JPS62259595A - 生理活性ペプチドの製造方法 - Google Patents

生理活性ペプチドの製造方法

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JPS62259595A
JPS62259595A JP61101100A JP10110086A JPS62259595A JP S62259595 A JPS62259595 A JP S62259595A JP 61101100 A JP61101100 A JP 61101100A JP 10110086 A JP10110086 A JP 10110086A JP S62259595 A JPS62259595 A JP S62259595A
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JP
Japan
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peptide
fusion protein
plasmid
derived
hanp
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JP61101100A
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Koji Magota
浩二 孫田
Takehiro Oshima
大島 武博
Masaharu Tanaka
正治 田中
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Suntory Ltd
Original Assignee
Suntory Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (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、産業上有用な生理活性ペプチドの製造法に関
する。さらに詳しくは、リジン(Lys)残基を有しな
い真核生物由来の生理活性ペプチド、例えばヒト心房由
来のナトリウム利尿活性を有するペプチドを、組換えD
NA技術を用いて効率よく生産するための製造法に関す
る。
〔従来の技術〕
これまで、組換えDNA技術を用いて、真核生物由来の
生理活性ペプチドまたは蛋白質を大腸菌等の微生物で生
産させようとする試みが多くなされている。
例えば、大腸菌等の微生物内で分解を受は易い比較的分
子量の小さいペプチドを生産しようとする場合、目的と
するペプチドを他の蛋白又はポリペプチドとの融合蛋白
として生産させた後、化学的あるいは酵素的な処理を行
い、その融合蛋白から目的とするペプチドを切り出し精
製する方法が、一般に用いられている。
融合蛋白から目的のペプチドを切り出す方法としては、
目的のペプチドがメチオニン残基を含まない場合には、
目的ペプチドをメチオニン残基を介した融合蛋白として
生産した後、臭化シアン(CNBr)処理によりメチオ
ニン残基を開裂させて目的のペプチドを切り出す方法(
Science 1皿、1059(1977)、 Pr
oc、Natl、八cad、sci、UsA、、 76
、106(1978))が用いられており、目的のペプ
チドにアルギニン(Arg)やリジン(Lys)残基を
含まない場合には、アルギニンやリジン残基のC末端(
カルボキシ末端)を特異的に切断するトリプシン処理で
目的のペプチドを切り出す方法(Nature 、 2
85 、456(1980))などが用いられている。
また、リジン残基のC末端を特異的に切断する酵素(リ
シルエンドペプチダーゼ)として知られているアクロモ
バクタ−(Achromohac ter)プロテアー
ゼI (以下APIと略す:特公昭54−135789
参照)も、場合により目的ペプチドの切り出しに用いる
ことができる。
目的のペプチドとの融合の相手となるポリペプチドには
、用いる宿主微生物が本来的に生産する蛋白質の断片が
よく用いられている。この場合、通常、用いる宿主微生
物で高生産する蛋白質のN末端(アミノ末端)からの適
当な大きさく長さ)をもつポリペプチド断片が用いられ
ているが、そのポリペプチド断片の大きさが、目的のペ
プチドの生産性に影響を及ぼすことが考えられる。例え
ば、該ポリペプチド領域を小さく (短かく)シて融合
蛋白質に対する目的ペプチドの割合をふやして生産性を
向上させることが考えられるが、必ずしも該ポリペプチ
ド領域を小さくしても目的ペプチドの生産性が向上する
とは限らない。例えば、大腸菌β−ガラクトシダーゼを
融合蛋白の相手として使用するインスリン生産の場合、
β−ガラクトシダーゼ領域の縮少により、目的ペプチド
の生産量が一旦上昇するが、さらに小さくすると生産量
が低下することが報告されている(Gene 、 29
.251 (1984))。このように、融合蛋白とし
である特定のペプチドを生産しようとする場合、融合の
相手となるポリペプチドがどれくらいの大きさであれば
よいかという定説はない。
本発明の製造法を具体的に説明するために、以下に述べ
る生理活性ペプチドは、松属・寒用らによりヒト心房よ
り抽出・精製された、次の式(I):を含まない)から
なるペプチド(α−type humanatrial
 natriuretic polypeptide 
;以下αhANPと略す)であり、顕著なナトリウム利
尿作用や血圧降下作用を有する(B iochem、 
