JPS62255500A - 魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体 - Google Patents

魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体

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Publication number
JPS62255500A
JPS62255500A JP61097482A JP9748286A JPS62255500A JP S62255500 A JPS62255500 A JP S62255500A JP 61097482 A JP61097482 A JP 61097482A JP 9748286 A JP9748286 A JP 9748286A JP S62255500 A JPS62255500 A JP S62255500A
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JP
Japan
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growth hormone
dna
fish growth
hormone polypeptide
fish
Prior art date
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Pending
Application number
JP61097482A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Sekine
進 関根
Toshio Abe
安部 敏男
Seiga Itou
伊藤 菁莪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP61097482A priority Critical patent/JPS62255500A/ja
Publication of JPS62255500A publication Critical patent/JPS62255500A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • 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
    • C07K14/61Growth hormone [GH], i.e. somatotropin

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Genetics & Genomics (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Feed For Specific Animals (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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 本発明は魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体、該ポ
リペプチド誘導体をコードするDNAを組み込んだ組換
え体プラスミド、該組換え体プラスミドを含む微生物お
よび該微生物を用いる魚類の成長ホルモンポリペプチド
誘導体の製造法に関する。本発明の魚類の成長ホルモン
ポリペプチド誘導体は魚類の養殖産業分野において広い
用途が期待される。
従来の技術 本発明者は、組換えDNA技法により魚類の成長ホルモ
ンを製造する方法について研究を行った。
その結果光に、魚類の成長ホルモン製造に使用すること
ができる、魚類の成長ホルモンポリペプチドに相補的な
りNAの採取ならびにこれを含む組換え体DNAおよび
微生物の製造に成功した。即ちンロサケ(以下サケと略
称する)脳下垂体からメツセンジャーRNΔ(mRNA
)を抽出し、これと相補的なり N A (cDNA)
を合成し、次いでサケの成長ホルモンのN末端付近のア
ミノ酸配列に対応するDNAプローブを合成し、このD
NAとハイブリダイズするCDNAを選択することによ
り、サケ成長ホルモン遺伝子をクローン化することに成
功した。さらにこのcDNAの全塩基配列を決定した(
特開昭61−15699>。
また本発明者は該サケ成長ホルモン遺伝子をトリプトフ
ァンプロモーターを有するベクターに組み込み、組換え
プラスミドを大腸菌に入れ、大腸菌においてサケ成長ホ
ルモンを大量生産させることにも成功した(特願昭59
−213361)。
このようにして大腸菌において生産されたサケ成長ホル
モンポリペプチドはニジマス稚魚を用いた成長促進活性
測定の結果、サケ脳下垂体より抽出した天然成長ホルモ
ンとほぼ同等の活性を有することが示されている〔プロ
シーディング・オン・ヂ・ナショナル・アカデミイ・オ
ン・サイエンス(Proc、 Natl、 Acad、
 Sci、)115人、 82.43(16−4310
゜(1985) 〕。以上のようにサケ成長ホルモンポ
リペプチドは大腸菌において大量生産され、その成長促
