JPS6041487A - 酵母発現系でのアルフア因子配列の使用 - Google Patents
酵母発現系でのアルフア因子配列の使用Info
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- JPS6041487A JPS6041487A JP8276884A JP8276884A JPS6041487A JP S6041487 A JPS6041487 A JP S6041487A JP 8276884 A JP8276884 A JP 8276884A JP 8276884 A JP8276884 A JP 8276884A JP S6041487 A JPS6041487 A JP S6041487A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の利用分野
本発明は、一般に、干渉となる量の所望で1よいプレ配
列又は他の発現用人為構造を伴なわ7よい分離した産物
として異種タンパクを産生、プロセッシング及び分泌す
る酵母宿主系及び発現ベヒクルを使用する組換DNA技
術に係る。 親細胞の細胞膜を通って分泌されろタンパクは通常細胞
内で「ブレ」タンパクとして産生される。この形態のタ
ンパクは伺加的なポリペプチドに融合しており、このポ
リペプチドは恐う(タンパクの分泌及び局在化の補助と
なる。この付加的タンパクは「シグナル」ポリペプチド
といわれ、分泌過程中に分泌される「成熟」タンパクか
ら切り取られると信じ、もれている。プレタンパクのシ
グナルペプチドはい、(らが類似する共通部分を有して
いるがその一次措造はかなり違つ
列又は他の発現用人為構造を伴なわ7よい分離した産物
として異種タンパクを産生、プロセッシング及び分泌す
る酵母宿主系及び発現ベヒクルを使用する組換DNA技
術に係る。 親細胞の細胞膜を通って分泌されろタンパクは通常細胞
内で「ブレ」タンパクとして産生される。この形態のタ
ンパクは伺加的なポリペプチドに融合しており、このポ
リペプチドは恐う(タンパクの分泌及び局在化の補助と
なる。この付加的タンパクは「シグナル」ポリペプチド
といわれ、分泌過程中に分泌される「成熟」タンパクか
ら切り取られると信じ、もれている。プレタンパクのシ
グナルペプチドはい、(らが類似する共通部分を有して
いるがその一次措造はかなり違つ
【いる。所与の生体で
さえもシグナルペプチドのこのような変化が見い出され
ている。 例えは、ヒト成長ホルモンのシグナルはヒトインシュリ
ンのシグナルとは実質的に異なっている。このことは、
各々のタンパクがその特定のタンパクの細胞膜を通過し
ての転置に特にうまく適合するようなシグナル配列をも
つように進化して来たことを示唆している。 本発明は、異種タンパクをコードしているDNAを、酵
母α因子遺伝子のプロモーター及び/又はシグナルペプ
チドをコードしている部分のDNA配列に有効に(発現
するように)結合すると、実質的に成熟なタンパクが酵
母にょっ見に基づくものである(本明細書の開示から明
らかとなるように酵母は少な(とも2種のα因子遺伝子
を有する。「α因子遺伝子」という用語はそのような機
能性遺伝子全てを含むものとする)。即ち、基本的に本
発明は、所望のタンパクをコードしているDNAを含有
する発現ベヒクルをもつ生細胞を含む酵母の培養培地か
ら有用な量の異種タンパクを得る手段及び方法に係る・
この場合、前記異型タンパクをコードしているDNAは
、酵母α因子遺伝子のプロモーター及び/又はシグナル
部分を含むDNA配列異種DNAの発現により細胞培養
培地中に有用な分離状態(融合していない2)のタンパ
ク産物1、れることである。 酵母のα因子は、通常完全な分泌作用の際にα因子から
除去される「プレプロ」配列を含有する。従って、有効
操作上の面からは後に更に説明するように培地中への分
泌過程に於いてプレプロ配列がシグナル配列として機能
する。本発明で得られた結果から明らかなよ5に、異種
タンパクに融合したα因子の上記定義のシグナル配列を
含むペプチドは酵母生体によってうまくプロセッシング
され、成熟異種タンパクが周囲の培地に分泌されること
になる。従って、この「プレプロ」シグナルを使用する
ことによって得られる利点は、シグナル/異種タンパク
遺伝子配列がα因子プロモーターの制御下又は酵母内で
機能する他のプロモーターの制御下にあるか否か罠かか
わらず実現される。同様に1本発明によって得られた結
果が示すところによると、α因子プロモーターは典雅遺
伝子の発現に効果的であり、そのような発現はシグナル
配列を発現ベヒクルの中間に挿入しな(ても得られる。 従って、本発明は、酵母系で具種ペプチドを発現させる
ための4予プロモーターにしZgぴル ブロモ−クーの使用に関し、更に、酵母中での発現の結
果産生された異種タンパクの有効なブ本発明の背景を明
らかにし、特定の場合には本発明の実施に関する更に詳
細な説明を与えるべ(本明細書中に引用する刊行物やそ
の他の資料は引用によって本明細書に包含されるものと
する。便宜上これらに番号を付しまとめて本明細書末尾
の参考文献の欄に記載する。 又、本発明は、1982年11月1日に出願された米国
特許出願第06/438,236号及びその親出願並び
に1983年4月25日に出願された米国特許出願第Q
67488,337号に関連するものであり、ここに引
用したことによりこれら出願の開示内容を本明細書に包
含するものとする。 発明の背景 天然の酵母生体を工、細胞表面成長のため及び細胞代謝
に必須な機能として、少数のある種の同脛(内因化)タ
ンパクを原形質膜まで及び時にはそれを通して輸送する
。娘細胞の前低の初期成長として細胞が出芽する際には
、代亦は勿論細胞壁及び原形質膜の生成に仲他の付加的
なタンパクが必要である。これらのタンパクのあるもの
は機能的にある意味で関与する筈であるし、従つ℃、分
泌経路が存在するとイ4じられている(1)。上記過程
に含まれるある種の同種りど3 ンパク(工小胞体に結合したりボゾーム1指訳によって
形成される。同種タンパクは通常酵母種によって産生さ
れ、その生存のために必要なタンパクである。これらは
生成された後ゴルジ装置へ移送され、小胞内へ包入され
、原形質膜へ移送され、そこで結合し、又はある程度そ
こをれる。同種タンパクの少数のものは完全に細胞壁を
通過して外へill几送されるらしい。例えばα−因子
及びキジ−mX (kiuer toxin )がある
(2.3)。 又、細胞の出芽領域は小+1iiに魅きつけられる部位
であり、出芽の内部表面に融合することにより、原形質
膜そして恐らく細胞壁の全体の生長に寄与する(4,5
.(i)。いわゆる分泌過程でタンパクのグリコジル化
(glycosylαtion)が関係するか否かは未
だに論議のあるところである。更に、本発明でいうよう
な「分泌」タンパクは、シグナルプレペプチドと考えら
れ、脆表面への輸送及びそこでの導入過程に関連すると
思われる。しかしながら、全体としての分泌過程の正確
なメカニズノ、は充分には埋確されていない。 組換DNA技術により、酵母生体中の分あ過程に関する
広く知られた質問に対する解答を与える有用な手段が得
られ、これを適用することで、前記の如き生体又は他の
生体にコピー量(大量)の異種ポリペプチド産物を内因
的に産生させ得(例えば、7〜17参照)、酵母宿主を
適当に操作して異種タンパクを個別の成熟形態で分泌せ
しめ得ると考えられていた。これは実際に達成されてお
り、係属中の米国出願第438.236号及びその親出
願(止揚)゛の主題となっている。この出願には、最初
その天然のシグナルを伴なうプレタンパク又はそれらの
ハイブリッドとして発現された異種タンパクが酵母によ
ってプロセッシングを受けて成熟タンパクとして分泌さ
れ得るという知見が記載されている。 発明の概要 本発明は、酵母生体を、通常は酵母生体にとって異種で
ありしかもその生存に必要とされないタンパクを産生じ
、プロセッシング処理し且つ分泌するようにせしめ得る
という知見に基づ(ものである。即ち、このタンパクは
、生存し且つ再生する酵母細胞を支持する培地から、所
屋でないペプチドプレ配列又は他の発現用の人為構造を
実質的に伴なわン、Cい分離(個別)形態で得ることが
できる。この目的のために、所望の異種タンパクをコー
ドしているDNA配列を(このタンパクに対しては)非
天然の酵母α−因子シグナル配列をコードしているDN
A配列に結合する。α−因子シグナル(プレプロ)ペプ
チド及びプロモーターをコードしている前記の如きD
N Aに有効に(発現ずろように)連結し且つ異種タン
パクをコードしている前記の如きDNAを担持する発現
ベヒクルで適切な酵母細胞を形質転換する。異種タンパ
クをコードしている配列と共にα−因子シグナルペプチ
ドをブードしている配列を発現させると、発現産物はプ
ロセッシングを受けて成熟真菰タンパクが細胞培養の培
地中に輸送され、生体酵母細胞を破砕する必要なくこの
培地から成熟タンパクを回収し得ろ。従って、所望で1
.cいプレ配列又は他のある種の発現用人為構造(例え
ば、AUG翻訳開始シグナルコドンの発現の結果である
4の場合には第1ON−末端アミノ酸に結合したメチメ
ニン)を除去する必要なく、使用に際し他の点では実質
的に成熟な形態でタンパクを回収する。即ち、生体又は
破砕(即ち、溶菌又は他の方法で破壊した)細胞を実質
的に含有しない形態の培地が得られ、これは所望の産物
を含有しているのでより容易に使用できる精製技術:Y
〆Zさる にカフ硝製後のこのような産物は意図する用途に適合す
る。例えば、ヒト白血球インターフェロン産物はその用
途としてヒト抗ウィルス及び/又は抗腫瘍剤がある(一
般的文献として7〜17参照)。 要約すると1本発明は、酵母のα因子シグナル配列及び
/又はプロモーターを使用して1通常は酵母生体に異種
であり且つその生存に必要としないタンパクを、酵母の
発現、プロセッシング及び分泌の産物として、l1bl
的にペプチドプ1/配列又は他の発現用人為構造を伴な
わない分離形態で産生することを含む。更に、本発明は
、前記の如きタンパクを産生じ得る11Y母培養物及び
その培養の結果得られる産物として前記の如きタンパク
を含有するαY母培養培地を提供する。より特定的には
、本発明は、異種遺伝子を発現せしめるためにα因子プ
ロモーターを使用する酵母での異種タンパク産生方法及
びこの方法に使用する発現ベヒクル及び生体に関する。 更に、本発明は、発現した外来タンパクのプロセッシン
グ及び分泌のためのα因子用シグナル(プレプロ)配列
の使用、α因子D NA配列乞有効に担持する組換発現
ベヒクル、並びにこのようなベヒクルで形質転換された
細胞は係る。 本明細畏で使用する用語「異種タンパク」は、酵母生体
によって通常は産生されず又はその生存に必要でないタ
ンパクを意味する。この用語は、前記の如きタンパクを
コードしているDNAな組換DNA技術により発現ベヒ
クル中に機能的に挿入し、次いでこれを酵母生体宿主の
形質転換に使用することも意図している。p l!]