B 1ophys 、Res、Con+n+un。
118.131〜139.1984)。また、αhAN
Pは、生体内では大きなペプチドからなる前駆体(r 
hANPと呼ばれるC末端部にαhANP構造をもつ1
26個のアミノ酸からなるポリペプチド: Kanga
wa % K。
ら、Nature 313.397(1985))が、
プロセシングを受けて生成されることが知られており、
その前駆体(γhANP)をコードするc[IN八も組
換えDNA技術を用いてクローニングされ(Oikaw
a % S、 ら、Nature 309.724 (
1984))、大腸菌や動物細胞で発現もされている。
これらヒト心房由来の利尿及び降圧作用を有するペプチ
ド(これらのペプチドを総称して単にhANPと呼ばれ
ることもある)の物理化学的、生化学的また薬理学的性
質について、多くの研究が活発に行われており総説も出
されている(代謝vo1.22、N116、p、499
〜559.1985)。
28個のアミノ酸からなるαhANP (式(1)参照
〕は、化学合成により製造されうるが、大量に最終精製
品を得るには多くの労力と時間を要する。
従って、αhANPの医薬品としての有用性(利尿・降
圧剤の他生体内の水分調節ペプチドとしての薬剤も期待
される)を考えた場合、より簡便で大量に製造できる方
法の確立が強く望まれる。
一方、組換えDNA技術を用いてαhANPを製造しよ
うとする試みもなされている(昭和60年体化学会大会
要旨:生化学57(8) 、854 (1985))。
そこでは、αhANPを大腸菌TrpE蛋白との融合蛋
白として発現させ、菌体破砕液から粗抽出した融合蛋白
をリシルエンドペプチダーゼや血液凝固因子ファクター
Xaで処理して、融合蛋白からαhANPを遊離させて
いるか、■ 融合蛋白を菌体破砕懸濁液から尿素を用い
て抽出しているため該抽出液に多くの夾雑蛋白が存在し
、目的とする融合蛋白を得るのにDP、へEカラムなど
を用いた精製の工程が必要であること、■ 融合蛋白の
一部として用いているTrpEポリペプチド断片には、
αhANPを融合蛋白から遊離するために用いる酵素が
作用する部位(例えばLys残基)が多いこと、また該
ポリペプチド断片が大きい(320〜340個のアミノ
酸残基からなる)ため、目的ペプチドであるαhANP
の融合蛋白に対する割合が小さいこと、■ 融合蛋白遺
伝子の発現にTrpEプロモーターを用いているため、
培養時(後期)に誘導剤(例えばインドールアクリル酢
酸(rAA))を添加する必要があること、また■ 融
合蛋白の発現量が少ないこと、など融合蛋白や目的ペプ
チドαhANPの分離に複雑な工程を要し、又回収効率
が悪いことなどの欠点があり、αhANPを工業的に大
量且つ簡便に製造する方法としては適さない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、上記のような種々の問題を解決すべく組
換えDNA技術を駆使し鋭意研究した結果、リジン残基
を有しない生理活性ペプチド、なかんずくαhANPの
簡便で効率の良い大量生産可能な製造法を見出し、本発
明を完成するに至った。
尚、実施例においては、リジン残基を有しない真核生物
由来の生理活性ペプチドとしてαhANPを例にとりそ
の製造法について述べるが、本発明の製造法は、リジン
残基を有しないペプチド、例えば血圧降下および平滑筋
収縮作用を有するヒトブラチキニンや血管収縮、血圧上
昇作用を有するアンジオテンシン、子宮収縮、乳汁分泌
促進作用を有するオキシトシンなどの製造のためにも使
用することができることは当然である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、1)誘導剤を添加することなく目的とするペ
プチドを含有する融合蛋白を大腸菌で大量に発現させ、
2)できるだけ融合蛋白の分子量を小さくし、融合蛋白
に対する目的とするペプチドの占める割合を大きくし、
3)大腸菌体内で産生された融合蛋白を簡便な方法で効
率よく回収し、4)夾雑物が少なくなるよう融合蛋白か
ら目的のペプチドを効率的に切り出し、その後の工程で
ある目的ペプチドの精製を容易にすることにより、真核
生物由来の生理活性ポリペプチドを効率よく製造するこ
とができる方法を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
前記の目的は、リジン残基を有しない目的とするペプチ
ド、例えばαhANPが、大腸菌β−ガラクトシダーゼ
由来のポリペプチド断片を含む90乃至220個のリジ
ン残基を含まないアミノ酸からなるポリペプチドの下流
すなわちC末端にリジン残基を介して連結された融合蛋
白として、大腸菌又はファージ由来遺伝子のプロモータ
ー支配下に高発現されうるプラスミドにより形質転換さ
れた大腸菌を培養し、該形質転換体の培養菌体を破砕し
く11) て得られる懸濁液の不溶画分に1的に看移行した融合蛋
白を可溶化剤例えば尿素溶液を用いて可?容化・抽出し
、リシルエンドペプチダーゼ(EC。
3.4.21.50)で処理し、目的ペプチド(αhA
NP)を融合蛋白から遊離させ、通常の方法で精製する
ことを特徴とする方法により達成される。
〔具体的な説明〕
本発明の製造法において、目的のペプチド、例えばαh
ANPの融合蛋白の相手となるポリペプチドは、リジン
残基を含まない適当な大きさのポリペプチドであれば特
に限定する必要はないが、好ましくは大腸菌β−ガラク
