JPS6185400A - Protein for manufacturing biological adhesive - Google Patents
Protein for manufacturing biological adhesiveInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は接着剤の製造に有用なタンパク質に関する。さ
らに詳しくは、本発明は、湿潤環境で接着性が変わらな
い生物接着剤の製造に使用できるタンパク質を、組換え
DNA法の技術を使って微生物により製造することに関
する。従って、これらの接着剤は、海水および一般の水
中用接着剤、義肢関節用の医療接着剤、動脈あるいは腸
の結合や修復等、および歯科用セメントに使用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to proteins useful in the manufacture of adhesives. More particularly, the present invention relates to the microbial production of proteins using recombinant DNA technology that can be used to produce bioadhesives whose adhesive properties do not change in a humid environment. These adhesives are therefore used in seawater and general underwater adhesives, medical adhesives for prosthetic joints, arterial or intestinal connections and repairs, etc., and dental cements.
一般的に、接着剤は、それを使用する特定の環境の要件
を満たずようにその性質が改善されねばならない。理想
的には、接着剤は硬化するものでなければならず、また
、使用条件下で接着性とa集性を共に維持しなければな
らない。硬化とは、化学的手段によって接着剤の物理的
性質が変化することである。本明細書で述べる方法で製
造した生物接着剤の場合、硬化は隣り合った硬化してい
ない接着分子が触媒的および/または化学的薬剤によっ
て橋かけ結合をすることによるものらしい。Generally, adhesives must have improved properties to meet the requirements of the particular environment in which they are used. Ideally, the adhesive should cure and should maintain both adhesion and aggregation properties under the conditions of use. Curing is a change in the physical properties of an adhesive by chemical means. For bioadhesives produced by the methods described herein, curing appears to be due to cross-bonding of adjacent uncured adhesive molecules via catalytic and/or chemical agents.
硬化は、重合、加硫、および/または橋かけ結合を伴う
場合もある。Curing may involve polymerization, vulcanization, and/or cross-linking.
接着性は、時としてはがれ強度として言われるものであ
るが、これは、物質が異った表面へ接着するこ吉ができ
ることを示すものである。凝築性は、すり強度と言われ
る場合もあるが、物質の可塑変形に対する内的強度と耐
性を示すものであり、使用した接着剤にすり荷重がかか
る状態では、これが特に重要である。乾燥条件下で優れ
たはがれ強度とずり強度を示す多くの接着剤は、湿潤環
境においてはこれらの性質をほとんどあるいは完全に失
い、さらに深刻な場合には、湿潤環境では硬化すること
ができない。そのため、海洋環境あるいは医療、歯科で
の使用といった湿潤環境で使用できる接着剤の開発は特
に困難であった。Adhesion, sometimes referred to as peel strength, refers to the ability of a substance to adhere to different surfaces. Buildability, sometimes referred to as abrasion strength, indicates the internal strength and resistance of a material to plastic deformation, and is particularly important when the adhesive used is subject to abrasion load. Many adhesives that exhibit excellent peel and shear strength under dry conditions lose most or completely of these properties in a wet environment, or, more seriously, are unable to cure in a wet environment. Therefore, it has been particularly difficult to develop adhesives that can be used in humid environments such as marine environments or medical and dental applications.
海洋のムラサキイガイやその他の無柄無を推動物は、自
分の体を水中構造物に付着さ−υる接着物質を分泌する
能力を有している。例えば、ノ、ラサキイガイM−y↓
jlus e4ujj♀−は、ムラサキイガイの足か
らその後硬化する接着物質を出し、基体に永久的に接着
する。M、e+J+4ji≧が出ず接着板のl:。Marine mussels and other sessile crawlers have the ability to secrete adhesive substances that attach their bodies to underwater structures. For example, ノ, Rasakigai M-y↓
jlus e4ujj♀- produces an adhesive substance from the mussel legs that subsequently hardens and permanently adheres to the substrate. M, e+J+4ji≧ does not appear, and l of the adhesive board:.
な成分は、約130,000ダ月川・ンのヒドロキシル
化タンパク質として同定されている(、J、I+、
ワイド1.1. 8io1.Chem、、 25j3
−: 2911〜2915(1983年3月10日)
〕。この物質は湿潤環境で使用するための優れた接着剤
となるかもしれないが、商業的使用のためにムラサキイ
ガイから硬化していない接着剤を分離することは実際的
でない。接着物質をI kg抽出するには、約500万
〜10oO万のムラサキイガイを殺さねばならない。components have been identified as hydroxylated proteins of approximately 130,000 Da
Wide 1.1. 8io1. Chem,, 25j3
-: 2911-2915 (March 10, 1983)
]. Although this material may be an excellent adhesive for use in humid environments, it is impractical to separate uncured adhesive from mussels for commercial use. To extract I kg of adhesive substance, approximately 5 million to 10 million mussels must be killed.
本発明は、生物接着剤の製造に有用なタンパク質の組換
えDNA法の技術を使った微生物による製造に関する。The present invention relates to the microbial production of proteins useful in the production of bioadhesives using recombinant DNA techniques.
本発明の方法で製造されるlL物接接着剤前駆体タンパ
ク質、約100〜約40%のプロリン残基と、約100
〜約40%のリジン残基と、約100〜約40%のチロ
シン残基と、0〜約40%のプロリン、リジン、および
チロシン以外のアミノ酸残基から成る約100〜約15
00のアミノ酸残基配列から成る。好ましくは、本発明
の生物接着剤前駆体タンパク質は、反復デカペプチドか
ら成る。各デカペプチドは、約30%のプロリン残基、
20%のリジン残基、および20%のチロシン残基を含
有する。The 1L adhesive precursor protein produced by the method of the present invention has about 100 to about 40% proline residues and about 100% to about 40% proline residues.
about 100 to about 15 consisting of ~40% lysine residues, about 100 to about 40% tyrosine residues, and 0 to about 40% amino acid residues other than proline, lysine, and tyrosine
It consists of a sequence of 00 amino acid residues. Preferably, the bioadhesive precursor protein of the invention consists of repeating decapeptides. Each decapeptide has approximately 30% proline residues,
Contains 20% lysine residues and 20% tyrosine residues.
本発明の方法によって製造されるタンパク質は、生物接
着剤前駆体として使用できる。このタンパク質の接着性
は、化学的あるいは酵素による方法を使って約50%の
チロシン残基をL−3,4−ジヒドロキシフェニルアラ
ニン(DOPA)に、そして、60〜100%のプロリ
ン残基を3−または4−ヒドロキシプロリンへ水酸化す
ることにより向上する。ヒドロキシル化したタンパク質
は硬化し、生物接着剤の所望の物理的性質が得られる。Proteins produced by the method of the invention can be used as bioadhesive precursors. The adhesive properties of this protein are determined using chemical or enzymatic methods to convert approximately 50% of tyrosine residues to L-3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) and 60-100% of proline residues to 3-dihydroxyphenylalanine (DOPA). Alternatively, it can be improved by hydroxylation to 4-hydroxyproline. The hydroxylated protein is cured, resulting in the desired physical properties of the bioadhesive.
ヒドロキシル化した生物接着剤前駆体タンパク質は、J
、ラサキイガイM、 旦I↓1のフェノール腺から分離
される接着性タンパク質の類縁体である〔J、H,ワイ
ド、J、 Biol、Chem、、258 :291
1〜29+5(1983年3月10日)〕。The hydroxylated bioadhesive precursor protein is J
, an analog of the adhesive protein isolated from the phenolic glands of the mussel M, Dan I↓1 [J, H, Wide, J, Biol, Chem, 258:291
1-29+5 (March 10, 1983)].
この生物接着剤前駆体タンパク質は、所望のタンパク質
に暗号を与える化学的に合成された二本鎖DNA (d
s DNA)配列を含む復製可能な発現基剤を微生物
宿主、例えば、−月、 C0Lj4 S!4c e
r e y−i−≦i−a e・または串−・靭す本」
!終に挿入し・宿主中で合成dsDNA配列を発現さセ
てタンパク質を生み出すことにより製造される。本発明
の生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える合成ds
l)NA配列は、発現を最適化し、使用する特定の宿主
微生物の遺伝情報を安定して再生できるように選択した
コドンで構成される。This bioadhesive precursor protein is a chemically synthesized double-stranded DNA (d
s DNA) sequence into a microbial host, e.g., C0Lj4S! 4c e
r e y-i-≦i-a e・or skewer-・tough book”
! A synthetic dsDNA sequence is finally inserted and expressed in a host to produce the protein. Synthetic ds encoding the bioadhesive precursor proteins of the invention
l) The NA sequence is composed of codons selected to optimize expression and stably reproduce the genetic information of the particular host microorganism used.
生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与えるdsDNA
は、微生物プロモーターで開始された転写を促進するた
めに、微生物タンパク質のN−末端部分に暗号を与える
配列にその5′末端で結合させることができる。そうし
た場合には、発現したタンパク質は、生物接着剤前駆体
タンパク質と微生物タンパク質フラグメントの融合を構
成する。dsDNA provides code for bioadhesive precursor protein
can be linked at its 5' end to a sequence coding for the N-terminal portion of the microbial protein to promote transcription initiated by a microbial promoter. In such cases, the expressed protein constitutes a fusion of the bioadhesive precursor protein and the microbial protein fragment.
微生物タンパク質フラグメントは、宿主が串−0り一−
リ」−繕−のような場合に、発現産物が細胞膜を通って
周囲の培地に分泌されるのを促進するようなシグナルペ
プチドを含んでいてもよく、このシグナルペプチドは分
泌に付随して分割される。生物接着剤前駆体タンパク質
に暗号を与える配列と微生物タンパク質フラグメントの
間に、化学的あるいは酵素による方法で特に分割できる
アミノ酸配列に暗号を与えるdsDNA配列を挿入する
ことにより、微生物タンパク質フラグメントから生物接
着剤前駆体タンパク質を分離するための分割手段が提供
される。Microbial protein fragments are
In some cases, the expression product may contain a signal peptide that facilitates secretion of the expression product through the cell membrane into the surrounding medium; be done. A bioadhesive is produced from a microbial protein fragment by inserting between the sequence coding for the bioadhesive precursor protein and the microbial protein fragment a dsDNA sequence coding for an amino acid sequence that can be specifically cleaved by chemical or enzymatic methods. Partitioning means are provided for separating precursor proteins.
本発明の方法により製造される生物接着剤前駆体タンパ
ク質は、約100〜約1500の7ミノ酸残基、好まし
くは反復デカペプチドに配位された約600〜約900
のアミノ酸残基から成る。The bioadhesive precursor protein produced by the method of the invention has about 100 to about 1500 7-mino acid residues, preferably about 600 to about 900 amino acid residues coordinated to a repeating decapeptide.
It consists of amino acid residues.
このタンパク質および好ましくは各デカペプチドは約1
00〜約40%のプロリン残基で構成される。プロリン
残基は生物接着剤に柔軟性を与えて分子を球形でなくす
るため、生物接着剤は、基体の表面になじみ、他の接着
分子と相互作用することが可能になる。このタンパク質
および好ましくは各デカペプチドは、また、約10%〜
約40%のリジン残基から構成される。このリジン残基
は、生物接着剤を塩基性にするが、これにより、一般に
は酸性の生物物質の薄い膜でおおわれている水中の表面
への生物接着剤の結合が助Uられる。また、リジン残基
はタンパク質が硬化中にかけ橋結合することのできる反
応基も提供する。このタンパク質および好ましくは各デ
カペプチ1′は、また、約10%〜約40%のチロシン
残基で構成される。The protein and preferably each decapeptide is about 1
Composed of 00 to about 40% proline residues. Proline residues give the bioadhesive flexibility and make the molecule less spherical, allowing it to conform to the surface of the substrate and interact with other adhesion molecules. The protein and preferably each decapeptide also contains about 10% to
It is composed of approximately 40% lysine residues. This lysine residue renders the bioadhesive basic, which helps the bioadhesive bind to underwater surfaces that are typically covered with a thin film of acidic biological material. Lysine residues also provide reactive groups to which proteins can be cross-linked during curing. The protein, and preferably each decapeptide 1', is also comprised of about 10% to about 40% tyrosine residues.