Aの機能的挿入とは、異種タンパクをコードしているD
NAなα−因子プロモーターの制御下にある及び/又は
α−因子シグナルをコードしているDNA配列に連結さ
れた発現ベクター中に挿入することを意味する。この結
果、ハイブリッドプレタンパク、即ち異種タンパクに融
合したα−因子シグナルペプチドを含有するタンパクが
イUられる。このような異種タンパクの例としテハ、ホ
ルモン例工ばヒト成長ホルモン、ウシ成長ホルモン等、
リンホカイン類、酵素、インターフェロン例えはヒト繊
維芽細胞、ヒト免疫並びにヒト及びハイブリッド白血球
インターフェロン、ウシインターフェロン等、ウィルス
抗原又は免疫原例えば日持病抗原、インフルエンザ抗原
タンパク、肝炎コア及び表面抗原等、成長に付随する因
子例えはヒトインシュリン様成長因子(IGF−1及び
I()F−2)、表皮成長因子(EC)F) 及び神経
成長因子(N()F)並びに他の種々のポリペプチド例
えはレンニン、ヒト血清アルブミン、ヒトインシュリン
、種々の糖タンパク等がある。 本例#I店で使用する「分泌」は、原形質膜ビ通して且
つ少なくとも酵母生体の細胞壁内への又はそれを通過し
て、細胞培養を支持する培地中−1の産物の輸送を意味
する。因みに、ある場合には、「分泌」産物は何らかの
態様で細胞壁と結合しており、恐らくは異なる1W製手
順を必要とし、又は酵母宿主の構造及び機能のイω正が
必要となる。 「プロセッシング」とは、成熟タンパクからα−因子シ
グナルペプチドを細胞内で開裂して実質的にシグナル配
列部分を伴なわないで又は異質のペプチドを伴なわない
いわゆる分離(個別の)成熟形態で異拙タンパクを産生
ずることを意味している。「異質の」ペプチドにはメチ
オニンのような発現用の人為措造であるペプチドが包含
される。プロセッシングはs 成Nfl タンパクと結
合したシグナルペプチドの正確な点とは、Sれた(しか
し意味のあるようなM要な違いとはならない)場所での
シグナルポリペプチドの開裂を許容する。 られた数のタンパクしか培養培地量へ分泌しない。培地
中に見い出されるタンパクの1つはα−フエ目モン即ち
α−因子である(21゜α−因子Q戸−Leルー Trp−Le〒−Lys−Pro−Gly−G4n−P
ro −M6t(又はM e t PI O)一つ’y
r−COOHを有する12〜13個のアミノ酸残基から
成る4稚のオリゴペプチドの嫉であることはDu 11
f、Z(’! ”:Eによって最初に決定された(1
8.19)。 第3図に、α−因子遺伝子σ月つMF’、−1のプロセ
ッシング前の産物中の4棺のペプチドの位置を示す。枠
で囲ったセグメントだけが培地中に分泌され、歿りの配
列は分泌されない、残りの配列のうちのどれだけが、分
泌されるために少な(とも一部はプロセッシングを受け
る「真の」シグナル(プレ)配列であるのか、及びどれ
だけが従来の前駆体クンバク(例えはグロレンニン、プ
ロインシュリン)の意味テ「プロ」配列なのかは明らか
でない。 同様に、第4図に示す、町α2遺伝子の産物中で「枠で
囲った」部分だけが分泌され残りの配列の性質はLFc
tl中のものと同様に記載し得る。 本発明の実施研死中に、他のグループ(44)は、本発
明とは鶴なる方法でα−因子遺伝子の1つCMFctl
)の単離及び配列決定に成功した。 後述するように、2種のび一因子造伝子が本発明者等に
より単離され、α−因子のプロモーター及びシグナルペ
プチドに対するD N A配列が細菌の形質転換には、
E、coLi K−12株294 (ep仏thi −
bsr −hsm ’ ) (ATCC31446)
(22)を使用した。r母宿主としては、1982年3
月5日にAmericanType Cu1ture
Co11ectionにATCC1620626で制限
なしに寄託されている酵母白株20B−12(α、且昌
と■工)を使用した。 B、増殖培地 通常の酵母増殖培地はバクト酵母抽出物(Dacto−
yeast e×tract) 1 %、バクトベプト
ン(E、acto −peptone ) 2 ’Is
及びデキスト1コース2幅を含んでいた。e母最小培地
(・二アミノ酸不含バクト酵母窒素4.−IHo、 6
7循、デキストロース2俤及びgar3%を含んでぃ7
こ。 酵母の形質転換用にはI Mソルビトール1補充した最
小培地を使用した。市I rrvの増殖培地は]・B(
25)であり、これ(工形質転換に匣用するどきはアン
ピシリン/ 2 c) ag/ tar、を心i充した
。 コロニースクリーニングに使用したS−寒天プレートは
、le当り、トリプトン32!、teaC15,9、D
ifco 寒天15 、?及びhbOHO,21を含有
し、表示したようにアンピシリン又はクロラムフェニコ
ールを添加した。 C0形質転換 旦、競ム294は刊行物(23)に記載の手順を用いて
形質転換した。酵母は本質的に文献(21,24)の記
載のようにして形質転換した。 D、酵素及びDNA調製物 制限酵素はNew England Biolabs及
び11ethesda Re5earch Labor
atories から購入し製造元の推奨に従って使用
した。T4DNAリガーゼはNew England
Biolabs から入手し、20rr)M Tris
−HCl (p H7,5)、 101TI101T
I、、10+yHMジチオトレイトール、1r4MAT
P中14℃で使用した。仔ウシアルカリ性ホスファター
ゼはBnehringer Mannheim から購
入し、l OO曽M NaCL、50TTTM Tri
s −HCl (1)H7,4)、10ypM MgS
O4、l、M2−メルカプト−エタノール中37℃で使
用したO プラスミドDNAは透明溶菌液法(clearedly
sate method ) ’(29)で調製し、B
io −Rad アガロースA−50カラムクロマトグ
ラフィーで精製した。少量のプラスミドDNAは個々の
旦、刈旦形質転換体から急速スクリーニング法(aui
ck −screening procedure )
(20)によって調製した。DNA制限断片は ・1憾
アガロースゲルから電気溶出し次いでフェノ−゛ル/ク
ロロホルム抽出及びエタノール沈殿1−て単離した。オ
リゴ−デオキシヌクレオチドプローブはホスホトリエス
テル法(41)で調製した。 ■+】、ハイブリダイゼーションプローブのデザインα
−因子遺伝子用15量体(15−mar )オリゴヌク
レオチドプローブをフェロモンのアミノ醒配列(19)
及び酵母のコドン使用頻度(yeF>st C0dO1
] usage fraauencles )に基づい
てデザインした。その原理を第1図に概略的に示す。第
1図にはα−因子の最後の5個C)アミノ酸と可能な全
てのコドン及びそれらの使用頻度を示す(コドン使用頻
度は2種の異なるグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒ
ドロゲナーゼクローン(30131)及びアルコールデ
ヒドロゲナーゼエの総計である)。これら及びその他の
遺伝子のコドン使用頻度は最近概略が刊行されている(
46)。第1図から明らかなように、5個のアミノ酸を
コードしているほとんど全ての可能な配列はオリゴヌク
レオチド配列5’−GG、、CAACC:ATGTAC
に包含される。 従って、各々2種のオリゴヌクレオチドから成り上記配
列に相補的な2種のプールを合成した。 フェロモン中の他の連続する5個のアミノ酸はいずれも
このような限られたオリゴヌクレオチドのセットではカ
バーされ得ない。 F1組換プラスミドのスクリーニング 5au3Aで部分消化した酵母DNAなYR,7(32
)のBam HI 部位に挿入して作製したゲノムライ
ブラリーを、α−因子遺伝子クローンの存在に対してス
クリーニングした。盈、姐星形質転換体を、アンピシリ
ン5ol/mlを含有−1−るS−寒天プレート上に載
置したニトロセルロース1紙上で増殖させた。37℃、
6時間後、クロラムフェニコール15o 9 /ml
Y 含Tiスル”−寒天プレートにフィルターを移した
。15時間の増幅後、修正」翼店襄 コロニースクリー
ニング法(3B)を用いてコロニーのノ)イブリダイゼ
ーションをテストした。ハイブリダイゼーションブロー
プとして上記32p−標識合成オリゴヌクレオチド(4
0)を使用した。10rnMTr1.s (p H7,
5)、6ynM EDTA 、 0.1 mMA T
P、11TIMピロリン酸ナトリウム、0.8MNa1
l、I X Denhardt’s 溶液、o、5lN
P−40及びo、1m9/威 見、鵠旦 tRNA中4
2゛Cで一晩フイルターをハイブリダイズした。フィル
ターを30°、6X88C中で20分3回洗浄した。乾
燥したフィルターを一80°でDupontLight
ning −Plus増感スクリー7Y用(SてKod
akXR−2X−fl’aフィルムに露出した。 G、α−因子遺伝子を含有する組換プラスミドのyす1 組換プラスミドを含有するコロニー約4500個を、3
2p−末端標識オリゴヌクレオチドブールエ(第1図)
を用いる1nsitt4 ハイブリダイゼーション(3
8) でテストt7た。24個のプラスミドが様々な程
度でハイブリダイズした。 これら24個のコロニーから少量のプラスミドD N
AをBirnboim and Doly の方法(2
o)で′PA製し、DNAサンプルなニド四セルロース
フィルター上にスポットした後同じプローブとのハイブ
リダイゼーションに関t7てテストした。 プラスミド24個のうちの2個が強(ハイプリダイスし
、これらを夫々p51及びp52と命名して以後の実験
用に選択した。プラスミドp51及びps2%zオリゴ
ヌクレオチドブール■ともハイブリダイズした。 ■(、ハイブリダイズする配列のザブクローニング合成
プローブとハイブリダイズしたインサートの*a決定を
するために、クローンp51及びp52から調製したプ
ラスミドD NA’a?旦四RI、凪■、旦匹111、
川■HI及びシ些■ によって制限酵素解析した。第2
図人に示したように、2種の組換プラスミド(工全(異
なるものであった。2種のプラスミドのE COPI及
びPstl消化の場合だけ各々1個の共通な断片が得ら
れた。双方の場合で共通の111片はTI’(Σ1 イ
ンサートであり、1.38 Pst I断片はVワ1及
び三 遺伝子中のPst、 I部位間のDNAである。 プローブに相補的な配列を含有する断片な5Outhe
rn法(42)で同定した。fi2[mBかられかるよ
うに、1例な除いて、5種の制限酵素での消化の金側で
プローブに特異的にハイブリダイズする断片が得られた
。p 52 D 2JAをHlndmで制限して生成す
る断片1ざいずれもハイブリダイゼーションハ′観察さ
れなかった。 合成プローブに相補的な配列を含む最小の制限断片は、
p52では1.7 kbp以徂R4断片であり、p51
では1.8 kbp叫■断片であった。これら2ftl
lのDNA断片な分取用(preparative )
アガロースゲルから電気溶出して単離し、適当に開裂
したプラスミドpBR322(33)DNAに個別に結
合した。結合混合物を用いて旦ヨ294を形質転換し、
この形質転換体からのプラスミドDNAを急速スクリー
ン法(quick −5creen procedur
’e。 20)で分析した。夫々1.7 kbp Eco B
I及び1.8 kbp Hlncl m断片インサート
を含有する2個の形質転換体をp53及びp56と命名
し、以下のようにして分析した。即ち、プラスミド24
個ビps3及びp5eから調製し、匹旦H1,C1aI
、PvuI、PstI及びSal Iで個別に消化した
。得られたDNA断片をl係アガ【ノースゲルで分離り
、二l−ロセルロースフィルターペーパー(42)に移
し、32P−標識プローブとのハイブリダイゼーション
に関してテストした。制限消化物及び対応するp53D
NA(この組換プラスミドはEco RI断片としての
1.7kbp酵母DNAビ含有している)のハイブリダ
イゼーションパターンの解析によって、このクローン中
の酵母DNAが1個の肋↓■部位及び2個のPstI部
位を含有していること、並びにプローブに相補的な配列
が0.5 kbpyPPs tl −Sal I断片中
に包含されていることが示された。クローンp66中の
酵母D N AのHlnd III断片はこれらの酵素
にあする制限部位を欠いて:l(量り、pBR322ベ
クター中のこれらの酵素に対する唯一の制限部位で開裂
して得られた直結化プラスミドはプローブとハイブリダ
イズした。 次にこのプラスミドを多(の他の制限エンドヌフレアー
ゼで消化し、消化物を上記5outhern法で解析し
た。このプラスミド中のハイブリダイズする配列は1.
3 kbp Hlnrlm −Sac I断片上に含ま
れていることが判明した。 α−因子によるraJ細胞の成長阻害特性を利用してク
ローン化した1、7 kbp Eco RI及び1、8
1cbp Hind m断片に含まれるフェロモン遺伝
子が機能性であるかどうかテストした。活性のあるα−
因子フェロモン遺伝子がプラスミド中に存在していれは
、マルチコピーのプラスミドを含有する細胞では染色体
コピー(又は多コピー)の遺伝子しか含有しない細胞よ
りも有意に多量のフェロモンが合成されると期待される
であろう。すると、感応性の「aJ細胞の菌叢中に非増
殖領域が増大して(ることで高レベルのα−因子が検出
し得るであろう。≧旦R1で消化したp 53 DNA
から単離した1、7 kbp断片とHlndmで消化し
たp56DNAから単離した1、8 k、bp断片とを
、酵母選択可能マーカーgRp1 及び2zzmi%母
プラスミド(43)由J汐 来酵母復製オリジンを含むpBRをベースとするベクタ
ープラスミドに個別に結合した。酵母菌株20B−12
を、これらの1ラスミド及びα−因子をコードしている
DNA配列を欠くコントロールプラスミドで個別に形質
転換した。次に形質転換体のフェロモン産生を比較した
。プラスミド上にMF、1又はMFα2 をコードする
配列な含有する形質転換体は、コントロールプラスミド
で形質転換された同じ菌株よりも有意に多量のα−因子
を産生じた。このことから、1.7 kbp加菖R1(
MF、工1)及び1.8kbp邑匹Ir[(MFct2
)断片が活性α−因子フェロモン遺伝子を含有すると結
論した。1t4 Fcl lで得られた結果はKurj
an and Her:kovitQ (44)が記載
した結果と一致している。何故ならばこの遺伝子は彼ら
の記載した遺伝子に対応しているからである。 1、D )J A配列決定 DNA配列決定は既に文献(45)に記載されているよ
うにして行なった。要約すると、チェインターミネーシ
ョン法(47)によか吟D N A配列決定の際には、
α−”PdCTP(400Ci/m mole、 Am
ersham)の存在下で、一本領[鋳型J DNAの
起源として相撲ファージM 13 mp 8及びmp9
(39)’f且つE、 Co11 D N A ポリメ
ラーゼ■のブライミングには合成オリゴヌクレオチド(
大断片、Boehringer Mannheim )
を使用した。反応混合物を5係ポリアクリルアミド/8
M尿素「薄層」ゲル(47)上で電気泳動した。ゲルを
31(λ(紙(Whatrnan )上に乾燥し2〜1
2時間X−綜フィルムに露出した。 第3図に1.フkbp E+匹−R1断片、第4図に1
.3kbp−山、ncjm−伽!■断片の大部分のヌク
レオチド配列を夫々示す。p53配列&X165個のア
ミノ酸残基がら成るタンパクンコードしテイルオーブン
屏読枠を含有しており、このタンパクはそのC−末端側
の半分の内に4個の内部t It遥七単位をもっている
。各単位はLys −Arg で始まりα−因子配列で
終る。各単位内子から分離されている。タンパクのN−
末端側の半分は22個のアミノ酸からハ!る疎水性に富
む配列で始まっているが、この配列は恐ら(分泌用のシ
グナル配列を表すのであろう。この疎水性配列と最初の
繰り返し単位の間の61個のアミノ酸残基は、3個の可
能なN−グリコジル化部位(第3図中横棒で示す)を含
有している。 p53クローンが含有するフェロモン遺伝子のこの遺伝
子は4箇所で、胚1α1 とは異なっている。肛α1
は−8,−7及び1250位匠に位置の代わりに)T残
基な、604の位置に(Cの代わりに)A残基を含有し
ている。125の位置での違いのため、42番目のアミ
ノ酸のところでT CA (Ser )ではなくTTA
(Leu)コドンがある。p53が含有する遺伝子4旦
1゜1と命名した。 別のα−因子遺伝子、MFα2 はp56クローン中に
存在する。この遺伝子の組織構造はy!α1 に類似し
ている(第4図)が同一ではない。この遺伝子がコード
しているα−因子は、明らかに、フェロモンの2個のコ
ピーを含有する120個のアミノ酸残基から成る前駆体
タンパクとして作成される。この推定される前駆体に含
有されるα−フェロモントリデカペプチドの1方は、y
ヱα1 遺伝子がコードしているフェロモンコピーと同
一であるが、他の1方はGunな有している。 これらの前駆体の組織構成は、ある種の哺乳類の神経性
内分泌ペプチドの前駆体と驚く程類似している。即ち、
プロピオメラノコルチン(propiomelanoc
ortin ) (48、49) 、ゲロニンケファリ
ン(proenkephalip) (50−52)及
びプロジノルフイ% prodynorphin)(5
3)と同様に酵母前駆体は分泌に関与する多重ペプチド
単位を含んでいる。これらの前駆棒金′Cに於いて、分
泌される単位(ユニット)を工前駆体のC−末端側の半
分にある。N−末端側の半分は可能なグリコジル化部位
Zもっている。哺乳類の多機能性(multifunc
t、1onal )前駆体の場合と同様に、α−因子前
駆体の正確なプロセッシングにはグリコジル化が含まれ
るであろう。然しなから、酵母前駆体の実際のプロセッ
シングステップは哺乳類前駆体タンパクの場合とは違う
であろうと考えられる。哺乳類の前駆体では放出部位を
提供する塩基性残基対(Lys −Arg ) +S分
泌されるペプチドの直ぐ倶jに配置されているのに対し
て、α−因子前駆体で(・1これらの部位で開裂が起こ
るとN−末端にイ<ツかの付加的アミノ酸が付いたフェ
ロモン単位が放出されるであろう(第3図及び第4図参
照)。これらのN−末端延長部はMヱct1及びyヱα
2 遺伝子の双方がコードしている前駆体中にある繰り
返し−X−Ala−配列から成る。 最近の研究(54,55)によると、α−因子前駆体の
10セツシングの最終段階はジペプチジルアミノペプチ
ダーゼによるこれらの配列の除去であることが示唆され
ている。ミツバチ毒メリチン(56)及びカエル皮膚セ
ルレイン(57)の前駆体は明らかに類似のメ芳ニズム
で10セツシングされる。 81発現用プラスミドの419及びヒトインターフェロ
ンの分泌 上述したように本発明のDNA配列データはα−因子が
165個及υ・120個のアミノ酸かも成る前駆体クン
バクとして合成されることを示唆しているが、このよう
なタンノくりにつ(・ては過去に報告はfzい。α−因
子のプロセッシング及び分泌メカニズムは知られていな
い。しかしながら、変容(altPred )α−因子
を用(・た最近の研究の示唆するところによると、成熟
α−因子の産生り最終ステップは明らかにglu −a
la又はasp −a、laの除去であり、この後に、
基本配列がH,N −(Trp) −)(is −Tr
p −Leu −Gln−Leu−Pro−()ly−
Gin−Pro−Met (又はMetSO) −Ty
r −COOHである12〜13個のアミノ酸から成る
α−因子オリゴペプナドカー放出される。 異種遺伝子産物の発現及び分泌に於けるα−因子プロモ
ーター及びα−因子プレ配列の有用性を示すためのプラ
スミドの調製法の概略ン第5図に示す。異種遺伝子産物
の発現及び分泌用のα−因子プレ配列をコードしている
DNA配列の概略を第5図に示す。α−因子ペグチドを
コードしているDNA配列なα−因子クローンの1つ(
p53)から除去した。得られたプラス−ター配列を含
んでいた。次にこの配列をヒトインターフェロンD(I
FN−α□)遺伝子に結合してプラスミドp58を形成
した。ヒトインターフェロンD遺伝子(58)は、Le
u −Glu −Phe に対応するDNA配列が開始
メチオニンコドンの前に付けられるように修正した。修
正インターフェロンD遺伝チンα−因子の「プレプロ」
及びプロモーター配列と結合した後に、これらの配列を
単離し、酵母−L仝す」1シヤトルプラスミドYEp
9 T (第6図)中に挿入した。 プラスミドYEp9Tは、プラスミドYEplPT(5
9)中の旦弦RI−出痣夏断片をpBR322由来しR
I−工I断片で置き換えることによって予じめ作製した
。このプラスミドはE、 cali中での選択及び複製
に必要なPBR322(33)DNAを含んでいる。加
えて、このプラスミドいる。これらの酵母由来の2種の
DNA断片により、酵母内での選択が可能になり、自己
複製及びプラスミドとしての維持が可能になる。 2nオリジンが転写停止/ポリアデニル化シグナル(3
7)y含有しているので1図示したインサートの配向を
有するプラスミド、p60を選択した。p60中に存在
するα因子[プレプロ」配列と修正LeIFN−D遺伝
子の接合部のDNA配列を第7図に示す。p6Qプラス
ミドを酵母菌株20B−12に導入し、 trp+形質
転換体を増殖してインターフェロン産生について検定し
た。 (以下余白) 1(・ 堺消」t5地及び削11)泡抽出1勿のインタ
ーフェロンアッセイ 形質伝せさ体の1固々のコロニーケYNB十CAA20
m1.中30℃でAaaoが約lOになる壕でJ?J
5111しグζ。アッセイ用に試料lO戯orval
S M 240−ター中7 K rpmで10分間趙6
分I誦した。独々の希釈度で上n^(培地)を検定(ア
ッセイラした。 刑II jlt!!金等滲のガラスピーズをゴむ7Mグ
ア=ジン−14CL 0.5 ml VC4壇1ffi
瀾し高速−′c2分間ボルテンク(vorLax )
処理した。次に、rillノ活Iu rJ?+ 15f
f及び培地のulii :aをバイオアッセイのために
PBS/BSA(150mMNacL、 20 m+〜
1リン1穎ナトリクム(pl(= 7.9 )及び0.