トシダーゼ由来のポリペプチド断片を含む90乃至22
0個のアミノ酸からなるポリペプチドがよい。このポリ
ペプチドのC末端領域には、他のペプチド、例えば、制
限酵素切断部位を挿入するためのリンカ−DNAに対応
するペプチドが連結されていてもよい。
リジン残基を介して形成された融合蛋白は、融合の相手
となるポリペプチド、例えばβ−gal断片をコードす
るDNA配列と目的ペプチドをコードするDNA配列と
の間に、翻訳開始コドンからの読み枠が合うようにデザ
インされたリジンのコドンを含む合成リンカ−(二重鎖
DNA)を挿入した遺伝子を発現させることにより得ら
れる。この場合、該リンカ−には、リジンのコドンのす
ぐ下流に目的ペプチドのN末端の一部のアミノ酸配列を
コードするDNA配列を有し、両端には連結しやすい塩
基配列、例えば適当な制限酵素サイトを含んでいるのが
好ましい。
β−ガラクトシダーゼ蛋白の遺伝子の縮小化は、β−g
al構造遺伝子配列を適当な制限酵素で切断するか、或
いは該切断部位からB a131エキソヌクレアーゼで
消化していくことにより行うことができる。前者の場合
、既にβ−gal遺伝子の塩基配列がわかっているので
(EMBOJ、、童、593〜597 (1983) 
)翻訳開始コドンからの読み枠が合うようにして、目的
とするペプチドを融合蛋白として発現しうる。
後者の場合、翻訳開始コドンからの読み枠が合わないた
めに目的ペプチドが得られないこともあるが(理論的に
は2/3の割合)、実用上はとんど問題はない。
本発明の製造法における融合蛋白からの目的ペプチドの
切り出しには、リジン残基のC末端を特異的に切断する
酵素、すなわちリシルエンドペプチダーゼが用いられる
。特に、アクロモバクタ−・リティカス(Achrom
ohacter  Iyticus)由来のアクロモバ
クタ−プロテアーゼT(APIと略す)と呼ばれる酵素
が好ましい〔和光純薬■より発売されている。〕 大腸菌内で生産される融合蛋白は、菌体破砕懸濁液の上
清から抽出される場合と、沈澱(不溶)画分から抽出さ
れる場合とが考えられるが、本発明では、目的融合蛋白
以外の夾雑蛋白又はペプチドの混在が少ない不溶画分か
ら可溶化剤、例えば6M〜8M(好ましくは8M)濃度
の尿素溶液で抽出される。不溶画分からの融合蛋白の抽
出(不溶化)にはSDSや塩酸グアニジンなどの試薬も
考えられるが、4Mの濃度でも融合蛋白が可溶化された
状態であり且つAPI酵素活性が失われない尿素の溶液
で抽出するのが好ましい。例えば、8M尿素溶液で不溶
画分から目的融合蛋白を可溶化後、適当な緩衝溶液で2
倍に希釈するだけで、何ら精製工程を経ることなくAP
Iを作用させ、目的ペプチド、例えばαhANPを遊離
させることができる。遊離された目的ペプチドは、通常
の方法で精製される。
本発明では上記のように、■目的融合蛋白を不溶画分か
ら抽出するため、該抽出液にはほとんど目的融合蛋白以
外の夾雑蛋白が存在しないこと、■液抽出液に含まれる
目的融合蛋白を何ら精製することなくAPT処理し目的
ペプチドを遊離させうろこと、■融合蛋白にはリジン残
基が唯一個しかないため、目的ペプチドを遊離するため
のAPI量が少なくてよく、また不要の夾雑ペプチドが
ほとんどないこと、さらに■融合蛋白分子中に占める目
的ペプチド分子の割合が高いことなどから、従来の方法
に比べ、はるかに簡便で且つ効率よく目的ペプチドとす
る生理活性ペプチドを製造できる。
融合蛍白遺伝子を高発現させるためのプロモーターとし
ては、大腸菌或いはファージで高生産できる蛋白質の遺
伝子のプロモーターであれば限定はされないが、本発明
では、特に大腸菌ラクトース遺伝子のプロモーター(p
lac)或いはλフアージ遺伝子由来のP、プロモータ
ーが好ましい。これらのプロモーター領域は、公知のプ
ラスミドから通常の遺伝子組換え手法により容易に得る
ことができる。例えば、本発明では、プロモーターp 
] a c、はpαNE2から(第1図参照)、PLプ
ロモーターはpS224−3から(第7図参照)容易に
導入することができる。これらのプラスミドについては
、各々特開昭58−63395、および同60−262
592に記載され、pαNH2が組込まれた大腸菌(W
A802/pαNE2)はFERM P−6031とし
て、pS224−3の材料となるプラスミドps20が
組込まれた大腸菌(N4830/ ps20)はl’l
t!RM BP−535として各l工業技術院微生物工
業技術研究所に寄託されている。
融合蛋白は、その遺伝子が挿入されている発現プラスミ
ドに依存するプラスミドDNAの複製を制御する遺伝子
(ropと略す)の機能を欠除することにより、さらに
高発現させることができる。例えば、実施例に示すよう
に(第5図参照) placプロモーター支配下に融合
蛋白を発現するプラスミドpGHα210からrop機
能を欠失させることにより(pGl(α21.0rop
−) 、目的とする融合蛋白の生産性を大巾に向上させ
ることができる。
目的の生理活性ペプチドをコードする遺伝子は化学的に
合成してもよいし、そのペプチド(或い、はそのペプチ
ドの前駆体)を産生じている細胞から得られるmRNA
を逆転写してつくられるcIINAを用いてもよい。
以下、本発明の製造法について、αhANPの製造法を
例にとり実施例をもって説明する。
pBR32251! gを旧ndllr buffer
(50mM NaCl 。
50mM )リス−塩酸(al18.0 ) 、10m
MMgCIg) 50μβ中で16ユニツトのEcoR
