KR100295909B1 - Vector including human epidermal growth factor(egf) and manufacturing method of egf by using the same - Google Patents

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egf
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puc
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김희철
오용익
이상기
최의성
손정훈
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허일섭
주)녹십자
박호군
한국과학기술연구원
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Abstract

PURPOSE: Provided are a vector including human epidermal growth factor(EGF) which promotes the growth of human epidermal cells and inhibits the secretion of gastric acid and a manufacturing method of EGF by using the vector. CONSTITUTION: The vector including EGF is manufactured by the steps of: inserting T-mox(MOX terminator) into a recognition site of pUC19 vector to prepare pUC-Tmox vector; inserting LEU2 gene into a recognition site of pUC-Tmox to prepare pUC-TaLE vector; inserting P-mox gene(MOX promotor), alpha pre-proleader(ppL) sequence and EGF gene into a recognition site of SalI of pUC-TaLE vector; cutting pU-EGF2 vector with EcoRI restriction enzyme; and inserting a fragment including P-mox/ppL/hEGF/T-mox into a recognition site of EcoRI of aP3 vector.

Description

인체 표피성장인자의 유전자를 갖는 벡터 및 그를 이용한 인체 표피성장인자의 생산 방법A vector having a gene of human epidermal growth factor and a method of producing human epidermal growth factor using the same

제1도는 본 발명의 합성 hEGF 유전자의 DNA 염기서열 및 아미노산 서열의 일실시예를 나타내는 도면이고,1 is a diagram showing an embodiment of the DNA sequence and amino acid sequence of the synthetic hEGF gene of the present invention,

제2도는 본 발명의 hEGF를 포함하는 벡터 및 그 제조과정의 일실시예이고,Figure 2 is an embodiment of a vector comprising the hEGF of the present invention and its manufacturing process,

제3a도는 본 발명의 일실시예인 hEGF를 포함하는 벡터로 형질전환된 한세눌라 폴리모르파를 니트로셀룰로오즈 디스크 상에서 배향한 결과의 일부분을 나타내는 사진이고,Figure 3a is a photograph showing a portion of the result of the orientation of the Hansenula polymorpha transformed with a vector containing hEGF, an embodiment of the present invention on a nitrocellulose disk,

제3b도는 본 발명의 일실시예인 hEGF를 포함하는 벡터로 형질전환된 한세눌라 폴리모르파를 니트로셀룰로오즈 디스크 상에서 면역 분석한 결과의 일부분을 나타내는 사진이고,Figure 3b is a photograph showing a part of the results of the immunoassay of Hanshenula polymorpha transformed with a vector containing hEGF of one embodiment of the present invention on a nitrocellulose disk,

제4도는 본 발명에 따라 생산된 hEGF 및 다른균에 의해 생산되는 hEGF의 SDS-PAGE 분석 결과를 나타내는 사진이고,4 is a photograph showing the results of SDS-PAGE analysis of hEGF produced by the present invention and hEGF produced by other bacteria,

제5a도는 본 발명에 따라 생산된 hEGF의 SDS-PAGE 분석 결과를 나타내는 사진이고,Figure 5a is a photograph showing the results of the SDS-PAGE analysis of the hEGF produced according to the present invention,

제5b도는 본 발명에 따라 생산된 hEGF의 웨스턴 블러팅 결과를 나타내는 사진이고,Figure 5b is a photograph showing the result of Western blotting of hEGF produced according to the present invention,

제6a도는 본 발명에 따라 형질전환된 한세눌라 폴리모르파를 Hind Ⅲ 처리하여 서던 블러팅한 결과를 나타내는 사진이고,Figure 6a is a photograph showing the result of Southern blotting by treatment with Hansenula polymorpha transformed according to the invention Hind III,

제6b도는 본 발명에 따라 형질전환된 한세눌라 폴리모르파를 EcoR I 처리하여 서던 블러팅한 결과를 나타내는 사진이고,Figure 6b is a photograph showing the result of Southern blotting by treatment with Hansenula polymorpha transformed according to the present invention EcoR I,

제7도는 본 발명에 따라 형질전환된 한세눌라 폴리모르파 내의 프로모터의 서던 블러팅 결과를 나타내는 사진이다.7 is a photograph showing the results of Southern blotting of a promoter in Hanshenula polymorpha transformed according to the present invention.

[상업상 이용분야][Commercial Use]

본 발명은 표피성장인자(Epidermal Growth Factor : EGF)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체의 표피성장인자의 유전자를 포함하는 재조합 벡터 및 이를 이용하여 인체의 표피성장인자를 대량으로 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to epidermal growth factor (EGF), and more particularly to a recombinant vector comprising a gene of epidermal growth factor of the human body and a method for producing a large amount of epidermal growth factor of the human body using the same. will be.

[종래 기술][Prior art]

표피성장인자(EGF)는 53개의 아미노산으로 구성된 6KDa의 비교적 작은 단쇄의 폴리펩티드로서 상피세포(epithelial cell) 및 섬유아세포(fibroblastic cell)의 성장을 자극하고(Carpenter, G., 1978, The regulation of the cell proliferation : Advances in the biology and mechanism of action of epidermal growth factor. J. Invest. Dermatol. 71:283-287), 궤양 억제작용(Gregory, II., 1975, Isolation and structure of urogastrone and its relationship to epidermal growth factor, Nature 257:325-327)을 하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 EGF는 상기한 바와 같은 성질을 이용하여 창상이나 화상치료, 각막 표층 상처의 치료, 각막 이식 수술 후 치료, 그리고 위궤양 치료와 같은 치료용도로 연구 개발되고 있다.Epidermal growth factor (EGF) is a relatively small 6KDa short-chain polypeptide consisting of 53 amino acids that stimulates the growth of epithelial cells and fibroblastic cells (Carpenter, G., 1978, The regulation of the cell proliferation: Advances in the biology and mechanism of action of epidermal growth factor.J. Invest.Dermatol. 71: 283-287), ulcer suppression (Gregory, II., 1975, Isolation and structure of urogastrone and its relationship to epidermal growth factor, Nature 257: 325-327). Such EGF has been researched and developed for therapeutic uses such as wound or burn treatment, corneal superficial wound treatment, corneal transplant surgery, and gastric ulcer treatment using the properties described above.

