
のプロトコールに従って行なった。鋳型として足の全R
NAを用い、相補鎖合成プライマーとしてGCC ATA ATA
GCC ATA ACG TCT GCC AT、増幅用プライマーとしてGTT
ATA GTT ACC ACC TCC GTA GCG TCT を各々ミリジェンサ
イクロンDNA合成機により合成して用いた。増幅は、
Tth DNAポリメラーゼを用い、94℃30秒、60℃30秒、
72℃120 秒の増幅サイクルを40回、Perkin-Elmer Cetus
社のサーマルサイクラー480 を用いて行なった。得られ
たDNA断片はStratagene社のpCR-Script SK(+) Cloni
ng Kitを用いてプラスミドベクターpCR-ScriptSK(+) に
挿入した。挿入断片の配列をApplyed Biosystems社製37
3ADNA シーケンサー及びPRISM Dye terminator cycle S
equencing Kit を用いて決定した。下流の配列は全RN
Aを鋳型としてRoche 社のAmpliTaq Reverse transcrip
tion-PCR Kitを用い、添付のプロトコールにしたがって
逆転写PCRを行なった。cDNAの合成にはオリゴd
Tプライマーを用い、断片の増幅には2種のプライマー
TAT GGC AGA CGT TAT GGC TAT TAT GGC 及びTTT TTT TT
T TTT TTT TTT TTT をミリジェンサイクロンDNA合成
機により合成して用い、94℃30秒、37℃30秒、72℃120
秒の増幅サイクルを40回、Perkin-Elmer Cetus社のサー
マルサイクラー480 を用いて行なった。得られたDNA
断片はStratagene社のpCR-Script SK(+)CloningKit を
用いてプラスミドベクターpCR-ScriptSK(+) に挿入し
た。挿入断片の配列をApplyed Biosystems社製373ADNA
シーケンサー及びPRISM Dye terminator cycle Sequenc
ing Kit を用いて決定した。
【0015】〔実施例3〕 全コーディング領域の増幅 コーディング領域全体を含む配列を得るために、得られ
た5'- 及び3'- 非翻訳領域の配列をもとに、再度逆転写
PCRを行なった。逆転写PCRは5'- 非翻訳領域の一
部の配列のセンス鎖に相当するプライマーTCT CAG TAA
TCA CTT CCT TTC TG及び3'- 非翻訳領域の一部の配列の
アンチセンス鎖に相当するプライマーATT GAC AGT TTA
CTG ATG TCT GTA をミリジェンサイクロンDNA合成機
により合成して用い、次にこの全RNAを鋳型としてRo
che 社のAmpliTaq Reverse transcription-PCR Kitを用
い、添付のプロトコールにしたがって逆転写PCRを行
なった。cDNAの合成にはキットに添付のオリゴdT
プライマーを用いた。断片の増幅には5'- 非翻訳領域の
一部の配列のセンス鎖の相当するプライマーTCT CAG TA
A TCA CTT CCT TTC TG及び3'- 非翻訳領域の一部の配列
のアンチセンス鎖に相当するプライマーATT GAC AGT TT
A CTG ATG TCT GTA をミリジェンサイクロンDNA合成
機により合成して用い、94℃30秒、40℃30秒、72℃90秒
の増幅サイクルを30回、Perkin-Elmer Cetus社のサーマ
ルサイクラー480 を用いて行なった。得られたDNA断
片はStratagene社のpCR-Script SK(+)Cloning Kit を用
いてプラスミドベクターpCR-ScriptSK(+) に挿入した。
なお、このプラスミドベクターを導入したE.coli Mgfp3
-4は、工業技術院生命工学工業技術研究所に寄託番号 F
ERM P-14866 として寄託されている(寄託日平成7年3
月27日)。
【0016】挿入断片の配列をApplyed Biosystems社製
373ADNA シーケンサー及びPRISM Dye terminator cycle
Sequencing Kit を用いて決定した。この配列を配列番
号2に示す。また、この塩基配列から推定されるアミノ
酸配列を配列番号1に示す。
【0017】
【発明の効果】本発明は、ムラサキイガイ接着蛋白質遺
伝子を提供する。本発明の遺伝子から作られる蛋白質
は、接着剤の原料として極めて有用である。
【0018】
【配列表】
配列番号 1 配列の長さ:70 配列の型 :アミノ酸 トポロジー:不明 配列の種類:タンパク質 起源 生物名 :Mytilus galloprovincialis 配列
【0019】配列番号 2 配列の長さ:213 配列の型 :核酸 鎖の数 :2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:mRNA to cDNA 起源 生物名 :Mytilus galloprovincialis 配列
───────────────────────────────────────────────────── 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 (C12P 21/02 C12R 1:19)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配列番号1で示されるアミノ酸配列、又
    は配列番号1で示されるアミノ酸配列と実質的に同一な
    アミノ酸配列をコードするムラサキイガイ接着蛋白質遺
    伝子。
  2. 【請求項2】 DNA配列が配列番号2で表される請求
    項1記載のムラサキイガイ接着蛋白質遺伝子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7947806B2 (en) * 2005-04-08 2011-05-24 Postech Foundation Mussel bioadhesive
US10590320B2 (en) 2015-03-23 2020-03-17 The Chugoku Electric Power Co., Inc. Adhesive molecules

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7947806B2 (en) * 2005-04-08 2011-05-24 Postech Foundation Mussel bioadhesive
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