JPH11225763A - Purification of protein - Google Patents

Purification of protein

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JPH11225763A
JPH11225763A JP10029410A JP2941098A JPH11225763A JP H11225763 A JPH11225763 A JP H11225763A JP 10029410 A JP10029410 A JP 10029410A JP 2941098 A JP2941098 A JP 2941098A JP H11225763 A JPH11225763 A JP H11225763A
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JP
Japan
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fusion protein
cellulose
protein
binding domain
amino acid
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JP10029410A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Karita
修一 苅田
Kunio Omiya
邦雄 大宮
Kazuo Sakka
和郎 粟冠
Tetsuya Kimura
哲哉 木村
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently and economically producing and purifying a protein. SOLUTION: A cellulose carrier is treated with a solution containing a protein having a cellulose bond domain of a cellulolytic enzyme such as xylanase to adsorb the protein on the carrier. The protein is treated with a saccharide to elute the protein from the carrier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遺伝子工学技術を
用いた組換えタンパク質の生産及び精製方法に関し、さ
らに詳しくは、固相担体を用いて、宿主細胞の形質転換
体から目的のタンパク質を簡便かつ純度よく精製する方
法に関する。また、この方法は、組換えタンパク質を生
産するためのベクターや、融合タンパク質を精製するた
めの試薬にも応用しうる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing and purifying a recombinant protein using a genetic engineering technique. More specifically, the present invention relates to a method for easily purifying a target protein from a transformant of a host cell using a solid phase carrier. And a method for purifying with good purity. In addition, this method can be applied to a vector for producing a recombinant protein and a reagent for purifying a fusion protein.

【0002】[0002]

【従来の技術】組換えDNA技術の出現により、外来遺
伝子を動植物、酵母、細菌などの細胞中に導入すること
により、異種タンパク質として発現させることが可能に
なった。現在では、この技術を利用して、ホルモンや酵
素などの有用な様々な組換えタンパク質の生産が可能に
なっている。
2. Description of the Related Art With the advent of recombinant DNA technology, it has become possible to express foreign genes as heterologous proteins by introducing them into cells such as animals, plants, yeasts and bacteria. At present, it is possible to produce various useful recombinant proteins such as hormones and enzymes using this technology.

【0003】従来、このような組換えタンパク質の生産
に際しては、グラム陰性細菌である大腸菌が宿主として
広く用いられてきた。一般に、この大腸菌を宿主に用い
て組換えタンパク質の生産を行う場合、菌体を破砕した
後、菌体が本来保持している大量のタンパク質や核酸、
多糖類などの夾雑物から目的のタンパク質を分離、精製
する必要がある。また、組換えタンパク質の生産を行う
に際し、大腸菌以外の細胞を宿主に用いる場合にも、同
様である。従って、大腸菌等の細胞を宿主とした組換え
タンパク質の生産においては、目的とする組換えタンパ
ク質の分離、精製を効率よく行うことが、効率的な生産
活動のために重要な課題となっている。
Hitherto, in producing such a recombinant protein, Escherichia coli, which is a gram-negative bacterium, has been widely used as a host. Generally, when producing a recombinant protein using this Escherichia coli as a host, after disrupting the cells, a large amount of proteins and nucleic acids originally retained by the cells,
It is necessary to separate and purify the target protein from contaminants such as polysaccharides. The same applies to the case where cells other than Escherichia coli are used as hosts when producing recombinant proteins. Therefore, in the production of a recombinant protein using a cell such as Escherichia coli as a host, efficient separation and purification of the target recombinant protein is an important issue for efficient production activities. .

【0004】このような課題を達成するための有効な手
段のひとつが、タンパク質の融合技術とアフィニティー
クロマトグラフィー技術を用いた方法である。この方法
は、目的とするタンパク質を、特定のリガンドに親和性
を持ったタンパク質(アフィニティータグ)との融合タ
ンパク質として生産し、さらに、この融合タンパク質を
リガンドを担体としたアフィニティークロマトグラフィ
ーにより、効率的に精製する方法である。
[0004] One of the effective means for achieving such a problem is a method using a protein fusion technique and an affinity chromatography technique. In this method, a target protein is produced as a fusion protein with a protein (affinity tag) having an affinity for a specific ligand, and further, the fusion protein is efficiently subjected to affinity chromatography using the ligand as a carrier. This is a method for purification.

【0005】また、目的とするタンパク質とアフィニテ
ィータグとの間に特異的プロテアーゼにより認識され、
切断を受けるアミノ酸配列を予め挿入しておくことによ
り、融合タンパク質を開裂させて、目的のタンパク質の
みを回収することが可能である。例えば、アフィニティ
ータグとして、マルトース結合タンパク質(分子量43
Kダルトン)やグルタチオンS−トランスフェラーゼ
(分子量26Kダルトン)、プロテインA(分子量52
Kダルトン)などを、また、融合タンパク質の開裂にフ
ァクターXaやトロンビン、コラゲナーゼ等を特異的プ
ロテアーゼとして用いたものが代表例である(Sassenfe
ld, H. M., TIBTECH 8: 88-93, 1990)。
[0005] In addition, between the target protein and the affinity tag is recognized by a specific protease,
By inserting the amino acid sequence to be cleaved in advance, it is possible to cleave the fusion protein and recover only the target protein. For example, as an affinity tag, maltose binding protein (molecular weight 43
K dalton), glutathione S-transferase (molecular weight 26K dalton), protein A (molecular weight 52
K Dalton) and Factor Xa, thrombin, collagenase and the like as specific proteases for cleavage of the fusion protein are typical examples (Sassenfe).
ld, HM, TIBTECH 8: 88-93, 1990).

【0006】しかしながら、これまでに開発された方法
の多くには、以下のような問題があった。 1.融合タンパク質をアフィニティークロマトグラフィ
ーにより精製する際の担体からの溶出条件が、目的タン
パク質の失活を招くような低いpH(pH< 3)であった
り、グアニジン、エチレングリコール、還元剤などの目
的タンパク質にとって阻害物質ともなり得る物質の添加
を必要とする場合が多い。 2.担体に、非常に高価なものや、比較的失活し易く安
定性の低いリガンドを用いたものが多い。 3.アフィニティータグとの開裂に使用される特異的プ
ロテアーゼが非常に高価なものが使用されていることが
多い。
[0006] However, many of the methods developed so far have the following problems. 1. When purifying the fusion protein by affinity chromatography, the elution conditions from the carrier may be low pH (pH <3) that may cause inactivation of the target protein, or the target protein such as guanidine, ethylene glycol, and reducing agent may be used. Often it is necessary to add a substance that can also be an inhibitor. 2. Many carriers are very expensive or use a ligand that is relatively inactive and has low stability. 3. Very expensive specific proteases are often used for cleavage with an affinity tag.

【0007】一方、ほとんどのセルロース分解酵素は、
セルロース分解活性を有するドメインとセルロースに結
合するドメイン(セルロース結合ドメイン;以下、CB
Dと略す)を持っている。これらのCBDは、そのアミ
ノ酸配列の相同性より、9つのファミリー(ファミリー
I 〜IX)に分類されている(Tomme, P. et al., Adv.Mi
crobiol. Physiol., 37, 1-81 (1995) )。
On the other hand, most cellulolytic enzymes are:
A domain having a cellulose-degrading activity and a domain binding to cellulose (cellulose binding domain; hereinafter, CB
D). These CBDs are classified into nine families (family) based on their amino acid sequence homology.
I to IX) (Tomme, P. et al., Adv. Mi
crobiol. Physiol., 37, 1-81 (1995)).

【0008】CBDが結合するセルロースは、他の担体
と比べて非常に安価であるため、これらのCBDをアフ
ィニティータグとして使用する試みが、今までに数多く
なされている。例えば、Greenwood ら(FEBS Letter, 2
24: (1) 127-131 (1989) )はセルロモナス フィミ
(Cellulomonas fimi )エンドグルカナーゼのCBD
(ファミリーII)をアルカリホスファターゼと融合させ
ることに成功している。しかしながら、このセルロモナ
ス フィミのCBDは、セルロースに対する親和性が低
く、融合タンパク質の30%以上がバッファー(50mM T
ris-HCl (pH7.5), 0.5M NaCl)によって溶出されてしま
う。その上、セルロモナス フィミのCBDは、セルロ
ース繊維を破壊してしまう(Din ら, Bio Technology,
9: 1096-1098(1991) )という欠点も持っている。
Since cellulose to which CBD binds is very inexpensive as compared with other carriers, many attempts have been made to use these CBDs as affinity tags. For example, Greenwood et al. (FEBS Letter, 2
24: (1) 127-131 (1989)) is a CBD of Cellulomonas fimi endoglucanase.
(Family II) has been successfully fused with alkaline phosphatase. However, this CBD of Cellulomonas fimi has a low affinity for cellulose, and more than 30% of the fusion protein contains buffer (50 mM T
ris-HCl (pH7.5), 0.5M NaCl). Furthermore, Cellulomonas Fimi's CBD destroys cellulose fibers (Din et al., Bio Technology,
9: 1096-1098 (1991)).

【0009】また、シュードモナス フルオレセンス
セルローサ(Pseudomonas fluorescens subsp. cellulo
sa)から得られたセルラーゼやキシラナーゼのCBD
(ファミリーX )は、セルロースに対して非常に強く結
合する。そのため、セルロースから、これらの酵素を溶
出するには、多くのタンパク質が変性されてしまうよう
な条件である10%SDS中で煮沸することにより行わ
れる(Poole, D. M. etal., Biochem. J., 279: 787-79
2 (1991) )。従って、これらのCBDが、融合タンパ
ク質精製用のアフィニティータグとして最適でないこと
は明らかである。
[0009] Pseudomonas fluorescens
Cellulosa (Pseudomonas fluorescens subsp. Cellulo
sa) CBD of cellulase and xylanase obtained from
(Family X) binds very strongly to cellulose. Therefore, these enzymes are eluted from cellulose by boiling in 10% SDS, which is a condition under which many proteins are denatured (Poole, DM et al., Biochem. J., 279: 787-79
2 (1991)). Thus, it is clear that these CBDs are not optimal as affinity tags for fusion protein purification.