그러나 상기와 같은 생물학적, 약리학적 중요성에도 불구하고 이들 EGF는 동물세포로부터는 극소량만이 추출 가능하고 대량 생산이 불가능하다는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 EGF를 유전자 재조합 기술에 의해 대량 생산하려는 연구가 시도되어 왔다. 지금가지 연구된 EGF를 대량 생산하기 위한 대표적인 유전자 재조합 기술은 합성된 인체 EGF 유전자를 에셰리키아 콜라이(Escherichia coli)에 도입하여 발현시키는 방법(Fumitaka, K., G. Hideyki, K. Masaharu, N. Tomoyuki, K. Tomoko, A. Hideo, S. Seizo and O. shigeo, 1986, Direct expression of urogastrone gene in Esherichia coli, Gene, 45:311-316), 바실러스 브레비스(Bacillus brevis)에 도입하여 발현시키는 방법(Hideo Y., N. Kazuo, S. Yutkaka, and K. Atsushi, 1989, Use of Bacillus brevis, for efficient synthesis and secretion of human epidermal growth factor, Proc. Nat1. Acad. Sci. USA 86:3589-3593)이 개발되었다. 그러나 상기한 바와 같이 원핵세포를 갖는 박테리아를 숙주로 이용하여 고등진핵세포의 유전자인 인체 EGF 유전자를 발현시키는 방법은 원핵세포의 RNA 폴리머레이즈가 진핵세포 유전자의 프로모터를 인식하지 못하거나, 진핵 세포 유전자의 mRNA에 원핵세포의 리보좀이 부착하지 못하거나, 생성된 단백질의 번역후 수식(process)이 안 일어나거나, 이들 단백질이 원핵세포의 프로테아제에 의해 분해되기 때문에 인체 EGF의 대량 생산이 곤란하다는 문제점이 있다.However, despite the biological and pharmacological significance as described above, these EGF has a problem that only a very small amount can be extracted from the animal cells and mass production is impossible. In order to solve this problem, studies have been attempted to mass-produce EGF by genetic recombination technology. Representative genetic recombination technology for mass production of EGF studied so far is to introduce synthetic human EGF gene into Escherichia coli and express it (Fumitaka, K., G. Hideyki, K. Masaharu, N). Tomoyuki, K. Tomoko, A. Hideo, S. Seizo and O. shigeo, 1986, Direct expression of urogastrone gene in Esherichia coli, Gene, 45: 311-316), introduced into and expressed by Bacillus brevis. Method (Hideo Y., N. Kazuo, S. Yutkaka, and K. Atsushi, 1989, Use of Bacillus brevis, for efficient synthesis and secretion of human epidermal growth factor, Proc. Nat 1. Acad. Sci. USA 86: 3589- 3593). However, as described above, the method of expressing the human EGF gene, which is a gene of higher eukaryotic cells, using a prokaryotic bacterium as a host, does not allow the prokaryotic RNA polymerase to recognize the promoter of the eukaryotic gene or the eukaryotic gene. Proliferation of human EGF is difficult due to the lack of prokaryotic ribosomes, post-translational processing of the resulting proteins, or degradation of these proteins by prokaryotic proteases. have.

이와 같은 원핵세포를 숙주로 이용할 때 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 하등진핵세포인 효모 중 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)를 숙주세로로 하여 세포내 발현시키는 방법(Ureda, M.A., J.P. Merryweather, G.T. Mullenbach, D. Coit, U. Heberlein, P. Valenzuela and P.J. Barr. 1983, Chemical synthesis of a genen for human epidermal factor urogastrone and its espression in yeast, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80:7461-7465), 또는 교배 페로몬인 α-factor 유래의 프리-프로리더(pre-pro leader) 서열을 이용하여 효과적으로 체외로 분비하는 방법이 개발되었다 (Brake, A.J., J.P. Merryweather, D.G. Coit, U.A. Heberlein, F.R. Masiarz, G.T. Mullenbach, M.S. Uredea, P. Valenzuela, and P.J. Barr, 1984, α-factor-directed synthesis and secretion of mature foreign proteins in Saccharomyces cerevisiae, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81:4642-4646). 이와 같은 사카로마이세스 세레비지애를 이용하여 이종 단백질을 발현시키는 방법은 높은 생산성을 나타내며 또 고등진핵세포의 일반적인 번역후 수식(process)양상을 보여주기 때문에 산업적, 특히 제약 산업에서 숙주세포로 많이 이용되고 있다. 그러나 이와 같은 사카로마이세스 세레비지애는 산업적 응용의 측면에서 볼 때 이종 단백질의 대량 생산시 강력하고 정교하게 조절될 수 있는 프로모터(promoter)가 없고, 고농도 배양시 유기식 배양이 필요하며, 발현된 이종 단백질들이 고 글라이코실(glycosyl)화 된다는 문제점이 있어 숙주세포로서 적절하지 못하다(Romanos, M.A., C.A. Scorer and J.J. Clare, 1992, Foerign gene expression in yeast : a review, Yeast 8:423-488).In order to solve the problems caused when using such prokaryotic cells as a host, the method of intracellular expression using Saccharomyces cerevisiae as a host in yeast, a lower eukaryotic cell (Ureda, MA, JP Merryweather) , GT Mullenbach, D. Coit, U. Heberlein, P. Valenzuela and PJ Barr. 1983, Chemical synthesis of a genen for human epidermal factor urogastrone and its espression in yeast, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 7461- 7465), or a method of effectively secreting in vitro by using a pre-pro leader sequence derived from an α-factor that is a cross pheromone (Brake, AJ, JP Merryweather, DG Coit, UA Heberlein, FR). Masiarz, GT Mullenbach, MS Uredea, P. Valenzuela, and PJ Barr, 1984, α-factor-directed synthesis and secretion of mature foreign proteins in Saccharomyces cerevisiae, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81: 4642-4646) . This method of expressing heterologous proteins using Saccharomyces cerevisiae has high productivity and shows a general post-translational process of higher eukaryotic cells. It is used. However, Saccharomyces cerevisiae does not have a powerful and finely regulated promoter for mass production of heterologous proteins in terms of industrial applications, and organic culture is required for high concentration culture. Heterologous proteins are highly glycosylated and are not suitable as host cells (Romanos, MA, CA Scorer and JJ Clare, 1992, Foerign gene expression in yeast: a review, Yeast 8: 423-488) .

최근에는 상기와 같은 사카로마이세스 세레비지애의 단점을 보완하기 위하여 메타놀 자와 효모인 피키아 파스토리스(Pichia pastoris)를 이용하여 쥐의 EGF를 분비하는 방법이 연구되었다 (Clare, J.J., M.A. Romanos, and F.B. Rayment, 1991, Production of mouse epidermal growth factor in yeast:high-level secretion using Pichia pastoris strains containing multiple gene copies, Gene, 105:205-212).Recently, in order to supplement the above disadvantages of Saccharomyces cerevisiae, a method of secreting rat EGF using methanol and yeast Pichia pastoris (Clare, JJ, MA) has been studied. Romanos, and FB Rayment, 1991, Production of mouse epidermal growth factor in yeast: high-level secretion using Pichia pastoris strains containing multiple gene copies, Gene, 105: 205-212).

그러나 피키아 파스토리스는 형질 전환시 발현 목표 유전자가 숙주에 하나밖에 도입되지 않고 EGF를 생산하기 위해서는 메탄올을 포함하는 유도배지에서 일정기간 배양한 후 글리세롤을 포함하는 대량 생산용 배지에서 배양하여야만 하는 두 단계에 걸친 배양을 하여야만 하는 문제점이 있다.However, in order to produce EGF, Pichia pastoris has to be cultured in a medium for mass production containing glycerol after being incubated for a certain period in a medium containing methanol to produce EGF. There is a problem that must be incubated in stages.

