JPS6293233A - Dna及びそれを有する微生物を用いる抗腫瘍性ポリペプチドの製造法 - Google Patents

Dna及びそれを有する微生物を用いる抗腫瘍性ポリペプチドの製造法

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JPS6293233A
JPS6293233A JP60232590A JP23259085A JPS6293233A JP S6293233 A JPS6293233 A JP S6293233A JP 60232590 A JP60232590 A JP 60232590A JP 23259085 A JP23259085 A JP 23259085A JP S6293233 A JPS6293233 A JP S6293233A
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JP
Japan
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dna
polypeptide
antitumor polypeptide
antitumor
solution
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JP60232590A
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Genichiro Soma
源一郎 杣
Hiroshiro Shibai
柴井 博四郎
Denichi Mizuno
水野 伝一
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  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (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〕 この発明は、DNA詳しくは抗11ffi瘍性ポリペプ
チドをコードするDNA及びそれを有する微生物を用い
る抗腫瘍性ポリペプチドの製造法に関する。
〔従来の技術〕
L−929マウス繊維芽細胞に対し毒作用を有するヒト
超厚の抗腫瘍性ポリペプチドとしては、TheJour
nal of Biol、 CheIll、、  26
0. 2345−2354.  (1985)に記載さ
れているヒト細胞株HL−60(ATCC240)より
得られたTNFと名付けられたポリペプチドが知られて
いる。このポリペプチドは、そのアミノ酸配列も殆ど全
部が知られている。
更に、TNFと名付けられたポリペプチドは、組換えプ
ラスミドにより形質転換された大腸菌により生産される
ことも知られている(Nature。
312、 724−729.  (19B4. 12゜
20/27)、Nature、  313. 803−
806゜(1985,2,28)、5cience、 
 228゜149−154.  (1985,4,12
))  。
これらの形質転換された大腸菌により産生されるポリペ
プチドも又、クローン化されたDNAの塩基配列より推
測すればThe Journal of Biol。
CheIll、、 260に記載されたものと同じであ
り、またNature、  313に記載されたものは
、上記ポリペプチドのN−末端アミノ酸の2個即ち、バ
リンとアルギニンが欠落している点が相違するのみであ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明の目的は、畝上のような状況下において、TN
Fとしての活性を有する新規な抗腫瘍性ポリペプチドを
コードする遺伝子及びその遺伝子を利用することにより
新規な抗腫瘍性ポリペプチドを製造する方法を見い出す
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は畝上の、目的を達成するものとして、下記
のアミノ酸配列をコードする遺伝子を得ることに成功し
、この遺伝子を用いて新規な抗腫瘍性ポリペプチドを製
造する方法を見い出した。
X−へla−へ5n−Pro−Gln−八Ia−Glu
−Gly−Gln−Leu−Gln−Trp−Leu−
Asn−Arg−へrg−Ala−へ5n−Ala−L
eu−Leu−八la−^5n−Gly−Val−Gl
u−Lau−へrg−へsp−へ5n−Gln−Leu
−Val−Va I −t’ro−5er−、G Iu
−G ly−Leu−Tyr−Leu−11e−Tyr
−5er−G In−Va I−Leu−Phe−Ly
s−Gl y−G 1n−Gly−Cys−Pro−S
er−Thr−It is −Va I −Leu−L
eu−Thr−II is−Thr−[1e−Ser−
Arg−11e−A 1a−Va I −3er−Ty
r−G In−Thr−Lys −Va l−Asn−
Leu−Leu−5er−Ala−11e−Lys−3
er−Pro−Cys−Gln−^rg−Glu−Th
r−Pro−Glu−Gly−八1a−Glu−^1a
−Lys−Pro−Leu−Tyr−G lu−Pro
−11e−Tyr−Leu−G Iy−G Iy−Va
 l −Phe−G ln−Leu−Glu−Lys−
Gly−へsp−^rg−Leu−5er−八1a−G
lu−11e−へsn−^rg−Pro−へ5p−Ty
r−Leu−^3p−Phe−八Ia−Glu−3cr
−Gly−Gln−Val−Tyr−Phc−Gly−
11e−Tle−八1a−LeuここでXは、アミノ酸
敗1〜39個のペプチドであり、具体例としては以下の
ものがある。
(1)翻訳開始コドンとしてのMet (2)翻訳開始コドンとしてのMetに続<  Thr
−MeL−11e−Thr−Asn−3er−5er−
3er−Pro−Gly−八sp−Pro−Leu−G