【0010】一方、クロストリジウム ステルコラリウ
ム(Clostridium stercorarium)の産生するセルロース
分解酵素のうち、キシラナーゼAについては、既にその
遺伝子がクローニングされ、塩基配列が明らかになって
いる(Sakka, K. et al., Biosci. Biotech. Biochem.,
57, 237-277 (1993) )。さらに、この塩基配列より推
定されるアミノ酸配列から、このキシラナーゼAのC末
端近傍には、いずれも約130個のアミノ酸からなり、
ファミリーVIに属する2つのCBD(CBD I とCBD II)
が存在し、それらはアルギニンを含み、セリンとプロリ
ンに富む約10個のアミノ酸からなるリンカーにより結
合されていることも明らかにされている(Sakka, K. et
al., Biosci. Biotech. Biochem., 57, 237-277 (199
3) )。
On the other hand, among the cellulolytic enzymes produced by Clostridium stercorarium, the gene for xylanase A has already been cloned and its nucleotide sequence has been elucidated (Sakka, K. et al. , Biosci. Biotech. Biochem.,
57, 237-277 (1993)). Furthermore, from the amino acid sequence deduced from this nucleotide sequence, the xylanase A is composed of about 130 amino acids in the vicinity of the C-terminal,
Two CBDs belonging to Family VI (CBD I and CBD II)
Which contain arginine and are linked by a linker of about 10 amino acids rich in serine and proline (Sakka, K. et al.
al., Biosci. Biotech. Biochem., 57, 237-277 (199
3)).

【0011】最近、これら2つのCBDをルミノコッカ
ス アルブス(Ruminococcus albus)由来のエンドグル
カナーゼIVと融合させる試みがなされ、これら2つのC
BDが、セルロース構造を破壊することなく不溶性セル
ロースへの結合力を高めることが示されている(Karit
a, S. et al., J. Ferment. Bioeng., 81, 553-556 (19
96))。しかしながら、クロストリジウム ステルコラ
リウム由来キシラナーゼAのCBDをはじめ、ファミリ
ーVIに属する単一のCBDをアフィニティータグとして
利用して、タンパク質のアフィニティークロマトグラフ
ィーによる精製を試みた例はいまだない。
Recently, attempts have been made to fuse these two CBDs with endoglucanase IV from Ruminococcus albus,
BD has been shown to increase binding to insoluble cellulose without destroying the cellulose structure (Karit
a, S. et al., J. Ferment. Bioeng., 81, 553-556 (19
96)). However, there has been no attempt to purify a protein by affinity chromatography using a single CBD belonging to Family VI as an affinity tag, such as the CBD of xylanase A derived from Clostridium stercolarium.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、効率
的かつ経済的にタンパク質の生産と精製を行うための方
法を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a method for efficiently and economically producing and purifying proteins.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、クロストリジウム
ステルコラリウム由来のキシラナーゼAのCBDをア
フィニティータグとして用いることにより、効率的かつ
経済的に組換えタンパク質の精製が行えることを見いだ
し、本発明に達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, the use of CBD of xylanase A derived from Clostridium stercolarium as an affinity tag enables efficient and economical use. The present inventors have found that the recombinant protein can be purified by the present invention, and reached the present invention.

【0014】すなわち、本発明はセルロース分解酵素の
セルロース結合ドメインを有するタンパク質が含まれる
溶液をセルロース担体に作用させることにより、該担体
に該タンパク質を吸着させ、次いで糖類を作用させて、
該担体から該タンパク質を溶出することを特徴とするタ
ンパク質精製方法である。
[0014] That is, the present invention provides a method in which a solution containing a protein having a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme is allowed to act on a cellulose carrier, whereby the protein is adsorbed on the carrier, and then a saccharide is allowed to act.
A protein purification method characterized by eluting the protein from the carrier.

【0015】本発明は、(a)精製しようとするタンパ
ク質および(b)セルロース分解酵素のセルロース結合
ドメインを含むポリペプチド鎖からなる融合タンパク質
である。
The present invention is a fusion protein comprising (a) a protein to be purified and (b) a polypeptide chain containing a cellulose binding domain of a cellulolytic enzyme.

【0016】また、本発明はタンパク質をコードする遺
伝子およびセルロース分解酵素のセルロース結合ドメイ
ンを含むポリペプチド鎖をコードする遺伝子をベクター
に挿入し、該ベクターで宿主細胞を形質転換し、該宿主
細胞を培養し、該宿主細胞中で、タンパク質およびセル
ロース分解酵素のセルロース結合ドメインを含むポリペ
プチド鎖の融合タンパク質を発現させ、該宿主細胞中か
ら該融合タンパク質を採取することを特徴とする融合タ
ンパク質の製造方法である。
Further, the present invention comprises inserting a gene encoding a protein and a gene encoding a polypeptide chain containing a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme into a vector, transforming a host cell with the vector, and transforming the host cell. Culturing, expressing a fusion protein of a polypeptide chain containing a protein and a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme in the host cell, and collecting the fusion protein from the host cell to produce a fusion protein. Is the way.

【0017】さらに、本発明は上記融合タンパク質を、
さらに、特異的プロテアーゼで処理することにより、該
融合タンパク質からセルロース結合ドメインを含むポリ
ペプチド鎖を分離して、タンパク質のみを回収すること
を特徴とするタンパク質の製造方法である。
Further, the present invention provides the above fusion protein,
Further, the present invention provides a method for producing a protein, comprising separating a polypeptide chain containing a cellulose binding domain from the fusion protein by treating with a specific protease, and recovering only the protein.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明は、目的とするタンパク質
をコードする遺伝子とセルロース分解酵素、例えばクロ
ストリジウム ステルコラリウム由来のキシラナーゼA
のCBDをコードする遺伝子とから構成される融合タン
パク質遺伝子を合成する工程と、該遺伝子から合成され
た該融合タンパクを含む混合物から目的の融合タンパク
質を精製する工程とを含んでいる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a gene encoding a protein of interest and a cellulolytic enzyme such as xylanase A derived from Clostridium stercolarium.
And a step of synthesizing a fusion protein gene composed of a CBD-encoding gene, and a step of purifying the target fusion protein from a mixture containing the fusion protein synthesized from the gene.

【0019】目的とするタンパク質としては、産業上あ
るいは学術的に有用な酵素、抗体、ホルモンなどが挙げ
られるが、一般に、試験管内(in vitro)での合成系や
宿主細胞を利用した発現系で合成しうるものであれば、
いかなるタンパク質でも本発明の方法に利用しうる。例
えば、ルミノコッカス アルブス(Ruminococcus albus
) の産生するエンドグルカナーゼIVなどが含まれる。
Examples of the target protein include enzymes, antibodies, hormones, etc., which are industrially or academically useful. In general, the target protein is an in vitro (in vitro) synthesis system or an expression system using a host cell. If it can be synthesized,
Any protein can be used in the method of the present invention. For example, Ruminococcus albus
) Produced by Endoglucanase IV.

【0020】セルロース分解酵素としては、キシラナー
ゼ(EC 3.2.1.8)、セロビオハイドロラーゼ(EC 3.2.1.
91) 、エンドグルカナーゼ(EC 3.2.1.4)などがあり、例
えばクロストリジウム ステルコラリウム(Clostridium
stercorarium)の産生するキシラナーゼAがある。
As cellulolytic enzymes, xylanase (EC 3.2.1.8), cellobiohydrolase (EC 3.2.1.
91), endoglucanase (EC 3.2.1.4) and the like, for example, Clostridium stercolarium (Clostridium
xylanase A produced by stercorarium).

【0021】セルロース結合ドメインは、配列表1また
は2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対して、少
なくとも40%、好ましくは少なくとも60%の相同ア
ミノ酸配列を含むポリペプチド鎖、さらに好ましくは配
列表1または2に示したアミノ酸配列を含むポリペプチ
ド鎖である。
The cellulose-binding domain is a polypeptide chain containing at least 40%, preferably at least 60%, of a homologous amino acid sequence with respect to a contiguous portion of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2, more preferably, a sequence chain. A polypeptide chain comprising the amino acid sequence shown in 1 or 2.

【0022】セルロース分解酵素のセルロース結合ドメ
インを有するタンパク質は、精製しようとするタンパク
質およびセルロース分解酵素のセルロース結合ドメイン
を含むポリペプチド鎖の融合タンパク質である。
The protein having the cellulose binding domain of the cellulolytic enzyme is a fusion protein of the protein to be purified and the polypeptide chain containing the cellulose binding domain of the cellulolytic enzyme.

【0023】本発明で用いられるCBDをコードするD
NA断片の調製のためには、まず、本発明の実施に好適
なセルラーゼ遺伝子を有する生物からゲノムDNAライ
ブラリーを調製して行う。例えば、そのようなセルラー
ゼ遺伝子はクロストリジウムステルコラリウム等の菌株
から得ることができる。そのような菌株からゲノムDN
Aを調製した後、適当な制限酵素、例えばSau 3AI によ
って部分的に切断し、得られた断片を適当なベクター、
例えばpBR322に組み込み、大腸菌を形質転換する
ことにより、ゲノムDNAライブラリーを得る。得られ
たライブラリーから、セルラーゼ遺伝子を有するクロー
ンを見つけるには、例えば、無作為に選択したクローン
についてセルラーゼ活性を測定し、活性が見られたクロ
ーンを分離することにより行うことができる。さらに、
このように選択されたセルラーゼ活性を有するクローン
からプラスミドDNAを調製し、適当な制限酵素で切断
することにより、セルラーゼ遺伝子を有するDNA断片
を得ることができる。
D encoding CBD used in the present invention
To prepare an NA fragment, first, a genomic DNA library is prepared from an organism having a cellulase gene suitable for carrying out the present invention. For example, such a cellulase gene can be obtained from a strain such as Clostridium stercolarium. Genomic DN from such strains
After preparing A, the fragment is partially digested with an appropriate restriction enzyme, for example, Sau 3AI, and the obtained fragment is digested with an appropriate vector,
For example, a genomic DNA library is obtained by integrating E. coli into pBR322 and transforming E. coli. A clone having a cellulase gene can be found from the obtained library by, for example, measuring cellulase activity of a randomly selected clone and isolating a clone exhibiting the activity. further,
Plasmid DNA is prepared from the clone having the cellulase activity selected in this way, and cut with an appropriate restriction enzyme, whereby a DNA fragment having the cellulase gene can be obtained.

【0024】セルラーゼ活性を測定するために使用され
る基質としては、キシラン、カルボキシメチルセルロー
ス等が用いられるが、例えばキシラナーゼ活性の測定に
はキシランが好適である。
Xylane, carboxymethylcellulose and the like are used as a substrate used for measuring cellulase activity. For example, xylan is suitable for measuring xylanase activity.