최근에는 또 다른 메타놀 자화 효모인 한세눌라 폴리모르파(Hansenula polymorpha)를 이용한 이종 단백질 발현 시스템의 개발연구가 활발히 진행되고 있다(Gellissen, G., Z.A. Janowicz, A. Merckelbach, M. Piontek, P. Keup, U. Weydemann, C.P. Hollenberg and A.W.M. Strasser, 1991, Heterologous gene expression in Hansehula polymorpha: efficient Secretion of glucoamylase, BIO/TECHNOLOGY, 9:291-195). 메타놀 자화효모인 한세눌라 폴리모르파는 메타놀을 에너지원과 탄소원으로 이용할 수 있어 경제성이 높고 메탄올 옥시다제(Methanol Oxidase : MOX) 유전자의 프로모터와 같은 강력하고 비교적 조절이 용이한 프로모터를 가지고 있어 산업적 응용성이 높다. 또한 고농도 배양(100g DCW/L)이 용이하고 형질전환시 발현 목표유전자가 숙주의 염색체상으로 수개씩 도입됨으로써 외래 단백질의 발현량을 증가시킬 수 있다. 그리고 비선택 배지에서 도입된 플라스미드의 안정성이 뛰어나며 외래단백질의 발현시 일반적으로 고 글라이코실화가 일어나지 않는다. 또한 글리세롤 또는 글리세롤/메탄올을 포함하는 배지상에서 일단계 배양만으로 EGF를 생산할 수 있다는 장점을 갖고 있다.Recently, research on the development of heterologous protein expression systems using Hansenula polymorpha, another metanol magnetization yeast, has been actively conducted (Gellissen, G., ZA Janowicz, A. Merckelbach, M. Piontek, P.). Keup, U. Weydemann, CP Hollenberg and AWM Strasser, 1991, Heterologous gene expression in Hansehula polymorpha: efficient Secretion of glucoamylase, BIO / TECHNOLOGY, 9: 291-195). Methanol magnetization yeast Hanshenula polymorpha has high economic feasibility by using methanol as energy source and carbon source, and has strong and relatively easy to regulate promoter such as promoter of methanol oxidase (MOX) gene. This is high. In addition, high concentration culture (100g DCW / L) is easy and the expression target genes are introduced several times on the host chromosome during transformation can increase the amount of foreign protein expression. In addition, the stability of the plasmid introduced in the non-selective medium is excellent, and high glycosylation does not generally occur when the foreign protein is expressed. In addition, EGF can be produced by only one step culture on a medium containing glycerol or glycerol / methanol.

[발명의 목적][Purpose of invention]

본 발명자는 상기와 같은 장점을 갖고 있는 메타놀 자화 효모인 한세눌라 폴리모르파를 숙주세포로 이용하여 인체 EGF를 발현, 분비시키기 위한 연구를 계속한 결과 인체 EGF를 한세눌라 폴리모르파에서 발현시키는데 적합한 벡터를 제조하였고 이 벡터로 형질전환된 재조합 한세눌라 폴리모르파를 사용하여 인체 EGF를 발현 생산하였다.The present inventors continue to study and express human EGF using Hansenula polymorpha, a metanol-magnetizing yeast having the above-mentioned advantages, as a host cell, and thus, it is suitable for expressing human EGF in Hansenula polymorpha. Vectors were prepared and expressed in human EGF using recombinant Hansenula polymorpha transformed with the vector.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 첫째 한세눌라 폴리모르파를 숙주세포로 하여 인체 EGF를 효과적으로 대량 생산할 수 있는 벡터를 제공하고, 둘째 상기 벡터를 한세눌라 폴리모르파에 도입한 인체 EGF를 효과적으로 대량 생산할 수 있는 형질 전환주를 제공하고, 셋째 이와 같은 형질 전환주를 이용하여 인체 EGF를 효과적으로 대량 생산하는 방법을 제공한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a vector capable of effectively mass-producing human EGF using the first Hansenula polymorpha as a host cell, and the second vector The present invention provides a transformant capable of effectively mass-producing human EGF introduced into Hanshenula polymorpha, and thirdly, a method of effectively mass-producing human EGF using such transformant.

[발명의 구성][Configuration of Invention]

본 발명은 pUC19와 상기한 pUC19의 EcoRI 및 SalI 인식부위의 사이에 위치하는 MOX 프로모터-ppL(α프리-프로 리더)-hEGF-MOX 터미네이터 유전자를 포함하는 pU-EGF2 재조합 벡터를 제공한다.The present invention provides a pU-EGF2 recombinant vector comprising a MOX promoter-ppL (α pre-pro leader) -hEGF-MOX terminator gene located between pUC19 and EcoRI and SalI recognition sites of pUC19.

또한 본 발명은 T-mox(MOX terminator)를 pUC19벡터의 BamHI/SmaI 인식부위에 삽입하여 pUC-Tmox 벡터를 제조하고, 상기 pUC-Tmox 벡터의 SalI 인식부위에 LEU2 유전자를 삽입하여 pUC-TaLE 벡터를 제조하고, 상기 pUC-TaLE 벡터의 SalI 인식부위에 P-mox 유전자(MOX promotor)와 α프리-프로 리더(pre-proleader: ppL) 서열 및 EGF 유전자를 삽입하여 pU-EGF2 벡터를 제조하고, 상기 pU-EGF2 벡터를 EcoRI 제한효소로 자른 다음 P-mox/ppL/hEGF/T-mox를 포함하는 절편을 pA3 벡터의 EcoRI 인식부위에 삽입하여 제조한 pA-EGF3 재조합 벡터를 제공한다.The present invention also provides a pUC-Tmox vector by inserting a T-mox (MOX terminator) into the BamHI / SmaI recognition site of the pUC19 vector, and inserting the LEU2 gene into the SalI recognition site of the pUC-Tmox vector to the pUC-TaLE vector. Prepare a pU-EGF2 vector by inserting the P-mox gene (MOX promotor), α pre-proleader (ppL) sequence, and the EGF gene into the SalI recognition site of the pUC-TaLE vector, The pU-EGF2 vector is cut with an EcoRI restriction enzyme, and a pA-EGF3 recombinant vector prepared by inserting a fragment containing P-mox / ppL / hEGF / T-mox into an EcoRI recognition site of the pA3 vector is provided.

상기에서 MOX는 메탄올 옥시다제, hEGF는 인체 상피 성장인자(EGF)를 나타낸다.MOX is methanol oxidase, hEGF is human epidermal growth factor (EGF).

그리고 본 발명은 상기한 pA-EGF3 재조합 벡터로 형질전환된 한세눌라 폴리모르파 형질 전환주를 제공한다.And the present invention provides a Hansenula polymorpha transformant transformed with the pA-EGF3 recombinant vector described above.

본 발명의 형질 전환주는 한세눌라 폴리모르파 211이란 명칭으로 1994년 5월 26일자로 한국과학기술연구원 유전자 은행(KCTC)에 기탁하였으며, 기탁번호는 KCTC 8601P이다. 상기한 한세눌라 폴리모르파 는 한세눌라 폴리모르파 DL-1이 바람직하다.The transgenic strain of the present invention was deposited with the Korea Institute of Science and Technology Gene Bank (KCTC) on May 26, 1994 under the name Hanshenula polymorpha 211, and the accession number is KCTC 8601P. The above-mentioned Hansenula polymorpha is preferably Hansenula polymorpha DL-1.

또한 본 발명은 상기한 한세눌라 폴리모르파 형질 전환주를 이용하여 인체 EGF를 생산하는 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing human EGF using the Hansenula polymorpha transformant.

또한 본 발명의 재조합 인체 EGF 단백질을 제공한다. 상기 재조합 인체 EGF 단백질은 세포외로 발현되어 최대 24mg/L을 수득할 수 있다.Also provided is a recombinant human EGF protein of the invention. The recombinant human EGF protein can be expressed extracellularly to yield up to 24 mg / L.

[실시예]EXAMPLE

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention to aid in understanding the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

I. 재료 및 방법I. Materials and Methods

1. 사용 균주 및 플라스미드1. Used strains and plasmids

메타놀 자화 효모 균주로서 한세눌라 폴리모르파 DL-1(leu2), A16(leu2), 및 HPB1(ade2 leu2)을 사용하였고 일반적일 DNA 조작과 플라스미드 분리를 위하여 에셰리키아 콜라이 DH5α(F lacZAM15 hsdR17(r- m-) gyrA36를 이용하였다.Hansenula polymorpha DL-1 (leu2), A16 (leu2), and HPB1 (ade2 leu2) were used as the methol magnetization yeast strain, and Escherichia coli DH5α (F lacZAM15 hsdR17 (FlacZAM15 hsdR17) was used for general DNA manipulation and plasmid isolation. r- m-) gyrA36 was used.

