WO2004050878A1 - Method for modifying the expression of polypeptides in recombinant expression systems - Google Patents

Method for modifying the expression of polypeptides in recombinant expression systems Download PDF

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WO2004050878A1
WO2004050878A1 PCT/EP2003/013410 EP0313410W WO2004050878A1 WO 2004050878 A1 WO2004050878 A1 WO 2004050878A1 EP 0313410 W EP0313410 W EP 0313410W WO 2004050878 A1 WO2004050878 A1 WO 2004050878A1
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expression system
gene
expressed
codons
expression
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PCT/EP2003/013410
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German (de)
French (fr)
Inventor
Walter Meinl
Hans Rudolf Glatt
Original Assignee
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/67General methods for enhancing the expression

Definitions

  • the present invention relates to a method for changing the expression of polypeptides in recombinant expression systems, in which N-terminal codons in a gene to be expressed are replaced by a) synonymous and b) codons rare for the respective recombinant expression system.
  • the method can be carried out with a variety of different expression systems.
  • the invention further relates to a correspondingly mutated nucleic acid molecule in which N-terminal codons have been replaced by synonymous codons which are rare for the respective recombinant expression system, and to host cells and a method for expressing the mutated genes.
  • the amino acid sequence of a protein can be derived from the nucleotide sequence of the gene in question in units of three successive nucleobases (one codon).
  • mRNA messenger RNA
  • tRNA transfer RNA
  • the genetic code in living nature is (almost) universal, which means that all organisms use the same code.
  • the amino acids arginine, leucine and serine can each be coded by six, alanine, glycine, proline, threonine and valine by four each and isoleucine by three different base sequences.
  • the frequency analysis shows an unequal use of the principally equivalent codons depending on the species, with some codons occurring extremely rarely in the messenger RNAs, especially in the case of the amino acids mentioned above. Due to the rapid development in genetic engineering, many different approaches are now available for targeted changes in the codons of a gene.
  • One type of change concerns the synonymous base exchange, which alters the nucleotide sequence, but leaves the amino acid sequence unchanged. However, there are only a few studies on the consequences of such a base exchange. It is postulated that the frequency of the codons used reflects the frequency of the tRNA which recognizes them [1]. It has been shown that such rarely used codons do not occur in mRNA sequences that code for highly expressed proteins.
  • rare codons could be a regulatory mechanism that prevents the over-expression of these proteins [1].
  • expression of a protein in E. coli can be reduced by replacing synonymous codons with rare codons, in particular in a sequence of several rare codons in succession [2-4].
  • proteins are produced on an industrial scale in particular unicellular organisms and, among other things, in the production and preservation of food (e.g. dairy products, baked goods), in the production of complex chemicals and detergents, in agriculture and - last but not least - in the pharmaceutical sector Industry (eg insulin and other hormones, cytokines, antibiotics) are used.
  • Further examples are recombinant vaccines, microbial insecticides, technical enzymes (proteases, amylases, cellulases) and microbial polyesters.
  • US 4,945,051 describes a DNA segment which codes for a signal peptide. Using this signal sequence, recombinantly produced human lysozyme is exported into the culture medium and can thus be produced on a large scale.
  • US 5,082,767 describes a method for determining non-random codon pairing in an organism. The results are used to optimize codon pairing and to control translation efficiency.
  • US 5,436,391 describes a synthetic insecticidal gene in which the codon use has been adapted to Graminaceae and in particular rice.
  • No. 5,874,304 describes a “humanized” “green fluorescent protein” (GFP) which is adapted for high expression in mammalian cells, in particular in human cells. The codon usage is changed to a more suitable one for humans.
  • GFP green fluorescent protein
  • WO 99/14338 describes the codon adaptation of a LIP1 lipase from the yeast Candida rugosa to the expression in S. cerevisiae.
  • the object of the present invention is achieved by a method for changing the expression of polypeptides in recombinant expression systems, in which N-terminal codons in a gene to be expressed are replaced by a) synonymous and b) codons rare for the respective recombinant expression system.