【0025】さらに、セルラーゼ遺伝子を有するDNA
断片からCBDをコードするDNA断片を得るために
は、例えば、制限酵素やエクソヌクレアーゼを用いてセ
ルラーゼ遺伝子を有するDNA断片を適当な長さに切
断、あるいは末端より切除することにより、まず、欠損
したセルラーゼ遺伝子断片を得る。続いて、この欠損セ
ルラーゼ遺伝子断片を再び適当なベクターへ挿入後、宿
主細胞、例えば大腸菌へ導入し、この形質転換体から産
生される欠損タンパク質のセルロース結合能を測定し、
これを指標とすることにより、CBDをコードするDN
A断片を調製することが可能である。
Further, DNA having a cellulase gene
In order to obtain a CBD-encoding DNA fragment from the fragment, for example, a DNA fragment having a cellulase gene was cut to an appropriate length using a restriction enzyme or exonuclease, or was cut from the end, so that the DNA fragment was first deleted. Obtain a cellulase gene fragment. Subsequently, after inserting the defective cellulase gene fragment into an appropriate vector again, the cells were introduced into a host cell, for example, E. coli, and the cellulose binding ability of the defective protein produced from the transformant was measured.
By using this as an index, the DN that codes the CBD
It is possible to prepare the A fragment.

【0026】セルロース結合能を調べるために用いられ
るセルロースとしては、アビセル(商品名、FMC社)
などの結晶性セルロースや非結晶性セルロース等が用い
られるが、例えばクロストリジウム ステルコラリウム
の産生するキシラナーゼAのCBDのセルロース結合能
の測定には非結晶性セルロースが好適である。
Avicell (trade name, FMC) is used as the cellulose used for examining the cellulose binding ability.
Crystalline cellulose or non-crystalline cellulose is used. For example, non-crystalline cellulose is suitable for measuring the cellulose binding ability of CBD of xylanase A produced by Clostridium stercolarium.

【0027】このようにして調製されたCBDをコード
する遺伝子を含むDNA断片をハイブリダイゼーション
のプローブとして用いることによって、他の生物に存在
する構造的に類似したCBD遺伝子を分離してくること
も可能である。例えば、クロストリジウム ステルコラ
リウムの産生するキシラナーゼAのCBDをコードする
遺伝子を含むDNA断片をプローブとすれば、同じファ
ミリーVIに属するCBDをコードする遺伝子を含むDN
A断片を他の生物から得ることが可能となる。
By using the thus prepared DNA fragment containing the gene encoding CBD as a probe for hybridization, it is possible to isolate structurally similar CBD genes present in other organisms. It is. For example, if a DNA fragment containing the gene encoding the CBD of xylanase A produced by Clostridium stercholarium is used as a probe, DN containing the gene encoding the CBD belonging to the same family VI
The A fragment can be obtained from other organisms.

【0028】本発明では、まず、目的とするタンパク質
とセルロース分解酵素のCBDとから構成される融合タ
ンパク質を合成する。例えば、該融合タンパク質をコー
ドする遺伝子を組換えタンパク質生産に好適な発現ベク
ターに挿入し、これを大腸菌などの宿主生物へ導入し、
好適な条件の下で増殖させ、目的の融合タンパク質を発
現させてもよい。
In the present invention, first, a fusion protein composed of a target protein and CBD of a cellulolytic enzyme is synthesized. For example, inserting the gene encoding the fusion protein into an expression vector suitable for recombinant protein production, introducing this into a host organism such as E. coli,
The cells may be grown under suitable conditions to express the fusion protein of interest.

【0029】また、あらかじめ挿入されているCBDを
コードする遺伝子にマルチクローニングサイトを隣接さ
せた発現ベクターを使用してもよい。この場合、目的の
タンパク質をコードする遺伝子は、このマルチクローニ
ングサイトを利用して発現ベクターへ挿入されるが、種
々のプロモーターや制限酵素認識配列の組み合わせから
なるDNAの塩基配列をそれぞれ遺伝子カセットとして
用意しておけば、目的とする融合タンパク質の生産に好
適な組み合わせを持つ発現ベクターを得ることも容易に
なる。
Further, an expression vector having a multiple cloning site adjacent to a previously inserted gene encoding CBD may be used. In this case, the gene encoding the target protein is inserted into the expression vector using this multi-cloning site, and the base sequences of DNA comprising various combinations of promoters and restriction enzyme recognition sequences are prepared as gene cassettes. By doing so, it becomes easy to obtain an expression vector having a combination suitable for producing the target fusion protein.

【0030】また、目的とする融合タンパク質が元来分
泌性のタンパク質である場合には、適当な分泌シグナル
をコードするサブ配列を、融合タンパク質をコードする
遺伝子の上流に配置することにより、融合タンパク質を
ペリプラズム中に分泌させることも可能である。
When the fusion protein of interest is originally a secretory protein, a subsequence encoding an appropriate secretion signal is arranged upstream of the gene encoding the fusion protein, whereby the fusion protein can be obtained. Can be secreted into the periplasm.

【0031】一方、融合タンパク質を精製する方法とし
ては、合成された融合タンパク質を含む混合物を出発材
料とし、セルロース担体を利用したアフィニティークロ
マトグラフィーにより行われる。目的の融合タンパク質
を宿主細胞による発現系で合成する場合には、宿主細胞
を超音波または機械的破砕を行うことにより得られる融
合タンパク質を含む菌体抽出物が出発材料となる。
On the other hand, as a method for purifying the fusion protein, a mixture containing the synthesized fusion protein is used as a starting material, and the purification is performed by affinity chromatography using a cellulose carrier. When a target fusion protein is synthesized in an expression system using host cells, a bacterial cell extract containing the fusion protein obtained by sonicating or mechanically disrupting the host cells is a starting material.

【0032】アフィニティークロマトグラフィー用のセ
ルロース担体としては、不溶性セルロース、例えば市販
されているセルロース担体を利用することができる。ク
ロストリジウム ステルコラリウム由来キシラナーゼA
のCBDをアフィニティータグとして用いる場合には、
不溶性の非結晶性セルロースが好ましい。また、市販の
セルロース担体をボールミル等の粉砕機を使用して粉砕
することにより、吸着容量を上げることも可能である。
さらに、担体と液体を効率よく分離するための加工、例
えば、超常磁性金属化合物をセルロース担体と結合させ
てもよい。この場合には、磁石を用いることにより、迅
速かつ簡便に担体と液体を分離することが可能である。
As the cellulose carrier for affinity chromatography, insoluble cellulose, for example, a commercially available cellulose carrier can be used. Xylanase A from Clostridium stercolarium
When using the CBD as an affinity tag,
Insoluble amorphous cellulose is preferred. Further, the adsorption capacity can be increased by pulverizing a commercially available cellulose carrier using a pulverizer such as a ball mill.
Further, a process for efficiently separating the carrier and the liquid, for example, a superparamagnetic metal compound may be combined with the cellulose carrier. In this case, it is possible to quickly and easily separate the carrier and the liquid by using a magnet.

【0033】アフィニティークロマトグラフィーによる
精製工程では、まず、目的の融合タンパク質を含む混合
物をセルロース担体への吸着に適したバッファー条件に
調製した後、セルロース担体に接触させ、該融合タンパ
ク質のみを吸着させる。例えば、クロストリジウム ス
テルコラリウム由来キシラナーゼAのCBDをアフィニ
ティータグとして用いる場合には、好ましくはpH7の
リン酸カリウムバッファーが吸着用バッファーとして用
いられる。
In the purification step by affinity chromatography, first, a mixture containing the fusion protein of interest is prepared under buffer conditions suitable for adsorption to a cellulose carrier, and then contacted with the cellulose carrier to adsorb only the fusion protein. For example, when the CBD of Clostridium stercholalium-derived xylanase A is used as an affinity tag, a pH 7 potassium phosphate buffer is preferably used as the adsorption buffer.

【0034】また、吸着方法としてはバッチ法とカラム
法のいずれの方法でもよい。いずれの方法でも、適した
バッファー条件に調製された目的の融合タンパク質を含
む混合物とセルロース担体を接触させ、必要であれば一
定時間放置することにより、該融合タンパク質のみをセ
ルロース担体に吸着させ、不要物はセルロース担体を吸
着用バッファーで洗浄することにより除去することが可
能である。
The adsorption method may be either a batch method or a column method. In any method, the mixture containing the target fusion protein prepared in an appropriate buffer condition is brought into contact with the cellulose carrier, and if necessary, left for a certain period of time to allow only the fusion protein to be adsorbed to the cellulose carrier, thereby eliminating unnecessary The substance can be removed by washing the cellulose carrier with an adsorption buffer.

【0035】セルロース担体に吸着した目的の融合タン
パク質の回収は、セルロース担体と該融合タンパク質間
の結合を妨げる物質を含む溶出液をセルロース担体に接
触させることにより行われる。例えば、クロストリジウ
ム ステルコラリウム由来キシラナーゼAのCBDをア
フィニティータグとして用いる場合には、セロビオー
ス、マルトース、グルコース、キシロースなどの糖類が
含まれていることが好ましく、中でも、セロビオースが
より好適である。また、これらの糖類は比較的安価に入
手することが可能である。使用される溶出液中の糖類の
濃度としては、CBDとセルロース担体の結合を十分に
妨げ、かつ目的のタンパク質の活性に影響を与えない程
度であればよく、より好適には1〜10%の濃度が望ま
しい。
The target fusion protein adsorbed on the cellulose carrier is recovered by bringing an eluate containing a substance that prevents the binding between the cellulose carrier and the fusion protein into contact with the cellulose carrier. For example, when the CBD of Clostridium stercolarium-derived xylanase A is used as an affinity tag, it is preferable that saccharides such as cellobiose, maltose, glucose, and xylose are contained, and cellobiose is more preferable. In addition, these saccharides can be obtained relatively inexpensively. The concentration of the saccharide in the eluate used may be such that the binding between the CBD and the cellulose carrier is sufficiently prevented and the activity of the target protein is not affected, and more preferably 1 to 10%. A concentration is desirable.

