JPS6185199A - ストレプトマイセスに機能的ポリペプチドを製造させるためのバクテリオフアージプロモーター - Google Patents

ストレプトマイセスに機能的ポリペプチドを製造させるためのバクテリオフアージプロモーター

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JPS6185199A
JPS6185199A JP60214458A JP21445885A JPS6185199A JP S6185199 A JPS6185199 A JP S6185199A JP 60214458 A JP60214458 A JP 60214458A JP 21445885 A JP21445885 A JP 21445885A JP S6185199 A JPS6185199 A JP S6185199A
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JP
Japan
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streptomyces
plasmid
dna
promoter
human
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JP60214458A
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English (en)
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ラマチヤンドラ・ナガラジヤ・ラオ
スチユアート・アレン・クストス
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Eli Lilly and Co
Original Assignee
Eli Lilly and Co
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Publication date
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli
    • C12N15/73Expression systems using phage (lambda) regulatory sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ストレプトマイセス(Streptomyc
es)内で、機能的ポリペプチドを生産するために、バ
クテリオファージ・ラムダ(λ)PLプロモーターを用
いる方法に関するものである。更に詳しくは、ストレプ
トマイセス宿主細胞を、1)バクテリオファージ・ラム
ダPLプロモーター−オペレーター転写活性化配列、2
)翻訳活性化配列、および3)機能的ポリペプチドをコ
ードしているD N A配列を含んでいる選択可能かつ
自己複製可能な組換えDNA発現ベクターで形質転換す
ることに関するものである。上記の発現ベクターは、転
写時に、翻訳可能なInλNA転写物を生成する様、組
立てられている。本発明はまた、上記の方法を実施する
のに必要な形質転換体に関するものである。
従来技術 本発明は、組換えDNA技術を用いてストレプトマイセ
ス宿主細胞内で、機能的ポリペプチドを発現させる方法
を提供するものである。本発明より以前には、特性化さ
れたストレプトマイセス・プロモーターが一般的に欠如
していたため、該微生物における組換えDNA技術の発
展と開発は遅れており、時間のかかる問題であった。他
方、数多(の大腸菌(Escllerichia  c
oli )プロモーター系に関しては特性化がなされて
いる。例えばバクテリオファージ・ラムダPLプロモー
ター(λ左側プロモーター)は、い(つかの発現ベクタ
ーに一般的に用いられている、強く、充分に制御された
プロモーターである。λPLプロモーターにおける転写
の開始は、ファージ遺伝子CIの顔物によって、検出限
界以下のレベル(こ抑制されることか分っている。温度
感受性レプレッサーをコードしているcl遺伝子の突然
変異体を得ることかでき〔リーブ(Lieb、M、)、
1966、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロ
ジイ(J 、 Mol。
Biol 、 ) 16 : 149)、これによって
、PLによる転写が低温では抑制され、高温で開始され
る様にすることができる。この様に、このプロモーター
は大腸菌内でコントロール可能である、という明確な利
点を有し、この特性は、大規模な微生物発酵生産にとっ
て極めて望ましいことである。このλC1遺伝子かλP
Lプロモーターと同じプラスミドベクター、または別の
ベクター上に存在しているが、あるいは染色体に祖述ま
れていてストレプトマイセス内で発現される限り、この
λPLプロモーターはストレプトマイセス内でもフント
ロールすることができる。λcro遺伝子産物(C「0
リフレツナー)ヲ用いても、ストレプトマイセス内での
λPL発現をコントロールすることができる。
ストレプトマイセスにおける・転写および翻訳信号に関
する知識が一般的に大知しでいるために、ストレプトマ
イセス内で機能する代替信号の開発か要求されている。
発明の構成および目的 本発明は、λPLプロモーター転写活性化配列を、事実
上、あらゆるポリペプチドをストレプトマイセス内で発
現させる目的で用いる方法に関するものである。このス
トレプトマイセス内でポリペプチドを発現させる方法は
、工業技術面での意義ある進歩、並びにグラム陽性微生
物における組換えDNA技術の適用範囲を大いに拡張す
るものである。
ストレプトマイセス内での遺伝子のクローニングおよび
生成物の発現は、該微生物が実質上、非病りル性であり
、一般的に内毒素を産生じないことから極めて有益であ
る。加えて、ストレプトマイセスは、抗生[′−1質並
びに光[(4惜界で広・ja団に研究され、良(知られ
ており、理解されている。本発明方法並びにそれに関連
する発現ベクターおよび形質転換体は、それらによって
L記の!1lIII要な利点を商業的に活用することか
できるという戟において、特に重要である。
本明細a中に記載した発明の理解を助けるために、以下
に用語を定義する。
組換えD N Aクローニングベクター:1またはそれ
以上のDNAセグメントを付加することのできる、もし
くはそれらか既に付加されたDNA分子からなる自律的
複製本であって、プラスミドを含むがこれ番こ限定され
ない。
組換えDNA発現ベクター=1またはそれ以上の転写お
よび翻訳活性化配列か挿入された組換えDNAクローニ
ングベクター。
転写活性化配列:DNAのInλN 、A転写物への転
写を指令し、または転写を与えるDNA配列。
翻訳活性化配列:mにNA転写物のペプチドまたはポリ
ペプチドへの翻訳を指令し、または与えるD N A配
列。
atE的ポリペプチド:回収可能な、生物活性を有する
ヘテロローガスなポリペプチドまたはその前駆物質、ヘ
テロローガスなポリペプチドとホモローガスなポリペプ
チドの一部または全部から成る回収可能で生物学的に活
性なポリペプチド、あるいはヘテロローガスなポリペプ
チドと生物学的に不活化されている、特異的に開裂され
得るポリペプチドX1l)ら成る回収可能で、生物学的
に非活性な融合ポリペプチド。
制限フラグメント:1または1以上の制限酵素の作用に
より生成した線状DNA。
感受性宿主細胞:ある特定の抗生物質に対する耐性を付
与するDNAセグメントなしでは該抗生物質の存在下で
増殖し得ない宿主細胞。
形質転換:宿主細胞にDNAを導入し、逍伝型を変化さ
せ、結果的に宿主細胞に変化をもたらすこと。
形質転換体:形質転換を受けた宿主受容細胞。
大腸菌(E、 col i )の復′、!′!起源(レ
プリコン):大腸菌内Iこ於けるプラスミド、あるいは
他のベクターの複うりを制御したり、許容したりするD
Nへ配列。
ストレプトマイセスの’IU=tQ<レプリコン):ス
トレプトマイセスにおいて、プラスミドまたは他のベク
ターの複製を制御したり、許容したりするDNへ配列。
本発明は、ストレプトマイセス内で、機能的ポリペプチ
ドを生産する方法であって、 リ ストレプトマイセス宿主細胞を、1)バクテリオフ
ァージλPLプロモーター−オペレーター転写活性化配
