JPS6229977A - Human pancreatic elastase iib - Google Patents

Human pancreatic elastase iib

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JPS6229977A
JPS6229977A JP61021662A JP2166286A JPS6229977A JP S6229977 A JPS6229977 A JP S6229977A JP 61021662 A JP61021662 A JP 61021662A JP 2166286 A JP2166286 A JP 2166286A JP S6229977 A JPS6229977 A JP S6229977A
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JP
Japan
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elastase
base sequence
dna
amino acid
acid sequence
Prior art date
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JP61021662A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Takiguchi
滝口 洋
Ichiro Kawashima
一郎 川島
Tokio Tani
時雄 谷
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Sankyo Co Ltd
Original Assignee
Sankyo Co Ltd
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Publication date
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/64Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue
    • C12N9/6421Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue from mammals
    • C12N9/6424Serine endopeptidases (3.4.21)
    • C12N9/6448Elastases, e.g. pancreatic elastase (3.4.21.36); leukocyte elastase (3.4.31.37)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • C07K2319/01Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif
    • C07K2319/02Fusion polypeptide containing a localisation/targetting motif containing a signal sequence

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Abstract

PURPOSE:The titled elastase, consisting of a specific amino acid sequence, capa ble of exhibiting a biological activity equal to that of pancreatic juice, usable for the similar purpose and by the similar usage, obtained by the recombinant DNA technique and useful for arteriosclerosis, etc. CONSTITUTION:An mRNA is separated from human pancreas, and a cDNA bank is prepared by using the above-mentioned mRNA and a reverse transcriptase to isolate a plasmid containing a cDNA coding human elastase IIB from the resultant bank. A recombinant plasmid prepared therefrom is then introduced into Escherichia coli, etc., and a recombinant is collected from the resultant transformant. A clone containing a DNA coding the elastase IIB is selected from the above-mentioned recombinant and linked to a gene expres sion vector. The resultant gene expression vector is then introduced into host Escherichia coli and the resultant recombinant host is cultivated in a culture medium, e.g. glucose, at 15-43 deg.C for 3-24hr. The resultant culture is treated to afford the aimed human pancreatic elastase IIB consisting of an amino acid sequence, e.g. amino acids expressed by the formula.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒト・膵臓エラスターゼ−IIB、それをコ
ードする塩基配列を含有するDNA、そ力2で形質転換
せしめた宿主および該宿主を用いるヒト・膵臓エラスタ
ーゼの製造法に関する。 エラスターゼは、セリン・プロテアーセの1種であシ、
繊維状の不浴殴蛋白質であるエラスチンを加水分解する
酵素である。エラスチンは、硬蛋白質の1種で、高等動
物の結合組織、ル1、大動脈外皮、頚索を構成しておシ
、ペプシン、トリプシンによシわずかに分解される。 Ba1.a’  らは、動脈硬化症の研究途上で、血管
壁のエラスチン繊維の分解を認め、1949年、その分
解酵素の存在を推定した[: Ba1O’ 、 J、a
ndBanga、 1.: Schweiz Z、Pa
thol、 Bacteriol、、 12 。 350 (1949) ]。つづいて、Bangafl
、1952年、エラスチンを特異的に分解する酵素を、
膵臓のなかに発見し、結晶状に取り出し、エラスターゼ
と命名しftl [Banga、 1. : Acta
 Physjoコ、 Acad。 Sci、 Hung、、 3 、317 (1952)
 ]。 エラスターゼ(′:i、ヒ]・、・猿、)[n、兎等は
とんどの動物の膵臓に存在することが確言忍されて寂り
、その含量はヒトか3.1 m9 /肝臓J、牛が22
m9/ & 、  ラットが102渭9/、9程度であ
る。ヒトのエラスターゼ活性と、年令との関係が認めら
れて嘔シ、男40オ以−1−1女60才以上では膵臓お
よび血漿中のエラスターゼ活性が著しく低下していたC
 Loeven、 w、A、、 and Mau、re
en M、 Ba、]、dwj−n: Oeronto
logia、 17 、170 (1971) ]。 動脈硬化症の患者の場合、膵、1藏のエラスターゼの活
性は、健常人のそれより著しく低下しているか、または
、消失していた[Ba1o’ 、 J、、 a、ncl
Banga、 T、 : Nature、 178 、
310 (1956) ]。なお、エラスターゼはエラ
スチンを酵素的に分解するだけでなく、その生合成をも
促進することが、その後の研究で明らかとなってきた。 ラット、兎などを用いて、エラスターゼの薬理作用が研
究されて2す、以下のような効果が明らかとなった。 1)動脈壁への脂質およびカルシウムの沈着抑制作用 2)動脈壁のコレステロールおよびカルシウムの除去作
用 3)変性エラスチンに対する選択的分解作用4)動脈壁
弾力繊維の新生促進作用 5)血清脂質低下作用 6)リポ蛋白代謝改善作用 以上の研究をもとに行った臨床研究に2いて、エラスタ
ーゼを経口投与した結果、以下のような効果が明らかと
なった。 1)動脈壁の弾力性・伸展性の回復作用2)血清脂質異
常の改善作用 3)リポ蛋白代謝の改善作用 上記の研究には、ブタの膵臓より抽出M製したエラスタ
ーゼが用いられた。しかし、ブタエラスターゼをヒトに
投与した場合、それはヒトにとって異種タンパク質であ
るから、抗体産生が生じ、患者への再度の投与はアナフ
ィラキシ−をおこす危険性かある(特開昭59−111
80 )。 従ってヒトに投与する場合は、ヒトエラスターゼを用い
るのが好捷しい。しかし、ヒトエラスターゼを十分量入
手することは極めて困難であった。そこで、本発明者ら
は組換えDNA技術を用いて、ヒトの膵臓のエラスター
ゼ遺伝子をクローニングし、得られた組換えDNA分子
を宿主に移入して、ヒト・膵臓エラスターゼ遺伝子を発
現せしめ、目的とするエラスターゼを得ることのできる
技術の開発研究を行った結果、本発明を完成するにいた
った。 現在、2種のヒト・膵臓エラスターゼの存在は、すでに
、知ら力、ているが、その特ト付けは、いまだ十分には
おこなわれておらず、そのうちの1種、膵臓エラスター
ゼ−■のアミノ酸配列は、N末端から161固が明らか
にされている[Largman、 C,et alIB
]ochim、Biophys、 Acta、 623
 。 208(+980 ) ]のみで、その構造は、現在1
で1つたく不明であった。ところが、本発明者により、
そのアミノ酸配列のすべておよびそのDNA配列のすべ
てが明らか(τされるに至った。 本発明により明らかとなったアミノ酸配列は、上述の如
く、わずかに明らかにされたアミノ酸配列とは異なり、
本発明がまったくの新規物質C(係るものであることが
明らかである。 すなわち、本発明はヒト・膵臓エラスターゼ−IIBを
コードする塩基配列を含有DNA、該DNAを用いて形
質転換せしめた宿主、および該DNAで形質転換せしめ
た宿主を培養することによるヒト・膵臓エラスターゼ−
IIBの製造法を提供するものである。 本発明は一般式 %式% で表されるアミノ酸配列で示さるヒト・膵臓エラスター
ゼ−IIBそ、および(■)で表れるとヒト・膵臓エラ
スターゼ−IIBそ、をコードDNAに関する。そして
式中、04)−末端にげ水素原子、1vlet、または MetI]、eArgThrLeuLeuLeu、5e
rThrLeuVal Ala Gly Ala Le
u Serを有していてもよい。 特に、一般式 %式%() (式中、XはTAA 、 TGAまたはTAGを示す。 )で表わされる塩基配列またはそれと同効の塩基配列を
含有するDNAに関する。 上記DNA、 (ff)は、その5′末端にATG 、
または(5’) − 【アミノ酸配列があります】を有
していてもよい。 n1*A(II)の5′禾端にAT()全有するときに
は、ポリペプチド(I)に加えて、(■)の(川−末端