5%ウシ101 ?l″」アルプミンノ中に布ダくした
。細施変注効果(CPE)IAi古アッセイ(至)によ
って、+4母抽出、物中のイノクーフェロンtインター
フェロン標準(スタンダードリと比+1少しで検出した
。壇燗)台地1tKNきl +Aにユニットなでのイン
ターフェロンが検出された。tfill b’cl 1
111出ツ勿からも同様Q′こj’d夾物it当り10
0XIU’ユニツトの割合でインターフェロンが(1’
) 7L fc。 L j;’j地インターフェロンのI、lV ’iンゼ
j厚母萌イ未p 60/20 B−12の単一のコロニ
f YNB+CAA 5 Ll o ml、中30℃−
I:A66Gが2.4ニyj ル”J テJi!殖した
。C(1) JJ!t d Q勿500 ml f Y
NB十CAAで5Lにjn釈してA6eo’kO821
とし、1ηられた5L培つI(物を30℃でA660=
70 UでJ’jr 1ainした。この時点で5L
培l物を7.00 Orpmでlυ分間逓心分子+fi
t、て収偵した。発、・11月”J Jl)j的Qこ
1ηmeの試ネ1勿取り出し光学冴度、−fンターフエ
ロ/産生及び分E k lll11足し/こ。アッセイ
に先見ら、’(’r試1Fをベンチ−トップ伶却煮沈含
(bench −toprafrigerated c
entrifuge )中5分間遠心して細j4Mk培
地η)も分離し1こ。培地及び細彪全上記の如く俊足し
た(第8図6itて〕。24AUX)異lよる元酵を行
l工つlこ。培地中のインターフェロン・ビーク活1主
は夫々1を尚ジ3 X 10’及び2XlO’ユニツト
でら” fC0Jill力己抽出“1勿・11のインタ
ーフェロンン占注はノ?l地1を当りI X l O1
′及び2 X 10’ユニツトであった0 保結、啼地1を及びVt金で6ツi、・C1シ、χ′J
〜1−5限外1戸ノF’J E4 k i走用して2.
5 t hm1conJJz4)J三l77(5tir
redcall ) (Am1con 2000 )内
−ひ25 +MI Tris +10 mM EDTA
、pH8,0に対して透析して最長d・11.116
mBとした。残留)でり(retentate )の−
翻試イ1は直接配列j・ノγ析し曲の一部はアセトン沈
1;゛コχし′Cかl:)配列解析した3、 ハ縮培地1 meをアセトン4−で沈設し、マイクロ遠
沈if (mlcrofuge )中で回転沈降し、ア
セトンで洗浄し/こ。ペレット全o、i%’r F A
にゼ)iiiiiンzJLSyncbropak IL
P −Pカラムの111)LCで史に棺製し7’j (
) :’J 7 ムk O−19に ’1’ F A
”P ノ0−10 U X7 セトニトリルのIff
MJ勾r記で60分間かげてrW出しfc。 イS製したIFN−αADのサンプル12μすτコント
ロールとしてクロマトグラフィーにかけンも。280+
lI!IM己クリ 配列)’n析はEdman分屏Qηに茫ついて行iよっ
た。 液体試:j’) ?r修正Beckmnn 890B
spinning capsequenccr のキャ
ップ(cap )中に尋人した。 Po1ybrene fキャンプ(至)中のキャリヤと
じて1更用した。使用した試薬はBeckmans 5
equence grade の0、1 M Quad
rol dlfjg、フェニル−インチオシアイ・−ト
及びヘプタフルオロ陥1没で・bっだ。谷ツ゛イクル中
内部標準として1史用[るためノルロイシンをQuad
rol緩衝液と共に添加した。谷クロマトグラム中にP
T H−ノルロイシンがイT′、在するとPTJIア
ミノ1哀ヲ保哀詩保持時間て同ボする助けと1よる。 アミノ戚配列1’fイ析によって、 N)i、−末)・
糊配列NHz−Glu −Ala −Glu −Al
a −Le u −’Gl u −Phe−1ν1ot
ih−する111)ニー4!]1のインターフェロン分
子が示された。このnetはインターフェロンxff
伝+のN−末端の6ij始コドンによるもv−ciす、
11[つて、t’Q生し)ζタンパクは7個の余分なア
ミノF1’l kΩんCいる。このうち31固は4L貫
者に白米する。即らLr+u −Glu −Pike
(gf47図””1(i) C? 6す、残りの41固
はα−因子のブレを配列にv目Sする、即らGlu−A
la −Glu−Alaである1、こ+7個のアミン+
+2から成るN−末端姑艮副k ’a4むポリペプチド
はインターフェロンra tl k 1呆4i’ L−
Cいる。 I−コ、i!iの異ト1)遺伝子産物の麓りI5及び分
−V・α−因子プロモーター及び1゛プレグロ」配列の
イ]it] I生をテストする過程C1プロモーターと
「プレグ口」配列が取り扱い易い(・;多送し1りる)
i+1lll奴1チ1ハとしで単離できる↓′)VC
α−因子1−プレグロ」!H1g列の末尾に制限エンド
ヌクレアーゼ部1s’l k Fi11成した(第7図
jjjjjづ。次に、削切l工「付71°S」末i、7
J宏a7汀する旺、仏の候柑示云子Vこ対丁4)この元
現及び分泌システムのイ丁幼注τテスml−/)7c・
りに、111当lニブラスミド侘11・フィシし1!1
7辷。このfCKンにうらり表フラれら遺伝子はこれを
含むプラスミドのIUco RI ?l’4化によって
取得した。例えば、1982年11月1日出−の米国時
1[出−第438,128号(ウシIFN):19B1
年8月28日出&!iIの禾し]竹許出11’J1 i
粘297.380号(MSA): 1981年lO月1
9日出願の米国特許出願113t 2,489号(rl
FN ) : Interferons edited
by+s(erigan+ et allAcade
mic Press、 Inc、 (1982)+ P
roceedings of tbeSymposiu
m on″Chemistry and i3io1o
gy of Interferons: Re1ati
on−ship to Therapeutics″+
held Marcb 8−12゜1982+ Sq
uaw Valley+ Ca1ifornia :
Lawn+ et l!、+NuclelcAalds
Reaaarch+ 9.6103(1981) ;
Gray。 郵IリリN懸旦り、A15,503(1982)参li
t粍L−FA及びレンニン遺伝子−ひは制限−位の位同
のために、上記のように直接発現グラスミドX1′4M
’5にすることは現実的ではl工く他の1ψ正した力
演をとった。t−PA兄現プラスミドの傳築を第10図
に示す。この場汗はプラスミドpt−pAtrp 12
−勿藺用しΔba I及びLlgllで切ばしてt−P
A逍伝す會青、他にpBI (米国lrケd′F出願第
438.236号曾上4)及びYEp 13 !11
k 19i用する。レンニン発現グラスミドは、pRI
(1982年12月22日出vi+の米国!1ヶ5゛[
出!fi11第452,227号) t Xba l−
R蛙1切除によって1uたレンニン遺伝子倉使用して同
様に組立で1ξ。こ2’Lりの2つのプラスミドは、・
孝りはでの選択用の4四2をよイj゛する。従って、こ
れらのプラスミドで形y″ii転ツ應するfc メVC
αleu湾孝母Δf較t1吏用した。プロし/ニン発現
グラスミドpiuは、Eao RI Pst I −e
開裂したγ−I mmグラスミド盆’l’4リガーゼの
イ(:n=F5′セグメント及び3′セグメ/トと共に
インキュベートしてイA’4&し7tor −lA41
11 は1981年10月19日出願の米国!1ケWF
出願第、112,489号及びGray、結社・―止揚
に記載されたpBR322由来プラスミドである。。 5′末端117片は以F K ’at2tm< #−る
工9にけ成d片とクローンPFLA由来断片との結オ物
であった。 合成断片の構造は仄のとおりでめる。 (MetJCAla〕CGlu)Die)(Thr)d
AATTCATGGCAGAAATAACAAGG T
ACCGT CTT TAT TGT ’l’c C’
l’AG d1昨抗方向→ この配列は、「上流端」にEco RI 1jl1位及
びATG開始コドンを含有し、こ扛にグロレンニンの最
初の4個のアミノ酸をコードしている配列が続き、釣t
m 1■1部位で終わっている。 遺伝子の5′−末端を形成するためにこの汗成1+:t
i片?結合するクローン化101片は、遺伝子の5′−
末端に由来する約440塩基対の盈曹−μ巴1(11ソ
を片からなる。 適当7j440bp断片は、プライマーとしでdGA工
゛CCGTCGAAT′rCGG1即ら「プライマーグ
ローブ」を使用して未分画mRNAから*pi2!7シ
たCDNAから取イrj した。このプライ1−全1史
用して形成し之cDNAi上1j己のμ日くザイズ分1
曲し、1,0001盆基対以上の大きさの〜「片1pB
R322のPst I 部位に押入してクローニングし
た。イQら)したクローンケ、プローブとしてTthプ
ローブ及びプライマー/グローブの双方を使用して選択
した。双方とハイブリダイズするコロニーのみを選択し
fc。 1280114Jの形jイ転侯コロニーかう双方のプロ
ーブとハイブリダイゼーションを示すコロニー約J00
1固7)Zlηられた。こ扛らの中にグロレンニン配列
の5′部分が存在するか否かt以下のよ’> K L。 て倹討した。 Aひ1−!凹1.AひI−巾りIll、馬11−Bam
H1及U Bgl I−4理RIを用いる一理の二重
消化の結果?解析した。既知のめツI及び穐」T部位ケ
利用し、pBR322カ匹部泣のいすt′Lかの側の谷
々125塩茫対ンOD 1’J A配列の仲人に1更用
した。これらの消化によって19・rル「に適したE断
片が侍ら扛る。 同定されたクローンから調製したm1nt prepm
の上11己二虜消化9勿についてアクリルアミドゲル・
「托気泳!IIIIm析全行なってjヅ1望のクローン
、PFLAを選択した。次にプラスミド−+pFi、A
クローンがき単離し、13amHI及び役竺1で二車消
化し、440bp断片金ゲルlに気泳動によって回収し
/ヒ。 次に、T4リガーゼと共に合成断面及びPFLAクロー
ンBam f(I −Xma I断片を1史用する俤準
的連結反し?5鏝よ4凹1及び以遠10で開裂して「完
全な」5′−木端を創成した3、侍し扛た連軸配列をア
クリルアミドゲル電気泳動で精製して適当な455項晶
対断片を選択した。 3′−末端−1片はPFLAクローンの調製に使用した
と同様な方法でw、1製した。プライマーとしてオリゴ
−dTi用いて未分画メツセンジャーRNAかろイ4チ
た>10i110bpk宮むCDNA1上6己と同様に
クローン化し、コロニー2 Tthグローブで選択した
。約501固のコロニーが(?7られた。上記(!:
I=J anに2心11インサ一トバロ位に吋接する旦
す1及び製!部位を利用して、聾Ill f−f I
/ BglI+ r加I/抑H1,触1口/加l及び艷
I / Wco RIで二重消化したプラスミドm1nip
repsに対して行l工ったゲルα気泳111bの結果
を解析−づ−ることたよpIツ「望のクローンを選択し
た。Iツ「望のコロニー刀1らのプラスミドを単F+[
し、仄いで凪1及び均す1で開裂し、電気泳動に工って
r 3−375Jケノ[片の800bp配列を単n1l
rc。このr3−375J伸びでいる。っ 佃々の発現プラスミドf、担持する形質転俣体を過当l
工培地で増殖した。J行jt物を上r+’fと細胞に分
画し1ヒ。上in (培地少及び卸1胞抽出4勿を拙々
のツバ伝子殖物の発現及び分必に関して便だし1と。ウ
シインターフェロンン占性はインターフェロン標j表と
比較して細胞変性効果によって逆電した。、 −f:の
他出 の腫物の培地中及び則tr嗣淀4中の或はラジオイムノ
アッセイによって決定した。表に((」け定値はピーク
活1生である。細用内t−PA及び分泌されたし−PA
分子は双方とも生物学的活性tもっていた。 0、分泌クシインターフェロンの特性決定堵喪培地中に
分泌されたウシインターフェロン−αIをドi己の如く
精製して特性決定した。 培養培地7tを水酸化ナトリウムでpH8,02にi”
jrJ dlした。次にこのM ?fk k、50 m
rV4tris、 I)H8,0で予じめ平向化した2
、 5 X 18 L7A Nugel A CAカラ
ムに充填した。充填後、A2B6がeよ(・よOになる
までカラムf 50 mM trls+ 1%(w/v
) PEG3000゜pH8,0で洗浄した。次にカ
ラム(!:、100 mA rnl役ア/モニウム>
296 (w/v)P EG 80υo、pH5,0で
、仄いで20?nム4γリソン、 2.59(、(w/
v)PEG8000 、pL12.0−Q浴出し7j
0インターフエロン活性の主要部はpH5,0の浴出で
早−ビークとして出現した。IVJuge1カラム(8
8mL 、 150Mユニット)からプールしたH科乞
、25 mM(−9詐敵アンモニワム、 pH5,(l
で予じめ半価化した2、5X 5. Ocms i−5
3カラムに充填した。インターフェロン活性は塩化ナト
リワム沼出甲に早−ビーこの材料の、1111度はSD
S PAGg’C約8Q−90%とd′r価された。 5a−saプールlυmli、25 m (ylリン鍍
ナトリワム、pH6,0中で半画化した2、 5 X
18 、市5ephacryl S−300カラムにか
(/−Jた。カラムを上記の緩イ萌孜で溶出するとイン
ターフェロンγ占性が〔F−ピークとして浴出した。こ
の最ホさプール、はSii;−53プールに、げ仕−[
るタンパク(DN−木端配列解析に工21に、、df、
#:が分泌したシシインクーフエロンは3棟の異なる部
位でグロセッシング分受けている。グロセツシングのこ
の3+Itfflvo11位と各々の相対虚は次のと2
9である。 −8−6−3 −2ys −arg −glu −ala −glu
−ala −1eu −glu −pha63% +□
13+X24夕C −ma t −cy@−his−(nu −pro −
his ・=上に示し7j工うシこ、ウシインターフェ
ロンのN−末端の直+>iJにmθtがあり、短いペプ
チドがついてい一〇もインターフェロンi古1生を失な
うことは7エい。 成熟異槙タンパクの産生及び分泌 分泌ポリペプチドのN−末端アミノ酸配列が次冨ざnた
両刀の楊叶(ヒ) IFN−α1及びクシxrpN−α
1)で、メンバクは開始メチオニンに加えて2〜7 f
latの余分なアミノば忙浮んでいた。これらのポリペ
プチドは生物学的に油性ではあるが、天然の起υ皐に出
来するタンパクと同じタンパクを謂殖層地中に圧生分泌
することが好よしいでりろう。 (天然のIFN−α1の」濁汁のように)N−木端アミ
ノばとしてシスティン全貧有〜づ−るインターフェロン
分子乞座生するために、因子「プレグ口」配列とIFN
−αl遺伝子との接片部を修正して、修正「プレグ口」
配列パ′顧去−7th4天然のN−木端(j−言イjす
る成熟インターフェロン分子が放出されるようにする必
委があった。七の工う12候合蛍1qるための手順の概
略を記11図にボーづ一0iVIFα1プロモーター及
び「プレグ口」配列並ひに1喰正IFN−αl遺伝子を
貧イJ−するDNA断片を単購しM13 mp8 tI
υのunco it 11j11位にクローニングした
。一本領1)NA鋳型は過当な配向−047丈−ト勿は
イ1する組侠ファージかりW勺製しi仁。こりWetφ
をリンば化メリゴヌクレAチドと共にアニールし7’C
