JPS63237790A - OmpAシグナルペプチドを用いたヒトス−パ−オキシドデイスムタ−ゼ及びグラム陰性細菌による細胞外分泌生産 - Google Patents
OmpAシグナルペプチドを用いたヒトス−パ−オキシドデイスムタ−ゼ及びグラム陰性細菌による細胞外分泌生産Info
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-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[産業上の利用分野コ
この発明は、非分泌性細胞内在蛋白質またはポリペプチ
ド、特に好ましくは一般式[I]で表わされるヒトスー
パーオキシドディスムターゼ(以下h−8ODという)
の製造方法及びこれに用いられる新規遺伝子に関する。 Ala−Thr−Lys−Ala−Val−Xz −V
al−Leu−Lys−Gly−Asp−Gly−Pr
o−Val−Gln−Gly−11e−11e−Asn
−Phe−Glu−Gln−Lys−Glu−3er−
Asn−Gly−Pro−Val−Lyg−Val−丁
rp−GIy−3er−11e−Lys−GIy−Le
u−Thr−Glu−Gly−Leu−Hig−Gly
−Phe−11is−Val−旧s−Glu−Phe−
Gly−Asp−Asn−Thr−Ala−Gly−C
ys−Thr−Ser−Ala−Gly−Pro−Hi
s−Phe−Asn−Pro−Leu−9er−Arg
−Lys−旧s−Gly−Gly−Pro−Lys−A
sp−Glu−Glu−Arg−His−Val−Gl
y−Asp−Leu−Gly−Asn−Val−Thr
−Ala−Asp−Lys−Asp−Gly−Val−
Ala−Asp−Val−3er−11e−Glu−^
5p−3er−Val−11e−3er−Leu−3e
r−Gly−Asp−Hig−X、 −11e−11e
−Gly−Arg−Thr−Leu−Val−Val−
旧s−Glu−Lyg−^1a−Asp−Asp−La
u−G Iy−Lys−G Iy−G Iy−Ala−
G 1u−G Iu−3er−Thr−Lys−Thr
−G Iy−Asn−Ala−Gly−3er−Arg
−Leu−Ala−Cys+−Gly−Val−11e
−Gly−11e−Ala−Gln [
■](ただし式中、L及び×3は同−又は異なってそれ
ぞれ1つのアミノ酸を示す、) [従来の技術] スーパーオキシドディスムターゼ(以下SODという)
は、1969年フリートピッチとマツコード等によりキ
サンチンオキシダーゼの研究において、その中間生成物
のスーパーオキシドを分解する非分泌性細胞内在性の酵
素として、最初に見出された化合物であり、種々の手段
、例えば加熱処理(特公昭45−39832号)、同4
9−48721号、杉浦ら、ジャーナル・オブ・ファー
マコピオー・ダイナミックス(J、 Pharm、 D
yn、)j、 pp、235−244゜(1981)等
)、硫安塩析及び有機溶媒を用いる沈殿法(特開昭57
−155991号)、ステラフェン・ニー・ジーら、バ
イオキミカ・工・バイオフィジカ・アクタ(Bioch
imica et Biophica Acta)、世
、 pp、 276−28:1(1972)) 、ゲル
ろ過クロマトグラフィー(特開昭56−102787号
)等の方法により精製される。このSODは、生体の酸
素毒性防御機構という観点から注目され、現在は抗炎症
剤として、慢性関節リウマチ変形性関節症、放射線照射
による副作用、ある種の泌尿器疾患等の治療に用いられ
ており、特にウシ肝臓からのSODが臨床的に利用され
ている。 また最近、ヒト−赤血球Cu−4n−SODのアミノ酸
配列が報告され(ヤブシュウら(Jabusch et
al)バイオケミストリー(Biochemistry
)、!9゜231G−2:116 (1980) 、及
びバラら(Barra et al)、フェデレーシン
・オブ・ユーロビアン・バイオケミカル・サイエンティ
スト・レターズ(FEBSLetters)、120.
53−55(198G)) 、さらにまた、h−9OD
の遺伝子の塩基配列の報告があり(ジャーマンら(Sh
erman et al)プロシーディング・オブ・ナ
ショナル・アカデミ−・サイエンス・オブーUS A
(Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 U
SA)、80゜5465−5469(1983))、h
−SODの遺伝子操作による大腸菌での発現、酵母での
発現も報告されている(#開閉60−137286号公
報)。 SODを、特に抗炎症剤として、又は他の医療目的のた
めに臨床的に使用するためには、生理的に許容されるS
ODが安定に供給されることが必要である。また1人体
に対してSODを生体内で使用するためには、予想され
る免疫的な問題からSODがh−sooあるいは少なく
とも免疫的に許容される範囲のhsOD類似ポリペプチ
ドで、しかも均質な酵素であることが要求される。 [従来技術の欠点] しかしながら、h−sooをヒトから分離するのは安定
供給の面から問題があった。また、安定供給の観点から
遺伝子工学的手法によりh−sooを製造する方法が好
ましいが、以下の問題点がある。 すなわち、遺伝子工学的に非分泌性細胞内在蛋白質また
はポリペプチドであるh−SODを製造する場合の宿主
としては種々利用されているが、グラム陰性細菌、例え
ばエシェリヒア属に属する大腸菌(エシェリヒア・°コ
リー)を利用した場合、非分泌性細胞内在蛋白質または
ポリペプチドである異種蛋白質はその菌体内に産生され
、11t積されることから、菌体内蛋白質分解酵素によ
り産生された異種蛋白質が分解され、その収率の低下を
もたらし、さらに異種蛋白質の菌体内からの精製回収に
おいても菌体の細胞賀蛋白賀との共存から十分な精製過
程が必要であった。ざらにh−SODのほかに、γ−グ
ルタミルトランスフェラーゼ、グルタメイト・オキザロ
アセテート・トランスフェラーゼ、グルタメイト・ピル
ベート・トランスフェラーゼなどの非分泌性細胞内在蛋
白質またはペプチドの遺伝子工学的手法による製造の場
合も同様の問題があった。 [発明か解決しようとする問題点] この発明の目的は、産生されたこれらの非分泌性細胞内
在蛋白質また゛はポリペプチド、例えばh−5ODが細
胞質内の蛋白質分解酵素によって分解をされることが少
なく3がつ、精製回収が容易な、遺伝子工学的手法によ
るh−SODの製造方法及びそれに用いられる新規遺伝
子を提供することである。 [問題点を解決するための手段] 本願発明者らは、鋭意研究の結果、非分泌性細胞内在蛋
白質またはポリペプチドであるh−so。 のN東側にOmpA(outer membrane
ProteinA)のシグナルペプチド、すなわち、N
東側がらMet−Lys−Lys−丁hr−Ala−I
1e−Ala−11e−Ala−Val−Ala−L
eu−Ala−G I y−Phe−A 1a−Thr
−Va I −A Ia−G In−屓aで示されるポ
リペプチドか結合されたものを発現させることにより、
非分泌性細胞内在蛋白質またはポリペプチドであるh−
SODを細胞質膜外のペリプラズム空間に蓄積させるこ
とに成功し、この発明を完成した。 すなわち、この発明は、非分泌性細胞内在蛋白質または
ポリペプチドのアミノ酸配列をコードしてなるDNA配
列の上流に0ipAシグナルペプチドのDNA配列を結
合する遺伝子、その蛋白質またはポリペプチドの製造方
法、およびベクターを提供するもので、好ましくは、下
記一般式[I]で表わされるアミノ酸配列又はその同等
物をコードするDNA配列を含有する遺伝子を提供する
。 1i1et−Lys−Lys−Thr−Ala−11e
−^1a−+1e−Ala−ValAla−Leu−A
la−Gly−Phe−Ala−Thr−Val−Al
a−Gln−Ala−″Ala−丁hr−Lys−Al
a−Val−Xa −Val、−Leu−Lys−G
ly−Asp−G!y−Pro−Val−Gln−Gl
y−11e−11e−Asn−Phe−Glu−GIn
−Lys−Glu−3er−Asn−GIy−Pro−
Val−Lys−Val−Trp−Gly−3er−1
1e−Lys−Gly−Leu−Thr−Glu−Gl
y−Leu−His−Gly−Phe−His−Val
−His−Glu−Phe−GIy−Asp−Asn−
Thr−Ala−GIy−Cys−Thr−3er−A
la−Gly−Pro−t(is−Phe−Agn−P
ro−Leu−3er−Arg−Lys−His−Gl
y−Gly−Pro−Lys−Agp−Glu−Glu
−Arg−Hjs−Val−Gly−Asp−Leu−
Gly−Asn−Val−Thr−Ala−Asp−1
,ys−Asp−Gly−Val−Ala−Asp−V
al−8er−11e−Glu−Asp−3er−Va
l−11e−3er−Leu−3er−Gly−Asp
−11is−L −11e−11cmGly−Arg−
Tlir−Leu−Val−Vaillis−Glu−
Lys−Ala−Asp−^sp−Leu−Gly−L
ys−Gly−Gly−Asn−Glu−Glu−8e
r−Thr−Lys−Thr−Gly−Asn−Ala
−Gly−3er−Arg−Leu−Ala−Cys−
Gly−Val−11e−Gly−11e−Ala−G
ln” [I](ただし式中、×2
及びX、は同−又は異るそれぞれ1つのアミノ酸を示す
。) さらにまた、この発明は、上記一般式[I1で表わされ
るアミノ酸配列又はその同等物をコードするDNAを含
むグラム陰性細菌を培養し、該アミノ酸配列又はその同
等物を発現し、式[I1の*から口の部分を有するポリ
ペプチドを細胞質外に分泌せしめ、これを採]枳するこ
とから成るh−so。 の製造方法を提供する。 [発明の効果] この発明の方法によると、細胞質内で産生された非分泌
性細胞内在蛋白質またはポリペプチド、例えばh−8O
Dと0ipAシグナルペプチドとの結合物が細胞質膜を
通過し、 h−SODが細胞質外のペリプラズム空間に
蓄積される。従って、産生されたh−sooが細胞質内
の蛋白質分解酵素によりほとんど分解されないので従来
法に比べて収率が高くなる。また、ペリプラズム空間は
細胞質内よりも蛋白質の量及び種類がはるかに少ないの
て、h−sooの精製が従来法よりもはるかに容易にな
る。 [発明の詳細な説明コ 上記一般式[I)の*から哀tまでて示されるh−SO
D又はその誘導体をコードする塩基配列を有するDNA
は、例えばプロシーディング・オツ・ナショナル・アカ
デミ−・サイエンス・オブ・’USA (Proc、
Natl、 Acad、 Sci、 USA) 80
.5455−5469 (198:l) 、特開昭60
−137286号公報、若しくは特願昭61−1912
35号記載のように遺伝子ライブラリーから、又は遺伝
子操作における周知の技術により得ることができる。遺
伝子操作における周知の技術とは遺伝子操作に関する多
数の文献、例えば (1)高木康敬編著 遺伝子操作マニュアル 講談社 (2)高木康敬編 遺伝子操作実験法 講談社(3)
ティー、マニアチスら(T、 Maniatis et
al)モレキュラー・クローニング・コールド・スプ
リング(Molecular Cloning Co1
d Spring)ラボラトリ−刊(米国) (4)レイ・ウーら(Ray Wu et al)、メ
ソッド・イン・エンザイモロジー(Method in
Enzymonology)101、アカデミツク・
プレス刊(米国)等の実験書に従って実施すればよい。 例えば、ヒト肝臓からh−9OD c D N Aの分
子クローニングを行ない肝臓cDNAライブラリーを得
、この肝臓cDNAライブラリーにより宿主微生物を形
質転換し、得られた形質転換体についてコロニーパイプ
リダイゼーション法を用いてクローンの選択を行ない、
h−sooをコードしているプラスミドを得、このh−
sooをコードしている領域を発現ベクターに組み込め
ばよい。 h−SODをコードするDNAとしてはこのようにして
得られる天然型のものを用いることができることは言う
までもない、しかしながら、一般に生理活性を有する蛋
白質において、その生理活性を示す構造は一通りに特定
されるのではなく、実質上同一の生理活性を示すために
ある範囲の構造的相違が許容されることは当業者により
広く認識されているところである。従って、 h−SO
Dの誘導体であって、天然型h−SODの構造か部分的
に変形されたもの、例えば一部のアミノ酸が他のアミノ
酸に置き換えられ、一部のアミノ酸が除去され、又は一
部のアミノ酸が付加された蛋白質でなおh−SODの活
性を有するアミノ酸配列(特許請求の範囲では同等物と
呼んでいる)をコードするDNAもこの発明において用
いることができる。 例えば、天然型h−sooの一部のアミノ酸が他のアミ
ノ酸に置換された誘導体をコードするDNAは、例えば
エクスベリメンタル・マニピユレーション・オブ・ジー
ン・エクスプレジョン(Experimental M
anipulation of GeneExpres
sion)、 291−303 (1983)アカデミ
ツク・プレス刊)に記載された部位特異的変異方法によ
り得ることかできる。すなわち、 h−sooを含む閉
環構造のプラスミドを開環し、エキソヌクレアーゼ■を
作用させ、変異させたい部分のDNAを一本鎖の状態と
する0次いで変異点を有した合成ヌクレオチドをこの一
部一本鎖のプラスミドにアニールさせ、dNTP存在下
でDNAポリメラーゼ及びT、DANリガーゼを作用さ
せ、合成ヌクレオチドをプラスミド中に結合させればよ
い、この変異法に用いられる合成ヌクレオチドとしては
1例えば下記第1表の種々のものが挙げられ、これを用
いて、対応するプラスミドが得られる。後述の参考例に
おいては、このようにして天然型h−SODのAlaか
ら数えて111位のXz−Cys(TGC)が5er(
TCC)に置換されたDNAを有するプラスミドpsO
D14が得られた。 さらに、上記部位特異的変異法の他に文献記載の他の方
法も適用することができる(Proc。 Na11. Acad、 Sci、 IJSA 81.
4008 (+984); Nucl。 ^cid、 Res、、 10.6487(1982)
) 。 また1例えばAlaから数えて6位のX、=Cysを他
のアミノ酸に変換するには、遺伝子操作の慣用技術に従
い、h−soo遺伝子断片を単離し1次いで6位Cys
をコードしたTGCの下流の適宜な位置を制限酵素にて
切断し、さらにTGCに代わるアミノ酸をコードしたコ
ドンを有する合成ヌクレオチド、例えばSerのコドン
TCCを有する5゛−TGTCCGTGCTGAAGG
G−3’を付加させればよい、後述の参考例においては
、上記psODI4を出発材料として用いて上記方法を
行ない、h−sooの6位及び111位のCysがいず
れもSerに置換されたh−sooを産生するDNAが
得られた。 6位及び111位のアミノ酸が置換した誘導体はいずれ
もh−SOD活性を有しており、この発明に用いること
ができる。これらの誘導体のうち、好ましいものとして
×2が中性アミノ酸1例えばCys 、 Ser、Al
a又はThrであり、島が中性アミノ酸、例えばSer
、Ala、Thrであるものを挙げることができる。 次にこの発明の遺伝子を得るためには、天然型h−so
o又はその誘導体のN末端のNetが除去されたものに
OmpAのシグナルベブチトが結合されたポリペプチド
をコードするDNAをつくる必要がある。これは種々の
方法により行なうことができる9例えば、h−SOD又
はその誘導体をコードする遺伝子を有するプラスミドか
ら該遺伝子を包含するDNAlllf片を切り出し、次
にh−soD又はその誘導体の構造遺伝子中に切断部位
を有する適当な制限酵素(h−SODのN末端から21
番目のPheと22#目のGluをコードするDNAの
一部分によりTaq 1部位が形成されているので、
Taq+を好ましく用いることができる)で処理して該
構造遺伝子を切断し、切断されたDNAの上流に切断に
より欠失した構造遺伝子部分からN末端のl1letコ
ドンを除去したものにOmpAシグナルベブチトをコー
ドするDNAが結合された化学合成りNA断片を結合し
、これを適当なベクターに組み込むことができる。また
、O■pAシグナルペプチドをコードするDNAはこの
ように化学合成したものを用いることもできるが、これ
を含むプラスミドが入手可能であるので、このようなプ
ラスミド由来のものを用いることもできる。このような
プラスミドとして例えばpIN−11(IppP−5)
−ompA−Nael にューヨーク州立大学ストーニ
ュープルツク校、弁上すみ子博士より分与)を挙げるこ
とができる。このプラスミドは、0鳳p^シグナルベブ
チトのC末端のAla対応コドンの直後にNaelの平
滑末端部位を有するので、Nae Iで切断した下流に
、h−SOD又はその誘導体のN末端のMet対応コド
ンを除去したh−SOD又はその誘導体の構造遺伝子を
結合することができる。この構造遺伝子は、上記と同様
、h−SOD又はその誘導体をコードする遺伝子を有す
るプラスミドから該遺伝子を包含するDNA断片を切り
出し1次にh−8OD又はその誘導体の構造遺伝子中に
切断部位を有する例えば上記Taq Eのような適当な
制限酵素で処理して該構造遺伝子を切断し、切断された
DNAの上流に切断により欠失した構造遺伝子部分から
N末端のIgetコドンを除去した化学合成りNAを結
合することによりて得ることができる。後述の実施例で
は後者の方法を採用している。 また、このようにして得られる0■pAシグナルペプチ
ド−h−SOD構造遺伝子の全部を含むDNA断片を適
当な制限酵素で切り出し、他の所望の発現ベクターに組
み込むことも可能であることは言うまでもない。 このような発現ベクターとしては、グラム陰性細菌1例
えば大腸菌で用いられる広範囲の種類のベクターを使用
することができ、プラスミド及びウィルスから必要に応
じて誘導することができる。ベクターは、クローニング
及び/又は発現のために機能するものであり、ベクター
に関しては多くの文献が存在し、また、多くのベクター
は市販されている。これらのベクターは通常、選択を可
能にするマーカーを含有し、このマーカーとしては細胞
毒耐性、栄養要求性などがあり、しばしば異なる特性を
もたらす多数のマーカーを1ベクター中に有し、転写開
始及び停止の前制御シグナルを有する。 次いで、このようにして得られた一般式[I1で示され
るアミノ酸配列をコードするDNAを含有するプラスミ
ドベクターは、常法に従つてグラム陰性細菌1例えば大
腸菌38221 、 W620recA又はDHl等に
取り込ませることにより形質転換体を得ることができる
。 一般式[I1で表わされるh−8OD又はその誘導体を
形質転換体に産生させるための培地としては、このよう
な目的に用いられる公知の培地が挙げられるが、銅及び
/又は亜鉛イオンを含むものが好ましい。 一般式[Irlで表わされるh−SOD又はその誘導体
は、形質転換体を上記培地中、公知の方法、例えば通気
攪拌培養、振盪培養、回転培養、静置培養等により、3
0〜42℃、好ましくは37℃付近で3時間〜48時間
、培養することにより得られる。一般式[Illで表わ
されるh−SOD又はその誘導体は細胞質の外に産生さ
れるもので、細胞培養物が高濃度に達した時に、遠心分
離により細胞を分離し、細胞外膜を除去し、そして公知
の種々の方法1例えば抽出、イオン交換クロマトグラフ
ィー、アフィニティークロマトグラフィー、電気泳動、
透析又はこれらの組合せによりh−800又はその誘導
体を分離精製する。 なお1本発明方法によれば、まず一般式
ド、特に好ましくは一般式[I]で表わされるヒトスー
パーオキシドディスムターゼ(以下h−8ODという)
の製造方法及びこれに用いられる新規遺伝子に関する。 Ala−Thr−Lys−Ala−Val−Xz −V
al−Leu−Lys−Gly−Asp−Gly−Pr
o−Val−Gln−Gly−11e−11e−Asn
−Phe−Glu−Gln−Lys−Glu−3er−
Asn−Gly−Pro−Val−Lyg−Val−丁
rp−GIy−3er−11e−Lys−GIy−Le
u−Thr−Glu−Gly−Leu−Hig−Gly
−Phe−11is−Val−旧s−Glu−Phe−
Gly−Asp−Asn−Thr−Ala−Gly−C
ys−Thr−Ser−Ala−Gly−Pro−Hi
s−Phe−Asn−Pro−Leu−9er−Arg
−Lys−旧s−Gly−Gly−Pro−Lys−A
sp−Glu−Glu−Arg−His−Val−Gl
y−Asp−Leu−Gly−Asn−Val−Thr
−Ala−Asp−Lys−Asp−Gly−Val−
Ala−Asp−Val−3er−11e−Glu−^
5p−3er−Val−11e−3er−Leu−3e
r−Gly−Asp−Hig−X、 −11e−11e
−Gly−Arg−Thr−Leu−Val−Val−
旧s−Glu−Lyg−^1a−Asp−Asp−La
u−G Iy−Lys−G Iy−G Iy−Ala−
G 1u−G Iu−3er−Thr−Lys−Thr
−G Iy−Asn−Ala−Gly−3er−Arg
−Leu−Ala−Cys+−Gly−Val−11e
−Gly−11e−Ala−Gln [
■](ただし式中、L及び×3は同−又は異なってそれ
ぞれ1つのアミノ酸を示す、) [従来の技術] スーパーオキシドディスムターゼ(以下SODという)
は、1969年フリートピッチとマツコード等によりキ
サンチンオキシダーゼの研究において、その中間生成物
のスーパーオキシドを分解する非分泌性細胞内在性の酵
素として、最初に見出された化合物であり、種々の手段
、例えば加熱処理(特公昭45−39832号)、同4
9−48721号、杉浦ら、ジャーナル・オブ・ファー
マコピオー・ダイナミックス(J、 Pharm、 D
yn、)j、 pp、235−244゜(1981)等
)、硫安塩析及び有機溶媒を用いる沈殿法(特開昭57
−155991号)、ステラフェン・ニー・ジーら、バ
イオキミカ・工・バイオフィジカ・アクタ(Bioch
imica et Biophica Acta)、世
、 pp、 276−28:1(1972)) 、ゲル
ろ過クロマトグラフィー(特開昭56−102787号
)等の方法により精製される。このSODは、生体の酸
素毒性防御機構という観点から注目され、現在は抗炎症
剤として、慢性関節リウマチ変形性関節症、放射線照射
による副作用、ある種の泌尿器疾患等の治療に用いられ
ており、特にウシ肝臓からのSODが臨床的に利用され
ている。 また最近、ヒト−赤血球Cu−4n−SODのアミノ酸
配列が報告され(ヤブシュウら(Jabusch et
al)バイオケミストリー(Biochemistry
)、!9゜231G−2:116 (1980) 、及
びバラら(Barra et al)、フェデレーシン
・オブ・ユーロビアン・バイオケミカル・サイエンティ
スト・レターズ(FEBSLetters)、120.
