JPS6219087A - 新規なヒト甲状腺刺激ホルモンのβサブユニツトのDNA配列 - Google Patents

新規なヒト甲状腺刺激ホルモンのβサブユニツトのDNA配列

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JPS6219087A
JPS6219087A JP15867885A JP15867885A JPS6219087A JP S6219087 A JPS6219087 A JP S6219087A JP 15867885 A JP15867885 A JP 15867885A JP 15867885 A JP15867885 A JP 15867885A JP S6219087 A JPS6219087 A JP S6219087A
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    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/59Follicle-stimulating hormone [FSH]; Chorionic gonadotropins, e.g. HCG; Luteinising hormone [LH]; Thyroid-stimulating hormone [TSH]

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規なヒト甲状腺刺激ホルモンのβ型サブユニ
ット(以下、hTSHβという)をコードする配列を有
するDNA配列に関する。特に、N(5’)末端に20
個のアミノ酸からなるシグナルペプチドをコードするD
NANA配列3’)末端に6個の疎水性アミノ酸をコー
ドするDNA配列約460の塩基体(以下、bpという
)のイントロンおよび112個hTsHβをコードする
r)NA配列を少なくとも含有する新規なりNA配列に
関する。
〔従来の技術〕
ヒト甲状腺刺激ホルモン(以下、hTSHという)は、
下垂体の前葉細胞から分泌される糖蛋白ホルモンであり
、甲状腺からの甲状腺ホルモンの生産と分泌を刺激する
ことによって、視床下部−下垂体−甲状腺軸の調節に重
要な生理学的役割を果たしている。ところで、従来、視
床下部−脳下垂体−甲状腺をつなぐ中枢の異状の診断に
は牛TSHを使用されたこともあるが、アナフィラキシ
−ショックが生起するため、その使用は中断されている
。しかして、ヒト由来のTSHにおいては、アナフィラ
キシ−ショックがないので、前記診断に有効に使用でき
る。また、甲状腺機能検査にTSHラジオイムノアッセ
イが多く用いられているが、この際もヒト由来TSHが
必要とされている。
しかし、現時点においては、hTSHは脳下垂体前葉に
存在することが分ってはいるが、それはごく微量にしか
存在せず、診断等の目的に使用するほど多量に入手する
ことは不可能と言ってもよい。
一方、h T S Hは、2つの非共有的に結合したサ
ブユニット(αとβ)からなり、黄体形成ホルモン(L
H) 、絨毛膜性腺刺激ホルモンCCG’)、及び卵胞
刺激ホルモン(FSH)のような糖蛋白質ホルモンのグ
ループに属する。これらのホルモンは、同じα型サブユ
ニットをもち、これは単一の遺伝子によってコードされ
ている。そして、β型サブユニット部分の相違によって
、それぞれのホルモンの機能が分れてくる。過剰なα型
サブユニットは、(β型サブユニットと関係なく)、正
常な下垂体および正常胎盤に遊離型で存在しており、こ
のことはα型とβ型サブユニットは無関係に合成されて
おり、特異的なβ型サブユニットの合成は、これらホル
モンの生産における律速過程となりうろことを示唆して
いる。α型サブユニットのcDNAと遺伝子がクローン
化され、ヒト・マウス・ウシ・ラット等のc r)NA
のヌクレオチド配列が決定された。しかし、β型サブユ
ニットに関しては、ヒトCG、ヒトLH及びラットL 
Hの遺伝子についての報告はあるが、hTSHβの遺伝
子は未だ詳しく解明されておらず、従って対応するh 
T S IIsの正確なアミノ酸配列も決定されてはい