列、2)翻訳活性化配列、および3)は能的ポリペプチ
ドをコードしているDN A配列、を含育している選択
可能かつ自己復製IJT!Eな棺換えDNA発現ベク舛
により形′fi転換し、I))該形質転換細胞を該ポリ
ペプチドの発現に適した条トド下で培養することからな
る方法を提供するものである(ただし、翻訳可能なm 
RN X転写物が1該機能的ポリペプチドをコードする
様に、1該発現ベクターは該λPLプロモーター−オペ
レーター転写活性化配列、該謝訳活性化配列および・澄
詣的ポリペプチドをコードしている該D N A配列を
連続して含有していることを条件とする)。
λ■)Lプロモーターは、例えばl) −Lバイオケミ
カルス、インフーポレーテ゛ンド(Biochemic
al 5Inc、 )(1037ウエスト・マツキンリ
イ・アベニュー、ミルウオーキー、ライスコンシン53
205 )等の業とを通して入手するが、あるいはプラ
スミドPKC283の酵素消化により、得ることかでき
る。プラスミドp K C283から単離されたフラグ
メントはλPLプロモーターを含存している〜137塩
基対(bp)のBgl[l制限フラグメントである。
プラスミドP K C283は〜9キロベース(kb)
であり、ノーザン・リージョナル・リサーチ・ラボラト
リイ、ペオリア、イリノイス(NorthernRcg
ional  Re5earch Laborator
y、 Peoriallllinois )61604
  に寄託され、そのパーマネント・ストック・カルチ
ャー・コレクションの一部となっている菌株、大腸菌K
 12  BE 1201 /pKC283から常法通
り)li Inすることができる。この菌株は寄託番号
NRILL  B−15830ノ下、プラスミドP K
 C283の好ましい供給源および保管体として誰でも
入手することかできる。大腸菌に12BE1201 /
 pKC283は2つの異るプラスミドを担っており、
それらは制限部位のサイズおよびパターンに基き、常法
通り単離し、分取することができる。
翻訳活性化配列は実質上、イタクラら、1977、サイ
エンス(5cience) 198 : 1056およ
びタレ7 (Crea)う、1978 、プロシーディ
ンゲス・オブ・ナショナル・アカデミイ・オブ・サイエ
ンスイズ(プロナス、Proc、 Nat、Acad、
Sci、 )USA75 :  5765の方法に従い
、完全に保護されたデオキシリボタクレオチド構築ブロ
ックを用いて改良ホスホトリエステル法により、常法通
り組立てることかできる。別法として、機能的なポリペ
プチドをコードしているD N 、A配列が、例えばプ
ラスミドpKC356内に含まれているネオマイシン・
ホスホトランスフェラーゼ遺伝子の如く、小モロ−ガス
な翻訳活性化配列を含有していてもよい。
本発明のプラスミドPKC417は、λPLプロモータ
ーのコントロール下でネオマイシンホスホトランスフェ
ラーゼ遺伝子を発現させる様、工夫をこらして組立てら
れた。従って、プラスミドPKC417は、プラスミド
P K C356のユニーク(特異)なりglll制限
部位に〜137bp  Bgl  [1λPLプロモー
ター含有制限フラグメントを挿入することにより、組立
てられた。ユニークなりgl■制限部位はプラスミドp
KC356のプロモーターを人(ネオマイシン・ホスホ
トランスフェラーゼ遺伝子の直ぐ上流番こ位置している
。従って、λPLプロモーターと、プロモーター大知ネ
オマインン・ホスホトランスフェラーゼ遺伝子とのライ
ゲーションにより、機能的なポリペプチドを発現させる
様、完全に機能し得る、転写および翻訳可能な暗号配列
が生成することになる。
RtrE的ポリペプチドをストレプトマイセス内で発現
させるための本発明方法は著しい技術進歩を示すもので
ある。上に述べたλPLプロモーターDNA配ν1]は
、あらゆるポリペプチドの暗号遺伝子をストレプトマイ
セス内で芹遍的;こ発現させるのに用いることかできる
。本明細書中では特定の態様を示し、それについて記述
しているが、多くの変型を採用し得る。例えは、本発明
の機1氾性にとって特定の配列の選択は臨界的な事柄で
ないので、本発明は、その使用を特定のポリペプチドの
暗号遺伝子に限定されるものではない。以上で例示した
ネオマイシン・小スホトランスフエラーゼ暗号配列に代
えて、別の機能的なポリペプチドの暗号配列を用いるこ
とができる。その様な暗号配列には、ヒト成長ホルモン
、ヒトプレー成長ホルモン、ブタ成長ホルモン、哺乳類
成長ホルモン、鳥類成長ホルモン、成長ホルモン放出因
子、ヒトインシュリンA鎖、ヒトインンユリンB3fi
、ヒトプロインツユリン、ヒトプレープロインシュリン
、ヒトおよび非−ヒトインターフェロン、ウィルス抗原
、つOキナーゼ、組織プラスミノーゲン活性化物質、イ
ンターロイキンロ、あらゆるペプチドホルモン、あらゆ
る酵素、あるいは研究または商業上価値ある事実上全て
の他のポリペプチドの暗号配(/lJ (ただし、これ
らに限定されない)か含まれる。
組立ての容易性並ひ;こ便宜さのi現点から、以下に例
示する一連の出発物質および中間体からプラスミドpK
c417かi1立てられた。ストレプトマイセスプラス
ミドPEL103の復製Je Ie含有〜2.9kb 
 Bam  I−11フラクメントをBcl l消化p
KC309に挿入し、pKC326と命名された三機能
性ベクターを得た。プラスミドp K C326の組立
て(こおける出発物質であるプラスミドPEL103は
、常法11 リ、ストレプトマイセス・クラニュロルー
ハ(S−gra”’0rube’ ) NoA3991
2.13 /p E L 103から単離される。プラ
スミドpKC3Q9は〜7 kb であり、大腸菌内で
機能的な複製起源と、アンピシリンおよびアブラマイシ
ン耐性遺伝子を含有している。プラスミドp K C3
09は、大腸菌+<x2Ba 1041 /PKC30
9から常法通り単離し得る。上記の菌株はいずれもノー
ザン・リサーチ・ラボラトリイ、ペオリア、イリノイス
61604に寄託され、そのパーマネント・ストック・
カルチャー・コレクションの一部となっている。これら
の菌株は寄託番号NRRL 12549 およびNRR
LB−15827のF、プラスミドp E L 103
およびp K C309の好ましい供給僚並ひに保管体
として、誰でも入手することかできる。
得−られたベクターpKC326を引き、涜きBaml
1l制限t:r素で消化し、プラスミドp I J 7
02のチオストレプトン耐性含1Bcllフラグメノト
にライゲートすることにより、プラスミドpKC345
を形成させる。プラスミドp K C345の出発物質
として用いるプラスミドp I J 702は〜5.6
kb であり、アメリカン・タイプ・カルチV−・コレ
クション、(American  Type  Cu1
tureCollection )、12301  パ
ークローンドライブ、口7クビレ、メアリーランド(P
arklawn I)riveROCkvillc 1
Maryland ) 20852  ;コ寄託され、
そのパーマネントストック・カルチャー・コレクション
の一部となっている菌株、ストレプトマイセス・リビダ
7 ス(I 1vidans ) / pi J 70
2 から常法通り単離することができる。この菌株は、
該プラスミドの好ましい供給源および保管体として、寄
託番号ATCC39155の下、誰でも入手し得る。
プラスミドp K C354はプラスミドp K C3
22の〜2.1 kb Avaj制限フラグメントを5
ac)消化プラスミドPKC345にライゲートするこ
とにより組立てられる。ライゲーション工程に移る前に
両フラグメントをT4DNAポリメラーゼで処理し、平
滑末端化する。得られた三機能性ベクターは、大腸菌と
ストレプトマイセスの両方で機能的なアブラマイシン耐
性遺伝子と、ストレプトマイセス内で機能的なチオスト
レプトン耐性遺伝子、並びにプロモーター欠如(プロモ
ーターレス)ハイグロマイシン、およびプロモーター大
知ネオマイノン耐性遺伝子を含有している。プラスミド
pKC354の組立てにおける出発物質であるプラスミ
ドPK C322はノーザン・リージョナル・リサーチ
・ラボラトリイに寄託され、そのパーマネント・ストッ
ク・カルチャー・コレクションの一部となっている菌株
、E、 coli / p K C322から常法通り
(1離することかできる。この菌株は、該プラスミドの
好ましい供給源並ひ(こ保管体として受託番号NRRL