【0036】本発明の方法によれば、特異的プロテアー
ゼの認識部位を含むリンカー領域をコードする遺伝子を
該目的タンパク質をコードする遺伝子と該CBDをコー
ドする遺伝子の間に配置することによって、該プロテア
ーゼ処理による目的タンパク質とCBDとの開裂が可能
である。これは、発現した融合タンパク質中でリンカー
領域が目的タンパク質とCBDとを結ぶフレキシブルな
ヒンジとして働くため、特異的プロテアーゼの認識部位
が融合タンパク質表面に露出されるからと推察される。
例えば、溶出された融合タンパク質をプロテアーゼによ
る処理を行った後、必要があれば、各種クロマトグラフ
ィーなどの既存の分離手段を用いて目的タンパク質のみ
を分離することが可能である。あるいは、融合タンパク
質のプロテアーゼ消化産物を再度、セルロース担体に接
触させることにより、精製用タグとして用いたCBDを
含むペプチド鎖をセルロース担体に吸着させることによ
り、目的タンパク質を回収してもよい。また、融合タン
パク質をセルロースに結合させた状態で、プロテアーゼ
による処理を行えば、より簡単に目的タンパク質のみを
分離することが可能となる。
According to the method of the present invention, a gene encoding a linker region containing a recognition site for a specific protease is located between the gene encoding the target protein and the gene encoding the CBD, Cleavage of the target protein and CBD by the treatment is possible. This is presumed to be because the linker region functions as a flexible hinge connecting the target protein and CBD in the expressed fusion protein, so that the recognition site of the specific protease is exposed on the surface of the fusion protein.
For example, after the eluted fusion protein is treated with a protease, if necessary, only the target protein can be separated using existing separation means such as various types of chromatography. Alternatively, the target protein may be recovered by bringing the protease digestion product of the fusion protein into contact with the cellulose carrier again, and adsorbing the peptide chain containing CBD used as the tag for purification onto the cellulose carrier. In addition, if a treatment with a protease is performed in a state where the fusion protein is bound to cellulose, only the target protein can be separated more easily.

【0037】特異的プロテアーゼとしては、周知の種々
のプロテアーゼを使用することが可能である。例えば、
ファクターXa 、コラゲナーゼ、エンテロキナーゼ、ト
ロンビンなどが非常に高い特異性を持つことから好適で
ある。特異的プロテアーゼによる融合タンパク質の処理
条件については、それぞれのプロテアーゼの最適反応条
件を考慮すればよい。
As the specific protease, various known proteases can be used. For example,
Factor Xa, collagenase, enterokinase, thrombin and the like are preferred because they have very high specificity. Regarding the conditions for treating the fusion protein with a specific protease, the optimal reaction conditions for each protease may be considered.

【0038】しかし、目的とするタンパク質がプロテア
ーゼによって認識され、切断されるアミノ酸を含まない
か、またはリンカー配列中の認識部位のみを選択的に開
裂させるような処理条件を選択することが必要である。
また、クロストリジウム ステルコラリウム由来キシラ
ナーゼAのCBDをアフィニティータグとして用いる場
合には、その2つのCBD間に存在するリンカー配列を
いずれかのCBDとともに目的のタンパク質と融合させ
るように発現ベクターを設計してもよい。この場合に
は、特異的プロテアーゼであるトリプシンを穏やかな条
件で作用させることによって、リンカー配列中に存在す
るアルギニン残基のカルボキシ末端特異的に開裂させる
ことが可能である。
However, it is necessary to select processing conditions such that the protein of interest does not contain amino acids that are recognized and cleaved by the protease, or that only the recognition site in the linker sequence is selectively cleaved. .
When a CBD of Clostridium stercholarium-derived xylanase A is used as an affinity tag, an expression vector is designed so that a linker sequence existing between the two CBDs is fused to a target protein together with one of the CBDs. Is also good. In this case, it is possible to specifically cleave the arginine residue present in the linker sequence at the carboxy terminus by allowing trypsin, which is a specific protease, to act under mild conditions.

【0039】[0039]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。なお、特に断りのない限り、実施例の中で用
いている遺伝子操作方法は、Maniatisらの文献(Molecu
lar Cloning, A Laboratory Manual; 2nd. Edition, Co
ld Spling Harbour Laboratry, 1989.)に記載されてい
る方法に従った。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, the gene manipulation methods used in the examples are described in Maniatis et al.'S literature (Molecu
lar Cloning, A Laboratory Manual; 2nd. Edition, Co
ld Spling Harbor Laboratry, 1989.).

【0040】実施例1 クロストリジウム ステルコラ
リウム(Clostridium stercorarium)由来キシラナーゼA
のCBDをコードするDNA配列を含むDNA断片の調
製 本実施例では、クロストリジウム ステルコラリウムの
産生するセルロース分解酵素の一つであるキシラナーゼ
AのCBDをコードするDNA配列を含むDNA断片を
調製した。なお、このキシラナーゼAには約10個のア
ミノ酸配列からなるリンカーを介して,二つのCBDが
存在しているが(Sakka, K. et al., Biosci. Biotech.
Biochem., 57, 237-277 (1993) )、本実施例では、リ
ンカー配列と、よりカルボキシ末端側に存在するCBD
IIをコードするDNA配列からなるDNA断片(配列番
号4)を調製した(図1参照)。
Example 1 Xylanase A from Clostridium stercorarium
Preparation of DNA Fragment Containing DNA Sequence Encoding CBD In this example, a DNA fragment containing a DNA sequence encoding the CBD of xylanase A, one of the cellulolytic enzymes produced by Clostridium stercolarium, was prepared. In this xylanase A, two CBDs are present via a linker consisting of about 10 amino acid sequences (Sakka, K. et al., Biosci. Biotech.
Biochem., 57, 237-277 (1993)), and in this example, the linker sequence and the CBD located on the more carboxy-terminal side were used.
A DNA fragment (SEQ ID NO: 4) consisting of a DNA sequence encoding II was prepared (see FIG. 1).

【0041】また、本DNA断片の調製に際しては、そ
れぞれ、Nsp V またはKpn I 認識配列を有する二種類の
プライマーを用いたポリメラーゼ連鎖反応(PCR) を利用
することにより、5'側にNsp V サイト、3'側にKpn I サ
イトを導入した。
In preparing the present DNA fragment, a polymerase chain reaction (PCR) using two types of primers each having an NspV or KpnI recognition sequence is used to prepare an NspV site on the 5 ′ side. Introduced the Kpn I site on the 3 'side.

【0042】まず、クロストリジウム ステルコラリウ
ムからゲノムDNAを調製した後、制限酵素、Sau3AIに
よって部分的に切断し、得られた断片をプラスミドベク
ターに組み込み、大腸菌を形質転換することにより、ゲ
ノムDNAライブラリーを得た。続いて、このライブラ
リーに含まれるクローンをランダムに選択することによ
って、キシラナーゼAをコードする遺伝子を含む6kb の
DNA断片をインサートに持つプラスミドpYK208を得
た。さらに、この6kb のDNA断片をEcoRV で切断して
得られた4.5kb の断片をpBluescript II KS (+) (スト
ラタジーン社製)へサブクローニングすることによっ
て、キシラナーゼAをコードする遺伝子を含むプラスミ
ドpXYNを得た。なお、これらの方法は文献(Sakka et.
al., Agric.Biol. Chem., 54 (2), 337-342 (1990) ま
たはSakka et. al.,Biosci. Biotech.Biochem., 57
(2), 273-277 (1993) )に記載されている。
First, genomic DNA is prepared from Clostridium stercoralium, partially cut with a restriction enzyme, Sau3AI, the obtained fragment is incorporated into a plasmid vector, and Escherichia coli is transformed to obtain a genomic DNA library. I got Subsequently, a plasmid pYK208 having a 6 kb DNA fragment containing a gene encoding xylanase A as an insert was obtained by randomly selecting clones contained in this library. Further, a 4.5 kb fragment obtained by digesting the 6 kb DNA fragment with EcoRV was subcloned into pBluescript II KS (+) (Stratagene) to obtain a plasmid pXYN containing a gene encoding xylanase A. Obtained. These methods are described in the literature (Sakka et.
al., Agric. Biol. Chem., 54 (2), 337-342 (1990) or Sakka et. al., Biosci. Biotech. Biochem., 57.
(2), 273-277 (1993)).

【0043】次に、リンカー配列とCBDIIをコードす
るDNAを増幅させるようなPCR用プライマーとし
て、Nsp V またはKpn I 認識配列を有する二種類のオリ
ゴヌクレオチド(配列番号5および6)を合成した。そ
れぞれのプライマーのアニーリングサイトを図2に示
す。
Next, two types of oligonucleotides (SEQ ID NOS: 5 and 6) having an NspV or KpnI recognition sequence were synthesized as PCR primers for amplifying DNA encoding a linker sequence and CBDII. The annealing site of each primer is shown in FIG.

【0044】次に、プラスミドpXYNのDNAを鋳型に、
AmpliTaqポリメラーゼ(PE アプライド バイオシステム
ズ社製)と合成された二種類のプライマー1およびプラ
イマー2(配列番号5および6)を用いて、PCRを行
った。続いて、得られた増幅産物をNsp V (東洋紡績社
製)及びKpn I (東洋紡績社製)で消化することによ
り、CBDをコードするDNA配列を含むDNA断片
(配列番号4)を調製した。
Next, using the DNA of plasmid pXYN as a template,
PCR was performed using AmpliTaq polymerase (manufactured by PE Applied Biosystems) and two kinds of synthesized primers 1 and 2 (SEQ ID NOS: 5 and 6). Subsequently, the obtained amplification product was digested with Nsp V (manufactured by Toyobo) and KpnI (manufactured by Toyobo) to prepare a DNA fragment (SEQ ID NO: 4) containing a DNA sequence encoding CBD. .

【0045】実施例2 ルミノコッカス アルブス(Rum
inococcus albus)由来エンドグルカナーゼIVとCBDを
コードする発現ベクター(pCsCBD2 )の構築 本実施例では、ルミノコッカス アルブスの産生するセ
ルロース分解酵素の一つであるエンドグルカナーゼIV
(EGIV)をコードする遺伝子が挿入された発現ベクター
pRA11 (Karita, S. et al., J. Ferment. Bioeng., 7
6, 439-444 (1993))に、実施例1で調製したCBDを
コードするDNA断片(配列番号4)を挿入し、EGI
VとCBDの融合タンパク質(EGIV-CBD 融合タンパク
質)の発現ベクターpCsCBD2 を構築した。
Example 2 Luminococcus albus (Rum
Construction of Expression Vector (pCsCBD2) Encoding Endoglucanase IV and CBD from Inococcus albus) In this example, endoglucanase IV, one of the cellulolytic enzymes produced by Luminococcus albus, was used.
Expression vector into which the gene encoding (EGIV) is inserted
pRA11 (Karita, S. et al., J. Ferment. Bioeng., 7
6, 439-444 (1993)), the DNA fragment encoding CBD (SEQ ID NO: 4) prepared in Example 1 was inserted into EGI.
An expression vector pCsCBD2 for a fusion protein of V and CBD (EGIV-CBD fusion protein) was constructed.