ない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、絹換えDNA技術を用いる、hTS■1βの
ポリペプチドをコードする遺伝子を提供することを目的
とする。
c問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、上記目的を達成するために、当該遺伝子
のクローニングを行い、そのDNA配列およびアミノ酸
配列を決定することにより、従来のhTSHβについて
知られていたアミノ酸配列と2個異なった新規なポリペ
プチドをコードするDNA配列を見出して本発明を完成
した。
本発明は、112個のアミノ酸からなる成熟ヒトT S
 Hのβ型サブユニット(hTsHβ)をコードする新
規DNA配列に関する。更に好ましくは、本発明のDN
A配列は、少なくともN末端に20個アミノ酸からなる
シグナル配列のペプチドをコードするDNA配列及び/
又はCOOH(3’)末端に6個の疎水性アミノ酸配列
をコードするDNA配列を含有する新規なりNA配列か
らなる。
即ち、本発明は、下記で表わされるhTSHβのポリペ
プチドをコードする配列を有することを特徴とするDN
A配列 Phe Cys rle Pro Thr Glu T
yr Thr Met 1lis 1ieGlu Ar
g Arg Glu Cys^Ia Tyr Cys 
1.eu Thr I!e^sn Thr Thr I
Is Cys Ala Gly Tyr Cys Me
t Thr八rへ  Asp  Ile  Asn  
Gly  Lys  Leu  Phe  Leu  
Pro  LysTyr Ala  Lea  Ser
 Gln  Asp Val  Cys Thr Ty
r ArgAsp Phe  lie Tyr Arg
 Thr Val  Glu  Tle Pro Gl
yCys Pro Leu His Val^la P
ro Tyr Phe Ser TyrProValA
laLeuSerCysLysCysGlyl、ysC
ys八sn へThr  Asp  Tyr  Ser
  Asp  Cys  Ile  His  Glu
  Aha+1e 1.ys Thr Asn Tyr
 Cys Thr Lys Pro Gln LysS
er  Tyr に関するものであり、好ましくは塩基配列としては下記
が例示される。
TTT  TGT  ATT  CCA  ACT  
GAG  TAT  ACA  ATG  CACAT
CGAA AGG AGA GAG TGT GCT 
TAT TGCCTA ACCATCAACACCAC
CATCTGT  GCT  GGA  TAT  T
GT  ATG  AC八へGG  GAT  ATC
AAT  GGC八^A  CTG  TTT  CT
T  CCCAAATAT  GCT  CTG  T
CCCAG  GAT  GTT  TGCACA  
TAT  AG^GACTTC’ATCTACAGG 
 ACT  GTA  GAA  ATA  CCA 
 GG八へGCCCA  CTCCAT  GTT  
GCT  CCCTAT  TTT  TCCTATC
CT  GTT  GCT  TTA  AGCTGT
  AAG  TGT  GGCAAG  TGCAA
T  ACT  r、ACTAT  AGT  GAC
TGCATA  CAT  GAA  GCCATCA
AG  ACA  AACTACTGT  ACCAA
A  CCT  CAG  AAGTCT  TAT 又、DNA配列は、h T S Hβのポリペプチドを
コードとするDNA配列に加えて、C(3’)末端に疎
水性アミノ酸を6個付加されていてもよく、好ましいポ
リペプチドとして 1、eu Val Gly Phe Ser Valが
例示され、好ましい塩基配列として、CTGGTAGG
ATTTTCTGTCが例示される。
さらに又、r)NA配列は、hTSHβのポリペプチド
をコードするDNA配列に加えて、N(5”)末端にシ
グナルペプチドを付加されていてもよく、かかるシグナ
ルペプチドとしては具体的には下記のポリペプチドが例
示される。
Met Thr^Ia Leu Phe Leu Me