フェノール系チロシン残基は、水素の生物接着剤への結
合を可能にする。さらに、プロリンおよびチロシン残基
はヒドロキシル化のための部位を提供する。DOPAを
形成するためにチロシンI−に水酸基を添加することに
より、生物接着剤は基体表面から水の分子を強力に追い
出すことができるようになる。プロリン、リジン、およ
びチロシンに加え、このタンパク質および好ましくは各
デカペプチドは、0%〜約40%のその他のアミノ酸残
基で構成される。これらの残基が存在する場合、これら
の残基は好ましくは、比較的小さな非反応性の脂肪酸側
鎖、例えばアラニン、および、アミノ酸を含む水酸基、
例えば、セリンおよびスレオニン、から選択される。こ
れらの残基をタンパク質類全体に分布させるのが好まし
く、それにより、どの一定のデカペプチド配列において
も一緒に現われるのは多くて約4となる。好ましくない
アミノ酸は、酸性アミノ酸、すなわち、アスパラギン酸
とグルタミン酸、およびシスチンである。Phenolic tyrosine residues allow hydrogen to bind to the bioadhesive. Additionally, proline and tyrosine residues provide sites for hydroxylation. The addition of a hydroxyl group to tyrosine I- to form DOPA allows the bioadhesive to forcefully expel water molecules from the substrate surface. In addition to proline, lysine, and tyrosine, the protein and preferably each decapeptide is comprised of 0% to about 40% other amino acid residues. When present, these residues preferably include relatively small unreactive fatty acid side chains, such as alanine, and hydroxyl groups containing amino acids;
For example, selected from serine and threonine. It is preferred to distribute these residues throughout the protein family, so that no more than about 4 appear together in any given decapeptide sequence. Unpreferred amino acids are the acidic amino acids, ie aspartic acid and glutamic acid, and cystine.
生物接着剤前駆体タンパク質は、そのタンパク質に暗号
を与える合成dsDNA配列を、宿主微生物中での暗号
を与えられたタンパク質の発現を行いうる調節ベクトル
に有効に結合した複製可能な発現ベクトルに挿入するこ
とにより製造される。The bioadhesive precursor protein is produced by inserting a synthetic dsDNA sequence encoding the protein into a replicable expression vector operatively linked to a regulatory vector capable of effecting expression of the encoded protein in a host microorganism. Manufactured by
例えば、E、 coli、 S、 cerevisia
e、または 旦。For example, E. coli, S. cerevisiae
e, or dan.
−5ubti上iなどの適切な宿主微生物は、その後、
発現ベクトルで形質変化を行い、培養し、タンパク質が
発現する条件におくことができる。A suitable host microorganism, such as -5ubti, is then
Transformation can be carried out using an expression vector, cultured, and placed under conditions where the protein is expressed.
タンパク質に暗号を与えるdsDNA配列は既知のDN
A合成法によって調整される。dsDNA配配
列7合成に適した方法は、亜リン酸同相法である(Te
trahedron Letters、 21 ;
719−722(1980))。The dsDNA sequence that gives the code to a protein is a known DNA
Prepared by A synthesis method. A suitable method for dsDNA sequence 7 synthesis is the phosphorous acid homologous method (Te
trahedron Letters, 21;
719-722 (1980)).
タンパク質に暗号を与える合成dsDNA配列に11合
わせるためにデオキシリボヌクレオチ1′二lトンを選
択する際、いくつかの基準が考慮される。例えば、高度
に反復したDNA配列をタンパク質に暗号を与えるため
に使用する場合、反復配列は組換えや欠失を受けやすい
。そのため、可能な限りDNA配列の反復を避けるべき
である。遺伝する情報の縮重は周知であり、デカペプチ
ドに暗号を与えるDNA配列は潜在的に多様であるから
、反復デカペプチドから成る生物接着剤前駆体タンパク
質に暗号を与えるDNA配列の反復を最小限にすること
は可能である。さらに、同一のデカペプチドのアミノ酸
配列を、4ト物接着剤前駆体タンパク質が同一の反復デ
カペプチドよりむしろ’M49の反復デカペプチドで構
成されるように変えれば、DNA配列の反復をさらに最
小限にすることができる。デカペプチドのアミノ酸配列
の多様性は、前述のガイドライン内にある。DNA配列
の高度の反復を避ける他に、特定の微生物宿主は特別の
アミノ酸への暗号指示にあるコドンを使用する上で有利
となるようなバイアスを有することができ、こうしたコ
ドンを可能な時は、常時使用することが好ましい。一般
に、且、9旦 および−埃、□他ユtllis−は反復
DNA配列に対する耐性が比較的低いのに対し、S、
cerev−川aeはそれに対して十分な耐性を持って
いる。従って、且、印uまたは浸−1subtilis
でのタンパク質の発現のためのdsDNA解読配列を考
える場合、コドン配列の反復を避けることを第一に考慮
しなければならず、好適なコドンの使用は次に考えるべ
きことである。 )。Several criteria are considered in selecting deoxyribonucleic acid nucleotides to fit into the synthetic dsDNA sequence that codes for the protein. For example, when highly repetitive DNA sequences are used to encode proteins, the repetitive sequences are susceptible to recombination and deletion. Therefore, repeating DNA sequences should be avoided as much as possible. Because the degeneracy of inherited information is well known and the DNA sequences that code for decapeptides are potentially diverse, it is important to minimize the repeats of the DNA sequences that code for bioadhesive precursor proteins that consist of repeating decapeptides. It is possible to do so. Additionally, if the amino acid sequence of the same decapeptide is changed such that the tetragon adhesive precursor protein is composed of 'M49 repeating decapeptides rather than identical repeating decapeptides, repeats of the DNA sequence can be further minimized. It can be done. The amino acid sequence diversity of the decapeptides is within the aforementioned guidelines. In addition to avoiding a high degree of repetition in DNA sequences, particular microbial hosts may have biases that favor the use of codons in the coded instructions for particular amino acids, and these codons may be used when possible. , it is preferable to use it all the time. In general, S. and S. tllis have a relatively low tolerance to repetitive DNA sequences, whereas S.
cerev-ae has sufficient resistance to it. Therefore, and sign u or dip-1 subtilis
When considering a dsDNA coding sequence for the expression of a protein in a protein, avoiding repeats in codon sequences must be the first consideration, and the use of suitable codons is a second consideration. ).
corevisi鮭での発現のためのdsDNA解読配
列を考える場合は、まず第一に好適なコドンの使用を考
慮し、次にコドン配列の反復を避けることを考える。When considering dsDNA coding sequences for expression in corevisi salmon, first of all consider preferred codon usage and secondly avoid repeating codon sequences.
翻訳終止コドンは、翻訳されたポリペプチド鎖をリボゾ
ームから遊離させるタンパク質によって確認されるもの
であるが、タンパク質に暗号を指示する合成dsDNA
配列の3′末端でこれを挿入 Q
しなければならない。1つの終lトコトン(TGAまた
はTAA)あるいは一連の2終11−コ1ンのいずれか
を利用してもよい。Translation stop codons, which are identified by proteins that release translated polypeptide chains from ribosomes, are produced by synthetic dsDNA that instruct proteins to code.
This must be inserted Q at the 3' end of the sequence. Either one terminal (TGA or TAA) or a series of two terminals may be utilized.
短い合成リンカ−配列を生物接着剤タンパク質前駆体に
暗号指示する合成dsDNA配列の5′末端と3′末端
に加えて、発現ベクトルの都合のよい制限酵素分割部位
と適合させることができる。Short synthetic linker sequences can be added to the 5' and 3' ends of synthetic dsDNA sequences that code to the bioadhesive protein precursor and are matched with convenient restriction enzyme cleavage sites on the expression vector.
生物接着側前駆体タンパク質に暗号指示するdsDNA
は、宿主微生物で発現を行える調節配列の支配下にそれ
があるような方法で、複製可能な発現ベクトル中に挿入
される。宿主微生物としては、E、 coli、B−0
subjil−isおよび−3,cqreyjsjpe
が好ましい。一般に、当業者は−に、 c、oliの異
種タンパク質の発現を最高水準まで経験している。しか
し、関係するdsDNA配列は反復性を持っているため
、そして、反復1)NA配列を安定して維持することは
真核生物細胞の目立った特性であるため、宿主としてΣ
、 cerevjsigeを使えば効果的発現を最も簡
単に行うことができる。さらに、−δ、 c、ere−
visjaer) N A配列が大規模な発酵条件下で
異なる遺伝子の発現を制限できることが認められた(N
ucleic Ac1ds Res、、 10 :
2625〜2637 (1982) )。ヱー0靭b
−t−i ! i sは周囲の培地にタンパク質を分泌
し、そのため微生物により生産されるタンパク質の大規
模製造と回収を促進させることができるため、特に有用
な宿主である。dsDNA provides code instructions for bioadhesive precursor proteins
is inserted into a replicable expression vector in such a way that it is under the control of regulatory sequences capable of effecting expression in the host microorganism. Host microorganisms include E, coli, B-0
subjil-is and -3,cqreyjsjpe
is preferred. In general, those skilled in the art have the highest level of experience with the expression of heterologous proteins in c,oli. However, because the dsDNA sequences involved are repetitive, and because stably maintaining repetitive 1) NA sequences is a hallmark property of eukaryotic cells, Σ
, cerevjsige can be used to achieve effective expression most easily. Furthermore, −δ, c, ere−
It was observed that the N A sequence can restrict the expression of different genes under large-scale fermentation conditions (N
ucleic Ac1ds Res,, 10:
2625-2637 (1982)). E-0 tough b
-t-i! is is a particularly useful host because it can secrete proteins into the surrounding medium, thus facilitating large-scale production and recovery of proteins produced by microorganisms.
生物接着剤前駆体タンパク質のための合成dsDNAは
、プロモーター、リボゾーム結合点および選択された宿
主で発現を行える翻訳開始シグナルを含む調節配列の支
配下で発現ベクトルに挿入される。発現ベクトルはプラ
スミドとファージから選択できるが、一般にはプラスミ
ドが好ましい。The synthetic dsDNA for the bioadhesive precursor protein is inserted into an expression vector under the control of regulatory sequences including a promoter, a ribosome attachment point, and a translation initiation signal that allows expression in the chosen host. Expression vectors can be selected from plasmids and phages, although plasmids are generally preferred.
発現を促進するために、タンパク質に暗号指示する合成
dsDNAを、その5′末端で、通常は使用する特定調
節配列の支配下にある微生物タンパク質のN−末端部分
に暗号を指示する配列と結合してもよい。B、 5ub
tillsでの発現については、生物接着剤前駆体タン
パク質に暗号を指示する配列の前の5′末端は通常分泌
されるタンパク質にも暗号を指示することができるが、
そのタンパク質は生物接着剤前駆体タンパク質が分泌さ
れるのを許さなければならない。To promote expression, the synthetic dsDNA that codes for the protein is ligated at its 5' end with a sequence that codes for the N-terminal portion of the microbial protein, which is usually under the control of the specific regulatory sequences used. It's okay. B. 5ub
For expression in tills, the 5' end before the sequence encoding the bioadhesive precursor protein can also encode the normally secreted protein;
The protein must allow the bioadhesive precursor protein to be secreted.
E、 c9jiでのタンパク質の発現は、合成dsDN
A配列の内部をすでに発現ベクトル中で分枝形成して効
果的に発現した一埃、 co−Vi遺伝子部分くその調
節配列も含む)に融合することにより達成することもで
きる。例えば、タンパク質に暗号指示するdsDNAを
、トリプトファンシンテターゼあるいはセリンヒドロキ
シメチルトランスフェラーゼの1以上のサブユニットに
暗号を指示する分枝形成したE、 coli遺伝子中へ
挿入することができる。E, Protein expression in c9ji was performed using synthetic dsDN
This can also be achieved by fusing the internal part of the A sequence to a part of the co-Vi gene that has already been effectively expressed by forming a branch in an expression vector (including the regulatory sequence of the co-Vi gene). For example, dsDNA that codes for a protein can be inserted into a branched E. coli gene that codes for one or more subunits of tryptophan synthetase or serine hydroxymethyltransferase.