플라스미드로는 MOX 프로모터와 MOX 터미네이터(terminator)를 함유하는 pMOX7△RI(Sohn, J.H., M.Y. Beburov, E.S. Choi, and S.K. Rhee, 1993, Heterologus genen expression and secretion of the anticoagulant hirudin in a methylotrophic yeast Hansenula polymorpha, J. MicorbioL. bIOTECHNOL, 3:65-72)과 한세눌라 폴리모르파의 LEU2 유전자와 HARS(Autonomously Replicating Sequences of Hansenula)를 함유하는 pA3를 M.D. Ter-Avanesyan(Cardiology Research Center, 러시아)으로부터 분주 받아 사용하였다. 한세눌라 폴리모르파의 염색체 DNA에 외래 유전자를 도입하기 위한 벡터의 제조를 위해서는 pUC19(Yanisch-Perron, C., J.Vieira, and J. Messing, 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA)를 이용하였다.Plasmids include pMOX7ΔRI (Sohn, JH, MY Beburov, ES Choi, and SK Rhee, 1993, Heterologus genen expression and secretion of the anticoagulant hirudin in a methylotrophic yeast Hansenula polymorpha, containing a MOX promoter and a MOX terminator). PA3 containing J. Micorbio L. bIOTECHNOL, 3: 65-72) and the LEU2 gene of Hanshenula polymorpha and Autonomously Replicating Sequences of Hansenula (HARs) Aliquots were used from Ter-Avanesyan (Cardiology Research Center, Russia). PUC19 (Yanisch-Perron, C., J. Vieira, and J. Messing, 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed.) For the preparation of vectors for introducing foreign genes into the chromosomal DNA of Hanshenula polymorpha. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA).

2. 사용 배지2. Use badge

메타놀 자화 효모의 배양을 위하여 사용한 영양배지는 YPD(yeast extract 1%, bacto-peptone 2%, dextrose 2%)배지와 YPD 한천(YPD broth, agar 2%)배지이고, 선택표지와 외래 유전자로 형질전환된 형질전환체의 배양을 위한 최소배지로서는 YNB(yeast nitrogen base w/o amino acid) 0.67%, 덱스트로즈 2%의 조성을 가지는 배지를 사용하였다. 형질전환된 효모에서의 외래 단백질의 활성 측정을 위한 발현유도 배지로는 YNB 0.67%, 글리세롤 0.5%, 메탄올 1%, 카사미노 에시드 1%ㅡ이 조성을 가지는 배지를 사용하였다. 또한 니트로셀룰로오즈 디스크(nitrocellulose disk)상에 있는 콜로니들을 유도시키기 위한 배지로는 이스트 추출물(yeast extract) 1%, 박토 펩톤(bacto-peptone) 2%, 메탄올(methanol) 1%, 한천(agar) 2% 조성의 한천 유도배지를 사용하였다.Nutrient medium used for cultivation of Methanol magnetized yeast was YPD (yeast extract 1%, bacto-peptone 2%, dextrose 2%) medium and YPD agar (YPD broth, agar 2%) medium. As a medium for culturing the transformed transformant, a medium having a composition of YNB (yeast nitrogen base w / o amino acid) 0.67% and dextrose 2% was used. As an expression induction medium for measuring the activity of foreign proteins in transformed yeast, a medium having a composition of YNB 0.67%, glycerol 0.5%, methanol 1%, and casamino acid 1% − was used. In addition, as a medium for inducing colonies on the nitrocellulose disk, yeast extract 1%, bacto-peptone 2%, methanol 1%, agar 2 Agar induction medium of% composition was used.

3. 제한 효소 및 시약3. Restriction Enzymes and Reagents

DNA 재조합을 위한 제한효소, T4 DNA 라이게이즈, 카프-인테스틴 알카린 포스파타제(calf-intestine alkaline phosphatase), RNase 등은 뵈링거만하임(Boehringer Mannheim)사에서 구입하여 사용하였다.35S-dATPαS는 듀폰(Dupont)사에서, 쥐 항-hEGF 항체(mouse anti-hEGF antibldy)는 피어스(Pierce)사에서, AP(Alkaline Phosphatase)로 표지된 항-쥐 IgG(anti-mouse IgG)는 바이오-래드(Bio-Rad)사에서, HRP(Horse radish peroxidase)로 표지된 항-쥐 IgG(anti-mouse IgG)는 벡터(Vector)사에서 각각 구입하였으며, 완충용액에 사용된 시약과 항생제, X-Gal 및 표준 재조합 인체 EGF는 시그마(Sigma)사에서 구입하여 사용하였다. 아가로즈 겔(Agarose gel)로부터 DNA의 분리 정제는 바이오101 (Bio101)사로부터 GENECLEAN II와 MERMAID 키트를 구입하여 사용하였다.Restriction enzymes for DNA recombination, T4 DNA ligase, calf-intestine alkaline phosphatase, RNase and the like were purchased from Boehringer Mannheim. 35 S-dATPαS from Dupont, mouse anti-hEGF antibldy from Pierce, Alkaline Phosphatase (AP) labeled anti-mouse IgG Was purchased from Bio-Rad, and anti-mouse IgG (HRP) labeled with HRP (Horse radish peroxidase) was purchased from Vector, respectively. Reagents and antibiotics used in buffers , X-Gal and standard recombinant human EGF were purchased from Sigma. Separation and purification of DNA from Agarose gel was used by purchasing GENECLEAN II and MERMAID kit from Bio101.

4. 방법4. How to

하기한 실시예에서 DNA 재조합 과정은 샘부르크(Sambrook, J., E.F. Fritsch, and T. Maniatis, 1989, Molecular Cloning, A laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA)의 방법에 준하였고 에셰리키아 콜라이의 형질 전환은 이노우에(Inoue, H., H. Nojima, and H. Okayama, 1990. High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids, Gene, 96:23-28)의 방법을 따랐으며 한세눌라 폴리모르파의 형질전환 및 DNA의 분리는 손 등의 방법(Sohn, J.H., M.Y. Beburov, E.S. Choi, and S.K. Rhee, 1993, Heterologus genen expression and secretion of the anticoagulant hirudin in a methylotrophic yeast Hansenula polymorpha, J. Micorbiol. Biotechnol, 3:65-72)을 따랐다.DNA recombination process in the following examples are described in Sambrook (J. Brook, J., EF Fritsch, and T. Maniatis, 1989, Molecular Cloning, A laboratory Manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA), and Escherichia coli transformation was carried out in Inoue (H., H. Nojima, and H. Okayama, 1990. High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids, Gene, 96: 23-28). Transformation and isolation of DNA from Hanshenula polymorpha were performed by Sohn, JH, MY Beburov, ES Choi, and SK Rhee, 1993, Heterologus genen expression and secretion of the anticoagulant hirudin in a methylotrophic yeast Hansenula polymorpha, J. Micorbiol. Biotechnol, 3: 65-72).

II. 인체 EGF 유전자 합성II. Human EGF Gene Synthesis

알려진 인체 EGF의 아미노산 서열 (Harper, R.A., J. Pierce, and C.R. Savage, Jr. 1987, Purification of human epidermal growth factor by monoclonal antibody affinity chromatography, p.3-11, In D. Barnes and D.A. Sirbasku, Methods in Enzymol., Vol. 146, Academic Press, New York, London)에 따라 한세눌라 폴리모르파 MOX 유전자의 코돈 사용에 준하여 인체 EGF 유전자 염기서열을 결정하였고 그에 따라 인체 EGF 유전자를 화학적으로 합성하였다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Amino acid sequences of known human EGF (Harper, RA, J. Pierce, and CR Savage, Jr. 1987, Purification of human epidermal growth factor by monoclonal antibody affinity chromatography, p. 3-11, In D. Barnes and DA Sirbasku, Methods In Ezymol., Vol. 146, Academic Press, New York, London), the human EGF gene sequence was determined according to the codon usage of the Hansenula polymorpha MOX gene, and accordingly the human EGF gene was chemically synthesized. This will be described in more detail as follows.