t Ser Met 1.euPhe Gly Leu
 Ala Cys Gly Gin Ala Met 
Ser好ましい具体例としては、塩基配列が、^TG 
ACT GCT CTCTTT CTG ATG TC
CATG CTTTTT GGCCTT GCA TG
T GGG CAA GCG ATG TCTである。
従来のhTSHβは、28と29番目のアミノ酸がメチ
オニンとスレオニンからなり、それをコードする塩基配
列は従来未知であった。本発明からなるDNA配列は、
28と29番目のアミノ酸はスレオニンとメチオニンで
あり、それをコードする塩基配列はACAATGである
本発明に係るh T S Hβのr)NA配列は以下の
ように調製される。
原1’u[H胞として、たとえばヒト白血球又はヒト肝
臓細胞を用いる。この細胞からDNAを抽出し、電気泳
動及びサザーン ハイブリダイゼーションによって、目
的とするDNAを検出する。検出されたDNAを、常套
手段にて回収し、適当なベクターに挿入する。この組換
えベクターで適当な宿主を形質転換させる。形質転換体
を適当なマーカーで、スクリーニングし、更にコロニー
ハイブリダイゼーションや、制限酵素処理により、hT
SHβのC遺伝子を含有するベクターをlllする。
これによりhTSHβをコードするDNA配列を調製す
ることができる。このDNA配列を例えばサンガー(S
anger )等の方法〔ブロシーデインダス オプ 
ナショナル アカデミ−オプ サイエンス、イン ニー
、ニス、エイ(Proc、 Natl。
Acad、 Sci、 ll5A)、 74.5463
−5467 (1977))によって決定し、h T 
S Hβの構造遺伝子の存在を確8忍する。
得られたhTSHβをコードする塩基配列を有するDN
A配列は、以下必要により組換えベクターの調製に供せ
られる。ベクターは適当なプロモーターをSD配列の下
流につなぐことも可能である。組換えベクターは、適当
な宿主を常法に従い形質転換することにより、形質転換
体を得ることができる。形質転換体は、各々の宿主に適
応した培地中で培養され、菌体又は培養液中から産生さ
れたhTSHβを回収することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な処理方法を説明する。
なお、本発明者らはhTSHβ遺伝子のヌクレオチド配
列を決定するにあたって、直接ヒト甲状腺刺激ホルモン
(hTSH)に対応するmRNAを採取し、これを逆転
写により遺伝子DNAのヌクレオチド配列を決定する方
法をとることはあえて避けた。これは、hTSHβのm
RNAは脳下垂体前葉でのみ生産されると考えられてお
り、材料が極めて微量で実験に用いるほどのmRNAの
採取は不可能に近いと考えられたからである。本発明者
らは、比較的入手容易なウシTSHβのCI)NAをプ
ローブとして用いて、ヒトDNAから直接hTSHβの
遺伝子をクローン化することを試み、これに成功した。
実施例1 ■使用される酵素 制限酵素、DNAポリメラーゼI、クレノー断片は、宝
酒造から購入した。T4リガーゼは、T。
Tsurimoto  (ツリモト)博士から入手した
■遺伝子DNAのサザーンブロソティングハイプリダイ
ゼーション法(以下、サザーン法)ヒトの白血球DNA
を、タカハシ(Takahashi)ら〔プロシーデイ
ンダス オブ ナショナル アカデミ−オブ サイエン
ス、イン ニー、ニス。
エイ (Proc、 Natl、 Acad、 Sci
、 ll5A) 、82.1931−1935 )に記
載の方法に準じて分離した。このDNAの約10pgを
、EcoRT、py(I Tl 、Hin4TII、及
び他の適当な制限酵素で12〜16時間処理を行うこと
によって消化した。制限酵素は表1に示される各々の酵
素に適応した条件で使用される。
表1 目的とするDNA断片の回収は、消化物をロバート(R
obert)等の電気泳動法〔メソソズ インエンザイ
モロジ−(Methods in enzymolog
y) 68+176−182 (+979) )および
サザーン法〔ジャーナル オブ モレキュラー バイオ
ロジー〇、 Mol。
Biol、) 9j3.503−5]7 (1975)