にMetを有するポリペプチドをコードする。 DNA (T)の5′末端に (5’) − 【アミノ酸配列があります】 −(3’) を有するときには、ポリペプチド(I)に加えて(r)
の(N)−末端に 【アミノ酸配列があります】 を有するポリペプチドをコードする。 式(II)で表わさ1.る塩基配列またはそわ、と同効
の塩基配列を含有する本発明のDNAは、たとえば以下
に示す(イ)〜に)のステップにより製造することがで
きる。 (イ) ヒトの膵臓より、mRNAを分離する。 (ロ) このmRNAおよび逆転写酵素を用いてcDN
Aバンクを作製する。 (ハ) 作製したCDNAバンクから、たとえば、ラッ
トエラスターゼIt  c D N Aをプローブに用
い、目的とするヒトエラスターゼをコードするc D 
Ii Aを含有するプラスミドを単離する。 に) このプラスミドから目的とするクローン化DI−
I Aを切り出す。 膵臓のRNA抽出に8たっては、グアニジン・チオシア
ネート・ホット・フェノール法、グアニジン・チオシア
ネート・塩化セシウム法なども採用しうるかグアニジン
・チオシアネート−グアニジン・塩酸法が以下の点で、
上述2法より優れている。(1)操作が簡単である。(
2)抽出・回収率が高い。(3)比較的大量の臓器から
の抽出が可能である。(4) DI=lAが混入してこ
ない。(5)RNAの分解が少ない。 真核細胞の細胞質に存在するmRNAの多くは、その3
′末端にポリA配列をもつことが知られているので、こ
の特徴を利用して、オリゴ(dT)セルロースのカラム
にmRNAを吸着せしめて、つぎに、これを溶出して精
製する。 得られたmRNAを鋳型として、逆転写酵素を用いて相
補的二M鎖DNAを合成するが、その方法としてはS1
ヌクレアーゼ法[Efstratiadis、 A。 et al、 : Ce1l、 7 、279 (19
76) ]、La、nd法[Land。 H,et al、 : Nucleic Ac1ds 
Res、、 9 、2251 (1981) ]、Ok
ayama−Berg法[:Okayama、 H,a
nd P、 Berg: ′#Ao]、。 Ce11. Biol、、 2 、161 (1982
) )、O,Joon Yoo法[0,Joon Yo
o、 et al、 : Proc、Natl+Aca
d、 Scj、。 USA 、胆、 1049 (1982) ]など採用
しうるが、本発明の目的には、Okayama−Ber
g法が好適であった。 つぎに、得られた紐換えプラスミドを大腸菌、たとえば
RR1株に導入して形質転換させる。テトラサイクリン
耐けあるいはアンピシリン耐性を、指標として、組換え
体を選択することができる。 得られた組換え体のなかから、エラスターゼをコードす
るDNAを含有するクローンを選択するためには、32
Pでラベルしたラットエラスター セ21  cDNA
をプローブに用いるコロニーハイブリダイゼーンヨン法
を用いた。 選択されたクローンに含有される塩基配列の決定は、フ
ァージIJ13を用いたジテオキシヌクレオチド合成鎖
停止の方法[Messing、 J、ら:Nuclei
c Ac1ds Res、、 9 、309 (198
1) ]  およびMaxam−Glbert法[Ma
xam、 A、 M、 and G11bert、 W
、 :Proc、 Nat]、、 Acad、Sci、
 tJsA、 74 、560 (1977) ]で実
施しうるが、本発明ではジテオキシヌクレオチド合成鎖
停止の方法を採用し、ヒト・膵臓のエラスターゼを完全
にコードするDNAを有するクローンを決定した。 つぎに、得られたクローンからエラスターゼ遺伝子をき
シ出し、これを適当な発現ベクターにつないで、適当な
宿主に導入して発現せしめることができる。 プロモーターとしては、トリプトファン(trp)プロ
モーター、ラクトース(1a)プロモーター、トリプト
ファン・ラクトース(1ac)プロモーター、外膜主要
蛋白(lpp )プロモーター、バクテリオファージ由
来のラムダ(λ)Pl、プロモーター、蛋白質釦揮長因
子Tu(t+rrB)プロモーターなどを使用しつる。 宿主として汀、大腸菌、枯草菌なとの細謂、酵1ユなど
の微生物のほか、動物細胞を採用しうる。本発明におい
ては、大腸@ (LE392 、YA 21など)が宿
主どしては好適である。 本発明のDsAt宿主に、形質転換・導入する方法とし
ては、Hanahanの方法[Hana、han、 D
、 : J 。 Mo1. Biol、、、 166 、557(198
3) ’3、塩化カルシウム法CDagart、 IV
イ、 and S、D、Ehrlich : Gene
、 6 、23(1979) ]、低pH法〔高木座敷
編著:遺伝子操作マニュアル、 p、 49 、講談社
すイエンテイフイク(1982) ]等を採用しつる。 本発明においてば、Ha na、ha n の方法が好
適であった。 このJ:うにして得た宿主(組換え体)を、公知の培地
で培養し、培養物の中に、(■)で表わさnるポリペプ
チド(その(+4)−末端にMetまたはMet  I
]、e  Arg  Thr  Leu  Leu L
eu  Ser  Thr  LeuVal Ala 
G]、y A]、a Leu 5erを有していてもよ
い。)またはその同効物を生成蓄積せしめ、これを採取
することによ和本発明の目的を達することができる。 培地としては、グルコース、カザミノ酸などからなる培
地、例えは、M9培地[Mi1]−er、 LIT、 
:Experj、ments in 1.Aolecu
lar ()enetics、 431〜433(Co
ld Spring I(arbor Lab、、 N
ew York (1972) ) ]が挙げられる。 組換え体の培養は、通常、15〜43°Cで、3〜24
時間行い、必要に応じて、通気や攪拌を加えることがで
きる。なお、動物細胞を宿主とする場合には、3〜10
日間の培養を必要とする。 培養後は、組換え体細胞を、公知の方法、例えば遠心分
離等で集める。宿主として、枯草菌、酵母、動物細胞な
どを用いる場合、ベクターの選択によっては、生産さ几
たエラスターゼは細胞外に出て、上澄液に含まれる。 一方、大腸菌を宿主とした場合、生産されたエラスター
ゼは、不溶性の蛋白として、その細砲門のlnc]us
10n bOdyに含まれる場合が多い。 この場合は、菌体を破壊して遠心分離することにより、
生産されたエラスターゼは沈澱物として得られ、る。 菌体の破壊の方法としては、超音波処理、リゾチーム処
理、凍結融解処理等を採用することかできる。該上澄液
または沈澱物からのエラスターゼの単離は、通盾知られ
ている蛋白質の精製方法により実施しうる。 本発明によシ製造されるエラスターゼは、ヒト膵液より
抽出精製したエラスターゼと同等の生物学的活性を示し
、これと同様の目的に、同は12番目と13番目のAr
g−Met結合が切れて1釜目のCysが分子内のCy
sとジスルフィド結合によってつながったtwo−ch
ains型のエラスターゼとしても存在しつる。従って
本発明はこのようなtwo−chais  型のエラス
ターゼをも包含するものである。 以下に実施例を挙げて本発明によシ具体的に説明するが
、これらは本発明の範囲を制限するものではない。 実施例 (1)  ヒト膵臓よシのm RN Aの分離5、5 
Nのヒト膵臓(−f!I検試料)をグアニジンチオシア
ネート溶液(4Mのグアニジンチオシアネート、1%の
サルコシル、20rnMのエチレンジアミン四酢酸(E
DTA)、25mMのクエン酸ナトリウム(pH7,0
)、100mMの2−メルカプトエタノール、01係の
アンチフオームA)中でポリトロンによって破壊、変性
した後、遠心して上澄を得た。これに0025倍量のl
 )A酢酸および075倍量のエタノールを加え、−2
0℃で数時間冷却した後、遠心処理によって沈澱を得た
。次にこの沈澱をグアニジンノ・イドロクロライド溶液
(7,5iaのグアニジンノーイドロクロライド、25
mMのクエン酸ナトリウム(pH7,0)、5 mMの
ジチオスレイトール(DTT) )に懸濁し、0025
倍量の1M酢酸および05倍量のエタノールを加え、−
20℃で数時間冷却した後、遠心処理を行った。ここで
得られた沈澱をグアニジンハイドロクロライド溶液に再
懸濁し、酢酸、エタノールを加え、−20°Cに冷却し
た後、遠心処理で沈澱を集めた。次に、この沈澱をエタ
ノールで数回洗い、混在しているグアニジンハイドロク
ロライドを除き、蒸留水に浴かした後にエタノールでR
NAを沈澱させた。遠心分離にょ9沈澱を集め、53.
9719のRNAを得た。 こうして得たRNAf高塩浴液塩浴液、5 +tの’t
Jact 。 20 mMのTris−I(cz (pH7,5)、i
 mMのEDTA、0.1係のドテシル硫酸ナトリウム
(SDS) )中でオリゴ(aT)セルロースカラムに
吸治させた後、ポリ(A)を含むmRNAを溶出溶液(
10mMのTris−HC,/:(pH7,5) 、 
 1 mMのEDTA 、0.05%のSDS )で溶
出させ、255μgのnnRNAを得た。 (2)  CDNA、バンクの作製 cDNAバンクの作製は、Olcayama−Berg
法に従って行った。すなわち、5μyのmRNA及び2
4ユニツトの逆転写酵素を20μtの反応液〔50mM
のTris−Hcz(pH8,3)、8mMのivfg
ct2.30 m1vlのKCt、 0.3 mMのD
’rT 、 2 mMのd、ATP 、 2 ml、4
のdOTP 、 2mMのdCTP、2m+、4のd’
l’TP 、 101tC1のα−32P−dCTP 
、  1゜4μyのベクター・ブライマーDIJA(P
L−Pharmaciaより購入)〕中で、42℃、6
0分反応させた。 2μlの0.25 M El)T八と1μlの10%S
 D FEを力口えて反応を止めた後、20μlのフェ
ノール・クロロフォルムで除蛋白を行った。遠心した後
、水層をとり、20μlの4M酢&アンモニウムと80
μtのエタノールを加え、−70°C115分間冷却し
た。次いで、遠心して沈澱を集め75係エタノールで沈
澱を洗った後、減圧乾燥した。 沈澱を15μlのターミナルトランスフエラーセ反応液
(140mMOカコジル酸カリウム、30mMのTri
s−HCべp[(6,a)、i mMの塩化コバルト、
0.5 mMのDTT 、 0.211EIのpoly
A 、 100 m1vlのdCTP)に溶かした。 37°Cで3分間反応液をあたためた後、18ユニツト
のターミナルテオキンヌクレオチジルトランスフェラー
ゼを加え、5分間反応させた。 次に、1μlの0.25 M EDTA及び05μlの
10%SDSを加え反応をとめた後、フェノール・クロ
ロフォルムで除蛋白を行つ7t、反応液を遠心後、水層
をとり、15μtの4M酢酸アンモニウム、60μtの
エタノールを加えよく混合した。−70°Cに15分間
おいた後、遠心して沈澱を集めた。 沈澱を10μtの制限酵累用緩衝液(50mMのNaC
1,10mMのTris−Hcz(pH7,5)、10
mMのMgCl2、i mMのDTT )に浴かし、2
5ユニツトの制限酵Elf、 Hind 3を加え、3
7’Cで約1時間消化した。 つキニ、フェノール・クロロフォルムで除蛋白後、エタ
ノール沈澱を行った。−70℃で15分間冷却した後、
遠心によって沈澱を集め、10μtのTε(10mMの
Tris−HCt(pH7,5)、i mMのEDTA
)に溶かした。 次に、上記試料の1μtをオリゴdG付きリンカ−(P
L−Pharmac iaより購入) 10 n、9を
加えた反応液(iomMのTris−HCt(pH7,
5)、i mMのEDTA 。 100mMのNact )に加え、65℃で5分間加熱