0酋成オリゴヌクレオチドは24塩基の夜さでdりジ、
「プレグ口」配列のC−末p席付肛のleu −asp
−1ys −arg kコードしている12塩基及び天
然IFN−ti、の最初の4個のアミノtji2 +
cys−asp−1eu −proケコードしでいるx
2を盈りりに相410的で必る。このプライマー−−則
ノ”+’i中間体’;ts 500m1\1dATP、
100171M dTi”17 、100+i+J
dGTP、100ml4dCTP 、 20mM dA
TP 、3 j−ニットのD N Aボリメジーゼ(K
lenow )及び4 oU−1−=7トのT4DNA
リガーゼの打圧ド、10 rrt+Vi ’I’ris
、 pH7,4,50nt+VI NaC1及び10
m M +V17SO4甲c123℃I211.7間
の沖長及び運結反応に付した。仄に、史に3ユニットの
」〕1寸Aポリメラーゼ(j(know )及び400
j−二ソI−(1)T 4υ1”JAリヵ−ゼ足力1
1え、m汁物t23℃で21+、?1iJJ次いで14
’Cで1511芋1)jJインキュベートシ/こ。こ
の?昆片11勿t1史って貝、ヨ旦J M 101 l
Ii罎を形頁伝決した。ファージグラークk P a=
aAリゴヌクレAチドとのバイブリグイセ−ジョンによ
りスクリーニングした。2個のl+1(poI]ItI
ve)の組換ファージかり鋳型に型取られた1)NAを
調製しI F i(−α、DNAに相補II′ジlよプ
ライマーにI更)月してd己列火>、1jL7ζ、11
向の組換ノアージかb IJr屋の欠失(第11図にル
ープでボす24ヌクレオチドの欠失用11する二本鎖D
NAを調製した。[プレグ口J YB己列と1上゛1リ
ーα。 )以云″子との修正された接片を苫ひ肋11ζl断片?
単醐し旦co RIで開裂したYEP9Tに連結した。 この(昆合j勿で長、並且を形貝1駄且へした鏝、正4
11鱈な自己向のインサート44丁−[る)゛ラスミド
(p76)で+8んで更に倹討した。 p76 1)NAk上・四状から□r、l製し、こft
r ノljυ・て酵母の20B−12株(ATCC2
0626Ji形14転換したfl 1個の形員伝侯体の
冶養吻10を倉sa >mし% j’J倭Pa:ttl
ur遠心して+N11I Jlffl カI−) J4
地f分1)11(7た。 I惇’it ji地5 U Oml?z 25 n+J
’f”ris+ pHd、 U 。 lU7nMl;DTA中に透析した。矢に透析し7c堵
jll k N天然/!¥吻(LeIFA)に対づ−る
七ツクローン化した抗体に8有する児投アクイニテイ力
うム中にノ1) し/こ。 2 4mM ’f’ris
、 pH8,0、10mM m DTAで洗浄1ρ、イ
ンターフェロンン占注τ0.2 M jW=ばで浴出し
た。インターフェロンン占注の主要部は画分、−M2S
に見らIした。このH分200μt = rji+記の
如くN−末端アミノI!+2配列J’ll ’firに
付した。見い出された主要な配列は天然インターフェロ
ンDのものでめった。タンパクの最初の8個のN−末端
アミノ酵はays −asp−1eu −pro −g
lu−tbr his −5erでめった。 回向の付加的+jS!明 第2図 α−因子グローブと、p51(al及びp52 (b)
m侠プラスミド由米D li A 11;Q片との間の
・11」同(homology )の位1a、2個のプ
ラスミドとイル々の1間1奴エンドヌクレアーゼでY白
化し、仄に1%アガロースゲル上でtIt気兆励した。 υN A lj;If片をニトロセルロースベーパーに
移し P−標識グローブとハイブリダイズし7こ。パネ
ルA:具化エチジウム染色ゲル。パネルB : 56u
t11ernプロツト。レーンユニー腔ル1,2−、山
■I 、 3−IHnd員、4−11μtro上11.
5−#艷空−艷I。矢印Vよツーグクローニングし/C
21固のDNA断片和7Jて−1−oサイズ惰・す〜J
管jλ、rRp’7 又はp BH322D i’J
A 炉’) 1+f5后ルた。 シIt 31ZI フランキング・頭載のヌクレオチド配列。フェロモン前
、躯体の予見されるアミノ酸IV列も/Iり”r l)
fJL4列の上1;の叔字は夫々アミノlV及びヌク
レオチドのfi”f、 71’;(全示す。α−因子配
列の4 j1?−1のコピーか枠−ひ囲った1頂域に民
含されている。星印は、α−囚十をコードしているml
域の1個以上のコピー間ひのヌクレオチド配列に力tけ
る違い?Iニアi:している1)3個の「り曲なN−グ
リコモル化4識部位は俸(太勝りで示す。この遺伝子は
1(urjan+ !!t al、 tI婚の報乞し〕
ζものに対応しCいる。 第4図 ±1α2遺伝子及びその非a111訳5′−及び3′−
フランキング領域のヌクレオチド配列。アンダーライン
を付したアミノ酸はMFα2遺伝子がコード第5図 IFN−α、Ja仏子とび一因子グロモーター及びα−
因子プレ配列との接会。第3図に示したように、1.8
kbp旦鵠RI断片はブロモ−ター全白イ1しているの
で、5′から成熟α−因子tコードしている配列まで全
DNA配列は、α−因子グレ目己列及びIFN−α1タ
ンパクがα−因子プロモーター(i″使用て単一のMi
J Id体タンパクとして@l戎さnるように、修正I
FN−αI遺伝子に接汗した0 第7図 α−囚因子グレグロ」及び修正IFN−αl迫仏子の接
合■1分のタンパク及びL11’JA配列。、3B 、
714QのJ(ba I及び皿部lζ1部位が示さtし
ている。 第8図 づ酌孝中のに山11己及、び〕音」也IFN−α、レベ
ル91.il。 、トハの時間間[イ4で堵−J(吻lOmef:釦1序
4・1Jから取り出し・遠心して細胞と培地で分離した
。刑11胞抽出物瞥」上記のように、%裏しICo梧地
及び抽出′南中のインターフェロンレベルオ決菫シフC
0 、俄工可 ル配列を才、11する1、 12 kbp旦鵠l化I断
片全p58から単離しYk2p9’rのJPco it
I部位に仲人した。 1iS10図 組織プラスミノーゲン油性化因子の発現及び分a用グラ
スミドp68の組立。 部11図 in vltro欠失突然変)°4のスキーム。」1α
l「グレグロ」配列と16正IFN−α1遺伝子の按汗
都C欠失されf(−24ヌクレオチドは図中ループとし
て承り−。 61412図 、J F’α1及びMFα2遺伝子がコードしでいる補
足α−因子前駆体のアミノ酸配列の此式。最大の相同k
4f−fる配列勿整列するたりに秤々のギャップが生
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nt DNA TechnicalBulletin
2.43 (1979)。 4・ 区間の+lO単なa明 第1図は、α−因子の逍伝子全単+:1−v−るfcめ
にハイブリダイゼーションプローブ 計成詞すコヌクレオチドのプールの4Qf 造k 7J
e T IsJ、第2図は、第1図のグローブ全期用し
て青らtしたI) N A +iji片の10、ス(激
動の結果を示し、第3図及び4134図は、α−因子遺
伝子のヌクレオチド1記列を示−す図、 と1シ5図は、ヒトインターフェロンD(1)遺伝子と
α−因子プロモーター及びシグナル配列の遺伝子との接
片のスキームを示す図、 i゛l’45図は、ヒトインターフェロンL)(工FN
−αθ元現用の目Y母元現グラスミドの構311のスキ
ーム図、第7図は、α−因子シグナル配列及び16正I
F1q−αl迫伝子の接合部のタンパク及びDNA配列
を)jぐ丁図、 第8図は、fF’N−α1 を発現−「る酵猷形賀転コ
キ(体の培養の培地及び雌側抽出物中のIfi’i寸−
α。 レベルτ7J(丁図、 第9図は、α−因子グロモーター及O・/グナルボリベ
プナド迫伝子配列を期用する異性遺伝子の発現144酵
母/呈、」シャトルベクターの41グイ!ス・■−ム図
、 第10図は、組識プラスミノーゲ/油注化因子の9f;
91用酵母/旦、虱プラスミドの組立図、第11図は
、gl1分的α−因子/グナル配列(!?七−づ−る“
発現産物としての成熟”)441iIり/ノ<り(図に
示したのはヒトインターフェロン)の産生、α−因子成
分のグロセツシング及び成熟クンノ(りの文j;r培地
への分泌を遂行するたりに1史用されたti1染t7J
<丁図、 第12図は、第3図及び第4図のIVl、 Fα1及び
IVl Fα2ポリペプチド間のコンセンツース(−」
・()の桿1及をボ丁凶でるる・ 代理人 プ「埋土 今 4・1 ノし 第1頁の続き (−i)Int、、C1,’ 識別記号 庁内整理番号
0 12 F(1:86り) −丁・李ン■ネifj、■二1:薯(万代)%式%(3
8 2、発明の名称 耐IΣl発現系Cの〕Iルノノ′因子
配列の1山川3、ン+li itをりる貨 ・+1 +’lどの関係 111几′1出摺1人名 称
シ1ネンブツク・イン−1−ボレイワツ1−1、代
理 人 中j+! 7Ill新II:i区新1?」月1
11番+1j7; 111111ヒル(′1)明細11
:中、ff;71diり’+3MIに「・・・・・・の
(、,11111合・小し、」と((りるイー、I・・
・・の結果を示すフバ1、]とン市1[づる。 (2)淵’X; (d:用イZ ’r8 if’ %用
It(ニfiY明1c :”、四’ 7w +111
Ifイ+=Il’1lllll (第1、反−研 カル
ボAシ未ff1G1y −−Gln −−Pr。 b己1.狽相゛的ぢ呑成・ 工、5・−GTACATT
GGTTGACC才1−>’に’7L1−7)−” V
o−ル″I1. 5”−GTACATAGGTTGGC
C−−Meむ −−Tyr COOH (1) (0)
さえもシグナルペプチドのこのような変化が見い出され
ている。 例えは、ヒト成長ホルモンのシグナルはヒトインシュリ
ンのシグナルとは実質的に異なっている。このことは、
各々のタンパクがその特定のタンパクの細胞膜を通過し
ての転置に特にうまく適合するようなシグナル配列をも
つように進化して来たことを示唆している。 本発明は、異種タンパクをコードしているDNAを、酵
母α因子遺伝子のプロモーター及び/又はシグナルペプ
チドをコードしている部分のDNA配列に有効に(発現
するように)結合すると、実質的に成熟なタンパクが酵
母にょっ見に基づくものである(本明細書の開示から明
らかとなるように酵母は少な(とも2種のα因子遺伝子
を有する。「α因子遺伝子」という用語はそのような機
能性遺伝子全てを含むものとする)。即ち、基本的に本
発明は、所望のタンパクをコードしているDNAを含有
する発現ベヒクルをもつ生細胞を含む酵母の培養培地か
ら有用な量の異種タンパクを得る手段及び方法に係る・
この場合、前記異型タンパクをコードしているDNAは
、酵母α因子遺伝子のプロモーター及び/又はシグナル
部分を含むDNA配列異種DNAの発現により細胞培養
培地中に有用な分離状態(融合していない2)のタンパ
ク産物1、れることである。 酵母のα因子は、通常完全な分泌作用の際にα因子から
除去される「プレプロ」配列を含有する。従って、有効
操作上の面からは後に更に説明するように培地中への分
泌過程に於いてプレプロ配列がシグナル配列として機能
する。本発明で得られた結果から明らかなよ5に、異種
タンパクに融合したα因子の上記定義のシグナル配列を
含むペプチドは酵母生体によってうまくプロセッシング
され、成熟異種タンパクが周囲の培地に分泌されること
になる。従って、この「プレプロ」シグナルを使用する
ことによって得られる利点は、シグナル/異種タンパク
遺伝子配列がα因子プロモーターの制御下又は酵母内で
機能する他のプロモーターの制御下にあるか否か罠かか
わらず実現される。同様に1本発明によって得られた結
果が示すところによると、α因子プロモーターは典雅遺
伝子の発現に効果的であり、そのような発現はシグナル
配列を発現ベヒクルの中間に挿入しな(ても得られる。 従って、本発明は、酵母系で具種ペプチドを発現させる
ための4予プロモーターにしZgぴル ブロモ−クーの使用に関し、更に、酵母中での発現の結
果産生された異種タンパクの有効なブ本発明の背景を明
らかにし、特定の場合には本発明の実施に関する更に詳
細な説明を与えるべ(本明細書中に引用する刊行物やそ
の他の資料は引用によって本明細書に包含されるものと
する。便宜上これらに番号を付しまとめて本明細書末尾
の参考文献の欄に記載する。 又、本発明は、1982年11月1日に出願された米国
特許出願第06/438,236号及びその親出願並び
に1983年4月25日に出願された米国特許出願第Q
67488,337号に関連するものであり、ここに引
用したことによりこれら出願の開示内容を本明細書に包
含するものとする。 発明の背景 天然の酵母生体を工、細胞表面成長のため及び細胞代謝
に必須な機能として、少数のある種の同脛(内因化)タ
ンパクを原形質膜まで及び時にはそれを通して輸送する
。娘細胞の前低の初期成長として細胞が出芽する際には
、代亦は勿論細胞壁及び原形質膜の生成に仲他の付加的
なタンパクが必要である。これらのタンパクのあるもの
は機能的にある意味で関与する筈であるし、従つ℃、分
泌経路が存在するとイ4じられている(1)。上記過程
に含まれるある種の同種りど3 ンパク(工小胞体に結合したりボゾーム1指訳によって
形成される。同種タンパクは通常酵母種によって産生さ
れ、その生存のために必要なタンパクである。これらは
生成された後ゴルジ装置へ移送され、小胞内へ包入され
、原形質膜へ移送され、そこで結合し、又はある程度そ
こをれる。同種タンパクの少数のものは完全に細胞壁を
通過して外へill几送されるらしい。例えばα−因子
及びキジ−mX (kiuer toxin )がある
(2.3)。 又、細胞の出芽領域は小+1iiに魅きつけられる部位
であり、出芽の内部表面に融合することにより、原形質
膜そして恐らく細胞壁の全体の生長に寄与する(4,5
.(i)。いわゆる分泌過程でタンパクのグリコジル化
(glycosylαtion)が関係するか否かは未
だに論議のあるところである。更に、本発明でいうよう
な「分泌」タンパクは、シグナルプレペプチドと考えら
れ、脆表面への輸送及びそこでの導入過程に関連すると
思われる。しかしながら、全体としての分泌過程の正確
なメカニズノ、は充分には埋確されていない。 組換DNA技術により、酵母生体中の分あ過程に関する
広く知られた質問に対する解答を与える有用な手段が得
られ、これを適用することで、前記の如き生体又は他の
生体にコピー量(大量)の異種ポリペプチド産物を内因
的に産生させ得(例えば、7〜17参照)、酵母宿主を
適当に操作して異種タンパクを個別の成熟形態で分泌せ
しめ得ると考えられていた。これは実際に達成されてお
り、係属中の米国出願第438.236号及びその親出
願(止揚)゛の主題となっている。この出願には、最初
その天然のシグナルを伴なうプレタンパク又はそれらの
ハイブリッドとして発現された異種タンパクが酵母によ
ってプロセッシングを受けて成熟タンパクとして分泌さ
れ得るという知見が記載されている。 発明の概要 本発明は、酵母生体を、通常は酵母生体にとって異種で
ありしかもその生存に必要とされないタンパクを産生じ
、プロセッシング処理し且つ分泌するようにせしめ得る
という知見に基づ(ものである。即ち、このタンパクは
、生存し且つ再生する酵母細胞を支持する培地から、所
屋でないペプチドプレ配列又は他の発現用の人為構造を
実質的に伴なわン、Cい分離(個別)形態で得ることが
できる。この目的のために、所望の異種タンパクをコー