E、coli)リプトファンシンテターゼとセリンヒド
ロキシメチルトランスフェラーゼ遺伝子を含有する発現
ベクトルは、メリーランド州、ロックビルのアメリカ基
準培養コレクションに、それぞれ認承番号ATCC39
388(旦、99U菌株c X 1668内)およびA
T CC39214(−% 、 aer−o(Ien
es菌株GX1704内)として預けられた。これら遺
伝子のどちらかの一部分に融合した生物接着剤前駆体タ
ンパク質のための合成dsDNAを含む組換えプラスミ
ドをE、 coliの形質変換のために使用し、その形
質変換体を融合タンパク質製造のために既知の方法で分
析する。Expression vectors containing the E. coli liptophan synthetase and serine hydroxymethyltransferase genes were stored in the American Standard Culture Collection, Rockville, Maryland, under accession number ATCC39, respectively.
388 (within 99U strain c X 1668) and A
TCC39214(-%, aer-o(Ien
es strain GX1704). A recombinant plasmid containing synthetic dsDNA for the bioadhesive precursor protein fused to a portion of either of these genes is used for transformation of E. coli and the transformants are used for the production of the fusion protein. Analyze using known methods.
生物接着剤前駆体タンパク質に暗号指示する合成dsD
NAを、ベクトル上の有効に発現した酵母遺伝子と内部
融合するように、S、 cerqv−isiae発現ベ
クトルに挿入することができる。例えば合成dsDNA
配列をYpGXlに挿入し、次いで−j。Synthetic dsD with coded instructions for bioadhesive precursor proteins
The NA can be inserted into the S. cerqv-isiae expression vector such that it fuses internally with an effectively expressed yeast gene on the vector. For example, synthetic dsDNA
Insert the sequence into YpGXl and then -j.
s町ev−i ! jack P G K構造遺伝子お
よびその調節配列部分を挿入することができる。PGK
遺伝子はホスホグリセレートキナーゼに暗号を与える。S town ev-i! The jack PG K structural gene and its regulatory sequence portion can be inserted. P.G.K.
The gene provides the code for phosphoglycerate kinase.
ホスホグリセレートキナーゼはグルコース代謝に関与し
、酵母細胞溶解タンパク質の総量の5%まで構成するこ
とができる。ホスホグリセレートキナーゼに暗号を指示
する’1/pGX60として同定された適切な酵母ベク
トルおよびY p G X 1は、それぞれ、認承番号
A T CC39693およびATCC39622とし
て、メリーランド州、ロックビルのアメリカ基準培養コ
レクションに預けられた。酵母発現へクトルヘ合成ds
DNA配列を挿入した結果得られた絹換えプラスミドを
・S、 cereyisjaeを形質変換させるために
使用し、その形質変換体を融合タンパク質製造のために
既知の方法で分析する。Phosphoglycerate kinase is involved in glucose metabolism and can constitute up to 5% of the total amount of yeast cell lytic proteins. Suitable yeast vectors identified as '1/pGX60 and Y p G Consigned to collection. Yeast expressed hector synthesis ds
The silk recombinant plasmid resulting from insertion of the DNA sequence is used to transform S. cereyisjae and the transformants are analyzed by known methods for fusion protein production.
B、 5ubtilisなどの桿菌宿主での生物接着剤
前駆体タンパク質の発現は、有効に発現した桿菌遺伝子
に合成dsDNA配列内部を融合することにより達成さ
れる。有利には、この桿菌遺伝子には、シグナルペプチ
ドの付随的分割を伴って微生物タンパク質を細胞膜を通
して運ぶのに必要なシグナルペプチドに暗号を与える配
列が含まれる。このように、生物接着剤前駆体タンパク
質は、シグナルペプチドに続り微4ユ物タンパク質フラ
グメントと共に桿菌宿主から周囲の培地へ分泌されるこ
とができ、それによりタンパク質の回収と精製を簡略化
できる。Expression of the bioadhesive precursor protein in a bacillus host, such as B. 5ubtilis, is accomplished by internally fusing a synthetic dsDNA sequence to the effectively expressed bacillus gene. Advantageously, this bacillus gene contains a sequence that codes for the signal peptide necessary for transporting the microbial protein across the cell membrane with concomitant cleavage of the signal peptide. In this way, the bioadhesive precursor protein can be secreted from the bacillus host into the surrounding medium with a signal peptide followed by a small protein fragment, thereby simplifying protein recovery and purification.
B、 5ubtilisでの生物接着剤前駆体タンパク
質発現に適したベクトルは、プラスミドp G x25
09である。このプラスミドは、認承番号ATCC39
854として、メリーランド州、ロックビルのアA
メリカ基準培養コレクションに預けられた。このプラス
ミドは、シグチルペブチ「を含む旦、叩汀虹、LEL凹
薊蛙印旦菌株A T CC23844からのα−アミラ
ーゼのための調節領域と構造遺伝子を含む。串−0す舅
tijis形質変換体がα−アミラーゼのN−末端フラ
グメントと生物接着剤前駆体タンパク質との融合から成
るタンパク質を分泌するように、生物接着剤前駆体タン
パク質に暗号を指示する合成dsDNAを成熟α−アミ
ラーゼの構造遺伝子中に挿入することができる。あるい
は、生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える合成d
sDNAを直接α−アミラーゼシグナルペプチド解読配
列の後に挿入できるように、α−アミラーゼ遺伝子を既
知の方法でオリゴヌクレオチド指示の生体内突然変異誘
発で変化させることができる (NucleicAci
ds Res、、 10 : 64137〜6500
(19B2)) 、かかる場合には、且、印奸其圏形質
変換体は直接、生物接着剤前駆体タンパク質を分泌する
ので、N−末端から微生物タンパク質フラグメントを除
去するための分割の必要がなくなる。B. A suitable vector for bioadhesive precursor protein expression in P. 5ubtilis is the plasmid pG x25
It is 09. This plasmid has accession number ATCC39.
854, deposited with the American Reference Culture Collection, Rockville, Maryland. This plasmid contains the regulatory region and structural genes for α-amylase from the sigtylphenyl peptide strain AT CC23844. Synthetic dsDNA is inserted into the structural gene of mature α-amylase to code the bioadhesive precursor protein to secrete a protein consisting of a fusion of the N-terminal fragment of α-amylase with the bioadhesive precursor protein. Alternatively, a synthetic d that gives the code to the bioadhesive precursor protein can be inserted.
The α-amylase gene can be altered by oligonucleotide-directed in vivo mutagenesis using known methods such that sDNA can be inserted directly after the α-amylase signal peptide coding sequence (Nucleic Aci
ds Res, 10: 64137-6500
(19B2)) In such a case, and because the Inkosho sphere transformant directly secretes the bioadhesive precursor protein, there is no need for splitting to remove microbial protein fragments from the N-terminus. .
融合タンパク質から生物接着剤前駆体タンパク質を分泌
させるために、1以トのアミノ酸が分割しうるリンカ−
配列に暗号を与える短いDNA配列を、微生物タンパク
質フラグメントに暗号を指示する配列の3′末端と生物
接着剤前駆体タンパク質に暗号を指示する合成dsDN
A配列の5′末端の間に挿入するのが有利である。挿入
されたDNA配列は、化学的あるいは酵素により分割さ
れる1以」二のアミノ酸配列に選択的に暗号を指示する
。生物接着剤前駆体タンパク質にメチオニンが欠けてい
る場合、好ましい分割できるリンカ−配列はメチオニン
であり、ATG配列がこれに暗号を指示する。メチオニ
ン残基を微生物タンパク質フラグメントと生物接着剤前
駆体タンパク質の間に入れる場合、発現した融合タンパ
ク質を臭化ジシアンで処理することができるが、この臭
化ジシアンはメチオニン残基のカルボキシル側で選択的
に分割し、微生物タンパク質フラグメントから生物接着
剤前駆体タンパク質を遊諦する。その他の既知の分割し
うるリンカ−配列も微生物タンパク質フラグメントに生
物接着剤前駆体タンパク質を結合させるために使用する
ことができるが、生物接着剤前駆体タンパク質内で分割
配列が発生しないようなものの場合に限られる。例えば
アミノ酸配列 ^sp−^sp−^5p−Asp−Ly
sに暗号を指示するDNA配列を、微生物タンパク質フ
ラグメントと生物接着剤前駆体タンパク質の間に挿入す
ることができる。この配列は確認され、牛のエンテロキ
ナーゼ酵素によってLys残基のカルボキシル側で分割
される。特に確認されて選択された酵素で分割されるそ
の他の適したアミノ酸配列は当業者に周知である(公開
されたヨーロッパ特許出願第035384号を参照)。A linker that is cleavable by one or more amino acids in order to secrete the bioadhesive precursor protein from the fusion protein.
A short DNA sequence that encodes the sequence is added to the 3' end of the sequence that encodes the microbial protein fragment and a synthetic dsDN that encodes the bioadhesive precursor protein.
Advantageously, it is inserted between the 5' ends of the A sequence. The inserted DNA sequence selectively codes for one or two amino acid sequences that are cleaved chemically or enzymatically. If the bioadhesive precursor protein lacks methionine, the preferred cleavable linker sequence is methionine, to which the ATG sequence codes. If a methionine residue is placed between the microbial protein fragment and the bioadhesive precursor protein, the expressed fusion protein can be treated with dicyanogen bromide, which is selective for the carboxyl side of the methionine residue. The bioadhesive precursor protein is separated from the microbial protein fragment. Other known splittable linker sequences can also be used to attach the bioadhesive precursor protein to microbial protein fragments, provided that no splitting sequence occurs within the bioadhesive precursor protein. limited to. For example, the amino acid sequence ^sp-^sp-^5p-Asp-Ly
A DNA sequence coding for s can be inserted between the microbial protein fragment and the bioadhesive precursor protein. This sequence is confirmed and cleaved on the carboxyl side of the Lys residue by the bovine enterokinase enzyme. Other suitable amino acid sequences specifically identified and resolved with selected enzymes are well known to those skilled in the art (see published European Patent Application No. 035384).
生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を指示する挿入され
たdsDNAを含む発現ベクトルは、既知の形質変換法
を用いて宿主微生物を形質変換させるのに使われる。こ
の形質変換体を発酵槽の中で培養し、ポリペプチドが発
現する条件に付す。発現産物は従来法で回収される。酵
母(例えば)。Expression vectors containing inserted dsDNA encoding the bioadhesive precursor protein are used to transform host microorganisms using known transformation methods. This transformant is cultured in a fermenter and subjected to conditions for expressing the polypeptide. Expression products are recovered using conventional methods. Yeast (for example).
は一般に細胞内に封鎖されており、回収する前に細胞を
溶解しなければならない。適当なシグナルペプチドに暗
号指示するDNA配列を使ってタンパク質を桿菌宿主(
例えばり、鼎いjjjs)で製造する場合には、シグナ
ルペプチドについたタンパク質は、シグナルペプチドの
付随的分割を伴って、細胞膜を通過し、結果的にタンパ
ク質は周知の培地へ分泌される。必要ならば、回収後、
発現産物を化学的にあるいは酵素により処理して、融合
した微生物またはリンカ−に由来するタンパク質から生
物接着剤前駆体タンパク質を分離することができる。微
生物により製造した生物接着剤前駆体タンパク質は、チ
ロシン残基のヒドロキシル化およびヒドロキシル化され
たタンパク質の硬化により、優れた水中接着性を有する
生物接着剤に変換することができる。タンパク質の回収
後、少くとも約50%のチロシン残基をヒドロキシル化
することが好ましい。ヒドロキシル化はマツシュルーム
のポリフェノールオキシダーゼなど市販の酵素を使って
行うことができる。are generally sequestered within cells and cells must be lysed before they can be harvested. Proteins are transferred to the bacillus host (
For example, in the case of production (for example, in vitro), the protein attached to the signal peptide passes through the cell membrane, with concomitant cleavage of the signal peptide, resulting in secretion of the protein into the well-known culture medium. If necessary, after collection,
The expression product can be treated chemically or enzymatically to separate the bioadhesive precursor protein from the fused microbial or linker derived proteins. Bioadhesive precursor proteins produced by microorganisms can be converted into bioadhesives with excellent underwater adhesive properties by hydroxylation of tyrosine residues and curing of the hydroxylated proteins. After protein recovery, it is preferred to hydroxylate at least about 50% of the tyrosine residues. Hydroxylation can be accomplished using commercially available enzymes such as pine mushroom polyphenol oxidase.
q
本発明の方法で製造される生物接着剤は、通常の方法で
使用することができるが、所望ならば、接着剤工業で一
般に使われている従来の合成ポリマー接着剤、充てん剤
、コアセルベートおよび/またはアジュバントと混合し
てもよい。これらは、湿潤環境での耐久性が望まれる場
合、例えば、海洋接着剤、医療、歯科用接着剤、保護コ
ーティング、電子回路のはんだ付けなどに、特に有用で
ある。q The bioadhesives produced by the method of the invention can be used in conventional manner, but if desired can be combined with conventional synthetic polymer adhesives, fillers, coacervates and /or may be mixed with an adjuvant. They are particularly useful where durability in humid environments is desired, such as marine adhesives, medical and dental adhesives, protective coatings, electronic circuit soldering, and the like.