し、次いで42℃で30分間保温した。 水中で反応液を冷却した後、10μtの10培リガーゼ
緩衝液(10mMのATP、 660 mMのTris
−HCf(p[(7,5)、 66 mMのMgCl2
,100mMのDTT )、78μlの蒸留水、8ユニ
ツトのT4DNAリガーゼを加え、12°Cで一晩保温
した。 次K、10μt (7) 1 ’;6ct、1ユニツト
のりボヌクレアーゼH133ユニットのDI−J Aポ
リメラーゼ■、4ユニツトのT 4 DNAリガーゼ、
05μlのヌクレオチド溶液(20mMのdATP、 
20111Mのd()TP 。 ’lo mMのdCTP、 20 mMのdTTP)、
01μtの50μg/μを牛血清アルブミン(BSA)
を加え、12°Cで1時間、ついで25℃で1時間保温
した。 この反応液を、5倍に希釈した後、ただちに[(ana
、1ianの方法[Hanahan 、 D、 : J
、 Mo1. Biol、。 166 、557 (1983) 〕によって、大腸菌
RRI株を形質転換し、ヒト膵臓cDNAノくンクを作
製しする組換え菌の分離 上述のヒト膵臓c D N 、Aバンクのうち4700
株の組換え菌のDNAを、”r u、n sj e 1
 n + M 、a n d HOgn e sS r
I)、S、の方法[Proc、 Natt、 Acad
、 Sci、、 USA 、 72 。 3961 (1975) ] FCよってニトロセルロ
ースフィルター上に固着した。 めに、ラット・膵臓エラスターゼl  cDNA断片を
プローブとして用いた。ラット・膵臓エラスターゼII
  CDNAは、以下の方法で分離した。まず、ラット
膵1撒から抽出したmRN Aを用いてcDNAバンク
を作製した。一方、MacDonald、 R。 J、ら[:Bj、ocllem、、 21 、1453
 (1982) 〕 により明らかにされたラット・膵
1懺エラスターセTl  mRNAの塩基配列の一部(
151〜156i¥目のアミノ酸配列(/こ灼応する)
にイl補的な、17marからなるオリゴチオキシヌク
レオチド5’ d (GGCATAGTCCA CA 
A CCA、) 3’を合成した。このオリゴチオキシ
ヌクレオチドの5′末端をMaxam、 A、M、 a
nd G11bert。 W、の方法[Proc、 Natt、 Acad、 S
ci、、 USA 、14 、560(1977)]に
よって Pで標識したものをプローブに用いて、上2の
ラット膵臓cDNAバンクよす同エラスターゼl  c
DNA  クローンを選択した。 次に、得られ、たラット・膵1尿エラスターゼ■c D
 N Aから制限酵累Aat 2とHind 3で20
0 塩基長の断片を切り出し、ニックトランスレーショ
ン法[Rigby、 P、W、 et aム: J、 
MoムBio、/:、、 113 。 237 (+977)]によって32Pで標識した。こ
のDi払断片をプローブにして、Alwine、 J、
C,らの方法[Proc、 Natt、 Acad、 
Sci、、 USA、 74 、5350 (+977
)]によって上配のニトロセルロースフィルター上に固
着したDNA、に会合させ、オートラジオグラフィーに
よってプローブと反応するクローンを8株得た。これら
の菌株のうちの1株の含有するプラスミドをpH2E8
と命名した。 pH2Fll  に挿入され、ているDNAの制限酵累
地図を第1図に示す。丑だその全塩基配列とそれがコー
トするアミノ酸配列を第1表に示す。 箋l袈 【アミノ酸配列があります】 【アミノ酸配列があります】 pH2E8fd、161固のアミノ酸からなるシグナル
ペプチドをコートする領域と253個のアミノ酸からな
る成熟エラスターセ蛋日質をコードする領域の全てを持
っていることがわかる。甘だ、pH2E8は、5′及び
3′非翻訳領域も含んでいる。 p)(2E 8のコートするアミノ酸配列と、MacD
onald、 R,J、ら[Biochem、 21 
、1453 (1982) ]の報告しているラット・
膵臓エラスターゼ■のそをコードするc D N Aで
ある。ヒト・膵臓エラスターゼ■については、Larg
ma、n、 C,ら(:Biochj、m。 Bj、ophys、 Acta、 623 、208 
(1980)]が(N)−末端の16個のアミノ酸配列
を報告しているが、pH2E8のそれとは明らかに異な
っている。従って1)82E8は新規のエラスターゼを
コードするものである。 T)82F 8はヒトエラスターゼm RN Aから逆
転写酵素によって合成された完全長のcDNAであるの
で、とのcDNAi適当な発現ベクターに移すことで、
大腸菌、酵母、動物細胞などを宿主として、ヒト・膵臓
エラスターゼ−nBk大量生産できる。 (4)  動物細胞を用いたヒト・膵臓エラスターゼ−
■Bの生産 動物細胞を宿主にしてヒトエラスターゼ−11Bを生産
させるため、第2図に示す手順によってそのcDNAと
発現用ベクターと全連結した。発現用ベクターとしてS
V40のプロモーター、エンハンサ−、ポリAシグナル
、small T antigen遺伝子の介在配列(
イントロン)を含むpsV2シラスミPを使用した。 ベクターとc DNAが転写方向に関して順の向きに連
結されている発現プラスミl’ (pSV2−E2B)
を制限酵素切断・ぐターン全解析することにより、遣損
した。 構築した発現シラスミドpsV2− E2B G工、動
物細胞(C08I細胞)へリン酸カルシウム法によす導
入(トランスフェクション)シタ。リン酸カルシウム法
によるl・ランスフエクションは、Gr ahamとv
an der Ebの方法に従つfc (Virolo
gy。 52.456(1973)]。 トランスフェクションに使用するC08I細胞は、直径
10cmのシャーレに1×10 細胞全まき、10チの
牛胎児血清を含むダルベツコ変法イーグル培地で一晩培
養した。次に、300μ7のpSV2− E2B ’プ
ラスミドに12.55m1の滅菌蒸留水に懸濁し、0.
75 meの2.5 M CaCA22加えてよく混合
した後に、ビベソトヲ用いて溶成中に7′Fl金りてな
がら、1.、5 mlの10 x HeB5 mW (
210mMのHEPES 、 1.37 MのNaC7
、4,7mMのKCA 。 10、6 mM (D Na2HPO4、55,5mM
のブドウ糖、P147.(15)全滴下してDliAと
リン酸カルシウムの沈殿全形成させた。30分間室温で
放置して沈殿全熟成させた後、シャーレ1枚あたり1m
1f、予め10係の牛脂児血清全含む新鮮な培地に置換
したC08I細胞へ加えた。これを37℃、5%の00
2存在下で12時間培養した後、培養液ケ捨て、牛胎児
血清ヲ含まない新しいダルベツコ変法イーグル培地に置
換し、さらに37°C15多のco2存狂下(lこて4
8時間培養した。なお、ここで得られたトランスフェク
ションしたC08I細胞を工、ヒトエラスターゼ−uB
mRN−Aの確認に用い、捷だ培養上清(エラスターゼ
活性の測定に供された。 トランスフェクションし7i(CO8I細胞生細胞中現
プラスミドから転写されたヒトエラスターゼ−nB m
RNAが存在していることを確認するために、以下のよ
うにC08I細胞からmRNA f抽出してノーザン・
プロット・バイブリクイ−t’ −ジョンを行なった。 48時間培養後のC08I細胞に、シャーレ1枚あたり
、1 meのグアニノンチオシア不−ト浴i(4Mのグ
アニノンチオンアネ−1−、1係のすfivコ’/ル、
2[1mMのEDTA、 25mMのクエン酸ナトリウ
ム(pt(7,+1 )、1. fl (l mMの2
−メルカプトエタノール、01− %のアンチフオーム
A)を加え、細胞全融解した。次に、この溶液全21ゲ
ーソの注射針に数回通して高分子DliA’i低分子化
した後、5.7 Mの塩化セシウムと0. I MのE
DTAを含む溶液の上に重層し、日立RPS 40スウ
イングローターを用いて、30,000 rpm、20
℃、17時間遠心した。ことで得られたRIiA沈殿ケ
少量のエタノールで洗い、300μtの蒸留水に溶解し
た。 抽出した全RNA ′jf:AvivどLederの方
法(P丁OC。 Natl、 Acad、 Sci、 USA 69.1
408(1972))に従ってオリが(dT)セルロー
スカラムにかけ、数μグのmRNAを精製した。精製し
たm’RNAの半量ケ使用してThomasの方法(P
丁oc、 Natl、 Acad、 Sci。 USA 77.520111980))に従って、ノー
ザン・プロット・ハイブリダイゼーションを行なった。 プローブに(工、二ツクトランスレーション法[Rig
by、 P、W、 et al、、 J、Mo1. B
iol、 113 、237(1977))によって3
2p標識したヒトエラスターゼ−IB cDNA f用
いた。その結果、psV2−E2B全導入したC03I
細胞のmFtNAのみにプローブとハイブリダイズする
大きさ約1.8 kbの強いバンドと、大きさ約1.O
kbの弱いパン1:′が検出された。psV2− E2
Bが転写された場合、ベクターに含まれるポIJ Aシ
グナルで転写が終結すると1.8kbの大きさのmRN
Aが生じ、c DNAに含寸れるyW IJ Aシグナ
ルで転写が終結すると1.Okbのm RN Aが生じ
ると推定される。ノーザン・プロット・ハイブリダイゼ
ーションによって得うれた結果は、それらの推定値と一
致した。したカッチ、psV2− E2B &X C0
3I細胞中で5V4oの7’ o モーターIT’lJ
用して、ヒトエラスターゼ−IIB mRNA k多量
に合成していることが示された。 T)SV2に組み込んだヒトエラスターゼ−r[BcD
NAはシグナルペプチド領域を保持しているので、発現
されるエラスターゼは培地中ヘプロエラスターゼとして
分泌されることが期待される。そこで48時間培養後の
培養゛敵中のエラスターゼ活性全測定した。1 mlの
培養上清にTris−HC1緩衝液(pH8,0)を最
終濃度02Mになるように加えたのち、10■/mlの
トリプシン全50μを加え、25℃で15分間保温する
ことによりプロエラスターゼの活性化処理?行なった。 次に50μtの大豆トリプシン・インヒビター浴液(l
 Omg7m13 )および合成基質であるGlo、t
aryl−Ala−Ala−Pro−Leu−p −n
1troanilide f加え、25℃で保温するこ
とにより酵素反応を行なった。反応後、遊離しyt p
 −n1troanilide f 410 nmでの
吸光度を測定することにエリ定量した。 その結果、psV2− E2Bでトランスフェクション
したCO31細胞の培養液ケ用いて測定した場合、明ら
かなエラスターゼ活性が検出され、CO81細胞におけ
る活性ヒトエラスターゼ−IBの生産が示された。なお
、この際トリプシンによるプロエラスターゼの活性化処
理は必須であった。 psV2− E2BをCO3]細胞に導入した本実施例
においては、ヒトエラスターゼ−IIBの生産は短期的
(transient expression )であ
るが、pSV2−E2Bシラスミドに適当な選択マーカ
ー(例えば、neo遺伝子、dihydrofolat
e reduct、ase遺伝子など)全連結してCH
O細胞などに導入すれば、長期間にわたりヒトエラスタ
ーゼ−11Bi生産可能な細胞株全造成することができ
る。 (5)  枯草菌*用いたヒト・膵臓エラスターゼ−n
Bの生産 発現ベクターの構築 発現ベクターの構築法は、第3図に示した。 1ず、ヒトエラスターゼ−IB cDNA k含有する
プラスミドpH2E8i制限酵累Hind3で切断して
直鎖状にした後、制限酵素Pvu 2で部分切断し、エ
ラスターゼ−DB cDNA k含む約1..3kbの
DNA断片を分離した。これを制限酵素Hha ]で部