進活性も保持していることから、安価で大量な供給が可
能になった。
本発明が解決しようとする問題点 これまで動物細胞由来の種々の有用ポリペプチドが大腸
菌における生産に成功しているが、一般に天然型と全く
同じ蛋白質を大腸菌を宿主として産生させるのはいくつ
かの点で難しいとされている。その一つに立体構造とジ
スルフィド架橋の問題がある。すなわち大腸菌では動物
細胞と細胞内環境が異なるため、−欠配列を同じくする
ポリペプチドであっても正確なたたみ込み(foldi
ng)が行われない場合があり、ジスルフィド架橋も正
常に形成されないことがありうる。このような危険性は
複雑な分子であるほど可能性が高く、ジスルフィド結合
する残基の多いほど正確な架橋は困難になる。ジスルフ
ィド結合を形成していない遊離のSH基はその環境によ
り他のSH基と容易に誤ったジスルフィド結合を形成し
得るため分子間の架橋や、さらに多分子の重合体を形成
してしまう可能性がある。このような異常な分子は本来
の生理活性を有し得ない可能性は充分にあり、さらに正
常な分子と拮抗的に作用してその活性を低下させる可能
性もある。
サケ成長ホルモン分子にはシスティン残基が4箇所(4
9位、161位、178位、186位)存在し、これら
は2つのジスルフィド結合(49位と161位、178
位と186位)を形成していると考えられる。大腸菌で
サケ成長ホルモンを生産させる場合にも前記のような可
能性を一応考慮に入れる必要がある。
問題点を解決するための手段 一般的には上記のような問題を解決するためには次のよ
うな手段が考えられる。第1に蛋白質分子の簡略化、低
分子化がある。すなわち目的蛋白質分子をその生理活性
を維持させたままその一応アミノ酸配列を欠失させる手
法である。一般に蛋白質分子は活性の発現について必ず
しもその全構造が必要なわけではなく不必要な部分を含
んでいる。そのためこのような不必要な部分を積極的に
取り除くことにより、より単純な分子を得ようとするも
のであり、その結果より単純な立体構造を与え、活性の
ある構造を取りやす(する。
第2の方法として蛋白分子中のシスティン残基の欠失ま
たは他のアミノ酸残基への置換がある。前述のように蛋
白質分子の誤った立体構造形成の一因として誤ったジス
ルフィド架橋が考えられるがさらに遊離のSH基を有す
る場合、このような可能性はより高まる。そのためSH
基を有するアミノ酸ンステインが分子中にある場合、そ
れが活性に必須でないならば積極的に除去し、誤ったジ
スルフィド結合形成による異常な立体構造を有する蛋白
分子の生成を抑制しようとするものである。
@遂のようにサケ成長ホルモンにはシスティン残基が4
つあり、2本のジスルフィド架橋を有するものと考えら
れる。そのため正確なジスルフィド架(ユが形成されな
かった場合には誤った立体構造を有する分子が、分子間
ジスルフィド結合による重合体を形成する可能も含んで
いる。
サケ成長ホルモンの1〜129番目を存するペプチド断
片は本来の成長ホルモン分子に存在する4個の7ステイ
ン残基のうち1個しか有さず、しかもアミノ酸にして5
9個短いという単純な構造となる。このことにより前記
の立体構造やジスルフィド架橋の問題が改善されるもの
と期待される。
本発明者は先にサケ脳下垂体のm RN Aよりサケ成
長ホルモンをコードするcDNAを得、その全塩基配列
を決定した〔特開昭61−15699〕。
またサケ成長ホルモンをコードするDNAを組み込んだ
組換え体DNAを含む微生物を培養することにより、培
養物中にサケ成長ホルモンポリペプチドが著量生成M積
することを見出した(特願昭59−213361)。
本発明者はさらに研究を進め、サケ成長ホルモ、ンの1
番目から119番目または130番目までを含むポリペ
プチドをコードするDNAを組み込んだ組換え体DNA
を作製した。そしてこの組換え体DNAを含む微生物を
@養することにより、培養物中に前記のポリペプチドが
著量生成M債することを見出した。
以下本発明の新規サケ成長ホルモンポリペプチド誘導体
を発現させるための組換え体DNAの作製法と、微生物
中での該ポリペプチドの生産について具体的に説明する
本発明の組換え体プラスミドは上記サケ成長ホルモン誘
導体をコードするDNA断片がDNAの発現機能を持つ
適当なプラスミドに組み込まれたものである。
本発明のサケ成長ホルモン誘導体をコードするDNA断
片としては、第1表に示されるサケ成長ホルモンをコー
ドするDNAの塩基配列中C末端から58〜69アミノ
酸分、塩基にして174〜207塩基対(以下bpと略
記する)分欠失した配列を有するものが好ましい。
第1表に示されるサケ成長ホルモンをコードするDNA
としてはサケ成長ホルモンをコードするメツセンジャー
RNAから組換えDNA技術で逆転写して得られるcD
NA (サケ成長ホルモンCDNA)または染色体DN
Aから得られるサケ成長ホルモンをコードするDNAな
どが利用できる。
サケ成長ホルモンcDNΔとしては、サケ成長ホルモン
をコードしているものであればいかなるものも用いるこ
とができるが、具体的にはpsGHIB2 (特願昭5
9−213361)を用いることができる。psGHr
B2には2連結されたトリプトファンプロモーターの下
流にシャイン・ダルガルノ配列(以下SD配列と略記す