53−55(198G)) 、さらにまた、h−9OD
の遺伝子の塩基配列の報告があり(ジャーマンら(Sh
erman et al)プロシーディング・オブ・ナ
ショナル・アカデミ−・サイエンス・オブーUS A
(Proc、 Natl、 Acad、 Sci、 U
SA)、80゜5465−5469(1983))、h
−SODの遺伝子操作による大腸菌での発現、酵母での
発現も報告されている(#開閉60−137286号公
報)。 SODを、特に抗炎症剤として、又は他の医療目的のた
めに臨床的に使用するためには、生理的に許容されるS
ODが安定に供給されることが必要である。また1人体
に対してSODを生体内で使用するためには、予想され
る免疫的な問題からSODがh−sooあるいは少なく
とも免疫的に許容される範囲のhsOD類似ポリペプチ
ドで、しかも均質な酵素であることが要求される。 [従来技術の欠点] しかしながら、h−sooをヒトから分離するのは安定
供給の面から問題があった。また、安定供給の観点から
遺伝子工学的手法によりh−sooを製造する方法が好
ましいが、以下の問題点がある。 すなわち、遺伝子工学的に非分泌性細胞内在蛋白質また
はポリペプチドであるh−SODを製造する場合の宿主
としては種々利用されているが、グラム陰性細菌、例え
ばエシェリヒア属に属する大腸菌(エシェリヒア・°コ
リー)を利用した場合、非分泌性細胞内在蛋白質または
ポリペプチドである異種蛋白質はその菌体内に産生され
、11t積されることから、菌体内蛋白質分解酵素によ
り産生された異種蛋白質が分解され、その収率の低下を
もたらし、さらに異種蛋白質の菌体内からの精製回収に
おいても菌体の細胞賀蛋白賀との共存から十分な精製過
程が必要であった。ざらにh−SODのほかに、γ−グ
ルタミルトランスフェラーゼ、グルタメイト・オキザロ
アセテート・トランスフェラーゼ、グルタメイト・ピル
ベート・トランスフェラーゼなどの非分泌性細胞内在蛋
白質またはペプチドの遺伝子工学的手法による製造の場
合も同様の問題があった。 [発明か解決しようとする問題点] この発明の目的は、産生されたこれらの非分泌性細胞内
在蛋白質また゛はポリペプチド、例えばh−5ODが細
胞質内の蛋白質分解酵素によって分解をされることが少
なく3がつ、精製回収が容易な、遺伝子工学的手法によ
るh−SODの製造方法及びそれに用いられる新規遺伝
子を提供することである。 [問題点を解決するための手段] 本願発明者らは、鋭意研究の結果、非分泌性細胞内在蛋
白質またはポリペプチドであるh−so。 のN東側にOmpA(outer membrane
ProteinA)のシグナルペプチド、すなわち、N
東側がらMet−Lys−Lys−丁hr−Ala−I
1e−Ala−11e−Ala−Val−Ala−L
eu−Ala−G I y−Phe−A 1a−Thr
−Va I −A Ia−G In−屓aで示されるポ
リペプチドか結合されたものを発現させることにより、
非分泌性細胞内在蛋白質またはポリペプチドであるh−
SODを細胞質膜外のペリプラズム空間に蓄積させるこ
とに成功し、この発明を完成した。 すなわち、この発明は、非分泌性細胞内在蛋白質または
ポリペプチドのアミノ酸配列をコードしてなるDNA配
列の上流に0ipAシグナルペプチドのDNA配列を結
合する遺伝子、その蛋白質またはポリペプチドの製造方
法、およびベクターを提供するもので、好ましくは、下
記一般式[I]で表わされるアミノ酸配列又はその同等
物をコードするDNA配列を含有する遺伝子を提供する
。 1i1et−Lys−Lys−Thr−Ala−11e
−^1a−+1e−Ala−ValAla−Leu−A
la−Gly−Phe−Ala−Thr−Val−Al
a−Gln−Ala−″Ala−丁hr−Lys−Al
a−Val−Xa −Val、−Leu−Lys−G
ly−Asp−G!y−Pro−Val−Gln−Gl
y−11e−11e−Asn−Phe−Glu−GIn
−Lys−Glu−3er−Asn−GIy−Pro−
Val−Lys−Val−Trp−Gly−3er−1
1e−Lys−Gly−Leu−Thr−Glu−Gl
y−Leu−His−Gly−Phe−His−Val
−His−Glu−Phe−GIy−Asp−Asn−
Thr−Ala−GIy−Cys−Thr−3er−A
la−Gly−Pro−t(is−Phe−Agn−P
ro−Leu−3er−Arg−Lys−His−Gl
y−Gly−Pro−Lys−Agp−Glu−Glu
−Arg−Hjs−Val−Gly−Asp−Leu−
Gly−Asn−Val−Thr−Ala−Asp−1
,ys−Asp−Gly−Val−Ala−Asp−V
al−8er−11e−Glu−Asp−3er−Va
l−11e−3er−Leu−3er−Gly−Asp
−11is−L −11e−11cmGly−Arg−
Tlir−Leu−Val−Vaillis−Glu−
Lys−Ala−Asp−^sp−Leu−Gly−L
ys−Gly−Gly−Asn−Glu−Glu−8e
r−Thr−Lys−Thr−Gly−Asn−Ala
−Gly−3er−Arg−Leu−Ala−Cys−
Gly−Val−11e−Gly−11e−Ala−G
ln” [I](ただし式中、×2
及びX、は同−又は異るそれぞれ1つのアミノ酸を示す
。) さらにまた、この発明は、上記一般式[I1で表わされ
るアミノ酸配列又はその同等物をコードするDNAを含
むグラム陰性細菌を培養し、該アミノ酸配列又はその同
等物を発現し、式[I1の*から口の部分を有するポリ
ペプチドを細胞質外に分泌せしめ、これを採]枳するこ
とから成るh−so。 の製造方法を提供する。 [発明の効果] この発明の方法によると、細胞質内で産生された非分泌
性細胞内在蛋白質またはポリペプチド、例えばh−8O
Dと0ipAシグナルペプチドとの結合物が細胞質膜を
通過し、 h−SODが細胞質外のペリプラズム空間に
蓄積される。従って、産生されたh−sooが細胞質内
の蛋白質分解酵素によりほとんど分解されないので従来
法に比べて収率が高くなる。また、ペリプラズム空間は
細胞質内よりも蛋白質の量及び種類がはるかに少ないの
て、h−sooの精製が従来法よりもはるかに容易にな
る。 [発明の詳細な説明コ 上記一般式[I)の*から哀tまでて示されるh−SO
D又はその誘導体をコードする塩基配列を有するDNA
は、例えばプロシーディング・オツ・ナショナル・アカ
デミ−・サイエンス・オブ・’USA (Proc、
Natl、 Acad、 Sci、 USA) 80
.5455−5469 (198:l) 、特開昭60
−137286号公報、若しくは特願昭61−1912
35号記載のように遺伝子ライブラリーから、又は遺伝
子操作における周知の技術により得ることができる。遺
伝子操作における周知の技術とは遺伝子操作に関する多
数の文献、例えば (1)高木康敬編著 遺伝子操作マニュアル 講談社 (2)高木康敬編 遺伝子操作実験法 講談社(3)
ティー、マニアチスら(T、 Maniatis et
al)モレキュラー・クローニング・コールド・スプ
リング(Molecular Cloning Co1
d Spring)ラボラトリ−刊(米国) (4)レイ・ウーら(Ray Wu et al)、メ
ソッド・イン・エンザイモロジー(Method in
Enzymonology)101、アカデミツク・
プレス刊(米国)等の実験書に従って実施すればよい。 例えば、ヒト肝臓からh−9OD c D N Aの分
子クローニングを行ない肝臓cDNAライブラリーを得
、この肝臓cDNAライブラリーにより宿主微生物を形
質転換し、得られた形質転換体についてコロニーパイプ
リダイゼーション法を用いてクローンの選択を行ない、
h−sooをコードしているプラスミドを得、このh−
sooをコードしている領域を発現ベクターに組み込め
ばよい。 h−SODをコードするDNAとしてはこのようにして
得られる天然型のものを用いることができることは言う
までもない、しかしながら、一般に生理活性を有する蛋
白質において、その生理活性を示す構造は一通りに特定
されるのではなく、実質上同一の生理活性を示すために
ある範囲の構造的相違が許容されることは当業者により
広く認識されているところである。従って、 h−SO
Dの誘導体であって、天然型h−SODの構造か部分的
に変形されたもの、例えば一部のアミノ酸が他のアミノ
酸に置き換えられ、一部のアミノ酸が除去され、又は一
部のアミノ酸が付加された蛋白質でなおh−SODの活
性を有するアミノ酸配列(特許請求の範囲では同等物と
呼んでいる)をコードするDNAもこの発明において用
いることができる。 例えば、天然型h−sooの一部のアミノ酸が他のアミ
ノ酸に置換された誘導体をコードするDNAは、例えば
エクスベリメンタル・マニピユレーション・オブ・ジー
ン・エクスプレジョン(Experimental M
anipulation of GeneExpres
sion)、 291−303 (1983)アカデミ
ツク・プレス刊)に記載された部位特異的変異方法によ
り得ることかできる。すなわち、 h−sooを含む閉
環構造のプラスミドを開環し、エキソヌクレアーゼ■を
作用させ、変異させたい部分のDNAを一本鎖の状態と
する0次いで変異点を有した合成ヌクレオチドをこの一
部一本鎖のプラスミドにアニールさせ、dNTP存在下
でDNAポリメラーゼ及びT、DANリガーゼを作用さ
せ、合成ヌクレオチドをプラスミド中に結合させればよ
い、この変異法に用いられる合成ヌクレオチドとしては
1例えば下記第1表の種々のものが挙げられ、これを用
いて、対応するプラスミドが得られる。後述の参考例に
おいては、このようにして天然型h−SODのAlaか
ら数えて111位のXz−Cys(TGC)が5er(
TCC)に置換されたDNAを有するプラスミドpsO
D14が得られた。 さらに、上記部位特異的変異法の他に文献記載の他の方
法も適用することができる(Proc。 Na11. Acad、 Sci、 IJSA 81.
4008 (+984); Nucl。 ^cid、 Res、、 10.6487(1982)
) 。 また1例えばAlaから数えて6位のX、=Cysを他
のアミノ酸に変換するには、遺伝子操作の慣用技術に従
い、h−soo遺伝子断片を単離し1次いで6位Cys
をコードしたTGCの下流の適宜な位置を制限酵素にて
切断し、さらにTGCに代わるアミノ酸をコードしたコ
ドンを有する合成ヌクレオチド、例えばSerのコドン
TCCを有する5゛−TGTCCGTGCTGAAGG
G−3’を付加させればよい、後述の参考例においては
、上記psODI4を出発材料として用いて上記方法を
行ない、h−sooの6位及び111位のCysがいず
れもSerに置換されたh−sooを産生するDNAが
得られた。 6位及び111位のアミノ酸が置換した誘導体はいずれ
もh−SOD活性を有しており、この発明に用いること
ができる。これらの誘導体のうち、好ましいものとして
×2が中性アミノ酸1例えばCys 、 Ser、Al
a又はThrであり、島が中性アミノ酸、例えばSer
、Ala、Thrであるものを挙げることができる。 次にこの発明の遺伝子を得るためには、天然型h−so
o又はその誘導体のN末端のNetが除去されたものに
OmpAのシグナルベブチトが結合されたポリペプチド
をコードするDNAをつくる必要がある。これは種々の
方法により行なうことができる9例えば、h−SOD又
はその誘導体をコードする遺伝子を有するプラスミドか
ら該遺伝子を包含するDNAlllf片を切り出し、次
にh−soD又はその誘導体の構造遺伝子中に切断部位
を有する適当な制限酵素(h−SODのN末端から21
番目のPheと22#目のGluをコードするDNAの
一部分によりTaq 1部位が形成されているので、
Taq+を好ましく用いることができる)で処理して該
構造遺伝子を切断し、切断されたDNAの上流に切断に
より欠失した構造遺伝子部分からN末端のl1letコ
ドンを除去したものにOmpAシグナルベブチトをコー
ドするDNAが結合された化学合成りNA断片を結合し
、これを適当なベクターに組み込むことができる。また
、O■pAシグナルペプチドをコードするDNAはこの
ように化学合成したものを用いることもできるが、これ
を含むプラスミドが入手可能であるので、このようなプ
ラスミド由来のものを用いることもできる。このような
プラスミドとして例えばpIN−11(IppP−5)
−ompA−Nael にューヨーク州立大学ストーニ
ュープルツク校、弁上すみ子博士より分与)を挙げるこ
とができる。このプラスミドは、0鳳p^シグナルベブ
チトのC末端のAla対応コドンの直後にNaelの平
滑末端部位を有するので、Nae Iで切断した下流に
、h−SOD又はその誘導体のN末端のMet対応コド
ンを除去したh−SOD又はその誘導体の構造遺伝子を
結合することができる。この構造遺伝子は、上記と同様
、h−SOD又はその誘導体をコードする遺伝子を有す
るプラスミドから該遺伝子を包含するDNA断片を切り
出し1次にh−8OD又はその誘導体の構造遺伝子中に
切断部位を有する例えば上記Taq Eのような適当な
制限酵素で処理して該構造遺伝子を切断し、切断された
DNAの上流に切断により欠失した構造遺伝子部分から
N末端のIgetコドンを除去した化学合成りNAを結
合することによりて得ることができる。後述の実施例で
は後者の方法を採用している。 また、このようにして得られる0■pAシグナルペプチ
ド−h−SOD構造遺伝子の全部を含むDNA断片を適
当な制限酵素で切り出し、他の所望の発現ベクターに組
み込むことも可能であることは言うまでもない。 このような発現ベクターとしては、グラム陰性細菌1例
えば大腸菌で用いられる広範囲の種類のベクターを使用
することができ、プラスミド及びウィルスから必要に応
じて誘導することができる。ベクターは、クローニング
及び/又は発現のために機能するものであり、ベクター
に関しては多くの文献が存在し、また、多くのベクター
は市販されている。これらのベクターは通常、選択を可
能にするマーカーを含有し、このマーカーとしては細胞
毒耐性、栄養要求性などがあり、しばしば異なる特性を
もたらす多数のマーカーを1ベクター中に有し、転写開
始及び停止の前制御シグナルを有する。 次いで、このようにして得られた一般式[I1で示され
るアミノ酸配列をコードするDNAを含有するプラスミ
ドベクターは、常法に従つてグラム陰性細菌1例えば大
腸菌38221 、 W620recA又はDHl等に
取り込ませることにより形質転換体を得ることができる
。 一般式[I1で表わされるh−8OD又はその誘導体を
形質転換体に産生させるための培地としては、このよう
な目的に用いられる公知の培地が挙げられるが、銅及び
/又は亜鉛イオンを含むものが好ましい。 一般式[Irlで表わされるh−SOD又はその誘導体
は、形質転換体を上記培地中、公知の方法、例えば通気
攪拌培養、振盪培養、回転培養、静置培養等により、3
0〜42℃、好ましくは37℃付近で3時間〜48時間
、培養することにより得られる。一般式[Illで表わ
されるh−SOD又はその誘導体は細胞質の外に産生さ
れるもので、細胞培養物が高濃度に達した時に、遠心分
離により細胞を分離し、細胞外膜を除去し、そして公知
の種々の方法1例えば抽出、イオン交換クロマトグラフ
ィー、アフィニティークロマトグラフィー、電気泳動、
透析又はこれらの組合せによりh−800又はその誘導
体を分離精製する。 なお1本発明方法によれば、まず一般式
【■】で表わさ
れる銅及び/又は亜鉛を配位しないもの及びこれらを配
位し、2(一般式[Illのポリペプチド)・Y、Cu
”・Y、Zn” (式中、 Yt及びY、はそれぞれ
Oから4の整数を示し、YI+Ytは0から4である)
で表わされる二量体、好ましくはYl及びY、がともに
2であるもの又はY、が4でYオが0であるものが得ら
れ、さらに、このような二量体から常法により一般式[
I1で表わされる単量体が得られる。 後述の実施例で明らかになるように、この発明の方法に
よると、h−soo又はその誘導体は、細胞質の外、特
にペリプラズム空間に産生される。 後述の実施例でIJIらかになるように、ペリプラズム
空間中の他の蛋白質は細胞質内よりもはるかに少ないの
で、この発明の方法により生産されるh−8OD又はそ
の誘導体は、従来法に比較して容易にかつ高い純度で精
製することができる。また、産生されたh−SOD又は
その誘導体は細胞質内の蛋白質分解酵素の作用を受けな
いので、収率が高くなる。さらにこのh−SODの代り
に、γ−グルタミルトランスフェラーゼ、グルタメイト
・オギザロアセテート・トランスアミナーゼやグルタメ
イト・ピルベート・トランスアミナーゼなどの非分泌性
細胞内在蛋白質またはポリペプチドについても、同様の
技術を用いることにより容易になし得るものである。 次に参考例及び実施例を挙げ、本発明を説明するか、本
発明はこれらに限定されるものではない。 参考例1 h−SODポリ(A)ゝRNAの調整:(i)ヒト正常
肝組織5gを25m!の4Mグアニジンイソチオシアネ
ート中でホモジナイズしたのち60℃に保ち、等量のフ
ェノールを加え一様に攪拌した。18ゲージの太さの注
射針を10回通してDNAを切断し粘度を下げ、12.