제1도에서 나타낸 바와 같이 인체 EGF 유전자를 합성하기 위하여 33-43mer의 길이의 말단이 순차적으로 상보적인 10개의 오버랩핑 올리고뉴클레오티드 S1 내지 S10을 합성하였다. 올리코뉴클레오티드의 합성과 정제는 한국 바이오텍(Korea Biotech)사에서 행하였다. 그리고 이들을 분리, 정제된 각각의 올리고뉴클레오티드를 동일 몰농도로 사용하여 어닐링 및 라이게이션하여 인체 EGF 유전자를 완성하엿다. 이 때 정제된 각 올리고늄클레오티드의 어닐링과 라이게이션은 손 등의 방법 (Sohn, J.H., S.K. Lee, E.S. Choi and S.K. Rhee, 1991, Gene expression and secretion of the anticoagulant hirudin in Saccharomyces cerevisiae, J. Microbiol. Biotechnol. 1:266-273)에 따랐다. 이와 같이 합성된 인체 EGF 유전자를 0.8% 아가로즈 겔 전기영동하여 적절한 크기의 DNA 밴드를 잘라 MERMAID 키트를 이용하여 인체 EGF 유전자를 분리하였다. 그리고 이와 같이 분리된 인체 EGF 유전자의 5' 말단에는 교배인자 α의 KEX2 엔도펩티다제(endopeptidase)에 의해 인식되어 정확한 처리(processing)가 일어날 수 있도록 Lys-Arg에 해당되는 DNA서열 및 제한 효소 XbaI 인식부위를 첨가한 어댑터(adapter) DNA서열(dCGCCGTCTAGATAAGAGA)을 도입하였고, 3' 말단에는 SalI의 인식부위를 도입하였다. 이와 같이 합성된 유전자를 XbaI, SalI으로 절단 하여 pBluescript KS+의 XbaI-SalI 부위에 도입하여 서브클로닝하여 디데옥시 체인-터미네이션(dideoxy chain-termination)방법(Sanger, F., S. Nicklen, and A.R. Coulson, 1977, DNA seauencing with chain terminating inhibitors, Porc. Natl. Acad. Sci. USA, 74:5463-5467)에 따라 염기서열을 확인한 바 인체 EGF 유전자가 완전하게 합성되었음을 알 수 있었다.As shown in FIG. 1, in order to synthesize the human EGF gene, 10 overlapping oligonucleotides S1 to S10 whose ends were 33-43mer in length were complementary to each other. Synthesis and purification of the oligonucleotides were performed by Korea Biotech. Then, the separated and purified oligonucleotides were annealed and ligated using the same molar concentration to complete the human EGF gene. At this time, the annealing and ligation of each purified oligonium nucleotide is performed by Sohn, JH, SK Lee, ES Choi and SK Rhee, 1991, Gene expression and secretion of the anticoagulant hirudin in Saccharomyces cerevisiae, J. Microbiol Biotechnol. 1: 266-273). Human EGF gene thus synthesized was 0.8% agarose gel electrophoresis to cut the DNA band of the appropriate size was isolated human EGF gene using the MERMAID kit. In addition, the 5 'end of the isolated human EGF gene is recognized by KEX2 endopeptidase of a cross-linking factor α, and the DNA sequence corresponding to Lys-Arg and restriction enzyme XbaI can be precisely processed. An adapter DNA sequence (dCGCCGTCTAGATAAGAGA) with a recognition site was introduced, and a SalI recognition site was introduced at the 3 'end. The gene thus synthesized was cut into XbaI and SalI, introduced into the XbaI-SalI site of pBluescript KS +, and subcloned to bindide chain-termination (Sanger, F., S. Nicklen, and AR Coulson). , 1977, DNA seauencing with chain terminating inhibitors, Porc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 5463-5467) showed that the human EGF gene was completely synthesized.

Ⅲ. 발현 및 분비 벡터 pA-EGF3제조III. Expression and Secretion Vector pA-EGF3 Preparation

한세눌라 폴리모르파를 이용하여 인체 EGF를 발현 및 분비시키기 위해서 제2도에 도시한 바와 같이 pMOX7△RI으로부터 MOX 터미네이터(T-mox)의 절편을 분리하여 pUC19에 재조합시켜 pUC-Tmox를 제조하고 YEp13으로부터 SalI-XhoI 단편인 LEU2 유전자를 분리하여 pUC-Tmox에 재조합시켜 pUC-TaLE를 제조하였다. 또한 MOX 프로모터(P-mox)와 사카로마이세스 세레비지애 유래의 분비 신호서열인 교배인자 α프리-프로 리더(pre-pro leader : ppL)서열이 정확하게 연결되어 재조합된 pBKS-K3로부터 이들 단편을 분리하고 여기에 합성된 인체 EGF 유전자가 재조합되어 있는 pBEGF1로부터 인체 EGF 유전자의 단편을 분리하여 연결시켰다. 이렇게 연결된 MOX 프로모터-ppL-hEGF 단편을 순서에 맞게 pUC-TaLE에 재조합시켜 pU-EGF2를 제조하였다. 그리고 pU-EGF2로부터 분리된 MOX 프로모터-ppL-hEGF-MOX 터미네이터의 발현 및 분비 카세트를 분리하여 한세눌라 폴리모르파 LEU2 유전자와 HARS를 함유한 pA3 플라스미드에 재조합하여 pA-EGF3을 제조하였다.In order to express and secrete human EGF using Hansenula polymorpha, as shown in FIG. 2, a fragment of MOX terminator (T-mox) was isolated from pMOX7ΔRI and recombined with pUC19 to prepare pUC-Tmox. The LEU2 gene, SalI-XhoI fragment, was isolated from YEp13 and recombined into pUC-Tmox to prepare pUC-TaLE. In addition, these fragments from pBKS-K3, which were recombined with the correct interlinking of the α-pre-pro leader (ppL) sequence, a secretion signal sequence derived from the MOX promoter (P-mox) and Saccharomyces cerevisiae Was isolated and fragments of human EGF gene were isolated from pBEGF1 where the synthesized human EGF gene was recombined. PU-EGF2 was prepared by recombining the MOX promoter-ppL-hEGF fragments so linked to pUC-TaLE in order. And the expression and secretion cassette of the MOX promoter-ppL-hEGF-MOX terminator isolated from pU-EGF2 was isolated and recombined into a pA3 plasmid containing Hansenula polymorpha LEU2 gene and HARS to prepare pA-EGF3.

