JPS63500142A - 細菌酵素類 - Google Patents

細菌酵素類

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JPS63500142A JP50292386A JP50292386A JPS63500142A JP S63500142 A JPS63500142 A JP S63500142A JP 50292386 A JP50292386 A JP 50292386A JP 50292386 A JP50292386 A JP 50292386A JP S63500142 A JPS63500142 A JP S63500142A
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【発明の詳細な説明】 細菌酵素類 この発明は、細菌ll?素類の製法並びにこの製法に有用なハイブリッドプラス ミド類および微生物類に関する。さらにこの発明は、生物物質(biologi cal material )から核酸類を除去するための、一つの酵素である ヌクレアーゼの使用および形質発現を開始するのに有用な調節領域に関する。
セラチア 5t)I) (Serratia Spp、)が、多数の加水分解酵 素を産生して培養基中に排出することが見出された。このことは、蛋白が周囲の 培地よりも細胞周辺腔(periplasmic 5pace )に優先的に排 出される、他のグラム陰性菌とは箸しく異なる。かようなペリブラズミック蛋白 は、特に細胞が高密度に成育する場合に、培養基に湿田する傾向がある。
この発明によって、細胞外セラチア Spp酵素類(づなわちセラチアに発現さ れるとぎは細胞外に分泌される)をエンコード(encocle)するDNAが 単離された。そして遺伝子産物の工業的生産に適しかつ前記セラチア菌のDN、 Aを保有する微生物が培養され、前記セラチア酵素類を産生ずることが見出され た。
また、細胞外セラチア Spp醇索をエンコードする挿入DNAを有するハイブ リッドプラスミドを、通常、遺伝子産物を培養基に排出しない他の微生物、すな わちエシェリヒア・コリに保有させても、前記セラチア酵素がエシェリヒア・コ リによって培養基にある程度排出されることが見出された(実施例1.および6 参照)。それ故、エシェリヒア・コリ細胞から培養基に、比較的簡単に排出され る前記セラチア酵素の部分を部分的に精製することが可能であり、例えば濾過し てエシェリヒア・コリの細胞を除去し、次いで例えば硫酸アンモニウムを用いて 濾液から前記酵素を沈澱させて行われる。この明細書において、°゛排出という 用語は、遺伝子産物が少なくとも細胞の細胞質膜を通じて移動することを意味す る。
したがって、この発明は、−態様として、細胞外セラデアspp 酵素をエンコ ードする、セラチア Spp由来のDNAを含むハイブリッドプラスミドを保有 する微生物を、培養基内で培養し、培養物から酵素を収穫することからなる細菌 酵素の製造法を提供するものである。
特定の態様として、この発明は、セラチア Spp醇素の部分がセラチア Sp pから培養基に排出されその培養基から収8づ−ることからなる、実質的に他の 細菌蛋白を含有しないセラチアSpp醇素の製造法に関する。
微生物の培養は、微生物の最適の発育に必要な栄養と無別物を含有する液体培養 基で行うのが好ましい。酵素の収穫は、それ自体公知の方法で行うことができる 。上記のように、酵素の精製は、濾過して宿主細胞を除去し、次いで濾液からヌ クレアーゼを沈澱させることによって行ってもよい。通常、その沈澱は、例えば トリス−EDTAのような適切な緩衝液に溶解され次いで透析によって沈澱剤が 除去される。
セラチア SppによつC産生される加水分解酵素としては、核酸類を加水分解 して、ヌクレオチド類、オリゴヌクレオチド類もしくは小さな核酸のフラグメン トにするヌクレアーげ、及び脂質類や燐脂質類由来の脂肪酸を加水分解するリパ ーゼとホスホリパーゼが挙げられる。
微生物として代表的なものは細菌であり、グラム陰性菌が好ましい。セラチア  Sppは便宜主義的な病原菌であるので、セラチア SDpM素の製造にセラチ ア Sppを利用することは通常好ましいことではなく、生産微生物としての利 用が制限されている。さらにセラチア Sppは、所望の産物を汚染する細胞外 プロテアーゼを産生ずる。セラチア Spp酵素類産生用の産生微生物として使 用されるグラム陰性菌として好ましいのは、エシェリヒア・コリのような遺伝子 産物の産生に一般に用いられる細菌である。
また、この発明は、上記のように細胞外セラデア Spp酊索をエンコードする 、セラデア Spp由来のDNAを有するハイブリッドプラスミドに関する。
この発明によるVf累類の産生用のベクターとして有用なプラスミド類は、問題 の微生物内に複製できる、前記目的のために通常用いられるいずれのタイプのプ ラスミドであってもよい。
問題のW!素類を大量生産するのに用いてもよいプラスミド類は例えばいわゆる ランアウェイプラスミド類、すなわら、ある条件下で非制御の複製の挙動(un controlled replicationbehaviour )を示す プラスミドである。この挙動を示すプラスミド類は、例えば、米囚特許第4,4 95,287号およびヨーロッパ特許願公開第0109150号に開示されてい る。
細菌ヌクレアーゼは、例えば、遺伝子粗挽え技術によって変性されて天然では問 題の細胞と関連のない産物を産出する細胞を醗酵させることによって産出される 産物のような微生物の光醇によって製造される蛋白質産物を精製するのに茗しく 価値の高い酵素である。これらの産物の精製の重要な工程は、細胞由来の核酸か ら蛋白性産物を分1iftケる工程である。この精製が、核酸を沈澱させるとい うようtit a準の化学処理で行われる場合、所望の産物を含有する物質が高 粘度なために所望物質の分離が困難になることから、細胞によって産生される所 望の産物をロスする危険をまねくが、一方ヌクレアーゼによって核酸を分解させ る方法は、所望の産物を実質的にロスすることは全くない。
また産物から核酸を効率的に完全に除去することは重要である。
例えば、産物がヒトへの投与に用いられるとき、産物は、これを産生ずるのに用 いた細胞からのハイブリッド生成可能DNAを含有していてはいけないというこ とが、いくつか国の衛生当局の要件になっている。
それ故に、セラチア Sppによって産出される非常に興味深い酵素は、非常に 強力であることが見出されかつ生物物質から核酸類を除去するのに工業的に非常 に重要なヌクレアーゼである。この明細書にお、いて、゛核酸類の除去パという 用品は、長い核酸の塩基配列が分解されて短いフラグメントもしくはオリゴヌク レオチド類になるか、又はある場合にはモノもしくはジヌクレオチド類どなるこ とを意味する。これは、ヌクレアーゼの作用によって生成する産物の方が、通常 の分離法によって除去しやすいことを意味する。
従って、さらにこの発明は、下記アミノ酸配列(公知の方法でそのDNA1基配 列から推定され、N−末端シグナルベブチきまた酵素を再度使用ぐきるようにな −)て(、>る−hXら−ぐある。hλようなマトリックス物質の例としくは、 デキス1へランもしり(,1アガ「1−スグルまたは石英質物質のごとき無機物 質、(伺え(まシリカ、ケイ酸およびその誘導体が挙げられる。固定化(ま公知 の方法で行われる。。
潜在的利点のあるもう一つの酵素は、セラチア spp cこよって産生される ボスボリバーゼである。それ故この発明(よ、下8dDNAの塩基配列によって エンコードされるセラチア 3pp ipスホリパーゼに関する。
ドを含む)を有するセラチア sppヌクレアーゼである細菌ヌクレアーゼに関 する。
この酵素は、例えば上記方法によって製造してもよい。
特別な応用の場合、例えば、ヌクレアーゼが、別の方法で実質的に精製された生 合成産物から残留核酸を除去するのに用いられる場合(以下に詳細に述べる)、 酵素は実質的に純粋な形態が好ましい。実質的に純粋な酵素を得るために、粗製 の酵素製剤(enzyme preparation)を限外濾過法もしくは例 えばfA酸アンモニウムでの沈澱法によって部分的に精製し、さらに例えばクロ マトグラフィ(イオン交換クロマトグラフィもしくは親和性クロマトグラフィの ような)又は分離用ゲル電気泳動法によって精製してもよい。場合によっては、 適切なマトリックスに固定化された形態で酵素を提供するが有利である。という のは、このマトリックスは、使用後ヌクレアーゼを容易に除去で別の態様として 、この弁明は、セラチア SODヌクレアーゼからなる、生物物質から核酸を除 去するための組成物に関する。
この明細書において、゛生物物質′°という用品には、少なくとも一つの製糸が 生物源の要素であるいずれの物質も示すと解される。その故この用語には、核酸 類だけの溶液(例えば生体外の実験室での研究に基づり)、生合成産物を産生ず る細胞培養物を含有するlI!1醇媒体、生合成産物を産生ずる細胞培養物が培 養される(それ故自発的な細胞破壊から生成する核酸のみならず前記産物を含有 していてもよい)醗酵媒体、または細胞培養物の再懸濁液が含まれる。そしてこ れらのものは、細胞を、例えば遠心分離によって媒体から収穫した後に生合成産 物を産生ずるものであり、その細胞培養物は全細胞もしくは溶解された細胞(l ysed cells )を含有している。
゛生合成産物″という用語は、蛋白、ポリベプヂド、グリコリピド、グリコリビ ドカーボハイドレートもしくは低分子ω化合物であってもよい産物を意味すると 解される。生合成産物が細胞から排出されず、産物を収穫するために細胞の溶解 (cellIysis)を要する場合には、核酸は特に重大な汚染物であり、こ れらの核酸は細胞溶解物(cell +ysate )に粘度を与え産物の精製 を困難にする。それ故に、細胞溶解物の粘度を低下させるために、この発明のC ラチア sppヌクレアーゼのごどさヌクレアーゼを含有する組成物を提供する ことは有利である。このヌクレアーゼは、例えば上記のアミノM塩基配列をもっ ていてもよい。この発明のヌクレアーゼ組成物は実質的に蛋白分解活性のないも のが好ましい。というのは、この種の組成物中にプロテアーゼ類が存在すると、 細胞培養物によって産生される蛋白性産物を分解する最も重大な原因になるから である。この発明の方法によって製造されたヌクレアーゼ、すなわちその遍伝情 報を指定する選仏子がセラチア spp微生物から得られたヌクレアーゼは、実 際には、実質的に蛋白分解活性を有しないことが見出された(実施例2参照〉。
組成物が、別個に精製された蛋白性産物から、残留核酸を除去するのに用いられ る場合、実質的にプロテアーゼなしの組成物が特に重要であるといわねばならな い。というのは、ヌクレアーゼが未精製の細胞溶解物に添加されると、溶解物自 体の蛋白分解活性は、ヌクレアーゼ組成物に残っているいずれの蛋白分解活性を もはるかに超えているからである。実質的にプロテア−ぎを含有しないヌクレア ーゼ組成物は、それ故、すぐにいくつかの精製工程を受けた蛋白性産物について 使用(勿論、実質的に純粋な形態で)するのに特に有利である。