5 mlの0.1M酢酸ソーダ、10IIMトリスー塩
酸(pH7,4)及び1 mM EDTA混合溶液と2
511のクロロホルム−イソアミルアルコール(24:
1)とを加えた。 60℃で10分間攪拌してから氷冷し。 10.000rpm l 0分間の遠心で水層を分取し
た。この水層に等量のクロロホルム−フェノールを加え
60℃で10分間攪拌し、水冷した。 10,000r
pmlO分間の遠心で水層をとり、等量のクロロホルム
−イソアミルアルコールで2回フェノールを抽出除去し
たのち、2倍量の工・タノールを加え。 −20℃で2時間放置した。 10,000rp謹30
分の遠心で沈殿物を集め、これを251の0.1M)−
リス−塩酸(pH7,4) 、 50mM N、CI
、lomMEDTA O,2%5DS(ナトリウムlく
デシルスルフェート)、5mgプロテイネースK(プロ
テアーゼ;メルク社製)で溶解し、37°Cて1.5時
間保温した。60℃に温度を上げて、フェノール12.
5ml及びクロロホルム−イソアミルアルコール12.
5mlを加え、60℃で10分間攪拌したのち氷冷し、
10.000rpm 10分の遠心で水層を分取した。 この水層を再びフェノール処理し、クロロホルム抽出を
2回行ない、2倍容のエタノールを加えて遠心し、沈殿
を集め、減圧乾燥した。この様にして4.04Hの粗1
1NAを得た。 (ii) この沈殿を5mlの滅菌水で溶解後65℃
で5分間保温し、急冷して51の40mM)−リス−塩
酸(pH7,6)、 1.ロ M NaCl 、
2mM EDTA O,2%SDSを加えた。こ
の溶液全量を20IIMトリスー塩酸(pH7,6)、
0.5 M NaCl、 l mM EDTA及び(1
,1% SO3で平衡化した0、2gのオリゴ(dT)
−七ルロース(コラボラテイブ社製)カラムを通過させ
吸着させた。10m1の同じ溶液で洗浄したのちまず5
1の20+aM)−リス−塩酸(pH7,6)、13M
Mai1. 1 ml!l EDTA及び0.1$ S
DSの溶液でポリ(A) ”RNA以外のRNAを溶出
させた。次に10mMトリス−塩W# (p)I 7.
5)、1 mM EDTA及びQ、05%S[lS
(7)溶液でポリ(A)”RNAを溶出させ、1ml毎
の分画を行ない、 OD、、。値を測定してNo、 2
〜No、8の分画をポリ(A)4RNA画分とした。こ
の両分に’/、、量の2.5M酢酸ソーダ及び2倍容の
エタノールを加え、−20℃で一晩放置し、25,00
口「9120分の遠心で沈殿を集め減圧乾燥した。この
様にして114.4弘1gのポリ(A)”RNAを得た
。 参考例2 cDNA合成とクローニング: (i)cDNAの合成とクローニングは岡山−ベルブ(
Okayama−Berg )法[Mo1. Ce11
. Biol、2 。 151(1982) lに従い行なった。参考例1で得
たポリ(A) ”RNA(114,4島g)を100.
1の水に溶解し、その4湊1をマイクロチューブに移し
減圧乾燥した。これを10μmの5層間トリスー塩酸(
pl+8.3)で溶解し、65°Cで5分間加熱した。 37℃に移したのち、20g+の501Mトリス−塩酸
(pH8,:l) 、 8 mM MgCIg、 30
mM KCI、0.3gMジチオスレイトール及び2
■閘のdNTP(dATP、dGTP、dCTP、dT
TPの等量混合物)、10JLCi[α−3”P]dC
TP。 1.4 ルgのベクターブライマーD N A (PL
−バイオケミカル社製)と5 unitの逆転写酵素(
ライフサイエンス社製)を加え37℃20分間反応させ
た。2井1の0.25M EDTAと1#L+の10%
SDSを加えて反応を停止させ、次いで20ル1のフェ
ノール−クロロホルムで処理し、遠心により分取した水
層に等量の4M酢酸アンモニウムと80絡lのエタノー
ルを加え、−70℃で15分間放置した。 Is、00
0rpm 10分の遠心沈殿物を10plのlOIIM
トリス−塩酸(pH8,0)−1鳳−EDTA混W1
(以下TEと略すことがある)に溶かし、再びエタノー
ル沈殿をくり返し、50IL!の75%エタノールで1
回洗浄後減圧乾燥した。これを15JLgの140園M
カコジール酸ソーダ。 30mMト!7スー塩m (pl+ 6.8)、1 m
M GOCIt 及び0.1 mlジチオスレイトー
ル、0.2 、gポリA(シクマ社製)、10 u[i
[a−32P] dcTP”t’溶解し、37℃で保温
しながら18unitのターミナルトランスフェラーゼ
(乱−バイオケミカル社製)を加え、37℃で20分間
反応させ、フェノール−クロロホルム処理、エタノール
沈殿、エタノール洗す、乾燥を行なワたのち減圧乾燥し
た。これを101L+の50lsM NaC1,1h
M Tris−塩酸(pH7,4)、10 mM Mg
C1g 及びlsMmlジチオスレイトール解し、2
.5 unitの旧ndm(全酒造社製)を加えて37
℃て1時間保温した。クロロホルム−フェノール処理、
エタノール沈殿、エタノール洗浄、乾燥を行なったのち
、沈殿を101LlのTHに溶かし、341のエタノー
ルを加えて一20℃に保存した。この溶液1plに7m
gのオリゴdG付加リンカ−DNA(乱−バイオケミカ
ル社製)を10μmの丁E (pH7,5)、0.1M
NaC1で溶解したものを加え、65℃で5分、42℃
で30分保温したのち0℃に冷やした0次C20mMト
リX ’!1m (pH7,5)、4 mM MgC
Ig、1 0 mM (NI+4)2SO4,O,I
M KCI、0.1mM/3−NAD、50 JLg
/ml B S A 、 0.6 gg E、col
iDNAリガーゼ(PL−バイオケミカル社製)を加え
全量を100P+とし12℃−晩装置した。これに1I
Llの4會MdNTP、1終1の15■閾β−NAD、
l #lのE、 coli D N Aリガーゼ(0,
4μg ; PL−バイオケミカル社製)、1μgのD
NAポリメラーゼI (0,3μg;乱−バイオケミカ
ル社製)、1glのE、 coli RNaseH(1
unit ; PL−バイオケミカル社製)を加え、1
2°C1時間、次いで25℃1時間保温した。 (ii) 100m1の8111培地(ディフコ社製:
牛脳と牛心臓の抽出物含有培J′I!りで培養した。対
数増殖期の大腸菌DH1[ジャーナル・オブ・モレキュ
ラー・バイオロジー(J、 Mo1. Ria+、 )
166.557(+983);ジェネテイック・スト
ックセンター、エール大学医学部より分与を受けた大腸
菌(ストック番号CGSC5train 6040月を
集菌し、40+slの氷冷した301M酢酸カリウム、
+00 mM RbC1,10mM CaCIg、
50 mM MnC1,及び15%グリセリン(pH
s、a)で懸濁したのち、0℃で5分間放置後遠心集菌
シ、 サラニ4mlノ10gM MOPS Is衝液(
トータイ社製) 、 75mM Ca1ls、10 m
M RhCl及び15%グリセリン(p)! 6.5)
に懸濁し、0°Cで15分間放置してコンピテント細胞
とした。 (iii)この大腸菌懸濁液200ルlに(i)で調整
したDNA溶液20ル1を加え、30分間0℃て放置し
た。42℃90秒間熱処理し、LB (Luria−B
ertani )媒地(バクトドリブトンLog、バク
トイ−ストエキス5 g、 NaC110g、水11、
(pH7,5) 800 ル1を加え、37℃90分間
保温した。この100g1をアンピシリン50ILg/
−1を含んだLB寒天プレートにまき、−晩培養して形
質転換体を得た。 参考例3 h−SODクローンのスクリーニングニー夜培養して得
られた形質転換体についてコロニーハイブリダイゼーシ
ョン法を用いてh−SOD遺仏子のクローンの選択を行
なった。LB寒天上に生育したコロニーをニトロセルロ
ース膜上に移した後、この膜のコロニーの付着した面を
上にして、クロラムフェニコール(]00pg/重00
P含んだ寒天培地上にのせ、37℃−晩培養し、菌体中
のプラスミドを増巾させた。この膜を0.5NNaOt
lで5分、1M)リス−塩酸(p)I 7.4)で3分
、0.5M)リス−塩酸(pH7,5) −1,5MN
aC1で5分処理した後、80℃で3時間乾燥した0次
にこの膜をビニール袋に入れ、30−1の3倍濃度SS
C(Na(?I 26.28g、クエン酸ナトリウム1
3.23 g、水1fL)、0.1%SDSを用い。 60℃で15分間洗節処理を行なった。この処理をさら
に2回くり返した。洗浄処理終了後この膜を504g/
mlサケDNAを含んだ3倍濃度5SC110倍デンハ
ルト液(フィコール50g、ポリビニルピロリドン50
g、牛血清アルブミン50g、水500膳1)、0.1
%ビロリン酸ナトリウムにひたし、60℃で一夜放置し
た。Hを30m1の4倍SSC(NaC135,04g
、クエン酸ナトリウム17.64g、水1文)、10
倍デンハルト液、0.1%ビロリン酸ソーダで2回洗浄
した後、5゛端を32Pでラベルした合成ヌクレオチド
(10’ cps/ gg )−5’ ATG
GCGACGAAGGCC3′−(この合成ヌクレオチ
ドはh−so。 のN末5アミノ酸部分(Met、Ala、Thr、Ly
s、Ala)をコードする塩基配列である)をプローブ
として43°Cで一晩ハイブリダイズさせた。その後、
4倍SSC,10倍デンハルト液、0.1%SD3て室
温15分2回洗浄したのち、乾燥し、オートラジオグラ
フィーを行なった。この様にしてコロニーを検索した結
果、h−SOD遺伝子を有するクローンを得、これを9
SOD1と命名した。 参考例4 h−SOD遺伝子の塩基配列決定: psOD] D N Aをリゾチーム−3DS法とセシ
ウムクロライド−エチジウムブロマイド法[マニアチス
(Maniatig)ら:モレキュラー・クローニング
86〜94、コールドスプリングハーバ−1(1’18
2)]により大量に調製した後、制限酵素Pst1.P
vu!I(宝酒造(株)製)を用い、h−SOD遺伝子
を含んだ約700 bpのDNA断片を切り出した。こ
の断片について制限酵素7th[HSI、5tul、H
4nfl、Rsal、Fokl、5au3A[、(以上
宝酒造(株)製)Fnu4!(I(NEB)を用いて切
1frji図を作成した。これを第2図に示す、この制
限酵素地図をもとにマクサム−ギルバート(Maxam
−Gilbert)法[MethodEnzy寵o1.
55.449 (1979)]を用いてh−SODポリ
ペプチドのコード領域の塩基配列を決定した。この結果
を第3図に示す、得られた塩基配列からh−5OD遺伝
子は154のアミノ酸をコードしていることが判明した
。 参考例5 h−SODの大腸菌内での発現: (1)参考例4で得られたh−SOD遺伝子の塩基配列
をもとに、大腸菌用の発現ベクターであるpIN−1−
A2(特Bll昭57−140800号に記載のpKE
+1039と同一物、 E&lBO,J、旦 771−
775.1982.ニューヨーク州立大より入手、4.
9 Kbp Amp’ )ノEcoRI、Ba■旧サイ
トを用い、h−sooの大腸菌内での発現を試みた。
Pgtl−Pvull 700 bpのDNA断片を含
んだ溶液2ル1、(0,1ルg)に1Mトリス−塩酸(
pH8,(]) 2延1 、0.I M MgCIz
2.4牌1、l M NaC+ 21Ll、0.3M
ジチオスレイトール0.8pl 、5d dNTP2
gl 、3 unitのT4DNAポリメラーゼ(宝
酒造(株)製)及び水を加え全量50ト1とした。37
°CLO分の反応後、フェノールクロロホルム処理、エ
タノール沈殿を行ない、洗浄後減圧乾燥した。これを7
0終1の水で溶解し、1M)−リス−塩酸(pl+7.
6) 6.5井1.0.1M Mg(:+よ 10g1
.lc1@I+IATPlOJLI 、0.3 Mジチ
オスレイトール1.5p+、5°ゾリン化Bag旧リン
カー(CGGATCCG (宝酒造)1疼g/浜1)1
湊l、T、DNAリガーゼ2 unitを加え、22℃
−夜装置し、フェノール−クロロホルム処理した。これ
をBag旧 (宝酒造(株)製)で消化後、バクチリア
ルアルカリ性ホスファターゼ0.6 unit (以下
rBAPJと略す、;宝酒造(株)製)処理したクロー
ニングベクターpACYC184[ジャーナル・オブ・
バクテリオロジー、134.1141(197B);A
TCC3703:l]D NA 1 ggを含んだ水溶
液70klで溶解した。10倍のライゲーションバッフ
ァー(0,5M トリス−塩酸(pH7,4)、0.1
M MgC1t。 0.1 Mジチオスレイトール、10Mスペルミジン、
lO■MATP)IOJLI及びT4DNAリガーゼ1
unitを加え、全量を水でtoog+として4℃
で一晩放置した。フェノール−クロロホルム処理、エタ
ノール沈殿洗浄、減圧乾燥後lOル1の丁E (pH8
,0)に溶解した。得られたDNAを用い、参考例2の
(ii)及び(iii)に準じて大腸菌DIl+を形質
転換した。得られた形質転換体中からSOD遺伝子を含
んだDNA断片をBa■旧消化で切り出すことのできる
プラスミドを得、これをpsODsと命名した。 (ii) 大i調製したpsODs DNA 15
0ルl (100μgと10倍のBam旧切断用バッフ
ァー(1001Mトリス−塩酸(pHa、o)、701
踵關gc1.. LMNaCl、lo*Mジチオスレ
イトール)181L!及びBamHI 80 uni
tに水を加えてtaog+とじ、37℃で3時間消化し
た。0.7%アガロースゲル電気泳動により、約700
bpのDNA断片を含んだゲルを切り出し、ゲル中よ
りDNAを抽出後フェノールークロロホルム処理で精製
し、エタノール沈殿洗浄後、減圧乾燥した。これを44
g1のTE(pH8,0)に溶解した。10倍の7th
HB81切断用バツフアー(100■Mトリス−塩酸(
po 7.5)、100 m1ll MgCIt、LM
NaC1、10mMジチオスレイトール6ルI 、
TthHB8T (宝酒造(株)製)10 JL I
(80unit)を加え、37℃3時間氷解し、0.7
%アガロースゲル電気泳動により約600bpのDNA
断片を分離し、上述の方法で精製後。 100g1の水に溶解した。このDNA断片は、両端上
TthHB8IとBamHIの粘着末端を有し、7th
)1881側にSODポリペプチドの22番目のアミノ
酸であるグルタミン酸以下のアミノ酸をコードする塩基
配列が含まれていた。 (iii)別にh−SOD発現のために下の12木のヌ
クレオチドを化学的に合成した。 5’AATTCTGATAAG 3’GAGG
TCAAAAAAATG GCGACGAAGGCCG TGTGCGTGCTGAAGGG CGACGGCCCAGTGC AGGGCATCATCAATTT GACCTCCTTATCAG CGTCGCCATTTTTTT CACGCACACGGCCTT GCCGTCGCCCTTCAG ATGCCCTGCACTGG CGAAATTGATG これらの合成ヌクレオチド1gl(IJLg)に10倍
濃度のリンカ−カイネースバッファ(0,7Mトリス−
塩酸(pH7,6) 、 0.1 MMgCI、501
Mジチオスレイト−Jし)5ILl、50silATP
1p+、水31p+、ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒
造(株)製) Igl (10unit )を加え、3
7℃で1時間、85℃で10分保温後徐冷した。この反
応液25plに10倍のライゲーシミンバッファ10p
1.水64 u I 、 T4DNAリガーゼl JL
I (2J unit、宝酒造(株)製)を加え、4
℃で一晩放置した。その後フェノール−クロロホルム処
理し、水層を分取した。 (iv) また、これとは別にpIN−1−A2ベク
ター3pl (2ルg)、to倍Ba■旧切断用バッ
ファapl 、 EcoRl l JL +
(20unit )、 Bag旧2B1 (
16unit )及び水2141の混合液を37℃で2
時間保温したのち、IM)−リス−塩酸(pH8,0)
5ル1、水60 JLI 、 RAP 5 JLl (
0,6unit)を加え、さらに37℃1時間保温した
。その後、フェノール−クロロホルム処理をして水層を
分取した。 (V)このようにして調製したTthHB81−Ba鳳
旧−h−SOD遺伝子をコードするDNAを含むDNA
断片溶液、合成ヌクレチトを結合した溶液、 pIN−
T−A2ベクター溶液の各10tL+を混合し、3M酢
酸ソーダ3#Ll、エタノール66終■を加えて一70
℃で15分間放置後遠心により沈殿を集めた。減圧乾燥
後、水89ILl及び10倍ライゲーションバッファ1
oplで溶解し1T4DNAリガーゼ17z+(2,8
unit ;宝酒造(株)製)を加え、4℃で一夜放置
した。フェノール−クロロホルム処理、エタノール沈殿
、洗浄、乾0!後、10弘1のTE(pH11,[l)
に溶解し、前述の方法でコンピテント化した大腸菌DH
Iを形質転換した。形質転換体を50gg/mlのアン
ピシリンを含んだLB培地にまき、37℃で一夜培養し
た。このようにして得られたh−SOD発現クローンを
psooaと命名した8以上の工程を第4図に示す。 h−sooに対する抗体を用いたEIAによる測定の結
果、 psOD6を保持した大m菌[I111はBHI
培墳−晩培養で2 p−g /ml (培養液)のh−
SODを産生じた。 参考例6 h−SODのCys(]、1.1)のSe「への変換:
部位特異的変異法はプラスクーイノウニ(Vlasuk
、Inouye )の方法 【エクスヘリメンタル・マ
ニピユレーション・オブ・シーン・エクスプレッション
(Experimental Manipulatio
n ofGene Expression ) 、 2
!]] 〜3Q3、アカデミツクプレス、 1983]
に従った。 (i ) h−5OD遺伝子を含んだプラスミドの1つ
であるpsOD6 (5,6kb、 Ap )の閉環
構造(cc)DNA5ルgをSODル1の50m14ト
ソスー塩酸(pH7,5)、l OmM MgC1z、
+00 +iM NaCl、 0.15B/ml E
tBrで溶解し、遮光状態で200 unitのB
a m II 1 (宝酒造(株)製)を加え、37°
C90分保温した。10μlの0.5 M EDTA
(pH8,0)と SOD.1のフェノール−クロロホ
ルムを加え混合し、遠心により水層を分取し、30ル1
の3M#酸ソーダ、 6601のエタノールを加え、−
70℃で10分放置し、遠心で沈殿を集め、減圧乾固し
た。これを40牌1の56 m1ll トリス−塩酸(
pH8,0) 、0.66 mbl MgC1z、1
0mMジチオスレイトールに溶解し、 50 un
itのエキソヌクl/アーゼIIr(PL−バイオケミ
カル)を加え、37℃で90分保温した。2延1の0.