 〕に、よって行った。
ウシのTSHのβ型サブユニットのCDNAが挿入され
た断片は、アール、モーラ−(R,Maurer)博士
〔ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー 
(J、 Biol、 CheIll、 ) 259.5
024−5027(1984))から入手し、ニック 
(njck)  )ラスレーションによって[α−”p
]dCTPでラヘルされ、比活性1〜5X10@cpm
 /pgDNAを得た。
サザーン法に使用されるフィルターは、前ハイブリダイ
ズされ〔プロシーデインダス オブ ナショナル アカ
デミ−オブ サイエンス、インニー、ニス、エイ(Pr
oc、 Natl、Acad、 Sc、i、USA) 
煕、 1931−1935 (1985)) 、次いで
、ハイブリダイゼーションは、65℃でハイブリダイゼ
ーション液1 ml当たり、6xSSC(1xSSCは
0.15M塩化ナトリウム/15mMクエン酸ナトリウ
ム)10.1%SDS (ソディウム ドデシル サル
フエイト)/1×デンハーツ(Denhard t’ 
s)溶液〔ブロシーデインダス オブ ナショナル ア
カデミ− オブ サイエンス、イン ニー、ニス、エイ
(Proc、、 Natl、 Acad、 Sci、 
US^)、 132.1931−1935(1985)
’l /す)r精子DDNA100P中において処理さ
れた。フィルターは、洗浄され、オートラジオグラフィ
ーによって分析された〔プロシーデインダス オブ ナ
ショナル アカデミーオブ サイエンス、イン ニー、
ニス、エイ (Proc、Natl。
Acad、 Sci、 IIs^L −82,1931
−1935(1985))。
■ヒト遺伝子DNAライブラリー 2種のヒト由来の遺伝子ライブラリーが使用された。第
1のライブラリーは、EcoRIで完全に分解したヒト
肝1tiit伝子DNAをλシャロン28アーム(ンヤ
ロンベクター)〔ティー、ナガヤ(T。
Nagaya)氏とティー、ナカムラ(T、Nakam
ura )氏より入手した〕と結合させることにより調
製される。絹換えクローンの最初の活性値は、8.0×
105であった。このライブラリーは、ヘントンとデー
ビスの方法〔サイエンス(Science) 196゜
180−182 (+977))によって増幅なしにス
クリーニングされた。
第2のライブラリーは、部分的に濃縮されたhTSHβ
遺伝子を用いて、EcoRTで消化されたヒト白血球1
)NAから調製された。DNAの約1200pgの消化
物を、約0.7%アガロースゲル上で電気泳動にかけた
。そして、アガロースの垂直断片について、プローブと
して、ウシTSHβc r)NA〔ジャーナル オブ 
バイオロジカル ケミストリー(J、 Biol、 C
he+n、) 259.5024−5027 (198
4))を使ってサザーン法によるハイブリダイゼーショ
ンにかけた。これによって2.2 kbpと3.2 k
bpの2つのバンドが現われた。相当するサイズのDN
Aが、電気泳動法によって残ったアガロースゲルから溶
出され、CsC1−エチジウムブロマイド密度勾配によ
って精製された。DNAは、各々pRR325のEco
RIサイトに組み込まれ、E、 coli RRIを形
質転換させた。約4X105コロニーが生産され、Ha
nahan (ハナハン)と、Meselson (メ
ーセルソン)の方法で、プローブとしてうシTSHβc
 DNAを使って、スクリーニングした〔ジーン(Ge
ne)↓q。
63−67 (1980))。
■DNA配列の分析 配列の決定は、クローニング ヘクターとして、M13
mplOとmpHについてサンガー(Sanger)等
の方法〔プロシーディンゲス オブ ナショナル アカ
デミ−オブ サイエンス、イン ニー。
ニス、エイ(Proc、、 Natl、 Acad、S
ci、ll5A ) Y4゜5463−5467 (1
977))によった。
■遺伝子DNAのサザーンハイプリダイゼーション法 ウシのT S HβcDNAの320bp断片〔アール
、モーラ−(R,Maurer)博士 、ジャーナルオ