1により完全分解しく17) た後、エタノール沈澱によりDNAを回収し、次に、2
5mM dNTPs (dATP、dGTP、dCTP
、dTTPを含む)2μlを含むTA緩衝液〈33II
IMトリス酢酸pH7,9,66n+M酢酸カリウム、
10mM酢酸マグネシウム、0.5n+Mジチオスレイ
トール)100μβ中で4ユニツトのT4rlNAポリ
メラーゼによりEcoll T粘着末端を平滑末端とし
た。その後、エタノール沈澱によりDNAを回収し、5
a11リンカ− (5′〜GGGTCGACCC−3’ 3 ’ −CCCAGCTGGG−5”0.5μgを加
えたライゲージジン反応液(20n+Mトリスー塩酸p
l+7.4.10mM MgClt 10mMジチオス
レイトール、1 mM ATP)  20μp中、1ユ
ニツトのT4DN^リガーゼとともに15℃18時間反
応させた。
この反応液を大腸菌W 31.10に形質転換し、アン
ピシリン、テトラサイクリン薬剤耐性(Ap’ + T
c’)クローンを得た。次に、これらのクローンからプ
ラスミドを分離して制限酵素による解析を行ない、Ec
oRIサイトが5allサイトに変わったpRR322
−3al  1を得た。
B、J咀1♂埠し!材L1 5.ugのpBR322−3at TをSal I緩衝
液(150mMNaC16mM )リス−塩酸P)17
.9.6 mMMgcIg) 50μβ中で、8ユニツ
トの5allで部分消化した後、24ユニツトのBar
nHTで完全消化を行ない、寒天ゲル電気泳動により、
2番目に大きいテトラサイクリン耐性遺伝子のプロモー
ター領域を含むDNA断片(第1図の■)を分離、回収
した。また、pヶNE2 (本プラスミドは特開昭58
−63395に開示されている。さらに本プラスミドに
よって形質転換された大腸菌−A802/pヶNB2株
は、38M102と命名、工業技術院微生物工業技術研
究所に受託番号EEIIMP−6031で寄託されてい
る)5μgを5all緩衝液100μl中で、24ユニ
ツトのBamHI %及び24ユニツトのFcoRlで
完全消化した後、電気泳動的に一番大きいlacプロモ
ーターにて発現するβ−gal1007 、及びアンピ
シリン耐性遺伝子を含むDNA断片(第1図の■)を分
離、回収した。さらにThANP遺伝子(その3′末側
に。hANP構造遺伝子をもつ)を含むpS224 (
特開昭60−262592に開示)5μgを5all緩
衝液100μβ中で24ユニツトのPvuTI、及び8
0ユニツトのSal Iで完全消化した後、N末端を欠
(、、hANP遺伝子を含む電気泳動的にもっとも小さ
いDNA断片(第1図の■)を分離、回収した。前述の
■〜■のDNA断片及びLys残基と。hANPON末
@領域の一部をコードする遺伝子を含み且つ各々の末端
にそれぞれBcoRI粘着部位およびPvuTI平滑部
位を有する以下の塩基配列で示される化学合成りNA断
片(第1図の■): 1、ugを混合し、前述の方法でライゲージジンした後
、W3110への形質転換を行ないアンピシリン及びテ
トラサイクリン耐性のクローンを得た。常法に従ってこ
れらのクローンからプラスミドを分離して解析し、目的
とするpGHy 201を得た。
尚、本プラスミドが導入された大腸菌W3110/pG
Hy 1007は58M284と命名されFERM P
−8728の受託番号のもとに工業技術院微生物工業技
術研究所に寄託されている。
C−pGHa 1007の作製 5μgのpGHy 201をSal■緩衝液50μβ中
で24ユニツトのDraIで完全消化した後、電気泳動
的に一番大きいDNA断片を分離、回収した。
次に前述の方法でライゲーションした後、大腸菌W31
10への形質転換を行ない、アンピシリン感受性でテト
ラサイクリン耐性のクローンを得た。常法に従って解析
し、目的とするpGHy 1007を得た。
このpGH& 1007は、β−gal (1007個
のアミノ酸からなる蛋白)のC末端にLysを介して。
hANPが連結された融合蛋白(βgaT1007 c
t hANPと呼ぶ)がラクトースプロモーター(pl
ac)支配下に発現されるプラスミドである。
5μgのpGHIy1007をTA緩衝液50/jJ中
で8ユニツトの[!coRI及び24ユニツトの5ac
lで完全消化した後、電気泳動的に一番大きいDNA断
片を分離、回収した。次に前述のようにしてEcoRI
及び5acl粘着末端を平滑末端とした後、ライゲーシ
ョンし、大腸@W311.0への形質転換を行ない、テ
トラサイクリン耐性のクローンを得た。
常法に従って解析し、目的とするρGll&650を得
た。
pGHヶ439、及びpGHa 210の作製は、TA
緩衝液を旧ndll+緩衝液に、24ユニツトの5ac
lをそれぞれ24ユニツトのMlul及び24ユニツト
のAatUに換え、同様に行なった。
尚、pGHtx 650、pGHct439、及びpG
Hα210は、各々β−gal蛋白のN末端から650
個〜 439個、210個のアミノ酸からなるポリペプ
チドのC末端にGlu−Pheの2アミノ酸とLys残
基を介して、 hANPが連結された融合蛋白(各々β
gal 650rx hANP、βga1439z h
ANP、及びβga1210* hANPと呼ぶ)をコ
ードするDNA断片が含まれているプラスミドであるこ
とを示す。
害旅勇1 融合 白βga+1007&hANP、βg
a16506thANPの精製 前述の4つのプラスミドにより形質転換された大腸菌形