過剰のヌクレアーゼが細胞溶解物に添加された場合でも(溶解物の核Fi要素に 帰因づる粘度を低下させるため過剰に)、核酸類の少量のフラクションが残って 蛋白性産物を汚染する場合があることが実験によって分かった。このことは、例 えば、核酸と、溶解物の膜および/または蛋白要素との相互作用による、核酸類 のマスキングが原因で起ると信じられる。しかし、組換えDNA技術もしくは組 織培養物で製造される生合成産物が医療目的に使われる場合、核酸類の完全除去 (DNAもしくはRNAプローブによってハイ1リツド化可能な核酸がないと定 義される)が、いくつかの国の衛生当局(例えばFDA)によってしばしば要求 されている。かような産物が、核酸類がlad存在しても所望の結果を阻害する 他の目的に用いられる場合、残留核酸の完全除去は非常に望ましいことである。
この発明の弁間者らは、ある種の界面活性剤もしくは蛋白変性剤をヌクレアーゼ とともに添加すると、h)、J:うな残留核酸類が完全に除去されることを見出 した。それ故に、核酸類の完全除去を要する用途に対しては、このil明の組成 物がセラチア Sppヌクレアーゼのようなヌクレアーゼと、界面活性剤および /またはカオトロピック試薬とからなるということは、有利である。界面活性剤 は、例えばポリオキシエチレンアルコール例えば3 rij■58もしくはオク トオキシツール例えばTriton(FDX−1ooのような非イオン性界面活 性剤、ドデシルfa酸ナトリウム(SDS)のようなイオン性界面活性剤、また はナトリウムデオキシコーレートのようなデオキシコーレートであってもよい。
カオトロピック試薬は、尿素、チオ尿素もしくはチオシアン酸の塩から選択でき る。
さらに他の態様において、この発明は、セラチア Sppヌクレアーゼを生物物 質に加えることからなる生物物質(上記定義どおりの)から核酸類を除去づる方 法に関する。特にこの発明の方法は、核酸による汚染が問題である次のような種 々の場合に有用である。すなわら生物物質が、例えば、核酸を用いる生体外の実 験から生じかつ実験設備を汚染する核酸の廃溶液もしくは廃懸濁液からなる場合 ;生物物質が、生合成産物(上記窓iと同じ)を産生する細胞培養物を含有する 醗酵媒体からなり、生物物質中の多量の核酸を確実に、除去するために、細胞溶 解の前後に、充分な聞のヌクレアーゼが生物物質に添加される場合;生物物質が 、生合成産物を産生ずる細胞培養物を培養し次いでその細胞を実質的に除去した fail酵媒体からなり、その媒体が、自発的な細胞破壊が原因である間の核酸 を含有し、J3よび細胞から媒体に排出された生合成産物を任意に含イ1する場 合;および生物物質が、醗酵媒体を除去した後生合成産物を産生する細胞培養物 の再黙濁物から41す、ヌクレアーゼが細胞溶解の前後に添加される場合である 。そのヌクレアーゼは上記のアミノ酸配列を有するヌクレアーUである。この弁 明のブこ間者らは、この発明のヌクレアーゼを、細胞溶解の前に生物物質に添加 すると特に有利な結果が得られることを見出した。ヌクレアーゼを、細胞溶解の 前に細胞18拾物(懸濁物もしくは媒体中の)に添加すると、例えば、Jシエリ ヒア・コリの溶解物(凍結融解溶解物やフレンチプレス溶解物のごとき)の粘度 が、高い再現上をもって演失することが、実験で証明された。またある相対粘度 を得るのに、予想外のことであるが、ヌクレアーゼを細胞溶解後に添加する場合 よりも、短時間(時間単位でなく分単位)しかか)らずかつ低温でよいことが見 出された。このようにすることによって生合成産物が高収率C1りられる(例え ば核酸除去の工程での蛋白性産物の分解が少ないなど)。
多くの衛生当局は、絹換え微生物は、閉じた醗酵システムから取出す前に殺さね ばならないと要求し又いる。この処理は、醗酵の最終段階でフェノールとトルエ ンを添加することによっ1行われることが多い。この弁明のヌクレアーゼは、h 1醇器中で細胞を殺ずのに必要な吊のフェノールとトルエンの存在下でも活性を 保持することが見出されたのである。
生物′IIJeの粘度を低下させるため、この発明に従ってその生物物質にヌク レアーゼを加えると、ヌクレアーゼの作用によるR柊産物は、大きさの異なる核 酸フラグメントや、モノもしくはジヌクレオチド類よりもむしろオリゴヌクレオ チド類を含有している。ある種の目的のため、例えばハイブリッド化可能の核酸 をすべて除去された高科度の最終産物を製造したい場合は、すでに精製された産 物、すなわち生物物質の他の要素から少なくとも実質的に分離された産物に酵素 を加えることが勧められる。
上記のように、残留核酸、すなわち限界消化(limit digest)の後 に生物物質中に残る核ry1<この限界消化の場合、ヌクレアーゼは、生物物質 の粘度を低下させるために、ヌクレアーゼをさらに添加してもそれ以上核酸の量 が低下しないほど過剰に添加される)は、実際には、与えられた生物物質中の核 酸の全量の0.1%よりも小さい微小なフラクションを構成し、前に論議された ように、膜要素および/または蛋白の相互作用により、ヌクレアーゼに通常近づ きにくい核酸であることが見出された。
このヌクレアーゼ処理が界面活性剤および/又はカオトロピック試薬の存在下で 行われると残留核酸を消化することができるということが見出された。
かくして、この発明は、ハイブリッド形成によって検出できないオリゴヌクレオ チドもしくはヌクレオチドとして存在する核酸類を消化するため、ヌクレアーゼ が界面活性剤および/又はカオトロピック試薬の存在下で添1j[1される、生 合成産物がら残留核酸類を除去する方法を提供するものである。界面活性剤およ びカオトロピック試薬は、はとんど同様に作用し、核酸のセグメントがヌクレア ーゼに近づきにくい?!!雑な構造を形成させる疎水力と静電気力を妨害する。
選択された界面活性剤とカオトロピック試薬は、生物物質中に存在する所望の蛋 白系産物の第二級および第三級蛋白構造を永久的に損傷しないものでなC)れば ならない。すなわらこれらの物質は、その存在下で、ヌクレアーゼが、正しい構 造の産物か得られるようなしかたで作用して核酸を除去した後に除去される。か ような界面活性剤とカオトロピック試薬は、例えば、」−記のものであってもよ い。界面活性剤もしくはカオトロピック試薬を用いる場合は、ヌクレアーゼの活 性が損われたり消失したりするような聞で添加しないよう注意しなければならな い。
試薬が非イオン性界面活性剤の場合、通常生物物質の0.2〜1.5%のmで添 加され、特に約0.4〜1.0%が添加される。イオン性界面活性剤の場合、生 物物質の0.01〜1.0%の(6)で一般に添加される。カオトロピック試桑 IJ一般に、2〜8Mの闇(生物物質の約10〜50 w/v%)で添加される 。
完全に核酸の存在しない産物を1qるには、細胞溶解物の粘度を低下させ、その 中に存在する大部分の核酸を除去するため、生産工程の初期の工程で最初にこの 発明のヌクレアーゼを用いるのが有利である。、精製処理に°続く工程で、産物 からいずれの残留核酸も除去するためには、精製ヌクレアーゼが溶液もしくは固 定化された形態で用いられる。
この発明のヌクレアーゼ含有の組成物は、感染試薬の感染力を除くために、その 感染力自体を確実に除く手段としCか又はワクチンもしくは診断試薬の製造が強 くのぞまれるこれら試薬の成分を回収する手段として用いることができる。この 明41111円において゛感染性試薬″という用語は、その感染力が核酸の成分 に原因する注試薬(11v団りagent )もしくは非生試薬(non−1i ving agent)を意味すると解される。これらの核酸成分は、感染力に 必須のRNA種(RN A 5pecies)および/又は蛋白をエンコードす るか(口れらの成分は、l?lえは増殖に必要である)、又は感染性試薬内で純 粋1.:構造的な役割を演する。従って感染性試薬には、プラスミド類、ウィル ス類、細菌類、ブリオン類(prions)および寄生虫類であってもよい。
これらの試薬の感染力は、ある場合には化学薬品によって破壊することができる が、汚染除去のためにヌクレアーゼを用いると有利な場合が多・い。培養中、細 胞から遊離されるプラスミドのようなMeltのDNA分子は、例えばこの発明 のヌクレアーゼによって容易に消化することができるが、また実験室からのR漬 物中に存在する潜在的に感染性のDNAの場合も容易に消化できる。安全対策と して、組換えDNA技術による生合成産物の工業生産からもたらされる廃棄物か ら核酸を除くことが望まれる場合が多い。かような廃棄物中に存在する感染性試 薬の核酸成分が、この発明のヌクレアーゼに、自由に近づけない場合、存在する すべての核酸を除去するには、前記のように、同時に界面活性剤もしくはカオト ロピック試薬を添加することが勧められる。
この発明のヌクレアーゼの用i1としてもう一つ考えられるのは、抗原とワクチ ンとの製造における用途である。現在細菌やウィルスの弱毒性味は通常、同じ種 のごルレントメンバー(Virtllent lRember )に免疫反応を 引き出すために用いられ、その重要な利点は、生体内での該試薬の限られた期限 の増殖中の感染性試薬内もしくは表面の複雑な抗原的な構造を無傷のま)で保存 できることである。この発明のヌクレアーゼを用いることによって、抗原的複雑 性を保持し、免疫反応を問題の感染性試薬と結合されるいずれの強い抗原決定基 に対してもむけさせ、一方では、弱毒性微生物を用いる生ワクチンについて時々 みられる予防接種後遺症の危険を回避することができる。この発明のヌクレアー ゼは、核酸をヌクレアーゼで処理できるようにするために、任意に界面活性剤お よび/又はカオトロピック試薬とともに用いるとかでき、界面活性剤もしくはカ オトロピック試薬およびこれらが用いられる際の濃度は、問題の抗原構造をC1 害しないように選択して用いられる。
この発明の方法によって製造されるセラチア 5DI)加水分解酵素は、その酵 素を産生ずる微生物がセラチア Sppもしくはエシェリヒア・コリのいずれで あろうとも、その微生物の生長周期の後期に発現(express )されるこ とが見出された。実施例で示すように、この後期での発現は、問題の発現もしく は遺伝子が開始される調節領域の遺伝子発現調節挙動の結果である。
かくして、培養物の指数増殖期のほとんどでは、加水分解酵素はほとんど合成さ れないかもしくは全く合成されない。一方細胞が後期指数増殖期に入ると、高率 の遺伝子発現が起こる。この明細書における“調節領域゛°という用語は、プロ モーター、(遺伝子発現を調節する)調節蛋白質たとえば環式AMP結合蛋白質 (CAP)の結合座位、および転写調節における機能は知られていないが欠失地 図作成によって転写調節のためにff1Dであることが見出された配列のような 配列からなる遺伝子の転写調節を行う分子配列を意味づると解される。