る)、翻訳開始コドンATGが配され、その直後に第1
表に示したサケ成長ホルモン遺伝子中成熟型ホルモンを
コードする部分くアミノ酸番号1から188)と3′−
非翻訳領域全体が連結されている。
DNAからの塩基の削除は制限酵素による切断およびヌ
クレアーゼBAL31またはD N AポリメラーゼI
を用いる消化によって行われる。
サケ成長ホルモン誘導体をコードするDNAを組み込む
プラスミドとしては、大腸菌で該DNAを発現できるも
のならいかなるプラスミドでも使うことができる。好ま
しくは適当なプロモーター例えばtrp系、lac系、
PL系のプロモーターの下流に外来DNAを挿入するこ
とができ、しかもSD配列と開始コドン(ATG)の間
を適当な距離、例えば6〜18bpに調節したプラスミ
ドを用いることができる。具体的に好適なプラスミドと
しては、pGELlがあげられる。
pGELlを含有する大腸菌菌株はε5cherich
iacoli IGEL HFERM 0P−629)
として工業技術院微生物工業技術研究所(微工研)に昭
和59年10月6日付で寄託しである。
また遺伝子を途中まで欠失させた場合、その位置で翻訳
が停止する構造を付与する必要がある。
これはその遺伝子由来のアミノ酸配列以外の無関係なア
ミノ酸の付加を避けるためであるが、この目的のために
具体的に好適なプラスミドとしてはpKYP26をあげ
ることができる。pKYP26にはKpn I切断部位
の直後に翻訳終止コドンTAAが3つフレームをずらし
て挿入してあり、Kpn1部位に任意の遺伝子を挿入し
た場合、どのフレームに対しても翻訳終止コドンが付与
される形となり確実にこの部位でのペプチド合成を終止
させることができる。pKYP26を含む大腸菌はEs
cherichiacoli  IKYP26(FER
MBP−863)として微工研に昭和60年8月8日付
で寄託しである。
第1図に示したごとく、pGEL lのSローATG間
の距離を縮め、より発現に好適なベクターを造成した。
pGELI C約3.4キロ塩基対(以下kbと略記す
る)〕をBan■で切断後、DNAポリメラーゼ■をd
ATPSdTTP存在下作用させ、その突出末端部分を
削る反応を行う。T 4 D N Aリガーゼにより末
端を結合させ環状化させた。このようにして得られたp
GELloはその5D−A T G I’J1の配列を
マキサム・ギルバート法〔プロシイ−ディング・オン・
ザ・ナショナル・アカデミイ・オン・サイエンス(Pr
oc、 Natl、 Acad、 S、ci、)USA
、 74.560(1977) ) l、:よって決定
し、AAGGGTATAAGCTTAユ旦のxobpで
あることが確認された。
ついでpGELloをHindI[[と13a’mHI
で切断し、アガロースゲル電気泳動性にて分画し、tr
pプロモーターおよびリポプロティンターミネータ−1
複製開始点を含む約2.7kbのDNA断片を回収する
。すなわち該断片を含むアガロース片を切出し、2〜3
倍容のフェノールを加え、−20〜−80℃にて凍結さ
せる。これを融解し、15.00Orpm 、5分間遠
心し、上層の水層を回収する。水層に2倍量のエタノー
ルを加え、DNAを沈殿回収する。以下このDNA断片
精製法を“凍結融解法”と略記する。
別にpsGHIB2 (約3.8kb)を1(indI
[I(部分切断)とBamHIで切断し、成熟型sGH
をコードする領域を含む約1.lkbの断片を凍結融解
法にて回収する。
上述したようにpGEL 10のHindl]l−11
−13a断片、psC,HIB2の)IimdlII−
13am)(I断片をT4DNAリガーゼにより結合し
psGHIM’lを得た。psGHIMlの構造は5D
−ATG間の構造が 易匹GTATAAGCTT匹であ
る以外はpsGHIB2と同じである。
次にpsC,HIMIをpvu[で切断後、ヌクレアー
ゼBAL31で末端から削り、さらにSal Iで切断
する。凍結融解法により180J1〜230bpの断片
を回収する。
別にpsGHIMlを3af IとPstlで切断し、
サケ成長ホルモン成熟ポリペプチドのN末端付近をコー
ドする領域と、trpプロモーターを含む約1.2kb
の断片を凍結融解法にて回収する。
さらにpKYP26(約2.6 kb)をKpn I切
断後、T4DNAポリメラーゼにて突出末端を削り平滑
末端とする。PstIで切断して、翻訳終止コドン、リ
ポプロティンターミネータ、複製開始点を含む約1,7
kbの断片を回収した。
上記のように精製したpsGHIMlのSalI−BA
L31断片、psGHIMlのPstI−5afI断片
、pKYP26のKpnl−PstT断片の3者を74
 D N A IJガーゼにより連結し、psGHIQ
ll、psC,HIQ15を得る。
psGHIQllは成熟型サケ成長ホルモンのN末端か
ら130番目までのアミノ酸、psGHIQ15は11
9番目までのアミノ酸にベクター由来の3アミノ酸の付
加した形のペプチドをコードするDNAを含む。
上記組換え技法における反応の条件は、一般的に下記の
とおりである。
DNAの制限酵素による消化反応は、通常0.1〜20
■のDNAを2〜200mM(好ましくは10〜40m
M)のトリx−HCIl  (pH6,0〜9.5好ま
しくはpH7,0〜8.0)、O〜200dのNaC1