分切断することにより、エラスターゼ−IBのアクチベ
ーションベプチドのト]末端側から8番目のアミノ酸エ
リ下流荀コードするcDNA ’j(含む断片を得た。 このDNA断片に、枯草菌α−アミラーゼのシグナルペ
プチドの一部ならびにエラスターゼ−IBのアクチベー
ションペプチドの1q末端側の7個のアミノ酸をコード
する合成オリゴヌクレオチド(第4図)をT4D1iA
りが−ゼにで結合させた。 一方、枯草菌のα−アミラーゼ遺伝子がクローニングさ
れているプラスミドpTUB 228(Ohmura、
 K、 etal、、 J、 Biochem、 95
.87(1984):]全制限酵素Hind 3で切断
して、α−アミラーゼのプロモーターおよびシグナルペ
プチドの一部全含む428塩基対のDNA断片、および
複製開始点を含む5,100塩基対のDNA断片を、そ
ね、それ単離した。428塩基対のDliA断片はさら
に制限酵素Hpa 2にて、まfc5,100塩基対の
DNA断片G工制限酵素Sma ]にて切断した後、そ
れぞれより385塩基対、4566塩基対のDliA断
片金1牝た。上記;3種のDIiA断片をT4DNAリ
ガーゼにて結合させた後、常法にエリ枯草菌207−2
5株(m’i 63 hsrM recE4 a、my
EO7aro l9061euA81ys21 : M
arburg株由来)のプロトプラスト中に取り込寸せ
、再生させに後、10μ?/ml!のカナマイノンを含
む培地で培養(−1本培地上にて生育可能な形質転換株
を得た。いくつかの形質転換株から目的のプラスミド全
選択するために、第4図に示した合成オリゴヌクレオチ
ドをプローブに用いて、コロニーノ〜イブリダイゼーシ
ョンを行なった。得られた陽1牛のクローンよりプラス
ミドを分離し、その塩基配列全決定することにより目的
のものであること全確認した。このようにして得られた
発現プラスミド全pBsEX −E2Bと命名した。 培地上清中のエラスターゼ活性 前述のヒトエラスターゼ−IB発現プラスミドpBsE
X−E2B全導入した枯草菌207−25株を、50μ
q/ml!のカナマイシンを含むLG培地17!4]%
のバクトドリプトン(Difco )、05チのイース
トエキストラクト(Dirco )、05%のNaCL
、 22μのブドウ糖、pH7,0)にて35℃、48
時間往復振盪培養した。培養終了後、培養液(工4℃に
冷却し、3,000xg、5分間の遠心分離にて菌体全
除去した後、上清液に硫酸アンモニウム全55係飽和に
なるように加え、4℃で12時間攪拌した。本操作によ
って生成した不溶物音8.000Xg、20分間の遠心
分離により沈殿させ、上清液を除いた後、沈殿物音20
m1の02M Tris−HCt緩衝U (p)(8,
o )に溶解した。主溶液ケ、1〃の0.2 M Tr
 1s−HCL緩衝液(pH8,0)に対して16時間
透析し、不溶性物質−48,000Xg、20分間の遠
心分離にて除去した。この透析内gゲ粗エラスターゼー
JIB試料液として以下の検定に用いた。 試料液のエラスターゼ活性は、下記の方法で測定した。 捷ず、試料液を+−リプシンで処理することにより、プ
ロエラスターゼ全活性化し、次に合成基質Glutar
yl−Ala−Ala−Pro−Leu−p−nitr
o−anilideと反応させ、遊離し7tp−ni廿
oanj、1ide f41、 Onmの吸光度−t 
i++定することにより定量した。 反応温度は25℃で行々つた。その結果、pBsEX−
E2Bi導入した207−25株の試料液において明ら
かな活性が検出され、枯草菌における活性ヒトエラスタ
ーゼ−IBの生産が示された。 (6)大腸菌に用いたヒト・膵臓エラスターゼ−[Bの
生産 ヒトエラスターゼ−FIB cDNA f含有するプラ
スミドpH2E 8を制限酵素Hind 3で切断して
直釦状にした後、制限酵素Pvひ2で部分切断し、エラ
スターゼ−IIB cDNA k含む約1.3kbのD
I−コA断片全分離した。これを制限酵素Dd、e 1
で部分切断することにエリ、エラスターゼ−IBのアク
チペーション被プチドより下流をコードするcDNAD
NA断片ケ得た。次に、DNAポリメラーゼK]、en
owフラグメントと4種のデオキシリボヌクレオシド5
′−三リン酸(d、A、TP 、 d、cTP 、 d
OTP 。 dTTP ) i用いてこのDNA断片を処理すること
により、両末端を平滑末端にした。得られたDNA断片
全プラスミドpUC8のSma ]切断部位に、T4D
NA IJガーゼケ用いて組み込んだ。 このようにして構築したプラスミド″ヲ用いて、大腸菌
JM 103株全形質転換した。いくつかの形質転換株
からグラスミ1″ケ抽出し、cDNAの転写の方向がラ
クトースオペロンのプロモーターの向きと一致している
ものを制限酵素マツピングVC,,l:り選択した。こ
のエラスターゼ−IIB発現プラスミドw pH2EX
 −8と命名した(第5図)。 pH2EX−8中のエラスターゼcDNAの5′床端付
近の塩基配列とアミノ酸配列は、次のようになる。 (−β−ガラクトシグーゼ→1←エラスターゼ=Thr
Met工1eTl〕l’ASI〕5erLeuSerC
ysG1yVa、1”’AT’G  ACCATG  
ATT  ACG  AAT TCCCTCAG〒 T
GT GGG  GTC・・・したがって、I)H2E
χ−8により発現されるヒトエラスターゼ−[Bは、そ
のアクチベーションペゾチドのト1末端側(Cシグナル
ペプチド由来の2個のアミノ酸(Leu 、 Ser 
)とβ−がラクトシダーゼ由来の6個のアミノ酸が結合
した融合蛋白になる。 次に、pH2EX −8で大腸菌のいくつかの株?形質
転fiし、ヒトエラスターゼ−■B金生産しつる菌株を
得た。得ら才した発現プラスミドを含む菌株全、2×T
Y−アンピシリン培地(16係のバクトドリプトン、1
%のイーストエキストラク)、0.5%のL]aC1、
5011り/fnl ノア 7ビシリン)に接種し、3
7℃、15時間培養した。培養後、培養液を遠心して菌
体全集め、2.4 X 1−08細胞相当景の菌体を1
5μtのSDS溶液(2%のSDS 。 5%の2−メルカプトエタノール、10%のグリセリフ
、60mMのTris −HCl (pH68) )に
懸濁し、100℃、3分間加熱した後、Laemmli
らの方法(Natqre、 227.680(1970
))に従って5DS−ポリアクリルアミドゲル電、気泳
動し、生産されている蛋白全解析した。 その結果、YA21株において多量々エラスターゼの生
産が認められた。エラスターゼ融合蛋白の生産高Q工Y
A21株が生産している全蛋白の20係に相当していた
。X984株においても、比較的多量のエラスターゼ融
合蛋白が生産されていたが、生産高はYA21株の半分
以下であった。その他2株の大腸菌()IB 101株
およびMC4100株)におけるエラスターゼ融合蛋白
の生産量は、著しく低かった。 エラスターゼ融合蛋白は菌体内で1nclusionb
ody f形成しているので比較的容易に精製すること
ができた。す彦わち、pH2Eχ−8で形質転換し;i
 YA、 21株の培養液1!より、1nc1.usi
on body全形成している菌体が6.5Li得られ
た。得られた菌体5.5fiリゾチ一ム02■/mlお
よびデオキシコール61 mg/me f含む50 m
M (7) TTis−HCA緩衝液(pH8,0)中
で処理して溶菌させた。未破壊の菌体ケ、低速遠ノし・
分離(1,500Xg、10分間)にて除去した後、高
速遠心分離(11,000Xg、20分間)にて1nc
lusion body f沈殿として回収した。この
1nclusion body Kはまだ菌体断片が多
量に含まれているので、トライトンX−100f 5 
my/m/、f含む50 mMのTr is −HCL
緩衝液に懸l蜀した後、高速遠心分離(11,000X
g 。 20分間)にて洗浄した。洗浄した1nclusion
bodyl!、少量のTris−HCA緩衝液に懸濁し
て4℃で保存した。 このようにして精製することにより300■のinc]
、usion bodyが得られ、これには約50%の
エラスターゼ=■B融合蛋白が含有されていた。 1k、pH2EX−8で形質転換したYA21株により
生産されi 1nclusion bodyがエラスタ
ーゼ融合蛋白であることは、immuno−b]、ot
ting法にて確認した。 上述のように、大腸菌にて生産されたエラスターゼの大
部分は、1nclusion bodyと々り菌体の不
溶性画分に存在しているが、一部は可溶性であり酵素活
性をも保存した状態で存在している。そこで、本酵素活
註の検出シエ以下のようにして行々つた。 pH2EX−8で形質転換したて984株ケ2XTY−
アンピシリン培地1にで37℃、15時間振盪培養した
。培養終了後、腸体−i3,000Xg、5分間の遠心
分離にて集め、20m1:の緩衝液AC30mMのTr
is −HCt(p)!8.0 )、] mMのEDT
A 、 50 mMのNaCt)に懸濁し、リゾチーム
’i 10 Tn7加えたのち5℃で20分間保温した
。次にデオキシコール酸を最終濃度1m97m1となる
ように加え、20℃に加温し、さらにデオキシリボヌク
レアーゼを最終濃度0.1 my/meとなるように加
えたのちポリトロン破砕機で菌体を破砕した。得られた
溶菌数ケ80,000Xg、40分間遠心分離し、菌体
断片を除いたのち、セファデックスG−75カラムシロ
マドグラフイーにかけた。エラスターゼ活性画分は、さ
らに抗体アフィニティークロマトグラフィーにて精製し
、これをエラスターゼ−HB試利液として以下の検定に
用いた。 試料のエラスターゼ活i生に、下記の方法で測定した。 まず、試料1kl−IJプンンで処理することにより、
プロエラスターゼを活性化し友。 次に、合成基質G111jary1−Ala−A、1a
−PrO−Leu−p −nitroanilide 
と反応させ、遊離したp−n1troanilide全
410nmの吸光度全測定することにより定量した。反
応は、合成基質金倉む0.2 MのTris−HCA緩
衝液(pH8,0)中で25°に保温することにより行
なわれた。その結果、pI−12EX−8で形質転換し
たす984株の試料液において、明らかな活性が検出さ
it、大腸菌における活性ヒトエラスターゼ−■Bの生
産が示された。 (7)酵母を用いたヒト・膵臓エラスターゼ−[Bの生
産 酵母全宿主とする場合も、大腸菌、枯草菌および動物細
胞の場合と同様に、ヒト・膵臓エラスターゼ−[B c
DNA f、常法にて適当なる発現ベクターに連結して
、宿主細胞に移入し、それ全発現させることができ、そ
の培養物中にエラスターゼ活性の存在全確認することが
でき之。 「組換えDNA実験指針」に記載されているS。 cerevisiae f宿主とすることができるが、
具体的には同5288c株などが好適であった。一方、
ベクターとしては、YEp 13などが好適であった。 また、プロモーターとしては、アルコール脱水素酵素遺
伝子全コードするADH1遺伝子などが
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides human pancreatic elastase-IIB, a DNA containing the base sequence encoding it, a host transformed with Sotoriki 2, and a method for producing human pancreatic elastase using the host. Regarding. Elastase is a type of serine protease.