この調節の原理がこの発明によって利用され、ひとつの調節領域を有するプラス ミド、すなわちその調節領域の上流側に位置する遺伝子の発現が、そのプラスミ ドを有する微生物の生長周期の後期に、そのy4節領域から開始又は増大される プラスミドが提供される。この遺伝子は、その調節領域に天然では関連のない遺 伝子である。
遺伝子発現(形質発現)が、微生物の生長周期の後期に開始もしくは増大される 上記の調節機構は、培養物産生にとって有利で望ましいことが多い。かくして発 酵工程において、高い細胞密度が得られる後期は、潜右的に培養物が最も生産力 のある期間であり、この期間に、大きな価値があるのは高い比率で形質発現がな されることである。この発現は公知のプロモーターを用いても通常得られない。
どいつのはこれらプロモーターの活性は、通常培養物の生長速度に追随するので 、細胞密度が最凸の段階で最小になるからである。微生物は成育がすでに停止し たかほとんど停止した時にのみ有毒物質を合成するので、セラデア spp内に 見出された調節領域の前記の特別の挙動は、培養物によって産生されるべき産物 が問題の微生物に対し有毒である場合、特に価値がある。
かくしてこの発明はさらに、一つの調節領域を有するプラスミド、すなわちその 調節領域の下流側に位置する遺伝子の発現が、そのプラスミドを保有する微生物 の生長周期の後期に、開始または増大されるプラスミドに関する。かような調節 領域は、これを有するプラスミドが、そのプラスミドを保有する微生物の発酵に よって、広範囲の工業用もしくは医療用の生合成産物を得ることを目的としてク ローニングベクターもしくは産生ベクターとして用いられる場合のような、その 調節領域に天然では関連のない遺伝子の発現を調節するのに特に有用である。か ような生合成産物の例は、ポリペプチド類、蛋白類もしくはそのフラグメント、 酵素および酵素と普通培地中の化合物との反応による非蛋白質の産物、ホルモン のごとき低分子間産物、並びに核酸類であり:特に@四と考えられる産物は、真 核遺伝子持に吐乳類の遺伝子の産物、および上記のごとく、これら産物が産生さ れる微生物に対して有毒な産物である。
調節領域は、類似のものがセラチア Spp以外の微生物内にも見出されうると 考えられるが、セラチア spp a伝子内で見出されたものでもよい。特にそ の調節領域はセラチア Spp由来のヌクレアーゼもしくはホスホリパーゼの調 節領域であり、その例を、第7図の1−385位置と第9図の201−415位 置に示す。
上記の調節領域は、標準の組換えDNA技術によっていずれの公知もしくは新規 のクローニングベクターや生産ベクターにも挿入できる。
上記のタイプの調節領域をh′するクローニングベクターもしくは生産ベクター として有用な特に■味深いプラスミドはいわゆるランアウェイプラスミドであり 、すなわち、ある条件下で非制御2Il複製挙動を示すプラスミドである。この 挙動を示すプラスミドは、例えば、米国特許第4,495,287号およびヨー ロッパ特許願公開第0109150号に開示されている。
例えばヌクレアーゼ遺伝子の調節領域に含まれているプロモーターの強さは、あ る種の産生を目的とするときには必ずしも充分ではない。それ故、調節鎖酸の下 流に位置する遺伝子の発現が(jわれる光育相を起こさゼる調節領域の性能Iま 、既存のブロモ−クーを、前記発育相に依存する発現が保護されるようなしかた で、より強力な構成プロモーターで置換することによって利用される。
生合成産物の発現のために調jvJ領域を利用することの外に、調節領域の特に 興味深い応用は、調節領域の下流側に位置するある遺伝子の転写を増大するのに 利用することであり、その遺伝子が、ある細菌のプラスミドの複製を制御して、 非制御のプラスミド複製くいわゆるランアウェイ複製)を、そのプラスミドを保 有する細胞の発育相の後期に起こさせる場合である。今まぐ記述されてきたほと んどのランアウェイプラスミドはく例えばヨーロッパ特許願公開第(11091 50号参照)、非制御複製を開始するには、例えば温度を上昇させるというよう な、発育条件を外部から操作する必要がある。プラスミドの複製を調節するため に上記の調節領域を用いることによって、新規な方法が可能になった。すなわち そのプラスミドを保有する細胞の光育相にランアウェイ複製を開始させる方法で ある。この方法は、三つの観点から有利である。第一に発育条件の外部からの操 作が全く不要であること、第二にランアウェイ複製を開始するのに、宿主細胞の 特別の性質が不要なこと、第三に微生物の培養が後期指数増殖期に入るとき、す なわら発現すべき遺伝子のコピー数を増やす効果が最大のときに、非制御複製が 開始されることである。後期指数増殖IVJにランアウェイ複製を開始づるのに 好ましい調節領域は、二つの制御システムによるホスホリパーゼの調節領域であ る。一方の調節システムは、ホスホリパーゼ調節領域により制御される遺伝子の 発現を、確実に、後期指数増殖期に限定させ、他方の調節システムは、上記の一 方の制御システムを無効にすることができ、グルコース抑制システムを含むもの である。
上記調節領域を実際に利用覆る場合には、ホスホリパーゼの調節領域からの両方 の調節システムを有するDNAフラグメントが、プラスミドに、単一もしくは複 数の複製調11i1遺伝子の上流側で挿入され、そのプラスミドは適切な宿主微 生物に形質転換され、その形質転換細胞はグルコースの存在下で選別きれる。
これらの形質転換細胞はグルコースの供給をた)れると、後期指数増殖期にラン アウェイ?12i1表現型を示プ。所望の生合成産物を発現する遺伝子が、前記 のようにして作製されたプラスミドに挿入され、得られたハイブリッドプラスミ ドが適切な宿主微生物に形質転換され、その宿主は、グルコースの非存在下もし くは、宿主微生物の細胞が後期指数増殖期に入る前に消費する量のグルコースの 存在下で、量産規模の培養物にまで培養される。いずれの場合でも、非制御の複 製は、後期指数増殖期に、vI節領域からの増大された転写によって開始される 。生合成産物は、充分な生産量を確実に得るため、適切な時間後に培養物から収 穫される。上記の特定小項を除りば、培養は、その宿主として用いられる微生物 種にMJであることが知られている通常の栄養培地を含めて通常の技((、iを 用いて適切に行われる。またその生合成産物の収穫は、特定の生合成産物の本質 と性能、宿主の性能などに採用される公知の方法によっ0行われる。
またこの発明は、上記のX1fli’l領域をもつプラスミドを保有する微生物 を提供するものである。この微生物の代表的なものはグラム陰性菌であり、好ま しいグラム陰性菌は生合成産物を製造するのに一般に用いられる細菌、例えばエ シェリヒア・コリである。
ヌクレアーゼのN−末端部をエンコードする塩基配列は、そのヌクレアーゼのト ランスメンブラン運搬のために必須のシグナルペプチドをエンコードするが、遺 伝子産物を排出させるのに用いてもよいと考えられる。所望の生合成産物の遺伝 情報を指定づる塩基配列は、ヌクレアーゼのシグナルペプチドのC末端を指定し て所望の蛋白を排出させる塩基配列と直接結合させ“Cもよく、そしてそのシグ ナルペプチドは工程中で除去される。
実際上、前記シグナルベブブ・ドの遺伝情報を指定する塩基配列(第7図参照) は、ヌクレアーゼ調節領域と共に1から448位置までのびるDNAフラグメン トとして単離される。そしてその448位置が好都合にもAhal[lの認識P r位に相当し、(シグナルペプチドHgl座位を含む)シグナルペプチドの最後 のコドンに正確に相当する。次いでこのDNAフラグメントは、適当ないずれか のベクターに挿入され次いで排出されるべき産物の遺伝情報を指定する塩基配列 に、(フレノウ・ポリメラーゼによっr)”挿入された” (”filled  in ” )AhaIII座位に連結される。さらに、ヌクレアーゼ調節領域が 任意に存在すると、発現が細胞発育の後期に限定される。
図面の説明 この発明はさらに下記図面によって説明される。
第1図は、線状$り限酵素とセラチア・マルセッセンス(3errat ia  marcescens )〜v225のヌクレアーゼ遺伝子(NLIC)を持つ ハイブリッドプラスミドpN U 121−nuc◆の遺伝子地図とを示す。用 いられる記号は次のとおり。構造遺伝子1m1W O−) −プロモーター:△ p=アンピシリン耐性耐性:Tc−デクサイクリン耐性:C,lまラムダ・リブ レッリーji伝了:λ pR=ラムダ・モロモーター:P=PsむI :E1= EcoRI :E5=Ec。
RV:F2=FnuDff。
第2図は、エシェリヒア・コリのX−プレスによる溶解物(Iysate)をヌ クレアーゼ処理した場合の時間経過を示し、縦軸は相対粘度(0℃の水を基準と する)、横軸はX−プレスによる溶解後の0℃における培養のhr数である。
第3図は、エシェリヒア・コリのフレンチプレスによる溶解物をヌクレアーゼ処 理した場合の時間経過を示い縦@は相対粘度(0℃の水を基準とする)、横軸は フレンチプレス溶11’l後の0℃における培養時間(hr)Tある。
第4図は、エシエリヒ?・コリのフレンチプレスによる溶解物をヌクレアーゼで 処理した場合の時間経過を示す。左欄は細胞の溶解前もしくは溶解後に添加され たヌクレアーゼの濃度(U/ff/)を示す。6つの試料はそれぞれ別個に時間 経過実験を行った(0℃での培養時間、 min ) ;時間の零はフレンチ・ プレスから放出された時間に相当する。粘度の肉眼判定を、各ラインに示すよう に、0〜70分間にわたって行った(ラインの下に示す記号を参照のこと)。相 対粘度(0℃の水を標準とする)を、0℃での培養の70m i nと15hr 後に測定した。
第5図は、相対粘度(0℃の水を基準とする)(縦軸1、ヌクレアーゼの濃度( 横軸) 13よび0℃での培養期間との関係を示す。数字は第51図に与えられ たデータを示す。横軸は対数目盛である。
第6図は、粘度が一般に“水状“と評価された際、ダイジェスト((li(le st)中に存在づる非消化のi non−digested )核酸のアガロー スゲル電気泳動パターンを示す。試料は第5図に示ずダイジェストから採取した 。
第7図(図78と7bとで構成される)は、セラチアW225由来のヌクレアー ゼ遺伝子を右する1、3KBDN八フラグメント(第1図に示すF2フラグメン ト)のヌクレオチド塩基配列を示す。
第8図は、線状制限酵素と、4.5Kbベクター1)N U 121と、ホスホ リパーゼオペロンの遺伝子を有する3、2Kbセラチア5lit)AIDNAの 挿入物とC″構成れるハイブリッドプラスミドpN U 121−phI =の 遺伝子地図を示す。壇はその遺伝子のプロモーターと転写の方向を示ず。■1j 構造遺伝子を示す。
AI)とTCはそれぞれアンピシリンとテトラサイクリン耐性の遺伝子を示す。