IV. 인체 EGF 분비 형질전환주 선별IV. Selection of human EGF-secreting transformants

pA-EGF3를 수종의 한세눌라 폴리모르파에 형질전환시켜 5일 후 선택배지상에 나타난 약2000개의 콜로니들을 YPD 한천배지에 이쑤시개로 픽킹하여(tooth picking)하여 37℃에서 24시간 배양한 후(제3a도 참조) 니트로셀룰로오즈 디스크로 레플리카(replica)하여 옮겨 메타놀이 함유된 한천유도배지에서 37℃에서 20시간 유도 배양시켰다. 콜로니가 부착된 니트로셀룰로오즈 디스크를 20mM Tris-HCI(pH 7.5)/500mM NaCl로 씻어낸 후 5%(W/V) 탈지 분유로 처리하고 이를 TBST(10mM Tris, 0.15M NaCl, 0.05% Tween 20, pH 7.4)로 씻어내었다. 쥐의 항 hEGF 항체를 TBS(10mM Tris, 0.15M NaCl, pH 7.4)에 희석한 다음 니트로셀룰로오즈 디스크에 1시간 동안 처리하였다. 이를 다시 TBST로 씻어내고 AP로 표지된 항-쥐 IgG로 1시간 동안 처리, 세척 후 NBT(p-nitroblue tetrazolium chloride)와 BCIP(5-bromo-4-chloro-indoyl phosphate)로 발색시켜 발색된 부위와 대응하는 YPD상의 콜로니를 선별하였다. 상기와 같은 면역분석 결과를 제3b도에 나타내었다.Five days after pA-EGF3 was transformed into several kinds of Hanshenula polymorpha, approximately 2000 colonies on the selection medium were picked with toothpicks on YPD agar medium and incubated at 37 ° C for 24 hours ( See also FIG. 3a) Replicate to nitrocellulose disks and transfer cultured for 20 hours at 37 ° C in agar induction medium containing metaol. Colony-attached nitrocellulose discs were washed with 20 mM Tris-HCI (pH 7.5) / 500 mM NaCl and treated with 5% (W / V) skim milk powder and treated with TBST (10 mM Tris, 0.15 M NaCl, 0.05% Tween 20, pH 7.4). Rat anti hEGF antibodies were diluted in TBS (10 mM Tris, 0.15 M NaCl, pH 7.4) and then treated with nitrocellulose discs for 1 hour. This was again washed with TBST, treated with AP-labeled anti-rat IgG for 1 hour, washed and developed by NBT (p-nitroblue tetrazolium chloride) and BCIP (5-bromo-4-chloro-indoyl phosphate). Colonies on YPD corresponding to were selected. The immunoassay results as shown in Figure 3b.

제3b도에 도시한 바와 같이 면역분석 결과 발색정도가 형질전환체마다 각각 다르게 나타났다. 이들 중 강한 신호를 보이는 인체 EGF 분비 균주 240주를 일차적으로 선별한 후 각 균주들을 발현 유도배지에서 발현시켜 배양 상청액중 인체 EGF의 농도를 ELISA로 측정해본 결과 하기한 (표 1)과 같은 양상을 보였다. (표 1)의 결과는 니트로셀룰로오즈 디스크 상의 면역분석 결과와 동일하였으며 각 균주마다 인체 EGF의 분비량이 다른 것을 인체 EGF 유전자가 숙주세포의 염색체 DNA로 도입된 정도가 각각 다르기 때문인 것으로 생각된다. 1차 선별된 약240주의 배양상청액의 ELISA 측정 결과 실험비교한 세가지 한세눌라 폴리모르파 균주들 중에서 DL-1이 인체 EGF 생산율이 가장 높을 뿐만 아니라 (콜로니 No. 2-21, 24mg/L) 다른 균주(HPB1 및 A16)에 비해 메탄올에 대한 저항성이 높고 세포의 성장속도가 빠르기 때문에 인체 EGF 생산 균주로서 적합한 것으로 판단되었다.As shown in FIG. 3b, the degree of color development was different for each transformant. Among them, 240 strains of human EGF-secreting strains showing a strong signal were first selected, and each strain was expressed in an expression-inducing medium, and the concentration of human EGF in the culture supernatant was measured by ELISA. Seemed. The results in Table 1 are the same as the immunoassay results on the nitrocellulose discs, and it is thought that the different amounts of human EGF are secreted from each strain because the degree of introduction of the human EGF gene into the chromosomal DNA of the host cell is different. As a result of ELISA measurement of the culture supernatant of approximately 240 strains, DL-1 showed the highest human EGF production rate among the three Hansenula polymorpha strains (colonies No. 2-21, 24mg / L). Compared with the strains (HPB1 and A16) it was determined to be suitable as a human EGF production strain because of the high resistance to methanol and the rapid growth rate of the cells.

[표 1]TABLE 1

V. 제조합 인체 EGF의 확인V. Confirmation of Preparative Human EGF

인체 EGF 생산 균주들을 배양한 배지내의 단백질 양상을 확인하기 위해서 대조구로 DL-1(제2레인)과 벡터 pA3를 가지는 DL-1(제3레인)을 그리고 인체 EGF 분비 균주로 환인된 pA-EGF3을 함유하는 DL-1균주 4주(제4레인 내지 제8레인)와 역시 인체 EGF 분비균주로 확인된 사카로마이세스 세레비지애 1주(제9레인)을 발현유도배지에서 60시간 배양시켰다. 이들 배양상청액을 TCA로 처리하여 단백질을 얻고 이를 SDS-PAGE하여 분자량을 확인하여 본 결과, 제4도에서 알 수 있는 바와 같이 pA-EGF3을 함유한 균주에서 발현된 재조합 인체 EGF와 사카로마이세스 세레비지애에서 발현된 재조합 인체 EGF는 동일한 양상을 보여주었다.To confirm the protein pattern in the culture medium of human EGF-producing strains, DL-1 (second lane) and DL-1 (third lane) having vector pA3 were used as controls, and pA-EGF3 transformed into human EGF secreting strain. 4 strains (lanes 4 to 8) containing the DL-1 strain and Saccharomyces cerevisiae strain (lane 9), also identified as a human EGF secretion strain, were incubated for 60 hours in an expression-inducing medium. . These culture supernatants were treated with TCA to obtain proteins and SDS-PAGE to confirm their molecular weight. As shown in FIG. 4, recombinant human EGF and Saccharomyces expressed in the strain containing pA-EGF3. Recombinant human EGF expressed in cerevisiae showed the same pattern.

또한 이들 DL-1 균주중 분비 신호가 포함된 플라스미드에 의해 형질전환된 형질전환체를 유도 배지에서 24시간 배양후 메타놀을 1% 첨가하여 다시 24시간 배양한 다음 원심분리하였다. 배양 상등액에 50% TCA(trichloroacetic acid)를 첨가한 다음 0℃에서 1분간 방치한 후 10000 rpm으로 10분간 원심분리하여 침전물을 에테르:에탄올이 1:1로 혼합된 혼합액으로 잔여 TCA를 세척하고 실온에서 건조시켰다. 이를 라엠리 방법(Laemmli, U.K., 1970, Cleavage of structure proteins during the assembly of the head bacterophage T4, Nature, 227:680-685)에 따라 SDS-PAGE하고 (제5a도 참조) 인체 EGF 특이적 모노클로날 항체를 이용하여 웨스턴 블러팅(Western blotting)하였다(제5b도 참조).In addition, the transformants transformed by the plasmid containing the secretion signal among these DL-1 strains were incubated for 24 hours in an induction medium, followed by incubation for 24 hours again with the addition of 1% of methanol, followed by centrifugation. After adding 50% TCA (trichloroacetic acid) to the culture supernatant, the mixture was left at 0 ° C for 1 minute and then centrifuged at 10000 rpm for 10 minutes to wash the remaining TCA with a mixture of ether and ethanol 1: 1. Dried over. This was followed by SDS-PAGE (see also 5a) according to the Laemli method (Laemmli, UK, 1970, Cleavage of structure proteins during the assembly of the head bacterophage T4, Nature, 227: 680-685) and human EGF specific monoclones. Western blotting using raw antibodies (see also Figure 5b).

제5b도에서 알 수 있는 바와 같이 한세눌라 폴리모르파에서 발현된 재조합 인체 EGF가 소변 유래의 인체 EGF와 동일한 에피토프(epitope)을 가지고 있는 것으로 확인되었다.As can be seen in Figure 5b it was confirmed that recombinant human EGF expressed in Hanshenula polymorpha has the same epitope as the human EGF derived from urine.