以下に挙げる実施例は、ここに述べた本発明の実施をさ
らに説明するためのものであって、本発明の範囲を制限
するものではない。The following examples are intended to further illustrate the practice of the invention herein described and are not intended to limit the scope of the invention.
実施例中、オリゴデオキシリボヌクレオチドの合成に使
用した方法は、アプライドバイオシステムズ社(App
lied B iosystems、 I nc 、
)が製造した自動固相DNA合成機を使った亜リン酸固
相法(M、 D、 Matteucei、 M、 H,
Caruthers。In the examples, the method used to synthesize oligodeoxyribonucleotides was developed by Applied Biosystems (App
Lied Biosystems, Inc.
Phosphite solid-phase method using an automatic solid-phase DNA synthesizer manufactured by (M, D, Matteucei, M, H,
Caruthers.
工ejrajedron Lotters、 21
: 719−722 (1980) )である。4種の
適切に保護された5′−ジメトキシトリチル−2′−デ
オキシリボヌクレオシド−Q
3′−ホスホラミブチ、さらに、シリカや適切に保護さ
れた5′−ジメチルトリメチル−2′デオキシリボヌク
レオシドで誘導体合成された制御孔ガラス(CPG)
(S、 P、 Adams、 K、 S。Engineering Lotters, 21
: 719-722 (1980)). Four types of appropriately protected 5'-dimethoxytrityl-2'-deoxyribonucleoside-Q 3'-phosphoramibutylene were further synthesized with silica and appropriately protected 5'-dimethyltrimethyl-2'-deoxyribonucleoside. Controlled pore glass (CPG)
(S, P, Adams, K, S.
Kavka、 E、 J、 Wykes、 S、
B、 1lolderおよびG、 R,Ga1
lappi、J、 へ−n+er−Lp−jem、’
Fy oc、。Kavka, E. J., Wykes, S.
B, 1lorder and G, R, Ga1
lappi, J, he-n+er-Lp-jem,'
Fy oc,.
105 : 661〜663(1983) 3などの固
型支持体等の原料は市販されている。105: 661-663 (1983) 3 and other solid supports are commercially available.
DNA合成は3′末端から5′末端へ進む。以下にシグ
ナル鎖、5 ’ GCG^^A CCA AGT TA
CCCACCG ACCTACAAA 3’の合成の
特別な例を述べる。DNA synthesis proceeds from the 3' end to the 5' end. Below is the signal chain, 5' GCG^^A CCA AGT TA
A special example of the synthesis of CCCACCG ACCTACAAA 3' is described.
約lμ鶴の保護された5′−ジメチルトリチル−2′−
デオキシアデノシンを含む誘導された固型支持体に荷重
し、これを自動DNA合成機に入れる。共役回路は、ジ
クロロメタン中の2%トリクロロ酢酸で固型支持体を脱
トリチ化すること;メタノール、無水ニトロメタン、次
いで無水アセトニトリル中ル浄すること;アセトニトリ
ル中の適切に保護された5′−ジメ]・キシトリチル−
2′−デオキシリボヌクレオシド−3′−ホスホラミデ
テ(10μlI1)とアセトニトリル中のテトラゾール
(30μs+)を同時に添加し、3〜5分間培養し、テ
トラヒドロフラン、ルチジンおよび水の混合液(2 :
I : 2)中のヨウ素で酸化すること;未反応の5
′−ヒドロキシル基を無水酢酸およびテトラヒド口フラ
ン中のジメチルアミノビリジンでおおいをすること;お
よび二トロメタン、次いで無水アセトニトリルで最終的
に洗浄することから成る。所望の長さのDNAが得られ
るまで、共役回路を反復する。DNAは、その後ジオキ
サン/トリメチルアミン中のチオフエノキシトで処理し
て部分的に保護をはずし、濃縮水酸化アンモニウムで数
回(2〜4回)短い処理(5〜10分)を行うことによ
り固型支持体から遊離する。濃縮水酸化アンモニウムを
60〜65℃で8〜14時間加熱することにより、完全
に保護がはずれたDNAが得られる。Approximately lμ Tsuru's protected 5'-dimethyltrityl-2'-
A derivatized solid support containing deoxyadenosine is loaded and placed into an automatic DNA synthesizer. The conjugate circuit was detritised with 2% trichloroacetic acid in dichloromethane; rinsing in methanol, anhydrous nitromethane, then anhydrous acetonitrile; appropriately protected 5'-dimethane in acetonitrile]・Xytrityl-
2'-deoxyribonucleoside-3'-phosphoramidete (10 μl I1) and tetrazole in acetonitrile (30 μs+) were added simultaneously, incubated for 3-5 min, and incubated with a mixture of tetrahydrofuran, lutidine and water (2:
I: Oxidation with iodine in 2); unreacted 5
It consists of capping the '-hydroxyl groups with dimethylaminopyridine in acetic anhydride and tetrahydrofuran; and a final washing with ditromethane and then anhydrous acetonitrile. The conjugation circuit is repeated until the desired length of DNA is obtained. The DNA was then partially deprotected by treatment with thiophenoxide in dioxane/trimethylamine and transferred to a solid support by several (2-4) short treatments (5-10 min) with concentrated ammonium hydroxide. released from. Completely unprotected DNA is obtained by heating concentrated ammonium hydroxide at 60-65° C. for 8-14 hours.
このDNAは、その後、弱イオン交換樹脂を使ったイオ
ン交換HPLCと20%のアセトニトリルを含む0.1
M〜0.4Mのリン酸エステル緩衝液3l
の直線勾配により、あるいは、アクリルアミドゲルの電
気泳動により精製される。精製されたI)NAを5′末
端で酵素によりホスホリル化し、次の配付子結合の前に
特性を明らかにする。This DNA was then subjected to ion exchange HPLC using a weak ion exchange resin and 0.1
It is purified by a linear gradient of 3 liters of M ~ 0.4M phosphate ester buffer or by electrophoresis on an acrylamide gel. Purified I) NA is enzymatically phosphorylated at the 5' end and characterized prior to subsequent ligand binding.
実施例I
E. coljにおけるNllz− (Ala−l.y
s−Pro−Ser−Tyr−Pro−Pro−Thr
−Tyr−1.ys) go−COOIIの製造20の
反復デカペブチド単位の各々に暗号を指示ずる合成ds
DNAは、解読鎖が次の式を有する配列から選択できる
:
GCN AAR CCN(AGYまたはTCN)TAY
CCN CCN ACN TAY AAR式中、G.
A,TおよびCは、塩基のグアニン、アデニン、チミン
、およびシトシンを各々含有するデオキシリポヌクレオ
チドを表わし、Rはグアニンまたはアデニンを含むデオ
キシリボヌクレオチドを表わし、Yはシトシンまたはチ
ミンを含むデオキシリボヌクレオチドを表わし、NはG
,A,TまたはCを表わす。Example I E. Nllz- (Ala-l.y
s-Pro-Ser-Tyr-Pro-Pro-Thr
-Tyr-1. ys) Preparation of go-COOII Synthesis ds instructing each of the 20 iterative decapeptide units
The DNA can be selected from sequences whose coding strand has the following formula: GCN AAR CCN (AGY or TCN) TAY
CCN CCN ACN TAY During the AAR ceremony, G.
A, T and C represent deoxyriponucleotides containing the bases guanine, adenine, thymine, and cytosine, respectively, R represents a deoxyribonucleotide containing guanine or adenine, and Y represents a deoxyribonucleotide containing cytosine or thymine. , N is G
, A, T or C.
旦.9り↓または旦.=!蛙旦1』冬での1二記20反
復タンパク質の発現については、以下に挙げる5つの二
本鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド配列が、生物接着
剤前駆体タンパク質に指示するdsDNA挿入体を調整
するのに使用される。Dan. 9ri↓ or dan. =! For expression of the 12-20 repeat protein in winter, the five double-stranded oligodeoxyribonucleotide sequences listed below are used to tailor the dsDNA insert to direct the bioadhesive precursor protein. be done.
5′六GCGAAACCAAGTTACCCACCGA
CCTACAA^GGTTCAATGGGTGGCTG
GATGTTTCGCTTT” 5’5′^GCGAA
ACCCAGCTATCCTCCGACATATAAA
GGGTCGATAGGAGGCTGTATATTTC
GCTTT六5′5 ’ ” GCGAAACCTTC
TTATCCGCCTACCTATAAGGGAAGA
ATAGGCGGATGGATATTCCGCTTT六
5′5 ”′GCGAAACCGAGTTACCCAC
CAACGTACAAGGGCTCAATGGGTGG
TTGCATGTTCCGCTTT六5′5 ’ ”
GCGAAACCGTCGTACCCGCCCACCT
ACAAAGGCAGCATGGGCGGGTGGAT
GTTTCGCTTT^5′宿主による欠失や組換をひ
きおこす反復DNA配列を最少限にする見地から、これ
らのオリゴデオキシリボヌクレオチドを選んだ。5つの
オリゴデオキシリボヌクレオチドを、デカベプチドの2
0反復に暗号を指示する配列を作るために互いに任意に
結びつける。5'6 GCGAAACCAAGTTACCCACCGA
CCTACAA^GGTTCAATGGGTGGCTG
GATGTTTCGCTTT"5'5'^GCGAA
ACCCAGCTATCCTCCGACATATAAAA
GGGTCGATAGGAGGCTGTATATTTC
GCTTT65'5'” GCGAAACCTTC
TTATCCGCCTACCTATAAGGGAAGA
ATAGGCGGATGGATATTCCGCTTT65'5 ”'GCGAAACCGAGTTACCCAC
CAACGTACAAGGGCTCAATGGGGTGG
TTGCATGTTCCGCTTT65'5'”
GCGAAACCGTCGTACCCGCCACCT
ACAAAGGCAGCATGGGCGGGTGGAT
GTTTCGCTTT^5' These oligodeoxyribonucleotides were chosen with a view to minimizing repetitive DNA sequences that could lead to deletion or recombination by the host. Five oligodeoxyribonucleotides are combined into two decapeptides.
0 repeats are arbitrarily linked together to create a sequence that points to the code.
自動DNA合成機を使って、前述の配列を有するlOの
1本鎖オリゴデオキシリボヌクレオチドを合成する。ま
た、dsDNA挿入体の5′末端のための下記の末端が
そろうリンカーフラグメントを形成ずるためにアニール
できる2つの一本鎖オリゴデオキシリボヌクレオチトも
合成する。An automatic DNA synthesizer is used to synthesize 10 single-stranded oligodeoxyribonucleotides having the sequence described above. We also synthesize two single-stranded oligodeoxyribonucleotides that can anneal to form a linker fragment with matching ends as described below for the 5' end of the dsDNA insert.
Ncol
5 ’ CTA GAG GGA TCC AT[;G
AT CTC CCT AGG TAC CGC TT
T ′k5 ’最後に、dsDNA挿入体の3′末端の
ための以下の末端がそろうリンカーフラグメントを形成
ずるためにアニールできる2つの一本鎖オリゴデオキシ
リボヌクレオチドを合成する
5′六GCG AAA TGA ATT CACT
T^^ G5’
星印のついた一本鎖オリゴデオキシリボヌクレオチドの
5′末端をポリヌクレオチドキナーゼの存在下、三リン
酸アデノシンで処理してホスホリル化する。Ncol 5' CTA GAG GGA TCC AT[;G
AT CTC CCT AGG TAC CGC TT
T'k5'Finally, synthesize two single-stranded oligodeoxyribonucleotides that can anneal to form a linker fragment with the following ends for the 3' end of the dsDNA insert: 5'6 GCG AAA TGA ATT CACT
T^^ G5' The 5' end of the single-stranded oligodeoxyribonucleotide marked with an asterisk is phosphorylated by treatment with adenosine triphosphate in the presence of polynucleotide kinase.