lu−Ser−Arg−^1a−Arg−Meむ−Tr
p−Arg−Val−Asn−Arg−His−Gly
−11is−Thr−^5p−5er−Pro−Leu
−Pro−Leu−Ser−Leu−Pro−Pr。
(3)翻訳開始コドンとしてのMetにVt<  Va
l−5er−3er−Ser−^rg−Thr−Pro
−Set−八5p−Lys−Pro−Valへ八1a−
11is−Val−Val′4)翻訳開始コドンとして
のMetに続(Val−Arg−3er−5er−5e
r−Arg−Thr−Pro−5cr−八5p−Lys
−Pro−Val−へ1a−11is−Val−Val
(5)翻訳開始コドンとしてのMeLに続<  Trp
−八rg−Val−^sn−^rg−His−Gly−
11is−Thr−Asp−Ser−Pro−Leu−
Pro−Leu−5er−Leu−Pro−Pr。
本発明のDNAは、Nucleic Ac1ds、 R
es 10 +7439−7448  (1981) 
Biochemistry17.1257−1267 
(1978)等に記載されている方法により、化学的に
合成することができるが、ヒト骨髄性白血病細胞T H
P −1のゲノムDNAより本発明のDNAを得る。よ
り具体的な方法は、実施例にて詳しく述べる。
得られたDNAを用いて抗腫瘍性ポリペプチドを得るに
は、このDNAを適当なベクターDNAに発現されるよ
うに組込み、得られた組換えDNAを用いて、動物細胞
、酵母、枯草菌、大腸菌等の微生物等の宿主を形質転換
する。
本発明のDNAを、ベクターDNAに発現可能なように
組込むには、よ(知られているようにプロモータ配列(
通常オペレータ配列の下流に存在している)、その下流
にSD配列を有するベクターDNAのSD配列の下流に
本発明のDNAを組込むか、ベクターDNAに本発明の
DNAを組込んだ後に、その上流にプロモータ配列(通
常オペレーター配列も)及びSD配列を挿入すればよい
組換えDNA技術により外来遺伝子の遺伝情報を微生物
細胞内で発現せしめる方法は、[遺伝子組換え実用化技
術(4) J  (198,3年)サイエンスフォーラ
ム社、  rMolecular Clontng J
 Coldspring Harbor  (1982
) +  ’組換え遺伝子の細胞への導入と発JjL 
 (1983)(共立出版株式会社)等に一般的手法が
記載されている。
より具体的には、大腸菌を宿主として用いた場合の例を
実施例に記載した。
また、酵母を宿主として用いるときは、以下のようにし
て本発明のDNAの遺伝情報を発現せしめることができ
る。
アルコールm 水素酵素(ADHI)のプロモーターを
挿入したプラスミドベクターpMA56(Nature
  298.347−350 (1982))は、プロ
モーター下流にE co RE部位を有しているため、
実施例(2)に記載しであるDNAをpUc540TN
’21/22.pUc540”’69/70.又はpU
C540TN’72/73よりBamHI、PsLI断
片として回収し、pMA56のADHプロモーター下流
のEcoR1部位にEcoR1,BamHIリンカ−、
Batalll、  Pstlリンカ−を用いて挿入す
ればアルコール脱水素酵素(ADHI)プロモーターの
支配になり、酵母で発現可能となる。
また、抑制酸性フォスターゼ(PH05)プロモーター
を有するpAM 82  (Proc、 Natl、^
cad。
Sci、80 1−5(1983))は、PH05プロ
モーター下流にXho1部位を有するため、実施例(2
)に記載しであるDNA−t−p UC540””21
/22.pUc540TN’69/70.又はpUc5
40TN’72/73 (抗腫瘍性ボリペブ 。
チド)よりBamHI 、  Pst I断片として回
収し、pAM85.pAM82のPH05プロモーター
下流のXho1部位にBamHI / Xho Iリン
カ−2Pstl/Xholリンカ−を用いて挿入すれば
抑制性酸性フォスターゼプロモーターの支配になり酵母
で発現可能となる。
また、枯草菌を宿主として用いることは、以下のように
して本発明のDNA遺伝情報を発現せしめることができ
る。
Bacillus 5ubiti目s Marburg
株の有するα−アミラーゼプロモーターを有するpTU
8285(Gene、  34. 1−8  (198
5) )は、プロモーター及びシグナルペプチドの下流
にH4ndI11部位を有しているため、実施例(2)
に記載されているDNAをpUc540TN’21/2
2.pUC540”’69/70又はp UC540”
’72/73より、BamHI 、  Pst I断片
として回収し、pTUB285のHtndlII部に、
シグナルペプチドのアミノ酸フレームと合うような、H
indl[I/BamHIリンカ−、Hindl[I/
PsLIリンカ−を用いて挿入してやればα−アミラー
ゼプロモーター支配をうけ、枯草菌でも発現可能となる
形質転換された宿主細胞が生産した抗腫瘍性ポリペプチ
ドは、以下のようにして分離、精製することができる。
宿主細胞を遠心分離などによって集め、超音波あるいは
リゾチームなどの処理方法を用いて細胞を破砕する。こ
のとき低張液を用いるが、SDSなどの界面活性剤や塩
酸グアニジンなどの蛋白変性剤を共存させた方が良い結
果が得られる場合もある。細胞破砕液は遠心分離に付し
上清液を得る。
このようにして得られる抗腫瘍性ポリベブチドを含む破
砕上清液は通常の蛋白質の精製法に阜じて精製され、本
発明の抗腫瘍性ポリペプチドが精製される。即ち、塩基
性陰イオン交換体によるイオン交換クロマトグラフィー
、塩析法、透析法。
ゲル濾過法、疎水クロマトグラフィー、高速分子篩クロ
マトグラフィー、電気泳動法等を順次又は適宜組み合せ
ることによって精製される。以下、更に具体的に説明す
る。塩基性陰イオン交換体としてはDEAE−セファデ
ックスA−25,A−50、DEAE−セファロースC