質転換株W31.10/pGl鴎1007、W3110
/pcnα650 、W3110/pGHヶ439及び
W3110/pGHy210をそれぞれテトラサイクリ
ンを含む培地(0,5%グリセリン、2.4%酵母エキ
ス、1.2%トリプトン、0.5%リン酸水素カリウム
、p)17.4.)で、37℃16時間培養した。次に
、遠心集菌した菌体をPBS緩衝液(0,8%NaC]
、 0.02%MCI、0.115%Na2)IPO4
,0,02%KHzPOt  pH7,4)に懸濁し、
高圧ホモジナイザー(’French pressur
e cellpress、 American Ins
trument company製)を用いて、100
0(lps+で破砕後10000g、、I 0分の遠心
により得た上清及び沈澱について常法に従いsns −
PAGEを行なった。その結果、第3図に示すようにβ
gallO07y hANP、βga1650cv h
ANPは遠心の上清(S)及び沈澱(P)の両方に分か
れるが(第3図でSとPの両両分に融合蛋白のバンドが
みられる)、βga1439&hANP及びβga12
10y hANPは、特異的に沈澱へ移行した (融合蛋白がP画分にみられS画分にはほとんどみられ
ない。)。このことからβga1439et hANP
及びβga1210y hANPの方が前者の2つの融
合蛋白より回収率よく精製できることが強く示唆された
βga1439z hANP及びβga1210αhA
NPはともに、破砕菌体の遠心沈澱画分から8M尿素で
可溶化されAPIの作用できる4M尿素まで尿素の濃度
を下げても融合蛋白は、はとんど沈澱しなかった。
一方、API切断部位(Lys残基)は、βga143
9& hANPに4ケ所あるが(β−gal断片中に3
ケ所と、 hANPとの結合部位に1ケ所)、βga1
210& hANPには、β−ガラクトシダーゼと、M
hANPの結合部位に1ケ所あるのみなので、βga1
210I2hANPの方がβga+439y hANP
に比べて、a hANPの切り出しに必要なAPI量が
少量ですみ、また、API切断後の。hANPの精製が
容易になるという利点がある。さらにβga1210.
. hANPは、βga1439z hANPに比べる
とβ−ガラクトシダーゼ部分が約半分以下と小さく、大
腸菌内で生産できる蛋白量の限度を考慮すると1.y 
hANPの産生量は、βga1210y hANPの方
が多くなると考えられた。
そこで、次にβga1210y hANP発現プラスミ
ドCpGH&21.0)の改良による。 hllNPの
生産性の向上を検討した。
5ttgのpBI?322をBa1l緩衝液(10mM
トリス塩酸pH7,6,12mM MgCl2) 50
μβ中で、10.:I−ニットのBa1lで完全に消化
した後、エタノール沈澱によりDNAを回収した。次に
DNAを5alT緩衝液50μlに溶解して24ユニツ
トのPvullで完全消化した後、電気泳動的に一番大
きいDNA断片(Bal I及びPv++H消化により
DNA断片の両端は、平滑末端となっている)を分離、
回収した。前述のようにライゲーション及び形質転換を
行ない、テトラサイクリン及びアンピシリン耐性のクロ
ーンを得、Pvu H−Bal l 622塩基DNA
断片の欠失したプラスミドpBR322ABal Tを
得た。
B )  pGHy 210rop−の作製5μgのI
)BR322AB al Iを5ail緩衝液50μA
中で、24tニソ) (D Dra T 及ヒ24ユニ
ツトのEcoRVで完全消化後、複製起点を含む電気泳
動的に一番大きいDNA断片を分離、回収した。
次ニ5.crg(7) pGHz210 t”5a11
緩衝液50ttll中で24ユニツトのE coRVで
完全消化した後、電気泳動的に2番目に大きいβga1
210z hANP融合蛋白をコードする遺伝子を含む
DNA断片を分離、回収した。これらのDNA断片を前
述のようにライゲーションした後、大腸菌W3110へ
の形質転換を行ない、テトラサイクリン耐性のクローン
を得た。常方に従って解析し、目的のクローンW311
0/pGH* 210rop−を得た。本プラスミドp
GII ct 210rop−はプラスミドの複製を制
御(抑制)する領域(ropと呼ばれる)の機能が欠如
したプラスミドである。
pGHy439についても同様にしてrop機能を欠如
したプラスミドpGHα439rop−を作製し、その
プラスミドによって形質転換された大腸1lW3110
/pGシ439rop−およびI)Gll& 210r
op−にょって形質転換された大腸菌W3110/pG
tly 210rop−について各々の融合蛋白すなわ
ちβga1439ヶhANPとβga+210& hA
NP、の生産性をSO3PAGEによって調べた。
その結果、第5図に示すように、特にpG)ly210
において、rop機能を欠失させることにより、融合蛋
白の生産性の大巾な上昇が観察された。尚、第5図中の
−9士は、各々培養において誘導剤IPTGを加えた(
+)か、加えなかった(−)ことを示す。生産量が少な
い場合、rPTG添加効果が顕著に現われるが、rop
機能を欠損させプラスミドコピー数を増加させるとその
効果はあまりないことがわかる。
ニジkL)シ【L」ン横り一ξリヨ flP+、1ac
Z’210yhANP のイy次に、flGHy 21
0のlacプロモーターをλフアージ由来のPI、プロ
モーターに変換したプラスミドpPLlacZ ’ 2
10y hANPの作製を行った。