Cfはλリゾレフ1ナー遺伝子を意味する。制限酵素類:Et−EcoRl、E s =EcoRV、P−Pst1.5a=SalI、5l−3OlaI、N=N arI、Hs =Hind m、Bc=3c11.Ba −BamHI 第9図(9aと9bとからなる)は、ホスホリパーゼ(phI)遺伝子を有する 3、2Kbセラチア 5t)I)AIDNAの1.6KbDNAヌクレオチドの 塩基配列を示ず。少数の制限座位の位置が示されている。アンダーラインの施さ れた塩基配列を有するCAPは、推定上のカタボライト活性化蛋白の結合座位の 位置とホスホリパーゼ遺伝子の調節領域を示す。S、D、はりボソーム結合座位 のシャインーダルガルノホモロジイの位置を示す。
その遺伝子は416位置から始まり1372372位置る。
原料と方法 エシェリヒア・コリに−12とセラチア・マルセッセシスW225の菌株類を第 1表に挙げる。使用されるプラスミド類とバクテリオファージ類を第2表に埜げ る。
利用した実験技術はすべて、T、 Maniatis : Molecular Cloning、 Co1d Spring l−1arbor L abor atory、 1982. 及びJ、 Miller : Experimen ts in 1vlolecular Qenetics。
Co1d Spring l−1arbor、 1972に記載の標準技術であ る。
すべての細胞は、ビタミン類やアミノ酸類を添加したLB培地(Bertani 、 J、 Bact、 62: 1951. p、293)もしくはΔ’B最少 培地(Clark and Maa19te、J、 1vlol、 3iol、  23゜1967、 p99)で培養した。細菌培養用のプレートは、LB培地 と抗生物質:°テトラサイクリン8μa/xi、アンピシリン50μQ/11. クロラムフェニコール20μg/l!を含有もしくは含有しない1.5%寒天を 含有している。ヌクレアーピ活性のスクリーニング用プレートは、ONアーゼ活 性用のDNアーゼ試験寒天([)irco)を含有している。
実施例1 セラチア・マルセッセンスW225の染色体DNAの調製セラチア・マルセッセ ンスW225の培養物は、1985年5月8日、DSM (Deutsche  Sammluno von Mlkrooroanismen、ドイツ微生物寄 託局、西ドイツ 1)−3400ゲッチンゲン、グリセバッハストラツセ 8) に、第3308号で寄託された。その培養物をLB培地で一夜培養し、遠心分離 (8000rpm 、5分間)にかけて取出した。その細胞をTEN−緩衝液( 10mMt−リス[i緩衝液PH8,EDT△ 1mM、 Nacl 1001 1 M) r2回洗浄し、リゾチーム1mg/ν!とりボヌクレアーゼ(RNア ーゼ)0.111g/l!含有のTEN緩衝F?t20xl中に再懸濁させた。
その細胞を37℃で30分間培養し、20%ドデシル硫FaNa (SDS)を 加えて最終的に1%の濃度にした。(完全溶解(total 1ysis )の ために)31℃で60分后、溶解物を4℃で1晩培養した。習日、細胞の組織片 は、遠心分離(18000rpm、 2!+分間)で除去した。
上澄液を3M酢酸ナトリウム2x1とイソプロパツール2容量部の入った新しい 試験管に移した。ゆっくりIj21$するとDNAは糸状の形で沈澱し、湾曲し たガラス針で取り出した。この沈澱したDNAは80%Et 0f−1で2回洗 浄し、TEN緩衝液に再懸濁させた。このDNAはさらに遊離密度勾配遠心法( buoyantdensity gradient centrHugatio n )により精製した後、適当に希釈して、フェノールで抽出し、TE−緩衝液 (10IIIMトリスー塩酸pH8,1mMEDTA)に対して透析した。最後 に、DNAは37℃で制限酵素の緩衝液で培養ケることによりヌクレアーゼの有 無がテストされた。
セラチア・マルセッセンスW225からのシーンバンク(genebank ) の作製 クローニングベクタープラスミドのDN U 121をセラデア・マルセッセン スW225のシーンバンクの作製に用いた。このプラスミドはアンピシリン耐性 とテトラサイクリン耐性の遺伝情報を指定するI)B R322の二六導体であ るが、テトラサイクリン耐性遺伝子のプロモーターはファージスプロモーターの λpRで置きかえられ、そのλリプレッサー遺伝子のC工がpN U 121に 存在しているから、テトラサイクリン耐性は通常発現しない。しかしながらもし C11ff仏子の中にDNAを挿入することによりC13ff伝子が破壊される と、この耐性が発現する。
故にCI遺伝子に唯一つのEC01で1座位を持つpNU121 [)NAは制 限酵素EC0RIで消化(digest)され、次いで、ECOR■で一部が消 化されたセラチア・マルセッセンスDNAと混合した。このDNAを15℃で一 夜T4リガーゼで連結し、エシェリヒア・コリ菌株MT102に形質転換した。
テ1〜う1ノ−イタリン8μQ/zl含有のLB板上37℃で選択すると、挿入 したDNAをもつON U 12+を保有する細胞だけがコロニーをつくる。
セラチア・マルセッセンスW225のシーンバンクを示す約2500のコロニー がこの方法でill ffl gれた。
セラチア・マルセッセンスW225からヌクレアーゼ遺伝子の単離 セラデア・マルセッセンスW225からのシーンバンクはDNアーゼインジケー ターブレー!・(原料及び方法の項参照)にレプリカ培養され、2日間37℃で 培養した後、プレートを0.1N塩酸で展開した。DNアーゼ陽性のコロニーは 、透明領域(clearing Zone ) テ囲まれた。1つの陽性クロー ン、pNU121−nuc、1が主プレートから再分離され、細胞外酸素をコー ドする他の遺伝子の存在をテストされた。(エシェリヒア・コリMT102 /  I)NU12+−nuc 4 はDSMに1985年548日第3309号と して寄託された)。このクローンは、RNアーゼも光用することが見出されたが このクローンから他の細胞外酵素は発現されなかった。そのヌクレアー1道伝子 を有づるEC0RIフラグメントをランアウェイクローニングベクターIIBE tJ50に挿入し、プラスミドt)B E IJ 5O−nuc+ とした。( エシェリヒア・コリ C600/ pB E U30−nuclはDSMに19 85年5月8日第3310号として寄託された)。
ヌクレアーゼ遺伝子の制限酵素地図の作成ヌクレアーゼ遺伝子を保有するイー・ コリ(E、coli)菌株MTIQ2由来のプラスミドDNAを調製し、制限酵 素E CORI 。
PStIおよびE CORVの各々で消化した。消化されたフラグメントをアガ ロースゲル電気泳動法で分析し、第1図に示り地図を得た。pst:[で消化さ れたDNAは、T4DNΔリガーゼで再連結されM T 102菌株に形質転換 させた。8μg/l!テトラサイクリン含有のDNアーゼインジケータープレー トで選択を行った。培養后、プレートを展開したところ、全コロニーがヌクレア ーゼ陽性表現型を示した。EcoRVで消化されたDNAを再連結し、M T  102に形質転換し、アンピシリン耐性で選択したが、全形質転換細胞がヌクレ アーゼ陰性であった。それ故、ヌクレアーゼ遺伝子は、第1図で示す2KbのP stI−EcoR■フラグメントが右している。
さらにサブクローニングの為に、そのプラスミドDNAはPsBとEC0RIの 両方で消化し、電気泳動法に付した後、ヌクレアーゼ遺伝子を有するPstl− EcoRIフラグメントをゲルから精製した。そのDNAを制限酵素FnuD1 1(ヌクレアーゼ遺伝子内にいくつかの切断座位をもつ、4塩基プラント末端制 限醇素)で部分的に消化し、制限酵素3ma■で切断されたプラスミドI)GV 403からのDNAと混合した。混合したDNAはT4リガーゼで連結され、M T102に形質転換した。りOラムフェニコール20μQ/1!含有のLAプレ ートで選択を行い(pGv403の耐性)、その形質転換細胞はDNアーゼイン ジケータープレート上でレブリノJ J871した。20ケのヌクレアーゼ陽性 のコロニーが単離され、プラスミドD N A lfi調製された。その最小の プラスミドは1.3KbのDNA挿入部分をもち、その挿入85分は第1図に示 されるEC0IIV座位に関して地図化した。口のプラスミドをI)GV403 −8D2 /10と表示した。同じ挿入物を有するプラスミドであるが、t)G  V 403の唯一のEC0RIとHindl[l認1部位に関して反対方向に 右するプラスミドはpGV403−8D2 /14.!:、表示した。
ヌクレアーゼ遺伝子のヌクレオチド配列シークエンシングベクターブラスミドI )GV403 (△mersham)を用いるマクサム・ギルバーt1人を用い た( P roc。
Natl、Acad、Sci US△74.1977、 pp560−64 )  、配列されるべきDNAはベクターの5InaI座位に挿入される。3ma■ は、制限酵素Tt旧III(種々の5−prime overhangIng  endsを与える〉の2つの制限座位を両側に有し、その酵素は対称的に開裂す るので、DNAは32pでラベルした後直接に配列することができる。
それ故DG V 403の3 ma I FF位にもともとクローンされたL3 Kbのヌクレアーぜフラグメントは、ハイブリッドプラスミドをTthlll  Iで消化した后ア刀lコースグルからIJi 11した。
このDNAフラグメンi〜は制限酵素FnuDiもしくはl−1aeI11の一 つで消化され、Sma工で開裂されたpGV403 t)NAに連結され、脱リ ン酸化された。ついでこのDNAは、M T 102に形質転換され、フロラハ フ1ニコール20μ板で選択された。形質転換wI胞からプラスミドDNAが作 製され1分析された。このように、1,3KI)フラグメント全体をカバーする 200−400bp (塩基対)由来のDNAを挿入することによつC1一連の I)G V 403ハイブリツドプラスミドが組立てられ、そして両ストランド 中のごれらプラスミドの配列によって上記のヌクレオチド配列が得られた。
第7図に示されるヌクレオブト配列を分析した結果、ヌクレアーゼが386〜1 165位厘にコードされているのを示している。
第一に、読み取り枠が30000ドル1−ンの蛋白をエンコードしているこの領 域全体にわたつ【のびている。第二に完全なリボゾ/−ム結合ル位が、374− 78位置りなわら開始コドンのちょうど上流位置にある。第三に調節領j吹を構 成する配列は、330〜336位@(“−10塩基配列″)及び306〜313 位置(゛ー35シークエンス″)にある。
ヌクレアーゼが、相補的ストランドにある長い読み取り枠からよりもむしろ指示 された配列によって実際にエンコードされル;X トラTifi LX t ル 為ニ、pG V 403−S D 2 / 10# J: U DG V2O3 −8 D 2 / 14への挿入物は、EC0RIとHindlとによる二重消 化で切除された。これら挿入物の方向はDGV403ベクターの二つの制限座位 に関して、反対側であることに留意すべきである。切除されたフラグメントは、 EC0RIと)lindl[lで二重に消化されたpp L 195と連結され た。このベクターpPL195ハ、λpL7oーEーターtl)下流にEcoR IとHindI[1fli座位を有するポリリンカーを挿入することによりpl c28から誘導される。イー・コリN1:1に形質転換した後、30℃でのAD R についての選択を行うことによってpP L 195−3 D 2 /10 とpP L 195−8 D2 /14の2つのプラスミドが分に1された。