ブ バイオロジカル ケミストリーU、旧01゜Che
m、)  2fi−9,5024−5027(1984
)によって提供〕は、シグナルペプチドの部分(9個の
アミノ酸残基)と成熟TSHβの99個のアミノ酸残基
をコードする。プローブとしてこの断片を用いて、白血
球からのヒト遺伝子r)NAの1lindIIlとPv
u II断片のザザーンハイプリダイゼーションを行っ
たところ第1図のレーン2と3の単一ハンドを与えた。
一方、TUNAの賭oR1断片は第1図のレーンlのよ
うに3.2 kbpと2.2 kbpのハンドを与えた
。相当するサイズの断片はゲルから切り出され、pBI
+325の旦coR1サイト中にクローン化され、pf
lR325ライブラリーを調製した。
■ヒ)TSHβ遺伝子を担持するヒ)DNA断片のクロ
ーニング EcoRI消化ヒト肝臓DNAを担持するλシャロン2
8遺伝子DNAライブラリーとEcoR[消化ヒト白血
球DNAを担持するpBR325D N Aライブラリ
ーがTSHβ遺伝子のクローンをスクリーニングするた
めに使用された。約8.0X105の組換えファージに
ついて、ウシT S [Iβc11NACジャーナル 
オブ バイオロジカル ケミストリU、 Biol、 
Chem、) 259.5024−5027 (198
4))をプローブに使って検査した。そして一つの陽性
クローンを得た。このファージクローンのサザーンハイ
プリダイゼーションは、このクローンが3.2kbpの
組成物を担持することを示した。この3.2kbpの均
遼R1断片は、pBR322のは辺R1サイト中にサブ
クローン化され、pTβE21と命名された。
同じウシのcDNAプローブを使って、2.2kbpE
coRI ItfT片を担持するpBR325ライブラ
リーを約4XI05コロニースクリーニングすることに
より5つの陽性クローンが得られた。これら5つのクロ
ーンすべて、2.2 kbp EcoRI断片を担持す
ることが確認され、一つのクローン(pTβE31)が
次の分析に利用された。
■ヒ) T S Hβ遺伝子のヌクレオチド配列pTβ
F、21とpTβE31の制限酵素地図を作製した。こ
れは第2Hに示した。ヌクレオチドの配列決定は、同図
に示されたストラテジーに従って、全クローン化断片ま
たはその一部分について行われた。ヌクレオチド配列は
第3図に示した。
p”rβE31が担持する2、2kbp+’)NA断片
において、プレプロ(Prepro) T S Hβの
推定される開始メチオニンが検知され、アミノ酸残基と
して+1の数値を与えた。オープンリーディングフレー
ム(アミノ酸配列として翻訳されうるDNA塩基配列)
は、′aから9bの間の領域である(第3図を参照)。
この領域の最初の部分は、シダナルベプチドであり、2
0個のアミノ酸よりなる。
そしてこの部分は、疎水性残基を多く含む。続く+21
から+54のアミノ酸配列ば、ヒl−T S Hβサブ
ユニット蛋白質〔カナディアン ジャーナルオプバイオ
ケミストリー(Can、 J、 Biochem、)5
5、755−760 (1977))の分析によって決
定されたアミノ酸配列と一致した。アミノ酸をコードす
る配列は、GT配列で始まるアミノ酸+54番目以降中
断されている。これは共i[1]のイントロンドナー側
配列に相当する。残基+55から+132のヒトTSH
βアミノ酸配列の残りの部分と一致するヌクレオチド配
列は、pTβE21が担持する3、2kbpDNA断片
中に存在する。これば、共通イントロンアクセプター側
配列ACに続いている。
アミノ酸+132のコドンば、さらに疎水性アミノ酸の
6個のコドンを結合している。そして、終止コドンTA
AT:終わる。これらのデータは、pTβE31とpT
βF、21が担持するヒトDNA断片は、ヒ) T S
 Hβ遺伝子をすべて保有しており、それらはコドン+
54と+55の間に、位置する約0.l6kbpのDN
A領域を伴って一列に配列されうろことを示している。
そして本発明者らは、この領域がイントロンであること
を決定した。
また、小さな響oR1断片が、2.2 kbpと3.2
 kbpDNA断片の間に存在するかもしれない可能性
を除くことはできない。本発明者らの見出したアミノ酸