ドしているDNA配列を(このタンパクに対しては)非
天然の酵母α−因子シグナル配列をコードしているDN
A配列に結合する。α−因子シグナル(プレプロ)ペプ
チド及びプロモーターをコードしている前記の如きD
N Aに有効に(発現ずろように)連結し且つ異種タン
パクをコードしている前記の如きDNAを担持する発現
ベヒクルで適切な酵母細胞を形質転換する。異種タンパ
クをコードしている配列と共にα−因子シグナルペプチ
ドをブードしている配列を発現させると、発現産物はプ
ロセッシングを受けて成熟真菰タンパクが細胞培養の培
地中に輸送され、生体酵母細胞を破砕する必要なくこの
培地から成熟タンパクを回収し得ろ。従って、所望で1
.cいプレ配列又は他のある種の発現用人為構造(例え
ば、AUG翻訳開始シグナルコドンの発現の結果である
4の場合には第1ON−末端アミノ酸に結合したメチメ
ニン)を除去する必要なく、使用に際し他の点では実質
的に成熟な形態でタンパクを回収する。即ち、生体又は
破砕(即ち、溶菌又は他の方法で破壊した)細胞を実質
的に含有しない形態の培地が得られ、これは所望の産物
を含有しているのでより容易に使用できる精製技術:Y
〆Zさる にカフ硝製後のこのような産物は意図する用途に適合す
る。例えば、ヒト白血球インターフェロン産物はその用
途としてヒト抗ウィルス及び/又は抗腫瘍剤がある(一
般的文献として7〜17参照)。 要約すると1本発明は、酵母のα因子シグナル配列及び
/又はプロモーターを使用して1通常は酵母生体に異種
であり且つその生存に必要としないタンパクを、酵母の
発現、プロセッシング及び分泌の産物として、l1bl
的にペプチドプ1/配列又は他の発現用人為構造を伴な
わない分離形態で産生することを含む。更に、本発明は
、前記の如きタンパクを産生じ得る11Y母培養物及び
その培養の結果得られる産物として前記の如きタンパク
を含有するαY母培養培地を提供する。より特定的には
、本発明は、異種遺伝子を発現せしめるためにα因子プ
ロモーターを使用する酵母での異種タンパク産生方法及
びこの方法に使用する発現ベヒクル及び生体に関する。 更に、本発明は、発現した外来タンパクのプロセッシン
グ及び分泌のためのα因子用シグナル(プレプロ)配列
の使用、α因子D NA配列乞有効に担持する組換発現
ベヒクル、並びにこのようなベヒクルで形質転換された
細胞は係る。 本明細畏で使用する用語「異種タンパク」は、酵母生体
によって通常は産生されず又はその生存に必要でないタ
ンパクを意味する。この用語は、前記の如きタンパクを
コードしているDNAな組換DNA技術により発現ベヒ
クル中に機能的に挿入し、次いでこれを酵母生体宿主の
形質転換に使用することも意図している。p l!]
Aの機能的挿入とは、異種タンパクをコードしているD
NAなα−因子プロモーターの制御下にある及び/又は
α−因子シグナルをコードしているDNA配列に連結さ
れた発現ベクター中に挿入することを意味する。この結
果、ハイブリッドプレタンパク、即ち異種タンパクに融
合したα−因子シグナルペプチドを含有するタンパクが
イUられる。このような異種タンパクの例としテハ、ホ
ルモン例工ばヒト成長ホルモン、ウシ成長ホルモン等、
リンホカイン類、酵素、インターフェロン例えはヒト繊
維芽細胞、ヒト免疫並びにヒト及びハイブリッド白血球
インターフェロン、ウシインターフェロン等、ウィルス
抗原又は免疫原例えば日持病抗原、インフルエンザ抗原
タンパク、肝炎コア及び表面抗原等、成長に付随する因
子例えはヒトインシュリン様成長因子(IGF−1及び
I()F−2)、表皮成長因子(EC)F) 及び神経
成長因子(N()F)並びに他の種々のポリペプチド例
えはレンニン、ヒト血清アルブミン、ヒトインシュリン
、種々の糖タンパク等がある。 本例#I店で使用する「分泌」は、原形質膜ビ通して且
つ少なくとも酵母生体の細胞壁内への又はそれを通過し
て、細胞培養を支持する培地中−1の産物の輸送を意味
する。因みに、ある場合には、「分泌」産物は何らかの
態様で細胞壁と結合しており、恐らくは異なる1W製手
順を必要とし、又は酵母宿主の構造及び機能のイω正が
必要となる。 「プロセッシング」とは、成熟タンパクからα−因子シ
グナルペプチドを細胞内で開裂して実質的にシグナル配
列部分を伴なわないで又は異質のペプチドを伴なわない
いわゆる分離(個別の)成熟形態で異拙タンパクを産生
ずることを意味している。「異質の」ペプチドにはメチ
オニンのような発現用の人為措造であるペプチドが包含
される。プロセッシングはs 成Nfl タンパクと結
合したシグナルペプチドの正確な点とは、Sれた(しか
し意味のあるようなM要な違いとはならない)場所での
シグナルポリペプチドの開裂を許容する。 られた数のタンパクしか培養培地量へ分泌しない。培地
中に見い出されるタンパクの1つはα−フエ目モン即ち
α−因子である(21゜α−因子Q戸−Leルー Trp−Le〒−Lys−Pro−Gly−G4n−P
ro −M6t(又はM e t PI O)一つ’y
r−COOHを有する12〜13個のアミノ酸残基から
成る4稚のオリゴペプチドの嫉であることはDu 11
f、Z(’! ”:Eによって最初に決定された(1
8.19)。 第3図に、α−因子遺伝子σ月つMF’、−1のプロセ
ッシング前の産物中の4棺のペプチドの位置を示す。枠
で囲ったセグメントだけが培地中に分泌され、歿りの配
列は分泌されない、残りの配列のうちのどれだけが、分
泌されるために少な(とも一部はプロセッシングを受け
る「真の」シグナル(プレ)配列であるのか、及びどれ
だけが従来の前駆体クンバク(例えはグロレンニン、プ
ロインシュリン)の意味テ「プロ」配列なのかは明らか
でない。 同様に、第4図に示す、町α2遺伝子の産物中で「枠で
囲った」部分だけが分泌され残りの配列の性質はLFc
tl中のものと同様に記載し得る。 本発明の実施研死中に、他のグループ(44)は、本発
明とは鶴なる方法でα−因子遺伝子の1つCMFctl
)の単離及び配列決定に成功した。 後述するように、2種のび一因子造伝子が本発明者等に
より単離され、α−因子のプロモーター及びシグナルペ
プチドに対するD N A配列が細菌の形質転換には、
E、coLi K−12株294 (ep仏thi −
bsr −hsm ’ ) (ATCC31446)
(22)を使用した。r母宿主としては、1982年3
月5日にAmericanType Cu1ture
Co11ectionにATCC1620626で制限
なしに寄託されている酵母白株20B−12(α、且昌
と■工)を使用した。 B、増殖培地 通常の酵母増殖培地はバクト酵母抽出物(Dacto−
yeast e×tract) 1 %、バクトベプト
ン(E、acto −peptone ) 2 ’Is
及びデキスト1コース2幅を含んでいた。e母最小培地
(・二アミノ酸不含バクト酵母窒素4.−IHo、 6
7循、デキストロース2俤及びgar3%を含んでぃ7
こ。 酵母の形質転換用にはI Mソルビトール1補充した最
小培地を使用した。市I rrvの増殖培地は]・B(
25)であり、これ(工形質転換に匣用するどきはアン
ピシリン/ 2 c) ag/ tar、を心i充した
。 コロニースクリーニングに使用したS−寒天プレートは
、le当り、トリプトン32!、teaC15,9、D
ifco 寒天15 、?及びhbOHO,21を含有
し、表示したようにアンピシリン又はクロラムフェニコ
ールを添加した。 C0形質転換 旦、競ム294は刊行物(23)に記載の手順を用いて
形質転換した。酵母は本質的に文献(21,24)の記
載のようにして形質転換した。 D、酵素及びDNA調製物 制限酵素はNew England Biolabs及
び11ethesda Re5earch Labor
atories から購入し製造元の推奨に従って使用
した。T4DNAリガーゼはNew England
Biolabs から入手し、20rr)M Tris
−HCl (p H7,5)、 101TI101T
I、、10+yHMジチオトレイトール、1r4MAT
P中14℃で使用した。仔ウシアルカリ性ホスファター
ゼはBnehringer Mannheim から購
入し、l OO曽M NaCL、50TTTM Tri
s −HCl (1)H7,4)、10ypM MgS
O4、l、M2−メルカプト−エタノール中37℃で使
用したO プラスミドDNAは透明溶菌液法(clearedly
sate method ) ’(29)で調製し、B
io −Rad アガロースA−50カラムクロマトグ
ラフィーで精製した。少量のプラスミドDNAは個々の
旦、刈旦形質転換体から急速スクリーニング法(aui
ck −screening procedure )
(20)によって調製した。DNA制限断片は ・1憾
アガロースゲルから電気溶出し次いでフェノ−゛ル/ク
ロロホルム抽出及びエタノール沈殿1−て単離した。オ
リゴ−デオキシヌクレオチドプローブはホスホトリエス
テル法(41)で調製した。 ■+】、ハイブリダイゼーションプローブのデザインα
−因子遺伝子用15量体(15−mar )オリゴヌク
レオチドプローブをフェロモンのアミノ醒配列(19)
及び酵母のコドン使用頻度(yeF>st C0dO1
] usage fraauencles )に基づい
てデザインした。その原理を第1図に概略的に示す。第
1図にはα−因子の最後の5個C)アミノ酸と可能な全
てのコドン及びそれらの使用頻度を示す(コドン使用頻
度は2種の異なるグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒ
ドロゲナーゼクローン(30131)及びアルコールデ
ヒドロゲナーゼエの総計である)。これら及びその他の
遺伝子のコドン使用頻度は最近概略が刊行されている(
46)。第1図から明らかなように、5個のアミノ酸を
コードしているほとんど全ての可能な配列はオリゴヌク
レオチド配列5’−GG、、CAACC:ATGTAC
に包含される。 従って、各々2種のオリゴヌクレオチドから成り上記配
列に相補的な2種のプールを合成した。 フェロモン中の他の連続する5個のアミノ酸はいずれも
このような限られたオリゴヌクレオチドのセットではカ
バーされ得ない。 F1組換プラスミドのスクリーニング 5au3Aで部分消化した酵母DNAなYR,7(32
)のBam HI 部位に挿入して作製したゲノムライ
ブラリーを、α−因子遺伝子クローンの存在に対してス
クリーニングした。盈、姐星形質転換体を、アンピシリ
ン5ol/mlを含有−1−るS−寒天プレート上に載
置したニトロセルロース1紙上で増殖させた。37℃、
6時間後、クロラムフェニコール15o 9 /ml
Y 含Tiスル”−寒天プレートにフィルターを移した
。15時間の増幅後、修正」翼店襄 コロニースクリー
ニング法(3B)を用いてコロニーのノ)イブリダイゼ
ーションをテストした。ハイブリダイゼーションブロー
プとして上記32p−標識合成オリゴヌクレオチド(4
0)を使用した。10rnMTr1.s (p H7,
5)、6ynM EDTA 、 0.1 mMA T
P、11TIMピロリン酸ナトリウム、0.8MNa1
l、I X Denhardt’s 溶液、o、5lN
P−40及びo、1m9/威 見、鵠旦 tRNA中4
2゛Cで一晩フイルターをハイブリダイズした。フィル
ターを30°、6X88C中で20分3回洗浄した。乾
燥したフィルターを一80°でDupontLight
ning −Plus増感スクリー7Y用(SてKod
akXR−2X−fl’aフィルムに露出した。 G、α−因子遺伝子を含有する組換プラスミドのyす1 組換プラスミドを含有するコロニー約4500個を、3
2p−末端標識オリゴヌクレオチドブールエ(第1図)
を用いる1nsitt4 ハイブリダイゼーション(3
8) でテストt7た。24個のプラスミドが様々な程
度でハイブリダイズした。 これら24個のコロニーから少量のプラスミドD N
AをBirnboim and Doly の方法(2
o)で′PA製し、DNAサンプルなニド四セルロース
フィルター上にスポットした後同じプローブとのハイブ
リダイゼーションに関t7てテストした。 プラスミド24個のうちの2個が強(ハイプリダイスし
、これらを夫々p51及びp52と命名して以後の実験
用に選択した。プラスミドp51及びps2%zオリゴ
ヌクレオチドブール■ともハイブリダイズした。 ■(、ハイブリダイズする配列のザブクローニング合成
プローブとハイブリダイズしたインサートの*a決定を
するために、クローンp51及びp52から調製したプ
ラスミドD NA’a?旦四RI、凪■、旦匹111、
川■HI及びシ些■ によって制限酵素解析した。第2
図人に示したように、2種の組換プラスミド(工全(異
なるものであった。2種のプラスミドのE COPI及
びPstl消化の場合だけ各々1個の共通な断片が得ら
れた。双方の場合で共通の111片はTI’(Σ1 イ
ンサートであり、1.38 Pst I断片はVワ1及
び三 遺伝子中のPst、 I部位間のDNAである。 プローブに相補的な配列を含有する断片な5Outhe
rn法(42)で同定した。fi2[mBかられかるよ
うに、1例な除いて、5種の制限酵素での消化の金側で
プローブに特異的にハイブリダイズする断片が得られた
。p 52 D 2JAをHlndmで制限して生成す
る断片1ざいずれもハイブリダイゼーションハ′観察さ
れなかった。 合成プローブに相補的な配列を含む最小の制限断片は、
p52では1.7 kbp以徂R4断片であり、p51
では1.8 kbp叫■断片であった。これら2ftl
lのDNA断片な分取用(preparative )
アガロースゲルから電気溶出して単離し、適当に開裂
したプラスミドpBR322(33)DNAに個別に結
合した。結合混合物を用いて旦ヨ294を形質転換し、
この形質転換体からのプラスミドDNAを急速スクリー
ン法(quick −5creen procedur
’e。 20)で分析した。夫々1.7 kbp Eco B
I及び1.8 kbp Hlncl m断片インサート
を含有する2個の形質転換体をp53及びp56と命名
し、以下のようにして分析した。即ち、プラスミド24
個ビps3及びp5eから調製し、匹旦H1,C1aI
、PvuI、PstI及びSal Iで個別に消化した
。得られたDNA断片をl係アガ【ノースゲルで分離り
、二l−ロセルロースフィルターペーパー(42)に移
し、32P−標識プローブとのハイブリダイゼーション
に関してテストした。制限消化物及び対応するp53D
NA(この組換プラスミドはEco RI断片としての
1.7kbp酵母DNAビ含有している)のハイブリダ
イゼーションパターンの解析によって、このクローン中
の酵母DNAが1個の肋↓■部位及び2個のPstI部
位を含有していること、並びにプローブに相補的な配列
が0.5 kbpyPPs tl −Sal I断片中
に包含されていることが示された。クローンp66中の
酵母D N AのHlnd III断片はこれらの酵素
にあする制限部位を欠いて:l(量り、pBR322ベ
クター中のこれらの酵素に対する唯一の制限部位で開裂
して得られた直結化プラスミドはプローブとハイブリダ
イズした。 次にこのプラスミドを多(の他の制限エンドヌフレアー
ゼで消化し、消化物を上記5outhern法で解析し
た。このプラスミド中のハイブリダイズする配列は1.