VI. 벡터 pA-EGF3의 한세눌라 폴리모르파 염색체로의 도입 확인VI. Confirmation of the introduction of the vector pA-EGF3 into the Hanshenula polymorpha chromosome

pA-EGF3의 한세눌라 폴리모르파 염색체로의 도입을 확인하기 위해서 pA-EGF3(제1레인), pA-EGF3과 DL-1숙주의 전체 DNA(제8레인), DL-1 숙주의 전체 DNA(제13레인) 및 인체 EGF를 분비하는 균주 10주 (표 1)의 1-7(제2레인) 1-16(제3레인) 1-71(제4레인) 2-11(제5레인) 2-21(제6레인) 2-23(제7레인) 2-76(제9레인) 3-6(제10레인) 3-11(제11레인) 3-25(제12레인)의 전체 DNA를 HindⅢ(제6a도 참조) 및 EcoRI(제6b도 참조)로 각각 처리하여 아가로즈 겔에서 전기 영동한 후 이를 나일론 멤브레인 필터로 전이하여 상기한 삼부르크 등의 방법에 따라 서던 하이브리디제이션(Southern hybridization)을 실시하였으며, 탐침자로는 HindⅢ로 처리된 pA-EGF3를 DIG 라벨링 키트(뵈링거 만하임사제)을 이용하여 그 설졍서에 따라 표지하여 사용하였다. 그 결과는 제6도에 나타내었다.To confirm the introduction of pA-EGF3 into the Hansenula polymorpha chromosome, pA-EGF3 (lane 1), pA-EGF3 and whole DNA (lane 8) of the DL-1 host, and the total DNA of the DL-1 host (Lane 13) and strains secreting human EGF 1-7 (lane 2) 1-16 (lane 3) 1-71 (lane 4) 2-11 (lane 5) of 10 strains (Table 1) ) 2-21 (lane 6) 2-23 (lane 7) 2-76 (lane 9) 3-6 (lane 10) 3-11 (lane 11) 3-25 (lane 12) The whole DNA was treated with HindIII (see also FIG. 6a) and EcoRI (see also FIG. 6b), electrophoresed on an agarose gel and then transferred to a nylon membrane filter, followed by Southern hybridization according to Samburg et al. (Southern hybridization) was carried out, the pA-EGF3 treated with HindIII as a probe was used by labeling according to the instructions using a DIG labeling kit (manufactured by Schöllinger Mannheim). The results are shown in FIG.

제6도에서 알 수 있는 바와 같이 EGF 활성을 보이는 모든 형질전환체의 염색체 DNA에서 플라스미드 유래의 유전자가 존재하고 있음을 확인할 수 있었고, No. 1-7, 1-71, 2-21, 2-76, 3-6,3-25주의 경우에는 제6a도에서 대조구로 사용한 9.2kb의 pA-EGF3/HindⅢ 절편과 제6b도에서 pA-EGF3/EcoRI 절편인 5.8 및 3.4kb와 각각 동일한 위치에서 다른 밴드 보다 상대적으로 강한 신호를 보이는 밴드가 관찰되었다. 이들은 최소한 2개 이상의 플라스미드 DNA가 숙주세포의 염색체에 탠덤-리피트(tandem-repeat)로 도입된 경우의 양상이며 특히 콜로니 No. 2-21에 해당하는 제6레인에서는 상대적 신호강도의 차이가 다른 레인에 비해 가장 큼을 확인할 수 있었다. 이는 탠덤-리피트로 도입된 플라스미드 수가 가장 많다는 것을 보여주며 동균주의 인체 EGF 생산성이 가장 높은 앞의 실험 결과와 일치된 결과였다.As can be seen in Figure 6 it can be confirmed that the plasmid-derived gene is present in the chromosomal DNA of all transformants showing EGF activity. For 1-7, 1-71, 2-21, 2-76, 3-6,3-25 weeks, the 9.2 kb pA-EGF3 / HindIII fragment used as a control in Figure 6a and pA-EGF3 in Figure 6b. A band showing a stronger signal than the other bands was observed at the same position as the / EcoRI sections 5.8 and 3.4 kb, respectively. These are aspects in which at least two plasmid DNAs are introduced as tandem-repeat into the chromosome of a host cell, in particular colony No. In lane 6 corresponding to 2-21, the difference in relative signal strength was greater than that in other lanes. This shows that the number of plasmids introduced into tandem-repeat is the highest and is in agreement with the previous experimental results with the highest human EGF productivity of the same strain.

그러나 콜로니 No. 2-11의 경우처럼 대량 도입의 형태는 보이지 않으나 인체 EGF의 생산성이 높은 균주도 관찰되었다.But colony no. As in the case of 2-11, the form of mass introduction was not seen, but a high-productivity strain of human EGF was observed.

Ⅶ. 벡터 pA-EGF3의 도입 복제 수 확인Iii. Confirmation of the number of clones introduced into the vector pA-EGF3

각 형질전환체가 갖는 플라스미드 유래의 유전자 복제(copy) 수를 확인하기 위하여 pA-EGF3, pMOX△RI을 StuI/EcoRI을 처리하여 얻은 MOX 프로모터 단편을 DIG-라벨링하여 탐침자로 사용하여 조사하였다. 그 결과를 제7도 도시하였다.In order to confirm the number of gene copies derived from plasmids of each transformant, MOA promoter fragments obtained by treating StuI / EcoRI with pA-EGF3 and pMOXΔRI were DIG-labeled and used as probes. The result is also shown in FIG.

제7도에 도시한 바와 같이 숙주의 MOX 프로모터 단편에 해당하는 신호는 0.8Kb 근처에 나타났고, 플라스미드 pA-EGF3 유래의 DNA에 해당하는 신호는 1.6Kb 근처에서 나타났다. 이들 두 밴드의 신호 강도의 차이는 숙주 한세눌라 폴리모르파 DL-1이 원래 가지고 있는 단일 복제의 MOX 프로모터 단편과 형질전환되어 가지고 있는 pA-EGF3 유래의 MOX 프로모터 단편의 수적 차이를 의미하기 때문에 형질전환체의 염색체 DNA에 도입된 플라스미드 pA-EGF3의 복제수를 확인할 수 있었다. 결과에서 보는 바와 같이 콜로니 No. 1-7, 1-16, 2-21, 2-76, 3-6, 3-11, 3-25에서는 예상한 바와 같이 1.6 및 0.8kb의 신호가 나타났다. 이들 두 신호 강도를 비교할 때 약 2-5배 정도의 차이가 나타났고 콜로니 No. 2-21의 경우 가장 신호 강도가 차이가 나서 약 5copy정도가 염색체에 도입 되었음을 알 수 있었다. 그리고 No. 1-71, 2-11, 2-23주는 비교할 상대 밴드가 나타나지 않았는데 이는 플라스미드 유전자가 염색체 DNA에 도입될 때 염색체상에 존재하는 MOX 유전자 주변에 도입되어 이들의 하이브리디제이션(hybridization) 양상이 변화된 것으로 추정되었다.As shown in FIG. 7, the signal corresponding to the host's MOX promoter fragment appeared near 0.8 Kb and the signal corresponding to the DNA from plasmid pA-EGF3 appeared near 1.6 Kb. The difference in signal strength of these two bands is due to the numerical difference between the single copy of the MOX promoter fragment originally possessed by the host Hanshenula polymorpha DL-1 and the MOX promoter fragment derived from pA-EGF3 transformed. The number of copies of the plasmid pA-EGF3 introduced into the chromosomal DNA of the converter was confirmed. As shown in the results, colony no. At 1-7, 1-16, 2-21, 2-76, 3-6, 3-11, and 3-25, signals of 1.6 and 0.8 kb appeared as expected. Comparing these two signal strengths showed a difference of about 2-5 times and colony no. In case of 2-21, the difference in signal intensity was found to be about 5 copies introduced into the chromosome. And No. 1-71, 2-11, and 2-23 strains showed no relative bands to compare, which were introduced around the MOX genes on the chromosome when the plasmid genes were introduced into the chromosomal DNA, altering their hybridization patterns. It was estimated.