 B −15829の下、誰でも入手し得る・誘j1p
 体プラスミドp K C356は、プラスミドIA<
C354から〜1.5 kb Eco旧制限フラグメン
トを′、(失させることにより、組立てられた。このE
co R1欠失により、実質上全てのハ・イグロマイン
ン遺伝子を除くことに成功した。プラスミドp K C
356は大腸菌およびストレプトマイセスの両方でa 
frE的であり、どちらの宿主内ても機能的な1物耐性
を有し、λPLプロモーター転写活性化配列の挿入に利
用し得る2個の特異な制限部位の直く下流に位置してい
るプロモーター欠如ネオマイノンホス小トランスフエラ
ービ遺伝子を含有しているために、本発明のベクターを
aL立てるのに有用である。
外来性の大腸菌プロモーターのコントロールの下でヘテ
ロローガスなa (Eb子産物をストレプトマイセス内
で発現させるためにプラスミドpKc417を組立てた
。即ち、前述の、プラスミドPKC283の〜137 
bp  Bgl 1.1制限フラグメントをBgl l
]消化プラスミドpKC356にライゲートすることに
より、プラスミドpKc417を組立てた。プラスミ)
’PKC417は大腸菌およびストレプトマイセスの両
方て機能的てあり、λPLプロモーター転写活性化配p
6、ホモローガスなりボゾーム結合部位を含んでいるネ
オマイシンホスホトランスフェラービ遺伝子、並びに翻
訳活住化配りすを含有している。プラスミドpKc41
7はストレプトマイセスにネオマイシン耐性を付与し得
る遺伝子産物を発現するので、本発明を例示するのに有
用である。
更に、このネオマイシン耐性を選択マーカーとして用い
ることかできるので、該ベクターは一般的な分)クロー
ニングビヒクルとして有用である。
プラスミドPKC417の制限サイトおよび機能地図を
添付の第4図に示す。
本発明に係るRfE的ポリペプチドをストレプトマイセ
ス内で発現させる方法は、その用途をストレプトマイセ
スの単一の種または菌株に限るものではないつ逆Iこ、
本発明は広範囲の適用が可能で、多くのストレプトマイ
セス類の宿主に(II胞、1.1にその非制限菌株に適
用することかできる。こうした非制限菌株は、当業者周
知の常法〔Oモフスカヤ(Lomo vskaya )
等、1980 、?イクロバイオロジカルレビュース゛
(Microbiological Reviews 
)44 : 206  )により、ストレプトマイセス
類から容易に選択、分+1iされる。非制限菌株の宿主
ff11胞は制限酵素を人くため、形質転換の茅プラス
ミドDNAを切断したり劣化させることかない。本発明
においては、本発明に係るベクターのいかなる制限サイ
トも切断しない制限酵素を含んでいる宿主細胞もまた非
制限性とみなすこととする。
アミノグリコンド抗生物質を産生じ、本発明に係るベク
ターを特に有用に使用でき、形質転換できるストレプト
マイセス類の非制限的な菌株の好ましい宿主細胞には、
例えば以下の菌株に由来する非制限細胞か含まれる。
ストレプトマイセス・クレストマイセチカス(Stre
ptomycei  chrestomyceticu
a) (アミノシジン)、S、グリーfrオフ ラハス
(S6grise。
rlavug ) (抗生物’RMAz2e+7 )、
S、ミクロスボレウス(S、 m1crosporcu
@)(抗生物質5F−767)、S、リボシジフイカス
(S、ribosidificus)(抗生物質S F
 733 )、S、フラポペルシカス(S、[Iavo
persicus ) (スペクチノマイシン)、S、
スペクタビリス(S、 5pecLabilis ) 
(アクチノスペクタシン)、S、リモサス・ホルマ・パ
ロモマイシナス(S、ritnosusイOrma p
arOInO−+nycinus)(パO%フィシン類
、カテヌリ7 ) 、 S。
フラデイエ・バー・イタリヵス(S、 fradiae
var、1tali(us  ) (アミノシジン)、
S、プルエンシス・バー・プルエンシフ、 (S、1)
luensis var。
bluensia ) (ブ/L/ X 7 ’/ フ
ィシン)、S、カテニューレ(S、 catcnula
c ) (カテヌリン)、S、オリボレテイキユリ・バ
ー・セルロフィラス(S。
olivorcLiculi  var  cellu
lophilus  XデストマイシンA)、S、アル
プス・バー・メタマイシヌス(S、albus  va
r、 mctamycinus  ) (メクマインン
)、S、バイグロスコピカス・バー・サガミエ7 ソy
、 (S、 hygroscopicus  var、
saga+n1−ensis)(スペクチノマイシン)
、S、ビキニエンシス(S、bikinieniii)
 (ストレプトマイシン)、S、グリセウス(S、 g
riseuも)(ストレプトマイシン)、S、エリスロ
クロモケネス・バー・ナルトエンシス(S、eryth
rochromogenes  var。
narutoensis  ) (ストレプトマイシン
)、S、ブールエフ シス(S、 poolensis
 ) (ストレプトマイシン)、S、ガルブス(Sog
albus) (ストレプトマイシン)、S、ラメラ7
. (S、 rameus ) (ストレプトマイシン
)、S、オリバセウス(S、olivaceus)(ス
トレプトマイシン)、S、マノユエンシス(S。
mashuens口)(ストレプトマイシン)、S、バ
イグロスコピカス・バー・リモネウス(S、 hygr
o−scopicua  var、limoneus)
 (バリダマイシン類)、S、リモ77 ソx シス(
S、 rimofaciens )(デストマインン)
、S、バイグロスコピカス・ホル7−グレボサス(S、
hygroscopicus [ormaglebos
us ) (ダレボマイシン)、S、フラデイエ(S、
 fradiac) (ハイブリマイシン類、ネオマイ
シン類)、S、ユーロシジカス(S、eurocidi
cus)(抗生物質A16316−C)、S、アクアカ
ナス(S。
aquacanus )(N−メチルハイグ0フィシン
B)、S、クリスタリx 7. (S、 cryita
llinus)(ハイグロマイシンA)、S、ノボリト
エンシス(S。
noboritoeniii ) (ハイグロマイシン
)、5.バイグロスコピカス(S、 hygrosco
picus) (ハイグロフィシン2fl)、S、  
アトロファソエシス(S。
acrofaciens  ) (ハイグロフィシン)
、S、カスガスビナx (S、kasugaipinu
s )(カルボマイシン)、S、カスガエン:7 ス(
S、kasugaens口)(カルボマイシン類)、S
、ネトロブシス(S、 netrop@ii )(抗生
物質LL−AM31 )、S、リビダス(S、l1vi
dus)(リビドマイシンi)、S、ホフエンシス(S
hofuensis ) (セルドマイシン複合体)、
およびS、カナメ(S、canus  ) (リボンル
パロマミン)。
マクロライド抗生物質を産生じ、本発明に係るベクター
を特に有用に使用でき、形質転換できる好ましいストレ
プトマイセス類の非制限菌株宿主A[I胞には、例えば
以下のような微生物の非制限細胞が含まれる:ストレプ
トマイシス・ケレステイス(Strcptomyccs
  caeleitis )、(抗生物59M188)
、S、プラテンシス(S、 platensis ) 
(プラテンマイシン)、S、ロツチェイ・バー・ボルビ
リス(S、rocbci  war、volubili
s ) (抗生物質’r2636  )、S、ヘネズエ
レ、(S、vcnezue!ae)(メチマイシン類)
、S、グリセオフスカス(S。
grisco[uscug ) (プントリン)、S、
ナルポジ、ンシス(S、 narboncnsis )
 (ジョサマイシン、ナルポマイシン)、5.77ジン
ジカス(S、fungicidicus)(抗生4M?
 NA−181)、S、グリセオファンエシス(Sog
riscofacicna ) (抗生物質1’Al3
3A。
B)、S、oゼオシトレウス(S、roseocitr
eus)(アイボ丈イクリン)、S、プルネオグリセウ
ス(S、 bruneogrisceus  ) (7
ルポサイクリン)、S、。
ゼオクロモゲネス(S、 roseoehromoge
nes ) (アルボサイタリン)、S、シネロクロモ
ゲイ・ス(S。
cinerochromogenci ) (シネO?