3 kbp Hlnrlm −Sac I断片上に含ま
れていることが判明した。 α−因子によるraJ細胞の成長阻害特性を利用してク
ローン化した1、7 kbp Eco RI及び1、8
1cbp Hind m断片に含まれるフェロモン遺伝
子が機能性であるかどうかテストした。活性のあるα−
因子フェロモン遺伝子がプラスミド中に存在していれは
、マルチコピーのプラスミドを含有する細胞では染色体
コピー(又は多コピー)の遺伝子しか含有しない細胞よ
りも有意に多量のフェロモンが合成されると期待される
であろう。すると、感応性の「aJ細胞の菌叢中に非増
殖領域が増大して(ることで高レベルのα−因子が検出
し得るであろう。≧旦R1で消化したp 53 DNA
から単離した1、7 kbp断片とHlndmで消化し
たp56DNAから単離した1、8 k、bp断片とを
、酵母選択可能マーカーgRp1 及び2zzmi%母
プラスミド(43)由J汐 来酵母復製オリジンを含むpBRをベースとするベクタ
ープラスミドに個別に結合した。酵母菌株20B−12
を、これらの1ラスミド及びα−因子をコードしている
DNA配列を欠くコントロールプラスミドで個別に形質
転換した。次に形質転換体のフェロモン産生を比較した
。プラスミド上にMF、1又はMFα2 をコードする
配列な含有する形質転換体は、コントロールプラスミド
で形質転換された同じ菌株よりも有意に多量のα−因子
を産生じた。このことから、1.7 kbp加菖R1(
MF、工1)及び1.8kbp邑匹Ir[(MFct2
)断片が活性α−因子フェロモン遺伝子を含有すると結
論した。1t4 Fcl lで得られた結果はKurj
an and Her:kovitQ (44)が記載
した結果と一致している。何故ならばこの遺伝子は彼ら
の記載した遺伝子に対応しているからである。 1、D )J A配列決定 DNA配列決定は既に文献(45)に記載されているよ
うにして行なった。要約すると、チェインターミネーシ
ョン法(47)によか吟D N A配列決定の際には、
α−”PdCTP(400Ci/m mole、 Am
ersham)の存在下で、一本領[鋳型J DNAの
起源として相撲ファージM 13 mp 8及びmp9
(39)’f且つE、 Co11 D N A ポリメ
ラーゼ■のブライミングには合成オリゴヌクレオチド(
大断片、Boehringer Mannheim )
を使用した。反応混合物を5係ポリアクリルアミド/8
M尿素「薄層」ゲル(47)上で電気泳動した。ゲルを
31(λ(紙(Whatrnan )上に乾燥し2〜1
2時間X−綜フィルムに露出した。 第3図に1.フkbp E+匹−R1断片、第4図に1
.3kbp−山、ncjm−伽!■断片の大部分のヌク
レオチド配列を夫々示す。p53配列&X165個のア
ミノ酸残基がら成るタンパクンコードしテイルオーブン
屏読枠を含有しており、このタンパクはそのC−末端側
の半分の内に4個の内部t It遥七単位をもっている
。各単位はLys −Arg で始まりα−因子配列で
終る。各単位内子から分離されている。タンパクのN−
末端側の半分は22個のアミノ酸からハ!る疎水性に富
む配列で始まっているが、この配列は恐ら(分泌用のシ
グナル配列を表すのであろう。この疎水性配列と最初の
繰り返し単位の間の61個のアミノ酸残基は、3個の可
能なN−グリコジル化部位(第3図中横棒で示す)を含
有している。 p53クローンが含有するフェロモン遺伝子のこの遺伝
子は4箇所で、胚1α1 とは異なっている。肛α1
は−8,−7及び1250位匠に位置の代わりに)T残
基な、604の位置に(Cの代わりに)A残基を含有し
ている。125の位置での違いのため、42番目のアミ
ノ酸のところでT CA (Ser )ではなくTTA
(Leu)コドンがある。p53が含有する遺伝子4旦
1゜1と命名した。 別のα−因子遺伝子、MFα2 はp56クローン中に
存在する。この遺伝子の組織構造はy!α1 に類似し
ている(第4図)が同一ではない。この遺伝子がコード
しているα−因子は、明らかに、フェロモンの2個のコ
ピーを含有する120個のアミノ酸残基から成る前駆体
タンパクとして作成される。この推定される前駆体に含
有されるα−フェロモントリデカペプチドの1方は、y
ヱα1 遺伝子がコードしているフェロモンコピーと同
一であるが、他の1方はGunな有している。 これらの前駆体の組織構成は、ある種の哺乳類の神経性
内分泌ペプチドの前駆体と驚く程類似している。即ち、
プロピオメラノコルチン(propiomelanoc
ortin ) (48、49) 、ゲロニンケファリ
ン(proenkephalip) (50−52)及
びプロジノルフイ% prodynorphin)(5
3)と同様に酵母前駆体は分泌に関与する多重ペプチド
単位を含んでいる。これらの前駆棒金′Cに於いて、分
泌される単位(ユニット)を工前駆体のC−末端側の半
分にある。N−末端側の半分は可能なグリコジル化部位
Zもっている。哺乳類の多機能性(multifunc
t、1onal )前駆体の場合と同様に、α−因子前
駆体の正確なプロセッシングにはグリコジル化が含まれ
るであろう。然しなから、酵母前駆体の実際のプロセッ
シングステップは哺乳類前駆体タンパクの場合とは違う
であろうと考えられる。哺乳類の前駆体では放出部位を
提供する塩基性残基対(Lys −Arg ) +S分
泌されるペプチドの直ぐ倶jに配置されているのに対し
て、α−因子前駆体で(・1これらの部位で開裂が起こ
るとN−末端にイ<ツかの付加的アミノ酸が付いたフェ
ロモン単位が放出されるであろう(第3図及び第4図参
照)。これらのN−末端延長部はMヱct1及びyヱα
2 遺伝子の双方がコードしている前駆体中にある繰り
返し−X−Ala−配列から成る。 最近の研究(54,55)によると、α−因子前駆体の
10セツシングの最終段階はジペプチジルアミノペプチ
ダーゼによるこれらの配列の除去であることが示唆され
ている。ミツバチ毒メリチン(56)及びカエル皮膚セ
ルレイン(57)の前駆体は明らかに類似のメ芳ニズム
で10セツシングされる。 81発現用プラスミドの419及びヒトインターフェロ
ンの分泌 上述したように本発明のDNA配列データはα−因子が
165個及υ・120個のアミノ酸かも成る前駆体クン
バクとして合成されることを示唆しているが、このよう
なタンノくりにつ(・ては過去に報告はfzい。α−因
子のプロセッシング及び分泌メカニズムは知られていな
い。しかしながら、変容(altPred )α−因子
を用(・た最近の研究の示唆するところによると、成熟
α−因子の産生り最終ステップは明らかにglu −a
la又はasp −a、laの除去であり、この後に、
基本配列がH,N −(Trp) −)(is −Tr
p −Leu −Gln−Leu−Pro−()ly−
Gin−Pro−Met (又はMetSO) −Ty
r −COOHである12〜13個のアミノ酸から成る
α−因子オリゴペプナドカー放出される。 異種遺伝子産物の発現及び分泌に於けるα−因子プロモ
ーター及びα−因子プレ配列の有用性を示すためのプラ
スミドの調製法の概略ン第5図に示す。異種遺伝子産物
の発現及び分泌用のα−因子プレ配列をコードしている
DNA配列の概略を第5図に示す。α−因子ペグチドを
コードしているDNA配列なα−因子クローンの1つ(
p53)から除去した。得られたプラス−ター配列を含
んでいた。次にこの配列をヒトインターフェロンD(I
FN−α□)遺伝子に結合してプラスミドp58を形成
した。ヒトインターフェロンD遺伝子(58)は、Le
u −Glu −Phe に対応するDNA配列が開始
メチオニンコドンの前に付けられるように修正した。修
正インターフェロンD遺伝チンα−因子の「プレプロ」
及びプロモーター配列と結合した後に、これらの配列を
単離し、酵母−L仝す」1シヤトルプラスミドYEp
9 T (第6図)中に挿入した。 プラスミドYEp9Tは、プラスミドYEplPT(5
9)中の旦弦RI−出痣夏断片をpBR322由来しR
I−工I断片で置き換えることによって予じめ作製した
。このプラスミドはE、 cali中での選択及び複製
に必要なPBR322(33)DNAを含んでいる。加
えて、このプラスミドいる。これらの酵母由来の2種の
DNA断片により、酵母内での選択が可能になり、自己
複製及びプラスミドとしての維持が可能になる。 2nオリジンが転写停止/ポリアデニル化シグナル(3
7)y含有しているので1図示したインサートの配向を
有するプラスミド、p60を選択した。p60中に存在
するα因子[プレプロ」配列と修正LeIFN−D遺伝
子の接合部のDNA配列を第7図に示す。p6Qプラス
ミドを酵母菌株20B−12に導入し、 trp+形質
転換体を増殖してインターフェロン産生について検定し
た。 (以下余白) 1(・ 堺消」t5地及び削11)泡抽出1勿のインタ
ーフェロンアッセイ 形質伝せさ体の1固々のコロニーケYNB十CAA20
m1.中30℃でAaaoが約lOになる壕でJ?J
5111しグζ。アッセイ用に試料lO戯orval
S M 240−ター中7 K rpmで10分間趙6
分I誦した。独々の希釈度で上n^(培地)を検定(ア
ッセイラした。 刑II jlt!!金等滲のガラスピーズをゴむ7Mグ
ア=ジン−14CL 0.5 ml VC4壇1ffi
瀾し高速−′c2分間ボルテンク(vorLax )
処理した。次に、rillノ活Iu rJ?+ 15f
f及び培地のulii :aをバイオアッセイのために
PBS/BSA(150mMNacL、 20 m+〜
1リン1穎ナトリクム(pl(= 7.9 )及び0.
5%ウシ101 ?l″」アルプミンノ中に布ダくした
。細施変注効果(CPE)IAi古アッセイ(至)によ
って、+4母抽出、物中のイノクーフェロンtインター
フェロン標準(スタンダードリと比+1少しで検出した
。壇燗)台地1tKNきl +Aにユニットなでのイン
ターフェロンが検出された。tfill b’cl 1
111出ツ勿からも同様Q′こj’d夾物it当り10
0XIU’ユニツトの割合でインターフェロンが(1’
) 7L fc。 L j;’j地インターフェロンのI、lV ’iンゼ
j厚母萌イ未p 60/20 B−12の単一のコロニ
f YNB+CAA 5 Ll o ml、中30℃−
I:A66Gが2.4ニyj ル”J テJi!殖した
。C(1) JJ!t d Q勿500 ml f Y
NB十CAAで5Lにjn釈してA6eo’kO821
とし、1ηられた5L培つI(物を30℃でA660=
70 UでJ’jr 1ainした。この時点で5L
培l物を7.00 Orpmでlυ分間逓心分子+fi
t、て収偵した。発、・11月”J Jl)j的Qこ
1ηmeの試ネ1勿取り出し光学冴度、−fンターフエ
ロ/産生及び分E k lll11足し/こ。アッセイ
に先見ら、’(’r試1Fをベンチ−トップ伶却煮沈含
(bench −toprafrigerated c
entrifuge )中5分間遠心して細j4Mk培
地η)も分離し1こ。培地及び細彪全上記の如く俊足し
た(第8図6itて〕。24AUX)異lよる元酵を行
l工つlこ。培地中のインターフェロン・ビーク活1主
は夫々1を尚ジ3 X 10’及び2XlO’ユニツト
でら” fC0Jill力己抽出“1勿・11のインタ
ーフェロンン占注はノ?l地1を当りI X l O1
′及び2 X 10’ユニツトであった0 保結、啼地1を及びVt金で6ツi、・C1シ、χ′J
〜1−5限外1戸ノF’J E4 k i走用して2.