,2〜30mM (好ましくは5〜10m1わのMgC
1xを含む反応液中で、制限酵素0.1〜100単位(
好ましくは1■のDNAに対して1〜3単位)を用い、
20〜70℃(至適温度は用いる制限酵素により異なる
)において、15分間〜24時間行う。反応の停止は、
通常55〜75℃で、5〜30分間加熱することによる
が、フェノールまたはジエチルピロカーボネートなどの
試薬により制限酵素を失活させる方法も用いることがで
きる。
制限酵素消化によって生じたDNA断片の精製は、低融
点アガロースゲル電気泳動法(L、 Wiesland
el:^nalytical Biochemistr
y 98.305(1979)以下LGT法という〕や
ポリアクリルアミドゲル電気泳動法、前述の凍結融解法
などによって行う。
DNA断片の結合反応は、2〜200mM(好ましくは
10〜40mM)のトリx−H(J! (pH6,1〜
9.5、好ましくはpH7,0〜8.0)、2〜20m
M(好ましくは5〜10mM)のM g Ci 2.0
.1〜10mM(好ましくは0.5〜2.0mM)のA
TP、1〜50mM (好ましくは5〜10mM)のジ
チオスレイトールを含む反応液中で、T4DN^リガー
ゼ0.3〜10単位を用い、1〜37℃(好ましくは3
〜20℃)で15分間〜72時間(好ましくは2〜20
時間)行う。
結合反応によって生じた組換え体プラスミドDNAは、
必要によりCohenらの形質転換法C5゜N、 Co
henら:Proc、 Natl、^cad、 Sci
、、 LISA 69゜2110 (1972) )に
よって、大腸菌に導入する。
組換え体プラスミドDNAを持つ大腸菌から該DNAの
単離は、Birnboimらの方法(H,C,Birn
boimら: Nucleic Ac1ds Res、
ユ、 1513(1979)Eなどを用いて行う。
プラスミドDNAを1〜10種類の制限酵素で消化後ア
ガロースゲル電気泳動あるいはポリアクリルアミドゲル
電気泳動により切断部位を調べる。
さろにDNAの塩基配列を決定する必要がある時はマキ
サム拳ギルバート法(Proc、 Natl、 Aca
d。
Sci、、 USA、74.560(1977) )ま
たはM13ファージを用いたサンガー法(Sanger
ら:Proc、 Natl。
Acad、 Sci、[ISA、、 74 、5463
(1977) :Amersham社M13  clo
ning and sequencing handb
ook )によって決定する。
以上のような条件で組換え体プラスミドDNAを製造す
ることができる。
本発明のサケ成長ホルモンポリペプチドは以下のとおり
に製造できる。
すなわち、プラスミド(例えばpsGHIQll)を用
いて大腸mK−12HBIOIを形質転換させ、アンピ
シリン耐性(^pH以下同じ)のコロニーの中からps
GHIQllを有する大腸菌を選びだす。
psGFIIQllを有する大腸菌を培地に培養するこ
とにより培養物中にサケ成長ホルモンポリペプチド誘導
体を生成させることができる。
ここで用いる培地としては大腸菌の生育ならびにサケ成
長ホルモンポリペプチド誘導体の生産に好適なものなら
ば合成培地、天然培地のいずれも使用できる。
炭素源としては、グルコース、フラクトース、ラクトー
ス、グリセロール、マンニトール、ソルビトールなどが
、窒素源としては、N H< Cβ、(NH4)2 S
 04 、カザミノ酸、酵母エキス、ポリペプトン、肉
エキス、バタトトリブトン、コーン・ステイープ・リカ
ーなどが、その他の栄IF。
とじては、K2HPO4、KHiPO< 、NaCA。
Mg5O,、ビタミンB、 、MgCL などが使用で
きる。
培養はp H5,5〜8.5、温度18〜40℃で通気
攪拌培養により行われる。
培養5〜90時間で培養菌体中にサケ成長ホルモンポリ
ペプチド誘導体が蓄積するので、培養物から菌体を集菌
し、菌体を超音波処理により破砕し、遠心して得られる
菌体残渣を得る。この菌体残渣よりマーストンらの方法
CF、^、0. Marstonet、 al、 :B
IO/TECHNOLOGY  2 、800(198
4) )によりサケ成長ホルモンポリペプチド誘導体を
抽出、精製、可溶化、再生し、伊藤らの方法(特願昭6
O−161428) に従い稚魚を用いた成長促進活性
を測定する。
また該ポリペプチドの検出は培養菌体を直接Laemm
li のサンプルバッファ −(Laemmli : 
Nature。
227  、680(1970)]に加熱溶解後、5D
S−ポリアクリルアミドゲル(Laemmliの方法:
同上文献〕にかけ、クマシーブリリアントブルー染色に
よって行う。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1. 5D−ATC,間の距離が10bpである
pGELIOの造成: pC,ELI (約3.4kb)  3Agを20mM
トリス−HCl(pH7,5)、10mM  MgCJ
!2および100mM  Na(lを含む溶液(以下″
Y−100緩衝液”と略記する)40AI!に溶かし、
Banm(東洋紡績社製)5単位を加え37℃、3時間
消化反応を行った。該反応液をフェノール抽出し、エタ
ノール沈殿にてBanI[I部位−ケ所で切断されたp
GELl  約2.4雌を得た。このDNA断片約2.