イシンB)、S、アルプス(S、albus  ) (
フル:i−:フイ*f7)、S、7 工L/つx (S
、(elleui) (7ルゴマイシン、ヒクロマイシ
ン)、S、ロツチェイ(S、rocbei )(ランカ
シジン、ボレリジン)、S、ビオラセオユゲ/l/(S
、violaceoniger ) (ランカシジン)
、S、グリセウス(Sogriseus) (f、レリ
ジン)、S。
メゼウス(Somaizeus ) (17グラマイシ
ン)、S、アルプス・バー舎コイルマイセチカス(S、
albusvar、coilmceticus ) (
:17 L/イマイシン)、S。
ミカロファシエ77. (S、mycarofacie
ni ) (アセチルロイコマイシン、ニスピノマイシ
ン)、S。
ハイグox−xピカス(S、 hygroicopic
us ) (ツリマイノン、レロマイシン、マリドマイ
シン、タイロシン、カルボマイシン)、5.クリセオス
ピラリス(S、griseoipiralis) (し
0フイシン)、S、ラヘンジュL/ (S、 1ave
ndulac) (アルトガマイシン)、S、リモサス
(S、rimoiui ) (ニュートラマイシン)、
S、デルタ、=c (S、 deltae) (7’ル
タマイシンm)、S、ファンジシジ力スーパー・エスピ
ノマイセチカス(S、Eungicidicui  v
ar。
cspinomyceticus ) (ニスピノマイ
シン類)、5.7/L/ジンジカス(S、furdic
idicu@)(ミデカマインン)、s、77 ホ77
 シェフ :x、 (S、atnbofaci−cns
 ) (フオロマノジンI))、S、ニーロンティカス
(S、 enrocidicus ) (メチマイジン
)、S、グリセオラス(S、 griseolua )
 (グリセオマイシン)、S、フラホクロモゲネス(S
、 Flavochromogencす(アマロマイシ
ン、シンコマイシン5jJ)、S+フイムブリアタス(
S、fiml)riatuQ (77口フィシン)、S
、ファンキュラス(S、[asciculus ) (
ア70 フィシン)、S、エリスレウス(S、eryL
hrcus)(エリスロ′フィシンM)、S、アンチビ
オチカス(S、antibioticus  ) (オ
レアンドマイシン)、S、オリポクo−v−ゲネス(S
、olivochro+nogcncs)(オレアンド
マイシン)、S、スピニクロモゲ不ス・バー−ス5ガオ
エ7 シス(S、 %pinichro+nogenc
svar、suragaocnsis ) (クジマイ
シン類)、S。
キタサトエ7 シス(S、 kitasacoensi
s) (、oイフマイシン)、S、ナルボネンシス・バ
ー・ジョブマイセチカス(S、narboncr+si
s var。
josamyceticus ) (oイコマイシン1
へ3、ジョサマイシン)、S、アルボグリセオラス(S
albogriseolus ) (ミコノマイシン)
、S、ビキニエ:/ シス(S、bikinienii
s)(fヤルコマイノン)、S、サーラタス(S、ci
rratui ) ()5マイ/ン)、S、ジャカル7
−ン/ス(S、djakartensi5)にダマイ7
ン)、S、ユーリサーマス(S。
curyLhcrmus ) (アンゴラマイノン)、
S、フラデイエ(S、fradiae )  (9イロ
ンン、ラクテノンノ、マクロノン)、S、ゴンキエンシ
ス(S。
goshikicnsii ) (パンダマイノン)、
S、グリセオフラプス(S、 griseoflavu
e )(7キュマI ’i 7)、S、ハルxテンイ(
S、halsLcdii) (カルボマイシン)、S、
テンダニ(S、 tendae ) (カルボマイシン
)、S、7クロスボレウx (S、+nacrospo
reus )(カルボマイノン)、S、サーモトレラン
ス(S。
thermotolerans) (カルボマイシン)
、およびS、7/L/ビレチキユリ(S、 albir
eticuli ) (カルボマイシン)。
β−ラクタム抗生物質を産生し、本発明に係るベクター
を特に有用に使用でき、形質転換できる好ましいストレ
プトマイセス類の非制限菌株宿主;411胞には、例え
ば以下のような微生物の非制限細!lJqか含まれる:
ストレプトマイセス・リップマニ(Strcptomγ
ccs  lipmanii)(A15884、M〜■
4550 、 MM 13902 )、S、クラブ’)
ケ5ス(S−clavuligerui ) (A15
885B 、クラプラン@)、5.5 り9 ムテュ5
 シス(S、Iactamdurans  ) (セフ
ァマイシンC)、S、グリセウス(S、 gri se
u%)(セファマイシンA、B)、S、ハイグロスコピ
カフ、 (S、hygroscopicus ) (デ
アセトキンセファロスボリンC)、S、ワダヤ7 エフ
 シス(SowadayamaC旧1s)(WS−34
42−D )、S、チャートレランス(S、chart
reusii )(SF1623  )、s、ヘテロ%
 ルア 77. (S、 heteromolphus
 )およびS、パナエ7 シス(S、panayens
is ) (C2081X) ; 5.シナモネンシス
; (S、cinnatnonensis )、S、フ
ィンブリアタx (S、[imbriatua )、S
、ハルステジ(S、hatstedii)、S、ロツチ
ェイ(S、rochei  )およびS、ビリドクロモ
ゲネx (S、 viridochromogenes
)(セフ7フイシンASB)S、カトレq (S、ca
ttleya)(チェナマイシン);およびS、オリバ
セウス(S。
of 1vaccus→、S、7ラボビレンス(S、[
Iavovircns)、S、7ラバス(S、flav
ui )、5.フルボビリシス(S。
[ulvoviridis )、S、アルゲンチオラス
(S。
argenteolus  )およびS、シオヤエンシ
ス(S。
qioyaensii ) (xiM4550 および
MM13902 )。
ポリエーテル抗生物質を産生し、本発明に係るベクター
を特に有用に使用でき、形質転換できる好ましいストレ
プトマイセス類の非制限菌株宿主細胞には、例えば以下
のような微生物の非制限細胞か含まれる:ストレオマイ
セスアルプス(Streo−mycesalbus )
(A204、A28695AおよびB1サリノマイシン
)、S、ハイグロスコピカフ(S。
hygroieopicus  )(A218、エメリ
シト、DE3936、)〜12OA、A28695Aお
よびB、エテロマインン、ンアネマイシン)、S、グリ
セウス(S。
griscus) (クリツリキシン)、S、コングロ
バタス(S、conglobatus)(イオ/フィシ
ン)、S、ニーロッジカス・バー・アステロシジカス(
S。
curocidicus var、asterocid
icus  ) (ライドロマイノン゛)、S、ラサリ
x 7 シス(S、1asalicnsis(ラナロン
ド)、S、リポンジフイカス(S。
riboiidificus ) (口/ フィシン)
、S、カカオ・バー・了りエンシス(S、cacaoi
 var、asoensii)(ライソセリン)、S、
ンナモネンシス(S、 cina+no−nensis
 ) (モネンシン)、S、オーレオファシェンス(S
、aureofaciens )(ナラジン)、S、ガ
リナリウス(Sogallinariui)(RP30
504 )、S。
ロングウツデンシ7. (S、longwoodeni
ii ) (ライ’/−1yリン)、S、7ラベオラx
 (S、flaveolus)(CP38936 )、
S、ムタビリス(S、mutabilis )(S−1
17431)、およびS、ヒオラセオニケル(S、vi
olaceoniger ) (ニゲリシン)。
グリコペプチド抗生物質を産生じ、本発明に係るベクタ
ーを特に有用に使用でき、形質転換できる好ましいスト
レプトマイセス類の非制限菌株宿主細胞には、例えば以
下のような微生物の非制限細胞が含まれる=5.オリエ
ンタリス(S、orienta−lis )およびS、
ハラ/ 7 シx 7 シx (S、1urano+n
a−chienSis ) (ハフ −y フィシン)
、S、カンジダス(S、candidui ) (A−
35512、アボパルシン)、およびS、xブロスボレ
ウス(S、cburosporcut ) (LL−A
〜1374  )。
本発明に係るベクターを特番こ有用に使用でき、形質転
換できる。その他の好ましいストレプトマイセスの非制
限菌株宿主細胞には、例えば以下のような微生物の非制
限細胞か含まれる=5.コエリカラー(S、coeli
color )、S、グラニュロル−バ−(S、gra
nuloruber )、S、oゼオスポーラス(S、
roseosporus )、S、リビダンス(S、 
l1vidans  )およびS、ニスピノサス(S、
eapino@us)。
本発明で明らかにした全ての態様が有用であるが、本発
明方法を適用するには、その内いくつかの発現ベクター
および形質転換体が特に好ましい。
即ち、好ましいベクターとしては、プラスミドP K 
C417、好ましいノヒ質転換体としてはストレプトマ
イセス・アンポファンエシス(Streptomyce