前者には、λI)Lプロモーターが上述の推定上のヌクレアーゼコーディング領 域の上流に位置し、一方接者のプラスミドには、λIILプロモーターが相補ス トランドが転写されるようなしかたで位置している。イー・コリNF1は、Cl 857選伝子によってエンコードされる温度感受性λ−リプレッサーの肩伝情報 を指定する欠陥λに対して溶除性である。clリプレッサーは30℃で活性であ り、1)PL195上にあるλpLのようなリプレッサーによって調節されるプ ロモーターはこのようにして抑illされる。31℃以上ではそのリプレッサー は不活性でありpPL195中のλpLからの転写がおこる。30℃と42℃と でヌクレアーゼの活性を比較すると、pP L 195−3 D2 /14でな くてpPL195−3D2 /10が温度誘導ヌクレアーゼ合成を行い、それは λプロモーターに関するヌクレアーゼコーディング領域の方向はDP L 19 5−3 l)2 /10が正しいことを示している。
更に、予測されるヌクレアーゼコーディング領域が直接λプロモーターと結合す る時、高水準の(温度誘導)ヌクレアーゼ合成がなされる。357から1295 までの位置の領域にわたっているpGV403−3l)2 /1o山来のRsa I−Hind 1117ラグメント(第7図)は、3ma工とHindlJで消 化されたIIPL 195と結合させた。この事によりコーディング領域は、λ プロモーターに関してはl]PL195−3D2 /lo内にあると位置づけら れる。
このプラスミドはpPL195−8D2 /RIと表示した。
ヌクレアーゼのアミノ末端に対応するヌクレオチド配列は部分的に精製した蛋白 のアミノ酸配列分析により認識されてきた。
ヌクレアーゼのカルボキシ末端に対応覆るヌクレオチド配列は、第二の塩基配列 決定法のザンガーら(3anger et al )のジデAキシ(dideO XV )ヌクレオブト シーフェンシング法、p roc、N at、Δcad 、3ci、 USΔ74. D115463−5467を用いて、その領域の配 列を決定することによってFll[明された。
(以下余白、次頁に続く) ヌクレアーゼの予測されるアミノ末端の塩基配列は、20ケのアミノ酸のシグナ ルベクヂトの存在を示し、このペプチドは、448位にある、シグナルペブヂタ ーゼの認識塩基配列によって終結する。
ヌクレアーゼの酵素活性 セラチアマルセッセンスW225株と、プラスミドp B E IJ 5O−n uc”を保存するイー・コリC600との培養物を、30°CにてLB培地で指 数増殖させた。OL’14%。とヌクレアーゼ活性を測定するために、種々の時 間にImQづつの試料を採取した。ヌクレアーゼ活性は、クロロホルム100μ mを加えてペリプラズムから酵素を放出させることによって測定した。10,0 OOr、p、m。
X5分間の遠心分離後、上澄液25μQをヌクレアーゼ活性の測定用に採取した 。そのヌクレアーゼ含有試料を、0.05M トリス(p H8,0)+0.0 1MM g CI!2に溶解された鮭の精液のDNA(I m g /m+2) の0.5mQ中に添加し、得られた混合物を37℃でlhr培養した。ついで4 %PCA(過塩素酸)0.5m1)を加えて30分間水上に放置した。未消化の DNAの沈澱を遠心分離で除き、0Dya。(波長260nmの紫外線吸収)値 を、分光光度計を用いて、石英キャベツト中で測定した。第3表に示す活性は、 定常増殖をしている培養物の試料について上記のようにして得られた0Dta。
値である。両方の培養液において、その酵素は、成長サイクルの後期に優先的に 合成されることは明らかである。
平行実験において、ペリプラズムと増殖培地間のヌクレアーゼの分布を培養物試 料を2つの部分に分けて測定した。その一つは細胞の存在しない増殖培地だけを 含有し、他方は、ペリプラズムと増殖培地の両者(上記クロロホルム処理)を含 有している。その結果を第4表に示す。
上記の通り、セラチア・マルセッセンスW225では本質的に全ヌクレアーゼが 全部排泄されるが、一方イー・コリからは約50%しか排出されない。
実施例2 ヌクレアーゼの精製 定常増殖期を16〜20hr経過後、プラスミpGV403−SD2を含むイー ・コリMT102(実施例1に記載)の培養液25Qから、発酵液を0.45μ mの薄膜を介して限外濾過して収穫し、次いでフィルターを用いて限外濾過を行 って濃縮し、10,000ダルトンでカットオフした。IOmM)リス−HC1 2(p N7.5)、LmMEDTAに対して透析した後、得られた製剤をグラ スフィルタで濾過し、次いで0.45μmと0.22μmのフィルターで濾過し た。
得られた酵素製剤(enzy亀e preparation)を次に要約する標 準ガ訂欣で捏々のハフメータについて、試II’l+ 1,1こ。
50mM)リス(p H8,2)、1mMMgCQtおよび50ttg/mQB sA含有の緩衝液400μσと、100 m 17のI) N A溶液(蛙精液 DNAの水溶液、5mg/m12)および上記緩衝液CDNAなし)で箱釈され た25μeの酵素製剤を37℃で60分間培養した。この反応混合物に4%の冷 過塩素酸400μQを加えた。
反応混合物を30分間氷上に放置しついで5分間15000Xgで遠心分離した 。250nmの吸収を測定した。標準定量分析法において、DNAがlhrに1 m(2当り可溶性物質の1ODts。を放出する活性を1単位と定義する。
最適pHを決定するために標準定量法用緩衝液のpi−tを変化させDNAを加 えた後に測定した。ヌクレアーゼ活性についての最適範囲は7.5−9.6で最 高のP I−1は8.5−9.2である。最適のMg ′”は、標準定量法でM  g CQ yの濃度を0から100mMに変化させて決定した。0,1〜1m  M M g CQtの軸回に明確に定義される最適域がある。しかしその酵素 は、M g CQ、を加えなくても約405の活性を保持した。1価の陽イオン の最通濃度は標準定量法でNaCl!とKCgの濃度を変化させて決定した。活 性はN3゛濃度が増加すると急速に減少した。その酵素はKCQO〜50′mM で活性であることが分かった(活性は減少しなかった)。
そして特にイー・コリの細胞が溶解するときには、そのに゛の細胞内濃度が10 0−150m M K ”であるためむしろ適量に産生ずるので重要である。短 期間の酵素安定性は標準定量用緩衝液中でDNAなしで、4.23および37℃ でそれぞれ1.4お上び18時間、酵素を予備培養することにより決定した。D NAを加えて酵素活性を標準定量法で決定した。下記第5表に、標準定量法によ る250 n mにおける吸光度の測定値を示す。安定な酵素は各カラムで同じ 値を示す。
第5表から、酵素は、4°Cと23℃の時緩衝液中18時間安定であることが分 かる。37℃では長時間の培養では活性が減少している。
変性剤の影響は尿素、非イオン性界面活性剤(Brijθ8.Trito n@ x−100)及びイオン性界面活性剤(SDS及びデオキシコール酸ナトリウム )の存在下で酵素活性を試験することによって測定した。これらの物質は、け準 定量分析法において、種々の濃度で、製剤に添加した。酵素は尿素1−8Mで活 性であることが見出され、実際は4−8Mで活性が増加し、4Mの時最高であっ た。また酵素は、Bri jO58(1%)及びトリトン(りX −100(o 。
4%)のような非イオン性界面性剤の存在下で完全に活性であった。イオン性界 面活性剤に関しては、SDSは0.01%より高い濃度で酵素活性が完全に抑制 され、一方1%のデオキシコール酸ナトリウムの存在下では約40%の活性度が 残る。
酵素の純度は、標準変性5DS−PAGE法によって分析した。その酵素製剤は 、多数の蛋白質のバンドを有していた。見掛けの分子ff130000のヌクレ アーゼに相当する領域内に、全製剤の5−1θ%に当る明確なバンドがあった。
そのヌクレアーゼ製剤中のプロテアーゼ活性が、異なった定量法が測定されノこ 。第一に、50μQのヌクレアーゼ試料を蛋白質(脱脂乳)寒天板(緩衝液中2 0%乳)上の水中にスポットした。透明域の形成(板上の乳蛋白の分解)は、3 7°C2Ahr後及び23℃48hr後に全く認められなかった。
第二に、酵素20μρとI m gのアゾ−カゼイン[緩衝液:50mM)リス (p N3.0)、l OmMM g CQtlを0.16および30°Cで+ 2hr培養し、次いで酸に可溶なアゾ染料をA376で測定したが、測定可能な アゾ−カゼインの分解は認められなかった。第三に、5 mMM g Cl2t の存在下37℃でヌクレアーゼを培養してS D S −I) A G Eで分 析した。ヌクレアーゼ製剤中に存在する約20種の蛋白のパターンの変化すなわ ち自動蛋白加水分解は認められず、蛋白分解酵素が存在していないことを示す。
このことは、ヌクレアーゼの実際的応用で、酵素製剤中の蛋白質加水分解活性が 低いことは、処理される細胞溶解物中の蛋白分解酵素の全量に比較して最小であ ることを意味する。
有機溶媒の存在下で、ヌクレアーゼが、DNAとRNAを分解する能力が測定さ れた。イー・コリMT102のFTL−溶解物(トリス−EDTA緩衝液1容爪 部に対して細胞1容量部で、細胞溶解の前にヌクレアーゼを12000単位/m Q加えた。下記の実施例3参照)の試料に更にフェノール(1%)、トルエン( 1%)、クロロホルム(1%)エタノール(5%)又はEDTA (0,25M )を加えた。4.5hr、20℃で培養した後試料をアガロースゲル電気泳動法 で分析した。ヌクレアーゼは上記濃度のEDTAで事実上不活性になる為、ED TAが加えられた試料は、コントロールとして利用できる。種々の有機溶媒を加 えても、有機溶媒を全く添加しなかった試料と比べて、ヌクレアーゼの活性1、 −影響しなか・・たが、95%のDNAが200bp以下のフラグメントに分解 された。
実施例3 神胞溶解−物の帖工麿p低−下 実施例2で製造された酵素をイー・コリ0.27gの高粘性のFTL(リゾチー ム−凍結−融解)溶解物に、全容量500μgで約2.6XIO”及び2.6X IO3単位をそれぞれ添加した。−組の試料にはM g* ’イオンを加えない で、他方の組の試料にはMg1″イオン10mMを加えた。これらの試料を0℃ もしくは24℃で培養した。
下記第6表は、細胞溶解物が、゛水状”になった時間すなわち明らかに水の粘度 に近い粘度になった時間を示す(溶解物の試料をピペットで吸引採取し、溶解物 が、独立の非粘性の液滴としてピペットから排出されるかどうかを観察すること によって測定した)。