4雌を50mM)リス−HC1(pH7,8)、7 m
 M  M g C(12および6mMメルカプトエタ
ノールを含む溶液(以下“DNAポリメラーゼ緩衝緩衝
液絡記する)504に溶かし、dATP。
dTTPをそれぞれ1mMになるよう加え、さらに5単
位のDNANAポリメラーゼューイングランドバイオラ
ブズ社製)を加えて、37℃、30分間反応させて、突
出末端を削った。フェノール抽出、エタノール沈殿によ
り、DNA断片約2、ONを回収した。該DNA断片1
■を20mMトリス−HCj!  (pH7,6)、1
0mM  MgCj!2、lQmMジチオスレイトール
および1mM  ATPを含む緩衝液(以下“T4”J
ガーゼ緩衝液”と略記する)30JtIlに溶かし、2
単位のT4DNAリガーゼ(宝酒造社製二以下同じ)を
加え4℃18時間結合反応を行った。該反応液を用い、
大腸菌)18101株(Boliver et、al、
: Gene、  2.75(1977))をCohe
nらの方法(S、N、Cohen et、al、 :P
roc、 Natl、^cad、 Sci、 [ISA
、 69.2110(1972)](以下大腸菌の形質
転換にはこの方法を用いる)により形質転換し、A p
 lのコロニーを得た。この形質転換株よりプラスミド
DNAを公知の方法(HlClBirnboim et
、al、: Nucleic Ac1ds Res。
ユ、1513(1979))  (以下プラスミドDN
Aの分離はこの方法による)に従って分離し、pGEL
lo(約3.4kb)を得た。pGELloの構造はE
coRI、Pstl、Hindu、E3amHIで切断
してアガロースゲル電気泳動にて確認した。
またtrpプロモーター下流のSD配列からインターフ
ェロン−γ遺伝子の翻訳開始コドンATGに至る塩基配
列はマキサム・ギルバート法〔Proc。
Natl、 Acad、 Sci、 II S A、、
 74 、560(1977) 〕に実施例2. サケ
成長ホルモン発現プラスミドp s G HI M 1
の造成: 実施例1で辱だpGELlo  5趨をY−100緩衝
液40mに溶かし、HindIll、13mmHI(宝
酒造社製二以下特記しないかぎり制限酵素はすべて全酒
造社製を用いた)各々10単位を加え37℃3時間切断
反応を行った。該反応液からtrpプロモータ一部分お
よび複製開始点、リボプロティンターミネータを含む約
2.7kb(DDNA断片約2gを凍結融解法にて回収
した。
別にpsGHIB2 C参考例1の方法で製造〕(約3
.8kl))約5μgを40dのY−100緩衝液に溶
かし10単位のBamHIを加え37℃3時間反応を行
い、完全に切断し、さらにHi nd1111単位を加
え37℃30分間反応を行いHindI[[による部分
切断を行った。該反応液より凍結融解法により成熟型サ
ケ成長ホルモンをコードする約1、lkbのDNA断片
約0.7河を回収した。
上記のように回収したpGEL 10のDNA断片約0
.1埒とpsGHIB2のDNA断片約0.2河とを3
0mのT4リガーゼ緩衝液に溶かし、2単位のT4DN
Aリガーゼを加え、4℃、18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌88101株を形質転換し、得
られたコロニーよりプラスミドDNAを回収し、psG
HIMlを得た。
psGI(fMlの構造はEcoRI、Hindllf
、BamHLPstlで切断してアガロースゲル電気泳
動にて確認した。
実施例3、 サケ成長ホルモン誘導体ポリペプチドをコ
ードするpsGHIQll、psGHIQ15の造成: 実施例2で得たpsGHIM1約10■を20mMトリ
スHC1(1)I(7,5)、10m14  MgC1
xおよび50mM  Na’CI2を含む溶液(以下“
Y−50緩衝液”と略記する’) 100 、dに溶か
しPvuII(全酒造社製)20単位を加え、37℃ 
3時間切断反応を行った。該反応液からフェノール抽出
、エタノール沈殿にて約8■のDNAを回収した。
該DNA約8肩を10mM)リス−HC(! (pH8
,1)、300mM  NaCj2.5mM  CaC
l2.6mMMgC1z 、0.5mM  EDTAよ
りなる溶液504に溶かし、ヌクレアーゼBAL31(
ベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ(BRL)社製〕
0.2単位を加え、30℃で40秒間反応を行った。
ヌクレアーゼBΔL31はDNA分子を末鎖から削って
ゆく活性(エキソヌクレアーゼ活性)を有し、上記用い
た反応条件はPvu11部位から15〜50bp削れる
条件である。この反応液をフェノール抽出、クロロホル
ム抽出後エタノール沈殿により、約2.5肩のDNA断
片を回収した。該DNA@片約2.5gを20mMトリ
ス−HCl(pH7,5)、10mM  lAgC12
,150mM  NaC1を含む40mの緩衝液に溶か
し、5単位の5aAI(宝酒造社製二以下同じ)を加え
、37℃3時間切断反応を行った。該反応液より凍結融
解法により、180bp〜230bpのDNA断片(p
sC,HIMI−PvuI[−BAL31−5al I
断片)約0.1dを回収した。
次にpsGHIMl  51Jlを30JtI!のY−
100緩衝液に溶かし、PstIlO単位を加え37℃
、3時間切断反応を行った。該反応液に0.3mの5M
  NaC1溶液を加え、NaC1の#濃度を約150
mMとして5af110単位を加えて37℃、3時間切
断反応を行った。該反応液より凍結融解法にて約120
0bpのDNA断片約0.7M1gを回収した。該DN
A断片にはtrpプロモーターと成熟型サケ成長ホルモ
ンのN末端部分をコードする領域が含まれる。(p s
GHI M 1−5af I −PstI断片)。
さらにpKYP26(約2,6kb)5■を20mM)
すx−HCI  (pH7,5)1.10mMVIgC
L 、10mM  NaCj!を含む全量40gの溶液
に溶かし、10単位のKpnI(全酒造社製)を加え3
7℃3時間切断反応を行った。該反応液からフェノール
抽出後エタノール沈殿により約4■のKpn I切断p
KYP26断片を回収した。該DNA断片を67mM)
リス−HCI(pH8,8)、6.7mM  Mg(1
!2.10mM2−メルカプトエタノール、16.7 
m M (Nl(4) 2 S O4,6,7MM  
EDTAおよび各々1mMのdATP。
dTTPSdGTP、dCTPを含む溶液20頭に溶か
し、T4DNAポリメラーゼ(全酒造社製)2単位を加
え、37℃1時間反応を行った。
この反応によりKpn I切断により生じたDNA断片
の突出末端が削られ平滑末端となる。該反応液よりフェ
ノール抽出、エタノール沈殿により約3.2贋のKpn
I切断−T4DNAポリメラーゼ処理pKYP26断片
を回収した。該DNA断片全量を4hJ!のY−100
緩衝液に溶かし6単位のPslIを加え、37℃、3時
間切断反応を行った。該反応液より凍結融解法により翻
訳終止コドン、リボプロティンターミネータ、複製開始
点を含む1.7kbのDNA断片(pKYP26−Kp
nl−T4DNAポリメラーゼ−PstI断片)約1.