sambo[aciens )/ p K C417を
挙げることができる。
機能的ポリペプチドを発現する本発明方法は広範な用途
を有し、ストレプトマイセス内で用い得る発現ビヒクル
の欠乏を補充するものである。このように、本発明方法
番こよれば、現在大腸菌内で生産されているヒ(!物の
遺伝子発現を、ストレプトマイセス内で行なうことかで
きる。このことは、大腸菌よりもストレプトマイセスの
方77)大規模発酵に関してよく知られ、理解されてい
るので、特1こ有益である。実際、大腸菌の営利的な発
酵産業は依然実間【段階にあり困難に直面している。本
発明は、例えばヒトインシュリン、ヒトプロインツユリ
ン、グルカコ゛ン、インターフェロン、ヒト成長ホルモ
ンおよびラン成長ホルモンなどの現在大腸菌内で生合成
されている化合物を、ストレプトマイセス内で生産する
代替手段を提供することにより、上記の問題点を解決す
るものである。このことは、本発明方法に有用なベクタ
ーか極めて広範な適用性を有すると共に、前述の生産物
をコードしているDNA配列を導入(収容)することか
出来ることによるものである。すなわち、本発明方法は
宿主細胞の選択に融通性を与えると共に、ポリペプチド
または他の遺伝的所産物の生合成にストレプトマイセス
を用いる方法を提供するものである。
即ち、ストレプトマイセス内で機能的なポリペプチドの
遺伝子発現のためにλPL転写活性化配列を用いること
により、この工業的に重要な微生物群における組換えD
NA技術を最大限に発展させることができる。
プラスミドPEL103、p I J 702、pKc
309、P K C322およびp K C283のそ
れぞれの供給源であるストレプトマイセス・グラニュロ
ルーバー慮A 39912.13 / p E L 1
03、ストレプトマイセス・リビダンス/PIJ702
、大腸菌に12BE1041/pKc3oc+、大腸菌
に12 BE 1295 / P K C322および
大腸菌に12 BE 1201 / p K C283
、並びにストレプトマイセス・アンボファシエンスは、
いくつかの異る培地の内、任意のものを用いて様々な方
法で培養することができる。培地中に加える好ましい炭
水化物源には、例えば糖蜜、ブドウ糖、デキストリンお
よびグリセリン、窒素源には、例えば大豆粉末、アミノ
酸混合物およびペプトン類か含まれる。栄養成分である
無機塩も又加えられるが、それには、マグネ7ウム、ナ
トリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、リン
酸、塩酸および硫酸イオン等のイオンを生成し得る通常
の塩類が挙げられる。他の微生物の成長および発育に必
要であるように、必須微猾元素も添加される。それらの
微逼元素は、通常池の培地成分に付随する不純物の形で
供給される。
ストレプトマイセス・グラニュロルーバー陥A3991
2.13/PEL103  およびストレプトマイセス
・リビダンス/PIJ702は、各々、pH約5〜9の
比較的広いpH域で、温度約15〜40℃の範囲におい
て好気性条件下に培養される。しかしながら、プラスミ
ドp E L 103およびp I J 702を最大
収電で得るためには、培地のpHを約7.2カら開始す
ると共に培養温度を約30゛Cに維持することが望まし
い。これらリストレプトマイセス5++胞を上記の条件
で培養することにより、当該技術者周知の方法で常法通
りそれぞれのプラスミドを分雛することのできる細胞の
保有体を冑るこきかできる。
大・陽画に12BE1041/’PKC309、大@菌
に12BE1295/pKC322、および大腸菌に1
2BE1201/’PKC283はそれぞれ pH約6
.5〜8の比較的去いpH域で、温度約25〜40℃の
範囲において好気性条件下に培養される。しかしなから
、プラy、 ミl’pKc309.pKC322および
PKC283を最大収量で4るためには、培地のpHを
約7.4から開始すると共に、培養温度を約30℃に維
持することが好ましい。大腸菌細胞を上記の条件下で培
養することにより、当該技術者周知の方法で常法通りそ
れぞれのプラスミドを分離することのできる細胞の保有
体を得ることができる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の説明および本発明を構成する実際の手法を適宜
記載した。
実施例1.大腸菌に12BE1281/pKc309の
培養およびプラスミドpKc309の単離A、培養 約5meの大腸菌に12BE1041/pKc309(
NRRLB−15827)の培養物をTY培地(1%ト
リプトン1,5%醇母エキス1,5%塩化ナトリウム、
pi−17,4)中、選択的な条件下において微生物学
上の常法に従って増殖させた。細胞をテーブル・トップ
遠心機にかけ、得られたペレットを0.3Mシュクロー
ス、25 m M E I) T 、八(エチレンジア
ミン四酢酸)および25mM)リスー塩駿pH8(m液
I ) 1meに懸濁した。エッベンドル7チューブI
こ移して約1分間遠心した後、ペレットを0.5 me
の溶液Iに懸濁した。調製したてのりゾチーム(水中、
20■/me)約5oμeを加え、37°Cで10分間
インキュベートした。
調製したでの溶菌ミックス(2%ドデシル硫酸ナトリ’
7ムおよびQ、3 NNa0H) 250 ill!を
加え、即座に細胞を完全にポルテックス(攪拌)処理し
た。次いで、この細胞を70℃で10分間インキユヘー
ヒトシタ後冷却し、フェノールーセバーク(フエ/−ル
ークロロホルム−イソアミルアルコール、25 : 2
4 : 1 )約100μlに加えた。この物質をポル
テックス処理して完全に混合した。エツペンドルフ遠心
分離機で2分間、DNAを遠心した後、上清をデカント
し、該上清からDN Aを沈殿させるために、非−緩衝
化3M酢酸ナトリウム70μlとインプロパツール50
0μlの混液に加えた。この溶液を室温で5分間インキ
ュベートした後、5分間遠心した。上清を静かに、かつ
完全にデカントして余剰の液体全てを除いた。
1) N A沈殿をTE (10mM ト’J ス−H
C1!ptI8および1,11MEDTA)5001?
に溶かし。
100mMスペルミンHC/25μl を加えた。
この混合物をポルテックスし、室温で5分間インキュベ
ートした後、エッペンドルフ遠心機で5分間遠心した。
再度、上清を完全にデカントして捨て、碍られたDNA
ペレットを75%エタノール、0.3M酢酸ナトリウム
および10mM酢酸マグネシウム1+++Cて洗浄した
。この溶液を室温で5分間インキュベートした後、上記
と同様にしてDNAを集めた。1尋られたペレットをT
EIQμjに溶かし、クローニングビヒクルの調製に用
いた。
実施例2. プラスミドpKC345の組立てA、プラ
スミドPKC309のBcfI消化―吻騨1−−   
     1”−曜−−一−―−−馳一一一、11.。
実施例1で1等だプラスミドpKc309DNA  約
10ttlをI X Bce I ハラ77  (75
mM I<Ce、10mM)  リ ス pH7,4、
l  Q  m M  M 9 Ce 2 、 および
10mMDTT)中、全f150μlて、13 ((I
I制限エンドヌクレアーゼ 2(1位[ニュー・イング
ランド・バイオラボ(New Engl andBio
lab)] で消化した。この混合物を50℃で約1時
間半インキュベートした。次いで3M酢酸ナトリウム(
NaOAc)0.1容量を加え、更に95%エタノール
3倍量を加えることにより、DNAを沈殿させた。ドラ
イアイス−イソプロパツール浴中で、このエタノール沈
殿を迅速に進行させた。
明記しない限り、以後の実施例においては、上記のエタ
ノール沈殿法を行うものとする。エツペンドルフ微量遠
心機(microfuge ) 中で5分間遠心してD
NA沈殿を集めた。このDNAペレットをエタ/−ルで
洗浄し、真空乾燥した後、約lOμlの水に懸濁し、次
のライゲーションに供した。
・ヒ 制限酵素類および指針は以下の供給者から得た。
二ニー・イングランド・バイオラボス、インココ−ボレ
ーテッド、32トザー・ロード、ベバリー、マサチュー
セッツ01915  (New EnglandBio
 Labs、、  Inc、、 32 Tozer R
oad、 Beverly。
Massachusetts 01915  )。
ベセスダ・リサーチ・ラボラトリイズ、インコーホレー
テッド、P、0.Box 577 、ガイザースバーグ
、メアリーランド20760  (BethesdaR
esearch Laboratories、 Inc
、、 P、0. Box577、  Gaithers
burg、 Maryland 20760)。
ベーリンガーーマンハイム・バイオケミカルス、794
1 キャッスルウェイ・ドライ7’、p、o。
Box 50816、インディアナポリス、インディア
ナ46250 (Boehringer−Mannhe
imBiochemicals、 7941 Ca5t
!eway Drive。
P、0. Box 50816.  Indianap
olis、 Indiana46250  )。
1、 ストレプトマイセス・グラニュロルーバー雁スト
レプトマイセス・グラニュロルーバー高A39912.