L−68゜DEAE−セファミル(以上、ファルマシア
社製)が好ましく、その他ジエチルアミノ基、アミノエ
チル基または四級化アミノエチル基含有陰イオン交換体
等も使用される。使用される緩衝液としてはpH6,0
〜9.0のトリス−塩酸塩またはリン酸緩衝液が望まし
く、これら0.05M程度の希薄な緩衝液で抗腫瘍性ポ
リペプチドの培養液を稀釈し、塩濃度0.1M以下の溶
液としてて陰イオン交換体と接触せしめて抗腫瘍性ポリ
ペプチドを吸着させる。抗腫瘍性ポリペプチドの溶出は
0.1〜0.2 Mの食塩又は塩化カリウム等の塩類溶
液で行なわれ、抗腫瘍性ポリペプチドは0.2 M付近
の塩濃度で溶出される。当該陰イオン交換体との接触は
カラム法が望ましいが、大量の場合にはバッチ法も採用
される。
陰イオン交換クロマトグラフィーを行なう前に、前処理
として限外濾過膜で低分子物質を除去することが望まし
く、精製効果を上げることが出来る。
陰イオン交換クロマトグラフィーで得られた溶液は透析
後、濃縮してゲル濾過に付される。ゲル濾適用の担体と
してはセファデックスG−75゜G−100(ファルマ
シア社製)、セファクリルS−200(ファルマシア社
製)、バイオゲルP−100(バイオランド社製)及び
トーヨーハールHW−50,HW−55(東洋曹達工業
社製)等が使用される。ゲル濾過に使用する緩衝液は1
)H6,O〜9.0のトリス−塩酸塩またはリン酸緩衝
液が使用され、吸着を防ぐ目的で0.2〜0.5Mの食
塩等の塩類を添加して使用すことが望ましい。
また、陰イオン交換クロマトグラフィーで得られた抗腫
瘍性ポリペプチド活性溶液は疎水クロマトグラフィーで
精製することもでき、この場合はブチルート−ヨーバー
ル650 (東洋曹達工業社製)等を担体とし、硫安2
食塩等の塩類を用いて抗腫瘍性ポリペプチドを溶出せし
める。
ゲル濾過あるいは疎水クロマトグラフィーで精製した抗
11ffli性ポリペプチド含有液は、次いでMono
 Q HR515カラム(ファルマシア社製、高性能陰
イオン交換体カラム)を使用するファルマシアF P 
L C(Fast Protein、  Peptid
e。
Po1ynucleotide、  Liquid C
hromatography )システムによる高性能
陰イオン交換クロマトグラフィーに付され、精製標品が
得られる。
この高性能陰イオン交換体クロマトグラフィーの条件は
最初のDEAE−セファローズ等の担体を使用する陰イ
オン交換クロマトグラフィーの場合と同じ条件下である
本発明の抗腫瘍性ポリペプチドは以下のように定性及び
定量分析できる。即ち、標的細胞であるL−929細胞
 (Proc、  Natl、  八cad、  Sc
i、  U、S、八。
72.3666−3670)をイグールミニマムエッセ
ンシャル培地(以下MEMと記す)に5%仔牛脂児血清
を加え育成し、8X10’細胞がlOOμlの同上培地
に含まれる様にし、96大の平底プレートに育種する。
育種条件は37℃、2時間5%CO□100%H20で
通常細胞培養に用いられる方法でよい。その後アクチノ
マイシンDを培地中に終濃度1μg1mlとなる様に加
え、培養液の液量を150μlとする。即座に検体を適
当にMEM培地で稀釈したものを50μ!加える。この
際f4釈率を適宜調製し、ED50を求める事ができる
。更に最終液量200μlとなったL929細胞を上記
条件で18hr培養を継続する。細胞壊死活性は、まず
全培地を除去し、ここに0.2%クリスタルバイオレッ
トを含む2%メチルアルコール溶液を加え固定染色する
。クリスタルバイオレットは全有核細胞を染色し細胞壊
死を生じた結果フラスコ底面より遊離した細胞は染色さ
れないので、細胞壊死活性を直接測定できる。この染色
度をOD590nmの吸収で測定し、対照群に対する染
色度と比較する事で細胞壊死活性を測定する。活性の定
義は次の様に行う。
L929細胞が50%生存できる検体原液の稀釈率を原
液のlnj!あたりの活性とする。即ち原液の1倍稀釈
でED50を与える検体の活性は1単位/ m 1であ
る。
実施例 (1)i腫 主ポリペプチドの生産 5%牛脂児性血清を有するRPMI−1640無菌培地
2001を3001容培養槽に張り込み、この培地にT
HP−1細胞を2X10’個/rm(1になるように懸
濁した。これを37℃で4日間培養し、得られた培養液
を遠心分離してTHP−1細胞を無菌的に採取した。こ
の細胞を別の培養槽に入れた血清を含まない上記RPM
I−1640培地2007!に移し、これにTPAを1
100n/me添加し、ゆるやかに液を攪拌(100r
、p、m、)しつつ無菌的条件下37.0℃で5日間培
養(誘導)を行った。このようにして得られた培養液を
遠心分離して細胞を分離、除去してi、5X103単位
/ ra lの抗腫瘍性ポリペプチド活性を有する培養
液を得た。このようにして得られた培養上清液を限外濾
過膜(ミリボア社製、HVLP  0HV20)で1/
10量になるまで濃縮した。この濃縮液に固形硫酸アン
モニウムを加え(65%飽和量)て溶解し、蛋白を沈澱
させた。該沈澱物を遠心分離(1000r、p、m、、
  20分間)により採取し、少量の0.05M)リス
−塩酸塩緩衝液(pH7,7)に溶解せしめた。次いで
、これを同緩衝液に対し透析しく5℃、24時間)、内
液に等量の緩衝液を加え、これを予め同緩衝液で平衡化
させたDEAE−)−ヨーバール6508ラム(5X4
0CIm)に負荷した。このカラムを同緩衝液1.OR
で洗浄後、0.2Mの食塩を含有する同緩衝液で溶出し
た。
抗腫瘍性ポリペプチド活性区分2.01を集め、硫安分
画(40%〜55%飽和画分)を行い、得られた硫安沈
澱を少量の水に溶かし、この水溶液を同緩衝液で十分透
析した(5℃、24時間)。
透析内液に40%飽和量の硫安を加えて溶解し、遠心分
離して不溶物を除去し、予め40%飽和硫安を含む0.