0■を回収した。
以上のように調製した3断片psGHIM1−PvuI
I−BAL31−3af I断片、psGIIIMl−
3aj2 I−Ps t I断片、pKYP 26−K
pnl −T4DNAポリメラーゼ−P s t I断
片、各々0.1■、0.0111g、 0.005μg
を304のT4リガーゼ緩衝液に溶かし2単位のT4D
NΔリガーゼを加え、4℃16時間結時間芯を行った。
該反応液を用いて大腸菌88101株を形質転換し、得
られたコロニーよりプラスミドDNAを回収しサケ成長
ホルモンポリペプチド誘導体をコードする、psGHI
Qll、psGHIQI5を得た。psGHIQI L
 psGHIQI 5の構造は5aj21、EcoRI
SHindIII、13amHI、Ps t l5Pv
u[で切断してアガロースゲル電気泳動で確認した。さ
らにこれら3種のプラスミドの構造はサケ成長ホルモン
誘導体のC末端部分をコードする領域のみが異なると予
想されるため、M13ファージを用いたサンガー(Sa
nger)法(Sanger et al: Proc
、 Natl、 Acad、 Sci、 USA174
、5463(1977) :  ^mersham社M
13  cloning andsequencing
 handbook )により該領域の塩基配列を決定
した。その結果、psGHIQllではサケ成長ホルモ
ンのC末端から58アミノ酸が除かれた形、psGHI
QI5では69アミノ酸が除かれ、p K Y P26
由来の3アミノ酸が付加した形のポリペプチドをそれぞ
れコードしていることが明らかとなった。これらのプラ
スミドに含まれるサケ成長ホルモンの領域の3′末端を
第1表に示した。
psGHIQll、psGHIQI5にコードされるポ
リペプチドはそれぞれ130アミノ酸、119 (+p
KYP26由来3)アミノ酸からなっていた。
プラスミドpsGHIQ11及びpsGHIQI5を含
む大腸菌はそれぞれε5cherichia coli
εSIJIQ11(FERM 0P−1020>及びE
scherichia coli ESGHIQ15(
FERM BP−1021)として昭和61年4月23
日付で工業技術院微生物工業技術研究所(微工研)に寄
託されている。
実施例4゜ psGHIQll、psGHIQI5を含む大腸菌によ
るサケ成長ホルモンポリペプチド誘導体の大量生産 実施例3で得た組換え体プラスミドpsG旧口11、p
sGHIQI5を用い常法により大腸菌W3110st
rA株(FERM  BP−,732)を形質転換した
。得られたA 、lコロニーを3mlのMCG培地〔0
,6%Na21(POイo、 3%KH2PO4,0,
5%NaC1,0,1% NH,(1,0,5%グルコ
ース、0.5%カザミノ酸、1mM  Mg5O< 、
4g/mlビタミ7B+ 、pH7,2)に接種し、3
0℃で18時間振盪培養した。得られた培養液を8.0
0 Orl)m 、  10分間遠心して菌体を回収し
た。
この菌体をLae+r+m l iのサンプルバッファ
ーに懸濁後、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
を行い、クマシーブリリアントブルーにて染色した。
その結果分子量15.000 (psG)IIQII)
、13.800(psG旧015)のタンパク質のバン
ドを検出した。これらのバンドはプラスミドを有さない
大腸菌では検出されず、さらにその分子量はアミノ酸数
より計算した値とほぼ一致するため、これらのプラスミ
ドにコードされるサケ成長ホルモンポリペプチド誘導体
であると推定された。
実施例5゜ サケ成長ホルモンポリペプチド誘導体のヒラメ稚魚に対
する成長促進活性: psG)IIQII、psC,HIQI5を保存する大
腸菌W3110strA株を実施例4の方法に従い培養
し培養液を8.00 Orpm 、 10分間遠心して
集菌後、30mM  NaC1を含む30mMトリス−
H(l緩衝液(pH7,5)にて2回洗浄した。洗浄菌
体を上記緩衝液IQmlに懸濁し、0℃で超音波破砕〔
ブランソン・ソニック・パワー中カンパニー (Bra
nson 5onic Power Company)
社ソニファイア・セル・ディスラブター(Sonifi
ercell disruptor)  200、アウ
トプット・コントロール(output contro
l) 2、lO分間処理〕した。
これを15.00 Orpm 、 30分間遠心して菌
体残渣を得た。この菌体残渣からマーストンらの方法(
F、A、0.1Jarston et、al、 Bio
technology 、 2゜800 (1984)
)により上記3種のサケ成長ホルモンポリペプチド誘導
体を抽出・精製した。
得られたポリペプチドを用い、下記のとおりヒラメ稚魚
(ふ化後日令99日)に対する成長促進活性を測定した
すなわち、ヒラメ200匹に、体液浸透圧の1.2倍の
浸透圧条件下、17℃でサケ成長ホルモンポリペプチド
および誘導体それぞれ20mg/j!を3時間処理した