デカペプチドを示す10のオリゴデオキシリボヌクレオ
チド(各々1.6μg)および4のリンカ−フラグメン
ト、オリゴデオキシリボヌクレオチド(各々1.4μg
)にアニールを行い、T4 DNAリガーゼの存在下
結合させる。結合反応により、任意の順に結合し、5′
および3′リンカ−フラグメントがそれぞれ、先行、後
行する平均約20反復のデカペプチド指示フラグメント
を有する様々な長さの末端がそろったdsDNAソファ
リーが製造される。このように製造された合成dsDN
Aは、5′末端に指示されたLeu−Glu−Gly−
5er−Met配列が直接先行し、3′リンカ−の停止
コドン(TGA)に先行するGCGAA^配列に指示さ
れたジペプチド^1a−1ysが後に続く一連の反復デ
カペプチドに暗号を指示する。結合反応で得られた合成
dsDNAは、マニエティスらの方法(B 1oche
a+1sLry。10 oligodeoxyribonucleotides representing the decapeptide (1.6 μg each) and 4 linker fragments, oligodeoxyribonucleotides (1.4 μg each)
) and ligated in the presence of T4 DNA ligase. By a binding reaction, the 5′
and 3' linker fragments, each of which has an average of about 20 repeats of the decapeptide-indicating fragment, leading to and following the dsDNA strands of varying lengths are produced. Synthetic dsDN thus produced
A is Leu-Glu-Gly- directed at the 5' end
The 5er-Met sequence directs the code to a series of repeating decapeptides directly preceded by the dipeptide ^1a-lys directed by the GCGAA^ sequence preceded by the stop codon (TGA) of the 3' linker. The synthetic dsDNA obtained by the binding reaction was prepared using the method of Manietis et al.
a+1sLry.
↓4 : 3787〜3794 (+ 975) )に
従って6%のポリアクリルアミドゲル」−で処理される
。大きさが20デ力ペプチド指示配列に相当するヘルド
をゲルから切りとり、dsDNAをゲルから電気抽出す
る。↓4: 3787-3794 (+975)) with 6% polyacrylamide gel. A heald corresponding to the 20 DEG peptide instruction sequence in size is cut from the gel and dsDNA is electroextracted from the gel.
20デ力ペプチド反復より少ないあるいは大きい反復を
有するタンパク質を製造したい場合は、結合混合液中の
デカペプチドを表わすオリゴデオキシリボヌクレオチド
フラグメントとリンカ−フラグメントの割合が比例する
ように調整して、所望の大きさのdsDNAフラグメン
トをゲルから中前する。If it is desired to produce a protein with fewer or more than 20 decapeptide repeats, the proportions of oligodeoxyribonucleotide fragments representing the decapeptide and linker fragments in the conjugation mixture may be adjusted to achieve the desired size. Remove the dsDNA fragment from the gel.
合成dsDNA配列をその後プラスミl’pGX221
3の単−Hpa1部位に挿入する。図1について言うと
、このプラスミ1は、−!些りハイブリノjtr、p/
1杯−)プロモーターの支配下ではl・リプ1フアンの
、!rp BおよびtrP−A %fJ域を含む。この
1ラスミトを、−片、9列−j宿主(菌株 GX166
8)において、認承番号A T CC39388として
メリーランド州、ロックビルのアメリカ基準培養コレク
ションに預けた。プラスミド (1μg)をJa+(1
単位)で処理して分割する。分割はtr−PB領域内で
おこり、、 tacプロモーターに結合したtrp B
の5′末端で1122の塩基対が残る。直線プラスミド
の末端はそろっている。デカペプチド指示配列(0,2
、cog)を含むdsDNA挿入体は、T4DNAリガ
ーゼを使って直線pcx2213に結合して末端がそろ
う。The synthetic dsDNA sequence was then added to the plasmid l'pGX221.
3 into the single-Hpa1 site. Regarding FIG. 1, this plasmid 1 is -! trivial hybrino jtr, p/
1 cup -) Under the control of the promoter, l · Rip 1 fan's,! Contains rpB and trP-A %fJ regions. This one rasmite was transferred to -piece, row 9-j host (strain GX166
8) and deposited with the American Standard Culture Collection, Rockville, Maryland, under grant number AT CC39388. Plasmid (1 μg) was added to Ja+ (1 μg).
unit) and divide it. Splitting occurs within the tr-PB region, with trpB bound to the tac promoter.
1122 base pairs remain at the 5' end of. The ends of a linear plasmid are aligned. decapeptide indicator sequence (0,2
, cog) was ligated to linear pcx2213 using T4 DNA ligase to align the ends.
再回送したプラスミドは、E、 coli菌株JM10
9を形質変換させるのに使用する。この宿主菌株は、例
えば、P −+−ハイオケミカルズ(P−L B i
ochemicals、 I nc、)、ヘセスダ研究
所(BethesdcLResearch Labor
atories、 Inc、)およびニューイングラ
ン「バイオラボ(New Eng−1and Bi
oLabs、Inc、)から市販されている。それには
tacプロモーターからの発現を規制する頃(リプレッ
サータンパク質を過剰生産するIacIQ遺伝子が含ま
れている。−4杯−プロモーターからの発現は、イソプ
ロピル−β−D−チオガラクトシド(I PTG)の添
加により誘発することができる。宿主もrec A−で
あり、これはdsDNA挿入体における反復デカペプチ
ド指示配列の組換えの可能性を減少させる。形質変換し
たE、 cojiJM109細胞をアンピシリンを含む
113−寒天平板上に植付けて、24時間培養する。得
られたコロニーから調整したプラスミドDNAを制限分
析で検査し、適当な定位でQl −ds D N A挿
入体を含むコロニーを単離する。単離したコロニーは、
合成dsDNA挿入体(1,eu−Glu−Gly−5
er−het)の5′末端でリンカ−により指示された
5つのアミノ酸に融合したtrp B遺伝子の最初の3
74のアミノ酸を含み、次いで挿入体のデカペプチド配
列が20反復し、そして停止コドンに先んじる合成挿入
体の3′末端でリンカ一部分が指示するAla−I、y
sで終わるタンパク質に暗号を指示する融合遺伝子を含
んでいる。解読領域は、TGA停止コドンに続く形質変
換されていない領域を含む−(、!(−プロモーターの
支配下にある。The retransmitted plasmid was used as E. coli strain JM10.
9 is used for transformation. This host strain is, for example, P −+-hiochemicals (P-L Bi
chemicals, Inc.), Bethesda Research Laboratories
companies, Inc.) and New Eng-1 and Bi
oLabs, Inc.). It contains the IacIQ gene, which overproduces a repressor protein that regulates expression from the tac promoter. The host is also rec A-, which reduces the possibility of recombination of the repetitive decapeptide instruction sequences in the dsDNA insert. Plate on agar plates and culture for 24 hours. Plasmid DNA prepared from the resulting colonies is examined by restriction analysis, and colonies containing the Ql-ds DNA insert in the appropriate orientation are isolated. Isolation. The colony that did
Synthetic dsDNA insert (1,eu-Glu-Gly-5
The first three of the trp B gene fused to five amino acids directed by a linker at the 5' end of the er-het
74 amino acids, followed by 20 repeats of the decapeptide sequence of the insert, and a linker moiety pointing to Ala-I,y at the 3' end of the synthetic insert preceding the stop codon.
It contains a fusion gene that specifies the code for proteins ending in s. The coding region includes the untransformed region following the TGA stop codon -(,!(-) under the control of the promoter.
適当な定位に単−dsDNA挿入体を含んでいる形質変
換体を、ルリア液体培養基とアンピシリンが入った2リ
ツトル培養フラスコに植え付け、中間対数相(OD、。Transformants containing single-dsDNA inserts in the appropriate orientation were plated into 2-liter culture flasks containing Luria liquid medium and ampicillin at mid-logarithmic phase (OD,).
。匈0.5)まで培養する。発現を誘発するためにI
PTG (0,25n+M、最終濃度)を加える。8〜
16時間後、融合タンパク質は宿主細胞内で高度に発現
する。遠心分離によって細胞を収穫し、これを超音波処
理で溶解し、タンパク質回収の従来法で融合タンパク質
を回収する。この融合タンパク質を臭化ジシアンで処理
するが、この臭化ジシアンは最初のデカペプチド配列の
すぐ前のメチオニン残基のカルボキシル側でタンパク質
を分割するため、↓rPLB遺伝子産物のN−末端フラ
グメントとリンカ−Mlのペプチドフラグメントから生
物接着剤前駆体タンパク質を分離する。この生物接着剤
前駆体タンパク質を従来法で単離する。. Culture until 0.5). I to induce expression
Add PTG (0,25n+M, final concentration). 8~
After 16 hours, the fusion protein is highly expressed within the host cells. Cells are harvested by centrifugation, lysed by sonication, and the fusion protein is recovered using conventional methods of protein recovery. This fusion protein is treated with dicyanogen bromide, which cleaves the protein on the carboxyl side of the methionine residue just before the first decapeptide sequence, thus linking the N-terminal fragment of the rPLB gene product with the linker. - Separating the bioadhesive precursor protein from the peptide fragments of M1. The bioadhesive precursor protein is isolated using conventional methods.
実施例2
13.5−ubt旦UにおけるNO3−(Ala−Ly
s− Pro−3er−Tyr−Pro−Pro−Th
r−Tyr−Lys) 2O−COOIIの製造自動1
)NA合成機を使って、実施例1で製造したデカペプチ
ドを示す同様の10のオリゴデオキシリボヌクレオチド
を合成し、オリゴデオキシリボヌクレオチ1の5′末端
をポリヌクレオチドの存在下、三リン酸アデノシンで処
理してホスホリル化する。Example 2 NO3-(Ala-Ly
s- Pro-3er-Tyr-Pro-Pro-Th
r-Tyr-Lys) 2O-COOII production automatic 1
) Using an NA synthesizer, synthesize 10 similar oligodeoxyribonucleotides representing the decapeptide prepared in Example 1, and treat the 5' end of oligodeoxyribonucleotide 1 with adenosine triphosphate in the presence of the polynucleotide. and phosphorylation.
アニールしてdsDN八挿入棒挿入体末端のためのリン
カ−を得ることのできる下記の一本鎖オリゴデオキシリ
ボヌクレオチドを合成する。Synthesize the following single-stranded oligodeoxyribonucleotides that can be annealed to provide a linker for the end of the dsDN eight insert rod insert.
5′^GCTTTATGATG
AATACTACCGCTTT六5′
下記のオリゴデオキシリボヌクレオチドを合成11、ア
ニールしてdsDNA挿入体の3′末端のためのリンカ
−を得る。5'^GCTTTATGATG AATACTACCGCTTT65' The oligodeoxyribonucleotides described below are synthesized 11 and annealed to provide a linker for the 3' end of the dsDNA insert.
5′六GCGAAATGAT^^GGATCCAACT
ATTCCTAGGTTCGA 5’星印のついたリ
ンカ−フラグメントの5′末端をポリヌクレオチドキナ
ーゼの存在下、三リン酸アデノシンで処理してホスホリ
ル化する。5'6 GCGAAATGAT^^GGATCCAACT
ATTCCTAGGTTCGA 5' The 5' end of the asterisked linker fragment is phosphorylated by treatment with adenosine triphosphate in the presence of polynucleotide kinase.
デカペプチドを表わす10のオリゴデオキシリボヌクレ
オチド(各々1.6μg)および4つのリンカ−フラグ
メント オリゴデオキシリボヌクレオチド(各々0.4
μg)をアニールしT4 DNAリガーゼの存在下結
合させる。結合反応により、任意の順で結合し、5′お
よび3′リンカ−フラグメントがそれぞれ、先行、後行
する平均約20反復のデカペプチド指示フラグメントを
有する様々な長さのdsDNAファミリーが得られる。10 oligodeoxyribonucleotides (1.6 μg each) representing the decapeptide and 4 linker fragment oligodeoxyribonucleotides (0.4 μg each)
μg) and ligated in the presence of T4 DNA ligase. The ligation reaction results in a family of dsDNAs of varying lengths with an average of about 20 repeats of the decapeptide-indicating fragments ligated in any order and preceded and followed by 5' and 3' linker fragments, respectively.