05Mトリス−塩酸塩緩衝液で平衡化したブチルート−
ヨーバール6508カラム(2,5X30cm)を用い
流速2.0 ml /min。
の条件で疎水クロマトグラフィーを行った。次いで、抗
腫瘍性ポリペプチド活性画分を集め、0.05Mトリス
−塩酸塩緩衝液(pH7,8)で透析し 。
た。透析内液を予め50mMトリス−塩酸塩緩衝液(p
H8,5)で平衡化したMono Q HR515カラ
ムに負荷し、同緩衝液で洗浄した後、0.1゜0、15
.0.2.0.3Mと順次食塩濃度を上げる段階的溶出
法により抗腫瘍性ポリペプチド活性物質を溶出した。抗
腫瘍性ポリペプチド活性は0.2Mの食塩で溶出され、
比活性I X 10”単位/曙蛋白質まで精製された。
この工程における精製麿は5〜15倍、回収率は80%
以上であった。
このようにして得られた活性区分を集め、Mono Q
 HR5/ 5カラムを用いて同条件で再びFPLCを
行った。再FPLCの溶出パターンを第1図に示す。こ
の図において縦軸は280nmおける吸光度(%)を示
し、横軸は溶出時間(分)を示す。図面から明らかなよ
うに、抗腫瘍性ポリペプチド活性は0.1 Mの食塩で
溶出され、280nmのピークと良く一敗した。この活
性区分を集めて純水で透析した後、凍結乾燥して200
μgの精製標品を得た。この標品の比活性は5.0×1
01+単位/■蛋白質である。
次に本蛋白質についてファルマシア製、FPLCシステ
ムのアニオン交換カラムMono Q カラムクロマト
を行い、第1表に示す条件で溶出を行った。
第  1  表 この溶出条件においてリテンションタイム35分、36
分、37.8分に溶出される3つのピークを分取した。
(これら3つのピークはそれぞれTNF−1,TNF−
2,TNF−3である。)さらに、各々について上記の
条件で再クロマトを行い、純化した。それぞれの抗腫瘍
性ポリペプチドは以下に示す方法でいずれも単一な蛋白
であることが証明される。
(2)?−重 主ポリペプチドの性 それぞれのサンプルについてPro−RPCHR5/2
 (ファルマシア社製、C−4逆相担体)カラムを用い
て逆相FPLCを行った。0.1%トリフルオロ酢酸を
展開液とし、アセトニトリルの濃度を0%から70%直
線時に変えて溶出した。
この内TNF−1の溶出パターンを第2図に示す。
TNF−1ポリペプチドはアセトニトリル36%付近で
溶出され、他に蛋白のピークは認められない。TNF−
2およびTNF−3についても同じような結果が得られ
た。従って、逆相FPLC的に単一物質といえる。
次に、同じサンプルを5DS−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動(SO3−PAGE)にかけた。
すなわち、バイオランド社製のスラブ電気泳動装置(r
PROTEANJ、16cm)を用い、0.1%SDS
を含有する15.0%のポリアクリルアミドゲルにサン
プルを負荷し、20mAの定電流で電気泳動を行った。
次いで銀染色を行って蛋白を検出した。この結果、いず
れも17,4Kdの位置に単一バンドとして検出され、
他に蛋白のバンドは認められなかった。従って、本蛋白
標品は5DS−PAGE的に均一な蛋白であることが証
明された。またこれらの蛋白標品についてLKB社製の
アンホライン(Ampholine)ポリアクリルアミ
ドゲルを使用するポリアクリルアミドゲル等電点電気泳
動法により等電点を測定した結果、いずれも等電点(p
r)は5.7であった。
次に、これら3つの抗腫瘍性ポリペプチドについて、N
末端よりアミノ酸配列を決定した。アミノ酸配列の決定
はガスフェイズアミノ酸シークエンサー(モデル470
A)を用い、各々のサンプルについて約10μgを分析
した。その結果、TNF−1,TNF−2及びTNF−
3ON末端末端アミノ列配、以下のとおりであった。
T N F −L  Vat−Arg−5er−X−T
hr−^rg−Thr−Arg又はPro−5er−A
rg−Lys又はVal−Phe−Val−八1a−H
4s−al TNF−2Val−八rg又はLys−5er−X−T
hr−八rg又はPro−Thr−Pro−5er又は
I、ys−Arg−Lys又はVal−Pro又はAl
a−Val−八1a−113s−ValT N F  
−3Val−へrg−5er−X−Thr−八rg又は
Pro−Thr−Pro又は^rg−5er又はLys
−Pro又はArg−Lys又はVal−Pro又はA
la−Val−Ala−His−Val上記N末端アミ
ノ酸配列においてXで示される第4番目のアミノ酸は気
相アミノ酸配列分析機で同定されないアミノ酸であり、
Serは検出されず、この方法では検出されないアミノ
酸であるCysの可能性がある。
一方、本発明の抗腫瘍性ポリペプチドについてSDSポ
リアクリルアミドゲル電気泳動で単一なハンドを示ず抗
腫瘍性ポリペプチド(TNF−1゜TNF−2およびT
NF−3の混合物)100μgを含む水溶液100μg
にトリプシン3.3μgを加え37℃、pH8,0で2
2時間放置してトリプシン分解を行った。分解物をRP
318カラム(バイオランド社製、逆相HPLC用カラ
ム)を使用するHPLCによりF−1からF−8のフラ
グメントとして分離した。それぞれのフラグメントにつ
いてアプライド・バイオシステムズ社製、アミノ酸シー
クエンシングアナライザー(モデル470A)を用いて
エドマン分解を行った。遊離してくるフェニルチオヒダ
ントイン−アミノ酸をHPLC(島津LC−4A型)に
て分析を行い常法に従ってアミノ酸を決定した。その結
果は次のとおりであった。