【0046】なお、EGIV遺伝子のコード領域3'末端部の
停止コドン近傍に存在するNsp V サイトとEGIV遺伝子の
下流に存在するKpn I サイト間へ、CBDをコードする
DNA断片を挿入し、オープンリーディングフレームが
EGIVとCBD間で分断されないように融合遺伝子を
構築した(図1および図3参照)。
A DNA fragment encoding CBD was inserted between the Nsp V site located near the stop codon at the 3 'end of the coding region of the EGIV gene and the Kpn I site located downstream of the EGIV gene, followed by open reading. A fusion gene was constructed so that the frame was not split between EGIV and CBD (see FIGS. 1 and 3).

【0047】まず、ルミノコッカス アルプスからゲノ
ムDNAを調製した後、PstIによって部分的に切断し、
得られた断片をプラスミドベクターに組み込み、大腸菌
を形質転換することにより、ゲノムDNAライブラリー
を得た。続いて、このライブラリーに含まれるクローン
のうち、エンドグルカナーゼ活性を有するものを選択す
ることによって、EGVIをコードする遺伝子を含む4.
4kb のDNA断片をインサートにもつプラスミドpRA102
を得た。さらに、この4.4kb のDNAをBglIIで切断し
て得られた2.3kb の断片をpUC119 (宝酒造製) へサブク
ローニングすることによって、EGVIをコードする遺
伝子を含むプラスミドpRA11 を得た。なお、これらの方
法は文献 (Karita et al., J.Ferment. Bioeng. 76(6),
439-444(1993))に記載されている。
First, genomic DNA was prepared from the Luminococcus alps, and then partially cut with PstI.
A genomic DNA library was obtained by incorporating the obtained fragment into a plasmid vector and transforming Escherichia coli. Subsequently, among the clones contained in this library, those having an endoglucanase activity are selected to contain the gene encoding EGVI 4.
Plasmid pRA102 with 4kb DNA fragment as insert
I got Furthermore, a plasmid pRA11 containing a gene encoding EGVI was obtained by subcloning a 2.3 kb fragment obtained by digesting the 4.4 kb DNA with BglII into pUC119 (Takara Shuzo). These methods are described in the literature (Karita et al., J. Ferment. Bioeng. 76 (6),
439-444 (1993)).

【0048】次に、pRA11 のDNAをNsp V 及びKpn I
で消化させ、これをアガロースゲル電気泳動法により分
離し、EGIV遺伝子のコード領域を含む断片を得た。次
に、この断片と実施例1で得られたDNA断片を市販の
ライゲーションキット(東洋紡績社製)を使用してライ
ゲーションさせ、得られた産物の一部を使用して大腸菌
JM109 コンピテントセル(東洋紡績社製)を形質転換す
ることにより、EGIV-CBD融合タンパク質の発現ベクター
を持つ組換え大腸菌JM109/pCsCBD2 株を得た。
Next, the DNA of pRA11 was replaced with NspV and KpnI
This was separated by agarose gel electrophoresis to obtain a fragment containing the coding region of the EGIV gene. Next, this fragment and the DNA fragment obtained in Example 1 were ligated using a commercially available ligation kit (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and a part of the obtained product was used to transform Escherichia coli.
JM109 competent cells (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) were transformed to obtain a recombinant Escherichia coli JM109 / pCsCBD2 strain having an expression vector for the EGIV-CBD fusion protein.

【0049】実施例3 組換え大腸菌JM109/pCsCBD2 株
の培養によるEGIV-CBD融合タンパク質の生産及び精製 本実施例では、組換え大腸菌JM109/pCsCBD2 株を培養す
ることによって、EGIV-CBD融合タンパク質の生産を行
い、さらに、セルロースを精製用担体として使用するこ
とによって、該融合タンパク質を精製した。
Example 3 Production and Purification of EGIV-CBD Fusion Protein by Culture of Recombinant Escherichia coli JM109 / pCsCBD2 In this example, production of EGIV-CBD fusion protein was carried out by culturing recombinant Escherichia coli JM109 / pCsCBD2. The fusion protein was further purified by using cellulose as a carrier for purification.

【0050】まず、組換え大腸菌JM109/pCsCBD2 株を10
0ml のLB培地(100 μg/mlのアンピシリンを含む)に
植菌し、37℃で終夜培養を行った。培養終了後、菌体を
遠心分離にて集め、10mlの100mM リン酸カリウムバッフ
ァー(5mMβ- メルカプトエタノールを含む) で洗浄後、
10mlの同バッファーで懸濁した。続いて、菌体を超音波
ホモジナイザー(Sonifier 250: Branson 社製) を用い
て破砕し、遠心分離を行なうことにより、菌体破砕液を
回収した。
First, the recombinant E. coli JM109 / pCsCBD2 strain was
The cells were inoculated into 0 ml of LB medium (containing 100 μg / ml of ampicillin) and cultured at 37 ° C. overnight. After completion of the culture, the cells were collected by centrifugation and washed with 10 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (containing 5 mM β-mercaptoethanol).
The suspension was suspended in 10 ml of the same buffer. Subsequently, the cells were crushed using an ultrasonic homogenizer (Sonifier 250: manufactured by Branson), and centrifuged to collect a cell lysate.

【0051】セルロースKC flock W-300(山陽国策パル
プ社製)を粉砕し(Takano, M. etal., J. Ferment. Bi
oeng., 73, 79-88 (1992))、5mM のβ−メルカプトエ
タノールを含む100mM リン酸カリウムバッファーで3%の
濃度に調整されたボールミルセルロース(BMC )5ml と
先に調製した細胞破砕液 5mlを混合し、氷上で10分間放
置した。これを遠心分離(1,000 x g 、10分間)した
後、上清を除去した。5ml の100mM リン酸カリウムバッ
ファー(5mM β−メルカプトエタノールを含む)でセル
ロースを懸濁し、再度、遠心分離(1,000 x g 、10分
間)することにより、セルロースを洗浄した。セルロー
スを3回洗浄した後、5ml の100mM ン酸カリウムバッフ
ァー(5mM β−メルカプトエタノールを含む)で溶解し
た1%セロビオースで懸濁し、遠心分離(1,000 x g 、
20分間)することにより融合タンパク質を含む上清を回
収した。
Cellulose KC flock W-300 (manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp) is crushed (Takano, M. et al., J. Ferment. Bi
oeng., 73, 79-88 (1992)), 5 ml of ball mill cellulose (BMC) adjusted to 3% concentration with 100 mM potassium phosphate buffer containing 5 mM β-mercaptoethanol and 5 ml of the previously prepared cell lysate Were mixed and left on ice for 10 minutes. After centrifugation (1,000 × g, 10 minutes), the supernatant was removed. Cellulose was suspended in 5 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (containing 5 mM β-mercaptoethanol) and centrifuged again (1,000 × g, 10 minutes) to wash the cellulose. After washing the cellulose three times, it is suspended in 1% cellobiose dissolved in 5 ml of 100 mM potassium phosphate buffer (containing 5 mM β-mercaptoethanol), and centrifuged (1,000 × g,
20 minutes) to collect the supernatant containing the fusion protein.

【0052】菌体破砕液と回収液について、タンパク質
量とセルラーゼ活性を測定した結果を表1に示す。な
お、タンパク質濃度の測定は市販のプロテインアッセイ
キット(バイオラッド社製)を用いて、また、活性測定
は文献(Karita, S. et al., J. Ferment. Bioeng., 8
1, 555-558 (1996))に記載された方法により行い、1
分間に1μmol のグルコースを遊離する量を1ユニット
と定義した。
Table 1 shows the results obtained by measuring the protein amount and cellulase activity of the cell lysate and the recovered solution. The protein concentration was measured using a commercially available protein assay kit (manufactured by Bio-Rad), and the activity was measured according to the literature (Karita, S. et al., J. Ferment. Bioeng., 8).
1, 555-558 (1996)).
The amount releasing 1 μmol of glucose per minute was defined as 1 unit.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】その結果、このセルロース担体を利用した
精製により、39%の融合タンパク質が回収され、また、
その比活性が15倍に上昇したことが確認された。また、
純度を調べるために、SDS-PAGE電気泳動を実施した結
果、得られた融合タンパク質はほぼ単一のタンパク質で
あることが確認された(図4中、レーン2参照)。
As a result, 39% of the fusion protein was recovered by purification using this cellulose carrier.
It was confirmed that the specific activity increased 15-fold. Also,
As a result of performing SDS-PAGE electrophoresis to examine the purity, it was confirmed that the obtained fusion protein was almost a single protein (see lane 2 in FIG. 4).

【0055】実施例4 トリプシン消化によるEGIV-CBD
融合タンパク質の特異的切断 本実施例では、特異的プロテアーゼであるトリプシンを
使用して、融合タンパク質からCBDを切除し、EGI
Vを得た。なお、トリプシンを低濃度かつ低温で作用さ
せることにより、EGIVとCBD間にあるリンカー配
列中に存在するアルギニン残基のカルボキシ末端部に特
異的な加水分解を行った。
Example 4 EGIV-CBD by Trypsin Digestion
Specific cleavage of the fusion protein In this example, the specific protease trypsin was used to excise CBD from the fusion protein,
V was obtained. The trypsin was allowed to act at a low concentration and a low temperature to specifically hydrolyze the carboxy-terminal portion of the arginine residue present in the linker sequence between EGIV and CBD.

【0056】350 μg のEGIV-CBD融合タンパク質に対
し、1μg のトリプシン(和光純薬工業社製)を4℃で
一晩作用させ、一部をSDS-PAGEに供した。その結果、E
GIVとCBDに相当する2本のバンドが確認できた
(図4中、レーン3参照)。
1 μg of trypsin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was allowed to act on 350 μg of the EGIV-CBD fusion protein at 4 ° C. overnight, and a portion was subjected to SDS-PAGE. As a result, E
Two bands corresponding to GIV and CBD were confirmed (see lane 3 in FIG. 4).

【0057】さらに、融合タンパク質の切断箇所を調べ
るために、CBDに相当することが推定されるサイズの
小さいほうのバンドをプロブット(ProBlott)メンブレ
ン(PEアプライド バイオシステムズ社製)上へエレク
トロブロッティングし、これをサンプルとして、モデル
476Aプロテインシーケンサー(PEアプライド バイオシ
ステムズ社製)により、N末端アミノ酸配列解析を実施
した。
Further, in order to examine the cleavage site of the fusion protein, the smaller band estimated to correspond to CBD was electroblotted onto a ProBlott membrane (manufactured by PE Applied Biosystems). Using this as a sample, the model
N-terminal amino acid sequence analysis was performed using a 476A protein sequencer (manufactured by PE Applied Biosystems).