。処理したヒラメを井水中17℃で40日間飼育した。
飼育14,30.44日後に魚体重および魚体重を測定
した。結果を第4図および第5図に示した。
この結果、psC;HIQI l5psGHIQ15に
コードされるサケ成長ホルモンポリペプチド誘導体はア
ミノ酸数188の完全な長さのサケ成長ホルモンと同等
またはそれ以上の成長促進活性を有することがWi認さ
れた。
参考例1.  a熟すケ成長ホルモンをコードする組換
え体プラスミドI)SGHIB2の造成:サケ成長ホル
モンをコードするDNAを含むブラスミドpsG)11
(特開昭61−15699記載の方法で製造)5μgを
20mM)すx −HCk (pH7,5)。
10m!、I M g C12、および10mM  N
aCnを含む溶液(以下“Y−10緩衝液”と略記する
) 40Ji1に溶かし、開眼酵素MboIl(New
εngland Bio Labs社製)10単位を加
え37℃、3時間消化反応を行った。つづいて該溶液の
NaClB度を175m1Jとなるよう調整し、5a4
7110単位を加え、37℃、3時間消化反応を行った
。この反応液からLGT法により、N末端付近に相当す
る163bl)のDNA断片約0.2μgを得た。
次にpsGHlの5μgをY−100緩衝液40ρに溶
かし、BamHI 10単位を加え、37℃、3時間消
化反応を行った。つづいて該反応液のNaCβ濃度を1
75m旧ご調整し、S a I! I  10−1位を
加え37℃、3時間消化反応を行った。該反応液からL
GT法により、C末端側と3′−非翻訳領域を含む約9
00bpのDNA断片約0.5■を得た。
別にpGELl 5μgを40μlのY−100緩衝液
に溶かし、BamHIとHindI[Iとを各々10単
位加え、30℃、3時間消化反応を行った。この反応液
からトリプトファンプロモーターを含む約2.7kbの
DNA断片約1μgを得た。
一方成熟サケ成長ホルモンをコードするDNAの発現に
必要な翻訳開始コドンATGを付加し、さらにベクター
DNAと上記DNAとを連結する目的で下記のD N 
AIJンカーを合成した。
まず−末鎖D N A 、 17mer と12mar
を通常のトリエステル法Cアール・フレア(RoCre
a) ラ:ブロシーディング・オン・ザ・ナショナル・
アカデミイ・オン・サイエンス(Proc、 Natl
、 Acad。
Sci、)  tlsA、、ユ、5765(1978)
 )により合成した。
17merおよび12merの一本鎖DNA各々12p
moleを5QmM)リス−HCl  (pH7,5)
、10m!J  M g Cβ2゜lQmMジチオスレ
イトールおよび1mM ATPを含む溶液20μ矛に溶
かし、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造社製)6
単位を加え、37℃、60分間リン酸化反応を行った。
上記で得たpsGH1由来のMbolI−3a、f!I
断片(163bp) o、 1 pmole、 Sal
l−BamHl 断片(約900bp)Q、Q 5μm
ole、 pGELlの旧ndIII −BamHI 
断片(約2.7kb) 0.02pmole を50m
M )リス−HCJ  (pH7,5) 。
10mM  MgC1z 、10mMジチオスレイトー
ルおよび1mM  ATPを含む溶液30μβに溶かし
、これに上記の合成り N A IJン酸化反応液5μ
!を加えた。この混合液にT4リガーゼ(宝酒造社製)
6単位を加え、4℃、18時間結合反応を行った。
該反応液を用いて大腸菌88101株を形質転換シAp
lのコロニーをfLこのコロニーよりプラスミドDNA
を回収し、第2図に示したpsGHIB2を得た。ps
GHIB2の構造はE!coR1,Hind II[、
C1al。
Bgl I[、Sal I 、 Bam旧で切断しテア
ガロ−スケルミ気泳劾にて確認した。psG[B2中の
サケ成長ホルモンをコードするDNAのN末端付近の配
列はであることをM13ファージを用いたサンガー(S
anger )法に従って決定した。その結果psGH
IB2は成熟型サケ成長ホルモンポリペプチドをコード
するDNAを含むことがわかった。プラスミドpsGH
IB2を含む大腸菌は[1scherichia co
li ESG)11B2(FεRM 0P−612)と
して昭和59年9月20日付で工業技術院微生物工業技
術研究所(微工研)に寄託されている。
発明の効果 本発明によれば魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体
を微生物を用いて大量に生産することができる。しかも
該ペプチドは天然型に比べより単純な構造を有すること
から大腸菌で生産させるにはより好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、pC,ELL (SD−ATG間14bp)
からpGELl O(SD−ATG間10bp)の造成