It is an enzyme that hydrolyzes elastin, a fibrous protein. Elastin is a type of hard protein that constitutes the connective tissues of higher animals, the outer skin of the aorta, and the cervical cord, and is slightly degraded by pepsin and trypsin. Ba1. While researching arteriosclerosis, a' et al. recognized the decomposition of elastin fibers in blood vessel walls, and in 1949 they deduced the existence of the degrading enzyme [: Ba1O', J, a
ndBanga, 1. : Schweiz Z, Pa
thol, Bacteriol, 12. 350 (1949)]. Next, Bangafl
, 1952, discovered an enzyme that specifically degrades elastin.
It was discovered in the pancreas, extracted in crystal form, and named elastase.ftl [Banga, 1. : Acta
Physjoko, Acad. Sci, Hung, 3, 317 (1952)
]. It is well known that elastase (':i, hi]...monkey) [n, rabbit, etc.] is present in the pancreas of most animals, and its content is 3.1 m9/liver J. , 22 cows
m9/ & , rat is about 102 渭9/, 9. A relationship between human elastase activity and age was observed, leading to vomiting, and elastase activity in the pancreas and plasma was significantly reduced in men over 40 years old and women over 60 years old.C
Loeven, w, A,, and Mau, re.
en M, Ba, ], dwj-n: Oeronto
logia, 17, 170 (1971)]. In patients with arteriosclerosis, the activity of pancreatic elastase was significantly lower than that in healthy subjects or disappeared [Ba1o', J., a, ncl.
Banga, T.: Nature, 178,
310 (1956)]. Further, subsequent research has revealed that elastase not only enzymatically degrades elastin, but also promotes its biosynthesis. The pharmacological effects of elastase have been studied using rats, rabbits, etc., and the following effects have been revealed. 1) Effect of suppressing lipid and calcium deposition on the arterial wall 2) Effect of removing cholesterol and calcium from the arterial wall 3) Effect of selectively decomposing denatured elastin 4) Effect of promoting new generation of elastic fibers in the arterial wall 5) Effect of lowering serum lipids 6 ) Improving effect on lipoprotein metabolism In a clinical study conducted based on the above research, the following effects were revealed as a result of oral administration of elastase. 1) Restoring elasticity and extensibility of arterial walls 2) Improving serum lipid abnormalities 3) Improving lipoprotein metabolism Elastase prepared from porcine pancreas extract was used in the above research. However, when porcine elastase is administered to humans, since it is a foreign protein to humans, antibody production occurs, and repeated administration to the patient may pose a risk of anaphylaxis (Japanese Patent Application Laid-open No. 111-1982).
80). Therefore, when administering to humans, it is preferable to use human elastase. However, it has been extremely difficult to obtain a sufficient amount of human elastase. Therefore, the present inventors used recombinant DNA technology to clone the human pancreatic elastase gene, and transferred the obtained recombinant DNA molecule into a host to express the human pancreatic elastase gene. The present invention was completed as a result of research and development of a technology that would enable the production of elastase. At present, the existence of two types of human pancreatic elastase is well known, but their characterization has not yet been fully performed, and the amino acid sequence of one of them, pancreatic elastase-■ The 161 chain has been clarified from the N-terminus [Largman, C, et al.
]ochim, Biophys, Acta, 623
. 208 (+980)], and its structure is currently 1
One thing was unclear. However, the inventor of the present invention
All of its amino acid sequences and all of its DNA sequences have been revealed (tau).The amino acid sequence revealed by the present invention differs from the slightly revealed amino acid sequences as described above,
It is clear that the present invention relates to a completely new substance C (that is, the present invention relates to a DNA containing a base sequence encoding human pancreatic elastase-IIB, a host transformed using the DNA, and human pancreatic elastase by culturing a host transformed with the DNA.
A method for producing IIB is provided. The present invention relates to DNA encoding human pancreatic elastase-IIB represented by the amino acid sequence represented by the general formula %, and human pancreatic elastase-IIB represented by (■). and in the formula, 04)-terminal hydrogen atom, 1vlet, or MetI], eArgThrLeuLeuLeu, 5e
rThrLeuVal Ala Gly Ala Le
It may have u Ser. In particular, it relates to a DNA containing a base sequence represented by the general formula % (in which X represents TAA, TGA, or TAG) or a base sequence equivalent thereto. The above DNA (ff) has ATG at its 5' end,
Or it may have (5') - [There is an amino acid sequence]. When n1*A(II) has all AT() at the 5' end, it encodes a polypeptide having Met at the (river-end) of (■) in addition to polypeptide (I). DNA (T) When the 5' end of the polypeptide has (5') - [There is an amino acid sequence] - (3'), in addition to polypeptide (I), (r)
It encodes a polypeptide having [amino acid sequence] at its (N)-terminus. Represented by formula (II) 1. The DNA of the present invention containing a base sequence or a base sequence having the same effect as that described above can be produced, for example, by the steps (a) to (b) shown below. (b) Isolate mRNA from human pancreas. (b) cDNA using this mRNA and reverse transcriptase
Create A bank. (c) From the prepared cDNA bank, for example, using rat elastase It c DNA as a probe, cD encoding the desired human elastase is extracted.
A plasmid containing IiA is isolated. ) From this plasmid, clone the desired DI-
Cut out IA. Can the guanidine thiocyanate hot phenol method or the guanidine thiocyanate cesium chloride method be used for pancreatic RNA extraction?The guanidine thiocyanate-guanidine hydrochloric acid method has the following points:
This method is superior to the above two methods. (1) Easy to operate. (
2) High extraction and recovery rate. (3) It is possible to extract from a relatively large amount of organs. (4) DI=lA is not mixed in. (5) Less RNA degradation. Many of the mRNAs present in the cytoplasm of eukaryotic cells are
Since mRNA is known to have a polyA sequence at its end, this feature is utilized to adsorb mRNA onto an oligo(dT) cellulose column, and then elute and purify it. Using the obtained mRNA as a template, complementary double M-strand DNA is synthesized using reverse transcriptase.
Nuclease method [Efstratiadis, A. et al.: Ce1l, 7, 279 (19
76) ], La, nd method [Land. H, et al.: Nucleic Ac1ds
Res,, 9, 2251 (1981)], Ok
ayama-Berg method [: Okayama, H,a
nd P, Berg: '#Ao],. Ce11. Biol, 2, 161 (1982
) ), O, Joon Yoo method [0, Joon Yo
o, et al, : Proc, Natl+Aca
d, Scj,. USA, Biol., 1049 (1982)], but for the purpose of the present invention, the
The g method was preferred. Next, the obtained recombinant plasmid is introduced into E. coli, for example, the RR1 strain, and transformed. Recombinants can be selected using tetracycline resistance or ampicillin resistance as an indicator. In order to select clones containing elastase-encoding DNA from the obtained recombinants, 32
Rat elastase se21 cDNA labeled with P
The colony hybridization method was used, using the probe as a probe. The nucleotide sequence contained in the selected clone was determined using the method of ditheoxynucleotide synthesis chain termination using phage IJ13 [Messing, J. et al.: Nuclei
c Ac1ds Res, 9, 309 (198
1)] and the Maxam-Gbert method [Ma
xam, A, M, and G11bert, W
, :Proc, Nat],, Acad, Sci,
tJsA, 74, 560 (1977)], but in the present invention, a ditheoxynucleotide synthetic chain termination method was employed to determine a clone having DNA completely encoding human pancreatic elastase. Next, the elastase gene is extracted from the obtained clone, ligated to an appropriate expression vector, and introduced into an appropriate host for expression. Promoters include tryptophan (trp) promoter, lactose (1a) promoter, tryptophan-lactose (1ac) promoter, outer membrane major protein (lpp) promoter, bacteriophage-derived lambda (λ) Pl, promoter, protein button volatilization factor. Use the Tu (t+rrB) promoter or the like. In addition to microorganisms such as seawater, Escherichia coli, Bacillus subtilis, and yeast, animal cells can be used as hosts. In the present invention, the large intestine (LE392, YA 21, etc.) is suitable as the host. As a method for transforming and introducing the DsAt host of the present invention, Hanahan's method [Hana, han, D
, :J. Mo1. Biol,, 166, 557 (198
3) '3, Calcium chloride method CDagart, IV
I, and S, D, Ehrlich: Gene
, 6, 23 (1979)], the low pH method [edited by Zashiki Takagi: Gene Manipulation Manual, p. 49, Kodansha University Press (1982)], etc. In the present invention, the method of Hana and Han was suitable. The host (recombinant) obtained in J: is cultured in a known medium, and the culture contains a polypeptide (■) represented by (■) (Met or Met I at its (+4)-terminus).
], e Arg Thr Leu Leu L
eu Ser Thr LeuVal Ala
G], y A], a Leu 5er. ) or its equivalents are produced and accumulated, and the objects of the present invention can be achieved by collecting them. As a medium, a medium consisting of glucose, casamino acid, etc., for example, M9 medium [Mi1]-er, LIT,
:Experj, ments in 1. Aolecu
lar () enetics, 431-433 (Co
ld Spring I (arbor Lab,, N
ew York (1972)]. The recombinant is usually cultured at 15-43°C for 3-24°C.
Aeration and stirring can be added as necessary. In addition, when using animal cells as hosts, 3 to 10
Requires incubation for days. After culturing, the recombinant cells are collected by a known method such as centrifugation. When Bacillus subtilis, yeast, animal cells, etc. are used as a host, depending on the choice of vector, the produced elastase exits the cell and is contained in the supernatant. On the other hand, when Escherichia coli is used as a host, the produced elastase is produced as an insoluble protein.
It is often included in 10n bOdy. In this case, by destroying the bacterial cells and centrifuging,
The elastase produced is obtained as a precipitate. As a method for destroying bacterial cells, ultrasonic treatment, lysozyme treatment, freeze-thaw treatment, etc. can be employed. Isolation of elastase from the supernatant or precipitate can be carried out by commonly known protein purification methods. Elastase produced according to the present invention exhibits biological activity equivalent to that of elastase extracted and purified from human pancreatic juice, and for the same purpose,
The g-Met bond is broken and the first Cys becomes Cy in the molecule.
two-ch connected to s by a disulfide bond
It also exists as ains type elastase. Therefore, the present invention also includes such two-chais type elastase. EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention. Example (1) Isolation of mRNA from human pancreas 5, 5
N human pancreas (-f!I test sample) was treated with a guanidine thiocyanate solution (4M guanidine thiocyanate, 1% sarcosyl, 20rnM ethylenediaminetetraacetic acid (E
DTA), 25mM sodium citrate (pH 7,0
), 100 mM 2-mercaptoethanol, and 01 antiform A) were disrupted and denatured using a polytron, followed by centrifugation to obtain a supernatant. Add this to 0025 times the amount of l.