A )  l1IGH& 210−EcoRTの作製(
第6図)Morinaga、Y、  ら(旧otech
nology 2 : 636.1984)の方法に準
じてpにl(&210上の]acZ ’遺伝子の直前に
EcoRIサイトを挿入したプラスミドコピー数210
−EcoRTを作製した。即ち、まず、5μgのpGl
+。
210をTA1yi衝液50μl中で、24ユニツトの
Hpalにより完全消化した後、電気泳動的に一番大き
いαhANP構造遺伝子及びテトラサイクリン耐性遺伝
子(Tc’)を含むDNA断片(第6図中の■)を分離
、回収する。その後、100mM )リス−塩M (p
H8,0) 50μβ中でアルカリ性フォスファーター
ゼ処理により、5′末端のリン酸を除く。次に5μgの
pGHa+210を5all緩衝液50μβ中で、80
ユニツトの5allで完全消化した後、電気泳動的に一
番大きいテトラサイクリン耐性遺伝子の一部を欠失した
DNA断片(第6図中の■)を分離、回収した。この両
DNA断片■及び■と、EcoRIサイトを有し、かつ
以下の塩基配列を有する5′末端がリン酸化された化学
合成−末鎖DNA (第5図中の■): 5  ’  GGATAACAATTTCACACAG
GAAGAATTCATGACCATG八TTACGG
  3  ’ とを混合し、95℃で二重鎖DNAを変性させて一へ鎖
のDNAとした後、ゆっくり冷却し、アニ一リング(対
合)させることにより二重鎖形成を行なった。この反応
液にdNTP、とDNAポリメラーゼ(Klenow断
片)、およびT4DNA リガーゼとATPを加えて反
応させることにより完全な環状二重鎖DNAとした。こ
の反応液を用いて大腸菌W3110を形質転換し、テト
ラサイクリン耐性を示すクローンを得た。常法に従って
解析しIacZ ’遺伝子の直前に!!coRI部位が
挿入された目的のプラスミドpGHy 210−[!c
oRTを得た。
B )  Pt1acZ ’ 210y hANPの乍
+ (7ヌ)前述のプラスミドpGH&210−Eco
RI 5μgをHlndl[1緩衝液501!中で0.
2ユニツトのficoRIで部分消化した後、電気泳動
的にリニアーのDNA断片を分離、回収した。さらに、
このDNAを5alI緩衝液100μβ中で、80ユニ
ツトの5allで完全消化した後、電気泳動的に2番目
に大きい、βga12101yhANP構造遺伝子を含
むDNA断片(第7図中の■)を分離、回収した。次に
5μgのpS224−3 (前述)を旧ndII+緩衝
液50pl中で16ユニツトのBcoRI及び24ユニ
ツトのAvaTで完全消化した後、λファージのPLプ
ロモーター及びアンピシリン耐性遺伝子を含む電気泳動
的に一番大きいDNA断片(第7図中の■)を分離、回
収した。この両DNA断片■及び■と、各々の末端に5
all粘着部位及びAvaI粘着部位を有し、かつ以下
のDNA塩基配列を有する化学合成りNA断片(ターミ
ネータ−trpa) (第7図中の■): をライゲーションした後、大腸菌W3110/ Ctに
形質転換、アンピシリン及びカナマイシン耐性のクロー
ンを得た。常法に従って解析し、目的のクローンを得た
大旌桝6.  a t+ANpO)!!実施例5で作製
されたpGI(y 210rop−によって形質転換さ
れた大腸菌W3110/pGHy 210rop−株を
テトラサイタリンを含む培地(4%グリセリン、2%カ
ザミノ酸、0.3%酵母エキス、2+mM MgC1g
0.5%リン酸カリウム、pH7,4)で37℃、16
時間、3β容量(実容量2Il)のジャーファーメンタ
−を用いて培養した。次に、遠心集菌した菌体PBS緩
衝液(0,8%NaC1、0,02%MCI、0.11
5%Naz11P04.0.02%K)12PO4、p
l+7.4)600mlに懸濁し、高圧ホモジナイザー
(Man tonGaultn Laboratory
 Ilomogenizer 15M−8TA)を用い
、8000ps iで破砕した後、遠心して沈澱画分を
得た。
沈澱画分を8M尿素60mMトリスー塩酸(pt+ 9
.4 )100m7!に懸濁して溶解させた後、等量の
60mMトリス塩酸(pH9,4)を加え、4M尿素溶
液にした。これに5mgのAPI(和光純薬工業株式会
社から購入)で30℃、30分間処理したのち、2N塩
酸を加えてpH6,7とし、10mMギ酸アンモニウム
で平衡化したCMI−ヨバール650 Mカラムにかけ
た。(MhANPは、100〜450mMの直線的濃度
勾配をもつギ酸アンモニウムを流すことにより溶出した
(第8図)。a hANPをさらにコスムジル5c、、
pカラム(牛丼化学側製)を用いた逆相高速液体クロマ
トグラフィー(1+Iaters社製)により、精製し
た。第8図中−・7はCM)ヨバール650Mの溶出画
分の吸光度を示し、−・−はこれらの溶出画分のsc、
8pカラムにおけるピーク面積を示す。
最終的に得られた。 hANP標晶は、マイクロボンダ
パックCl1lカラム(Wa ters社製)を用いた
逆相高速液体クロマトグラフィー(Waters社製)
の結果一本のピークであった(第9図)。また、自動ア
ミノ酸分析器(日立製作所製835−50型)による、
アミノ酸分析の結果得られたa hANP標晶のアミノ
酸組成は。hANPのアミノ酸配列から予想される値と
一致し、さらに、気相プロテインシークエンサーMod
e+ 470A (Applied Biosyste
m社II)により得られた標品のアミノ酸配列は3. 