5 M EDTA(pH8,0)を加え、フェノール−
クロロホルム処理後、エタノール沈殿でDNAを回収し
、減圧乾固した。これを50g1のZOOmMNa[:
I、13mMトソスー塩酸(pH7,6) 、 9z
M MgCl2及び10mMジチオスレイトールに溶解
し■液とした。別に合成ヌクレオチド5’ AGACC
ATTCCATCATTG 3’ (9?FF目の
Cが本来のh−soひ遺伝子てはGとなっている)lJ
LgをIOP+の50■繭トリス−塩酸(pl+ 7.
6) 、 10mM MgCl□、5zMジチオスレ
イトール、0.1 mMスペルミジン、0.1 mME
DTA及び、5謹M ATPに溶解し、これにT4ポ
リヌクレオチドキナーゼ(宝酒造(株)製)3.2
unitを加え、37℃1時間反応させたものを■液と
した。■液50#Llと■液5ル1を混合し、100℃
で3分間加熱し、急冷の後4℃で2時間放置した。S■
MdNTP7勝1,50mMATP2鉢12丁、DNA
ポリメラーゼ(宝酒造(株)製) 3 g! (6u
nit) 、 T、DNAリガーゼ(宝酒造(株)製)
3ルl (4,211)、水30ル1を加え、 12
.5℃で一夜放置後、フェノール処理し、エタノール沈
殿によりDNAを回収し、減圧乾固した。このDNAを
TE(pH8,0) 10ルlに溶解後、大腸菌D)+
1を形質転換し、アンピシリン耐性の形質転換体を得た
。 (11)この形質転換体について、5゛端を3″Pでラ
ベルした合成ヌクレオチド−AGACCATTCCAT
CATTG−(10’ cps1gg )をプローブと
してコロニーパイプリダイゼイシ(ン法を用いてハイブ
リダイズするクローンを選択した。この様にして得られ
たクローンを、5ODI4と命名した。 psOD14
D N Aについて前述同様にMaxam−Gilbe
rt法を用いて塩基配列を調べ、 Cysをコードして
いたTGCがSerのコードであるTCCに変化してい
ることを確認した。プラスミドpsOD1.4DNAの
塩基配列を第10図に示す。 (iii)前記の方法て得られたpsOD+4を保有す
る大5i31 DHIをBHr培地(pH7,4±0.
2)テ37℃、−晩回転培養した。培養終了後培養液を
1.s、000rpmで30秒間遠心し、集菌した。 (iv) 得られた菌体からの組み変えh−9ODの
精製はフリードビッヒ(1,Fr1dovich )ら
の方法[ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミスト
リー(J、 Biol、 Chets、) 244
(22)、5049−6055、(+969)]の方法
に準じておこなった。 すなわち、菌体200 g ?: l aM CuSO
4,1mMZnSO,、50mMサッカロースを含む5
oIIMトリスー塩酸バッファー(pH7,6) 60
0 mlに懸濁した後、ブランソン社製セルデイスラビ
ュータ 900で30分間超音波処理を行なって、細胞
を破砕した。破砕液に0.75容量のクロロホルム−エ
タノール混液(3:5 )を加え、4°C’1? 15
分間攪拌し、遠心分離にて、沈殿物を除いた。上澄液に
SODg/lになるようにリン酸二カリウムを溶かし、
エタノール層を塩出させた(約500 ml )、エタ
ノール層を集め、−20℃で30分間冷却し、析出した
沈殿物を遠心分離にて除き、上澄をエバポレーターにて
減圧濃縮した(約SOD ml )、濃縮液は、50−
Mサッカロースを含む25mMリン酸バッファー(pH
7,8)で平衡化した、セファデックスG−25ゲル(
ファルマシア社製)カラム(4,5x60cm)を用い
たゲルろ過により同バッファーに置換した。これに、D
E52(ワットマン社製)10gを加え、4°C130
分間攪拌し、不純物を吸着させ、グラスフィルターでろ
過した。ろ液は、50mMサッカロースを含む2.5
mMリン酸バッファー(pH6,5)に対し透析を行な
った後、同バッファーで平衡化したDEAE−セファロ
ーズCL−6Bゲル(ファルマシア社製)カラム(1,
6x20cm)に流入し、組み変えh−SODを吸着さ
せた。カラムを同バッファーで洗浄し、リン酸バッファ
ー濃度を2.5 mMから50mMまで直線的に上昇さ
せ、組み変えh−SODを溶出した。S00活性は2つ
のピークに別れた為それぞれ別々にプールし凍結乾燥し
た。2つの活性画分のうち先に溶出したものの凍結乾燥
粉末を10m1の蒸留水に溶解し、50mMサッカロー
スを含むlOmM)−リスー塩酸バッフy−(pH7,
0)で平衡化したセファデックスG−100(ファルマ
シア社製)カラム(4,5x 80cm)に流入させ
、ゲルろ過積製を行なった0以上の手法により得られた
組み変えh−SODは前述のフリートビッヒらの方法で
活性な測定すると、SOD1g+gあたり、SOD0〜
3600単掻を示し、ヒト赤血球より精製されたh−s
onと比活性や物理化学的な性質において同等またはそ
れ以上てあった。 なお、この組み変えh−SODは、式(II)において
X3が水素原子、×2がCys 、 X、がSerで表
わされ、Y、及びY2か2であることを確認した(
EIA法及び原子吸光法により測定した)。 (V) psOD14を保有する大腸菌DHIのBHI
培地による菌培養液11より、菌体を遠心分離にて集め
、上澄液を除いた後、この菌体にl ml Cu5O,
,11M2nSO,,50m1Aす・ンカロースを含む
50mM)リスー塩酸バッファー(pH7,6) 1
mlを加えた。水冷下にて、5分間超音波処理(トミー
社製。 11andy 5onic UR−20P使用)を行な
い、菌体を破砕した。あらかじめ、20mM)リス−グ
リシンバッファー(pH8,45)に平衡化した、アガ
ロースゲルフィルム(コーニング社製、ユニバーサル)
試料溝に、破砕液IILIを滴下した。20mM)すX
’j !J シ:/ハッ77− (pH8,45)
中”??250V20分間電気泳動を行なった後、0.
1■鯖リボフラヒ゛ンを含む5 sg/膳1ニドロブJ
レーテトラゾリウム溶液に2分間浸した。水切りを行な
い1%テトラメチルエチレンジアミン溶液に1分間浸し
た後、水切りし、白い背景で、ゲル中のコントラストが
表われるまで、白色光中で発色させた0発色後。 蒸留水にて、未反応の試薬を洗い流し、乾燥させた。こ
の結果、プラスミドp!1iOD14を保有する大腸菌
の培養物から得られた組み変えh−SOD (左側;
アミノ酸配列111番目がSer )は活性バンドの巾
が狭く、アイソマーを生じにくくなっており、安定てあ
った。これに対し、プラスミドpsOD6を保有する大
腸菌から得たh−SODは活性バンドが広がっており、
多くのアイソマーを生じている。 参考例7 別に合成したヌクレオチド5°GAGACCATACC
ATCATT 3’を用いて、参考例6と同様にして
、pSOひ35を得た。また参考例6で得たpsOD1
4を材料に合成ヌクレオチド5°GAGACCATGC
CATCATT 3°を用いた実験カ6 psOD3
6を得り、 psOD:15及びpsOD36ノ:T
−)’しているh−500は111;ff[JのCys
がそれぞれThrあるいは^1aに変化したものであり
、psOD35及びpsOD36をそれぞれ保有する大
腸菌D11!の産生するh−SODは参考例6と同様い
ずれも蛋白的に安定化されたSOD活性を示す組み変え
h−SODであつた。 なお、上記合成ヌクレオチドに代えて前記第1表に示す
合成ヌクレオチドを用い、同様に実施すれば対応する組
み変えh−SODを得ることができる。 参考例8 参考例6で得たpsOD14D N A 100ルg
(100ル1)に工0倍のllam旧切断バッファ(1
00謹菫トリス−塩酸(pH1!、0)、70■M 1
1gc1.。 IM Nael 、 10m1 ジチオスレイト
ール)18 pl 、 Ba*HI (宝酒造(株)
製) f20 unit(10終1)及び水52終1
を加え、37℃で2時間反応させた後、0.7%アガロ
ースゲル電気泳動により、約700bpのDNA切断を
前述と同様の方法で抽出精製、乾燥状態とした。このD
NAを44終IのTE (pH8,0)に溶解し、10
倍のTth)IB81切断用バッファ(100■緬トリ
ス−塩酸、100 sM Mg(:It、 I M
NaC1、IO+Mジチオスレイトール)6ルl及び
TthtIBBl (宝酒造(株)製)80 un
it (10gt )を加え、37℃で3時間氷解し
、約600bpのDNA断片を上述同様に分離、精製後
、100.LL+の水に溶解した。別に参考例5(ii
+)で使用した12本の合成ヌクレオチドのうち、5’
TGTGCGTGCTGAAGGG 3’、5’C
ACGCACACGGCCTT 3°の代わりに5°T
GTCCGTGCTGAAGGG 3’と5’ CA
CGGACACGGCCTT 3’ を用い参考例
5(v)の場合と全く同じ方法でpsOD53を得た。 I)SOD5:lのI)NAについて前述同様の方法
で塩基配列を決定したところ6番、iii番のCysを
コードしていたーTGC−かいずれも−TCC−に変化
していることを確認した。 このpSOD53を保有した大腸菌DHIから実施例1
と同様にして得られた組み変えh−8ODは。 psOD14を保有した大腸菌り旧の産生じた組み変え
h−500と同様、アガロース電気泳動的所見から安定
なものであることを確認した。 塞m 以下にh−SOD大腸菌分泌発現用プラスミドの作製と
そのプラスミド保持菌による発現例を示す。 (1)分泌発現プラスミドの作製 用いた制限酵素、バクチリアル・アルカリン・フォスフ
ァターゼ(RAP) 、 丁、D N Aリガーゼ及び
DNAポリメラーゼクレノー断片はベセスダ・リサーチ
・ラボラトリーズ社(BRL) (米II)、二ニー
・イングランド・バイオラボ社(米国)、又は宝酒造株
式会社(京都)製のものを使用した。 プラスミドは以下のものを用いた。 pIN−11(1ppP5)−omp^−Nael
(= x −ヨーク州立大学ストニープルツク絞弁上す
み子博士より分与)pl1l−1]111!−^2 (
文献 Bio/Technology 2゜81−85
.1984 ) 大腸菌としては以下のものを用いた。 W620re(^(ワーツェル・イー・ティーら、J。 Mo1. Appl、 Genet、 !、 61−6
9.1981)38221 (タカハラ・エムら、J
、 Biol、 Chew。 1984.260.2670−2674報告中の1pp
−,7F’ロリqIac”pro”の遺伝マーカーを持
つJA221株と同一) DIll(本記載、p、31 ) プラスミド作製工程を第1工程から第4工程に分けて説
明する。 第1工程(7 この工程は第2工程に用いるフラグメントAを調製する
ものである。 第7図中に示された合成オリゴヌクレオチド1から8の
各o、s #LgをATP20JLM、 3鵞P−γ−
A T P O,6pmole、 70曽M
TrisJICI pH7,5、10m1MgCI
ffi、5mMジチオスレイトール([ITT)及び
1.4単位のT4キナーゼを含む液10pl中で別々に
37℃1時間加温した。さらに1■M ATP 1
%1及び0.7単位T4キナーゼ(0,5,1)を各容
器に加え15分間37℃加温した。一部を取り、5°リ
ン酸化の進行を確認した。残り全てを1つの容器に混合
し、1%IのIM DTT、3棒1の10m1ATP
、10単位のT、D N Aリガーゼを加え89ル!の
総体積、冷蔵中45時間静置した。 65℃、20分間リガーゼを不活化するために加温した
後、2ルlの2.5mM dNTP (4種のデオキシ
ヌクレオシド5°三リン酸、dATP。 dCTP、dGTP、dTTP各2.5mM)及び30
単位のクレノー断片を加え、室温で30分間静置し、さ
らに2終lの2.5mM d N T Pを加え20分
間静置した後−20℃で凍結した。再び融解したこのも
のをエタノール沈殿処理し、沈殿物を減圧乾固した。 これを50mM Trig−HCI pl(8,0,1
0m1l MgC1t、50m1l NaC1及び40
単位のTaq I制限酵素を含む100elの溶液中で
65℃、6時間消化した。 以上の操作によって第7図に示すフラグメントAが調製
された。 乳スユ1」J」」υ− この工程は最初の発現プラスミドであるpIN−11(
II)PP−5)−o膳p^−5OD5を作製するもの
である。 0■pAシグナルベプチトのC末端コドンであるGCC
の直後にNaelの切断点を有するpIN−11(Ip
pP−5)−ompA−Nae IプラスミドのRam
旧、Nae 1両酵素消化物のうちの大断片20ng、
psOD5のBa■旧切断によって生じる約700b
p(塩基対)断片をざらに丁aqlて消化することによ
り生じた約580bpのTaql−Hamlll断片で
あるフラグメントB 20ng、及び第1工程で得たフ
ラグメントA 8tgを25mM Trig−HCI
pH7,8,10d MgCIg、l■鋪DTT%0.
6m1lATP及び1.2単位のT、DNAリガーゼを
加え、総体積10終1で12.5℃、12時間保温した
。この液を以下、 liq、 5tep2と呼ぶ、 l
iq、 5tep2で大腸菌W620rec^を形質転
換した。形質転換は以下のようにして行なった。 10
0 mlのLB液体培地(ルリアーベルタニ培地、11
当り10gのバクトートリプトン、5gのバクトーイー
ストエクストラクト(以上、ディフコ社製)、5gのN
aC1を含み、オートクレーブ滅菌したもの)で37℃
、振盪により十分空気中の酸素の溶存化をはかりつつ大
腸菌H20rec^を対数期中期まで増殖させ(クレッ
ト社濁度計で約100の値の時点)、滅菌チューブに培
養菌体液を移し、氷中5分間静置し、約SOD0xg、
4℃、10分間の遠心操作でチューブの底部に菌体を集
めた。上清を廃棄し、50mMの4℃の滅菌CaC1,
液20m1を加え検体を懸濁させ、氷中15分間静置し
た。この懸濁菌体の入った容器を約SOD0 x g、
4℃、10分間の遠心操作で再びチューブの底部に菌体
を集めた。上清を廃棄し上記の4℃の滅菌Ca11.液
を2.5■l加え菌体を懸濁した。この菌体はプラスミ
ドDNAの取り込み能が付与されており、コンピテント
セルと呼ばれる。このコンピテントセル懸濁液50#L
+に上記1iq、5tep25 g 1を加え、これら
の混合液の入った容器を水中、ときどき軽く容器を振盪
しながら1時間保温した。続いて容器を42℃の恒温槽
中に入れ、2分間層いた。この操作はヒートショックと
呼ばれる。この後、室温(約25℃)で10分間静置し
、0.61のLB液体培地を加え、37℃、1時間振盪
した。 この菌体懸濁液を100plづつ50JLg/會■のア
ンピシリンを含むLB寒天(上記LB液体培地組成を含
む、オートクレーブ滅菌1.5$ w/vバクトーアガ
−(ディフコ社製)プレート(直径約8cm)培地上に
加え滅菌スプレッダ−でプレート上に広げた。このプレ
ートを37°Cの恒温箱に静置し、−夜培養した。アン
ピシリン耐性を獲得し、上記プレート上てコロニーを形
成した転換体のうち18個を無作為に選び、プラスミド
DNAを調製した。プラスミドDNAの調製は以下のよ
うにして行なった。上記18個の別々のコロニーを50
pg/履1のアンピシリンを含むLB液体培地1.51
に植菌し、37°C1−夜振盪培養した′。 この菌体を含む培養液をエツベントルフチューブ(エッ
ペンドルフ社製)に移し、冷蔵筒中(4°C)の小型遠
心器(工・ンベンドルフ社製)にて15000rp■、
30秒間遠心し、生じた上清を廃棄し、チューブの底部
に菌体を集めた。この容器に100.1のりゾチーム液
(20$ w/vグルコース。 50 +*MTris−ICI(pH8,0) 、
l mMEDTAを含む溶液11当り2mgのチキン・
エラグホワイトリゾチーム(シグマ社製)を溶かした酵
素溶液)を加え、菌体を懸濁し、容器を氷中lOから2
0分間静置した。続いて200g+の0.2N Na0
11、IS SDS溶液を各容器に加えよく混合し、容
器を氷中5分から10分間静置した。さらに各容器に1
.50PIの3M酢酸ナトリウムpl+4.8を加えよ
く混合し、容器を氷中2時間静置した。この後、上記冷
蔵筒中の小型遠心機でISOOOrpm、10分間遠心
し、生じた上清をそれぞれ別のエッペンドルフチューブ
に移した。この上清に1mlの無水エタノールを加えよ
く混合し、−70°Cて約10分間冷却した。この冷却
された上清及びエタノール混合液の入った容器を上記小
型遠心機て1.500Orpm、10分間遠心し、生じ
た上清を廃棄し400g1の0.3M酢酸ナトリウム液
を容器に加え、よく混合することにより、底部に生じて
いた沈殿物を溶解した。さらにこの溶解液に無水エタノ
ール1mlを加え、よく混合した後、この容器を一70
℃、約10分間冷却した。再び上記小型遠心機で1.5
000rpm、10分間遠心し、生じた上清を廃棄し、
キャピラリーで残存するエタノールを含んだ液体部分を
できるだけ除去した。この容器のふたを開き、バラフィ
ルム(アメリカン・キャン・カンパニー社製)を用いて
月をし、これに画鋲を用いて5〜lO個の小さな孔を開
けた後、耐圧ビンにこれらのチューブを入れ、チューブ
底部に生じていた沈殿を真空ポンプにより10分間減圧
乾固した。乾固物にso、iのTEを加え、溶解した。 こうしてプラスミドDNAをTE溶解物として得た。こ
のようにして18クローンからのプラスミドDNAを得
、このうち2クローンが、第6図中のフラグメントBを
ニックトランスレーションによりff2pラベルしたプ
ローブによるサザンハイプリダイゼーションで陽性と判
明した。このうちの1つがさらに3’CGCTGCTT
CCGGCACACGCAC5’の配列、すなわちh−
SOD構造遺伝子の第2番目のアミノ酸Alaから第8
番目のアミノ/i@VatまでをコードするDNA配列
に相補的な配列を持つDNA−mローブでのドツトハイ
ブリダイゼーションで陽性と判明した。このプラスミド
のXba 1部位からh−SOD構造遺伝子方向へのD
NA配列の確認をマキサム−ギルバート法及びM ]、
3ファージベクターを用いるジデオキシ法を併用して
行ない、さらに同様にしてその3′下流の塩基配列を確
認した。確認された塩基配列を第1図に示す。 さらに他の制限酵素(xbgl、Ram旧、5tul(
Aat■と同じ認識部位を持つ) 、 Taq[)切断
断片のゲル上での分析をし、上記の両プローブで陽性で
あったプラスミドをpIN−rI (lppP−5)”
ompA−SOD5と命名し、第6図にその概要を示
した。 第3工程(第8図) この工程はOmpAシグナルペプチド−h−sooハイ
ブリッド遺伝子をpIN−IIlタイプらpIN−II
Iタイプに移すためのものである。 pIN−rlタイ
プでは発現抑制のために必要なIacリプレッサーは宿
主大腸菌からのみ供給されるが、pIN−mタイプでは
ベクター上に1acl遺伝子が組み込まれているので発
現抑制がより強く行なわれる。 pIN−m 目’−A2のPstiとBamtl1両制
限酵素消化により得た約6 kbpのPsti Ba■
旧断片であるフラグメントC40ngと、pIN−II
(lppP−5)−ompA−SOD5のPstlと
Bamlll両制限酵素消化により得た約1.8kbの
Pstl−Bam1l+断片であるフラグメントD5n
gを10分の1量の10倍ライゲーションバッファー(
0,5M Tris−11CI pH7,4、LIM
MgCl2.0.1MDTT、IO+sMXヘルミジン
、1(JmMA TP )と35(1量位のT、DNA
リガーゼを含む溶液10.1中で4℃、30時間静置し
、この液を用いて大腸菌D 111を形質転換した。 得られたコロニーより5株を液体培養し、プラスミドD
NAを抽出し、PstlとBa量旧の切断により断片の
大きさを確認したところ全てが同一のゲル上でのパター
ンを示した。そのうちの工つをpIN−m (lppP
−5)−ompA−9OD5と命名し、第8図下段にそ
の構造の概要を示した。 第4工程(第9図) この工程はOmpAシグナJレベプチトーh−8ODハ
イブリツドタンパク質コ一デイング部分のうちの、h−
SOD遺伝子の始まりであるAlaから数えて111番
目のCysをSerに変換したものを発現するプラスミ
ドを得るものである。 pIN−Ill (IppP−5)−ompA−SOD
5のAatlと5all両制限酵素切断で生じた約7k
bpのAatl−3all断片であるフラグメントE
60ngと、psOD14のAat Iと5a11の両
制限酵素で生じた約1.5kbpのAatl−3all
’IR片であるフラグメントF 20ngを0.5p
lの10倍ライゲーションバッファーと350単位のT
、DNAリガーゼを含む溶液5gl中で14℃、15時
間静置し、大腸菌DI11に形質転換した。得られたコ
ロニーから3株を選び液体培養し、プラスミドを調製し
た。このプラスミドDNAを制限酵素切断により分析し
、全てが同一のゲル上でのパターンを示すことを確認し
た。そのうちの1つをpIN−m (IppP−5)−
ompA−SOD14と命名し、その構造の概要を第9
図下段に示した。 (2) h−SODの発現 先ず(1)で作製されたプラスミドのうち。 pIN−U (lppP−5)−ompA−SOD5を
保持した大腸菌5B221によるh−saDの発現例に
7いて述べる。 培地は0.4$ w/vのカザミノ酸(ディフコ社製、
カゼインの加水分解物) 、4mg/mlのグルコース
、20終g/mlのトリプトファン、20川g/−1の
ロイシン、2gg/■1のチアミン、50pg/mlの
アンピシリンを含むM9培地(アドバンスト・バクチリ
アル・ジェネティクス(Advanced Bacte
rialGenetics) 1980. pp、20
3−204、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラ
トリ−、ニューヨーク州コールド・スプリング・ハーバ
−)18■l中で37℃て一夜培養した、pIN−tI
(IppP−5)−ompA−8005を保持した大
腸菌5B221 (以下、保持国名/プラスミド名の
ように記し、この場合、 5B221/pIN−II
(IpI)P−5)−ompA−SOD5と略記する)
を0.5ml加え、対数期初期になるまで37℃でゆる
やかな振盪培養を行なった。この時点で半量を別の容器
に移し、このうちの一方に鍛終濃度l■菖になるようI
PTG (イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノ
サイド(lacプロモーター活性発現誘導剤)を加え、
さらに160分間培養を続けた。この時点で2体を遠心
操作で集め、 10mMリン酸ナトリウムバッファー(
pl+7.(1)にもとの培養液中の菌体濃度のlO倍
濃度にして、a音波破砕機(トミー精工社製へンディ・
ソニック モデルUFI−20P)で氷冷下、菌体破砕
を行なった。得られた液より38.5JLI培養当量の
全菌体タンパク質を5DS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動し、クマジーブリリアントブルー染色したパター
ンを第11図に示す、レーン1がIPTGを加えなかっ
たもの、レーン2がIPTGを加えたもの、レーン3が
大腸菌を用いて菌体内発現させたN−α−アセチル化を
受けていないh−SOD精製品0.57Lg、レーン4
が分子量マーカー(オリエンタル酵母社製、チトクロム
Cオリゴマー混合物)である、明らかに、大腸菌体内で
発現させた非N−α−アセチル化h−SODと同一の泳
動度を示すタンパク寅がTPTG誘導により産生されて
いるのがわかる。すなわち、N末端のOmpAシグナル
ベプチトが分泌発現にともなって正しく切断されている
ことを示唆するものである。 次にpIN−Ill (1ppP−5)−ompA−!