しかしながら異なった溶解物を含む実験でかなりの変化が観察されたことに注目 すべきである。例えばFl)(フレチンプレス)の溶解物を用いると、ある程度 せん断された核酸が得られた。このタイプの溶解物は酵素に対して良好な基質を 提供することが見出された。これは恐ら<FP溶解物のそれほど密にパックされ ていないゲル構造によるものであろう。イー・コリW31107.5g (a重 量)から得られたFP溶解物(15m12)の粘度は、21酵素単位/ m Q とともに0℃で40分間培養すると、低下して“氷状”になった。
細胞溶解前のヌクレアーゼの添加 A、TE (TEは10mM)リス(p H8,0)、1 m M E D T A)0.25mf2中に再懸濁させた0、25gのイー−ffすM C1000 (昼型1)に、実施例2で製造した12単位のヌクレアーゼを添加した。この懸 濁液を標準方法(凍結−融解3ザイクル)によるFTL溶解法に付した。粘度は 目で監視し、溶解物の粘度減少の指標として、ピペットで採取して“水状”液滴 の生成を用いた。最後のFTLザイクルの後、溶解物を0°Cで培養した。0℃ で5分後、溶解物は“氷状”になった。
この実験は、細胞破壊に先立って酵素を加えることによる予想外の効果を示した 。即ちヌクレアーゼを細胞溶解後に加えた場合、粘度を低下させるのに5200 単位/ m Q溶解物を添加して12分要したのに比べて、ヌクレアーゼを細胞 溶解前に添加すると、24単位/ m Qの酵素を添加するだけで粘度を低下さ 仕るのに5分しか要しなかった。
T3.粘度の低下をより定量的に得るために、凍結−融解効果と高圧溶解を組合 せたX−プレス(Biotea)で作製したイー・コリ溶解物で試験した。
7.5gのイー・コリM C1000(湿重量)を7.5mf2のTE中に再! 3濁させた。M g CQtを2mM添加し、ヌクレアーゼを25単位/ m  Q添加した。その懸濁液をX−プレス中で凍結し、−20℃で5回の圧縮サイク ルにかけた。得られたホモジネートを、0℃にて2時間かけて融解させた。眼で みて、その粘度は融解時に減少したが(即ちピペット採取時の“氷状”液/l! i)、融解時間を延長するとヌクレアーゼの活性がなくなるタイムゼロを確認す ることが困難になる。それ故、もしヌクレアーゼを溶解前に加える時には、X− プレス溶解物の粘度を低下させるのに、24単位/ m Q溶解物がa用である 。
得られたホモジネートを、(0℃にて)TEで37.5mffに希釈し、引続い て24時間、粘度を(オストワルド粘度計で)監視した。ヌクレアーゼ消化を0 ℃に保持した粘度計内で続けた。
第2図に示す時間(横軸)に粘度を測定した。第2図の縦軸は、0℃における水 の粘度に対する相対粘度を示す。反応条件は9.6単位のヌクレアーゼ/ m  Q溶解物であった。相対粘度は、最初の10分間に急速に減少し、次いで0℃で 培養した続く数時間は定常的に減少した。24hrで相対粘度は1.5であった 。
C,イー・コリM C1000(昼型ff1) 7.5gをTE7.5mf2中 に再懸濁させた。M g CQvを6rnM添加し、ヌクレアーゼを24単位/  m Q添加した。細菌+酵素を、1oooopsiでFrenchPress ure Ce1lを通過させた。溶解物を直ちに0℃に保持した。
タイムゼロをプレス器から放出された時間とした。放出直後、溶解物はピペット 法で“粘性の゛液滴を生成したが、0℃に保持して5分以内に“氷状”の液滴に 変化した。
それ故溶解物について24単位がFP溶解物の粘度を低下させるのに有用である 。
5分後にこの溶解物を、TE41衝液(0℃)で30mCに希釈して、その粘度 をオストワイルド粘度計でいろいろの時間に測定した(第3図、横軸)。その結 果は対照として0℃の水の粘度を用いた相対粘度として示した(縦軸)。粘度計 内の反応条件は次の通りである。イー・コリM C1000,25g / mQ からの溶解物のmQ当りヌクレアーゼ12単位、温度は0℃である。
溶解前にヌクレアーゼを添加することの有利な効果を説明する為に、次の実験を 行った。溶解物は上記と同様にして調製した。イー・コリW3110 (細胞7 .5g )の懸濁液の試料15mCに、ヌクレアーゼの4を変化さ仕て、0.2 4m240単位/mQの最終濃度まで添加した(第4図中のライン1〜5)。フ レンチプレスによる溶解に続いて、溶解物を0℃で培養して、肉眼ですなわちピ ペットで採取して粘度を追跡した。その格付けを第4図に示した。
ヌクレアーゼが240単位/ m Qの場合(ライン5)、溶解物は、プレスか ら放出された時に“氷状”であり、一方ヌクレアーゼが2.4単位/mQ(ライ ン2)の時は、0℃で約20分後に“水状”液滴となった。、 0.24単位/ mQ (ラインl)の場合は、70分後に”グリセロース状”液滴になり、続い て0℃で15時間培養した結果、“氷状”液滴に変化した。
上記試料を2.5倍希釈したものの相対粘度を0℃で70分および+5hrs培 養した後に測定した。ライン2〜5は、この実験で”氷状”液滴という視覚的印 象は、相対粘度では1.5〜2.1の範囲であることを示している。過剰の酵素 では(ライン5)、、1.5という最小値が得られる。この最小値は多分70分 で到達すると思われ、核酸に帰因する粘度の成分が除去された事を示している。
特殊な応用に必要なヌクレアーゼの量について情報を提供する為に、加える酵素 の量と、70分および15hrでの粘度との間の相関関係をプロットした(第5 図)。ヌクレアーゼを3600単位添加すると、0℃での70分と15時間の培 養でほぼ同値、即ちそれぞれ1.52と1.47の値が得られた。それ故l、5 0という値は、問題の溶解物のt目対粘度の最小値といえる。
0℃で70分間培養した場合、相対粘度は、log (加えた酵素)或いはlo g (酵素濃度)に比例する。外挿法によれば、1500単位(100単位/  m Q )添加すると、核酸の存在に帰因する場合がある溶解物の粘性成分か完 全に除去され、即ち1500単位という過剰の酵素を添加したり或いは培養期間 を延長しても、それ以上相対粘度は減少せず、最小値は1.5である。
添加する酵素1を1/lOに減少すると同じ粘度を得る為には0℃で培養時間を 10倍に延長する必要があることは第5図から明らかである(例えば36単位/ 70分対3.6単位/15hrおよび360単位770m1n対36対/15h r) 。
細胞破壊前にヌクレアーゼを加える新しい方法を、細胞溶解後にヌクレアーゼを 加える従来法と比較する為に、溶解物15mQを上記のようにして作製したが、 細胞破壊前にはヌクレアーゼを添加しなかった。フレンチプレスで溶解後360 単位のヌクレアーゼを添加して最終Q度を24単位/mQとした。その溶解物を 0℃で培養した。第4図のライン6は、段階的に粘度が低下し、40分で“氷状 ”液滴になることを示している。その70分での相対粘度は、ライン3で示す試 料(溶解前に8単位/mQ添加)の相対粘度と同等であった。しかし粘度の初期 の低下速度は明らかに異なる。細胞溶解前にヌクレアーゼを約1.5単位/ m  Q添加すれば、ライン6と同じ時間的なパターンが得られるが、得られた相対 粘度は、明らかに高い値で2.13−2.53のε囲である。(酵素所要量に関 する)利得は、“粘度の低下”を定義するのに用いられる基準に依存するが、3 倍らしくは20倍である。
第4図のライン2〜6に示す溶解物が“水状”状態に達した時1.[取した試料 をアガロースゲル(1%)の電気泳動に付し、ついでエチジウムプロミドで染色 した。全レーンにおいて、染色可能な残留産物は21Kbpのマーカーからブロ モフェノールブルーバンドまでひろがったスミア−(smear)となり、高濃 度ヌクレアーゼの試料ではゆっくり移動する物質の量が少ない。
この物質は、ヌクレアーゼ処理以面には1%未満〜数%の核酸を含有している( 第6図)。
実施例4 残留核酸類の除去 細菌溶解物の限界消化物のゲル電気泳動分析の結果から、溶解物中に存在する約 0.1%の核酸は、ヌクアーゼの作用を受けないと結論した。核酸の全潰のうち ごく微量だけがヌクアーゼ処理後に残留するので、残留核酸が存在するというこ とは、特定の塩基配列の防御的なマスキング、恐らくゲノムの膜が関連する領域 に帰因することを示唆している。
残留核酸を除去するため、細胞溶解物を種々の蛋白質変性試験の存在下、ヌクレ アーゼで処理した。
全容積が0.6mQO)、0.z5イー・コリ(湿重量)のFTL溶解物を、1 −12Mの尿素の存在下、240単位のヌクアーゼで処理した。その溶解物を3 0℃で、1hrI!:18hr培養した。培養後、5μCの残留物をアガロース ゲル電気泳動法で分析し、エチジウムプロミドで染色した。
+8hr消化後、2〜4Mの尿素に著しい正の効果があることが観察された。特 に4Mの尿素が存在することによって、ゲル中に入ったすべての染色可能な物質 が除去された。
全容積2.5m12のTE中の0.68gのイー・コリ(湿重量)のFTL溶解 物を0.1%SDSもしくは0.6トリトン”X−100の存在下、2.6X1 0’単位のヌクアーゼで24hr% 16℃で処理した。
ゲル電気泳動分析法は、界面活性剤が存在すると残留核酸はヌクアーゼによって 消化できることを示した。
これらの実験から、界面活性剤と蛋白変性剤の両者が、溶解物中に残留している マスクされた核酸を、ヌクアーゼの作用を受けさせるようにすることは明らかで ある。
実施例5 セラデア5ppA Iの単離 菌を腐敗したキュウリから採取し、DNアーゼの試験寒天上にプレートアウトし た。高レベルのエクソヌクレアーゼ活性を示す一つのコロニイをさらに分析した 。ゲノム染色法によってそれがゲノム陰性であることが分かった。予備的な同定 法によって、その単離された微生物がセラチア・リキファシエンス(Serra tia 1iqueraciens)であることが分かった。しかしその微生物 がセラチアグループに属することを示す徴候があるので、分類が完全になされる まで、仮にセラチアsppと命名した。その微生物はテトラシリンとアンピシリ ンに対して耐性であり、セラチア・マルセッセンスと同じ細胞外酵素のパターン を示す(セラチアリキファシエンスΔlは、DSMに、1985年5月8日、第 3307号として寄託された)。
セラデアsppΔl由来の染色c+DNAの調製セラチア5ppA 1の培養物 を一夜1.I3培地で培養し、遠心分離(8,0OOrpi、 5iin) I 、て収穫した。得られた細胞をTEN−緩衝液(IQmM)リス塩酸、 p14 8 : 1mMEDTA :10[1mMNaCQ)で2回洗浄し、I m g  / m Qのリゾチームと0.1m g / m QのRNアーゼ含有のTE N緩衝液20m1!に再懸濁させた。その細胞を30℃で30分間培養し、20 %SDSを添加して最終濃度1%とした。37℃で60分間経過後(完全溶解の ため)、溶解物を4℃で一夜培養した。翌日、細胞の細片を遠心分離(1BQQ Orpm、25分間)で除去した。上澄液を、2m12の3M酢酸ナトリウムと 2容量部のイソプロパツールの入った新しい試験管に移した。穏やかに撹拌する とDNAが繊維状に沈澱し、これを湾曲したガラス針で採取した。沈澱したDN Aを80%エタノールで2回洗浄し、TEN−緩衝液に再懸濁させた。そのDN Aをさらに、浮遊密度勾配遠心分離法で精製し、適当に希釈した後、フェノール で抽出し、TE−緩衝液(10mM)リス−塩酸pH8、L m M E D  T A )に対して透析した。