配列は、アミノ酸+28と+29の位置で既知アミノ酸
配列[カナディアン ジャーナル オブ バイオケミス
トリー(Can、 J、 Riochem、) 55゜
755−760 (1977)]と異なっていた。その
位置でメチオニンとスレオニン残基の代わりに各々スレ
オニンとメチオニン残基であった。
+1の開始メチオニンコドンの決定は次の理由によった
1)メチオニンコドンの5°上流6hpの位置に終止コ
I゛ンT G Aがある。
2)残基+21のフェニルアラニンに先行する3つのメ
チオニンコドンの内、+1のメチオニンは、シグナルペ
プチドに相当するサイズの疎水性アミノ酸配列を伴って
いる。
3)開始メチオニンコドンが確定されている〔プロシー
ディンゲス オブ ナショナル アカデミ−オブ サイ
エンス、イン ニー、ニス、エイ(Proc、 Nat
l、 Acad、 Sci、 USA) 80.2]2
2−2126(1983) )マウスTSHβcDNA
の配列との比較で、最初のメチオニンが開始コドンであ
ることが強く示唆された。
これまで、T S Hβコーディング配列は、マウスと
ウシのc DNAについてのみ分析された。本発明から
なるTSHβ遺伝子は、初めてイントロンの存在を確認
した。
ヒトのTSHβのコーディング領域のヌクレオチド配列
は、マウスとウシのコーディング領域と各々84.7%
および89.9%同一であった。しかしながら、交差ハ
イブリダイゼーション テストによって判断したところ
では、ヒトT S Hβ遺伝子とウシTSHβcDNA
(ジャーナル オブバイオロジ力ル ケミストリー(J
、 Biol、 Chem、)259、5024−50
27 (1984) )の5°非翻訳領域においては明
白な同一性はなかった。ヌクレオチド配列における同一
性の欠除とヒ)TSHβmRNAはたやずくは人手でき
ないということで、ヒトTSHβ遺伝子の5°および3
゛非翻訳領域またはそのプロモーター領域を詳細に決定
できなかった。
同様の理由のために、3°非翻訳領域について現在のと
ころ論しられない。これらの問題は、さらに研究を必要
とする。
ヌクレオチド配列から導かれたヒトT S Hβ前駆体
は、成V!! T S Hβポリペプチドのカルボキシ
ル末端に結合された6個の疎水性アミノ酸の付加があっ
た。カルボキシル末端におけるこのような付加アミノ酸
の存在は、ウシのTSHβc DNA〔ジャーナル オ
ブ バイオロジカル ケミストリー(,1,Riot、
 Chem、)  g59.5024−5027 (1
984))でも報告されている。しかし、その付加数は
、5個のアミノ酸残基であった。この付加は、実験の過
程で生したものとは考えられない。なぜなら、ヒトとウ
ソの付加配列は高い相同関係を示したからである。さら
に、マウスc、 D N Aの研究から、同様の付加ポ
リペプチドが予知された〔プロシーデインゲス オブ 
ナショナル アカデミ−オブ サイエンス、イン ニー
、ニス、エイ(Proc。
Natl、 Acad、 Sci、 USA) 80.
2122−2126 (1983))。
次いで、成熟ヒトTSHβサブユニットは翻訳後切断に
よって生産される。付加ポリペプチドの欠除は、蛋白質
分子の立体構造的変化を導くかもしれない。このことは
、ピアス(Pierce) とバーソン(Parson
)によって示唆された〔アニュアルレビュー オブ バ
イオケミストリー(Annu、 Rev。
Biochem、) 50.465−495 (198
1))。
■ヒトTSHβ遺伝子のコピー数 第1図に示されるように、ヒト遺伝子DNAのハrun
とHjndlTI 断片のサザーンブロソトパターンで
、各々約2.0 kbpと14kbpの単一バンドが検
出された。DNAのRcoRI断片については、2つの
バンドが検出された。これは、短いイントロンは、Ec
oRIサイトを有しているという知見と一致した。これ
らの結果は、ヒトTSHβ遺伝子が単一コピーであるこ
とを強く示唆した。
■他の糖蛋白質ホルモンのβ遺伝子とヒトTSHβ遺伝
子の比較 h T S Hβ遺伝子の一般的特徴は、hCGまたは
hLH〔ネーチ+   (Nature) 286. 