F −1:  Val−Vat−^1a−八5n−Pr
o−Gin−八1a−Glu−Gly−Gln−Leu
−Gln F −2: 八Ia−Asn−Ala−Leu−Leu
−^1aF −3: 八5n−Gln−Leu−Val
−Val−X−X−X−Gly−LeuF −4: 1
ie−Ala−Val−X−TyrF−5:Val−Δ
5n−Leu−LeuF −6: Glu−Thr−r
’ro−Glu−Gly−^1a−Glu−八1aF 
−7: Tyr−Glu−Pro−11e−Tyr−L
eu−Gly−Gly−X−PheF −8: Leu
−Ser−^1a−Glu−11e−Asn−Arg−
Pro−^5p−Tyr−Leu−^5p−Phe−A
la−Glu−5er−Gly−Gly−Gln−Va
l−Tyr (3)査底エユニヱ旦作l 抗腫瘍性ポリペプチドのアミノ酸配列の内、前記F−7
の内の8個のアミノ酸に対応する第2表に示すDNAを
、固相法にて合成した。
第   2   表 THP−1細胞を10%FBSを含むRPMI−164
0培地で、37°c、  5%COZ存在下で培養し、
細胞数がI X 106calls/mj!になった時
に、100μg/mgの12−テトラデカノイル−フォ
ルボール−13−アセテート(以下「12−テトラデカ
ノイル−フォルボール−13−アセテート」をrTPA
Jと記す、)存在下で更に培養をつづけ、TPA添加後
、8時間及び70時間後の細胞を集めて、これをmRN
A抽出用の細胞とする。
細胞からのmRNA抽出は、以下の方法に従って行った
。遠心で細胞を集め、一度PBS(−)(0,8%Na
C1,0,02%KCI、 0.02%kl!PO4゜
0.115%NaJPO4)で洗浄した。集めた細胞を
50w1RNA抽出緩衝液に十分懸濁した後、「ノニデ
ントJ  (Nonident) −P 40を最終濃
度0.5%になるように添加し、テフロンホモゲナイザ
ーを用い、10ストロークにて、ホモゲナイズを行ない
細胞を破壊した。その後、ホモゲネートを4℃、1分間
、110000Xの条件下で遠心分離し、上清を細胞質
抽出物とした。細胞質抽出物に等量の緩衝液飽和フェノ
ール/クロロホルム混合溶媒を添加し、室温で30分以
上混合した。
ついで3000Xg、10分間の条件で遠心を行ないフ
ェノール/クロロホルム溶媒層を取り除き同様のフェノ
ール、クロロホルム抽出の操作を更に2回行なった。
次にクロロホルム/イソアミルアルコール(24:1)
混合溶媒を上清に等量添加し、室温で10分以上混合し
た後、遠心を行ない上清を回収した。上清に2.5倍の
エタノールを添加し、マイナス20℃で一晩放置するこ
とでRNAを沈澱させ、4°c、10,000Xg、1
0分間の条件で回収し、細胞質RNA標品とした。沈澱
物を20mlの滅菌水に懸濁した後、一部サンプルによ
りRN A ta度を測定した。RNAを懸濁した後、
5倍濃度のRNA洗浄緩衝液を5ml添加し、予めRN
A洗浄緩衝液で平衡化していたpoly(U)セファロ
ースカラムに通した。poly Cへ’)RNA以外の
rRNA及びL RNAを上記RNA洗浄緩衝液で洗い
流した後、5mlホルムアミドでpoly(A)RNA
を溶出し、poly (A) RNA画分を集め、エタ
ノール沈澱を2回行った後、poly (A)RN A
 ia度が1μg/10μrになるように滅菌水に懸濁
後、小分けしてマイナス80℃で保存した。
以下poly (A) RNAをm RN Aと略す。
(5)cDNA−イブ−1−の 1 上述のようにして得られたmRNAを用いてcDNAラ
イブラリーを2つの方法で作製した。
(i)ガブラー(Gubler)法(Gene25 2
63−269 (1883))通常の方法通り、mRN
Aの3′のポリ (A)配列と相補的なオリゴ(dT)
をmRNAとアニーリングさせて、逆転写酵素のプライ
マーを調製した。次に、dATP、dGTP。
dCTP及びdTTP存在下で逆転写酵素を作用させて
、mRNAと相補的なcDNAを合成した。
ついで、このようにして得られたm RN A / c
 D N AハイブリッドのmRNA側にRNaseH
でニックを入れ、DNAポリメラーゼ■、及び大腸菌D
NAライゲースでmRNAをDNAに置換させ、2本鎖
のDNAを合成した。得られた2本鎖DNAの3°末端
にターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフエラー
ゼを作用させて10〜20個のdCテールを付加させ、
次に、大腸菌内で複製可能なプラスミドベクターpBR
322を制限酵素PstIで処理して直鎖状のプラスミ
ドDNAとした。3゛末端にターミナルデオキシヌクレ
オチジルトランスフエラーゼを作用させて10〜20個
のdGデテール付加した。そして次にdGテールプラス
ミドベクターdCテール2本1fiDNAをアニーリン
グさせて、大腸菌へカルシウム法による形質転換法で移
し、得られた形質転換株をc DNAライブラリーとし
た。
(ii )オカヤマーバーグ(Okayama−Bar
g)法(Molecularand Ce1lular
 Biology  2+  161〜ガプラーの方法
と異なり、mRNAのポリ(A)配列と相補的なオリゴ
(dT)テールの付加された2本鎖DNAをアニーリン
グさせ、dATP。
dGTP、dCTP、dTTP存在下で逆転写酵素を反
応させて相補的なcDNAを合成した。次に、新に合成
したcDNAにターミナルヌクレオチジルトランスフェ
ラーゼを作用させてdGデテール付加した。これと予め
dCテールされていたプラスミドベクターとアニーリン