最後に、そのDNAを制限酵素緩衝液とともに、37℃で培陀することによって ヌクレアーゼの存在しないことを試験した。
セラチア5ppA l由来のシーンバンクの作製クローニングベクタープラスミ ドpN tJ 121を、セラチア5ppA l由来のシーンバンクの作製に用 いた。このプラスミドは実施例1に記戦されている。
そのCr遺伝子に唯一のEcoRI座位を宵するp N U 121DNAを制 限酵素EcoRIで消化し、セラチアsppと混合した。
AI DNAはEcoRIによって部分的に消化された。そのDNAを、T4D NAリガーゼによって、15℃で一夜かけて連結し、イー・コリM T 102 に形質転換した。8μm/mQのテトラサイクリン含有のLBプレート上37℃ で選択が行われ、挿入されたDNAをもつp N U 121を保有する細胞だ けがコロニイを生成した。セラチアsppのシーンバンクを提供する約8.00 0のコロニイをこの方法で単離した。
リパーゼ活性のスクリーニング イー・コリMT102細胞をセラチア5PpA 1のゲノムバンク(genom ic bank)で形質転換し、ハイブリッドブスミドを有する細胞をテトラサ イクリン含有のLBプレート上で選択した。
−ロニイを採取し、各ウェルに、A”B培地°1%カサミノ酸゛チアミンと、2 00m g / +n Qのストレプトマイシンと8μg/mQのテトラサイク リンを含イ1ケるマイクロタイマー皿に移した。細胞を一夜37℃て培養し、前 期皿のレプリカを作製した。
リパーゼ酵素の乱質のp−二トロフェニルパルミテートを最初6 m g /  m Qの濃度でイソプロパツール中に懸濁させた。その懸濁液10m12を、2 07mgのデオキシコール酸ナトリウム含有ノ0.05M燐酸塩U、衝液新液p  118.0)90ml!l:添加した。コノ溶液0.5ml!を前記の皿の各 ウェルに添加した。ウェルが黄色になればリパーゼ活性の存在を示す。リパーゼ 活性を示す一つのクローンが得られた。DNAを調製し、イー・コリC5)15 0を形質転換するのに用いた。形質転換細胞はリパーゼ陽性であった。
リパーゼ活性の一つのクローンを単離しI) N Aを調製した。選択されたク ローンは、プロテアーゼ、ホスホリパーゼもしくはヌクレアーゼの活性を示さな かった。
リパーゼを有するプラスミドp N U 121− lip”そのリパーゼ陽性 クローンから単離されたプラスミドDNAは、約8.4K bの挿入されたEc oRIフラグメントを有するp N U 121で構成されていた。そのハイブ リッドプラスミドをpNU121−1 i p”と呼フ(エシェリヒア−コリC 5H3O/pNU121−1 i p’は、DSMに1985年5月8日、第3 313号として寄託された)。
リパーゼの酵素活性 基質のp−ニトロフェニルパルミテートに対するリパーゼ活性の作用は、0D4 1゜で分光光度計によって追跡できる。イー・コリ/ pNU+!+ l i  p”とセラチア5ppA 1との両者を、A゛B培地゛1%カサミノ酸およびチ アミン中で指数増殖した際、その酵素が培養基内に存在していることを示した。
実施例6 セラチア5ppA I由来の染色体DNAの調製セラデア5ppA 1の培養物 (実施例5参照)を−夜I、B培地で培養し、遠心分離(8000rpm、 5 分)で収穫した。得られた細胞をTEN−m新液(lomM)リス−塩酸pH8 ,1mME D T A4100mMN a Cf2)で2回洗浄し、1 m  g / m Qリリチウムおよび0.1m g / mQn Nアーゼ含有の2 0mQTEN−緩衝液に再懸闇させた。得られた細胞を37℃で30分間培養し 、20%SDSを添加して最終濃度1%とした。37℃で60分後(完全溶解の ため)、溶解物をl夜4℃で培養した。
翌日、細胞片を遠心分離(18,0OOr pm、 25分間)で除去した。
上澄液を2mQの3M酢酸ナトリウムと2容量部のイソプロパツールの入った新 しい試験管に移した。穏やかに撹拌すると、DNAが繊維状に沈澱し、これを湾 曲したガラス針で採取した。
沈澱したDNAを80%エタノールで2回洗aトシ、’l’ E N緩衝液に再 懸濁さU・た。得られたDNAを、浮遊密度勾配遠心分離法でさらに精製し、適 当に希釈した後フェノールで抽出し、TE−緩衝液(IOmM)リス−塩酸p1 (8,1m M E D T A )に対して透析した。最後に、DNAを、制 限酵素緩衝液とともに37℃で培養することによってヌクレアーゼが存在してい ないかどうかを試験した。
セラチア 5ppA1由来のシーンバンクの作製クローニングベクタープラスミ ドのpNU121(実施例1参照)をセラチア5ppA 1 (実施例5参照) 由来のシーンバンク作製に用いた。
そのCI遺伝子に唯一のEcoRI座位ををするpNU121DNAを制限酵素 EcoRIで消化し、EcoRIで部分的に消化されたセラデア5ppAIDN Aと混合した。そのDNAを、T4DNΔリガーゼで、15℃で1夜かけて連結 し、イー・コリ菌株MT102に形質転換した。8μg/mQのテトラサイクリ ン含有のLBプレート上37℃で選択を行い、挿入されたDNAをらっp N  U 121を保有する細胞だけにコロニイを生成させた。t’ラチ75ppA1 のシーンバンクを提供する約8000のコロニイをこの方法で単離した。
ホスホリパーゼ陽性のクローンのスクリーニングイー・コリM〕’102の細胞 をセラチア5ppA Iのゲノムバンクで形質転換し、ハイブリッドプラスミド を有する細胞をテトラサイクリン含有のLBプレート上で選択し、得られたコロ ニイをテトラサイクリン含有の卵黄プレート上でレプリカを作製した。コロニイ の周囲の透明領域とコロニイの上部の白色沈澱カニl:スホリパーゼ活性を示づ °。この活性を示ず15のコロニイを分離した。DNAを調製しCS I−15 0に形質転換するのに用いた。用いたホスホリパーゼクローンはこのような活性 のクローンであった。選択されたり【1−ンのpNU121−phc”は、ホス ホリパーゼ活性のみを示した。(エシェリヒア・コリMT102/ p N U  121− h p 12’l;L、D S M 1.:191115年5月8 日、寄託番号第3311号で寄託された)。
ホスホリパーゼを有するプラスミドのp NU121− p hQ”とpOU5 7−phQ″ ホスホリパーゼを産生ずるクローンのp N U121− p h12°がら単 離したプラスミドDNAは、そのC+遺遺伝円内挿入された3、2K bのEc ortIフラグメントを有するpNU121で構成されている(第8図)。この EcoRIフラグメントをランアウェイプラスミドpOLI57にクローンさせ た。このランアウェイハイブリッドプラスミドpOU57−phc”は、他のイ ー・コリ菌株にホスホリパーゼ表現型を与え、これがセラデア菌殊に存在°する と、ホスホリパーゼの発現の向上が認められた(エシェlJヒ7−:+’JS1 7−1/pOU57−phQ”l;t、D S M +、11985年5月80 、第3312号として寄託された)。このホスホリパーゼ発現は、前記試験菌株 の温度を30℃から40’Cに上昇させると増幅された。
ホスホリパーゼの酵素清風 プラスミドI) N U121− p hf!”を有するイー・コリ細胞を、A ’B”1%カサミノ酸およびチアミンの培地らしくはLI3培地で培養した際、 ホスホリパーゼは培養物が0.70D−s。単位に相当する細胞密度に到達した 後の培養基にのみ検出される。そのイー・コリ菌株の生存率は、そのプラスミド の存在に全く影響されなかった。
ホスホリパーゼ活性の定量分析法は、卵黄との反応に基づくものである。活性は 、卵黄と、ゲル内での細胞の生育と蛋白合成とを阻害するクロラムフェニコール とを含有する2%アガロースゲル内で定量分析される。
複数の小さなウェルをゲル中に作り、生育培養物の上澄液試料5μQづ\(細胞 は遠心分離によって除去した)を、このウェルにピペットで採取した。
卵黄と酵素の反応によって、濁ったゲル中に透明な領域が生成した。酵素拡散速 度、すなわちIn m ”透明領域/′単位時間が酵素活性の尺度として用いら れる。イー・フリ/pNU121−phQ”とセラチア5ppA 1の生育培養 物とのホスホリパーゼ活性の測定値を第7表に示す。
イー・コリ培養物は、セラチアより効果的に酵素を培養基に分泌することは明ら かである。両菌株について、培地中に酵素が出現するのは、後期指数増殖期であ り、定常増殖期にも発生しつづける。培地中に1%のグルコースが存在すると、 上記二つの宿主における酵素の合成を効率的に阻止する(記載せず)。
培養基中に少量の界面活性剤(0,5%T weeβ80)を添加すると分泌を 刺戟する効果がある。(記載せず)。
ホスホリパーゼクローンのDNA配列 ホスホリパーゼ遺伝子を含んでいる3、2K bのEcoRI制限フラグメント をMl 3フア一ジ誘導体のMp8とMp9とに行うMessingらのショッ ト・ガンクローニング法[Nucl。
Ac1d Res、9,1981.1)、3Q9)と5anzerらのジデオキ シチェインターミネイター法(Proc、Natl、Acod、Sci、USA 74,1981.p、5463)とを用いて配列した。前記フラグメントをサブ クローニングする場合に次の多くの種々の制限酵素を用いた。ずなわち5au3 A、Taql。
入f1.Rsa1.sa(!l、Sma1.l’sLl、EcoR1,Pvul 、Bs5llIlおよびEcoRVである。全塩基配列は、小さなピース(10 0〜300塩括)のl)NΔ配列のコレクションをマージ(merge)するこ とによって完成した。大部分の塩基配列が両ストランドについて測定された。
第9図の塩基配列は、フラグメントの左端の416位置から出発して、SaQ  I座位を通過し1372372位置る主読取り枠(major reading  frame)を示す〇この伜の上流に、ンヤインーダルガルノホモロジ−(S hine。
Dolgarno、Nature 254,1975.p、34)AAGGAG が、ATCスタートコドンのすぐ上流の405位置にある。読取り伜の上流に、 351位置の一35塩基配列CTGCCと374位置の−lO塩茫配列TATT TAとで構成され゛たプロモーター領域がある。−35塩基配列の上流に、30 ら位置から336位置までの潜在CAP−結合座位がある。
この塩基配列は、推定分子量が34056ダルトンの319のアミノ酸かるなる 蛋白質をエンコードする遣医子が存在することを示している。
0位置からlac遺伝子の上流の441位置のPstl座位までのDNAを挿入 することによって、このDNAフラグメント内に機能プロモータが存在すること を示した。このプロモータは、細胞の生育集団中に0.7のOD、、。値でla c発現を開始する。またこのプロモータは、グルコースの存在下ではいずれの細 胞密度においても非機能性であり、恐らく前記のCAP結合座位を経由するカタ ボライトリプレッションを示すものである。