1iOD5又はpIN−m(II)pP−5)−omp
A−SOD14を発現プラスミドとした例について記載
する。 アンピシリン50pg/mlを含むBII培地20sl
に、同じ培地中で一夜培養したDHI/pIN−m (
IppP−5)−owpA−8005又はDlll/p
IN−I[I (199P−5)−oipA−8OD1
4を0.21加え培養を始めた。対数期初期に達した時
点で、培養液を2分し2一方に最終濃度2i+Mになる
ようにIPTGを加え、さらに6時間培養を続けた。こ
こで遠心操作によって菌体を集め、10mMリン酸ナト
リウムバッファー(pH7,0)に培養液より10倍濃
度の菌体濃度になるように懸濁し、上記と同様に菌体破
砕を行なった。得られた各破砕液を5DS−ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動、クマジーブリリアントブルー染
色によりタンパク質の分析を行なった。 この結果を第12図に示す、第12図中、レーン1はD
HI/pIN−m (lppP−5)−oipA−SO
D5のIPTG非誘導、レーン2は同IPTG誘導、レ
ーン3はDHI/pIN−III (IppP−5)−
o■p八−SOD14のIPTG非誘導、レーン4は同
誘導、レーン5は分子量マーカーと大腸菌菌体内生産さ
れた非N−α−アセチル化体のh−SODを混合したサ
ンプルの各泳動−染色後のパターンを示す、レーン5の
ハントのうち、下から2番目が非N−α−アセチル化h
−SODのものであるが、レーン2、レーン4中に、こ
れと同一の泳動位置にIPTG、J導による濃いバンド
が見られる。 さらに、上記[PTGu導例より、浸透圧ショック法(
コシ二ランド・ディとボッティン・ディ(1980)、
セル(Cell) 20. pp、749−760参照
)により、ペリプラズム画分を得、上記の泳動−染色分
析を行なフた結果を第13図−1及び第13図−2に示
す0図中、レーン1はDHI/pIN−II[(lpp
P−5)−oipA−SOD5、レーン2はひ旧/pI
N−m (IppP−5)−oipA−SOD14より
それぞれ得たペリプラズム画分、レーン3は第12図の
レーン5と同様な分子量マーカーの泳動−染色パターン
である。ペリプラズムに少なくとも回収されてくる、大
腸菌菌体内で発現された非N−α−アセチル化h−SO
Dと同一の泳動位置を示す染色バンドがあることがわか
る。 このことはすなわち、0醜pAシグナルベブチトが切断
され、しかもそのことと同時に大腸菌細胞質より外にh
−SOD構造タンパク質サブユニツトが分泌的に発現さ
れることを示す、また、第13図ではゲルに現れるバン
ドの数が第11図及び第12図に比べてはるかに少ない
ことから、ペリプラズム空間中のタンパク質の数は細胞
質中のタンパク質の数よりもはるかに少ないことがわか
る。従って、この発明の方法により生産されたh−so
oは。 従来法により生産されるh−sooよりも精製が容易で
あることがわかる。 七Σ1」むしλ嵐遇 DHI/pIN−I[[(IpPP−5)−ompA−
SOD5又はp旧/pIN−m (IppP−5)−o
mpA−5OD14の全細胞抽出液をアガロースゲルフ
ィルム上の電気泳動後、上記と同様なニトロブルーテト
ラゾリウム−リボフラビンを用いる活性染色法によりそ
の活性体の検出を行なワた。結果を第14図−1及び第
14図−2に示す0図中、レーン1が大腸菌菌体内発現
した非N−α−アセチル化h−8ODの精製品、レーン
2がDHI/p IN−m (IppP−5)−omp
A−SOD5全細胞抽出液レーン3がじ旧/plH−m
(lppP−5)−oipA−SOD14全細胞抽出
液の電気泳動−活性染色パターンである。 レーン1に現れた活性バンドとほぼ同一の位置にレーン
2、レーン3でも活性バンドが現れた。このことより、
この発明の方法により、0醜pAシグナルベブチトかh
−SOD活性をもたらすために必須な成分の1っである
ポリペプチド部分を分泌的に発現させることにおいて有
効に働いたことが示された。
れる銅及び/又は亜鉛を配位しないもの及びこれらを配
位し、2(一般式[Illのポリペプチド)・Y、Cu
”・Y、Zn” (式中、 Yt及びY、はそれぞれ
Oから4の整数を示し、YI+Ytは0から4である)
で表わされる二量体、好ましくはYl及びY、がともに
2であるもの又はY、が4でYオが0であるものが得ら
れ、さらに、このような二量体から常法により一般式[
I1で表わされる単量体が得られる。 後述の実施例で明らかになるように、この発明の方法に
よると、h−soo又はその誘導体は、細胞質の外、特
にペリプラズム空間に産生される。 後述の実施例でIJIらかになるように、ペリプラズム
空間中の他の蛋白質は細胞質内よりもはるかに少ないの
で、この発明の方法により生産されるh−8OD又はそ
の誘導体は、従来法に比較して容易にかつ高い純度で精
製することができる。また、産生されたh−SOD又は
その誘導体は細胞質内の蛋白質分解酵素の作用を受けな
いので、収率が高くなる。さらにこのh−SODの代り
に、γ−グルタミルトランスフェラーゼ、グルタメイト
・オギザロアセテート・トランスアミナーゼやグルタメ
イト・ピルベート・トランスアミナーゼなどの非分泌性
細胞内在蛋白質またはポリペプチドについても、同様の
技術を用いることにより容易になし得るものである。 次に参考例及び実施例を挙げ、本発明を説明するか、本
発明はこれらに限定されるものではない。 参考例1 h−SODポリ(A)ゝRNAの調整:(i)ヒト正常
肝組織5gを25m!の4Mグアニジンイソチオシアネ
ート中でホモジナイズしたのち60℃に保ち、等量のフ
ェノールを加え一様に攪拌した。18ゲージの太さの注
射針を10回通してDNAを切断し粘度を下げ、12.
5 mlの0.1M酢酸ソーダ、10IIMトリスー塩
酸(pH7,4)及び1 mM EDTA混合溶液と2
511のクロロホルム−イソアミルアルコール(24:
1)とを加えた。 60℃で10分間攪拌してから氷冷し。 10.000rpm l 0分間の遠心で水層を分取し
た。この水層に等量のクロロホルム−フェノールを加え
60℃で10分間攪拌し、水冷した。 10,000r
pmlO分間の遠心で水層をとり、等量のクロロホルム
−イソアミルアルコールで2回フェノールを抽出除去し
たのち、2倍量の工・タノールを加え。 −20℃で2時間放置した。 10,000rp謹30
分の遠心で沈殿物を集め、これを251の0.1M)−
リス−塩酸(pH7,4) 、 50mM N、CI
、lomMEDTA O,2%5DS(ナトリウムlく
デシルスルフェート)、5mgプロテイネースK(プロ
テアーゼ;メルク社製)で溶解し、37°Cて1.5時
間保温した。60℃に温度を上げて、フェノール12.
5ml及びクロロホルム−イソアミルアルコール12.
5mlを加え、60℃で10分間攪拌したのち氷冷し、
10.000rpm 10分の遠心で水層を分取した。 この水層を再びフェノール処理し、クロロホルム抽出を
2回行ない、2倍容のエタノールを加えて遠心し、沈殿
を集め、減圧乾燥した。この様にして4.04Hの粗1
1NAを得た。 (ii) この沈殿を5mlの滅菌水で溶解後65℃
で5分間保温し、急冷して51の40mM)−リス−塩
酸(pH7,6)、 1.ロ M NaCl 、
2mM EDTA O,2%SDSを加えた。こ
の溶液全量を20IIMトリスー塩酸(pH7,6)、
0.5 M NaCl、 l mM EDTA及び(1
,1% SO3で平衡化した0、2gのオリゴ(dT)
−七ルロース(コラボラテイブ社製)カラムを通過させ
吸着させた。10m1の同じ溶液で洗浄したのちまず5
1の20+aM)−リス−塩酸(pH7,6)、13M
Mai1. 1 ml!l EDTA及び0.1$ S
DSの溶液でポリ(A) ”RNA以外のRNAを溶出
させた。次に10mMトリス−塩W# (p)I 7.
5)、1 mM EDTA及びQ、05%S[lS
(7)溶液でポリ(A)”RNAを溶出させ、1ml毎
の分画を行ない、 OD、、。値を測定してNo、 2
〜No、8の分画をポリ(A)4RNA画分とした。こ
の両分に’/、、量の2.5M酢酸ソーダ及び2倍容の
エタノールを加え、−20℃で一晩放置し、25,00
口「9120分の遠心で沈殿を集め減圧乾燥した。この
様にして114.4弘1gのポリ(A)”RNAを得た
。 参考例2 cDNA合成とクローニング: (i)cDNAの合成とクローニングは岡山−ベルブ(
Okayama−Berg )法[Mo1. Ce11
. Biol、2 。 151(1982) lに従い行なった。参考例1で得
たポリ(A) ”RNA(114,4島g)を100.
1の水に溶解し、その4湊1をマイクロチューブに移し
減圧乾燥した。これを10μmの5層間トリスー塩酸(
pl+8.3)で溶解し、65°Cで5分間加熱した。 37℃に移したのち、20g+の501Mトリス−塩酸
(pH8,:l) 、 8 mM MgCIg、 30
mM KCI、0.3gMジチオスレイトール及び2
■閘のdNTP(dATP、dGTP、dCTP、dT
TPの等量混合物)、10JLCi[α−3”P]dC
TP。 1.4 ルgのベクターブライマーD N A (PL
−バイオケミカル社製)と5 unitの逆転写酵素(
ライフサイエンス社製)を加え37℃20分間反応させ
た。2井1の0.25M EDTAと1#L+の10%
SDSを加えて反応を停止させ、次いで20ル1のフェ
ノール−クロロホルムで処理し、遠心により分取した水
層に等量の4M酢酸アンモニウムと80絡lのエタノー
ルを加え、−70℃で15分間放置した。 Is、00
0rpm 10分の遠心沈殿物を10plのlOIIM
トリス−塩酸(pH8,0)−1鳳−EDTA混W1
(以下TEと略すことがある)に溶かし、再びエタノー
ル沈殿をくり返し、50IL!の75%エタノールで1
回洗浄後減圧乾燥した。これを15JLgの140園M
カコジール酸ソーダ。 30mMト!7スー塩m (pl+ 6.8)、1 m
M GOCIt 及び0.1 mlジチオスレイトー
ル、0.2 、gポリA(シクマ社製)、10 u[i
[a−32P] dcTP”t’溶解し、37℃で保温
しながら18unitのターミナルトランスフェラーゼ
(乱−バイオケミカル社製)を加え、37℃で20分間
反応させ、フェノール−クロロホルム処理、エタノール
沈殿、エタノール洗す、乾燥を行なワたのち減圧乾燥し
た。これを101L+の50lsM NaC1,1h
M Tris−塩酸(pH7,4)、10 mM Mg
C1g 及びlsMmlジチオスレイトール解し、2
.5 unitの旧ndm(全酒造社製)を加えて37
℃て1時間保温した。クロロホルム−フェノール処理、
エタノール沈殿、エタノール洗浄、乾燥を行なったのち
、沈殿を101LlのTHに溶かし、341のエタノー
ルを加えて一20℃に保存した。この溶液1plに7m
gのオリゴdG付加リンカ−DNA(乱−バイオケミカ
ル社製)を10μmの丁E (pH7,5)、0.1M
NaC1で溶解したものを加え、65℃で5分、42℃
で30分保温したのち0℃に冷やした0次C20mMト
リX ’!1m (pH7,5)、4 mM MgC
Ig、1 0 mM (NI+4)2SO4,O,I
M KCI、0.1mM/3−NAD、50 JLg
/ml B S A 、 0.6 gg E、col
iDNAリガーゼ(PL−バイオケミカル社製)を加え
全量を100P+とし12℃−晩装置した。これに1I
Llの4會MdNTP、1終1の15■閾β−NAD、
l #lのE、 coli D N Aリガーゼ(0,
4μg ; PL−バイオケミカル社製)、1μgのD
NAポリメラーゼI (0,3μg;乱−バイオケミカ
ル社製)、1glのE、 coli RNaseH(1
unit ; PL−バイオケミカル社製)を加え、1
2°C1時間、次いで25℃1時間保温した。 (ii) 100m1の8111培地(ディフコ社製:
牛脳と牛心臓の抽出物含有培J′I!りで培養した。対
数増殖期の大腸菌DH1[ジャーナル・オブ・モレキュ
ラー・バイオロジー(J、 Mo1. Ria+、 )
166.557(+983);ジェネテイック・スト
ックセンター、エール大学医学部より分与を受けた大腸
菌(ストック番号CGSC5train 6040月を
集菌し、40+slの氷冷した301M酢酸カリウム、
+00 mM RbC1,10mM CaCIg、
50 mM MnC1,及び15%グリセリン(pH
s、a)で懸濁したのち、0℃で5分間放置後遠心集菌
シ、 サラニ4mlノ10gM MOPS Is衝液(
トータイ社製) 、 75mM Ca1ls、10 m
M RhCl及び15%グリセリン(p)! 6.5)
に懸濁し、0°Cで15分間放置してコンピテント細胞
とした。 (iii)この大腸菌懸濁液200ルlに(i)で調整
したDNA溶液20ル1を加え、30分間0℃て放置し
た。42℃90秒間熱処理し、LB (Luria−B
ertani )媒地(バクトドリブトンLog、バク
トイ−ストエキス5 g、 NaC110g、水11、
(pH7,5) 800 ル1を加え、37℃90分間
保温した。この100g1をアンピシリン50ILg/
−1を含んだLB寒天プレートにまき、−晩培養して形
質転換体を得た。 参考例3 h−SODクローンのスクリーニングニー夜培養して得
られた形質転換体についてコロニーハイブリダイゼーシ
ョン法を用いてh−SOD遺仏子のクローンの選択を行
なった。LB寒天上に生育したコロニーをニトロセルロ
ース膜上に移した後、この膜のコロニーの付着した面を
上にして、クロラムフェニコール(]00pg/重00
P含んだ寒天培地上にのせ、37℃−晩培養し、菌体中
のプラスミドを増巾させた。この膜を0.5NNaOt
lで5分、1M)リス−塩酸(p)I 7.4)で3分
、0.5M)リス−塩酸(pH7,5) −1,5MN
aC1で5分処理した後、80℃で3時間乾燥した0次
にこの膜をビニール袋に入れ、30−1の3倍濃度SS
C(Na(?I 26.28g、クエン酸ナトリウム1
3.23 g、水1fL)、0.1%SDSを用い。 60℃で15分間洗節処理を行なった。この処理をさら
に2回くり返した。洗浄処理終了後この膜を504g/
mlサケDNAを含んだ3倍濃度5SC110倍デンハ
ルト液(フィコール50g、ポリビニルピロリドン50
g、牛血清アルブミン50g、水500膳1)、0.1
%ビロリン酸ナトリウムにひたし、60℃で一夜放置し
た。Hを30m1の4倍SSC(NaC135,04g
、クエン酸ナトリウム17.64g、水1文)、10
倍デンハルト液、0.1%ビロリン酸ソーダで2回洗浄
した後、5゛端を32Pでラベルした合成ヌクレオチド
(10’ cps/ gg )−5’ ATG
GCGACGAAGGCC3′−(この合成ヌクレオチ
ドはh−so。 のN末5アミノ酸部分(Met、Ala、Thr、Ly
s、Ala)をコードする塩基配列である)をプローブ
として43°Cで一晩ハイブリダイズさせた。その後、
4倍SSC,10倍デンハルト液、0.1%SD3て室
温15分2回洗浄したのち、乾燥し、オートラジオグラ
フィーを行なった。この様にしてコロニーを検索した結
果、h−SOD遺伝子を有するクローンを得、これを9
SOD1と命名した。 参考例4 h−SOD遺伝子の塩基配列決定: psOD] D N Aをリゾチーム−3DS法とセシ
ウムクロライド−エチジウムブロマイド法[マニアチス
(Maniatig)ら:モレキュラー・クローニング
86〜94、コールドスプリングハーバ−1(1’18
2)]により大量に調製した後、制限酵素Pst1.P
vu!I(宝酒造(株)製)を用い、h−SOD遺伝子
を含んだ約700 bpのDNA断片を切り出した。こ
の断片について制限酵素7th[HSI、5tul、H
4nfl、Rsal、Fokl、5au3A[、(以上
宝酒造(株)製)Fnu4!(I(NEB)を用いて切
1frji図を作成した。これを第2図に示す、この制
限酵素地図をもとにマクサム−ギルバート(Maxam
−Gilbert)法[MethodEnzy寵o1.