hANPのそれに完全に一致した。
本法により、17!の培養液から約1gの融合蛋白を得
た。尚、これはahANP/20μgに相当する。
この生産性は本発明の製造法が如何に秀れているかを物
訪っている。
尚、実施例5で作製したプラスミドpPLlacZ ’
210y hANPで形質転換された大腸菌W311.
0/C+ /pP1−1acZ ’ 210z hAN
Pを用いた場合、菌体総蛋白量の30〜40%に当るβ
ga1210y hANP融合蛋白が、その菌体破砕遠
心沈澱(不溶)画分から回収され、又1βの培養から1
00mg以上の生物学的には\純粋なat hANPを
得ることができた。
尚、前述のW3110/pGHy 210rop−の場
合も、5DS−PAGEによる解析で、菌体蛋白量の2
0〜30%に当るβga1210゜hANPを、沈澱(
不溶)画分から得ることができた。
続いて、pGHot 439rop−を用いて融合蛋白
中のβ−gal領域が縮小化したプラスミドを作製し、
β−ga1w4域の大きさがどれくらいであればβga
l、 hANP融合蛋白の生産に有効であるかを検討し
た。
(A )  pGHot Balの作製(第10図)1
0zgのpGHot439rop−を旧ndTII緩衝
液100μβ中で、100ユニツトのAatlTで完全
に消化した後、エタノール沈澱によりDNAを回収した
次に、DNAをBa131緩衝液(12mM CaC1
z、12mMMgC1,,0,2M  NaCl 、、
20mM Tris/HCI  、  1mMEDTA
(pH8,0)) 100μpに溶解して10ユニツト
のB a131で5分、10分、20分後に各々30t
t/の溶液ヲとり同量のフェノール−クロロホルム1:
1溶液で処理することによりB a131の反応を停止
させた。次にフェノール層(下層)を除いた後、残留す
るフェノールをエーテルで抽出し、さらにエタノール沈
澱によりDNAを回収した。続いて各々のDNAをTA
緩衝液30μ!に溶かしたのち、15ユニツトの[!c
oRIで完全に消化し、そのうち10Iil!を2%ア
ガロースゲル電気泳動を行った。
このうち400塩基対以下のDNA断片が生じた10分
、20分処理のサンプルの残りの20μlにTA緩衝液
1(Jμl及び25mM dNTP 2 Ill、10
0mMジチオスレイトール5μN、4ユニツトのT4D
Paseを加え反応させることによりDNA末端を平滑
末端とした。次に、エタノール沈澱により各々のDNA
を集めた後、前述のようにライゲーション及び大腸菌W
311.O株への形質転換を行ない54株のBa110
/pGHy Bal クローンを分離した。
上記で得られたクローンをテトラサイクリンを含む培地
(2,4%酵母エキス、1.2%トリプトン、0.5%
グリセロール、100mMリン酸カリウム(pH7,6
))で培養し、遠沈菌体をフレンチプレスで破砕後5O
3−PAGF!によりβgal y hANP融合蛋白
の産生について検討した。その結果、54クローンのう
ち22クローンがβga121Ly hANPより小さ
い融合蛋白を産生し、またこれらはずべてβga121
0y hANPと同様、菌体破砕液の沈澱(不溶)画分
から8M尿素溶液により可溶化(抽出)されることがわ
かった。また、8M尿素抽出液を2倍に希釈し4M尿素
溶液とした後、A、PI処理を行ったところ、これら2
2クローンの内16クローン由来の融合蛋白について。
hANPに相当する分子量だけ小さくなったポリペプチ
ドが検出された。
さらにこれらのうち4クローンすなわち、Ba110/
pGH,Ba12B 、Ba110/pGH6Ba13
5 、Ba110/pGn、、 Ba136 、および
W311.0/pGFly Ba143から得られる各
々のβgal a−hANP融合蛋白のAPI処理サン
プルについて 11PLCによる解析を行った結果、標準の。hANP
に相当する位置にピークが得られた。また、これらのピ
ークが、yhANPであることをアミノ酸分析により確
認した。また、これらのクローンには、実施例5および
6に記したBa110/pGH* 210rop−やW
31.10/placZ ’ 210y hANPと同
様に目的とする融合蛋白を高生産している株もあり、こ
れらのクローンも。hANPの生産に有用であることが
示された。
また、上記の4クローンから得られる融合蛋白における
β−galfil域について、該当する融合蛋白をコー
ドするDNA配列の解析から訓べた結果、pGHy B
a128は139個、pGH+y Ba+36は124
個、pGHy Ba143は97個、PGH& Ba1
35は92個のアミノ酸残基からなるN末端からのβ−
gal断片を有していることがわかった。
参考としてW3L10/pGHy Ba12Bクローン
の培養後の菌体破砕溶液についてのS[l5−PGA[
!の結果を第11図に示した。図中、Tはトータル、S
は上清両分、Pは沈澱画分を示す。沈澱画分に融合蛋白
(矢印)が特異的に存在している。また、沈澱画分から
抽出される該融合蛋白をAPI処理した後のIIPLC
パターンを第12図に示した。図中、保持時間14.4
5分のピークは。hANPのピークと一致する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、βgaly hANP融合蛋白発現プラスミ