サブクローニングによって、細胞外ホスホリパーゼ活性に必要な遺伝情報が36 0位置から、1551551位置pl座位までの1.2K bのフラグメント内 に位置することが確認された。また、塩基配列の情報を保持させるのに、イー・ コリ細胞内にホスホリパーゼ活性を得るために、このフラグメントをブロモ−ク ーの前にクローンすることが必要であることが見出された。このように、遺伝子 のオリエンテーションも確認された。遺伝子の転写の方向は塩基配列データを保 F、’? 4’る左のE c o Tt I座位からF s p I座位への方 向である。使用されたプロモーターは、c 1857とλpRの温度誘導性シス テムであった。イー・コリ細胞内での30℃におけるホスホリパーゼの合成は、 通常のプレート分析法で判断して非常に低かった。37°C以上では酵素が多量 に産生された。この1.2K bのDNAフラグメントの遺伝子産物は、放射能 でラベルされたメチオニンを組込むことによって、生体内および生体外の両者で 同定された。5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法によって、遺伝子産物 の大きさが34キロダルトンであることが決定され、またこのゲルシステムにお いて、ホスホリパーゼ活性が放射能でラベルされた34キロダルトンの蛋白質と ともに移動することが分かった。

Claims (55)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.細胞外セラチアspp(Serratia spp.)酵素をエンコードす るセラチアspp由来のDNAを含有するハイブリッドプラスミドを保有する微 生物を、培養基中で培養し、次いでその培養物から前記酵素を収穫することから なる細菌酵素の製造方法。
  2. 2.前記酵素が前記微生物から培養基に排出され、次いで培養基から収穫するこ とからなる実質的に他の細菌蛋白質を含有しない細菌酵素を製造する請求の範囲 第1項の方法。
  3. 3.セラチアspp酵素が加水分解酵素である請求の範囲第1項らしくは第2項 の方法。
  4. 4.セラチアspp酵素がセラチアsppヌクレアーゼである請求の範囲第1項 もしくは第2項の方法。
  5. 5.セラチアspp酵素がセラチアsppリパーゼである請求の範囲第1項もし くは第2項の方法。
  6. 6.セラチアspp酵素がセラチァsppホスホリパーゼである請求の範囲第1 項もしくは第2項の方法。
  7. 7.微生物が細菌である請求の範囲第1〜6項のいずれかひとつの方法。
  8. 8.徴生物がグラム陰性菌である請求の範囲第7項の方法。
  9. 9.グラム陰性菌がイー・コリ(E.co1i)である請求の範囲第8項の方法 。
  10. 10.細胞外セラチアspp酵素をエンコードする、セラチアspp由来の挿入 されたDNAを含有するハイブリッドプラスミド。
  11. 11.セラチアsppDNAがセラチアsppヌクレアーゼをエンコードするD NAフラグメントである請求の範囲第10項のハイブリッドプラスミド。
  12. 12.セラチァsppDNAがセラチアsppリパーゼをエンコードするDNA フラグメントである請求の範囲第10項のハイブリッドプラスミド。
  13. 13.セラチアsppDNAがセラチアsppホスホリパーゼをエンコードする DNAフラグメントである請求の範囲第10項のハイブリッドプラスミド。
  14. 14.条件付きで非制限の複製挙動を示すプラスミドである請求の範囲第10〜 13項のいずれかひとつのハイブリッドプラスミド。
  15. 15.請求の範囲第10〜14項のいずれかひとつで請求されたプラスミドを保 有する微生物。
  16. 16.微生物に保有されているプラスミドのセラチアsppDNAの遺伝子産物 が微生物から培養基に排出される請求の範囲第15項の微生物。
  17. 17.細菌である請求の範囲第16項の微生物。
  18. 18.グラム陰性菌である請求の範囲第17項の微生物。
  19. 19.イー・コリで請求の範囲第18項の微生物。
  20. 20.下記アミノ酸配列 【配列があります】 を有するセラチアsppヌクレアーゼ (N−末端シグナルペプチドを含む)である細菌ヌクレアーゼ。
  21. 21.実質的に純粋な形態である請求の範囲第20項の酵素。
  22. 22.マトリックスに固定化される請求の範囲第20項もdくは第21項の酵素 。
  23. 23.下記DNA塩基配列: 【配列があります】 によってエンコードされるヤラチア sppホスホリパーゼであるホスホリパーゼ。
  24. 24.セラチアsppヌクレアーゼからなる、生物物質から核酸類を除去するた めの組成物。
  25. 25.セラチアsppヌクレアーゼが請求の範囲第20項のヌアゼである請求の 範囲第24項の組成物。
  26. 26.実質的に蛋白分解活性をもたない請求の範囲第24項もしくは第25項の 組成物。
  27. 27.ヌクレアーゼと界面活性剤および/またはカオトロピック試薬とからなる 組成物。
  28. 28.界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルコール類例えばBrijR58も しくはオクトオキシノール類の例えばTritonRx−100のような非イオ ン性界面活性剤、またはドデシル硫酸ナトリウムもしくはデオキシコール酸ナト リウムのごときデオキシコール酸塩のようなイオン性界面活性剤から選択される 請求の範囲第27項の組成物。
  29. 29.カオトロピック試薬が、尿素、チオ尿素もしくはチオシアン酸の塩から選 択される請求の範囲第27項の組成物。
  30. 30.ヌクレアーゼがセラチアsppヌクレアーゼである請求の範囲第27〜2 9項のいずれかひとつの組成物。
  31. 31.セラチアsppヌクレアーゼが請求の範囲第20項のヌクレアーゼである 請求の範囲第30項の組成物。
  32. 32.セラチアsppヌクレアーゼが生物物質に添加されることからなる、生物 物質から核酸類を除去する方法。
  33. 33.生物物質が核酸類の溶液からなる請求の範囲第32項の方法。
  34. 34.生物物質が、生合成産物を産生する細胞培養物を含有する発酵培地からな る請求の範囲第32項の方法。
  35. 35.生物物質が、生合成産物を産生する細胞培養物が培養された発酵培地から なる請求の範囲第32項の方法。
  36. 36.生物物質が、生合成産物を産生する細胞培養物の懸濁物からなる請求の範 囲第32項の方法。
  37. 37.ヌクレアーゼが、細胞溶解の前に生物物質に添加される生物範囲第34項 もしくは第36項の方法。
  38. 38.セラチアsppヌクレアーゼが請求の範囲第20項のヌクレアーゼである 請求の範囲第32〜37項のいずれかひとつの方法。
  39. 39.ヌクレアーゼが界面活性剤および/またはカオトロピック試薬とともに添 加されることからなる、生合成産物から残留核酸類を除去する方法。
  40. 40.ヌクレアーゼがセラチアsppヌクレアーゼである請求の範囲第39項の 方法。
  41. 41.セラチアsppヌクレアーゼが請求の範囲第20項のヌクレアーゼである 請求の範囲第40項の方法。
  42. 42.界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルコール類の例えばBrijR58 もしくはオクトオキシノール類の例えばTritonR×−100のような非イ オン性界面活性剤、またはドデシル硫酸ナトリウムもしくはデオキシコール酸ナ トリウムのごときデオキシコール酸塩のようなイオン性界面活性剤から選択され る請求の範囲第39〜41項のいずれかひとつの方法。
  43. 43.非イオン性界面活性剤が、生合成産物の、0.1〜1.5%好ましくは0 .4〜1.0%の量で添加される請求の範囲第41項の方法。
  44. 44.イオン性界面活性剤が虫合成産物の0.01〜10%の量で添加される請 求の範囲第42項の方法。
  45. 45.蛋白質変性剤が尿素、チオ尿素もしくはチオシアン酸の塩から選択される 請求の範囲第39〜41項のいずれかひとつの方法。
  46. 46.蛋白質変性剤が2〜8Mの量で添加される請求の範囲第45項の方法。
  47. 47.調節領域の下流に位置する遺伝子の発現が、プラスミドを保有する微生物 の発育周期の後期に前記領域から開始もしくは増大される、前記調節領域を有す るプラスミド。
  48. 48.遺伝子が、調節領域に、天然には関連がない請求の範囲第47項のプラス ミド。
  49. 49.遺伝子がプラスミドの複製調節遺伝子からなる請求の範囲第47項のプラ スミド。
  50. 50.調節領域がセラチアsppから得られる請求の範囲第47〜49項のいず れかひとつのプラスミド。
  51. 51.調節領域が、セラチアsppからの、ヌクレアーゼ調節領域もしくはホス ホリパーゼ調節領域である請求の範囲第50項のプラスミド。
  52. 52.請求の範囲第47〜51項のいずれかひとつのプラスミドを保有する微生 物。
  53. 53.細菌である請求の範囲第52項の微生物。
  54. 54.グラム陰性菌である請求の範囲第53項の微生物。
  55. 55.イー・コリである請求の範囲第54項の微生物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017170418A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社カネカ エンドヌクレアーゼ活性を有するポリペプチド及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CA3063289A1 (en) * 2017-05-15 2018-11-22 C-Lecta Gmbh Enzyme products

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EUR.J.BIOCHEM=1977 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016538843A (ja) * 2013-10-30 2016-12-15 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 微生物を複雑な試料から単離する方法
WO2017170418A1 (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社カネカ エンドヌクレアーゼ活性を有するポリペプチド及びその製造方法
JPWO2017170418A1 (ja) * 2016-03-30 2019-02-07 株式会社カネカ エンドヌクレアーゼ活性を有するポリペプチド及びその製造方法
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