5 t hm1conJJz4)J三l77(5tir
redcall ) (Am1con 2000 )内
−ひ25 +MI Tris +10 mM EDTA
、pH8,0に対して透析して最長d・11.116
mBとした。残留)でり(retentate )の−
翻試イ1は直接配列j・ノγ析し曲の一部はアセトン沈
1;゛コχし′Cかl:)配列解析した3、 ハ縮培地1 meをアセトン4−で沈設し、マイクロ遠
沈if (mlcrofuge )中で回転沈降し、ア
セトンで洗浄し/こ。ペレット全o、i%’r F A
にゼ)iiiiiンzJLSyncbropak IL
P −Pカラムの111)LCで史に棺製し7’j (
) :’J 7 ムk O−19に ’1’ F A
”P ノ0−10 U X7 セトニトリルのIff
MJ勾r記で60分間かげてrW出しfc。 イS製したIFN−αADのサンプル12μすτコント
ロールとしてクロマトグラフィーにかけンも。280+
lI!IM己クリ 配列)’n析はEdman分屏Qηに茫ついて行iよっ
た。 液体試:j’) ?r修正Beckmnn 890B
spinning capsequenccr のキャ
ップ(cap )中に尋人した。 Po1ybrene fキャンプ(至)中のキャリヤと
じて1更用した。使用した試薬はBeckmans 5
equence grade の0、1 M Quad
rol dlfjg、フェニル−インチオシアイ・−ト
及びヘプタフルオロ陥1没で・bっだ。谷ツ゛イクル中
内部標準として1史用[るためノルロイシンをQuad
rol緩衝液と共に添加した。谷クロマトグラム中にP
T H−ノルロイシンがイT′、在するとPTJIア
ミノ1哀ヲ保哀詩保持時間て同ボする助けと1よる。 アミノ戚配列1’fイ析によって、 N)i、−末)・
糊配列NHz−Glu −Ala −Glu −Al
a −Le u −’Gl u −Phe−1ν1ot
ih−する111)ニー4!]1のインターフェロン分
子が示された。このnetはインターフェロンxff
伝+のN−末端の6ij始コドンによるもv−ciす、
11[つて、t’Q生し)ζタンパクは7個の余分なア
ミノF1’l kΩんCいる。このうち31固は4L貫
者に白米する。即らLr+u −Glu −Pike
(gf47図””1(i) C? 6す、残りの41固
はα−因子のブレを配列にv目Sする、即らGlu−A
la −Glu−Alaである1、こ+7個のアミン+
+2から成るN−末端姑艮副k ’a4むポリペプチド
はインターフェロンra tl k 1呆4i’ L−
Cいる。 I−コ、i!iの異ト1)遺伝子産物の麓りI5及び分
−V・α−因子プロモーター及び1゛プレグロ」配列の
イ]it] I生をテストする過程C1プロモーターと
「プレグ口」配列が取り扱い易い(・;多送し1りる)
i+1lll奴1チ1ハとしで単離できる↓′)VC
α−因子1−プレグロ」!H1g列の末尾に制限エンド
ヌクレアーゼ部1s’l k Fi11成した(第7図
jjjjjづ。次に、削切l工「付71°S」末i、7
J宏a7汀する旺、仏の候柑示云子Vこ対丁4)この元
現及び分泌システムのイ丁幼注τテスml−/)7c・
りに、111当lニブラスミド侘11・フィシし1!1
7辷。このfCKンにうらり表フラれら遺伝子はこれを
含むプラスミドのIUco RI ?l’4化によって
取得した。例えば、1982年11月1日出−の米国時
1[出−第438,128号(ウシIFN):19B1
年8月28日出&!iIの禾し]竹許出11’J1 i
粘297.380号(MSA): 1981年lO月1
9日出願の米国特許出願113t 2,489号(rl
FN ) : Interferons edited
by+s(erigan+ et allAcade
mic Press、 Inc、 (1982)+ P
roceedings of tbeSymposiu
m on″Chemistry and i3io1o
gy of Interferons: Re1ati
on−ship to Therapeutics″+
held Marcb 8−12゜1982+ Sq
uaw Valley+ Ca1ifornia :
Lawn+ et l!、+NuclelcAalds
Reaaarch+ 9.6103(1981) ;
Gray。 郵IリリN懸旦り、A15,503(1982)参li
t粍L−FA及びレンニン遺伝子−ひは制限−位の位同
のために、上記のように直接発現グラスミドX1′4M
’5にすることは現実的ではl工く他の1ψ正した力
演をとった。t−PA兄現プラスミドの傳築を第10図
に示す。この場汗はプラスミドpt−pAtrp 12
−勿藺用しΔba I及びLlgllで切ばしてt−P
A逍伝す會青、他にpBI (米国lrケd′F出願第
438.236号曾上4)及びYEp 13 !11
k 19i用する。レンニン発現グラスミドは、pRI
(1982年12月22日出vi+の米国!1ヶ5゛[
出!fi11第452,227号) t Xba l−
R蛙1切除によって1uたレンニン遺伝子倉使用して同
様に組立で1ξ。こ2’Lりの2つのプラスミドは、・
孝りはでの選択用の4四2をよイj゛する。従って、こ
れらのプラスミドで形y″ii転ツ應するfc メVC
αleu湾孝母Δf較t1吏用した。プロし/ニン発現
グラスミドpiuは、Eao RI Pst I −e
開裂したγ−I mmグラスミド盆’l’4リガーゼの
イ(:n=F5′セグメント及び3′セグメ/トと共に
インキュベートしてイA’4&し7tor −lA41
11 は1981年10月19日出願の米国!1ケWF
出願第、112,489号及びGray、結社・―止揚
に記載されたpBR322由来プラスミドである。。 5′末端117片は以F K ’at2tm< #−る
工9にけ成d片とクローンPFLA由来断片との結オ物
であった。 合成断片の構造は仄のとおりでめる。 (MetJCAla〕CGlu)Die)(Thr)d
AATTCATGGCAGAAATAACAAGG T
ACCGT CTT TAT TGT ’l’c C’
l’AG d1昨抗方向→ この配列は、「上流端」にEco RI 1jl1位及
びATG開始コドンを含有し、こ扛にグロレンニンの最
初の4個のアミノ酸をコードしている配列が続き、釣t
m 1■1部位で終わっている。 遺伝子の5′−末端を形成するためにこの汗成1+:t
i片?結合するクローン化101片は、遺伝子の5′−
末端に由来する約440塩基対の盈曹−μ巴1(11ソ
を片からなる。 適当7j440bp断片は、プライマーとしでdGA工
゛CCGTCGAAT′rCGG1即ら「プライマーグ
ローブ」を使用して未分画mRNAから*pi2!7シ
たCDNAから取イrj した。このプライ1−全1史
用して形成し之cDNAi上1j己のμ日くザイズ分1
曲し、1,0001盆基対以上の大きさの〜「片1pB
R322のPst I 部位に押入してクローニングし
た。イQら)したクローンケ、プローブとしてTthプ
ローブ及びプライマー/グローブの双方を使用して選択
した。双方とハイブリダイズするコロニーのみを選択し
fc。 1280114Jの形jイ転侯コロニーかう双方のプロ
ーブとハイブリダイゼーションを示すコロニー約J00
1固7)Zlηられた。こ扛らの中にグロレンニン配列
の5′部分が存在するか否かt以下のよ’> K L。 て倹討した。 Aひ1−!凹1.AひI−巾りIll、馬11−Bam
H1及U Bgl I−4理RIを用いる一理の二重
消化の結果?解析した。既知のめツI及び穐」T部位ケ
利用し、pBR322カ匹部泣のいすt′Lかの側の谷
々125塩茫対ンOD 1’J A配列の仲人に1更用
した。これらの消化によって19・rル「に適したE断
片が侍ら扛る。 同定されたクローンから調製したm1nt prepm
の上11己二虜消化9勿についてアクリルアミドゲル・
「托気泳!IIIIm析全行なってjヅ1望のクローン
、PFLAを選択した。次にプラスミド−+pFi、A
クローンがき単離し、13amHI及び役竺1で二車消
化し、440bp断片金ゲルlに気泳動によって回収し
/ヒ。 次に、T4リガーゼと共に合成断面及びPFLAクロー
ンBam f(I −Xma I断片を1史用する俤準
的連結反し?5鏝よ4凹1及び以遠10で開裂して「完
全な」5′−木端を創成した3、侍し扛た連軸配列をア
クリルアミドゲル電気泳動で精製して適当な455項晶
対断片を選択した。 3′−末端−1片はPFLAクローンの調製に使用した
と同様な方法でw、1製した。プライマーとしてオリゴ
−dTi用いて未分画メツセンジャーRNAかろイ4チ
た>10i110bpk宮むCDNA1上6己と同様に
クローン化し、コロニー2 Tthグローブで選択した
。約501固のコロニーが(?7られた。上記(!:
I=J anに2心11インサ一トバロ位に吋接する旦
す1及び製!部位を利用して、聾Ill f−f I
/ BglI+ r加I/抑H1,触1口/加l及び艷
I / Wco RIで二重消化したプラスミドm1nip
repsに対して行l工ったゲルα気泳111bの結果
を解析−づ−ることたよpIツ「望のクローンを選択し
た。Iツ「望のコロニー刀1らのプラスミドを単F+[
し、仄いで凪1及び均す1で開裂し、電気泳動に工って
r 3−375Jケノ[片の800bp配列を単n1l
rc。このr3−375J伸びでいる。っ 佃々の発現プラスミドf、担持する形質転俣体を過当l
工培地で増殖した。J行jt物を上r+’fと細胞に分
画し1ヒ。上in (培地少及び卸1胞抽出4勿を拙々
のツバ伝子殖物の発現及び分必に関して便だし1と。ウ
シインターフェロンン占性はインターフェロン標j表と
比較して細胞変性効果によって逆電した。、 −f:の
他出 の腫物の培地中及び則tr嗣淀4中の或はラジオイムノ
アッセイによって決定した。表に((」け定値はピーク
活1生である。細用内t−PA及び分泌されたし−PA
分子は双方とも生物学的活性tもっていた。 0、分泌クシインターフェロンの特性決定堵喪培地中に
分泌されたウシインターフェロン−αIをドi己の如く
精製して特性決定した。 培養培地7tを水酸化ナトリウムでpH8,02にi”
jrJ dlした。次にこのM ?fk k、50 m
rV4tris、 I)H8,0で予じめ平向化した2
、 5 X 18 L7A Nugel A CAカラ
ムに充填した。充填後、A2B6がeよ(・よOになる
までカラムf 50 mM trls+ 1%(w/v
) PEG3000゜pH8,0で洗浄した。次にカ
ラム(!:、100 mA rnl役ア/モニウム>
296 (w/v)P EG 80υo、pH5,0で
、仄いで20?nム4γリソン、 2.59(、(w/
v)PEG8000 、pL12.0−Q浴出し7j
0インターフエロン活性の主要部はpH5,0の浴出で
早−ビークとして出現した。IVJuge1カラム(8
8mL 、 150Mユニット)からプールしたH科乞
、25 mM(−9詐敵アンモニワム、 pH5,(l
で予じめ半価化した2、5X 5. Ocms i−5
3カラムに充填した。インターフェロン活性は塩化ナト
リワム沼出甲に早−ビーこの材料の、1111度はSD
S PAGg’C約8Q−90%とd′r価された。 5a−saプールlυmli、25 m (ylリン鍍
ナトリワム、pH6,0中で半画化した2、 5 X
18 、市5ephacryl S−300カラムにか
(/−Jた。カラムを上記の緩イ萌孜で溶出するとイン
ターフェロンγ占性が〔F−ピークとして浴出した。こ
の最ホさプール、はSii;−53プールに、げ仕−[
るタンパク(DN−木端配列解析に工21に、、df、
#:が分泌したシシインクーフエロンは3棟の異なる部
位でグロセッシング分受けている。グロセツシングのこ
の3+Itfflvo11位と各々の相対虚は次のと2
9である。 −8−6−3 −2ys −arg −glu −ala −glu
−ala −1eu −glu −pha63% +□
13+X24夕C −ma t −cy@−his−(nu −pro −
his ・=上に示し7j工うシこ、ウシインターフェ
ロンのN−末端の直+>iJにmθtがあり、短いペプ
チドがついてい一〇もインターフェロンi古1生を失な
うことは7エい。 成熟異槙タンパクの産生及び分泌 分泌ポリペプチドのN−末端アミノ酸配列が次冨ざnた
両刀の楊叶(ヒ) IFN−α1及びクシxrpN−α
1)で、メンバクは開始メチオニンに加えて2〜7 f
latの余分なアミノば忙浮んでいた。これらのポリペ
プチドは生物学的に油性ではあるが、天然の起υ皐に出
来するタンパクと同じタンパクを謂殖層地中に圧生分泌
することが好よしいでりろう。 (天然のIFN−α1の」濁汁のように)N−木端アミ
ノばとしてシスティン全貧有〜づ−るインターフェロン
分子乞座生するために、因子「プレグ口」配列とIFN
−αl遺伝子との接片部を修正して、修正「プレグ口」
配列パ′顧去−7th4天然のN−木端(j−言イjす
る成熟インターフェロン分子が放出されるようにする必
委があった。七の工う12候合蛍1qるための手順の概
略を記11図にボーづ一0iVIFα1プロモーター及
び「プレグ口」配列並ひに1喰正IFN−αl遺伝子を
貧イJ−するDNA断片を単購しM13 mp8 tI
υのunco it 11j11位にクローニングした
。一本領1)NA鋳型は過当な配向−047丈−ト勿は
イ1する組侠ファージかりW勺製しi仁。こりWetφ
をリンば化メリゴヌクレAチドと共にアニールし7’C
0酋成オリゴヌクレオチドは24塩基の夜さでdりジ、
「プレグ口」配列のC−末p席付肛のleu −asp
−1ys −arg kコードしている12塩基及び天
然IFN−ti、の最初の4個のアミノtji2 +
cys−asp−1eu −proケコードしでいるx
2を盈りりに相410的で必る。このプライマー−−則
ノ”+’i中間体’;ts 500m1\1dATP、
100171M dTi”17 、100+i+J
dGTP、100ml4dCTP 、 20mM dA
TP 、3 j−ニットのD N Aボリメジーゼ(K
lenow )及び4 oU−1−=7トのT4DNA
リガーゼの打圧ド、10 rrt+Vi ’I’ris
、 pH7,4,50nt+VI NaC1及び10
m M +V17SO4甲c123℃I211.7間
の沖長及び運結反応に付した。仄に、史に3ユニットの
」〕1寸Aポリメラーゼ(j(know )及び400
j−二ソI−(1)T 4υ1”JAリヵ−ゼ足力1
1え、m汁物t23℃で21+、?1iJJ次いで14
’Cで1511芋1)jJインキュベートシ/こ。こ
の?昆片11勿t1史って貝、ヨ旦J M 101 l
Ii罎を形頁伝決した。ファージグラークk P a=
aAリゴヌクレAチドとのバイブリグイセ−ジョンによ
りスクリーニングした。2個のl+1(poI]ItI
ve)の組換ファージかり鋳型に型取られた1)NAを
調製しI F i(−α、DNAに相補II′ジlよプ
ライマーにI更)月してd己列火>、1jL7ζ、11
向の組換ノアージかb IJr屋の欠失(第11図にル
ープでボす24ヌクレオチドの欠失用11する二本鎖D
NAを調製した。[プレグ口J YB己列と1上゛1リ
ーα。 )以云″子との修正された接片を苫ひ肋11ζl断片?