過程を示す。 第2図はpsGHIMlの造成過程を示す。 第3図はpsGHrQll、psGHIQI5の造成過
程を示す。pKYP26に含まれる翻訳終止コドン領域
をpKYP26の上部に示し、psGHIQll、ps
GHIQ15にコードされるサケ成長ホルモンポリペプ
チド誘導体のC末端部分の配列を下部に示す。 第4図および第5図はpsGHIQll、psG旧口1
5にコードされるサケ成長ホルモンポリペプチド誘導体
のヒラメ稚魚に対する成長促進活性を示す。 特許出願人(102)協和醗酵工業株式会社第1図 第2図 1?pp Cオミプ誇F+Ntc11配ゲリC5モ貞場らtジli
e乙ノ1−曳乙列sGH宙大−−モー−べ・ククーφ東
      5GHdJ俵   −−十一−ヘーグダー
市泉127  +28 129 130       
   117 118 119第4図 T:3  数(e)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体。
  2. (2)魚類の成長ホルモンがニシン類(Clupeif
    ormes)の成長ホルモンである特許請求の範囲第1
    項のポリペプチド誘導体。
  3. (3)第1表のアミノ酸配列を有する魚類の成長ホルモ
    ンポリペプチドから一部のアミノ酸が除去または置換さ
    れた特許請求の範囲第1項記載のポリペプチド誘導体。
  4. (4)魚類の成長ホルモンポリペプチドから一部のアミ
    ノ酸の除去がC末端からのアミノ酸の除去であり、その
    数が58個または69個であることを特徴とする特許請
    求の範囲第3項記載のポリペプチド誘導体。
  5. (5)魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体をコード
    するDNA断片が組み込まれた組換え体プラスミド。
  6. (6)該DNA断片がトリプトファンプロモーターの下
    流に組み込まれたことを特徴とする特許請求の範囲第5
    項記載の組換え体プラスミド。
  7. (7)該DNA断片が第1表の塩基配列のうち131番
    目から188番目のアミノ酸に対応する塩基が欠失した
    配列または120番目から188番目のアミノ酸に対応
    する塩基が欠失した配列を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第5または第6項記載の組換え体プラスミド
  8. (8)psGHIQ11またはpsGHIQ15である
    特許請求の範囲第5または第6項記載の組換え体プラス
    ミド。
  9. (9)魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体をコード
    するDNA断片かベクタープラスミドに組み込まれた組
    換え体プラスミドを用い形質転換した微生物を培地に培
    養し、培養物中に魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導
    体を生成蓄積させ、該培養物から魚類の成長ホルモンポ
    リペプチド誘導体を採取することを特徴とする魚類の成
    長ホルモンポリペプチド誘導体の製造法。
  10. (10)該DNA断片がベクタープラスミドのトリプト
    ファンプロモーターの下流に組み込まれたことを特徴と
    する特許請求の範囲第9項記載の製造法。
  11. (11)該微生物が大腸菌に属することを特徴とする特
    許請求の範囲第9または第10項記載の製造法。
  12. (12)魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体が第1
    表に示したアミノ酸配列のうち131番目から188番
    目を欠失した配列、または120番目から188番目を
    欠失した配列を有することを特徴とする特許請求の範囲
    第9、10または11項記載の製造法。
  13. (13)魚類の成長ホルモンポリペプチド誘導体をコー
    ドするDNA断片が組み込まれた組換え体プラスミドを
    含む微生物。
  14. (14)該DNA断片がベクタープラスミドのトリプト
    ファンプロモーターの下流に組み込まれたことを特徴と
    する特許請求の範囲第13項記載の微生物。
  15. (15)該微生物が大腸菌に属することを特徴とする特
    許請求の範囲第13または14項記載の微生物。
  16. (16)該DNA断片が第1表に示した塩基配列のうち
    131番目から188番目のアミノ酸に対応する塩基を
    欠失した配列または120番目から188番目のアミノ
    酸に対応する塩基を欠失した配列を有することを特徴と
    する特許請求の範囲第13〜15項記載の微生物。
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