13/pEL103(NRRL12549)を。
滅菌トリブチカーゼ・ソイ・ブロア、 ” 359 /
 t!脱脱イオン水中混合円内増殖させ、該菌株の栄養
接種物を常法通り調製した。
このトリブチカーゼ・ソイ・ブロス接種物を3゜°Cの
温度下で48時間インキュベートした。インキュベーシ
ョン後、この接種物的10meを滅菌ブロス500me
中に移し、30℃で約20時間インキュベートした。イ
ンキュベーション後、該接種物的10m1’を滅菌ブロ
ス500+++e中に移し、30℃で約20時間インキ
ュベートした。pH調節は行わない。インキュベーショ
ン終丁後、ストレプトマイセス・グラニュロルーバ−A
A39912.13/PEL103  細胞を収穫し、
次いてプラスミド1)NAを単離する。
* トリブチカーゼ・ソイ・ブロスはRB L ティビ
ジョン、ベクトンーディッキンノン&カンパニー、コツ
キイスビレ、メアリーランド21030(BBL Di
vision、 Becton−Dickinson 
g:Company、 Cockeysville、 
Maryland 21030)から入手可能である。
ストレプトマイセス・グラニュロルーバー屋A 399
12.13/PEL103約12gI(湿重量)を遠心
しく4°C110,000rpm X 10分)、 1
0%グリセリンで洗浄した後、上記条件下で遠心して収
穫した。TBSバッファー(,01Mトリス(ヒドロキ
シメチル)アミノエタン(Tris )1.001ME
DTA、34%シュ’yry−x、pH8)約50me
を1尋られた細胞に加えた後、0.25M  EDTA
10rne中リゾチーム約0.25yを加えた。この混
合物を37°Cで約15分間インキュベートした後、T
Eバッフ7  (,01Mトリス1,001M EDT
A。
pl−18) 中、 10 % ト リ ト ンX−1
00約0.5 meを加えた二次いで、得られた混合物
を65℃で約15分間インキュベートした。リゼイト(
溶菌液)を遠心(4°C118,000rPm X 4
5分)した後、上清をイソアミルアルコールで4回、ク
ロロポルム−イソアミルアルコール溶液(24:1)で
1回抽出した。次いで、水層に、3 M酢酸ナトリウム
0.1 容i、 川に一20℃の冷95%エタノール3
倍肴を加えた。ドライアイス−エタノール浴中でDNA
を迅速に沈殿させた後、遠心(4℃、10、OOOrp
m X 15分)して集めた。この沈殿を真空乾燥した
後、STEバッファー(,01Mトリス1.QQIME
DTAl、01M塩化ナトリウム)1、1 meに懸濁
させた。エチジウムプロミドの、塩化セシウムグラデイ
エントを用いて遠心することlこより、プラスミドDN
Aを精製した。遠心後、所望のプラスミドpELIQ3
DNAのバンドを除き、常法通りエチジウムプロミド抽
出を行った。
DNAを3倍量のエタノール中で沈殿させた後、単離し
たこのプラスミドPEL103  DNAを10倍希釈
T E ハラ77 1 me ニ溶かし、−20’Cで
保存した。
3、 プラスミドPEL103のBamHI  消化、
およトの単離 プラスミドpELIQ3DNA(実施例2Bて調製)約
2tt9をIXBamf(Iバッファー(150mkl
 N a Cl、 10mM  ト リ ス pl−1
8、10mMMy Cl2)中、総合Q50tieで、
Bam l−11制限工ンドヌクレアーゼ16単位(二
ニー・イングランド・バイオラボ)により、消化した。
この混合物を37°Cて3C1間インキュベートした。
実施例2人の方法に従い、DNAをエタノール沈殿に付
した。次いで、このDNAを0.5%アガロ−′スゲル
ミ気泳動にかけ、所望の〜2.9 kbBamf(Iフ
ラグメントが他のフラグメントから分離するまで泳動さ
せた。単離された〜2.9kb フラグメントをゲルか
ら除去し、これを0.5μ9/meエチジウムプロミド
および100μ97meBskを補充したトリス−酢酸
バッファー0.5 meの入った半透膜の袋に入れ、5
O−100vにおいて、DNAがゲルから溶離する°ま
で、電気溶離を行った。次いで、バッファーをとり出し
、セバーグ(Sevag)によってDNAを抽出した。
所望の〜2.9 kb  BamHI制限フラグメント
をエタノール沈殿に付し、TEバッファーに溶カして以
後のライゲーションに供した。
1041/ρKC326の組立て I′5(Jl−消化プラスミドpKC3Q 9 D N
 Aおヨヒ〜2.9 kb Bam HIストレプトマ
イセスffl’lJ起源含有フラグメント約2μyづつ
を、1×リガーゼバツフアー(50mMトリスpH7,
8,10mMMyCe2.20mνIDTT、および1
mMATP)20μl中、T4DNAリガーゼ*400
単位により、16℃で1夜ライゲートさせた。DNAを
エタノール沈殿に付し、乾燥後TE5μgに再溶解して
以後の形質転換に用いた。
得られたプラスミドDNAを用い、実質上、マニアテイ
スらの方法(1982,モレキュラー・クローニング、
コールドスプリングハーバ−・ラホラトリイ、コールド
スプリングハーバ−、ニューヨーク) (Maniat
is et at、、  1982゜Mo1ecula
r Cloning、 Co1d Spring Ha
rborLa、boratory、 Co1d Sps
ing Harbor、 NewYork )に従って
大腸菌に12  BEIQ41(NRRL+3−150
21)を形質転換した。所望の形質転換体の同定は、 
pst I  部位を獲得したかどうかをスクリーニン
グすることにより、常法通り行った。
得られた大1湯菌に12  BE1041/PKC32
6形質転換体を、以後のプラスミドpKC326の生産
および単離のために常法通り培養した。プラスミドPK
C326の制限サイトおよび機能地図を添付の第2図に
示す。
−k  T 4 D N A リガーゼは、制限酵素珊
に関して示したと同じ供給者から得ることができる。
1、 プラスミドP+cC326のBam1−11消化
消化を1時間行う外は実質上、実施例2(B)(31の
方法に従い、プラスミドpKC326DNA約2/lり
をBamIII 制限酵素で消化した。D N Aをエ
タノール沈殿lこ付し、乾燥した後、TEバッファー5
tte に溶かし、以後のプラスミドplJ702から
単離したチオストレプトン耐性遺伝子とのライゲーショ
ンに供した。
2、 プラスミド1)IJ702のBCJI消化および
〜lkbチオストレプトン耐性付与’51 fi子の単
離実質上、実施例2人の方法に従い、プラスミドp l
 J DNA (ATCC39155)約5μy をR
cl  I制限酵素で消化した。DNAをエタノール沈
殿に付し、乾燥後、TEバッファー5μgに溶かした。
このDNAを0.5%アガロースゲル電気泳動にかけ、
所望の〜1kbB(j’J  フラグメントを他のフラ
グメントから分離した。エチジウム・プロミドで染色し
て所望のフラグメントのゲル上の位置を決定し、該所望
のDNAバンドの前方にスリットを設け、このスリット
の部分にワットマン(whatman)DEAEセルロ
ーフ、p紙ヲ収め、該DNAをこのD E A E F
紙に向けて泳動させた。この戸紙をT E 1 meで
洗浄し、適量のNaC1を加えてIMIこ調節したTE
400μlでD N Aを溶離した。溶離したDNAを
エタノール沈殿に付し、最後に、TE5/7eに溶かし
た。
pKC345の組立て 実質上、実施例2Cの方法に従い、BamHI消化プラ
スミドP’C326DN A約2μyと、プラスミドP
 ’ J 702D N Aの〜1kbBce■制限フ
ラグメント〜5μりとをライゲートした。エタノール沈
殿に付し、このDNAを再びBam1〜II  制限酵
素で消化し、親プラスミドの数を減じた。得られたDN
Aを用い、マニアティスら(1982)の方法に従って
大腸菌に12BE1041を形質転換した。所望の形質
転換体の同定は、アンピシリン耐性、テトラサイクリン
感受性、およびSal■部位のillに関してスクリー
ニングすることにより、常法通り行った。以後のプラス
ミドpKC345の生産および単離のためにコンピテン
トな細胞ヲ常法通り培養した。プラスミドpKC345
の制限サイトおよび機能地図を添付の第2図に示す。
実施例3  PKC354および大腸菌に12BE10
41/PKC354の組立て プラスミドPKC322DNA (NRλL−B−15
829)約150 tt7を、1×AvaIバツフアー
(60mMN a C/  、  10mM   ト 
リ ス、  pl−18、l OmNI DTTおよび
10 m M M9Ci 2 )中、全Q、 l me
て1.〜va■制限酵素15単位にニュー・イングラン
ド・バイオラボ)を用いて37°Cて7時間消化した。
川に20単位のAval制限酵素を追加し、−夜反応を
続けた。消化バッファー中にi与られたl) N Aを
、実質上マニアテイスら(1982)の方法に従い、5
0Vで一夜1%アガロースゲル電気泳動にかけた。
ゲルから〜2.1kbバンドを単離し、実質上、実施例
2 (B) +31  の方法と同様にしてゲルからD
NAを溶離した。DNAをフェノールで2回、セバーク
(クロロホルム−イソアミルアルコール、24:1)で
2回抽出した。El!utip−dカラム〔シライヒヤ
ー・アンド・シュエル;インコーポレーテツド、ケーン
、ニューハンプシャー03431(5chleiche
r and 5chuell、  Inc、、 Kee
ne。
NewHampshire )] を用いて〜2.1 
kb Ava■7ラグメントを精製した後、エタノール
沈殿に付し、TE20μlに溶かした。あるいは、DN
Aを0.5%アガロースゲル電気泳動にかけ、所望の7
ラグメントが他のフラグメントから分離するまで泳動さ
せる、という同等のDNAフラグメント晴製法に依って
も良い。次いで、ワットマンDEA Eセルロースを所
望のDNAバンドの前方に設けたスリット内におき、D
NAをDEAEP紙上に電気泳動させる。次いで、p紙
をT E 1 meで洗浄した後、適当量のNaC1を
加えてIMに調節したTE400μjで溶離する。溶離
したDNAをエタノール沈殿に付し、以後のライゲーシ
ョンに用いるためにrE5μlに溶かす。
プラスミドPKC345D N A約10μ2 を1×
5a(lバッファー(10m〜I M9 Ce 2. 