【0058】その結果、この切除されたタンパク質のN
末端アミノ酸配列は、SSPVPAPGDNで始まることが確認さ
れた。すなわち、EGIV-CBD融合タンパク質のアミノ酸配
列中にはトリプシンと標的となるアルギニン酸残基やリ
ジン残基が数多く存在するにもかかわらず、EGIVと
CBD間にあるリンカー配列中に存在するアルギニン残
基のカルボキシ末端部に特異的な加水分解が行われたこ
とを示している。これは、親水性のアミノ酸に富む配列
からなるリンカーが、融合タンパク質中でEGIVとC
BDを結ぶフレキシブルなヒンジとして働き、さらに融
合タンパク質表面に露出するために、リンカー配列中の
アルギニン残基が優先的にトリプシンの標的となったと
推察された。
As a result, the N of the excised protein
The terminal amino acid sequence was confirmed to begin with SSPVPAPGDN. That is, despite the presence of a large number of tryptic and target arginic acid residues and lysine residues in the amino acid sequence of the EGIV-CBD fusion protein, arginine residues present in the linker sequence between EGIV and CBD Shows that specific hydrolysis was carried out at the carboxy terminus. This is because a linker consisting of a sequence rich in hydrophilic amino acids is used to make EGIV and C
It was presumed that the arginine residue in the linker sequence was preferentially a target of trypsin in order to act as a flexible hinge connecting the BD and to expose it on the fusion protein surface.

【0059】実施例5 イオン交換カラムクロマトグラ
フィーによるEGIVの精製 本実施例では、融合タンパク質のトリプシン消化物につ
いてイオン交換カラムクロマトグラフィーを行い、目的
のEGIVを単離した。実施例4で得られたトリプシン
消化物をハイトラップ(HitrapQ )(ファルマシア社
製)へアプライし、イオン交換カラムクロマトグラフィ
ーを実施した。得られたEGIVに相当する画分の一部
をSDS-PAGE電気泳動に供した結果、EGIVに相当する
単一バンドが確認できた(図4中、レーン4参照)。図
4中、レーンM:サイズマーカー、レーン1:組換え大
腸菌JM109/pCsCBD2株の培養物の菌体破砕液、レーン
2:BMC で精製されたEGIV-CBD融合タンパク質、レーン
3:EGIV-CBD融合タンパク質のトリプシン消化物、レー
ン4:イオン交換クロマトグラフィーで精製されたEG
IVを示す。
Example 5 Purification of EGIV by Ion Exchange Column Chromatography In this example, the target EGIV was isolated by performing ion exchange column chromatography on a tryptic digest of the fusion protein. The trypsin digest obtained in Example 4 was applied to HitrapQ (manufactured by Pharmacia), and ion exchange column chromatography was performed. A part of the obtained fraction corresponding to EGIV was subjected to SDS-PAGE electrophoresis, and as a result, a single band corresponding to EGIV was confirmed (see lane 4 in FIG. 4). In FIG. 4, lane M: size marker, lane 1: lysate of a culture of recombinant E. coli JM109 / pCsCBD2 strain, lane 2: EGIV-CBD fusion protein purified by BMC, lane 3: EGIV-CBD fusion Tryptic digest of protein, lane 4: EG purified by ion exchange chromatography
Shows IV.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明のCBDは、従来のCBDに比べ
て、セルロースに対する親和性が高く、トリス塩酸緩衝
液では全く溶出されないことから、目的とするタンパク
質をセルロース担体に多量に吸着させることができ、ま
た、該CBDを含むタンパク質のセルロース担体からの
タンパク質の溶出は、糖の水溶液を使用する温和な条件
で、タンパク質の変性がなく、さらに、セルロースの破
壊が見られないという特長を有する。したがって、本発
明によれば、効率的かつ経済的に組換えタンパク質の生
産及び精製を行うことができる。
The CBD of the present invention has a higher affinity for cellulose than conventional CBD and is not eluted with Tris-HCl buffer at all, so that a large amount of the target protein can be adsorbed on the cellulose carrier. In addition, elution of the protein from the cellulose carrier of the protein containing the CBD is characterized by no denaturation of the protein and no destruction of the cellulose under mild conditions using an aqueous solution of sugar. Therefore, according to the present invention, a recombinant protein can be efficiently and economically produced and purified.

【0061】[0061]

【配列表】[Sequence list]

配列番号1 配列の長さ:126 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ポリペプチド 配列の特徴 クロストリジウム ステルコラリウム由来キシラナーゼ
AのCBDIを構成する。 配列 Ile Arg Arg Asp Ala Phe Ser Ile Ile Glu Ala Glu Glu Tyr Asn Ser 1 5 10 15 Thr Asn Ser Ser Thr Leu Gln Val Ile Gly Thr Pro Asn Asn Gly Arg 20 25 30 Gly Ile Gly Tyr Ile Glu Asn Gly Asn Thr Val Thr Tyr Ser Asn Ile 35 40 45 Asp Phe Gly Ser Gly Ala Thr Gly Phe Ser Ala Thr Val Ala Thr Glu 50 55 60 Val Asn Thr Ser Ile Gln Ile Arg Ser Asp Ser Pro Thr Gly Thr Leu 65 70 75 80 Leu Gly Thr Leu Tyr Val Ser Ser Thr Gly Ser Trp Asn Thr Tyr Gln 85 90 95 Thr Val Ser Thr Asn Ile Ser Lys Ile Thr Gly Val His Asp Ile Val 100 105 110 Leu Val Phe Ser Gly Pro Val Asn Val Asp Asn Phe Ile Phe 115 120 125
SEQ ID NO: 1 Sequence length: 126 Sequence type: amino acid Number of chains: single-chain Topology: linear Sequence type: polypeptide Sequence characteristics Clostridium stercorarium-derived xylanase A CBDI constitutes. Sequence Ile Arg Arg Asp Ala Phe Ser Ile Ile Glu Ala Glu Glu Tyr Asn Ser 1 5 10 15 Thr Asn Ser Ser Thr Leu Gln Val Ile Gly Thr Pro Asn Asn Gly Arg 20 25 30 Gly Ile Gly Tyr Ile Glu Asn Gly Asn Thr Val Thr Tyr Ser Asn Ile 35 40 45 Asp Phe Gly Ser Gly Ala Thr Gly Phe Ser Ala Thr Val Ala Thr Glu 50 55 60 Val Asn Thr Ser Ile Gln Ile Arg Ser Asp Ser Pro Thr Gly Thr Leu 65 70 75 80 Leu Gly Thr Leu Tyr Val Ser Ser Thr Gly Ser Trp Asn Thr Tyr Gln 85 90 95 Thr Val Ser Thr Asn Ile Ser Lys Ile Thr Gly Val His Asp Ile Val 100 105 110 Leu Val Phe Ser Gly Pro Val Asn Val Asp Asn Phe Ile Phe 115 120 125

【0062】配列番号2 配列の長さ:132 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:ポリペプチド 配列の特徴 クロストリジウム ステルコラリウム由来キシラナーゼ
AのCBDIIを構成する。 配列 Asp Asn Thr Arg Asp Ala Tyr Ser Ile Ile Gln Ala Glu Asp Tyr Asp 1 5 10 15 Ser Ser Tyr Gly Pro Asn Leu Gln Ile Phe Ser Leu Pro Gly Gly Gly 20 25 30 Ser Ala Ile Gly Tyr Ile Glu Asn Gly Tyr Ser Thr Thr Tyr Lys Asn 35 40 45 Ile Asp Phe Gly Asp Gly Ala Thr Ser Val Thr Ala Arg Val Ala Thr 50 55 60 Gln Asn Ala Thr Thr Ile Gln Val Arg Leu Gly Ser Pro Ser Gly Thr 65 70 75 80 Leu Leu Gly Thr Ile Tyr Val Gly Ser Thr Gly Ser Phe Asp Thr Tyr 85 90 95 Arg Asp Val Ser Ala Thr Ile Ser Asn Thr Ala Gly Val Lys Asp Ile 100 105 110 Val Leu Val Phe Ser Gly Pro Val Asn Val Asp Trp Phe Val Phe Ser 115 120 125 Lys Ser Gly Thr 130
SEQ ID NO: 2 Sequence length: 132 Sequence type: number of amino acid chains: 1 chain Topology: linear Sequence type: polypeptide Sequence characteristics Constructs CBDII of xylanase A derived from Clostridium stercolarium . Sequence Asp Asn Thr Arg Asp Ala Tyr Ser Ile Ile Gln Ala Glu Asp Tyr Asp 1 5 10 15 Ser Ser Tyr Gly Pro Asn Leu Gln Ile Phe Ser Leu Pro Gly Gly Gly 20 25 30 Ser Ala Ile Gly Tyr Ile Glu Asn Gly Tyr Ser Thr Thr Tyr Lys Asn 35 40 45 Ile Asp Phe Gly Asp Gly Ala Thr Ser Val Thr Ala Arg Val Ala Thr 50 55 60 Gln Asn Ala Thr Thr Ile Gln Val Arg Leu Gly Ser Pro Ser Gly Thr 65 70 75 80 Leu Leu Gly Thr Ile Tyr Val Gly Ser Thr Gly Ser Phe Asp Thr Tyr 85 90 95 Arg Asp Val Ser Ala Thr Ile Ser Asn Thr Ala Gly Val Lys Asp Ile 100 105 110 Val Leu Val Phe Ser Gly Pro Val Asn Val Asp Trp Phe Val Phe Ser 115 120 125 Lys Ser Gly Thr 130

【0063】配列番号3 配列の長さ:10 配列の型:アミノ酸 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:オリゴペプチド 配列の特徴 クロストリジウム ステルコラリウム由来キシラナーゼ
AのCBDIとCBDII間に存在するリンカーを構成す
る。
SEQ ID NO: 3 Sequence length: 10 Sequence type: number of amino acid chains: 1-chain Topology: linear Sequence type: oligopeptide Sequence characteristics between CBDI and CBDII of xylanase A derived from Clostridium stercolarium Constitute the linker present in