55.449 (1979)]を用いてh−SODポリ
ペプチドのコード領域の塩基配列を決定した。この結果
を第3図に示す、得られた塩基配列からh−5OD遺伝
子は154のアミノ酸をコードしていることが判明した
。 参考例5 h−SODの大腸菌内での発現: (1)参考例4で得られたh−SOD遺伝子の塩基配列
をもとに、大腸菌用の発現ベクターであるpIN−1−
A2(特Bll昭57−140800号に記載のpKE
+1039と同一物、 E&lBO,J、旦 771−
775.1982.ニューヨーク州立大より入手、4.
9 Kbp Amp’ )ノEcoRI、Ba■旧サイ
トを用い、h−sooの大腸菌内での発現を試みた。
Pgtl−Pvull 700 bpのDNA断片を含
んだ溶液2ル1、(0,1ルg)に1Mトリス−塩酸(
pH8,(]) 2延1 、0.I M MgCIz
2.4牌1、l M NaC+ 21Ll、0.3M
ジチオスレイトール0.8pl 、5d dNTP2
gl 、3 unitのT4DNAポリメラーゼ(宝
酒造(株)製)及び水を加え全量50ト1とした。37
°CLO分の反応後、フェノールクロロホルム処理、エ
タノール沈殿を行ない、洗浄後減圧乾燥した。これを7
0終1の水で溶解し、1M)−リス−塩酸(pl+7.
6) 6.5井1.0.1M Mg(:+よ 10g1
.lc1@I+IATPlOJLI 、0.3 Mジチ
オスレイトール1.5p+、5°ゾリン化Bag旧リン
カー(CGGATCCG (宝酒造)1疼g/浜1)1
湊l、T、DNAリガーゼ2 unitを加え、22℃
−夜装置し、フェノール−クロロホルム処理した。これ
をBag旧 (宝酒造(株)製)で消化後、バクチリア
ルアルカリ性ホスファターゼ0.6 unit (以下
rBAPJと略す、;宝酒造(株)製)処理したクロー
ニングベクターpACYC184[ジャーナル・オブ・
バクテリオロジー、134.1141(197B);A
TCC3703:l]D NA 1 ggを含んだ水溶
液70klで溶解した。10倍のライゲーションバッフ
ァー(0,5M トリス−塩酸(pH7,4)、0.1
M MgC1t。 0.1 Mジチオスレイトール、10Mスペルミジン、
lO■MATP)IOJLI及びT4DNAリガーゼ1
unitを加え、全量を水でtoog+として4℃
で一晩放置した。フェノール−クロロホルム処理、エタ
ノール沈殿洗浄、減圧乾燥後lOル1の丁E (pH8
,0)に溶解した。得られたDNAを用い、参考例2の
(ii)及び(iii)に準じて大腸菌DIl+を形質
転換した。得られた形質転換体中からSOD遺伝子を含
んだDNA断片をBa■旧消化で切り出すことのできる
プラスミドを得、これをpsODsと命名した。 (ii) 大i調製したpsODs DNA 15
0ルl (100μgと10倍のBam旧切断用バッフ
ァー(1001Mトリス−塩酸(pHa、o)、701
踵關gc1.. LMNaCl、lo*Mジチオスレ
イトール)181L!及びBamHI 80 uni
tに水を加えてtaog+とじ、37℃で3時間消化し
た。0.7%アガロースゲル電気泳動により、約700
bpのDNA断片を含んだゲルを切り出し、ゲル中よ
りDNAを抽出後フェノールークロロホルム処理で精製
し、エタノール沈殿洗浄後、減圧乾燥した。これを44
g1のTE(pH8,0)に溶解した。10倍の7th
HB81切断用バツフアー(100■Mトリス−塩酸(
po 7.5)、100 m1ll MgCIt、LM
NaC1、10mMジチオスレイトール6ルI 、
TthHB8T (宝酒造(株)製)10 JL I
(80unit)を加え、37℃3時間氷解し、0.7
%アガロースゲル電気泳動により約600bpのDNA
断片を分離し、上述の方法で精製後。 100g1の水に溶解した。このDNA断片は、両端上
TthHB8IとBamHIの粘着末端を有し、7th
)1881側にSODポリペプチドの22番目のアミノ
酸であるグルタミン酸以下のアミノ酸をコードする塩基
配列が含まれていた。 (iii)別にh−SOD発現のために下の12木のヌ
クレオチドを化学的に合成した。 5’AATTCTGATAAG 3’GAGG
TCAAAAAAATG GCGACGAAGGCCG TGTGCGTGCTGAAGGG CGACGGCCCAGTGC AGGGCATCATCAATTT GACCTCCTTATCAG CGTCGCCATTTTTTT CACGCACACGGCCTT GCCGTCGCCCTTCAG ATGCCCTGCACTGG CGAAATTGATG これらの合成ヌクレオチド1gl(IJLg)に10倍
濃度のリンカ−カイネースバッファ(0,7Mトリス−
塩酸(pH7,6) 、 0.1 MMgCI、501
Mジチオスレイト−Jし)5ILl、50silATP
1p+、水31p+、ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒
造(株)製) Igl (10unit )を加え、3
7℃で1時間、85℃で10分保温後徐冷した。この反
応液25plに10倍のライゲーシミンバッファ10p
1.水64 u I 、 T4DNAリガーゼl JL
I (2J unit、宝酒造(株)製)を加え、4
℃で一晩放置した。その後フェノール−クロロホルム処
理し、水層を分取した。 (iv) また、これとは別にpIN−1−A2ベク
ター3pl (2ルg)、to倍Ba■旧切断用バッ
ファapl 、 EcoRl l JL +
(20unit )、 Bag旧2B1 (
16unit )及び水2141の混合液を37℃で2
時間保温したのち、IM)−リス−塩酸(pH8,0)
5ル1、水60 JLI 、 RAP 5 JLl (
0,6unit)を加え、さらに37℃1時間保温した
。その後、フェノール−クロロホルム処理をして水層を
分取した。 (V)このようにして調製したTthHB81−Ba鳳
旧−h−SOD遺伝子をコードするDNAを含むDNA
断片溶液、合成ヌクレチトを結合した溶液、 pIN−
T−A2ベクター溶液の各10tL+を混合し、3M酢
酸ソーダ3#Ll、エタノール66終■を加えて一70
℃で15分間放置後遠心により沈殿を集めた。減圧乾燥
後、水89ILl及び10倍ライゲーションバッファ1
oplで溶解し1T4DNAリガーゼ17z+(2,8
unit ;宝酒造(株)製)を加え、4℃で一夜放置
した。フェノール−クロロホルム処理、エタノール沈殿
、洗浄、乾0!後、10弘1のTE(pH11,[l)
に溶解し、前述の方法でコンピテント化した大腸菌DH
Iを形質転換した。形質転換体を50gg/mlのアン
ピシリンを含んだLB培地にまき、37℃で一夜培養し
た。このようにして得られたh−SOD発現クローンを
psooaと命名した8以上の工程を第4図に示す。 h−sooに対する抗体を用いたEIAによる測定の結
果、 psOD6を保持した大m菌[I111はBHI
培墳−晩培養で2 p−g /ml (培養液)のh−
SODを産生じた。 参考例6 h−SODのCys(]、1.1)のSe「への変換:
部位特異的変異法はプラスクーイノウニ(Vlasuk
、Inouye )の方法 【エクスヘリメンタル・マ
ニピユレーション・オブ・シーン・エクスプレッション
(Experimental Manipulatio
n ofGene Expression ) 、 2
!]] 〜3Q3、アカデミツクプレス、 1983]
に従った。 (i ) h−5OD遺伝子を含んだプラスミドの1つ
であるpsOD6 (5,6kb、 Ap )の閉環
構造(cc)DNA5ルgをSODル1の50m14ト
ソスー塩酸(pH7,5)、l OmM MgC1z、
+00 +iM NaCl、 0.15B/ml E
tBrで溶解し、遮光状態で200 unitのB
a m II 1 (宝酒造(株)製)を加え、37°
C90分保温した。10μlの0.5 M EDTA
(pH8,0)と SOD.1のフェノール−クロロホ
ルムを加え混合し、遠心により水層を分取し、30ル1
の3M#酸ソーダ、 6601のエタノールを加え、−
70℃で10分放置し、遠心で沈殿を集め、減圧乾固し
た。これを40牌1の56 m1ll トリス−塩酸(
pH8,0) 、0.66 mbl MgC1z、1
0mMジチオスレイトールに溶解し、 50 un
itのエキソヌクl/アーゼIIr(PL−バイオケミ
カル)を加え、37℃で90分保温した。2延1の0.
5 M EDTA(pH8,0)を加え、フェノール−
クロロホルム処理後、エタノール沈殿でDNAを回収し
、減圧乾固した。これを50g1のZOOmMNa[:
I、13mMトソスー塩酸(pH7,6) 、 9z
M MgCl2及び10mMジチオスレイトールに溶解
し■液とした。別に合成ヌクレオチド5’ AGACC
ATTCCATCATTG 3’ (9?FF目の
Cが本来のh−soひ遺伝子てはGとなっている)lJ
LgをIOP+の50■繭トリス−塩酸(pl+ 7.
6) 、 10mM MgCl□、5zMジチオスレ
イトール、0.1 mMスペルミジン、0.1 mME
DTA及び、5謹M ATPに溶解し、これにT4ポ
リヌクレオチドキナーゼ(宝酒造(株)製)3.2
unitを加え、37℃1時間反応させたものを■液と
した。■液50#Llと■液5ル1を混合し、100℃
で3分間加熱し、急冷の後4℃で2時間放置した。S■
MdNTP7勝1,50mMATP2鉢12丁、DNA
ポリメラーゼ(宝酒造(株)製) 3 g! (6u
nit) 、 T、DNAリガーゼ(宝酒造(株)製)
3ルl (4,211)、水30ル1を加え、 12
.5℃で一夜放置後、フェノール処理し、エタノール沈
殿によりDNAを回収し、減圧乾固した。このDNAを
TE(pH8,0) 10ルlに溶解後、大腸菌D)+
1を形質転換し、アンピシリン耐性の形質転換体を得た
。 (11)この形質転換体について、5゛端を3″Pでラ
ベルした合成ヌクレオチド−AGACCATTCCAT
CATTG−(10’ cps1gg )をプローブと
してコロニーパイプリダイゼイシ(ン法を用いてハイブ
リダイズするクローンを選択した。この様にして得られ
たクローンを、5ODI4と命名した。 psOD14
D N Aについて前述同様にMaxam−Gilbe
rt法を用いて塩基配列を調べ、 Cysをコードして
いたTGCがSerのコードであるTCCに変化してい
ることを確認した。プラスミドpsOD1.4DNAの
塩基配列を第10図に示す。 (iii)前記の方法て得られたpsOD+4を保有す
る大5i31 DHIをBHr培地(pH7,4±0.
2)テ37℃、−晩回転培養した。培養終了後培養液を
1.s、000rpmで30秒間遠心し、集菌した。 (iv) 得られた菌体からの組み変えh−9ODの
精製はフリードビッヒ(1,Fr1dovich )ら
の方法[ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミスト
リー(J、 Biol、 Chets、) 244
(22)、5049−6055、(+969)]の方法
に準じておこなった。 すなわち、菌体200 g ?: l aM CuSO
4,1mMZnSO,、50mMサッカロースを含む5
oIIMトリスー塩酸バッファー(pH7,6) 60
0 mlに懸濁した後、ブランソン社製セルデイスラビ
ュータ 900で30分間超音波処理を行なって、細胞
を破砕した。破砕液に0.75容量のクロロホルム−エ
タノール混液(3:5 )を加え、4°C’1? 15
分間攪拌し、遠心分離にて、沈殿物を除いた。上澄液に
SODg/lになるようにリン酸二カリウムを溶かし、
エタノール層を塩出させた(約500 ml )、エタ
ノール層を集め、−20℃で30分間冷却し、析出した
沈殿物を遠心分離にて除き、上澄をエバポレーターにて
減圧濃縮した(約SOD ml )、濃縮液は、50−
Mサッカロースを含む25mMリン酸バッファー(pH
7,8)で平衡化した、セファデックスG−25ゲル(
ファルマシア社製)カラム(4,5x60cm)を用い
たゲルろ過により同バッファーに置換した。これに、D
E52(ワットマン社製)10gを加え、4°C130
分間攪拌し、不純物を吸着させ、グラスフィルターでろ
過した。ろ液は、50mMサッカロースを含む2.5
mMリン酸バッファー(pH6,5)に対し透析を行な
った後、同バッファーで平衡化したDEAE−セファロ
ーズCL−6Bゲル(ファルマシア社製)カラム(1,
6x20cm)に流入し、組み変えh−SODを吸着さ
せた。カラムを同バッファーで洗浄し、リン酸バッファ
ー濃度を2.5 mMから50mMまで直線的に上昇さ
せ、組み変えh−SODを溶出した。S00活性は2つ
のピークに別れた為それぞれ別々にプールし凍結乾燥し
た。2つの活性画分のうち先に溶出したものの凍結乾燥
粉末を10m1の蒸留水に溶解し、50mMサッカロー
スを含むlOmM)−リスー塩酸バッフy−(pH7,
0)で平衡化したセファデックスG−100(ファルマ
シア社製)カラム(4,5x 80cm)に流入させ
、ゲルろ過積製を行なった0以上の手法により得られた
組み変えh−SODは前述のフリートビッヒらの方法で
活性な測定すると、SOD1g+gあたり、SOD0〜
3600単掻を示し、ヒト赤血球より精製されたh−s
onと比活性や物理化学的な性質において同等またはそ
れ以上てあった。 なお、この組み変えh−SODは、式(II)において
X3が水素原子、×2がCys 、 X、がSerで表
わされ、Y、及びY2か2であることを確認した(
EIA法及び原子吸光法により測定した)。 (V) psOD14を保有する大腸菌DHIのBHI
培地による菌培養液11より、菌体を遠心分離にて集め
、上澄液を除いた後、この菌体にl ml Cu5O,
,11M2nSO,,50m1Aす・ンカロースを含む
50mM)リスー塩酸バッファー(pH7,6) 1
mlを加えた。水冷下にて、5分間超音波処理(トミー
社製。 11andy 5onic UR−20P使用)を行な
い、菌体を破砕した。あらかじめ、20mM)リス−グ
リシンバッファー(pH8,45)に平衡化した、アガ
ロースゲルフィルム(コーニング社製、ユニバーサル)
試料溝に、破砕液IILIを滴下した。20mM)すX
’j !J シ:/ハッ77− (pH8,45)
中”??250V20分間電気泳動を行なった後、0.