10 m M トリスp87.4および10mMDTT
)中、総合計10μeで、5acI制限工ンドヌクレア
ーゼ5単位にニュー・イングランド・バイオラボ)を用
いて37”Cで1時間消化した。LrAWを5分間、7
0°Cにすることによって反応を停止させた。
ゲーション 約5μ1つつの精製〜2.1 kb Ava L制限フ
ラグメントとSac I消化pKC345とを10XT
4ポリメラーゼバツフアー(67mM酢酸カリウム、3
3mM1−リス−酢酸p H7,8および10m5+酢
酸マグネシウム)2μlに加えた。次いで、20×デオ
キシヌクレオチド(dATP、dGTI’ 、dCTP
、dTTI’;最終濃度10μV1)1μlを加え、水
で全量20μgに調節した。後者の工程はフラグメント
を平滑末端にするために行った。T41) N Aポリ
メラーゼ1μgを加えた後、混合物を37°Cで5分間
インキュベートした。この最後の工程を繰返し行った後
、50 m M E D T A 2μgを加え。
温度を5分間、70°Cにすることにより、反応を止め
た。1度セバーグ(Sevag )でD N A を抽
出し、水で容量50μlに増量した後、DN、+〜をエ
タノール沈殿に付すことによりT4ポリメラーゼ塩珀を
除去した。DNA沈殿を、T 41) N A IJガ
ーゼ(NEB)+00単位を含ンffT 4 D N 
Aリガーゼバッファー20tteに懸?蜀し、16°C
て4 s 時間、ライゲーションを行った。
1)、形質転換および大腸菌に12BE1041/pK
C354の組立て ライゲートしたD N A約1/llを用い、実質上マ
ニアテイスら(1982)の方法に従って大腸菌に12
BE1041を形質転換した。形質転換体は、WJ”J
Iした〜2.1 kb Ava ■  制限フラグメン
ト2μ〆をニックトランスレーションすることにより調
製したプローブを用いて、コロニーハイブリダイゼーシ
ョン法で常法通りスクリーンした。所望の形質転換体の
同定は、アンピシリン耐性並びに、EcoR1部位、B
amt−11部位およびBL?/E1部位の辿得に関し
てスクリーンすることにより、常法通り行った。以後の
プラスミドpKC354の生産と単離のために、コンピ
テント細胞を常法通り培養した。プラスミドpKC35
4の制限サイトおよび機能地図を添付の第3図に示す。
実施例4.プラスミドpKC356および大喝菌に12
]5E1041/PKC356の組立てプラスミドpi
<C354から〜1.5 kb EcoRiフラグメン
トを欠失させ、プラスミドpKC356を組立てた。p
KC354DNA約10μy をIXEcoRIバッフ
ァー(100mMトリx pH7,550m M Na
C/および10 m M MyC1! 2 )中、全量
20μIでEcoJ制限酵素24単位にュー・イングラ
ンド・バイオラボ)により、37°Cで1時間消化した
。得られたフラグメントをアガロースゲル電気泳動にか
けて単離し、〜11 kbEcoRIMJ限フラグメン
トをフェノールおよびセバーグで抽出し、El!ut 
ip −d  カラムで精製した後、エタノール沈殿に
付した。以後のライゲーションのために、このDNA沈
殿をTEIQμeに溶かした。
B、ライゲーションおよび形質転換 得られたDNAを実質上、実施例2Cの方法に従ってラ
イゲートし、16℃で一夜インキユベートすることによ
り、自己−閉環を行わせた。インキュベーション後、D
NAをエタノール沈殿に付し、TEIQμlに溶かした
得られたDNA約2μgを用い、実質上マニアテイスら
(1980)の方法と同様にして大腸菌に121SE1
041を形質転換した。所望の形質転換体の同定は、ア
ンピシリン耐性、並びにEC0J制限部位の欠失に関し
てスクリーンすることにより、常法通り行った。以後の
プラスミドP1(C356の生産と単離のためにコンピ
テント細胞を常法通り培養した。プラスミドpKC35
6の制限サイトおよび機能地図を添付の第4図に示す。
実施例5. プラスミドpKC417の組立てプラスミ
ドpKC283DNA (NRRL B−15830)
約5.4 n ヲ、I XXho [1ハラ77−(1
0m〜■トリスpH7,5,10mMMyc12.10
m >I D ’FT 、  0.01 % ト リ 
ト ンX−100)  中、全量20μlで、Xhor
l  制限エンドヌクレアーゼ5.6単位にュー・イン
グランド・バイオラボ)により消化した。この混合物を
37℃で1時間半インキュベートした後、7M度を5分
間70゛Cにすることにより反応を止めた。このXho
ロ 消化により、相補的なXho[または891口末端
を持ったフラグメントが生成する。このDNAをエタノ
ール沈殿に付した後、さらに2つの異る制限酵素で消化
し、該DNAを多数の7ラグメン)+こ切断した。しか
しながら、これらの消化は、λl)L プロモーター配
列を含む特定の〜137 bPB!l tlフラグメン
トの完全無欠さには何ら影響を及ぼさない。即ち、次に
P’C283DNAをバッファー(60mMNaC/、
l 0mM1−リスpH7,5,10mMrQcl!2
およびlQmMDTT)中、pvu [制限エンドヌク
レアーゼ10単位により、37℃で1時間半消化した後
、バッファー(20mλlKCl、10mM)リスpH
8,0,10m M Mice 2およびlQmMDT
T)中、Sm21制限エンドヌクレアーゼ10単位によ
り、37°Cで1時間消化した。エタノール沈殿に付し
た後、以後のライゲーションのためにDNAをTE5μ
eに溶かした。
BamH)制限酵素とバッファーの代りにBy/:口制
限酵素とバッファーを用いる外は実質上実施例2(B)
(31の方法に従って所望の消化を行った。
なお、プラスミドPEL103 の代り(こプラスミド
pKc356を用いた。DNAをエタノール沈殿に付し
、TEIQμlに溶かした。
この実験には、λcI857遺伝子を有する全ての大1
楊菌の菌株が宿主として適格性を有する。その様な菌株
には、K12△H1△trp [キャステラジイら、1
972、モレキュラー・アンド・ジェネラル・ジエネテ
ツクス117:211;パーナートら、1979、ジー
ン5 : 59 (Ca5tel 1azziet a
l  、、 1972.  Mo1. Gen、Gen
et、117 :211;  Bernard  et
  al、、1979.Gene5:59))  か含
まれる。所望の、ライゲーション並びに以後の大腸菌に
12BE1315の形質転換は、細胞に対する熱衝撃を
加えずに行う外は、実質上実施例2Cと同様にして行っ
た。ライゲーションの結果、プラスミドPKC283の
〜137bpByl!■消化フラグメントがプロモータ
ー欠如ネオマイシンホスホトラシスフェラーゼ遺云子の
直ぐ上流のユニークなりyJ[部位に挿入されている組
換えプラスミドを生産することに成功した。所望の形質
転換体の同定は、ネオマイシン耐性およびアンピシリン
耐性に関してスクリーニングすることにより、常法通り
行った。また、追加の1′3ye口部位の巡得に関して
も細胞をスクリーニングした。
得られた形質転換体を、以後のプラスミドpKC417
の生産および単離のために常法通り培養した。プラスミ
ドpKc417 の制限サイトおよび機能地図を添付の
第4図に示す。
実施例6 ストレプトマイセス・アンボファシエンス/
PKC356およびS、アンボファシエンス/pKc4
17の組立て 実施例4および5で調製したD N A各lβ および
、ノーザン・リージョナル・リサーチ・ラボラトリイズ
;ペオリア、イリノイスに寄託され、ソノパーマネント
・ストック・カルチャー・コレクションの一部となって
おり、寄託番号NRRL2420の下、誰でも入手し得
る菌株であるストレプトマイセス・アンボファシエンス
のプロトプラスト200μlを、P培地〔ホップウッド
およびライト(Hopwood and〜Vright
 ) 1978、モレキュラー・アンド・ジエネラルジ
エネテツクス〕中、55%ポリエチレングリコール(シ
グマ)500μeと静かに混合し、次いで一部(25μ
lおよび2Fj、0111)をとり、R2YE)ツブア
ガー3meのR2YE*プレート上においだ。プレート
を30゛Cで18時間インキュベートした後、ネオマイ
シンおよびチオストレプト/  を最終濃度がそれぞれ
10μy/meおよび25μy/meとなるのに充分な
量含有せしめたR2YEトップアガー3meを重層(上
掛け)した。次に、このプレートを30°Cで3日間、
インキュベートした。得られたS。
アンボファシエンス/PKC356チオストレプトン耐
性コロニーおよびS、アンボファシエンス/pKC41
7ネオマイシンおよびチオストレプトン耐性コロニーを
既知の方法で単離して培養した後、制限酵素分析および
アガロースゲル電気泳動法(マニアテイスら、1982
)により、プラスミド構造を常法通り確認した。
*  R2YE培地は、11!中に以下の成分を含有さ
せて調製した: シュクo−ス103y、2.5%に2So410m/、