) Add acetic acid and 075 times the amount of ethanol, -2
After cooling at 0° C. for several hours, a precipitate was obtained by centrifugation. Next, this precipitate was added to a guanidine hydrochloride solution (7.5 ia of guanidine hydrochloride, 25
Suspended in mM sodium citrate (pH 7,0), 5 mM dithiothreitol (DTT), 0025
Add twice the amount of 1M acetic acid and 05 times the amount of ethanol, -
After cooling at 20°C for several hours, centrifugation was performed. The precipitate obtained here was resuspended in a guanidine hydrochloride solution, acetic acid and ethanol were added, and after cooling to -20°C, the precipitate was collected by centrifugation. Next, this precipitate was washed several times with ethanol to remove the mixed guanidine hydrochloride, and after bathing in distilled water, it was rinsed with ethanol.
NA was precipitated. 53. Collect the precipitate by centrifugation.
9719 RNAs were obtained. The thus obtained RNAf high salt bath solution, 5+t't
Jact. 20 mM Tris-I (cz (pH 7,5), i
After adsorbing onto an oligo(aT) cellulose column in 0.1 mM EDTA, 0.1% sodium dodecyl sulfate (SDS), mRNA containing poly(A) was dissolved in an elution solution (
10mM Tris-HC,/: (pH 7,5),
255 μg of nnRNA was obtained by elution with 1 mM EDTA, 0.05% SDS). (2) Preparation of cDNA bank The cDNA bank was prepared by Olcayama-Berg.
I did it according to the law. That is, 5μy of mRNA and 2
Add 4 units of reverse transcriptase to 20μt reaction solution [50mM
Tris-Hcz (pH 8,3), 8mM ivfg
ct2.30 m1vl KCt, 0.3 mM D
'rT, 2 mM d, ATP, 2 ml, 4
dOTP, 2mM dCTP, 2m+, d' of 4
l'TP, α-32P-dCTP of 101tC1
, 1°4 μy vector brimer DIJA (P
(purchased from L-Pharmacia)] at 42°C, 6
It was allowed to react for 0 minutes. 2 μl of 0.25 M El) T8 and 1 μl of 10% S
After stopping the reaction by forcefully adding DFE, protein was removed with 20 μl of phenol/chloroform. After centrifugation, remove the aqueous layer and add 20μl of 4M vinegar & ammonium to 80%
μt of ethanol was added and cooled to −70° C. for 115 minutes. Next, the precipitate was collected by centrifugation, washed with 75% ethanol, and then dried under reduced pressure. The precipitate was mixed with 15 μl of terminal transferase reaction solution (140 mM potassium cacodylate, 30 mM Tri
s-HCbep[(6,a), i mM cobalt chloride,
0.5 mM DTT, 0.211EI poly
A, 100 ml of dCTP). After warming the reaction solution at 37°C for 3 minutes, 18 units of terminal theoquine nucleotidyl transferase was added and allowed to react for 5 minutes. Next, 1 μl of 0.25 M EDTA and 0.5 μl of 10% SDS were added to stop the reaction, and protein was removed with phenol/chloroform. After centrifuging the reaction solution for 7 t, the aqueous layer was removed and 15 μl of 4 M acetic acid was added. Ammonium and 60 μt of ethanol were added and mixed well. After leaving it at -70°C for 15 minutes, it was centrifuged and the precipitate was collected. The precipitate was diluted with 10 μt of restriction enzyme buffer (50 mM NaC).
1,10mM Tris-Hcz (pH 7,5), 10
2mM MgCl2, imM DTT),
Add 5 units of restriction enzyme Elf, Hind 3;
Digestion was performed at 7'C for approximately 1 hour. After protein removal with phenol/chloroform, ethanol precipitation was performed. After cooling at -70°C for 15 minutes,
The precipitate was collected by centrifugation, and 10 μt of Tε (10 mM Tris-HCt (pH 7,5), i mM EDTA
) dissolved in Next, 1μt of the above sample was added to an oligo-dG linker (P
(Purchased from L-Pharmacia) 10 n, 9 was added to the reaction solution (iomM Tris-HCt (pH 7,
5), i.m.M. EDTA. (100 mM Nact), heated at 65°C for 5 minutes, and then incubated at 42°C for 30 minutes. After cooling the reaction in water, add 10 μt of 10 medium ligase buffer (10 mM ATP, 660 mM Tris).
-HCf(p[(7,5), 66 mM MgCl2
, 100 mM DTT), 78 μl of distilled water, and 8 units of T4 DNA ligase were added, and the mixture was incubated at 12° C. overnight. Next K, 10μt (7) 1'; 6ct, 1 unit of bonuclease H133 units of DI-JA polymerase ■, 4 units of T4 DNA ligase,
05μl of nucleotide solution (20mM dATP,
d()TP of 20111M. 'lo mM dCTP, 20 mM dTTP),
50μg/μ of 01μt as bovine serum albumin (BSA)
was added and kept at 12°C for 1 hour and then at 25°C for 1 hour. After diluting this reaction solution 5 times, immediately [(ana
, 1ian's method [Hanahan, D.: J
, Mo1. Biol. 166, 557 (1983)], the E. coli RRI strain was transformed to produce human pancreatic cDNA.
The DNA of the recombinant strain of bacteria is
n + M, an d HOgn e sS r
I), S, method [Proc, Natt, Acad
, Sci., USA, 72. 3961 (1975)] was fixed on a nitrocellulose filter by FC. For this purpose, a rat pancreatic elastase I cDNA fragment was used as a probe. Rat pancreatic elastase II
CDNA was isolated by the following method. First, a cDNA bank was created using mRNA extracted from one slice of rat pancreas. On the other hand, MacDonald, R. J, et al. [:Bj,ocllem,, 21, 1453
(1982) ] Part of the base sequence of rat pancreatic elastase Tl mRNA (
Amino acid sequence of 151st to 156th i\(/ko)
An oligothioxynucleotide 5' d consisting of 17 mar, complementary to
ACCA, ) 3' was synthesized. The 5' end of this oligothioxynucleotide is Maxam, A, M, a
nd G11bert. W, method [Proc, Natt, Acad, S
ci, USA, 14, 560 (1977)] was used as a probe, and the elastase l c
DNA clones were selected. Next, the obtained rat pancreatic urine elastase ■c D
Restriction enzyme accumulation from NA to Aat 2 and Hind 3 to 20
A fragment with a length of 0 bases was cut out and subjected to the nick translation method [Rigby, P. W. et al.: J.
MomBio, /:,, 113. 237 (+977)] and labeled with 32P. Using this Di fragment as a probe, Alwine, J.
C. et al.'s method [Proc, Natt, Acad,
Sci,, USA, 74, 5350 (+977
)] was used to associate with the DNA fixed on the upper nitrocellulose filter, and eight clones that reacted with the probe were obtained by autoradiography. The plasmid contained in one of these strains was diluted to pH2E8.
It was named. A restriction enzyme map of the DNA inserted into pH2Fll is shown in FIG. Table 1 shows the entire base sequence of Ushida and the amino acid sequence it coats. [Amino acid sequence is available] [Amino acid sequence is available] pH2E8fd, has all of the region that coats the signal peptide consisting of 161 amino acids and the region that encodes the mature elastase protein consisting of 253 amino acids. I know that there is. Unfortunately, pH2E8 also contains 5' and 3' untranslated regions. p) (2E8 coated amino acid sequence and MacD
onald, R.J., et al. [Biochem, 21
, 1453 (1982)] reported that the rat
This is a cDNA encoding pancreatic elastase. For human pancreatic elastase, Larg
ma, n, C, et al. (: Biochj, m. Bj, ophys, Acta, 623, 208
(1980)] reported the (N)-terminal 16 amino acid sequence, which is clearly different from that of pH2E8. Therefore: 1) 82E8 encodes a novel elastase. T) 82F8 is a full-length cDNA synthesized from human elastase mRNA using reverse transcriptase, so by transferring the cDNAi to an appropriate expression vector,
Human pancreatic elastase-nBk can be produced in large quantities using E. coli, yeast, animal cells, etc. as hosts. (4) Human pancreatic elastase using animal cells
(2) Production of B In order to produce human elastase-11B using animal cells as hosts, the cDNA was fully ligated with the expression vector according to the procedure shown in FIG. S as an expression vector
V40 promoter, enhancer, poly A signal, small T antigen gene intervening sequence (
psV2 Shirasumi P containing the intron was used. Expression plasmid l' (pSV2-E2B) in which the vector and cDNA are ligated in order with respect to the direction of transcription.
The results were determined by cutting with restriction enzymes and fully analyzing the sequence. The constructed expression cilasmid psV2-E2B was introduced (transfected) into animal cells (C08I cells) using the calcium phosphate method. Transfection by the calcium phosphate method was performed by Graham and V.
fc (Virolo
gy. 52.456 (1973)]. C08I cells used for transfection were seeded at 1×10 cells in a Petri dish with a diameter of 10 cm, and cultured overnight in Dulbecco's modified Eagle's medium containing 10 μl of fetal bovine serum. Next, 300 μ7 of pSV2-E2B' plasmid was suspended in 12.55 ml of sterile distilled water and 0.0 μl of pSV2-E2B' plasmid was suspended in 12.55 ml of sterile distilled water.
After adding 75 me of 2.5 M CaCA22 and mixing well, 1. , 5 ml of 10 x HeB5 mW (
210mM HEPES, 1.37M NaC7
, 4,7mM KCA. 10,6mM (D Na2HPO4, 55,5mM
glucose, P147. (15) The entire solution was added dropwise to form a precipitate of DliA and calcium phosphate. After leaving it at room temperature for 30 minutes to fully ripen the sediment, 1 m per petri dish.
1f, was added to C08I cells which had been previously replaced with a fresh medium containing all of the 10 batches of tallow serum. This was heated to 37℃ and 5% 00
After culturing in the presence of 2 for 12 hours, the culture medium was discarded and replaced with a new Dulbecco's modified Eagle's medium that does not contain fetal bovine serum, and further cultured at 37°C under 15% CO2 concentration (l trowel 4
Cultured for 8 hours. The transfected C08I cells obtained here were engineered to contain human elastase-uB.
Human elastase-nB m transcribed from the transfected 7i (CO8I live cell plasmid)
To confirm the presence of RNA, mRNA was extracted from C08I cells as follows and Northern
A Plot Biblical Questionnaire was conducted. After culturing for 48 hours, the C08I cells were treated with 1 me of guaninonethiocyanate bath (4M of guaninonethioneane-1-, 1 part of the solution,
2 [1mM EDTA, 25mM sodium citrate (pt(7,+1), 1.fl (lmM 2
-Mercaptoethanol, 01% antiform A) was added to lyse the whole cells. Next, this solution was passed through a total of 21 ges injection needles several times to reduce the polymer DliA'i, and then mixed with 5.7 M cesium chloride and 0.5 M cesium chloride. E of I M
layered on top of the solution containing DTA and heated at 30,000 rpm for 20 min using a Hitachi RPS 40 swinging rotor.