1■鯖リボフラヒ゛ンを含む5 sg/膳1ニドロブJ
レーテトラゾリウム溶液に2分間浸した。水切りを行な
い1%テトラメチルエチレンジアミン溶液に1分間浸し
た後、水切りし、白い背景で、ゲル中のコントラストが
表われるまで、白色光中で発色させた0発色後。 蒸留水にて、未反応の試薬を洗い流し、乾燥させた。こ
の結果、プラスミドp!1iOD14を保有する大腸菌
の培養物から得られた組み変えh−SOD (左側;
アミノ酸配列111番目がSer )は活性バンドの巾
が狭く、アイソマーを生じにくくなっており、安定てあ
った。これに対し、プラスミドpsOD6を保有する大
腸菌から得たh−SODは活性バンドが広がっており、
多くのアイソマーを生じている。 参考例7 別に合成したヌクレオチド5°GAGACCATACC
ATCATT 3’を用いて、参考例6と同様にして
、pSOひ35を得た。また参考例6で得たpsOD1
4を材料に合成ヌクレオチド5°GAGACCATGC
CATCATT 3°を用いた実験カ6 psOD3
6を得り、 psOD:15及びpsOD36ノ:T
−)’しているh−500は111;ff[JのCys
がそれぞれThrあるいは^1aに変化したものであり
、psOD35及びpsOD36をそれぞれ保有する大
腸菌D11!の産生するh−SODは参考例6と同様い
ずれも蛋白的に安定化されたSOD活性を示す組み変え
h−SODであつた。 なお、上記合成ヌクレオチドに代えて前記第1表に示す
合成ヌクレオチドを用い、同様に実施すれば対応する組
み変えh−SODを得ることができる。 参考例8 参考例6で得たpsOD14D N A 100ルg
(100ル1)に工0倍のllam旧切断バッファ(1
00謹菫トリス−塩酸(pH1!、0)、70■M 1
1gc1.。 IM Nael 、 10m1 ジチオスレイト
ール)18 pl 、 Ba*HI (宝酒造(株)
製) f20 unit(10終1)及び水52終1
を加え、37℃で2時間反応させた後、0.7%アガロ
ースゲル電気泳動により、約700bpのDNA切断を
前述と同様の方法で抽出精製、乾燥状態とした。このD
NAを44終IのTE (pH8,0)に溶解し、10
倍のTth)IB81切断用バッファ(100■緬トリ
ス−塩酸、100 sM Mg(:It、 I M
NaC1、IO+Mジチオスレイトール)6ルl及び
TthtIBBl (宝酒造(株)製)80 un
it (10gt )を加え、37℃で3時間氷解し
、約600bpのDNA断片を上述同様に分離、精製後
、100.LL+の水に溶解した。別に参考例5(ii
+)で使用した12本の合成ヌクレオチドのうち、5’
TGTGCGTGCTGAAGGG 3’、5’C
ACGCACACGGCCTT 3°の代わりに5°T
GTCCGTGCTGAAGGG 3’と5’ CA
CGGACACGGCCTT 3’ を用い参考例
5(v)の場合と全く同じ方法でpsOD53を得た。 I)SOD5:lのI)NAについて前述同様の方法
で塩基配列を決定したところ6番、iii番のCysを
コードしていたーTGC−かいずれも−TCC−に変化
していることを確認した。 このpSOD53を保有した大腸菌DHIから実施例1
と同様にして得られた組み変えh−8ODは。 psOD14を保有した大腸菌り旧の産生じた組み変え
h−500と同様、アガロース電気泳動的所見から安定
なものであることを確認した。 塞m 以下にh−SOD大腸菌分泌発現用プラスミドの作製と
そのプラスミド保持菌による発現例を示す。 (1)分泌発現プラスミドの作製 用いた制限酵素、バクチリアル・アルカリン・フォスフ
ァターゼ(RAP) 、 丁、D N Aリガーゼ及び
DNAポリメラーゼクレノー断片はベセスダ・リサーチ
・ラボラトリーズ社(BRL) (米II)、二ニー
・イングランド・バイオラボ社(米国)、又は宝酒造株
式会社(京都)製のものを使用した。 プラスミドは以下のものを用いた。 pIN−11(1ppP5)−omp^−Nael
(= x −ヨーク州立大学ストニープルツク絞弁上す
み子博士より分与)pl1l−1]111!−^2 (
文献 Bio/Technology 2゜81−85
.1984 ) 大腸菌としては以下のものを用いた。 W620re(^(ワーツェル・イー・ティーら、J。 Mo1. Appl、 Genet、 !、 61−6
9.1981)38221 (タカハラ・エムら、J
、 Biol、 Chew。 1984.260.2670−2674報告中の1pp
−,7F’ロリqIac”pro”の遺伝マーカーを持
つJA221株と同一) DIll(本記載、p、31 ) プラスミド作製工程を第1工程から第4工程に分けて説
明する。 第1工程(7 この工程は第2工程に用いるフラグメントAを調製する
ものである。 第7図中に示された合成オリゴヌクレオチド1から8の
各o、s #LgをATP20JLM、 3鵞P−γ−
A T P O,6pmole、 70曽M
TrisJICI pH7,5、10m1MgCI
ffi、5mMジチオスレイトール([ITT)及び
1.4単位のT4キナーゼを含む液10pl中で別々に
37℃1時間加温した。さらに1■M ATP 1
%1及び0.7単位T4キナーゼ(0,5,1)を各容
器に加え15分間37℃加温した。一部を取り、5°リ
ン酸化の進行を確認した。残り全てを1つの容器に混合
し、1%IのIM DTT、3棒1の10m1ATP
、10単位のT、D N Aリガーゼを加え89ル!の
総体積、冷蔵中45時間静置した。 65℃、20分間リガーゼを不活化するために加温した
後、2ルlの2.5mM dNTP (4種のデオキシ
ヌクレオシド5°三リン酸、dATP。 dCTP、dGTP、dTTP各2.5mM)及び30
単位のクレノー断片を加え、室温で30分間静置し、さ
らに2終lの2.5mM d N T Pを加え20分
間静置した後−20℃で凍結した。再び融解したこのも
のをエタノール沈殿処理し、沈殿物を減圧乾固した。 これを50mM Trig−HCI pl(8,0,1
0m1l MgC1t、50m1l NaC1及び40
単位のTaq I制限酵素を含む100elの溶液中で
65℃、6時間消化した。 以上の操作によって第7図に示すフラグメントAが調製
された。 乳スユ1」J」」υ− この工程は最初の発現プラスミドであるpIN−11(
II)PP−5)−o膳p^−5OD5を作製するもの
である。 0■pAシグナルベプチトのC末端コドンであるGCC
の直後にNaelの切断点を有するpIN−11(Ip
pP−5)−ompA−Nae IプラスミドのRam
旧、Nae 1両酵素消化物のうちの大断片20ng、
psOD5のBa■旧切断によって生じる約700b
p(塩基対)断片をざらに丁aqlて消化することによ
り生じた約580bpのTaql−Hamlll断片で
あるフラグメントB 20ng、及び第1工程で得たフ
ラグメントA 8tgを25mM Trig−HCI
pH7,8,10d MgCIg、l■鋪DTT%0.
6m1lATP及び1.2単位のT、DNAリガーゼを
加え、総体積10終1で12.5℃、12時間保温した
。この液を以下、 liq、 5tep2と呼ぶ、 l
iq、 5tep2で大腸菌W620rec^を形質転
換した。形質転換は以下のようにして行なった。 10
0 mlのLB液体培地(ルリアーベルタニ培地、11
当り10gのバクトートリプトン、5gのバクトーイー
ストエクストラクト(以上、ディフコ社製)、5gのN
aC1を含み、オートクレーブ滅菌したもの)で37℃
、振盪により十分空気中の酸素の溶存化をはかりつつ大
腸菌H20rec^を対数期中期まで増殖させ(クレッ
ト社濁度計で約100の値の時点)、滅菌チューブに培
養菌体液を移し、氷中5分間静置し、約SOD0xg、
4℃、10分間の遠心操作でチューブの底部に菌体を集
めた。上清を廃棄し、50mMの4℃の滅菌CaC1,
液20m1を加え検体を懸濁させ、氷中15分間静置し
た。この懸濁菌体の入った容器を約SOD0 x g、
4℃、10分間の遠心操作で再びチューブの底部に菌体
を集めた。上清を廃棄し上記の4℃の滅菌Ca11.液
を2.5■l加え菌体を懸濁した。この菌体はプラスミ
ドDNAの取り込み能が付与されており、コンピテント
セルと呼ばれる。このコンピテントセル懸濁液50#L
+に上記1iq、5tep25 g 1を加え、これら
の混合液の入った容器を水中、ときどき軽く容器を振盪
しながら1時間保温した。続いて容器を42℃の恒温槽
中に入れ、2分間層いた。この操作はヒートショックと
呼ばれる。この後、室温(約25℃)で10分間静置し
、0.61のLB液体培地を加え、37℃、1時間振盪
した。 この菌体懸濁液を100plづつ50JLg/會■のア
ンピシリンを含むLB寒天(上記LB液体培地組成を含
む、オートクレーブ滅菌1.5$ w/vバクトーアガ
−(ディフコ社製)プレート(直径約8cm)培地上に
加え滅菌スプレッダ−でプレート上に広げた。このプレ
ートを37°Cの恒温箱に静置し、−夜培養した。アン
ピシリン耐性を獲得し、上記プレート上てコロニーを形
成した転換体のうち18個を無作為に選び、プラスミド
DNAを調製した。プラスミドDNAの調製は以下のよ
うにして行なった。上記18個の別々のコロニーを50
pg/履1のアンピシリンを含むLB液体培地1.51
に植菌し、37°C1−夜振盪培養した′。 この菌体を含む培養液をエツベントルフチューブ(エッ
ペンドルフ社製)に移し、冷蔵筒中(4°C)の小型遠
心器(工・ンベンドルフ社製)にて15000rp■、
30秒間遠心し、生じた上清を廃棄し、チューブの底部
に菌体を集めた。この容器に100.1のりゾチーム液
(20$ w/vグルコース。 50 +*MTris−ICI(pH8,0) 、
l mMEDTAを含む溶液11当り2mgのチキン・
エラグホワイトリゾチーム(シグマ社製)を溶かした酵
素溶液)を加え、菌体を懸濁し、容器を氷中lOから2
0分間静置した。続いて200g+の0.2N Na0
11、IS SDS溶液を各容器に加えよく混合し、容
器を氷中5分から10分間静置した。さらに各容器に1
.50PIの3M酢酸ナトリウムpl+4.8を加えよ
く混合し、容器を氷中2時間静置した。この後、上記冷
蔵筒中の小型遠心機でISOOOrpm、10分間遠心
し、生じた上清をそれぞれ別のエッペンドルフチューブ
に移した。この上清に1mlの無水エタノールを加えよ
く混合し、−70°Cて約10分間冷却した。この冷却
された上清及びエタノール混合液の入った容器を上記小
型遠心機て1.500Orpm、10分間遠心し、生じ
た上清を廃棄し400g1の0.3M酢酸ナトリウム液
を容器に加え、よく混合することにより、底部に生じて
いた沈殿物を溶解した。さらにこの溶解液に無水エタノ
ール1mlを加え、よく混合した後、この容器を一70
℃、約10分間冷却した。再び上記小型遠心機で1.5
000rpm、10分間遠心し、生じた上清を廃棄し、
キャピラリーで残存するエタノールを含んだ液体部分を
できるだけ除去した。この容器のふたを開き、バラフィ
ルム(アメリカン・キャン・カンパニー社製)を用いて
月をし、これに画鋲を用いて5〜lO個の小さな孔を開
けた後、耐圧ビンにこれらのチューブを入れ、チューブ
底部に生じていた沈殿を真空ポンプにより10分間減圧
乾固した。乾固物にso、iのTEを加え、溶解した。 こうしてプラスミドDNAをTE溶解物として得た。こ
のようにして18クローンからのプラスミドDNAを得
、このうち2クローンが、第6図中のフラグメントBを
ニックトランスレーションによりff2pラベルしたプ
ローブによるサザンハイプリダイゼーションで陽性と判
明した。このうちの1つがさらに3’CGCTGCTT
CCGGCACACGCAC5’の配列、すなわちh−
SOD構造遺伝子の第2番目のアミノ酸Alaから第8
番目のアミノ/i@VatまでをコードするDNA配列
に相補的な配列を持つDNA−mローブでのドツトハイ
ブリダイゼーションで陽性と判明した。このプラスミド
のXba 1部位からh−SOD構造遺伝子方向へのD
NA配列の確認をマキサム−ギルバート法及びM ]、
3ファージベクターを用いるジデオキシ法を併用して
行ない、さらに同様にしてその3′下流の塩基配列を確
認した。確認された塩基配列を第1図に示す。 さらに他の制限酵素(xbgl、Ram旧、5tul(
Aat■と同じ認識部位を持つ) 、 Taq[)切断
断片のゲル上での分析をし、上記の両プローブで陽性で
あったプラスミドをpIN−rI (lppP−5)”
ompA−SOD5と命名し、第6図にその概要を示
した。 第3工程(第8図) この工程はOmpAシグナルペプチド−h−sooハイ
ブリッド遺伝子をpIN−IIlタイプらpIN−II
Iタイプに移すためのものである。 pIN−rlタイ
プでは発現抑制のために必要なIacリプレッサーは宿
主大腸菌からのみ供給されるが、pIN−mタイプでは
ベクター上に1acl遺伝子が組み込まれているので発
現抑制がより強く行なわれる。 pIN−m 目’−A2のPstiとBamtl1両制
限酵素消化により得た約6 kbpのPsti Ba■
旧断片であるフラグメントC40ngと、pIN−II
(lppP−5)−ompA−SOD5のPstlと
Bamlll両制限酵素消化により得た約1.8kbの
Pstl−Bam1l+断片であるフラグメントD5n
gを10分の1量の10倍ライゲーションバッファー(
0,5M Tris−11CI pH7,4、LIM
MgCl2.0.1MDTT、IO+sMXヘルミジン
、1(JmMA TP )と35(1量位のT、DNA
リガーゼを含む溶液10.1中で4℃、30時間静置し
、この液を用いて大腸菌D 111を形質転換した。 得られたコロニーより5株を液体培養し、プラスミドD
NAを抽出し、PstlとBa量旧の切断により断片の
大きさを確認したところ全てが同一のゲル上でのパター
ンを示した。そのうちの工つをpIN−m (lppP
−5)−ompA−9OD5と命名し、第8図下段にそ
の構造の概要を示した。 第4工程(第9図) この工程はOmpAシグナJレベプチトーh−8ODハ
イブリツドタンパク質コ一デイング部分のうちの、h−
SOD遺伝子の始まりであるAlaから数えて111番
目のCysをSerに変換したものを発現するプラスミ
ドを得るものである。 pIN−Ill (IppP−5)−ompA−SOD
5のAatlと5all両制限酵素切断で生じた約7k
bpのAatl−3all断片であるフラグメントE
60ngと、psOD14のAat Iと5a11の両
制限酵素で生じた約1.5kbpのAatl−3all
’IR片であるフラグメントF 20ngを0.5p
lの10倍ライゲーションバッファーと350単位のT
、DNAリガーゼを含む溶液5gl中で14℃、15時
間静置し、大腸菌DI11に形質転換した。得られたコ
ロニーから3株を選び液体培養し、プラスミドを調製し
た。このプラスミドDNAを制限酵素切断により分析し
、全てが同一のゲル上でのパターンを示すことを確認し
た。そのうちの1つをpIN−m (IppP−5)−
ompA−SOD14と命名し、その構造の概要を第9
図下段に示した。 (2) h−SODの発現 先ず(1)で作製されたプラスミドのうち。 pIN−U (lppP−5)−ompA−SOD5を
保持した大腸菌5B221によるh−saDの発現例に
7いて述べる。 培地は0.4$ w/vのカザミノ酸(ディフコ社製、
カゼインの加水分解物) 、4mg/mlのグルコース
、20終g/mlのトリプトファン、20川g/−1の
ロイシン、2gg/■1のチアミン、50pg/mlの
アンピシリンを含むM9培地(アドバンスト・バクチリ
アル・ジェネティクス(Advanced Bacte
rialGenetics) 1980. pp、20
3−204、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラ
トリ−、ニューヨーク州コールド・スプリング・ハーバ
−)18■l中で37℃て一夜培養した、pIN−tI
(IppP−5)−ompA−8005を保持した大
腸菌5B221 (以下、保持国名/プラスミド名の
ように記し、この場合、 5B221/pIN−II
(IpI)P−5)−ompA−SOD5と略記する)
を0.5ml加え、対数期初期になるまで37℃でゆる
やかな振盪培養を行なった。この時点で半量を別の容器
に移し、このうちの一方に鍛終濃度l■菖になるようI
PTG (イソプロピル−β−D−チオガラクトピラノ
サイド(lacプロモーター活性発現誘導剤)を加え、
さらに160分間培養を続けた。この時点で2体を遠心
操作で集め、 10mMリン酸ナトリウムバッファー(
pl+7.(1)にもとの培養液中の菌体濃度のlO倍
濃度にして、a音波破砕機(トミー精工社製へンディ・
ソニック モデルUFI−20P)で氷冷下、菌体破砕
を行なった。得られた液より38.5JLI培養当量の
全菌体タンパク質を5DS−ポリアクリルアミドゲル電
気泳動し、クマジーブリリアントブルー染色したパター
ンを第11図に示す、レーン1がIPTGを加えなかっ
たもの、レーン2がIPTGを加えたもの、レーン3が
大腸菌を用いて菌体内発現させたN−α−アセチル化を
受けていないh−SOD精製品0.57Lg、レーン4
が分子量マーカー(オリエンタル酵母社製、チトクロム
Cオリゴマー混合物)である、明らかに、大腸菌体内で
発現させた非N−α−アセチル化h−SODと同一の泳
動度を示すタンパク寅がTPTG誘導により産生されて
いるのがわかる。すなわち、N末端のOmpAシグナル
ベプチトが分泌発現にともなって正しく切断されている
ことを示唆するものである。 次にpIN−Ill (1ppP−5)−ompA−!