このように製造された合成dsDNAは、5′リンカ−
が暗号を指示するSer−Phe−Met−Met配列
が直接先行し、次いで3′リンカ−において2つの停止
コドン(TGA、TAA)に先行する。GCGAAA配
列が暗号を指示するジペプチドAla−Lys−が後に
続(一連の反復デカペプチドに暗号を指示する。結合反
応で得られる合成dsDNAを上記マニエティスらの方
法に従って6%のポリアクリルアミドゲル上で処理する
。大きさが20のデカペプチド指示配列に相当するバン
ドをゲルから切り取り、dsDNAを電気抽出する。The synthetic dsDNA thus produced has a 5' linker.
Directly precedes the sequence Ser-Phe-Met-Met, which indicates the code, and is then preceded by two stop codons (TGA, TAA) at the 3' linker. It is followed by a dipeptide Ala-Lys- in which the GCGAAA sequence directs the code (instructing a series of repeating decapeptides). The synthetic dsDNA obtained in the ligation reaction was processed on a 6% polyacrylamide gel according to the method of Manietis et al. The band corresponding to the decapeptide indicator sequence of size 20 is excised from the gel and the dsDNA is electroextracted.
その後、合成dsDNA配列をプラスミl’pGX25
09の単一−H1ndI11部位に挿入する。図2につ
いて言うと、このプラスミ]′は、−埃、 a!!Iy
19i−j工g些ハ煩朋戸から誘導されるα−アミラー
ゼのための調節領域と構造遺伝子を有している。プラス
ミド(GX7027)を含む一旦−,s!btijis
菌株は、認承番号A T CC39854として、メリ
ーラン]州、ロックビルのアメリカ基イV培養コレクシ
ョンに預けられた。このプラスミド(1μg)をIjj
rHd−Tllで処理して分割させる。」↓−穐d m
−消化プラスミドは、約50.17g/m7!の総D
N A 771度でdsDNAと結合させる。The synthetic dsDNA sequence was then added to the plasmid l'pGX25.
Insert into the single-H1ndI11 site of 09. Regarding Figure 2, this plasmid]' is -dust, a! ! Iy
It has the regulatory region and structural gene for α-amylase derived from the 19i-j engineering plant. Once containing the plasmid (GX7027)-,s! btijis
The strain was deposited with the American Baseball Culture Collection, Rockville, Maryland, under accession number ATCC39854. This plasmid (1 μg) was
Treat with rHd-Tll to split. ”↓−Aki d m
- The digested plasmid is approximately 50.17 g/m7! Total D
Combine with dsDNA at NA 771 degrees.
結合混合液は、S、チヤツプおよびS、N、コーヘンの
方法(M−o−1ee、 G、、e叶−G 、g邦t、
168:III〜115(1979) )を使って、
オハイオ州、二10ンブスの桿菌遺伝子株センターから
の川、Σujti!is菌株l553を形質変換させる
ために使用する。形質変換体は、α−アミラーゼの製造
失敗と所望の大きさの川in(、−Tel挿入体の存在
について検査を行う。挿入体の定位は、−B、amHI
による消化とゲル電気泳動による小さいフラグメントの
大きさの測定によって決定される。20反復のデカペプ
チドに指示する600塩基対フラグメントに対しζ、フ
ラグメントを適当な定位に挿入した場合は、小さなりa
mHIフラグメントは約1500塩基になり、フラグメ
ントをその反対の定位に挿入した場合は約900塩基対
になる。The binding mixture was prepared by the method of S. Chap and S. N. Cohen (M-o-1ee, G, e-G, g-B,
168:III-115 (1979)).
River, Σujti! from the Bacillus Genetic Strain Center, 210 MB, Ohio! used to transform is strain 1553. Transformants are examined for failure to produce α-amylase and the presence of a -Tel insert of the desired size.
determined by digestion and measurement of the size of small fragments by gel electrophoresis. For a 600 base pair fragment directed to a 20-repeat decapeptide, ζ, if the fragment is inserted in the appropriate orientation, a small a
The mHI fragment will be approximately 1500 bases, or approximately 900 base pairs if the fragment is inserted in its opposite orientation.
適当な定位で20反復デカペプチドに指示を与える単一
挿入体を含む形質変換体を、カナマイシンの存在下(1
0μg/m#)、以下の培養液体培養ニトリブト7 (
33g/ n+4り 、酵母抽出液(20g#)、Na
C71(7,4g/l) 、3 M Na0H(12t
al/1) 、NazllPOn(8g#) 、KHt
PO4(4g/l)、カサミノ酸(20g/jり、グア
1/:]−ス(10g/l’)およびMnC1t(0,
06mM>で培養する。20反復デカペプチド融合タン
パク質の生産と分泌を免疫学的に調べる。この融合タン
パク質を従来のタンパク質回収法で回収し、臭化ジンア
ンで処理してα−アミラーゼフラグメントがらの生物接
着剤前駆体タンパク質とリンカ−誘導ペプチドを分割す
る。その後、この生物接着剤前駆体タンパク質を従来法
で単離する。Transformants containing a single insert directing a 20-repeat decapeptide in the appropriate orientation were incubated in the presence of kanamycin (1
0 μg/m#), following culture liquid culture Nitribut 7 (
33g/n+4ri, yeast extract (20g#), Na
C71 (7.4 g/l), 3 M NaOH (12 t
al/1), NazllPOn(8g#), KHt
PO4 (4 g/l), casamino acids (20 g/l, guar1/:]-su (10 g/l') and MnClt (0,
06mM>. The production and secretion of the 20-repeat decapeptide fusion protein will be investigated immunologically. The fusion protein is recovered using conventional protein recovery methods and treated with amylbromide to cleave the bioadhesive precursor protein and linker-derived peptide from the α-amylase fragment. The bioadhesive precursor protein is then isolated using conventional methods.
実施例■
−B、 5ubj、1l−isにおけるα−アミラーゼ
シグナルペプチドに直接融合したNHz−(^Ia−1
.ys−Pro−3er−Tyr−Pro−Pro−T
hr−Tyr−Lys−) zo−COOIIの製造実
施例Hの方法に従って製造した20−デカペプチド解読
配列を含むプラスミドを一、%−1で消化し、一部は一
β]!1目で消化する。dsDNA挿入体を含むXba
l二BaaHIフラグメン) P−Lバイオケミカルズ
ディプ、ファーマシア (P−LBiochemica
lSDIv、、PharmarAalInc、 )から
のファージヘクターM13mp18中に分枝形成させる
。シラーとスミスのオリゴヌクレオチl′支配生体内突
然変異誘発のための方法 (Nucle4c −入信4
秤−B汚S、、 −1叶: 64B7〜6500 (1
9B2) )を使って、α−アミラーゼシグナル配列の
末端とデカペプチド指示配列の頭の間の完全なりNA配
列を除去する。この方法で使用する正確なオリゴデオキ
シリボヌクレオチド”は、5つの二本鎖オリボデ第キシ
リボヌクレオヂドのうちのどれがdsDNA挿入体の配
列で最初に発生するかによる。例えば、実施例Iに挙げ
た最初のデカペプチド指示オリゴデオキシリボヌクレオ
チドが最初に発生するならば、下記のオリゴデオキシリ
ボヌクレオチドを使用することができる。Example ■ -B, 5ubj, 1l-is NHz-(^Ia-1
.. ys-Pro-3er-Tyr-Pro-Pro-T
hr-Tyr-Lys-) Production of zo-COOII A plasmid containing the 20-decapeptide coding sequence prepared according to the method of Example H was digested with 1.%-1, and a portion was digested with 1β]! Digest it at first sight. Xba containing dsDNA insert
P-L Biochemicals Dip, Pharmacia (P-L Biochemica)
1SDIv, PharmaAal Inc.) into phage Hector M13mp18. Schiller and Smith's method for oligonucleotide l'-governed in vivo mutagenesis (Nucle4c - Induction 4
Scale-B stain S,, -1 leaf: 64B7~6500 (1
9B2)) to remove the entire NA sequence between the end of the α-amylase signal sequence and the beginning of the decapeptide indicator sequence. The exact oligodeoxyribonucleotides used in this method depend on which of the five double-stranded oligodeoxyribonucleotides occurs first in the sequence of the dsDNA insert. The oligodeoxyribonucleotides described below can be used if the first decapeptide-indicating oligodeoxyribonucleotide occurs first.
3’ GTTTTTTGTAGTCG GCGCTT
TGGTTCAAT2〇−反復デカペプチド配列がα−
アミラーゼシグナル配列に直接融合している欠失突然変
異体を単離した後、REI DNAを上記のシラとス
ミスが述べたように単離する。RvuTI −Ba!!
HIフラグメン1を、PvuIIとBamHIで消化さ
れたpGX2509に結合させ、α−アミラーゼシグナ
ル配列に直接融合した2〇−反復デカペプチドに暗号を
指示する回送プラスミドを製造する。このプラスミドは
、下記のS、チヤツプとS、N。3' GTTTTTTTGTAGTCG GCGCTT
TGGTTCAAT2〇-repeat decapeptide sequence is α-
After isolating the deletion mutant directly fused to the amylase signal sequence, REI DNA is isolated as described by Shira and Smith, supra. RvuTI-Ba! !
HI fragment 1 is ligated to pGX2509 digested with PvuII and BamHI to produce a shipping plasmid that codes for a 20-repeat decapeptide fused directly to the α-amylase signal sequence. This plasmid has the following S, Chap and S, N.
ニーヘンの方法によりB、 5ubtilis菌株l5
53を形質変換するために使用する。この形質変換体が
、シグナルペプチドの付随的分割を伴って、lpi養基
中に指示されたポリペブチl′を分泌するならば、所望
の生物接着剤前駆体タンパク質を、N−末端から細菌タ
ンパク質配列を除去するために化学的ま人は酵素による
分割を必要とすることなく、培養基から回収することが
できる。B. 5ubtilis strain 15 by Niehen's method
53 is used for transformation. If this transformant secretes the directed polypeptide l' into the lpi substrate, with concomitant cleavage of the signal peptide, the desired bioadhesive precursor protein is transferred from the N-terminus to the bacterial protein sequence. Chemical compounds can be recovered from the culture medium without the need for enzymatic resolution to remove them.
実施例■
S、 cerey−isiaeにおけるNI+2−(^
Ia−1.ys−Pro−3er−Tyr−r’ro−
Pro−Thr−Tyr−Lys) go−COOHの
製造Σ、 ceヒyisiaeでの発現のために、下記
の二本鎖オリゴデオキシリボヌクレオチド配列を生物接
着剤前駆体タンパク質に暗号を指示するdsl’)NA
挿入体の調整に使用する。Example ■ S, NI+2-(^
Ia-1. ys-Pro-3er-Tyr-r'ro-
Pro-Thr-Tyr-Lys) production of go-COOH Σ, dsl') NA encoding the double-stranded oligodeoxyribonucleotide sequence described below into the bioadhesive precursor protein for expression in C. ceae
Used for adjusting the insert.
GCTAAGCCATCTTACCCACCAACCT
AC^八GGGTAGAATGGGTGGTTGGAT
GTTCCへATTC自動DNA合成機を使って以下に
挙げるオリゴデオキシリボヌクレオチドを合成する。GCTAAGCCATCTTTACCCACCAACCT
AC^8GGGTAGAATGGGTGGTTGGAT
Synthesize the oligodeoxyribonucleotides listed below using an ATTC automatic DNA synthesizer to GTTCC.