ドの1つρG1101007の造成プロセスの概略を示
す。 図中Z部はヶhANPをコードするDNA領域を示す。 第2図は、β−ガラクトシダーゼ(β−gap)が縮小
化された3種のβgal ct hANP融合蛋白発現
プラスミドの造成プロセスの概略を示す。 第3図は、実施例2および3で得られた4株のβgal
 、、 hANP産生形質転換株の培養菌体処理物につ
いての5rlS−PAGEを示す。図中、Tは破砕培養
菌体全体、Sはその上清両分、Pは沈澱(不溶)画分の
結果を示す。 第4図は、pGII+y 210roP−の造成プロセ
スの概略を示す。 第5図は、βgalヶhANI”発現プラスミド上のr
op機能を欠如させることによる融合蛋白の産生能への
効果を示す5r)S−PAGF!である。 第6図は、pGH,y 210 [1coRIの造成プ
ロセスの概略を示す。 第7図は、融合蛋白がλファージのptプロモーター支
配下に発現されるプラスミドplacZ ’ 210、
、 hANPの造成プロセスの概略を示す。 第8図は、API処理された融合蛋白βga+21.0
、 hANPの0Mトヨパール650 Mカラムクロマ
トグラフィーを示す。 第9図は、βga1210z hANPをAPI処理し
た後精製した。hANPの逆相高速液体クロマトグラフ
ィー ()IPLC)の結果を示す。 第10図は、βga1w4域を縮小したプラスミドpG
IIyBalの造成プロセスの概略を示す。 第11図は、Ba110/pGH* Ba128の培養
菌体処理物についての5O3−PAGEを示す。図中、
Tは破砕培養菌体全体、Sはその上清両分、Pは沈澱(
不溶)画分の結果を示す。 第12図は、第11図のP画分から得られる融合蛋白を
APT処理した後の逆相高速液体クロマトグラフィー(
HPLC)を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、リジン(Lys)残基を有しない真核生物由来の生
    理活性ペプチドの製造法であって、 A)該生理活性ペプチドが、大腸菌β−ガラクトシダー
    ゼ由来のリジン残基を有しないポリペプチド断片を含む
    90乃至220個のアミノ酸からなるポリペプチドのC
    末端にリジン残基を介して融合して成る融合蛋白として
    、大腸菌またはファージ由来遺伝子のプロモーター支配
    下に発現されうるプラスミドにより形質転換された大腸
    菌を培養し、 B)該大腸菌形質転換体の培養菌体を破砕して得られる
    不溶画分から、上記融合蛋白を可溶化剤溶液で可溶化・
    抽出し、 C)リシルエンドペプチダーゼ処理により、上記融合蛋
    白から目的とするペプチドを得る、ことを特徴とする生
    理活性ペプチドの製造法。 2、前記生理活性ペプチドが、ヒト心房由来のナトリウ
    ム利尿活性を有するペプチドである特許請求の範囲第1
    項記載の製造法。 3、生理活性ペプチドが、次の式( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) で表わされるアミノ酸配列を有するペプチド(αhAN
    P)である特許請求の範囲第1項又は第2項記載の製造
    法。 4、前記大腸菌β−ガラクトシダーゼ由来のポリペプチ
    ド断片が、該蛋白質のN末端から210個、139個、
    124個、又は97個のアミノ酸からなるポリペプチド
    である特許請求の範囲第1項記載の製造法。 5、前記プロモーターが、大腸菌ラクトース遺伝子由来
    のプロモーター、又はラムダ(λ)ファージ遺伝子由来
    のP_Lプロモーターである特許請求の範囲第1項記載
    の製造法。 6、前記プラスミドが、pGHα210rop^−で表
    わされるプラスミドである特許請求の範囲第1項記載の
    製造法。 7、前記プラスミドが、pP_LlacZ′210αh
    ANPで表わされるプラスミドである特許請求の範囲第
    1項記載の製造法。 8、前記プラスミドが、pGHαBa128、pGHα
    Ba136、pGHαBa143またはpGHαBa1
    35で表わされるプラスミドである特許請求の範囲第1
    項記載の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027310A1 (fr) * 1999-10-15 2001-04-19 Shionogi & Co., Ltd. Procede de production d'un precurseur d'adrenomeduline
CN100336912C (zh) * 2005-03-25 2007-09-12 深圳国家生化工程技术开发中心 利用高密度发酵制备重组人心钠肽-rhANP的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001027310A1 (fr) * 1999-10-15 2001-04-19 Shionogi & Co., Ltd. Procede de production d'un precurseur d'adrenomeduline
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