1iOD5又はpIN−m(II)pP−5)−omp
A−SOD14を発現プラスミドとした例について記載
する。 アンピシリン50pg/mlを含むBII培地20sl
に、同じ培地中で一夜培養したDHI/pIN−m (
IppP−5)−owpA−8005又はDlll/p
IN−I[I (199P−5)−oipA−8OD1
4を0.21加え培養を始めた。対数期初期に達した時
点で、培養液を2分し2一方に最終濃度2i+Mになる
ようにIPTGを加え、さらに6時間培養を続けた。こ
こで遠心操作によって菌体を集め、10mMリン酸ナト
リウムバッファー(pH7,0)に培養液より10倍濃
度の菌体濃度になるように懸濁し、上記と同様に菌体破
砕を行なった。得られた各破砕液を5DS−ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動、クマジーブリリアントブルー染
色によりタンパク質の分析を行なった。 この結果を第12図に示す、第12図中、レーン1はD
HI/pIN−m (lppP−5)−oipA−SO
D5のIPTG非誘導、レーン2は同IPTG誘導、レ
ーン3はDHI/pIN−III (IppP−5)−
o■p八−SOD14のIPTG非誘導、レーン4は同
誘導、レーン5は分子量マーカーと大腸菌菌体内生産さ
れた非N−α−アセチル化体のh−SODを混合したサ
ンプルの各泳動−染色後のパターンを示す、レーン5の
ハントのうち、下から2番目が非N−α−アセチル化h
−SODのものであるが、レーン2、レーン4中に、こ
れと同一の泳動位置にIPTG、J導による濃いバンド
が見られる。 さらに、上記[PTGu導例より、浸透圧ショック法(
コシ二ランド・ディとボッティン・ディ(1980)、
セル(Cell) 20. pp、749−760参照
)により、ペリプラズム画分を得、上記の泳動−染色分
析を行なフた結果を第13図−1及び第13図−2に示
す0図中、レーン1はDHI/pIN−II[(lpp
P−5)−oipA−SOD5、レーン2はひ旧/pI
N−m (IppP−5)−oipA−SOD14より
それぞれ得たペリプラズム画分、レーン3は第12図の
レーン5と同様な分子量マーカーの泳動−染色パターン
である。ペリプラズムに少なくとも回収されてくる、大
腸菌菌体内で発現された非N−α−アセチル化h−SO
Dと同一の泳動位置を示す染色バンドがあることがわか
る。 このことはすなわち、0醜pAシグナルベブチトが切断
され、しかもそのことと同時に大腸菌細胞質より外にh
−SOD構造タンパク質サブユニツトが分泌的に発現さ
れることを示す、また、第13図ではゲルに現れるバン
ドの数が第11図及び第12図に比べてはるかに少ない
ことから、ペリプラズム空間中のタンパク質の数は細胞
質中のタンパク質の数よりもはるかに少ないことがわか
る。従って、この発明の方法により生産されたh−so
oは。 従来法により生産されるh−sooよりも精製が容易で
あることがわかる。 七Σ1」むしλ嵐遇 DHI/pIN−I[[(IpPP−5)−ompA−
SOD5又はp旧/pIN−m (IppP−5)−o
mpA−5OD14の全細胞抽出液をアガロースゲルフ
ィルム上の電気泳動後、上記と同様なニトロブルーテト
ラゾリウム−リボフラビンを用いる活性染色法によりそ
の活性体の検出を行なワた。結果を第14図−1及び第
14図−2に示す0図中、レーン1が大腸菌菌体内発現
した非N−α−アセチル化h−8ODの精製品、レーン
2がDHI/p IN−m (IppP−5)−omp
A−SOD5全細胞抽出液レーン3がじ旧/plH−m
(lppP−5)−oipA−SOD14全細胞抽出
液の電気泳動−活性染色パターンである。 レーン1に現れた活性バンドとほぼ同一の位置にレーン
2、レーン3でも活性バンドが現れた。このことより、
この発明の方法により、0醜pAシグナルベブチトかh
−SOD活性をもたらすために必須な成分の1っである
ポリペプチド部分を分泌的に発現させることにおいて有
効に働いたことが示された。
第1図は実施例1で得られた0醜pAシグナルベブチト
−h−SODポリペプチドのアミノ酸及び塩基8配列を
示す図、 第2図はh−3ol)遺伝子を含むDNA断片の制限酵
素地図、 第3図はh−SOD遺伝子及びそれに対応した153個
のアミノ酸から成るポリペプチドを示す図、 第4図はプラスミドpsOD6を得る組換えの概略を示
す図、 第5図はプラスミド、5OD14を得る組換えの概略を
示す図、 第6図から第9図は、実施例1におけるブラスミド作製
工程を説明するための図。 第1O図はプラスミドpsOt114により産生された
ポリペプチド及びそれなコードするDNAの塩基配列を
示す図、 第11図は5B221/p IN−II 、(IppP
−5)−oapA−SOD5から得られたタンパク質の
電気泳動図、i12図はDIll/pIN−111(l
ppP−5)−oapA−SOD5又はpIN−II
(IppP−5)−oapA−SOD14から得られた
タンパク質の電気泳動図。 第13図−1及び第13図−2はDHI/pIN−m(
lppP−5)−oapA−SOD5又はpIN−11
(IppP−5)−ompA−SOD14のペリプラズ
ム空間から得られたタンパク質の電気泳動図、 5I、14図−1及び第14図−2はDHI/pHll
−m(lppP−5)−ompA−SOD5又はpIN
−II (IppP−5)−ompA−3O[l 14
全細胞抽出液を活性染色法に付した際のパターンを示す
図である。 T(:TAGATAACGAGGG(:AA八へAAT
GAAAAAGACAGCTATCGCGATTGCA
GTGGCAGTGGCTGGT丁TCGf;TACC
GTA(、CGCAGGCCMetLysLysThr
AlaIleAIaIIeAlaVaIAIaLeuA
IaGlyPhcAIaThrVaIAlaGInAI
aGCGACGAAGGCCGTGTGCGTG(:T
GAAGGGCG ACGGCCCAGTGCAGGG
CATC八TC八ATTTCG八GA I aThへL
yへA IaVaへICysVa I LeuLysG
1yAspG IyP roVa IG InG l
y I I e I IeAsnPheG I uCA
GAAGGAAAGTAA丁GGACCAGTGAAG
GTGTGGGGAAGCATTAAAGGACTGA
CTGAAGGCCTGG 1nLysG I uSe
rAsnG IyProVa 1LysVa IIr
pG 1ySe r [IeLysG 1yLauTh
rG luG 1yLcuCATGGATT(:CAT
GTTCATGAGTT丁GGAGATAATACAG
CAGGCTGTACCAGTGCAGGTCCTCA
CII isG IyPheH1sVa IHisG
IuPheG IyAspAsnTh rA I aG
l yCysThrSe rA laG I yPr
oHi 5TTTAATCCTCTATCCAGAAA
ACACGG TGG GCCAAAGGATGAAG
AGAGG CATG TTG GAGACTTGPh
eAsnP roLeuSe rArgLysHi s
G IyG IyProLysAspG IuG Iu
ArgH1sVa IG I yAspLcuGGCA
A丁GTGACTGCTGACAAAGATGGTGT
GGCCGATGTGTCTATTGAAGATTCT
GTGATCTCAG IyASnVa IIhrA
IaAspLysAspG IyVa IA IaAs
pVa l Se r I IeG IuAspSe
rVa I I I eSe rCTCTCAGGAG
ACCATTGCATCATTG GCCGCACAC
TGG TGGTCCATGAAAAAGII:A G
ATG ACTTGLeuSerGIyAspHjsC
ysIIeIleGIyArg丁hrLeuVaIVa
IHisGIuLysAIaAspAspLeuGG
CAAAGGTG GAAATGAAGAAAGTAC
AAAGA CA GGAAACG CTGGAA G
TCG TTTGG CTTG TG G TG I
yLysG I yG IyAsnG IuG IuS
e rThrLysTh rG I yAsnA Ia
G I yse rArgLeuA I aCysG
lyG TAATTGGGA TCGCCCAATAA
ACA TT(: CCTTGGATG TAGTCT
GAG G GCCCTTAACTCATCTGTVa
l IIeGlyl 1eAIaGl1m准TATCC
TGCTAGCTGTAGAAATGTAT[:CTG
ATAAACATTAAACACTG丁^ATCT丁A
AAAAAAAAAA第1図 GGGGGGGGGGGGGGGGGGGにGGCCT
AGCG八GTTA IaGへlyserArgLeu
A]acysG 1yVa l I leG lyl
IeA laG ]n*t!TAGTCTGAGGGC
CCTTAA[:TCATCTGTTATCC丁GにT
AGCTGT八GAAATGへATCCTGATAAA
CATT八AACA(:へGTAATCTTAAAAA
AAAA^^浦5司 4 AGGGCATCATCAAm 5 TTCCGGC八C八CGCへCへTaq
1 フラグメントA 第7図 纂8回 +0 20 30 40
50 50ATGGCGACGAAGG
C(:GTGTGCGTGCTGAAGGGCG八CG
GCCCAGTGCAGGGCAへCATC八八TMe
LAIaThrLysAlaへへICysValLeu
LysGIyAspGlyProVaIGInGlyI
]el Ic八へn70 80
flo 100 +10
+20TTCG八GCAGAAGGAAAGTAA
TGGACCAGTGAAGGTGTGGGGAAG(
:ATTA八AGへACTGACTPheGluGln
1.ysGIuSerAsnGIyProVaILys
VaIIrpGIySerI 1eLysGlyLeu
Thr130 140 150
160 170 +a+)GA
AGGCCTGCATGGATTCCATGTTCAT
GAGTTTGGAGATAATACAGC八GGCT
GTACCAGTG IuG l yLeuHi sG
IyPhellisVa l HへsG 1uPhe
G I yAs pAsnTh rA I aG I
ycysThrse rG(:AGGTCCTC:AC
TTTAATCCTCTATCC:AGAAAA(:八
CGGTGGGCCAAAGGATGAAGAGAGG
Δl aG IyProt(1sPheAsnProL
euSe rArgLysHisG l yG lyP
roL ysAspG luG l uA rgCA
TGTTGGAGACTTGGGCAATGTGACT
GCTGAC:AAAGATGGTGTGGCCGAT
GTGTCT]%TT11isVa IG ] yAs
pLeuG 1yAsnVa 1ThrA IaAsp
LysAspG IyVa IA 1aAspVa l
se r I l c31ロ 320
330 340 :+5
0 3[I0GAAGATTCTGTGAT
CTCACTCTCAGGAGACCATTCCATC
ATTGGCCGCΔCACTGGTGGTCG ]u
AspSe rVa l I IeSe rLeuSe
rG IyAspH1sSe r I le r ]
eG I yArgThrLeuVa I Va 1
CATGAAAAAGCAGATGACTTGGGCA
AAGGTGG八AATGAAGAAAGTACAAA
GACAGGAAACHi sG 1uLysA 1a
AspAspLeuG IyLysG lyG l y
AsnG luG 1use rThrL ysTh
rG ] yΔ5nGCTG GAAGTCGTTTG
GCTTGTG G TGTAATTGGGATCGC
CCAATAAA laG IySerArgLeuA
1acysGI yVa I I IeG Iy l
1eA IaG Intt?第10図 鴇14川−1易14面一2 手 続 ネ市 :正 書(自発) 昭和63年6月9日 −特許庁長官 小川邦夫殿 l 事件の表示 昭和62年特許願N407:1180号2 発明の名称 4 代理人 5 補正指令の日、付 自発補正
6 補正の対象 明細書 7 補正の内容 (1)明細書第25頁第4行目にある「細胞外膜を除去
し」を「細胞外膜を破壊もしくは除去し」に補正する。 (2)明細書1g54頁第5行目にある「(本記載、
P、31) Jを「(本記載、P、32) Jに補正す
る。 (3)明細書第55頁第7行目にある「クレノー断片」
をrDNAポリメラーゼクレノー断片」に補正する。
−h−SODポリペプチドのアミノ酸及び塩基8配列を
示す図、 第2図はh−3ol)遺伝子を含むDNA断片の制限酵
素地図、 第3図はh−SOD遺伝子及びそれに対応した153個
のアミノ酸から成るポリペプチドを示す図、 第4図はプラスミドpsOD6を得る組換えの概略を示
す図、 第5図はプラスミド、5OD14を得る組換えの概略を
示す図、 第6図から第9図は、実施例1におけるブラスミド作製
工程を説明するための図。 第1O図はプラスミドpsOt114により産生された
ポリペプチド及びそれなコードするDNAの塩基配列を
示す図、 第11図は5B221/p IN−II 、(IppP
−5)−oapA−SOD5から得られたタンパク質の
電気泳動図、i12図はDIll/pIN−111(l
ppP−5)−oapA−SOD5又はpIN−II
(IppP−5)−oapA−SOD14から得られた
タンパク質の電気泳動図。 第13図−1及び第13図−2はDHI/pIN−m(
lppP−5)−oapA−SOD5又はpIN−11
(IppP−5)−ompA−SOD14のペリプラズ
ム空間から得られたタンパク質の電気泳動図、 5I、14図−1及び第14図−2はDHI/pHll
−m(lppP−5)−ompA−SOD5又はpIN
−II (IppP−5)−ompA−3O[l 14
全細胞抽出液を活性染色法に付した際のパターンを示す
図である。 T(:TAGATAACGAGGG(:AA八へAAT
GAAAAAGACAGCTATCGCGATTGCA
GTGGCAGTGGCTGGT丁TCGf;TACC
GTA(、CGCAGGCCMetLysLysThr
AlaIleAIaIIeAlaVaIAIaLeuA
IaGlyPhcAIaThrVaIAlaGInAI
aGCGACGAAGGCCGTGTGCGTG(:T
GAAGGGCG ACGGCCCAGTGCAGGG
CATC八TC八ATTTCG八GA I aThへL
yへA IaVaへICysVa I LeuLysG
1yAspG IyP roVa IG InG l
y I I e I IeAsnPheG I uCA
GAAGGAAAGTAA丁GGACCAGTGAAG
GTGTGGGGAAGCATTAAAGGACTGA
CTGAAGGCCTGG 1nLysG I uSe
rAsnG IyProVa 1LysVa IIr
pG 1ySe r [IeLysG 1yLauTh
rG luG 1yLcuCATGGATT(:CAT
GTTCATGAGTT丁GGAGATAATACAG
CAGGCTGTACCAGTGCAGGTCCTCA
CII isG IyPheH1sVa IHisG
IuPheG IyAspAsnTh rA I aG
l yCysThrSe rA laG I yPr
oHi 5TTTAATCCTCTATCCAGAAA
ACACGG TGG GCCAAAGGATGAAG
AGAGG CATG TTG GAGACTTGPh
eAsnP roLeuSe rArgLysHi s
G IyG IyProLysAspG IuG Iu
ArgH1sVa IG I yAspLcuGGCA
A丁GTGACTGCTGACAAAGATGGTGT
GGCCGATGTGTCTATTGAAGATTCT
GTGATCTCAG IyASnVa IIhrA
IaAspLysAspG IyVa IA IaAs
pVa l Se r I IeG IuAspSe
rVa I I I eSe rCTCTCAGGAG
ACCATTGCATCATTG GCCGCACAC
TGG TGGTCCATGAAAAAGII:A G
ATG ACTTGLeuSerGIyAspHjsC
ysIIeIleGIyArg丁hrLeuVaIVa
IHisGIuLysAIaAspAspLeuGG
CAAAGGTG GAAATGAAGAAAGTAC
AAAGA CA GGAAACG CTGGAA G
TCG TTTGG CTTG TG G TG I
yLysG I yG IyAsnG IuG IuS
e rThrLysTh rG I yAsnA Ia
G I yse rArgLeuA I aCysG
lyG TAATTGGGA TCGCCCAATAA
ACA TT(: CCTTGGATG TAGTCT
GAG G GCCCTTAACTCATCTGTVa
l IIeGlyl 1eAIaGl1m准TATCC
TGCTAGCTGTAGAAATGTAT[:CTG
ATAAACATTAAACACTG丁^ATCT丁A
AAAAAAAAAA第1図 GGGGGGGGGGGGGGGGGGGにGGCCT
AGCG八GTTA IaGへlyserArgLeu
A]acysG 1yVa l I leG lyl
IeA laG ]n*t!TAGTCTGAGGGC
CCTTAA[:TCATCTGTTATCC丁GにT
AGCTGT八GAAATGへATCCTGATAAA
CATT八AACA(:へGTAATCTTAAAAA
AAAA^^浦5司 4 AGGGCATCATCAAm 5 TTCCGGC八C八CGCへCへTaq
1 フラグメントA 第7図 纂8回 +0 20 30 40
50 50ATGGCGACGAAGG
C(:GTGTGCGTGCTGAAGGGCG八CG
GCCCAGTGCAGGGCAへCATC八八TMe
LAIaThrLysAlaへへICysValLeu
LysGIyAspGlyProVaIGInGlyI
]el Ic八へn70 80
flo 100 +10
+20TTCG八GCAGAAGGAAAGTAA
TGGACCAGTGAAGGTGTGGGGAAG(
:ATTA八AGへACTGACTPheGluGln
1.ysGIuSerAsnGIyProVaILys
VaIIrpGIySerI 1eLysGlyLeu
Thr130 140 150
160 170 +a+)GA
AGGCCTGCATGGATTCCATGTTCAT
GAGTTTGGAGATAATACAGC八GGCT
GTACCAGTG IuG l yLeuHi sG
IyPhellisVa l HへsG 1uPhe
G I yAs pAsnTh rA I aG I
ycysThrse rG(:AGGTCCTC:AC
TTTAATCCTCTATCC:AGAAAA(:八
CGGTGGGCCAAAGGATGAAGAGAGG
Δl aG IyProt(1sPheAsnProL
euSe rArgLysHisG l yG lyP
roL ysAspG luG l uA rgCA
TGTTGGAGACTTGGGCAATGTGACT
GCTGAC:AAAGATGGTGTGGCCGAT
GTGTCT]%TT11isVa IG ] yAs
pLeuG 1yAsnVa 1ThrA IaAsp
LysAspG IyVa IA 1aAspVa l
se r I l c31ロ 320
330 340 :+5
0 3[I0GAAGATTCTGTGAT
CTCACTCTCAGGAGACCATTCCATC
ATTGGCCGCΔCACTGGTGGTCG ]u
AspSe rVa l I IeSe rLeuSe
rG IyAspH1sSe r I le r ]
eG I yArgThrLeuVa I Va 1
CATGAAAAAGCAGATGACTTGGGCA
AAGGTGG八AATGAAGAAAGTACAAA
GACAGGAAACHi sG 1uLysA 1a
AspAspLeuG IyLysG lyG l y
AsnG luG 1use rThrL ysTh
rG ] yΔ5nGCTG GAAGTCGTTTG
GCTTGTG G TGTAATTGGGATCGC
CCAATAAA laG IySerArgLeuA
1acysGI yVa I I IeG Iy l
1eA IaG Intt?第10図 鴇14川−1易14面一2 手 続 ネ市 :正 書(自発) 昭和63年6月9日 −特許庁長官 小川邦夫殿 l 事件の表示 昭和62年特許願N407:1180号2 発明の名称 4 代理人 5 補正指令の日、付 自発補正
6 補正の対象 明細書 7 補正の内容 (1)明細書第25頁第4行目にある「細胞外膜を除去
し」を「細胞外膜を破壊もしくは除去し」に補正する。 (2)明細書1g54頁第5行目にある「(本記載、
P、31) Jを「(本記載、P、32) Jに補正す
る。 (3)明細書第55頁第7行目にある「クレノー断片」
をrDNAポリメラーゼクレノー断片」に補正する。
Claims (16)
- (1)非分泌性細胞内在蛋白質又はポリペプチドのアミ
ノ酸配列をコードしてなるDNA配列の上流にOmpA
シグナルペプチドのDNA配列を結合してなる遺伝子。 - (2)下記一般式[ I ]で表わされるアミノ酸配列又
はその同等物をコードしてなるDNAである特許請求の
範囲第1項記載の遺伝子。 【アミノ酸配列があります】[ I ] (ただし式中、X_2及びX_3は同一又は異るそれぞ
れ1つのアミノ酸を示す。) - (3)X_2及びX_3がCysである特許請求の範囲
第2項記載の遺伝子。 - (4)X_2がCysであり、X_3がCys以外のア
ミノ酸である特許請求の範囲第2項記載の遺伝子。 - (5)X_2がCys以外のアミノ酸であり、X_3が
Cysである特許請求の範囲第2項記載の遺伝子。 - (6)X_2及びX_3がCys以外のアミノ酸である
特許請求の範囲第1項記載の遺伝子。 - (7)X_3がSer、Ala又はThrである特許請
求の範囲第4項又は第6項記載の遺伝子。 - (8)前記遺伝子のDNA配列が第1図で示される特許
請求の範囲第1項記載の遺伝子。 - (9)発現系遺伝子として非分泌性細胞内在蛋白質また
はポリペプチドのアミノ酸配列をコードしてなるDNA
配列の上流にOmpAシグナルペプチドのDNAを結合
する遺伝子を含むグラム陰性細菌を培養し、該蛋白質ま
たはポリペプチドを発現し、これを細胞質外に分泌せし
め、これを採取することを特徴とする製造方法。 - (10)発現系遺伝子として、一般式[ I ]【アミノ
酸配列があります】[ I ] (ただし式中、X_2及びX_3は同一又は異るそれぞ
れ1つのアミノ酸を示す。) で表わされるアミノ酸配列又はその同等物をコードして
なるDNAであって式[ I ]の*から**の部分を有
する蛋白質ポリペプチドを細胞質外に分泌せしめてこれ
を採取してなる特許請求の範囲第10項記載の製造方法
。 - (11)グラム陰性細菌がエシェリヒア属に属する菌で
ある特許請求の範囲第9項記載の製造方法。 - (12)非分泌性細胞内在蛋白質またはポリペプチドの
アミノ酸配列をコードしてなるDNA配列の上流にOm
pAシグナルペプチドのDNA配列を結合してなるDN
Aを含有する組換えベクター。 - (13)組換えベクターが、一般式[ I ]で表わされ
るアミノ酸配列又はその同等物をコードしてなるDNA
である特許請求の範囲第12項記載のベクター。 【アミノ酸配列があります】[ I ] (ただし式中、X_2及びX_3は同一又は異るそれぞ
れ1つのアミノ酸を示す。) - (14)ベクターがpIN−II(lppP−5)−om
pA−SOD5である特許請求の範囲第12項記載のプ
ラスミドベクター。 - (15)ベクターがpIN−III(lppP−5)−o
mpA−SOD5である特許請求の範囲第12項記載の
プラスミドベクター。 - (16)ベクターがpIN−III(lppP−5)−o
mpA−SOD14である特許請求の範囲第12項記載
のプラスミドベクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62073180A JPS63237790A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | OmpAシグナルペプチドを用いたヒトス−パ−オキシドデイスムタ−ゼ及びグラム陰性細菌による細胞外分泌生産 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62073180A JPS63237790A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | OmpAシグナルペプチドを用いたヒトス−パ−オキシドデイスムタ−ゼ及びグラム陰性細菌による細胞外分泌生産 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63237790A true JPS63237790A (ja) | 1988-10-04 |
Family
ID=13510684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62073180A Pending JPS63237790A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | OmpAシグナルペプチドを用いたヒトス−パ−オキシドデイスムタ−ゼ及びグラム陰性細菌による細胞外分泌生産 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63237790A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05502274A (ja) * | 1989-11-23 | 1993-04-22 | シェムレック・アクチボラゲット | 高い硫化度を有する、硫酸塩パルプ蒸解用蒸解液の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62073180A patent/JPS63237790A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05502274A (ja) * | 1989-11-23 | 1993-04-22 | シェムレック・アクチボラゲット | 高い硫化度を有する、硫酸塩パルプ蒸解用蒸解液の製造方法 |
JP2815701B2 (ja) * | 1989-11-23 | 1998-10-27 | シェムレック・アクチボラゲット | 高い硫化度を有する、硫酸塩パルプ蒸解用蒸解液の製造方法 |
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