684 687(1980) )、〔ネーチ+ −(N
ature) 30Q、 419−422(19B2)
)、[ネーチ+  (Nature) 307.37−
40(1984)]、〔ジャーナル オブ バイオロジ
カルケミストリー (J、 Biol、 Chem、 
) 258.11492−1i、+99(1983))
のような他の糖蛋白質のβサブユニットの遺伝子の一般
的特徴と類似している。hTSHβ遺伝子のアミノ酸コ
ーディング領域内にイントロンの存在は、hCGβとh
LHβ遺伝子において知られているものと同一である。
他のイントロンとしては、hCGβとhLHβ遺伝子の
両方において、翻訳開始メチオニンコドンの下流部15
bpに位置する〔ネーチャー (Nature) 30
7゜37−40 (1984) )。このイントロンは
h T S Hβ遺伝子には存在しない。このことは、
hTSHβ遺伝子は、進化の過程において他の3つの糖
蛋白質βサブユニツト遺伝子より以前に、共通の先祖の
遺伝子から分化したことを示唆している。アミノ酸配列
は、ある程度保持されており、同一領域はhLHβとh
TSHβ〔第4図(a)〕のエクソン2と3の両方にみ
られる。一方、ヌクレオチド配列は、h L Hβ遺伝
子のエクソン2でのみ同一領域をわずかに保持している
〔第4図(b)〕。この狭いが高度に保持された領域は
、アミノ酸配列とヌクレオチド配列の両方の意味でカー
ギー(CAGY)領域として知られる他の糖蛋白質〔プ
ロシーディンゲス オブ ナショナル アカデミ−オブ
 サイエンス、イン ニー、ニス、エイ (Proc、
 Natl。
Acad、 Sci 、USA) 73.842−84
6 (1976))のβサブユニットに相当する領域と
同一であった。分子分化の観点から、ヌクレオチド配列
における完全一致の領域はアミノ酸配列において同一性
の観察される他の領域のうちCAGY tilt域にま
さに限られるということは興味深い。
このようにしてhTsHβの構造遺伝子が決定されたの
で、これに基づき、公知の手段を用いて+1のトリプレ
ットコドンンから+138までのトリプレットコドンま
でのイントロン部分を含まないDNAを合成的に、又は
もしヒト脳下垂体前葉からある程度の量のmRNAを入
手できれば逆転写の手段で製造し、これを公知の手段で
適宜のベクター、例えば大腸菌プラスミド、ファージ・
ベクター等に挿入して発現ベクターをつくり、大腸菌、
酵母等の適宜の宿主に移入して形質転換体をつくり、そ
の培養により大量のhTSHβを取得することができる
。上記したように+1のメチオニンをコードするトリプ
レットコドンから+20までの20個のトリプレットコ
ドンは、シグナルペプチドをコードする部分であるから
、この部分は分泌に際して切断されるかも知れない。ま
た、hTSHβの分泌に際して切断されうるペプチドを
コードするトリプレットコドンであれば、他のDNA配
列を有する場合であっても本発明の目的を達成しうる。
従って、このシグナルペプチドを有しない+21から下
流に相当するペプチドはhTSHβの活性を有する。一
方、+133から下流の6個の疎水性アミノ酸をコード
するトリプレットコドンは翻訳後に除去されうる部分で
あって、この部分がコードする6個のアミノ酸部分は直
接にはhTSHβの活性に関与しないと考えられている
。従ってこの部分は他の疎水性アミノ酸からなるペプチ
ドをコードするコドンで置きかえられてもよく、+13
2のTATの直後、又は数個の疎水性アミノ酸をコード
するトリプレットコドンを介して終止コドンを有してい
てもhTSHβ活性を発現する蛋白質を発現しうる。
+132から+138までの6個のトリプレットコドン
ンによりコードされるペプタイドはhTSHβの活性に
は直接関与しないものと考えられるが、この部分はhT
SHβに特異的に存在するペプタイドであって、例えば
h T S Hβの検出等に利用されうるという意味か
ら重要な両分である。
上記のようにhTsHβの成熟蛋白質は+21から+1
32までのトリプレットコドンがコードする蛋白質であ
って、上流にシグナルペプチド部分を、下流に疎水性ア
ミノ酸からなるペプチド部分を有している。もちろん、
本発明者らが決定した+21から+132のアミノ酸を
コードするDNA配列を含むDNAならば、本発明暑ら
が決定したDNA配列lソ外のDNA配列であっても、
適当な条件さえ選べばいずれもh T S Hβ活性を
有する蛋白質を発現しうる。
〔効果〕
本発明の完成により、これまで大量に人手することが困
難であったhTSHβが遺伝子組み換えの手法に容易に
大量に入手しうるようになり、視床下部−脳下垂体−甲
状腺を結ぶ中枢に関係する病変についての治療・診断あ
るいは該中枢の生理学的研究のための試薬等としての使