グ、ライゲーションを行い、mRNA/cDNAハイブ
リッドを含むプラスミドを得た。次にガブラーの方法と
同じように、RNaseH,DNAポリメラーゼI。
大腸菌DNAライゲースを作用させて、mRNAをDN
Aへ置換してやる。このようにして、2重鎖cDNAを
含むプラスミドを得た。これを大腸菌細胞内へ導入する
ことによりcDNAライブラリーを作製した。
上述のようにして得られたcDNAライブラリーをニト
ロセルロースフィルター上に生育すせ、クロラムフェニ
コールを含む培地で生育させて(Gene  10.6
3−67  (1980))、プラスミドの数を増幅さ
せた。
次に、cDNAライブラリーの生育したニトロセルロー
スフィルターを0.5N  NaOH?fflに室温で
5分間浸し、大腸菌細胞壁を破壊し、更にプラスミドD
NAを2本鎖から1本鎖へと変換し、更にIM)リス−
HCl  (pH7,5)液に浸し、ついで室温で10
分間放置後、0.5 M )リス−HCj! (pH7
,5)/1.5M  NaC1液に室温で100分間浸
た後、 風乾した。十分に乾燥したら次に80℃にて、
ニトロセルロースフィルターを2時間処理した。合成し
た23塩基のDNAの5′末端をγ−”PATP、T4
DNAキナーゼでラベルし、この5゛末端の標識された
DNAを以下、cDNAスクリーニングのDNAプロー
ブとした。80℃にて処理したニトロセルロースフィル
ターを6xNETにて(1xNET  0.15MNa
C1,0,015)リス−H(1(pH7,5)。
1mM  EDTA) 、250Mg/m1 大腸菌t
RNA0.5%NP−40,中で42℃で一晩ハイブリ
ダイズさせた後、6xSSC(1xSSC。
0.15M  NaC1,0,015M  クエン酸ソ
ーダ)0℃で洗浄後2XSSCでo℃5分間2度洗浄し
た後、更に2XSSC,42℃で2分間洗浄した。洗浄
の終ったニトロセルロースフィルターは、風乾しオート
ラジオグラフィーを行った。
オートラジオグラフィーでポジティブと検出されたクロ
ーンは、更にマキサム−ギルバート塩基配列決定法に従
って塩基配列を決定し、ポジティブクローンを絞り込ん
だ。
その結果、23塩基の合成りNAとハイブリダイズする
cDNAクローン中に、抗腫瘍性ポリペプチドのC末端
側を有するcDNAクローンが存在した。得られたcD
NAクローンは約1.000塩基対を持つことが判明し
た。
(7)ゲノムDNAの8製 TPA 100 n g/mJを含む培地で8時間培養
した後THP−1細胞3 X 1 ’09個を100m
lの150mHNaCl1.loOmM  EDTA溶
液に懸濁した。
さらに、10mlの10M過塩素酸ナトリウム溶液を加
え、更に10%SDSを10mj2加えた。
次に5MのNaC1を12ml加え、60℃で15分間
加温した。この溶液に専科のクロロホルム、イソアミル
アルコール24:1混液を加えゆるやかに混合したのち
、4℃で日立高速冷凍遠心機で10,000回転にて1
0分間遠心し、上清を得た。この上清に等量のイソプロ
ピルアルコールを加え、生ずるDNAの沈澱をパスツー
ルピペットにまきとった。70%エタールでDNAを洗
った後、100mj!の10mMトリス塩酸p H7,
510mM  NaC10,1mM  EDTA溶液(
TSE)に溶解した。その後10%SO3を終濃度0.
5%になる様に加え、更にプロテアーゼKを終濃度1■
/mβになる様に加え55℃−晩加温した。この際10
.000回転遠心分離後中間層にくるDNA−蛋白複合
体を刈取し、遠心分離以後の操作を行う事によってDN
A−蛋白複合体を別に分取し、遠心分離以後の操作を行
う事によってDNAの収量を増加させた。プロテアーゼ
にて処理後のDNA溶液を水飽和フェノール、メタクレ
ゾール、イソアミルアルコール 100:14:O,l
混液とおだやかに混合し、300回転10分間常温で遠
心に上清を分取した。この上清に等量のイソプロパツー
ルを加え1、生ずる沈澱をパスツールピペットにまきと
った。70%エタノールでDNAを洗った後、100m
lのTSEに溶解した。
DNA溶液を終濃度800μg / m lとなる様に
TSEを加えた後0.95g/mlの割合でCsC1を
加え更に10分の1容の5■/mlのエチジウムブロマ
イドを加えて、均一な溶液にした後、ベンクマン(Be
cka+a口)タイプ60ローターで20℃45に48
時間遠心する事により密度勾配法によるDNAの精製を
行った。遠心終了後360nmのUvを照射する事でD
NAのバンドを直視しつつ、パスツールピペットでDN
Aを回収した。ついで、CsC1飽和イソプロピルアル
コールをDNA溶液に加え、数回混合する操作を10回
繰り返す事によって、エチジウムブロマイドを除去した
得られたDNA溶液を2!のTSEに対し4℃−昼夜透
析する事によりDNAを得た。この時のDNA濃度は6
50.cZg/ml全量で18■のDNAを得た。
(8)ゲノムDNA   の ′1 得られたDNAを15Mgづフ分取し、数種の制限酵素
による完全分解を行い、抗腫瘍性ポリペプチド遺伝子断
片の各種制限酵素による長さをサチン法により解析した
。Apal  (GGGCCC)。
Xhol  (CTCGAG)、BamHI  (GG
ATCC)。
EcoRI  (GAATTC)、Ss t I  (
GAGCTC)。
KpnI  (GGTACC)をそれぞれ50単位づつ
用いてDNAを、37℃−5晩適当な緩衝液及び塩濃度
の溶液中で保温し、反応終了後5M  NaC1を終濃
度0.25Mになる様に添加して、2.5容のエタノー
ルを加え、DNAを沈澱させた。DNAの分解物を遠心