Ⅷ. 인체 EGF의 표준 곡선Iii. Standard Curve of Human EGF

일차적으로 선별한 인체 EGF 분비 균주들을 발현 유도 배지가 들어있는 시험관에서 37℃에서 24시간 동안 진탕배양한 다음 1%의 메타놀을 첨가하여 37℃에서 24시간 동안 진탕배양하였다. 배양액을 PBS(0.008 M Na2HPO4, 0.002 M KH2PO4, 0.14 M NaCl, 0.01 M KCl, Ph 7.4)로 100배 희석한 다음 희석액 100㎕을 마이크로타이터 웰(Nunc-immuno module)에 각각 넣고 37℃에서 1시간 반응시켰다. 이를 TBST로 씻어내고 쥐의 항-hEGF 항체로 1시간 처리한 다음 다시 TBST로 세번 씻어내었다. 이를 HRP로 표지된 항-쥐 IgG로 1시간 처리하고, 세척 후 ABTS(2,2'-azino-di-[3-ethylbenzthiazoline sulfonate(6)], H2O2를 1:1로 섞은 혼합액 100㎕를 첨가하여 발색시켜 96-웰 플레이트 자동판독기(THERMOmax, Molecular devices, USA)를 사용하여 405nm에서 표준 인체 EGF를 50ng까지 희석하여 각각 반응시켜 표준 곡선을 작성하였다.The primary selected human EGF secretion strains were shaken in vitro for 24 hours at 37 ° C. in a test tube containing expression induction medium, followed by shaking at 37 ° C. for 24 hours with the addition of 1% methanol. The culture solution was diluted 100-fold with PBS (0.008 M Na 2 HPO 4 , 0.002 M KH 2 PO 4 , 0.14 M NaCl, 0.01 M KCl, Ph 7.4), and then 100 μl of the dilution was placed in a microtiter well (Nunc-immuno module). Each was added and reacted at 37 ° C for 1 hour. It was washed with TBST, treated with mouse anti-hEGF antibody for 1 hour, and washed again with TBST three times. This was treated with HRP-labeled anti-rat IgG for 1 hour, washed, and mixed with ABTS (2,2'-azino-di- [3-ethylbenzthiazoline sulfonate (6)], H 2 O 2 in a 1: 1 mixture. Colors were added by adding μl and diluted to 50 ng of standard human EGF at 405 nm using a 96-well plate auto reader (THERMOmax, Molecular devices, USA) to prepare a standard curve.

IX. 인체 EGF의 생산IX. Production of Human EGF

상기한 DL-1 균주를 이용하여 인체 EGF를 효모 추출물 50g, 박토-펩톤 100g, 글리세롤 100g, 증류수 2ℓ를 포함하는 배양 배지에 접종하여 37℃에서 배양한 후, YNB(Yeast Nitrogen Base Without amino acid)67g, 글리세롤 1000g, 메탄올 1000g, 증류수 2ℓ를 포함하는 유도 배지에서 메탄올이 0.5-1중량%되게 유지하면서 배양하였다. 유도후 약50시간 지난 뒤 인체 EGF의 농도는 200mg/ℓ이었다.After inoculating human EGF into a culture medium containing 50 g of yeast extract, 100 g of bacto-peptone, 100 g of glycerol, and 2 l of distilled water using the DL-1 strain, and incubating at 37 ° C., YNB (Yeast Nitrogen Base Without amino acid) 67 g, glycerol 1000 g, methanol 1000 g, was incubated while maintaining the methanol 0.5-1% by weight in an induction medium containing 2 L of distilled water. About 50 hours after induction, the concentration of human EGF was 200 mg / l.

[효과][effect]

본 발명의 인체 EGF 재조합 벡터는 MOX 프로모터를 포함하고 있어 인체 EGF의 생산 조절이 쉽고 HARS를 포함하고 있어 형질 전환율이 높으며, 프리-프로리더를 갖고 있어 단백질의 분비가 용이하다. 또 이를 도입한 한세눌라 폴리모르파는 진핵 세포 유전자이고 인체 EGF를 안정적으로 생산 가능하며 다수개의 본 발명의 인체 EGF 벡터를 포함할 수 있어 대량으로 인체 EGF의 생산이 가능하며, 메탄올을 에너지원 및 탄소원으로 이용할 수 있어서 경제적이다.Human EGF recombinant vector of the present invention contains a MOX promoter is easy to control the production of human EGF, contains HARS, has a high transformation rate, and has a pre-proderer to facilitate protein secretion. In addition, the Hansenula polymorpha is a eukaryotic cell gene and can stably produce human EGF, and can include human EGF vectors of the present invention in large quantities. It is economical to use.

Claims (4)

T-mox(MOX terminator)를 pUC19벡터의 BamHI/SmaI 인식부위에 삽입하여 pUC-Tmox 벡터를 제조하고, 상기 pUC-Tmox 벡터의 SalI 인식부위에 LEU2 유전자를 삽입하여 pUC-TaLE 벡터를 제조하고, 상기 pUC-TaLE 벡터의 SalI 인식부위에 P-mox 유전자(MOX promotor)와 α프리-프로 리더(pre-proleader: ppL) 서열 및 EGF 유전자를 삽입하여 pU-EGF2 벡터를 제조하고, 상기 pU-EGF2 벡터를 EcoRI 제한효소로 자른 다음 P-mox/ppL/hEGF/T-mox를 포함하는 절편을 pA3 벡터의 EcoRI 인식부위에 삽입하여 제조한 pA-EGF3 재조합 벡터.A pUC-Tmox vector was prepared by inserting a T-mox (MOX terminator) into the BamHI / SmaI recognition site of the pUC19 vector, a pUC-TaLE vector was prepared by inserting the LEU2 gene into the SalI recognition site of the pUC-Tmox vector, A pU-EGF2 vector was prepared by inserting a P-mox gene (MOX promotor), an α pre-proleader (ppL) sequence and an EGF gene into the SalI recognition region of the pUC-TaLE vector, and the pU-EGF2. PA-EGF3 recombinant vector prepared by cutting the vector with EcoRI restriction enzyme and inserting a fragment containing P-mox / ppL / hEGF / T-mox into the EcoRI recognition site of the pA3 vector. 제2항의 pA-EGF3 재조합 벡터로 형질 전환된 기탁번호 제 KCTC 8601P호 한세눌라 폴리모르파 형질 전환주.The Accession No. KCTC 8601P Hansenula polymorpha transformant transformed with the pA-EGF3 recombinant vector of claim 2. 제2항에 있어서, 상기 한세눌라 폴리모르파는 한세눌라 폴리모르파 DL-1인 한세눌라 폴리모르파 형질 전환주.The Hansenula polymorpha strain of claim 2, wherein the Hansenula polymorpha is Hansenula polymorpha DL-1. 제3항의 한세눌라 폴리모르파 형질전환주를 배양하여 인체 EGF를 생산하는 방법.A method of producing human EGF by culturing the Hansenula polymorpha transformant of claim 3.
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