M9C1210,1f;’、グルコース10y、カザミ
ノ酸0.1y、寒天22y、微量元素ミックス2me、
0.5%に02 P 0410 me、IMCaCf 
220 me、 プロリ ン 3 y 、 0.2 5
  MTES  (pH7,2)  1 00rne、
  10%酵母エキス50me0 *・1抗生物質ネオマイノンは、シグマ(Sigma)
セント・ルイス、ミズリーから大手可能である。
抗生物質チオストレプトンはE、lスクイーゾ・アンド
・サンズ、インコーホレーテッド(E、R。
5quibb  and  5ons、Inc、)プリ
ントン、ニュージャーシイ08540から入手可能であ
る。
実施例7 ストレプトマイセス・アンボファノエシス内
でのネオマイシンの発現 プラスミドpKC356およびpKc417の各々を担
っている形質転換ストレプトマイセス陪従を、抗生物質
チオストレプトン(25μ9/me’)を補充したトリ
ブチツク・ソイ・プロス(TrypLiC5oy br
oth )250me中で一夜増殖させた。 遠心(1
0,000rpmX10分)して細り包を東め、碍られ
たペレットを10mM)リス(pl−18,0)100
iff’で洗浄した。再度、遠心および洗浄工程を行っ
た後、遠心を繰返し、得られた細胞ペレットを10mλ
■トリス(pi−1s、o )、Q、 5 mM My
Cl 2 、 0.1mMEDTAおよび1(IMDT
Tを含有している溶液5mt’中に懸濁した。音波処理
して細胞を破壊した後、5s340−ターで遠心した(
4℃、16,000rpmX30分)。上清を取りDN
A5e を終濃度4μ!/meとなる様に加えた。この
溶液を75Tiローターで遠心しく4℃、45.OOO
rpmX  2時間)、上清を取った。タンパク質濃度
を測定した後、約40μ9のタンパク質をホスホトラン
スフェラーゼアッセイの反応ミックス 50μlに加え
、ポルテックスした後、30℃で15分間インキュベー
1−L、た。次いで、この溶液的25μlをワットマン
P−81フィルター上にピペット注加し、〜80℃の水
浴中に5分間置いた。このフィルターを洗浄し、乾燥し
た後、ホスホトランスフェラーゼ活性を測定した。その
結果を表1番こ示す。同様にして調製した大腸菌抽出物
もこの表に示した。
七 ホスホトランスフェラーゼアッセイ反応ミックスは
以下の成分から調製した2 4mMネオマイシン、13mSiトリス(P I(8,
0)、8.4 m 〜1〜1yC〆      80m
  NI  NHi、Ce  、  2  m  MD
TT2・ および2mMATP ((7−32P ] −ATPを
、最終比活性が9−10μCi/μmol となる様に
含有している尤 表1  大、QMmおよび′ストレプトマイセス・アン
ボファシエシス内でのネオマイシンホスホトランスフェ
ラーゼ活性の発現 形質転換体        表現型1 酵素活性53、
対照         68cpmリガンド a、大腸菌細胞の表現型はネオマイシン25μり/rn
eを補充したトリプトン酵母エキスプレート〔ラオおよ
びロジャース(Rao and Rogers)、19
79ジーン(Gene)  7 : 79 82:l上
で計数した。
ストレプトマイセス・アンボファシエシス細;泡の表現
型はネオマイシン1μ9/meを補充したトリブチカー
ゼ・ソイ・アガー・プレート〔クーストスおよびラオ(
kuhstoss and Rao )  1983゜
ジーン26 : 295−299]上で計数した。
S:感受性、艮:耐性。
b、酵素活性は、反応混合物25μ11こおける1分当
りのカウント数〔セレンコツ(Cerenkov)放射
〕を表す。
C8細胞は絶えず42°C(λcI  レプレッサーは
不活化される)で増殖させた。
d、細胞を30°Cで増殖させた後、5時間、42°C
で親制御した。
【図面の簡単な説明】
第1図はプラスミドpKc309 の制限サイトおよび
機能地図を示す模式図、第2図はプラスミドpKC:3
26 、 plJ702 およびpKc345 の制限
サイトおよび機能地図を示す模式図、並びにプラスミド
pKC345の組立て模式図、第3図はプラスミドpK
C322およびpKc354 の制限サイトおよび機能
地図を示す模式図、並びにプラスミドpKC354の組
立て模式図、第4図はプラスミドpKC283、PKC
356およびpKC417の制限サイトおよび機能地図
を示す模式図並びにプラスミドpKc417 の組立て
模式図である。 特許出願人   イーライ・リリー・アンド・カンパニ
ー 代理人 弁理士  青  山  葆   (外1名)F
IG、I Sal I FIG、2 Sal l       門1no l l 1FIG
、3 pKC345pKC322

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ストレプトマイセス内で、機能的ポリペプチドを生
    産する方法であって、 a)ストレプトマイセス宿主細胞を、1)バクテリオフ
    ァージλP_Lプロモーター−オペレーター転写活性化
    配列、2)翻訳活性化配列、および3)機能的ポリペプ
    チドをコードしているDNA配列、を含有している選択
    可能かつ自己複製可能な組換えDNA発現ベクターによ
    り形質転換し、 b)該形質転換細胞を該ポリペプチドの発現に適した条
    件下で培養することからなる方法(ただし、翻訳可能な
    mRNA転写物が該機能的ポリペプチドをコードする様
    に、該発現ベクターは該λP_Lプロモーター−オペレ
    ーター転写活性化配列、該翻訳活性化配列、および機能
    的ポリペプチドをコードしている該DNA配列を連続し
    て含有していることを条件とする)。 2、発現ベクターがプラスミドである第1項記載の方法
    。 3、発現ベクターがプラスミドpKC417である第1
    項または第2項のいずれかに記載の方法。 4、形質転換されたストレプトマイセス宿主細胞がスト
    レプトマイセス・アンボファシエンス、ストレプトマイ
    セス・オーレオファシエンス、ストレプトマイセス・シ
    ナモネンシス、ストレプトマイセス・フラディアエ、ス
    トレプトマイセス・グラニュロルーバー、ストレプトマ
    イセス・グリセオフスカスおよびストレプトマイセス・
    リビダンスからなる群から選択されるものである第3項
    記載の方法。 5、形質転換されたストレプトマイセス宿主細胞がスト
    レプトマイセス・アンボファシエンス、ストレプトマイ
    セス・フラディアエまたはストレプトマイセス・リビダ
    ンスである第4項記載の方法。 6、機能的ポリペプチドをコードしている遺伝子が、ネ
    オマイシンホスホトランスフェラーゼ、ヒトプレープロ
    インシュリン、ヒトプロインシュリン、ヒトインシュリ
    ンA鎖、ヒトインシュリンB鎖、非−ヒトインシュリン
    、ヒト成長ホルモン、非−ヒト成長ホルモン、ウシ成長
    ホルモン、ブタ成長ホルモン、ヒトインターフェロン、
    非−ヒトインターフェロン、ウィルス抗原、ウロキナー
    ゼ、ペプチドホルモン類および酵素類からなる群から選
    択されるものである第1〜5項のいずれかに記載の方法
    。 7、バクテリオファージλP_Lプロモーター−オペレ
    ーター転写活性化配列がプラスミドpKC283に由来
    するものである第6項記載の方法。 8、第1項記載の方法に使用される形質転換されたスト
    レプトマイセス宿主細胞。 9、ストレプトマイセス・アンボファシエンス/pKC
    417。 10、ストレプトマイセス宿主細胞を形質転換するため
    の選択可能かつ自己複製可能な組換えDNA発現ベクタ
    ーであって、a)バクテリオファージλP_Lプロモー
    ター−オペレーター転写活性化配列、b)翻訳活性化配
    列、およびc)機能的ポリペプチドをコードしているD
    NA配列を含有しているベクター(ただし、翻訳可能な
    mRNA転写物が該機能的ポリペプチドをコードする様
    に、該発現ベクターは該λP_Lプロモーター−オペレ
    ーター転写活性化配列、該翻訳活性化配列および機能的
    ポリペプチドをコードしている該DNA配列を連続して
    含有していることを条件とする)。 11、プラスミドpKC417。 12、プラスミドpKC309、pKC322、pKC
    283、pKC326、pKC345、pKC354ま
    たはpKC356。
JP60214458A 1984-09-27 1985-09-26 ストレプトマイセスに機能的ポリペプチドを製造させるためのバクテリオフアージプロモーター Pending JPS6185199A (ja)

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