G
A 5’GCT AAG CCA TCT TACC
CA CCA ACCTACAAGB 5’CTT
AGCCTT GTA GGT TGG TGG GT
A AGA TGGC5’ GAA TTCGTCGA
CATGD 5 ’ C1’T AGCCAT
GTCGACGAA TTCE 5 ’ GC
T AAG TAA GCT TGG ATCCF
5 ’ GGA TCCAAG CTT Aオリゴデオ
キシリボヌクレオチド、A、B、DおよびEは、ポリヌ
クレオチドキナーゼの存在下、三リン酸アデノシンで処
理して5′末端でボスボリル化する。このオリゴデオキ
シリボヌクレオチドを7ニールし、T4 DNAリガ
ーゼの存在下、4A: 4B: IC: iD: IE
: IFの割合で結合して5′リンカ−(CおよびD)
、3′リンカ−(EおよびF)、およびΣ、 cere
vilAeでの発現のための好適なコドンを含む反復デ
カペプチド解読配列(AおよびB)から成るdsDNA
を製造する。5′リンカ−はEcoRIと5ailの分
割部位を有している。3′リンカ−はHindlllと
Ban+Hlの分割部位を有している。結合産物は上記
のマニエティスらの方法に従い6%ポリアクリルアミド
ゲル上で処理される。約20反復のデカペプチド解読配
列を有するdsDNAに相当するバンドをゲルから切り
取りdsDNAをゲルから電気抽出する。G A 5'GCT AAG CCA TCT TACC
CA CCA ACCTACAAGB 5'CTT
AGCCTT GTA GGT TGG TGG GT
A AGA TGGC5' GAA TTCGTCGA
CATGD 5'C1'T AGCCAT
GTCGACGAA TTCE 5' GC
T AAG TAA GCT TGG ATCCF
5' GGA TCCAAG CTT A oligodeoxyribonucleotides, A, B, D and E, are vosborylated at the 5' end by treatment with adenosine triphosphate in the presence of polynucleotide kinase. This oligodeoxyribonucleotide was 7-nealed and in the presence of T4 DNA ligase, 4A: 4B: IC: iD: IE
: 5' linkers (C and D) linked in the proportion of IF
, 3′ linkers (E and F), and Σ, cere
dsDNA consisting of repeated decapeptide coding sequences (A and B) containing suitable codons for expression in vilAe
Manufacture. The 5' linker has an EcoRI and 5ail split site. The 3' linker has a split site for Hindll and Ban+Hl. The conjugated products are run on a 6% polyacrylamide gel according to the method of Manietis et al., supra. A band corresponding to dsDNA having approximately 20 repeats of the decapeptide coding sequence is excised from the gel and the dsDNA is electroextracted from the gel.
単離したdsDNAフラグメントは−3−a−i 1と
」I−↓摂1■で消化され、末端がずれる。このように
製造したdsDNAフラグメントを表3に示すypcx
lに挿入する。YpGX ]は、テトラサイクリン耐
性遺伝子内に新規なΣallと」(ipdlllの制限
部位を有する。このプラスミド(2μg)を−≦ajl
と−H−1nd mで消化して、得られた直線プラスミ
ドをT4 DNAリガーゼの存在下、dsDNA挿入
体と結合させる。再回送されたプラスミドを使ってE、
coli菌株JM]09を形質変換させて、その形質変
換体をアンピシリンを含むL H−寒天平板で別々に培
養してからL B ’ アンピシリンとLB”テトラサ
イクリン平板−トに移す。Ap”Tc’コロニーからの
プラスミドを制限エンドヌクレアーゼ消化で分析し、適
当な定位dsDNA挿人体を有人体それらのプラスミド
を固定する。The isolated dsDNA fragment is digested with -3-a-i1 and 'I-↓se1' to shift the ends. The dsDNA fragments produced in this way were ypcx shown in Table 3.
Insert into l. YpGX] has novel restriction sites Σall and ipdll in the tetracycline resistance gene. This plasmid (2 μg) was
and -H-1nd m, and the resulting linear plasmid is ligated with the dsDNA insert in the presence of T4 DNA ligase. E using the redirected plasmid,
E. coli strain JM]09 was transformed and the transformants were cultured separately on L H-agar plates containing ampicillin and then transferred to LB' ampicillin and LB'' tetracycline plates. Ap''Tc' colonies. The plasmids from the human body are analyzed by restriction endonuclease digestion and the appropriate stereotaxic dsDNA inserts are immobilized in human bodies.
Σ、 cerevisiaeホスホリグリセレートキナ
ーゼ(PGK)プロモーターおよび部分的構造遺伝子フ
ラグメントを第4図に示すプラスミドYpGX60から
単層する。YpGX60;1cSallで消化し、PG
Kプロモーターと構造遺伝子の最初の229コドンに相
当する〜2000−塩基対ソラグメントをゲル電気泳動
によって単離する。2゜反復のデカペプチドに暗号を指
示する合成dsDNAソラグメントを挿入したプラスミ
ドYpGX1を五1■で消化する。プラスミドYpGx
60がら単離したPGKフラグメントをT4 DNA
リガーゼの存在下、20デ力ペプチド解読挿入体を含む
直線YpGX1に結合させる。得られたブラスミトヲ使
ってΣ、憇朋畦5iaeYGXCl 8を形質変換させ
る。この形質変換体をYNBD+ )リプトファン平板
で培養してPGK−接着性融合タンパク質を製造するコ
ロニーを同定するために免疫学的に検査する。単離した
形質変換体をYNBn +1−リブi・ファン力く入っ
た2リノ1ルのフラスコに植え付DJ、30°Cで−・
晩la養する。遠心分離で細胞を収穫し、これをフレン
チプレスにン容解する。従来のタンパク質回収法によっ
て融合タンパク質を回収し、臭化ジシアンで処理するが
、この臭化ジンアンは最初のデカペプチ1配列のず<’
nj)のメチオニン残基のカルボキシル側でタンパク
質を分割し、PGKのN−末端フラグメントからの生物
接着剤前駆体タンパク質とリンノ、−誘導ペプチドを分
離する。その後、生物接着剤0;1駆体タンパク質を従
来法によって11する。Σ. The E. cerevisiae phosphoryglycerate kinase (PGK) promoter and partial structural gene fragment are monolayered from the plasmid YpGX60 shown in FIG. YpGX60; digested with 1cSall and PG
A ~2000-base pair solugment corresponding to the K promoter and the first 229 codons of the structural gene is isolated by gel electrophoresis. Plasmid YpGX1, which has inserted a synthetic dsDNA solug that codes for the decapeptide of the 2° repeats, is digested with 51 ml. Plasmid YpGx
The PGK fragment isolated from 60 was converted into T4 DNA.
In the presence of ligase, the 20 DEG peptide is coupled to the linear YpGX1 containing the peptide decoding insert. The obtained plasmid was used to transform Σ and YGXCl 8. The transformants are plated on YNBD+) liptophan plates and immunologically tested to identify colonies that produce the PGK-adhesive fusion protein. The isolated transformant was planted in a 2-Linol flask containing YNBn+1-rib i-fan and incubated at 30°C.
Feed in the evening. Harvest cells by centrifugation and dissolve in a French press. The fusion protein is recovered by conventional protein recovery methods and treated with dicyanbromide, which is used to remove the initial decapeptid 1 sequence.
The protein is cleaved on the carboxyl side of the methionine residue of nj) to separate the bioadhesive precursor protein from the N-terminal fragment of PGK and the linno,-derived peptide. The bioadhesive 0;1 precursor protein is then 11 bound by conventional methods.
第1図は、i・リプトファンオベロンのtrp r(お
よびtrp、、−A領域を含む貝、 coliプラスミ
l’ p GX22]3の配列図である。
第2図は、α−アミラーゼ遺伝r−を含む !3゜;t
4bjijjsプラスミt” l) G X 2509
の配列図である。
第3図は、3. CerevisiaeプラスミI’
Y p G Xlの配列図である。
第4図は、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子の一部を
含む)、扇「旦壮1憇プラスミドYpGXlの配列図で
ある。Figure 1 is a sequence diagram of the trp r (and trp, -A region-containing shellfish plasmid I'p GX22) of I. liptophan oberon. Figure 2 shows the α-amylase gene r- Including !3゜;t
4bjijjs plasmid t"l) G X 2509
FIG. Figure 3 shows 3. Cerevisiae plasmid I'
It is a sequence diagram of Y p G Xl. FIG. 4 is a sequence diagram of the plasmid YpGXl, which contains a portion of the phosphoglycerate kinase gene.
Claims (1)
約40%のリジン残基と約10%〜約40%のチロシン
残基と0%〜約40%のプロリン、リジン、およびチロ
シン以外のアミノ酸残基から成る約100〜約1500
のアミノ酸配列から成る生物接着剤に変換し得るタンパ
ク質。 (2)該タンパク質が600〜900のアミノ酸残基を
有する特許請求の範囲第1項に記載のタンパク質。 (3)特許請求の範囲第1項に記載したようなアミノ酸
組成を各々有している反復デカペプチド単位から成る特
許請求の範囲第1項または第2項に記載のタンパク質。 (4)以下の式で表わされる反復デカペプチド単位から
成る特許請求の範囲第1項または第2項に記載のタンパ
ク質。 −Ala−Lys−Pro−Ser−Tyr−Pro−
Pro−Thr−Tyr−Lys−(5)約20%〜約
40%のプロリン残基と約10%〜約40%リジン残基
と約10%〜約40%のチロシン残基と0%〜約40%
のプロリン、リジン、およびチロシン以外のアミノ酸残
基から成る約100〜約1500のアミノ酸配列から成
るタンパク質に暗号を指示する二本鎖DNA配列。 (6)暗号を与えられたタンパク質が600〜900の
アミノ酸残基を有する特許請求の範囲第5項に記載の二
本鎖DNA配列。 (7)特許請求の範囲第1項に記載したようなアミノ酸
組成を各々が有する反復デカペプチド単位に暗号を与え
る特許請求の範囲第5項、または第6項に記載の二本鎖
DNA配列。 (8)該二本鎖DNAの解読鎖が、該解読鎖が以下の式
を有する単位から各々別個に選択される反復単位から成
る特許請求の範囲第5項または第6項に記載の二本鎖D
NA配列。 GCN AAR CCN(AGY or TCN)TA
Y CCN CCN ACN TAY AAR式中、G
、A、TおよびCは各々、塩基のグアニン、アデニン、
チミン、およびシトシンを含むデオキシリボヌクレオチ
ドを表わし、Yはシトシンあるいはチミンを含むデオキ
シリボヌクレオチドを表わし、Nは、G、A、Tまたは
Cを表わす。 (9)特許請求の範囲第1項のタンパク質に融合した微
生物タンパク質のN末端部分から成る融合タンパク質。 (10)該微生物タンパク質がE.coli(大腸菌)
タンパク質である特許請求の範囲第9項に記載の融合タ
ンパク質。 (11)該微生物タンパク質がE.coliトリプトフ
ァンシンテターゼである特許請求の範囲第10項に記載
の融合タンパク質。 (12)該微生物タンパク質が桿菌タンパク質である特
許請求の範囲第9項の融合タンパク質。 (13)該微生物タンパク質が¥B¥.¥amylol
iquefaciens¥α−アミラーゼである特許請
求の範囲第12項に記載の融合タンパク質。 (14)該微生物タンパク質が¥S¥.¥cerevi
siae¥タンパク質である特許請求の範囲第9項に記
載の融合タンパク質。 (15)該微生物タンパク質が¥S¥.¥cerevi
siae¥ホスホグリセレートキナーゼである特許請求
の範囲第14項に記載の融合タンパク質。 (16)微生物タンパク質が、桿菌宿主の細胞膜を通っ
て融合タンパク質を分泌させることのできるシグナルペ
プチドを含有する特許請求の範囲第9項に記載の融合タ
ンパク質。 (17)特許請求の範囲第1項のタンパク質のアミノ酸
配列内に現われないアミノ酸の酵素によりまたは化学的
に分割できるリンカー配列を通して、微生物タンパク質
フラグメントを特許請求の範囲第1項のタンパク質に融
合させる特許請求の範囲第9項に記載の融合タンパク質
。 (18)該分割できる連鎖配列がメチオニン残基である
特許請求の範囲第17項に記載の融合タンパク質。 (19)転写プロモーター、リボゾームの結合点、およ
び、約20%〜約40%のプロリン残基と約10%〜約
40%のリジン残基と約10%〜約40%のチロシン残
基と0%〜約40%のプロリン、リジンおよびチロシン
以外のアミノ酸残基から成る約100〜1500のアミ
ノ酸配列から成る生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を
与える二本鎖DNA配列に結合した翻訳開始シグナルと
を含むプラスミドから成る複製可能な発現ベクトル。 (20)さらに、生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を
与える配列の5′未満についた二本鎖DNA配列から成
り、該二本鎖DNA配列は微生物タンパクのN−末端部
分に暗号を与えるものとする特許請求の範囲第19項に
記載の複製可能な発現ベクトル。 (21)微生物タンパク質のN−末端部分に暗号を与え
る配列が、アミノ酸の酵素によりまたは化学的に分割で
きるリンカー配列に暗号を与える二本鎖DNA配列を通
して生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える配列に
結合する特許請求の範囲第20項に記載の複製可能な発
現ベクトル。 (22)分割できるリンカーに暗号を与える配列がAT
Gである特許請求の範囲第21項に記載の複製可能な発
現ベクトル。 (23)暗号を受けた生物接着剤前駆体タンパク質が6
00〜900のアミノ酸残基を含有する特許請求の範囲
第19項、第20項、第21項、または第22項に記載
の複製可能な発現ベクトル。 (24)生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える二
本鎖DNA配列が、特許請求の範囲第1項に記載したよ
うなアミノ酸組成を各々が有する反復デカペプチド単位
から成る特許請求の範囲第19項、第20項、第21項
または第22項に記載の複製可能な発現ベクトル。 (25)生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える二
本鎖DNA配列が、以下の式の解読鎖を各々別個に有す
る反復単位から成る特許請求の範囲第19項、第20項
、第21項または第22項に記載の複製可能な発現ベク
トル: 【遺伝子配列があります】 式中、G、A、T、およびCは各々、塩基のグアニン、
アデニン、チミンおよびシトシンを含有するデオキシリ
ボヌクレオチドを表わし、Yはシトシンまたはチミンを
含有するデオキシリボヌクレオチドを表わし、NはG、
A、T、またはCを表わす。 (26)(a)約20%〜約40%のプロリン残基と約
10%〜約40%のリジン残基と約10%〜約40%の
チロシン残基と0%〜約40%のプロリン、リジン、お
よびチロシン以外のアミノ酸残基から成る約100〜1
500のアミノ酸残基の生物接着剤前駆体タンパク質に
暗号を与える二本鎖DNAセグメントを化学的に合成す
ることと、(b)化学的に合成した二本鎖DNAセグメ
ントを、それが転写プロモーター、リボゾーム結合点お
よび翻訳開始シグナルに有効に結合する複製可能な発現
ベクトルに挿入することと; (c)化学的に合成された二本鎖DNA挿入物を含む複
製可能な発現ベクトルで宿主微生物の形質変換を行うこ
とと; (d)形質転換体微生物中に生物接着剤前駆体タンパク
質を発現させること、 から成る生物接着剤の製造方法。 (27)化学的に合成した二本鎖DNAが暗号を与える
タンパク質が600〜900のアミノ酸残基を含有する
特許請求の範囲第26項に記載の方法。 (28)化学的に合成した二本鎖DNAセグメントが、
生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える配列の5′
末端に接着した二本鎖DNA配列をさらに含み、該二本
鎖DNA配列が微生物タンパク質のN−末端部分に暗号
を与えるものとする特許請求の範囲第26項に記載の方
法。 (29)微生物タンパク質のN−末端部分に暗号を与え
る配列が、アミノ酸の酵素によりまたは化学的に分割で
きるリンカー配列に暗号を与える二本鎖DNA配列を通
して、生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える配列
に結合する特許請求の範囲第28項に記載の方法。 (30)分割できるリンカーに暗号を与える配列がAT