【0064】配列番号4 配列の長さ:432 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:DNA 配列の特徴 クロストリジウム ステルコラリウム由来キシラナーゼ
AのCDB IIとリンカーを構成する。 配列 CGA AGT TCA CCA GTG CCT GCA CCT GGT GAT AAC ACA AGA GAC GCA TAT 48 Arg Ser Ser Pro Val Pro Ala Pro Gly Asp Asn Thr Arg Asp Ala Tyr 1 5 10 15 TCT ATC ATT CAG GCC GAG GAT TAT GAC AGC AGT TAT GGT CCC AAC CTT 96 Ser Ile Ile Gln Ala Glu Asp Tyr Asp Ser Ser Tyr Gly Pro Asn Leu 20 25 30 CAA ATC TTT AGC TTA CCA GGT GGT GGC AGC GCC ATT GGC TAT ATT GAA 144 Gln Ile Phe Ser Leu Pro Gly Gly Gly Ser Ala Ile Gly Tyr Ile Glu 35 40 45 AAT GGT TAT TCC ACT ACC TAT AAA AAT ATT GAT TTT GGT GAC GGC GCA 192 Asn Gly Tyr Ser Thr Thr Tyr Lys Asn Ile Asp Phe Gly Asp Gly Ala 50 55 60 ACG TCC GTA ACA GCA AGA GTA GCT ACC CAG AAT GCT ACT ACC ATT CAG 240 Thr Ser Val Thr Ala Arg Val Ala Thr Gln Asn Ala Thr Thr Ile Gln 65 70 75 80 GTA AGA TTG GGA AGT CCA TCG GGT ACA TTA CTT GGA ACA ATT TAC GTG 288 Val Arg Leu Gly Ser Pro Ser Gly Thr Leu Leu Gly Thr Ile Tyr Val 85 90 95 GGG TCC ACA GGA AGC TTT GAT ACT TAT AGG GAT GTA TCC GCT ACC ATT 336 Gly Ser Thr Gly Ser Phe Asp Thr Tyr Arg Asp Val Ser Ala Thr Ile 100 105 110 AGT AAT ACT GCG GGT GTA AAA GAT ATT GTT CTT GTA TTC TCA GGT CCT 384 Ser Asn Thr Ala Gly Val Lys Asp Ile Val Leu Val Phe Ser Gly Pro 115 120 125 GTT AAT GTT GAC TGG TTT GTA TTC TCA AAA TCA GGA ACT TAA GGG TAC 432 Val Asn Val Asp Trp Phe Val Phe Ser Lys Ser Gly Thr *** 130 135 140
SEQ ID NO: 4 Sequence length: 432 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: double-stranded Topology: linear Sequence type: DNA Sequence characteristics CDB II of xylanase A derived from Clostridium stercolarium And configure the linker. Sequence CGA AGT TCA CCA GTG CCT GCA CCT GGT GAT AAC ACA AGA GAC GCA TAT 48 Arg Ser Ser Pro Val Pro Ala Pro Gly Asp Asn Thr Arg Asp Ala Tyr 1 5 10 15 TCT ATC ATT CAG GCC GAG GAT TAT GAC AGC AGT TAT GGT CCC AAC CTT 96 Ser Ile Ile Gln Ala Glu Asp Tyr Asp Ser Ser Tyr Gly Pro Asn Leu 20 25 30 CAA ATC TTT AGC TTA CCA GGT GGT GGC AGC GCC ATT GGC TAT ATT GAA 144 Gln Ile Phe Ser Leu Pro Gly Gly Gly Ser Ala Ile Gly Tyr Ile Glu 35 40 45 AAT GGT TAT TCC ACT ACC TAT AAA AAT ATT GAT TTT GGT GAC GGC GCA 192 Asn Gly Tyr Ser Thr Thr Tyr Lys Asn Ile Asp Phe Gly Asp Gly Ala 50 55 60 ACG TCC GTA ACA GCA AGA GTA GCT ACC CAG AAT GCT ACT ACC ATT CAG 240 Thr Ser Val Thr Ala Arg Val Ala Thr Gln Asn Ala Thr Thr Ile Gln 65 70 75 80 GTA AGA TTG GGA AGT CCA TCG GGT ACA TTA CTT GGA ACA ATT TAC GTG 288 Val Arg Leu Gly Ser Pro Ser Gly Thr Leu Leu Gly Thr Ile Tyr Val 85 90 95 GGG TCC ACA GGA AGC TTT GAT ACT TAT AGG GAT GTA TCC GCT ACC ATT 336 Gly Ser Thr Gly Ser Phe Asp Thr Tyr Arg Asp Val Ser Ala Thr Ile 100 105 110 A GT AAT ACT GCG GGT GTA AAA GAT ATT GTT CTT GTA TTC TCA GGT CCT 384 Ser Asn Thr Ala Gly Val Lys Asp Ile Val Leu Val Phe Ser Gly Pro 115 120 125 GTT AAT GTT GAC TGG TTT GTA TTC TCA AAA TCA GGA ACT TAA GGG TAC 432 Val Asn Val Asp Trp Phe Val Phe Ser Lys Ser Gly Thr *** 130 135 140

【0065】配列番号5 配列の長さ:28 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成オリゴヌクレオチド TTTTCGAAGT TCACCAGTGC CTGCACCT 28SEQ ID NO: 5 Sequence length: 28 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic oligonucleotide TTTTCGAAGT TCACCAGTGC CTGCACCT 28

【0066】配列番号6 配列の長さ:24 配列の型:核酸(DNA) 鎖の数:1本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:合成オリゴヌクレオチド TTGGTACCCT TAAGTTCCTG ATTT 24SEQ ID NO: 6 Sequence length: 24 Sequence type: nucleic acid (DNA) Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: synthetic oligonucleotide TTGGTACCCT TAAGTTCCTG ATTT 24

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

【図1】 EGIV-CBD融合タンパク質をコードする発現プ
ラスミドの構築図を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the construction of an expression plasmid encoding an EGIV-CBD fusion protein.

【図2】 リンカーのアミノ末端近傍およびCBDのカ
ルボキシ末端近傍に相当する塩基およびアミノ酸配列と
プライマー1および2のアニーリングサイトを示す図で
ある。
FIG. 2 is a view showing base and amino acid sequences corresponding to the vicinity of the amino terminal of the linker and the vicinity of the carboxy terminal of CBD, and the annealing sites of primers 1 and 2.

【図3】 EGIVとリンカーの接合部近傍に相当する塩基
およびアミノ酸配列を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing base and amino acid sequences corresponding to the vicinity of the junction between EGIV and a linker.

【図4】 SDS-PAGE電気泳動の結果を示す図に代わる写
真である。
FIG. 4 is a photograph replacing a figure showing the results of SDS-PAGE electrophoresis.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12N 1/21 C12N 1/21 9/24 9/24 11/12 11/12 C12P 21/02 C12P 21/02 C //(C12N 15/09 ZNA C12R 1:145) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/24 C12R 1:145) (C12P 21/02 C12R 1:19) Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C12N 1/21 C12N 1/21 9/24 9/24 11/12 11/12 C12P 21/02 C12P 21/02 C // (C12N 15 / 09 ZNA C12R 1: 145) (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12N 9/24 C12R 1: 145) (C12P 21/02 C12R 1:19)