Centrifugation was performed at ℃ for 17 hours. The RIiA precipitate thus obtained was washed with a small amount of ethanol and dissolved in 300 μt of distilled water. Extracted total RNA: Aviv Leder's method (PTO OC. Natl, Acad, Sci, USA 69.1
408 (1972)) to purify several micrograms of mRNA. Thomas' method (P
Doc, Natl, Acad, Sci. Northern blot hybridization was performed according to USA 77.520111980). To the probe (engineering, two-translation method [Rig
by, P. W. et al., J. Mo1. B
iol, 113, 237 (1977)) 3
2p-labeled human elastase-IB cDNA f was used. As a result, psV2-E2B fully introduced C03I
A strong band of approximately 1.8 kb in size that hybridizes with the probe only to cellular mFtNA, and a strong band of approximately 1.8 kb in size that hybridizes with the probe only to cellular mFtNA. O
A weak pan 1:' of kb was detected. psV2-E2
When B is transcribed, when the transcription is terminated by the poIJ A signal contained in the vector, a 1.8 kb mRNA is generated.
When A is generated and transcription is terminated by the yW IJ A signal contained in the cDNA, 1. It is presumed that Okb mRNA is generated. Results obtained by Northern blot hybridization were consistent with these estimates. Catch, psV2- E2B &X C0
7' o motor IT'lJ of 5V4o in 3I cells
It was shown that a large amount of human elastase-IIB mRNA k was synthesized using this method. T) Human elastase-r [BcD
Since NA retains a signal peptide region, the expressed elastase is expected to be secreted into the medium as heproelastase. Therefore, total elastase activity in the cultured cells after 48 hours of culture was measured. Tris-HC1 buffer (pH 8,0) was added to 1 ml of the culture supernatant to a final concentration of 02M, and then 50 μl of trypsin (10μ/ml) was added and incubated at 25°C for 15 minutes. Elastase activation treatment? I did it. Next, 50μt of soybean trypsin inhibitor bath solution (l
Omg7m13) and the synthetic substrate Glo, t
aryl-Ala-Ala-Pro-Leu-p-n
Enzyme reaction was carried out by adding 1troanilide f and keeping warm at 25°C. After the reaction, liberated yt p
-n1troanilide f was quantified by measuring the absorbance at 410 nm. As a result, obvious elastase activity was detected when measured using the culture medium of CO31 cells transfected with psV2-E2B, indicating the production of active human elastase-IB in CO81 cells. At this time, proelastase activation treatment with trypsin was essential. In this example, in which pSV2-E2B was introduced into CO3] cells, the production of human elastase-IIB was transient expression, but pSV2-E2B cilasmid was injected with an appropriate selection marker (e.g., neo gene, dihydrofolat).
e reduct, ase gene, etc.) and CH
By introducing it into O cells, etc., it is possible to construct all cell lines capable of producing human elastase-11Bi over a long period of time. (5) Human pancreatic elastase-n using Bacillus subtilis*
Construction of expression vector for production of B The method for constructing the expression vector is shown in FIG. 1. A plasmid containing human elastase-IB cDNA k was cut into a linear chain by cutting with pH2E8i restriction enzyme Hind3, and then partially cut with restriction enzyme Pvu 2 to create a plasmid containing human elastase-DB cDNA k. .. A 3 kb DNA fragment was isolated. By partially cleaving this with the restriction enzyme Hha], a fragment containing cDNA 'j (containing the 8th amino acid sequence from the terminal side of the activation peptide of elastase-IB) was obtained. Synthetic oligonucleotides (Fig. 4) encoding part of the signal peptide of Bacillus subtilis α-amylase and the 7 amino acids at the 1q terminus of the activation peptide of elastase-IB were injected into T4D1iA.
It was bonded to ligase. On the other hand, plasmid pTUB 228 (Ohmura,
K, etal, J, Biochem, 95
.. 87 (1984): ] Digested with the restriction enzyme Hind 3 to obtain a 428 base pair DNA fragment containing all of the α-amylase promoter and part of the signal peptide, and a 5,100 base pair DNA fragment containing the replication origin. Well, it's isolated. The 428 base pair DliA fragment was further digested with restriction enzyme Hpa 2 and fc5,100 base pair DNA fragment G restriction enzyme Sma], and then the 385 base pair and 4566 base pair DliA fragment gold 1 were obtained, respectively. Female. Above: After ligating the three DIiA fragments using T4 DNA ligase, Bacillus subtilis 207-2
5 strains (m'i 63 hsrM recE4 a, my
EO7aro l9061euA81ys21: M
arburg strain) and allowed to regenerate, 10μ? /ml! Cultured on a medium containing kanamynon (-1) A transformed strain capable of growing on this medium was obtained. In order to select all of the desired plasmids from several transformed strains, the synthetic oligonucleotide shown in Colony hybridization was performed using the plasmid as a probe.A plasmid was isolated from the obtained clone of the positive 1 cow, and its nucleotide sequence was completely determined to confirm that it was the desired product.In this way, The resulting expression plasmid was named pBsEX-E2B. Elastase activity in the medium supernatant Human elastase-IB expression plasmid pBsE as described above
Bacillus subtilis 207-25 strain into which all X-E2B was introduced was
q/ml! LG medium containing kanamycin of 17!4]%
Bactodrypton (Difco), 05% Yeast Extract (Dirco), 05% NaCL
, 22μ glucose, pH 7.0) at 35°C, 48
Cultured with reciprocating shaking for hours. After the culture was completed, the culture solution was cooled to 4°C, centrifuged at 3,000xg for 5 minutes to remove all the bacterial cells, and ammonium sulfate was added to the supernatant to reach a total saturation of 55%, and the mixture was incubated at 4°C. Stirring was carried out for 12 hours.The insoluble matter generated by this operation was precipitated by centrifugation at 8,000×g for 20 minutes, and after removing the supernatant, the precipitate sound was 20
m1 02M Tris-HCt buffer U (p) (8,
o) dissolved in Main solution: 1.0.2 M Tr
Dialysis was performed against 1s-HCL buffer (pH 8,0) for 16 hours, and insoluble substances were removed by centrifugation at 48,000×g for 20 minutes. This intradialysis crude elastase JIB sample solution was used in the following assay. Elastase activity of the sample solution was measured by the following method. The sample solution was treated with +-lipsin without stirring to fully activate proelastase, and then treated with the synthetic substrate Glutar.
yl-Ala-Ala-Pro-Leu-p-nitr
Reacted with o-anilide and released 7tp-ni 廿oanj, 1ide f41, Onm absorbance -t
It was quantified by determining i++. The reaction temperature was 25°C. As a result, pBsEX-
Clear activity was detected in the sample solution of strain 207-25 into which E2Bi was introduced, indicating the production of active human elastase-IB in Bacillus subtilis. (6) Production of human pancreatic elastase-[B used in Escherichia coli] Plasmid pH2E8 containing human elastase-FIB cDNA f was cut into a straight button shape with the restriction enzyme Hind3, and then cut with the restriction enzyme Pvhi2. Digest approximately 1.3 kb of D containing elastase-IIB cDNA k.
The entire I-coA fragment was isolated. Restriction enzyme Dd, e 1
Partial cleavage of the cDNA encoding downstream of the activation target of elastase-IB
I got the NA fragment. Next, DNA polymerase K], en
ow fragment and four deoxyribonucleosides 5
'-Triphosphate (d, A, TP, d, cTP, d
OTP. This DNA fragment was treated with dTTP) to make both ends blunt. T4D was added to the Sma ] cleavage site of the entire plasmid pUC8 of the resulting DNA fragment.
It was assembled using NA IJ gauze. Using the thus constructed plasmid, all 103 Escherichia coli JM strains were transformed. Grasmi 1" was extracted from some of the transformed strains, and the direction of transcription of the cDNA matched the orientation of the promoter of the lactose operon. Restriction enzyme mapping VC,,l: was selected. This elastase-IIB expression plasmid w pH2EX
-8 (Fig. 5). The base sequence and amino acid sequence near the 5' end of the elastase cDNA in pH2EX-8 are as follows. (-β-galactosiguse→1←elastase=Thr
Met Engineering 1eTl〕l'ASI〕5erLeuSerC
ysG1yVa, 1”'AT'G ACCATG
ATT ACG AAT TCCCTCAG〒T
GT GGG GTC... Therefore, I) H2E
Human elastase expressed by χ-8 - [B is the 1-terminal side of its activation pezotide (C, two amino acids derived from the signal peptide (Leu, Ser
) and β- form a fusion protein in which six amino acids derived from lactosidase are linked. Next, some strains of E. coli at pH2EX -8? After transformation, a human elastase-■B gold-producing vine strain was obtained. All strains containing the obtained expression plasmid, 2xT
Y-Ampicillin medium (Bactodrypton of Section 16, 1
% yeast extract), 0.5% L]aC1,
5011ri/fnl Noah 7 bicillin),
The cells were cultured at 7°C for 15 hours. After culturing, centrifuge the culture solution to collect all the bacterial cells, and collect 2.4 x 1-08 cells equivalent of 1 bacterial cell.
After suspending in 5 μt of SDS solution (2% SDS, 5% 2-mercaptoethanol, 10% glyceriferous, 60 mM Tris-HCl (pH 68)) and heating at 100°C for 3 minutes, Laemmli
(Natqre, 227.680 (1970)
)) 5DS-polyacrylamide gel electrophoresis was performed to analyze all of the produced proteins. As a result, a large amount of elastase production was observed in the YA21 strain. Elastase fusion protein production Q engineering Y
This corresponded to 20 units of the total protein produced by the A21 strain. Although a relatively large amount of elastase fusion protein was produced in the X984 strain, the production amount was less than half that of the YA21 strain. The production amount of elastase fusion protein in two other strains of E. coli (IB 101 strain and MC4100 strain) was significantly low. The elastase fusion protein is 1nclusion in the bacterial cell.
Since it was formed as ody f, it was possible to purify it relatively easily. Transformed with pH2Eχ-8;i
YA, culture solution 1 of 21 strains! From 1nc1. usi
6.5 Li of fully formed on-body bacterial cells were obtained. 50 m containing 5.5 microbial cells obtained, 02 μg/ml of lysothyme and 61 mg/me f of deoxycol
M (7) was lysed by treatment in TTis-HCA buffer (pH 8,0). Undestructed bacterial cells, low speed dispersion.
After removing by separation (1,500Xg, 10 minutes), 1 nc was removed by high-speed centrifugation (11,000Xg, 20 minutes).
The fusion body was recovered as a precipitate. This 1nclusion body K still contains a large amount of bacterial body fragments, so Triton X-100f 5
50 mM Tris-HCL containing my/m/, f
After suspending in buffer, high-speed centrifugation (11,000X
g. 20 minutes). 1nclusion washed
Bodyl! , suspended in a small amount of Tris-HCA buffer and stored at 4°C. By purifying in this way, 300 μ inc]
, a usion body was obtained, which contained about 50% of the elastase=■B fusion protein. It is produced by the YA21 strain transformed with 1k, pH2EX-8, and the i1nclusion body is an elastase fusion protein.