Gである特許請求の範囲第29項に記載の方法。 (31)微生物タンパク質のN−末端部分に暗号を与え
る二本鎖DNAは、桿菌宿主の細胞膜を通して発現タン
パク質を分泌させることのできるシグナルペプチドに暗
号を与える配列を含む特許請求の範囲第28項に記載の
方法。 (32)宿主微生物が、¥E¥.¥coli¥(大腸菌
)、¥B¥.¥subtilis¥(枯草菌)および¥
S¥.¥cerevisiae¥から選択される特許請
求の範囲第26項に記載の方法。 (33)二本鎖DNAセグメントが、特許請求の範囲第
1項に記載されているようなアミノ酸組成を各々有する
反復デカペプチドから成る生物接着剤前駆体タンパク質
に暗号を与えるものである特許請求の範囲第26項に記
載の方法。 (34)生物接着剤前駆体タンパク質に暗号を与える二
本鎖DNAセグメントが、次式のような解読鎖を各々別
個に有する反復単位から成る特許請求の範囲第26項に
記載の方法: 【遺伝子配列があります】 式中、G、A、T、およびCは各々、塩基のアデニン、
チミン、およびシトシンを含有するデオキシリボヌクレ
オチドを表わし、Yはシトシンまたはチミンを含有する
デオキシリボヌクレオチドを表わし、NはG、A、T、
またはCを表わす。[Scope of Claims] (1) About 20% to about 40% proline residues and about 10% to about 40% proline residues
about 100 to about 1500 amino acid residues consisting of about 40% lysine residues, about 10% to about 40% tyrosine residues, and 0% to about 40% amino acid residues other than proline, lysine, and tyrosine
A protein that can be converted into a bioadhesive consisting of an amino acid sequence of (2) The protein according to claim 1, wherein the protein has 600 to 900 amino acid residues. (3) A protein according to claim 1 or 2 consisting of repeating decapeptide units each having an amino acid composition as described in claim 1. (4) The protein according to claim 1 or 2, which consists of repeating decapeptide units represented by the following formula. -Ala-Lys-Pro-Ser-Tyr-Pro-
Pro-Thr-Tyr-Lys-(5) about 20% to about 40% proline residues, about 10% to about 40% lysine residues, about 10% to about 40% tyrosine residues, and 0% to about 40%
A double-stranded DNA sequence that codes for a protein consisting of about 100 to about 1500 amino acid sequences consisting of amino acid residues other than proline, lysine, and tyrosine. (6) The double-stranded DNA sequence according to claim 5, wherein the coded protein has 600 to 900 amino acid residues. (7) A double-stranded DNA sequence according to claim 5 or 6 which gives a code to repeating decapeptide units each having an amino acid composition as described in claim 1. (8) The two strands according to claim 5 or 6, wherein the deciphering strand of the double-stranded DNA consists of repeating units each independently selected from units having the following formula: Chain D
NA sequence. GCN AAR CCN (AGY or TCN)TA
Y CCN CCN ACN TAY During the AAR ceremony, G
, A, T and C are the bases guanine, adenine,
It represents a deoxyribonucleotide containing thymine and cytosine, Y represents a deoxyribonucleotide containing cytosine or thymine, and N represents G, A, T or C. (9) A fusion protein consisting of the N-terminal portion of a microbial protein fused to the protein of claim 1. (10) The microbial protein is E. coli (Escherichia coli)
The fusion protein according to claim 9, which is a protein. (11) The microbial protein is E. 11. The fusion protein of claim 10, which is E. coli tryptophan synthetase. (12) The fusion protein according to claim 9, wherein the microbial protein is a bacillus protein. (13) The microbial protein is ¥B¥. ¥amylol
13. The fusion protein according to claim 12, which is C. iquefaciens\α-amylase. (14) The microbial protein is ¥S¥. ¥cerevi
The fusion protein according to claim 9, which is a siae\ protein. (15) The microbial protein is ¥S¥. ¥cerevi
15. The fusion protein according to claim 14, which is siae\phosphoglycerate kinase. (16) The fusion protein according to claim 9, wherein the microbial protein contains a signal peptide capable of secreting the fusion protein through the cell membrane of the bacillus host. (17) A patent for fusing a microbial protein fragment to the protein of claim 1 through an enzymatically or chemically cleavable linker sequence of an amino acid that does not occur within the amino acid sequence of the protein of claim 1. The fusion protein according to claim 9. (18) The fusion protein according to claim 17, wherein the cleavable chain sequence is a methionine residue. (19) Transcription promoter, ribosome attachment point, and about 20% to about 40% proline residues, about 10% to about 40% lysine residues, about 10% to about 40% tyrosine residues, and 0 % to about 40% of amino acid residues other than proline, lysine and tyrosine, and a translation initiation signal attached to a double-stranded DNA sequence that codes for the bioadhesive precursor protein, which consists of a sequence of about 100 to 1500 amino acids consisting of amino acid residues other than proline, lysine and tyrosine. A replicable expression vector consisting of a plasmid containing (20) Furthermore, it consists of a double-stranded DNA sequence located less than 5' of the sequence that provides the code for the bioadhesive precursor protein, and that the double-stranded DNA sequence provides the code for the N-terminal portion of the microbial protein. A replicable expression vector according to claim 19. (21) A sequence in which the sequence encoding the N-terminal portion of the microbial protein encodes the bioadhesive precursor protein through a double-stranded DNA sequence encoding a linker sequence that can be enzymatically or chemically cleaved of amino acids. 21. A replicable expression vector according to claim 20. (22) The sequence that gives the code to the splittable linker is AT
22. The replicable expression vector of claim 21, which is G. (23) The coded bioadhesive precursor protein is 6
23. A replicable expression vector according to claim 19, 20, 21, or 22 containing amino acid residues from 00 to 900. (24) Claim 19, wherein the double-stranded DNA sequence giving the code to the bioadhesive precursor protein consists of repeating decapeptide units, each having an amino acid composition as set forth in Claim 1. 23. A replicable expression vector according to paragraphs 20, 21 or 22. (25) Claims 19, 20, and 21 in which the double-stranded DNA sequence that provides the code to the bioadhesive precursor protein consists of repeating units each having a separate decoding strand of the following formula: or the replicable expression vector described in Section 22: [There is a gene sequence] where G, A, T, and C are each the base guanine;
represents a deoxyribonucleotide containing adenine, thymine and cytosine, Y represents a deoxyribonucleotide containing cytosine or thymine, N is G,
Represents A, T, or C. (26) (a) About 20% to about 40% proline residues, about 10% to about 40% lysine residues, about 10% to about 40% tyrosine residues, and 0% to about 40% proline Approximately 100 to 1 amino acid residues other than lysine, lysine, and tyrosine
(b) chemically synthesizing a double-stranded DNA segment that codes for a 500 amino acid residue bioadhesive precursor protein; (c) inserting the chemically synthesized double-stranded DNA insert into a replicable expression vector that operatively binds to ribosome attachment points and translation initiation signals; A method for producing a bioadhesive comprising: (d) expressing a bioadhesive precursor protein in a transformed microorganism. (27) The method according to claim 26, wherein the protein encoded by the chemically synthesized double-stranded DNA contains 600 to 900 amino acid residues. (28) A chemically synthesized double-stranded DNA segment
5′ of the sequence that codes for the bioadhesive precursor protein.
27. The method of claim 26, further comprising a double-stranded DNA sequence attached to the terminus, said double-stranded DNA sequence encoding the N-terminal portion of the microbial protein. (29) The sequence encoding the N-terminal portion of the microbial protein encodes the bioadhesive precursor protein through a double-stranded DNA sequence encoding a linker sequence that can be enzymatically or chemically cleaved of amino acids. 29. The method of claim 28, wherein the method binds to an array. (30) The sequence that gives the code to the splittable linker is AT
30. The method according to claim 29, wherein G. (31) The double-stranded DNA that provides a code for the N-terminal portion of the microbial protein includes a sequence that provides a code for a signal peptide capable of secreting the expressed protein through the cell membrane of the bacillus host. Method described. (32) The host microorganism is ¥E¥. ¥coli¥ (Escherichia coli), ¥B¥. ¥ subtilis¥ (Bacillus subtilis) and ¥
S¥. 27. The method of claim 26, wherein the method is selected from \cerevisiae\. (33) The double-stranded DNA segment codes for a bioadhesive precursor protein consisting of repeating decapeptides, each having an amino acid composition as set forth in claim 1. The method according to scope item 26. (34) The method according to claim 26, wherein the double-stranded DNA segment that provides the code for the bioadhesive precursor protein comprises repeating units each having a separate decoding strand of the following formula: [gene There is a sequence] In the formula, G, A, T, and C are the bases adenine,
represents a deoxyribonucleotide containing thymine and cytosine, Y represents a deoxyribonucleotide containing cytosine or thymine, and N represents G, A, T,
Or represents C.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1985
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Also Published As
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