分離により沈澱として回収した後、10μ!の水に溶解
し、1.5%寒天ゲルに展開した後ニトロセルロースフ
ィルターにDNA断片を吸着せしめた。DNAを吸着せ
しめたニトロセルロースフィルターを風乾後、80℃真
空下で2時間処理し、以下のハイブリダイゼーションを
行った。
ニックトランスレーシラン (6)で得られたcDNA200ngを30μmの反応
液(50mM  TrisHCl  pH7,510m
M  MgC1z  10mM  DTT)に溶解し、
α−”PdCTP  20μC: dATP。
dGTP、dTTPをそれぞれ5μMになる探加え、D
NaseI2.5μg、 DNA Po1yn+era
se 10単位加えて20’CI時間反応させた。反応
終了後等量の水飽和フェノール:クロロホルム1:1混
液を加え激しくかくはんした後、遠心分離を行って除蛋
白し、更に等量のクロロホルムを加えて激しくかくはん
後、遠心分離を行い水層を分取した。
この水層をあらかじめ1mM  EDTA  100μ
g / m l尤RNAを含む溶液で平衡化したセファ
デックスG−50カラムに重層し、1mMEDTA  
100μg/ml tRNA溶液で溶出させ、DNA部
分を回収した。放射比活性1×10”cpm/μg D
NAの標識DNAが得られた。
このDNAを100℃10分間加温する事で単鎖DNA
とし、プローグとして用いた。
(9ノハイブリダイゼーシヨン D N A 全吸着したニトロセルロースフィルターを
1mAの50%ホルムアミド5 X S S C(0,
15MNaC1!  0.015M  クエン酸ソーダ
)、5×FBR,1%グリシン、20mMリン酸緩衝液
pH6,8,100μg/mff1.仔牛胸腺変性DN
Aを含む溶液に均一に浸し、プラスチックバックにシー
ルした後42℃で1晩保温した。次に1mfの50%ホ
ルムアミド5xSSC,1xFBP20mMリン酸緩衝
液pH6,8100μg/ml仔牛胸腺変性DNAを含
む液に2 X 10’CI)01のプローブを加えた溶
液にフィルターを浸し、42℃で1晩保温した。保温終
了後ニトロセルロースフィルターを2XSSC溶液中に
移し68℃でlhr非特異的なりNAプローブの吸着を
除去する為に洗い、さらに0.lX5SCで5分間同様
の洗いを行った後、フィルターを風乾し、コダックX線
フィルムを一昼夜露光させる事によりプローブと特異的
にハイブリダイズするDNA断片を検出した。
(10)特異的なりNA断片の濃縮 以上のサザンハイプリダイゼーションに於て(6)に述
べたプローブDNAと、ゲノムDNAを制限酵素Apa
lで切断した特注ずる2、 6 k bのDNA断片が
再現性よくハイブリダイゼーションを形成した。そこで
THP−1ゲノムDNAを1.3■用い5mAの反応系
で1500単位のApalを加え、1晩加温する事によ
りT I−I P −1ゲノムのApal完全分解物を
得た。
このDNA断片を1.5%寒天ゲルによって分画し、2
.6 k b周辺の寒天ゲル部分を切り出した。
寒天からのDNAの回収は次によった、まず10mMの
リン酸緩衝液pH7,015mJに22.5gのKIを
加えた溶液15mAに寒天を入れ、60℃に加温する事
により、寒天を溶解せしめた。
その後DNAを含む溶液をバイオランド(13iora
d)社の「バイオゲルHTPJに吸着せしめ、十分に1
0mMリン酸緩衝液で洗った後、IMのリン酸緩衝液、
0.5%SDSによりDNAを流出させた。TSEに対
し透析を一昼夜4℃で行い、DNAを得た。
(11)゛ノムライブラ1−の 7 得られたDNAにdGTPのテイルをターミナルデオキ
シヌクレオチジルトランスフェラーゼを用いて付加した
。一方ベクターとして用いたpNFはKpnlで単鎖と
した後、dCTPのテイルを同様に付加し、アニーリン
グさせキメラ環状体を作製した。このキメラをエシェリ
ヒア・コリRRIに導入し約2X10’個の独立なコロ
ニーから成るライブラリーを作成した。
先にのべたプローブを用い、同上ゲノムライブラリーを
選別した結果1種のクローンを得た。得られたクローン
の制限酵素地図(第3図)及び部分的な塩基配列(第4
図)(DraI  (854)からPstI  (20
46)間の塩基配列)を示す。
(12)ゲノム゛ 云 の   中での(1)得られた
ゲノム遺伝子の制限酵素XhoI/ Pstl断片(前
述のTNFゲノムDNAの部分 塩基配列の340塩基
から1150塩基の811塩基DNA断片)をプラスミ
ドベクターpUc12(ファルマシア社製)の制限酵素
5aJI/Pst1部位に挿入したプラスミドp12 
TN’X/pを構築した。本プラスミドは、ラクトース
オペロンのプロモーター領域、オペレーター領域、及び
シャイン・ダルガルノ配列(以下、S、D配列と略す。
)を存し、上述の領域の後に、β−ガラクトシダーゼ遺
伝子の5゛末端領域を含む45塩基対、それにゲノム遺
伝子が結合した融合遺伝子を含んでいる。このため、本
プラスミドを有した大腸菌で発現されてくる蛋白質は、
β−ガラクトシダーゼのN末端領域の塩基配列とゲノム
DNA断片を含む融合蛋白質である(第5図)。
(II)ゲノム遺伝子の制限酵素Xho I / Ps
t I断片、811塩基対をtacプロモーター及びS
D配列を有したプラスミドベクターpUc540の制限
酵素5alI、Pst1部位に挿入したプラスミドp 
UC540”’x/pを作製した。
本プラスミドは、ゲノム遺伝子の制限酵素Xhol/P
stl断片中に存在する最初のメチオニンをN末端とす
るタンパク質をコードする遺伝子を有することとなる。
(第6図) プラスミドベクターp[Jc540は、市販されている