用への道がひらかれるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図 ヒトT S Hβサブユニット遺伝子の染色体
サザーンプロソトハイプリダイゼーション分析: ヒト白血球DNAが肘oRI(レーン1)、坦14(1
)(レーン2)及び1vulT(レーン3)で消化処理
された。0.7%アガロースゲルで電気泳動後、DNA
はニトロセルロースフィルターに移された。次いで、そ
のフィルターをウシT S Hβサブユニットをコード
する320bpcDNA断片の〔α−32p〕ラベル化
物をプローブとしてハイブリダイズした。 11■消化λフアージr)NA中のマーカーDNAの位
置は、図の左に示された。 第2図 hTSHβ遺伝子の2.2 kbpと3.2 
kbpDNA断片を各々担持するpTβE21とpTβ
E31の制限酵素地図と配列ストラテジ一二 使用された制限酵素サイトのみが図示されている。密な
棒状部は、第3図のヌクレオチド配列から導かれるアミ
ノ酸コーディング領域を示す。MetとTerは各々開
始メチオニンコドンと終止コドンを示す。 第3図 hTsHβサブユニット遺伝子のヌクレオチド
配列: 相当するアミノ酸配列も図示し、プレプロTS[Iβの
推定される開始メチオニンは、+1と番号をつけた。*
aから1bと10から”dのヌクレオチド配列は、13
8個のアミノ酸をコードする完全な配列を示す。アミノ
酸の+54と+55の間にはイントロンが介在する。最
初の20個のアミノ酸は、シグナルペプチドであるだろ
う。+21残基のPheから+132残基のTyrのア
ミノ酸配列は、成熟h T S Hβポリペプチドのア
ミノ酸配列決定〔カナディアン ジャーナル オブ バ
イオケミストリー(Can、 J、 Biochem、
) 55.755−760(1977) )により得ら
れた結果と一致した。 第4図ta+および第4図fbl h T S HβとhLHβのアミノ酸とヌクレオチド
の配列の比較のためのハール プロソト(Harr plot )分析:hTSHβと
hLHβ及びこれらの相当する遺伝子の間のアミノ酸〔
第4図(a)〕とヌクレオチド〔第4図(h)〕の配列
の相同関係を証明するために、バール プロットを行っ
た。hLHβとその遺伝子のアミノ酸とヌクレオチドの
配列は、マーギュインーロジスタ−(Marghuin
−Rogister)など〔ヨーロピアン ジャーナル
 オブ バイオケミストリー(Hur、J、Bioch
em、) 39.255−263 (1973))とタ
ルマッシ(Talmadge) ら〔ネーチャー (N
a ture)坦17.37−40 (1984) )
の実験結果を引用した。各々のドツトは、一つのアミノ
酸または4つのヌクレオチドが2つの配列において一致
するところの位置を表わしている。矢の先は、イントロ
ンの位置を表わす。 特許出願人   宮 井   潔 松原謙−

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ヒトの甲状腺刺激ホルモンのβ型サブユニットを
    コードする塩基配列を有する遺伝子DNA配列。
  2. (2)下記で表わされるポリペプチドをコードする配列
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
    載の遺伝子DNA配列。 【DNA配列があります】
  3. (3)下記の塩基配列を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の遺伝子DNA配列。 【DNA配列があります】
  4. (4)下記で表わされるポリペプチドをコードする配列
    がC(3′)末端に付加されることを特徴とする特許請
    求の範囲第(2)項又は第(3)項記載のDNA配列。 【DNA配列があります】
  5. (5)下記の塩基配列がC(3′)末端に付加されてな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項又は第(
    3)項記載のDNA配列。 【DNA配列があります】
  6. (6)下記で表わされるポリペプチドをコードする配列
    がN(5′)末端に付加されてなることを特徴とする特
    許請求の範囲第(2)項〜第(5)項のいずれかに記載
    のDNA配列。 【DNA配列があります】
  7. (7)下記の塩基配列がN(5′)末端に付加されてな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項〜第(5
    )項のいずれかに記載のDNA配列。 【DNA配列があります】
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