Claims (44)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セルロース分解酵素のセルロース結合ド
メインを有するタンパク質が含まれる溶液をセルロース
担体に作用させることにより、該担体に該タンパク質を
吸着させ、次いで糖類を作用させて、該担体から該タン
パク質を溶出することを特徴とするタンパク質精製方
法。
Claims: 1. A solution containing a protein having a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme is allowed to act on a cellulose carrier, whereby the protein is adsorbed on the carrier, and then a saccharide is allowed to act on the carrier to convert the protein from the carrier. A protein purification method characterized by elution.
【請求項2】 セルロース分解酵素が、キシラナーゼで
ある請求項1記載のタンパク質精製方法。
2. The method for purifying a protein according to claim 1, wherein the cellulolytic enzyme is xylanase.
【請求項3】 セルロース分解酵素が、クロストリジウ
ム ステルコラリウム(Clostridium stercorarium)の産
生するキシラナーゼAである請求項1記載のタンパク質
精製方法。
3. The method for purifying a protein according to claim 1, wherein the cellulolytic enzyme is xylanase A produced by Clostridium stercorarium.
【請求項4】 セルロース結合ドメインが、配列番号1
または2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対し
て、少なくとも40%の相同アミノ酸配列を含むポリペ
プチド鎖である請求項1記載のタンパク質精製方法。
4. The method according to claim 1, wherein the cellulose binding domain is SEQ ID NO: 1.
2. The method for purifying a protein according to claim 1, wherein the polypeptide chain comprises at least 40% of a homologous amino acid sequence with respect to the continuous portion of the amino acid sequence shown in 2.
【請求項5】 セルロース結合ドメインが、配列番号1
または2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対し
て、少なくとも60%の相同アミノ酸配列を含むポリペ
プチド鎖である請求項1記載タンパク質精製方法。
5. The method according to claim 5, wherein the cellulose binding domain is SEQ ID NO: 1.
2. The method for purifying a protein according to claim 1, wherein the polypeptide chain comprises at least 60% of a homologous amino acid sequence with respect to a continuous portion of the amino acid sequence shown in 2.
【請求項6】 セルロース結合ドメインが、配列番号1
または2に示したアミノ酸配列のいずれかを含むポリペ
プチド鎖である請求項1記載のタンパク質精製方法。
6. The method according to claim 6, wherein the cellulose binding domain is SEQ ID NO: 1.
2. The method for purifying a protein according to claim 1, wherein the method is a polypeptide chain comprising any of the amino acid sequences shown in 2.
【請求項7】 セルロース分解酵素のセルロース結合ド
メインを有するタンパク質が、精製しようとするタンパ
ク質およびセルロース分解酵素のセルロース結合ドメイ
ンを含むポリペプチド鎖の融合タンパク質である請求項
1記載のタンパク質精製方法。
7. The method for purifying a protein according to claim 1, wherein the protein having a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme is a fusion protein of a protein to be purified and a polypeptide chain containing a cellulose-binding domain of the cellulolytic enzyme.
【請求項8】 精製しようとするタンパク質が、組換え
タンパク質である請求項7記載のタンパク質精製方法。
8. The method according to claim 7, wherein the protein to be purified is a recombinant protein.
【請求項9】 セルロース担体が、不溶性セルロースで
ある請求項1記載のタンパク質精製方法。
9. The method according to claim 1, wherein the cellulose carrier is insoluble cellulose.
【請求項10】 不溶性セルロースが、非結晶性セルロ
ースである請求項9記載のタンパク質精製方法。
10. The method for purifying a protein according to claim 9, wherein the insoluble cellulose is non-crystalline cellulose.
【請求項11】 糖類がセロビオース、マルトース、グ
ルコースまたはキシロースである請求項1記載のタンパ
ク質精製方法。
11. The method according to claim 1, wherein the saccharide is cellobiose, maltose, glucose or xylose.
【請求項12】 糖類がセロビオースである請求項1記
載のタンパク質精製方法。
12. The method according to claim 1, wherein the saccharide is cellobiose.
【請求項13】 セロビオースの濃度が、1〜10%の
範囲で使用される請求項12記載のタンパク質精製方
法。
13. The protein purification method according to claim 12, wherein the concentration of cellobiose is used in a range of 1 to 10%.
【請求項14】 溶出した融合タンパク質を、さらに、
特異的プロテアーゼで処理することにより、該融合タン
パク質からセルロース結合ドメインを含むポリペプチド
鎖を分離して、タンパク質のみを回収する請求項7記載
のタンパク質精製方法。
14. The eluted fusion protein may further comprise:
The protein purification method according to claim 7, wherein a polypeptide chain containing a cellulose binding domain is separated from the fusion protein by treating with a specific protease, and only the protein is recovered.
【請求項15】 融合タンパク質が、(a)精製しよう
とするタンパク質、(b)配列番号3に示したアミノ酸
配列からなるリンカー、さらに(c)セルロース分解酵
素のセルロース結合ドメインを含み、さらに(d)特異
的プロテアーゼにより該リンカー部分において切断され
る部位を含む請求項7記載のタンパク質精製方法。
15. The fusion protein comprises (a) a protein to be purified, (b) a linker consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, further (c) a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme, and further comprising (d) 8. The method for purifying a protein according to claim 7, comprising a site cleaved at said linker portion by a specific protease.
【請求項16】 特異的プロテアーゼが、トリプシンで
ある請求項15記載のタンパク質精製方法。
16. The method according to claim 15, wherein the specific protease is trypsin.
【請求項17】 (a)精製しようとするタンパク質お
よび(b)セルロース分解酵素のセルロース結合ドメイ
ンを含むポリペプチド鎖からなる融合タンパク質。
17. A fusion protein comprising (a) a protein to be purified and (b) a polypeptide chain containing a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme.
【請求項18】 セルロース分解酵素が、キシラナーゼ
である請求項17記載の融合タンパク質。
18. The fusion protein according to claim 17, wherein the cellulolytic enzyme is xylanase.
【請求項19】 セルロース分解酵素が、クロストリジ
ウム ステルコラリウム(Clostridium stercorarium)の
産生するキシラナーゼAである請求項17記載の融合タ
ンパク質。
19. The fusion protein according to claim 17, wherein the cellulolytic enzyme is xylanase A produced by Clostridium stercorarium.
【請求項20】 セルロース結合ドメインが、配列番号
1または2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対し
て、少なくとも40%の相同アミノ酸配列を含むポリペ
プチド鎖である請求項17記載の融合タンパク質。
20. The fusion protein according to claim 17, wherein the cellulose binding domain is a polypeptide chain containing at least 40% homologous amino acid sequence to a continuous portion of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2.
【請求項21】 セルロース結合ドメインが、配列番号
1または2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対し
て、少なくとも60%の相同アミノ酸配列を含むポリペ
プチド鎖である請求項17記載の融合タンパク質。
21. The fusion protein according to claim 17, wherein the cellulose binding domain is a polypeptide chain containing at least 60% homologous amino acid sequence to a continuous portion of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2.
【請求項22】 セルロース結合ドメインが、配列番号
1または2に示したアミノ酸配列を含むポリペプチド鎖
である請求項17記載の融合タンパク質。
22. The fusion protein according to claim 17, wherein the cellulose binding domain is a polypeptide chain comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2.
【請求項23】 (a)精製しようとするタンパク質、
(b)配列番号3に示したアミノ酸配列からなるリンカ
ー、さらに(c)セルロース分解酵素のセルロース結合
ドメインを含み、さらに(d)特異的プロテアーゼによ
り該リンカー部分において切断される部位を含む融合タ
ンパク質。
23. (a) a protein to be purified,
(B) a fusion protein comprising a linker consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, further (c) a cellulose binding domain of a cellulolytic enzyme, and (d) a site cleaved at the linker by a specific protease.
【請求項24】 特異的プロテアーゼが、トリプシンで
ある請求項23記載の融合タンパク質。
24. The fusion protein according to claim 23, wherein the specific protease is trypsin.
【請求項25】 請求項17〜24のいずれか1項記載
の融合タンパク質をコードする組み換えDNA。
A recombinant DNA encoding the fusion protein according to any one of claims 17 to 24.
【請求項26】 請求項25記載の融合タンパク質をコ
ードする組み換えDNAを含む組み換えベクター。
26. A recombinant vector comprising a recombinant DNA encoding the fusion protein according to claim 25.
【請求項27】 請求項26記載の組み換えベクターで
形質転換された宿主細胞形質転換体。
27. A host cell transformant transformed with the recombinant vector according to claim 26.
【請求項28】 宿主細胞が大腸菌である請求項27記
載の宿主細胞形質転換体。
28. The host cell transformant according to claim 27, wherein the host cell is Escherichia coli.
【請求項29】 タンパク質をコードする遺伝子および
セルロース分解酵素のセルロース結合ドメインを含むポ
リペプチド鎖をコードする遺伝子をベクターに挿入し、
該ベクターで宿主細胞を形質転換し、該宿主細胞を培養
し、該宿主細胞中で、タンパク質およびセルロース分解
酵素のセルロース結合ドメインを含むポリペプチド鎖の
融合タンパク質を発現させ、該宿主細胞中から該融合タ
ンパク質を採取することを特徴とする融合タンパク質製
造方法。
29. A vector encoding a gene encoding a protein and a gene encoding a polypeptide chain containing a cellulose binding domain of a cellulolytic enzyme,
A host cell is transformed with the vector, the host cell is cultured, and a fusion protein of a polypeptide chain containing a protein and a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme is expressed in the host cell. A method for producing a fusion protein, comprising collecting the fusion protein.
【請求項30】 さらに、タンパク質およびセルロース
分解酵素のセルロース結合ドメインを含むポリペプチド
鎖との融合タンパク質を含む宿主細胞抽出液をセルロー
ス担体に作用させることにより、該融合タンパク質を担
体に吸着させ、次いで糖類を作用させて、該担体から融
合タンパク質を溶出する請求項29記載の融合タンパク
質製造方法。
30. A host cell extract containing a fusion protein with a protein and a polypeptide chain containing a cellulose-binding domain of a cellulolytic enzyme is allowed to act on a cellulose carrier, whereby the fusion protein is adsorbed on the carrier. 30. The method for producing a fusion protein according to claim 29, wherein the fusion protein is eluted from the carrier by reacting a saccharide.
【請求項31】 セルロース分解酵素が、キシラナーゼ
である請求項29記載の融合タンパク質製造方法。
31. The method according to claim 29, wherein the cellulolytic enzyme is xylanase.
【請求項32】 セルロース分解酵素が、クロストリジ
ウム ステルコラリウム(Clostridium stercorarium)の
産生するキシラナーゼAである請求項29記載の融合タ
ンパク質製造方法。
32. The method for producing a fusion protein according to claim 29, wherein the cellulolytic enzyme is xylanase A produced by Clostridium stercorarium.
【請求項33】 セルロース結合ドメインが、配列番号
1または2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対し
て、少なくとも40%の相同アミノ酸配列を含むポリペ
プチド鎖である請求項29記載の融合タンパク質製造方
法。
33. The production of a fusion protein according to claim 29, wherein the cellulose binding domain is a polypeptide chain containing at least 40% homologous amino acid sequence to a continuous portion of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2. Method.
【請求項34】 セルロース結合ドメインが、配列番号
1または2に示したアミノ酸配列の連続した部分に対し
て、少なくとも60%の相同アミノ酸配列を含むポリペ
プチド鎖である請求項29記載の融合タンパク質製造方
法。
34. The production of a fusion protein according to claim 29, wherein the cellulose binding domain is a polypeptide chain containing at least 60% homologous amino acid sequence to a continuous portion of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2. Method.
【請求項35】 セルロース結合ドメインが、配列番号
1または2に示したアミノ酸配列のいずれかを含むポリ
ペプチド鎖である請求項29記載の融合タンパク質製造
方法。
35. The method for producing a fusion protein according to claim 29, wherein the cellulose-binding domain is a polypeptide chain containing any of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2.
【請求項36】 酵素、抗体又はホルモンである請求項
29記載の融合タンパク質製造方法。
36. The method for producing a fusion protein according to claim 29, which is an enzyme, an antibody or a hormone.
【請求項37】 セルロース担体が、不溶性セルロース
である請求項30記載の融合タンパク質製造方法。
37. The method for producing a fusion protein according to claim 30, wherein the cellulose carrier is insoluble cellulose.
【請求項38】 不溶性セルロースが、非結晶性セルロ
ースである請求項38記載の融合タンパク質製造方法。
38. The method according to claim 38, wherein the insoluble cellulose is a non-crystalline cellulose.
【請求項39】 糖類がセロビオース、マルトース、グ
ルコースまたはキシロースである請求項29記載の融合
タンパク質製造方法。
39. The method for producing a fusion protein according to claim 29, wherein the saccharide is cellobiose, maltose, glucose or xylose.
【請求項40】 糖類がセロビオースである請求項29
記載の融合タンパク質製造方法。
40. The saccharide is cellobiose.
The method for producing a fusion protein according to the above.
【請求項41】 セロビオースの濃度が、1〜10%の
範囲で使用される請求項29記載の融合タンパク質製造
方法。
41. The method for producing a fusion protein according to claim 29, wherein the concentration of cellobiose is used in a range of 1 to 10%.
【請求項42】 融合タンパク質が、(a)製造しよう
とするタンパク質、(b)配列番号3に示したアミノ酸
配列からなるリンカー、さらに(c)セルロース分解酵
素のセルロース結合ドメインを含み、さらに(d)特異
的プロテアーゼにより該リンカー部分において切断され
る部位を含む請求項29記載の融合タンパク質製造方
法。
42. The fusion protein comprises (a) a protein to be produced, (b) a linker consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3, further (c) a cellulose binding domain of a cellulolytic enzyme, and further comprising (d) 30) The method for producing a fusion protein according to claim 29, comprising a site cleaved at the linker portion by a specific protease.
【請求項43】 請求項42記載の溶出した融合タンパ
ク質を、さらに、特異的プロテアーゼで処理することに
より、該融合タンパク質からセルロース結合ドメインを
含むポリペプチド鎖を分離して、タンパク質のみを回収
することを特徴とするタンパク質製造方法。
43. The eluted fusion protein according to claim 42, which is further treated with a specific protease to separate a polypeptide chain containing a cellulose binding domain from the fusion protein, and recover only the protein. A method for producing a protein, comprising:
【請求項44】 特異的プロテアーゼが、トリプシンで
ある請求項43記載のタンパク質製造方法。
44. The method for producing a protein according to claim 43, wherein the specific protease is trypsin.
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