単醐し旦co RIで開裂したYEP9Tに連結した。 この(昆合j勿で長、並且を形貝1駄且へした鏝、正4
11鱈な自己向のインサート44丁−[る)゛ラスミド
(p76)で+8んで更に倹討した。 p76 1)NAk上・四状から□r、l製し、こft
r ノljυ・て酵母の20B−12株(ATCC2
0626Ji形14転換したfl 1個の形員伝侯体の
冶養吻10を倉sa >mし% j’J倭Pa:ttl
ur遠心して+N11I Jlffl カI−) J4
地f分1)11(7た。 I惇’it ji地5 U Oml?z 25 n+J
’f”ris+ pHd、 U 。 lU7nMl;DTA中に透析した。矢に透析し7c堵
jll k N天然/!¥吻(LeIFA)に対づ−る
七ツクローン化した抗体に8有する児投アクイニテイ力
うム中にノ1) し/こ。 2 4mM ’f’ris
、 pH8,0、10mM m DTAで洗浄1ρ、イ
ンターフェロンン占注τ0.2 M jW=ばで浴出し
た。インターフェロンン占注の主要部は画分、−M2S
に見らIした。このH分200μt = rji+記の
如くN−末端アミノI!+2配列J’ll ’firに
付した。見い出された主要な配列は天然インターフェロ
ンDのものでめった。タンパクの最初の8個のN−末端
アミノ酵はays −asp−1eu −pro −g
lu−tbr his −5erでめった。 回向の付加的+jS!明 第2図 α−因子グローブと、p51(al及びp52 (b)
m侠プラスミド由米D li A 11;Q片との間の
・11」同(homology )の位1a、2個のプ
ラスミドとイル々の1間1奴エンドヌクレアーゼでY白
化し、仄に1%アガロースゲル上でtIt気兆励した。 υN A lj;If片をニトロセルロースベーパーに
移し P−標識グローブとハイブリダイズし7こ。パネ
ルA:具化エチジウム染色ゲル。パネルB : 56u
t11ernプロツト。レーンユニー腔ル1,2−、山
■I 、 3−IHnd員、4−11μtro上11.
5−#艷空−艷I。矢印Vよツーグクローニングし/C
21固のDNA断片和7Jて−1−oサイズ惰・す〜J
管jλ、rRp’7 又はp BH322D i’J
A 炉’) 1+f5后ルた。 シIt 31ZI フランキング・頭載のヌクレオチド配列。フェロモン前
、躯体の予見されるアミノ酸IV列も/Iり”r l)
fJL4列の上1;の叔字は夫々アミノlV及びヌク
レオチドのfi”f、 71’;(全示す。α−因子配
列の4 j1?−1のコピーか枠−ひ囲った1頂域に民
含されている。星印は、α−囚十をコードしているml
域の1個以上のコピー間ひのヌクレオチド配列に力tけ
る違い?Iニアi:している1)3個の「り曲なN−グ
リコモル化4識部位は俸(太勝りで示す。この遺伝子は
1(urjan+ !!t al、 tI婚の報乞し〕
ζものに対応しCいる。 第4図 ±1α2遺伝子及びその非a111訳5′−及び3′−
フランキング領域のヌクレオチド配列。アンダーライン
を付したアミノ酸はMFα2遺伝子がコード第5図 IFN−α、Ja仏子とび一因子グロモーター及びα−
因子プレ配列との接会。第3図に示したように、1.8
kbp旦鵠RI断片はブロモ−ター全白イ1しているの
で、5′から成熟α−因子tコードしている配列まで全
DNA配列は、α−因子グレ目己列及びIFN−α1タ
ンパクがα−因子プロモーター(i″使用て単一のMi
J Id体タンパクとして@l戎さnるように、修正I
FN−αI遺伝子に接汗した0 第7図 α−囚因子グレグロ」及び修正IFN−αl迫仏子の接
合■1分のタンパク及びL11’JA配列。、3B 、
714QのJ(ba I及び皿部lζ1部位が示さtし
ている。 第8図 づ酌孝中のに山11己及、び〕音」也IFN−α、レベ
ル91.il。 、トハの時間間[イ4で堵−J(吻lOmef:釦1序
4・1Jから取り出し・遠心して細胞と培地で分離した
。刑11胞抽出物瞥」上記のように、%裏しICo梧地
及び抽出′南中のインターフェロンレベルオ決菫シフC
0 、俄工可 ル配列を才、11する1、 12 kbp旦鵠l化I断
片全p58から単離しYk2p9’rのJPco it
I部位に仲人した。 1iS10図 組織プラスミノーゲン油性化因子の発現及び分a用グラ
スミドp68の組立。 部11図 in vltro欠失突然変)°4のスキーム。」1α
l「グレグロ」配列と16正IFN−α1遺伝子の按汗
都C欠失されf(−24ヌクレオチドは図中ループとし
て承り−。 61412図 、J F’α1及びMFα2遺伝子がコードしでいる補
足α−因子前駆体のアミノ酸配列の此式。最大の相同k
4f−fる配列勿整列するたりに秤々のギャップが生
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にハイブリダイゼーションプローブ 計成詞すコヌクレオチドのプールの4Qf 造k 7J
e T IsJ、第2図は、第1図のグローブ全期用し
て青らtしたI) N A +iji片の10、ス(激
動の結果を示し、第3図及び4134図は、α−因子遺
伝子のヌクレオチド1記列を示−す図、 と1シ5図は、ヒトインターフェロンD(1)遺伝子と
α−因子プロモーター及びシグナル配列の遺伝子との接
片のスキームを示す図、 i゛l’45図は、ヒトインターフェロンL)(工FN
−αθ元現用の目Y母元現グラスミドの構311のスキ
ーム図、第7図は、α−因子シグナル配列及び16正I
F1q−αl迫伝子の接合部のタンパク及びDNA配列
を)jぐ丁図、 第8図は、fF’N−α1 を発現−「る酵猷形賀転コ
キ(体の培養の培地及び雌側抽出物中のIfi’i寸−
α。 レベルτ7J(丁図、 第9図は、α−因子グロモーター及O・/グナルボリベ
プナド迫伝子配列を期用する異性遺伝子の発現144酵
母/呈、」シャトルベクターの41グイ!ス・■−ム図
、 第10図は、組識プラスミノーゲ/油注化因子の9f;
91用酵母/旦、虱プラスミドの組立図、第11図は
、gl1分的α−因子/グナル配列(!?七−づ−る“
発現産物としての成熟”)441iIり/ノ<り(図に
示したのはヒトインターフェロン)の産生、α−因子成
分のグロセツシング及び成熟クンノ(りの文j;r培地
への分泌を遂行するたりに1史用されたti1染t7J
<丁図、 第12図は、第3図及び第4図のIVl、 Fα1及び
IVl Fα2ポリペプチド間のコンセンツース(−」
・()の桿1及をボ丁凶でるる・ 代理人 プ「埋土 今 4・1 ノし 第1頁の続き (−i)Int、、C1,’ 識別記号 庁内整理番号
0 12 F(1:86り) −丁・李ン■ネifj、■二1:薯(万代)%式%(3
8 2、発明の名称 耐IΣl発現系Cの〕Iルノノ′因子
配列の1山川3、ン+li itをりる貨 ・+1 +’lどの関係 111几′1出摺1人名 称
シ1ネンブツク・イン−1−ボレイワツ1−1、代
理 人 中j+! 7Ill新II:i区新1?」月1
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o−ル″I1. 5”−GTACATAGGTTGGC
C−−Meむ −−Tyr COOH (1) (0)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (II W母発現産物として酵母にとって異種のタンパ
クを取得する方法であって、 酵母生体にとって異種のタンパクをコードしているDN
A配列に有効に連結された酵母α因子用プロモーター(
’I D I! A配列を含む酵母発現ベヒクルで酵母
生体を形質転換し、 形質転換された生体を培養し、 培養物からタンパクを回収する ことからなる方法。 (2) 酵母発現産物として酵母にとって異種のタンパ
クを取得する方法であって、 酵母生体にとって異種の成熟タンパクをコードしている
D N A配列に翻訳解読枠で有効に連結され実質的に
酵母α因子のプレプロペプチドをコードしているDNA
配列を含む発現ベヒクルで酵母生体を形質転換し、 形質転換された生体を培養し、 培養物からタンパクを回収する ことからなる方法。 (3) 酵母にとって異種のタンパクを酵母の発現、グ
ロセツシング及び分泌の産物として取得する方法であっ
て、 酵母生体にとって異種の成熟タンパクをコードしている
DNA配列に翻訳′M読枠で有効に連結され実質的に酵
母α因子のプレプロペプチド配列をコードしている遺伝
子に有効に結合したプロモーターのDNA配列を含む発
現ベヒクルでOγ母母体体形質転換し、 形質転換された酵母生体を培養し、 その支持培地からタンパクを回収する ことからなる方法。 (4)酵母にとって異種のタンパクを支持培地中に分泌
する方法であって、 酵母生体にとって異種の成熟タンパクをコードしている
DNA配列に翻訳解読枠で有効に連結され実質的に酵母
α因子のプレプロペプチドをコードしているD N A
配列を含む発現ベヒクルで酵母生体を形質転換し、 形?・1転換された生体を培養する ことからなる方法。 (5)前記DNA配列がα因子プロモーターの制御下に
あることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方
法。 (6) 酵母生体にとって異種のタンパクをコードして
いるDNA配列に有効に連結された酵母α因子遺伝子の
プロモーターのD’ N A配列を含む酵母発現ベヒク
ル。 (7) 酵母生体にとって異種の成熟タンパクをコード
しているD N A配列に翻訳解読枠上流で有効に結合
され実質的に酵母α因子のプレプロペプチドをコードし
−(いるDNA配列を更に含むことを特徴とする特許請
求の範囲第6項に記載の発現ベヒクル。 (8) 酵母生体にとって異種の成熟タンパクをコード
しているD N A配列に翻訳カフ胱枠で有効に連結さ
れ実質的に酵母α因子のプレプロペプチドをコードして
いるDNA配列を含む酵母発現ベヒクル。 (9) 異種タンパクをコードしているD N Aがヒ
トインターフェロン、ウシインターフエ四ン、組織プラ
スミノーゲン活性化因子及びレンニンで構成されるグル
ープから選択されるタンパクをコードしていることを特
徴とする特許請求の範囲第6項乃至第8項のいずれかに
記載の発現ベヒクル。 0I 異種タンパクをコードしているDNAがインシュ
リン様成長因子をコードしていることを特徴とする特許
請求の範囲第6項乃至第8項のいずれかに記載の発現ベ
ヒクル。 aυ 特許請求の範囲第6項乃至第1θ項のいずhかに
記載の発現ベヒクルで形質転換した酵母生体。 0z 特許請求の範囲第1項に記載の方法で産生される
タンパク。 03 特許請求の範囲第2項に記載の方法で産生される
タンパク。 04 特許請求の範囲第3項に記載の方法で産生される
タンパク。 霞 特許請求の範囲第4項に記載の方法で産生されるタ
ンパク。 αQ 酵母α因子D N A由来のN−末端プレ配夕1
12 <+ rJう・柚発現、前記プレ配列のプロセッ
シング及び支持培地中への成熟タンパクの分泌の肱物と
して前記培地中に成熟異種タンパクを産生じ得る酵母生
体。 αη 成熟異種タンパクがヒトインシュリン様成長因子
であることを特徴とする特許請求の範囲第16項に記載
の生体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US48832383A | 1983-04-25 | 1983-04-25 | |
US488323 | 1983-04-25 | ||
US506098 | 1983-06-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6041487A true JPS6041487A (ja) | 1985-03-05 |
Family
ID=23939275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8276884A Pending JPS6041487A (ja) | 1983-04-25 | 1984-04-24 | 酵母発現系でのアルフア因子配列の使用 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6041487A (ja) |
ZA (1) | ZA843060B (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62502661A (ja) * | 1985-05-02 | 1987-10-15 | トランスジ−ン ソシエテ アノニム | 形質転換された酵母及びヒルジンの製造方法 |
JPS6398397A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Shionogi & Co Ltd | 酵母におけるヒトpstiの製造法 |
JPS6485082A (en) * | 1986-07-10 | 1989-03-30 | Transgene Sa | Method for manufacturing functional dna block and plasmid for coding hirudine, trasformation yeast and hirudine, said hirudine and medical use thereof |
JPH02194A (ja) * | 1987-10-30 | 1990-01-05 | Delta Biotechnol Ltd | ヒト血清アルブミンのn‐未端を含有するポリペプチド |
JPH03290186A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-19 | Fuji Oil Co Ltd | リパーゼの製造方法 |
EP0683233A2 (en) | 1994-05-18 | 1995-11-22 | The Green Cross Corporation | Process for producing recombinant human serum albumin |
WO2009139464A1 (ja) | 2008-05-15 | 2009-11-19 | 株式会社アールテック・ウエノ | ドライアイおよび/または角結膜障害処置のための医薬組成物 |
EP2390333A1 (en) | 2002-07-23 | 2011-11-30 | Novozymes Biopharma DK A/S | Polypeptides comprising a modified human serum albumin secretion pre-sequence with improved secretion yield |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP8276884A patent/JPS6041487A/ja active Pending
- 1984-04-25 ZA ZA843060A patent/ZA843060B/xx unknown
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2513896B2 (ja) * | 1990-04-04 | 1996-07-03 | 不二製油株式会社 | リパ―ゼの製造方法 |
EP0683233A2 (en) | 1994-05-18 | 1995-11-22 | The Green Cross Corporation | Process for producing recombinant human serum albumin |
EP2390333A1 (en) | 2002-07-23 | 2011-11-30 | Novozymes Biopharma DK A/S | Polypeptides comprising a modified human serum albumin secretion pre-sequence with improved secretion yield |
WO2009139464A1 (ja) | 2008-05-15 | 2009-11-19 | 株式会社アールテック・ウエノ | ドライアイおよび/または角結膜障害処置のための医薬組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA843060B (en) | 1984-11-28 |
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