This was confirmed using the ting method. As mentioned above, most of the elastase produced in Escherichia coli exists in the insoluble fraction of the 1-inclusion body bacterial cell, but some of it is soluble and exists in a state where the enzymatic activity is preserved. are doing. Therefore, the detection of the activity of this enzyme was carried out as follows. Freshly transformed 984 strain Ke2XTY- with pH2EX-8
The cells were cultured in ampicillin medium 1 at 37° C. for 15 hours with shaking. After the completion of the culture, the intestinal bodies were collected by centrifugation at 3,000Xg for 5 minutes, and diluted with 20ml of buffer AC30mM Tr.
is −HCt(p)! 8.0), ]mM EDT
A, 50 mM NaCt) was added, and lysozyme'i 10 Tn7 was added, followed by incubation at 5°C for 20 minutes. Next, deoxycholic acid was added to a final concentration of 1 m97 ml, heated to 20°C, deoxyribonuclease was added to a final concentration of 0.1 my/me, and the bacterial cells were disrupted using a Polytron crusher. . The resulting bacteriolysate was centrifuged at 80,000×g for 40 minutes to remove bacterial fragments, and then subjected to Sephadex G-75 column chromatography. The elastase active fraction was further purified by antibody affinity chromatography and used as an elastase-HB sample solution in the following assay. The elastase activity of the sample was measured by the following method. First, by treating the sample with 1kl-IJ Punun,
A friend that activates proelastase. Next, the synthetic substrate G111jary1-Ala-A, 1a
-PrO-Leu-p -nitroanilide
It was quantified by measuring the total absorbance of the released p-n1troanilide at 410 nm. The reaction was carried out by keeping the synthetic substrate Kanakura in a 0.2 M Tris-HCA buffer (pH 8,0) at 25°. As a result, clear activity was detected in the sample solution of strain 984 transformed with pI-12EX-8, indicating the production of active human elastase-■B in E. coli. (7) Production of human pancreatic elastase-[B using yeast] When using yeast as a whole host, human pancreatic elastase-[B c
The DNA f can be ligated to a suitable expression vector using a conventional method, transferred into a host cell, and fully expressed, and the presence of elastase activity in the culture can be fully confirmed. S described in "Recombinant DNA Experimental Guidelines". cerevisiae f host, but
Specifically, the 5288c strain was suitable. on the other hand,
As a vector, YEp 13 and the like were suitable. In addition, promoters include the ADH1 gene, which encodes the entire alcohol dehydrogenase gene.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、実施例で得られたプラスミドpH2E8の制
限酵素地図を表わし、部分は、シグナルペプチ1と考え
られるペプチドをコードする部分全示す。部分は、成熟
エラスターゼ蛋白質全コードする部分を示す。 第2図は、psV2−E2BプラスミP構築の手順金示
す。psV2−β−グロビンを工、pSV2ベクターに
β−グロビンのcDNAが挿入されているプラスミドで
ある。一方、pH2E8 &X Okayama−Be
rgベクターにヒトエラスターゼ−ITB cDNAが
挿入されているプラスミドである。s1ヌクレアーゼ等
の反応は、″モレキュラー・クローニング” (Man
iatis、 T。 et al、 (ed、) ” Mo1ecular 
Cloning”Co1d SpringHarbor
 Lab、 (1,980) 〕に記載の方法に従った
。 太矢印+X SV 40由来のプロモーター全示し、細
矢印は転写の方向ケ示す。図中、B、H,S、v +・
工それぞれ制限酵素Bg12、Hind 3、Pst 
I、Pvu 2全表わす。 第3図は、pBsEX−E2Bプラスミド構築の手順を
示す。pTUB 228は、枯草菌の複製開始点を持っ
たベクターに、枯草菌のα−アミラーセ遺伝子がクロー
ン化されているプラスミドゝである。 太矢印はα−アミラーゼのプロモーターを示し、細矢印
は転写の方向を示す。図中、A、H,P、S、■(工そ
れぞれ制限酵素T−1ha 1 、Hind 3、Hp
a 2、Smal、Pvu2i表わす。 第4図は、枯草菌α−アミラーゼ遺伝子のシグナルペプ
チド領域の一部およびエラスターゼ−■B cDNAの
アクチペーションペプチトゝDN末端11111 k含
む合成り+qA!Jンカーを示す。 第5図に、pH2Eχ−8プラスミド構築の手順?示ス
。斜線の領域(′!、、β−ガラクトシダーセ゛遺伝子
ケ示す。太矢印はラクトース・プロモーター・オペレー
ターケ示し、細矢印に転写の方向を示す。図中、D、)
]、S、 Vl工それぞれ制限酵素IMe 1 、 B
ind 3、Sma 1、PVIJ、 2 k表わす。
FIG. 1 shows a restriction enzyme map of plasmid pH2E8 obtained in the example, and the entire portion encoding the peptide considered to be signal peptide 1 is shown. The part indicates the entire coding part of the mature elastase protein. FIG. 2 shows the procedure for constructing psV2-E2B plasmid P. This is a plasmid engineered from psV2-β-globin, with β-globin cDNA inserted into the pSV2 vector. On the other hand, pH2E8 &X Okayama-Be
This is a plasmid in which human elastase-ITB cDNA is inserted into the rg vector. Reactions such as s1 nuclease are called "molecular cloning" (Man
iatis, T. et al. (ed.)” Molecular
Cloning”Col 1d Spring Harbor
Lab, (1,980)]. Thick arrow+X indicates all promoters derived from SV 40, thin arrow indicates direction of transcription. In the figure, B, H, S, v +・
Restriction enzymes Bg12, Hind3, Pst
I, Pvu 2 fully displayed. Figure 3 shows the procedure for constructing the pBsEX-E2B plasmid. pTUB 228 is a plasmid in which the α-amylase gene of Bacillus subtilis is cloned into a vector having a Bacillus subtilis origin of replication. The thick arrow indicates the α-amylase promoter, and the thin arrow indicates the direction of transcription. In the figure, restriction enzymes A, H, P, S,
Represents a2, Small, Pvu2i. FIG. 4 shows a synthetic peptide containing part of the signal peptide region of the Bacillus subtilis α-amylase gene and the activation peptide 11111k of the elastase-■B cDNA. Shows J car. Figure 5 shows the procedure for constructing the pH2Eχ-8 plasmid. Show. The shaded region ('!, indicates the β-galactosidase gene. The thick arrow indicates the lactose promoter operator, and the thin arrow indicates the direction of transcription. In the figure, D)
], S, and Vl restriction enzymes IMe 1 and B, respectively.
ind 3, Sma 1, PVIJ, 2 k.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一般式 【アミノ酸配列があります】 で表わされるアミノ酸配列で示されるヒト・膵臓エラス
ターゼ−IIBまたはその同効物。 2、(N)−末端が水素原子、Met、または【アミノ
酸配列があります】 を有する特許請求の範囲第1項記載のアミノ酸配列で示
されるヒト・膵臓エラスターゼ−IIBまたはその同効物
。 3、一般式 【アミノ酸配列があります】 で表わされるヒト・膵臓エラスターゼ−IIBをコードす
るDNA。 4、(N)−末端が水素原子、Met、または【アミノ
酸配列があります】 を有するヒト・膵臓エラスターゼ−IIBをコードする特
許請求の範囲第3項記載のDNA。 5、一般式 【塩基配列があります】 (式中、XはTAA、TGAまたはTAGを示す。)で
表わされる塩基配列またはそれと同効の塩基配列を含有
することを特徴とする特許請求の範囲第3項または第4
項記載のDNA。 6、5′末端にATG、または 【塩基配列があります】を有す ることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載のDNA
。 7、以下に記述した(イ)〜(ニ)を含むことを特徴と
する一般式 【塩基配列があります】 (式中、XはTAA、TGAまたはTAGを示す。)で
表わされる塩基配列またはそれと同効の塩基配列を含有
するDNAの製造法。 (イ)ヒトの膵臓より、mRNAを分離する。 (ロ)このmRNAおよび逆転写酵素を用いてcDNA
バンクを作製する。 (ハ)作製したcDNAバンクからプローブを用いてヒ
トエラスターゼをコードするcDNAを含有するプラス
ミドを単離する。 (ニ)このプラスミドから目的とするクローン化DNA
を切り出す。 8、5′末端にATGまたは 【塩基配列があります】を有す ることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載のDNA
の製造法。 9、一般式 【塩基配列があります】 (式中、XはTAA、TGAまたはTAGを示す。)で
表わされる塩基配列またはそれと同効の塩基配列を含有
するDNAで形質転換せしめた宿主。 10、5′末端にATGまたは 【塩基配列があります】を有す ることを特徴とする特許請求の範囲第9項記載のDNA
で形質転換せしめた宿主。 11、大腸菌、枯草菌、酵母または動物細胞であること
を特徴とする特許請求の範囲第9項または第10項記載
の宿主。
[Claims] 1. Human pancreatic elastase-IIB or its equivalent, which is represented by the amino acid sequence represented by the general formula [Amino acid sequence is available]. 2. Human pancreatic elastase-IIB or its equivalent, which is represented by the amino acid sequence set forth in claim 1, which has a hydrogen atom, Met, or [amino acid sequence] at the (N)-terminus. 3. DNA encoding human pancreatic elastase-IIB represented by the general formula [amino acid sequence included]. 4. The DNA according to claim 3, which encodes human pancreatic elastase-IIB having a hydrogen atom, Met, or [amino acid sequence] at the (N)-terminus. 5. Claims No. 1 characterized by containing a base sequence represented by the general formula [there is a base sequence] (wherein X represents TAA, TGA, or TAG) or a base sequence with the same effect as the base sequence. Section 3 or 4
DNA described in section. The DNA according to claim 5, which has ATG or [there is a base sequence] at the 6 and 5' ends.
. 7. A base sequence represented by the general formula [there is a base sequence] characterized by including (a) to (d) described below (in the formula, X represents TAA, TGA, or TAG) or a base sequence thereof. A method for producing DNA containing base sequences with the same effect. (b) Isolate mRNA from human pancreas. (b) cDNA using this mRNA and reverse transcriptase
Create a bank. (c) Isolate a plasmid containing cDNA encoding human elastase from the prepared cDNA bank using a probe. (d) Target cloned DNA from this plasmid
Cut out. The DNA according to claim 7, which has ATG or [there is a base sequence] at the 8 and 5' ends.
manufacturing method. 9. A host transformed with a DNA containing the base sequence represented by the general formula [base sequence is available] (wherein, X represents TAA, TGA, or TAG) or a base sequence with the same effect. 10. The DNA according to claim 9, which has ATG or [base sequence] at the 5' end.
A host transformed with 11. The host according to claim 9 or 10, which is E. coli, Bacillus subtilis, yeast, or animal cell.
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