プラスミドベクターpUc8のEcoR[。
BamH1部位に、同様に市販されているtacプロモ
ーターををするプラスミドpDR540のEcoRI、
BamHI断片をクローニングしたものである、共にフ
ァルマシア社によって販売されている。
このようにして構築して得られた遺伝子は、すべて、ラ
クトースオペロンのプロモーターの制御をうけることよ
り、これらの遺伝子の発現は、イソプロピルβ−Dチオ
ガラクトピラノシド(以下イソプロピルβツ吻%クトピ
ラノシドをIPTGと略す。)で誘導可能となる。
をアンピシリン50μg / m lを含むIXYT培
地(バクトドリブトン0,8%、バクトイ−ストエクス
トラクト0.5%1食塩0.5%)で37℃で前培養し
た後、アンピシリン50μg / m 12を含ムIX
YT培地lOOmNを含む50 Qmj!坂ロフシロフ
ラスコ植菌し、同様に37℃で培養し、OD&60 =
0.3に達した時にI PTGを最終濃度2mMになる
ように添加し、更に培養を続けた。
このようにして得られた大腸菌を遠心機によって集め、
IXPBS (NaCJ  O,8%、KCl0.02
%、KHzPO40,02%、NazHPO40、11
5%)で洗浄後、再びl m Rのl XPBSに懸濁
し、超音波で大腸菌を破砕した。その一部を用いて抗腫
瘍性活性を測定した。抗腫瘍性活性の測定はL−929
細胞を指標とした感受性テストで行った。結果を第3表
に示す。
第   3   表 実施例2 p UC540”’x/ pプラスミドは、SD配列の
下に制限酵素BamH1部位を有している。従って、こ
のBamH1部位に外来遺伝子を挿入すると、I PT
Gの添加によってのみその外来遺伝子の発現が可能とな
る。
第3図に示す抗腫瘍性ポリペプチドゲノム遺伝子をXh
oT、  PstIで切断し、Xhol、Pstl断片
第7図フラグメント(A)−(E)を回収した(第7図
)。次に、このXho[、Pstl断片を、HincI
I断片で切断し、294塩基対のXhoI。
HincII断片(A)−(D) 、521塩基対のI
目nc11.  Pstr断片(D)−(E)を回収し
、294塩基対の断片をDdelで部分分解し、206
塩基対のDdel、H4ncII断片(B)−(D)を
PstI断片(D)−(E)と、第4表に示す70塩基
、69塩基の2本鎖DNA又、は22塩基、21塩基の
2本鎖DNA又は72塩基、73塩基の2本鎖DNAの
3種類のDNAを結合させた後、pUc540TN’ 
x/pのBa5HI 、  Pst 1部位に挿入した
このようにして得られた3種類のプラスミドpUc54
0”’  69/70.  pUc540丁N’72/
73.pU05407訂21/22はラクトースオペロ
ンのプロモーター制御をうけ、大腸菌内においてこれら
合成された3種類の遺伝子の発現が可能となる。
得られたプラスミドp UC540TN’ 69/70
゜に示した方法により培養し、rPTGを添加してこれ
らの遺伝子の発現を検討した。ただし、今回は12時間
2mM  IPTG″?’誘導をかけた。第5表にその
結果を示す。
〆 第   5   表
【図面の簡単な説明】
第1図は抗腫瘍性ポリペプチド混合物の陰イオン交換ク
ロマトグラフと抗腫瘍性ポリペプチド活性を示すグラフ
、第2図はTNF−1の逆相クロマトグラフ、第3図は
抗腫瘍性ポリペプチドゲノム遺伝子の制限酵素地図、第
4図は抗腫瘍性ポリペプチドのゲノムDNAの部分塩基
配列、第5図はp 12”’ x/pが有する抗腫瘍性
ポリペプチド遺伝子の塩基配列とそれがコードするポリ
ペプチドのアミノ酸配列、第6図はpUc540fN’
x/pが有する抗腫瘍性ポリペプチド遺伝子の塩基配列
とそれがコードするポリペプチドのアミノ酸配列、第7
図は抗腫瘍性ポリペプチドゲノム遺伝子のXho I 
−Pst I断片を示すものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記のアミノ酸配列を有する抗腫瘍性ポリペプチ
    ドをコードするDNA。 【アミノ酸配列があります】 Xは、アミノ酸数1〜39個のペプチドである。
  2. (2)宿主微生物細胞内で増殖しうるプラスミドに挿入
    されている特許請求の範囲第1項記載のDNA。
  3. (3)宿主微生物細胞内で増殖しうるプラスミドに挿入
    されている下記のアミノ酸配列を有する抗腫瘍性ポリペ
    プチドをコードするDNAを有する微生物を培養するこ
    とを特徴とする抗腫瘍性ポリペプチドの製造法。 【アミノ酸配列があります】 Xは、アミノ酸数1〜39個のペプチドである。
JP60232590A 1985-10-18 1985-10-18 Dna及びそれを有する微生物を用いる抗腫瘍性ポリペプチドの製造法 Pending JPS6293233A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0247906A2 (en) * 1986-02-04 1987-12-02 Mizuno, Den'Ichi DNA coding for anti-tumour polypeptides, the polypeptides and anti-tumour agents comprising said polypeptides
JPH02245823A (ja) * 1989-03-20 1990-10-01 Fujitsu Ltd 信号伝送方式

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