  • the tRNAs compete for the amino acids, some of the rarer tRNAs may be activated differently than others. In addition, their stabilities could have a different regulatory effect at the start of translation at the N-terminus of the protein than at any other point on the protein. Therefore, the positioning of the codons plays a significant role in their effects.
  • the present invention relates to reverse substitution, i.e. rare codons are exchanged for more frequent ones.
  • N-terminus means the region between the start codon for methionine or F-Met (hereinafter referred to as codon “1”) to approximately amino acid 20 of the translated peptide.
  • codon “1” the start codon for methionine or F-Met
  • the areas to be modified can also be immediately connected to highly served leader, signal and / or translocation signals of the growing peptide chain lie, but this need not necessarily be the case.
  • a method according to the invention is preferred; in which at least one of the N-terminal codons 1 to 20 of the N-terminus of the gene to be expressed is replaced. It is further preferred that at least one of the N-terminal codons 1 to 10 of the N-terminus of the gene to be expressed is replaced.
  • Non-human animals or their tissues such as, for example, Drosophila, Caenorhabditis, sheep, cows, goats, rabbits, mice, rats, hamsters, zebrafish, monkeys and pigs, and organs of these animals,
  • Plants or their tissues such as, for example, arabidopsis, lupines, rice, potatoes, maize, oilseed rape, tomato, their leaves and callus cultures of the plants mentioned, and organs of the plants,
  • Mushrooms and their tissues such as mycorrhiza or tuber melanosporum,
  • prokaryotic individual cells such as, for example, Gram-positive or Gram-negative bacteria, such as, for example, Bacillus subtilis, Lactococcus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Caulobacter, Pseudomonas or Streptomycetes,
  • Eukaryotic individual cells such as yeasts such as Saccharomyces, Hansenula and Pichia, insect cell lines and mammalian cell lines such as CHO cells, V79 cells, COS cells or human or monkey cell lines, and
  • any recombinant gene can be of interest as the gene to be expressed.
  • These genes are preferably selected from bacterial genes, eukaryotic cDNAs and viral genes.
  • the expression of genes which code for proteins of economic interest is particularly preferred.
  • the weak expression of problematic (poorly or only laboriously) to be expressed genes can be improved by means of the method according to the invention.
  • the further preferred genes of the method according to the invention are selected from the genes for hormones, cytokines, antibiotics, proteases, amylases, lipases, cellulases, insecticides, antibodies and fragments thereof, polymerases, restriction enzymes, enzymes which are involved in the synthesis of secondary metabolites in plants or fungi are involved and selective onsmarkern.
  • the genes for insulin, chitosan, chymosin, lysozyme, interferons, interleukins, growth hormones, erythropoietin, foreign matter-processing enzymes and transmembrane transporters are very particularly preferred.
  • Another aspect of the present invention relates to a method, wherein the gene to be expressed is selected from the genes for xenobiotic-eliminating enzymes, such as, for example, the cytochrome P-450, alcoholdehydrogenases, glutathione transferases, N-acetyltransferases, UDP-glucuronosyltransferases and sulfotransferases ( SULT).
  • the genes for xenobiotic-eliminating enzymes such as, for example, the cytochrome P-450, alcoholdehydrogenases, glutathione transferases, N-acetyltransferases, UDP-glucuronosyltransferases and sulfotransferases ( SULT).
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is Salmonella typhimurium LT2 and in the gene to be expressed at least one ⁇ -terminal codon for alanine by GCU or GCA, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamine by CAA, for glycine by GGA or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUC or CUA, for lysine by AAG, for proline by CCU or CCC or CCA, for Serine is replaced by UCU or UCC or UCA or AGU, for threonine by ACU or ACA and for valine by GUA or GUG.
  • the expression system is Salmonella typhimurium LT2 and in the gene to be expressed at least one ⁇ -terminal codon for alanine by GCU or GCA, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamine by
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is Escherichia coli Kl 2, and in the gene to be expressed at least one ⁇ -terminal codon for alanine by GCU, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamate by GAG, for glycine by GGA or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUC or CUA, for lysine by AAG, for proline by CCU or CCC or CCA, for Serine is replaced by UCA, for threonine by ACU or ACA and for valine by GUA.
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is Lactococcus lactis, and in the gene to be expressed at least one ⁇ -terminal codon for Ala in by GCC or GCG, for arginine by AGG or CGC or CGG, for asparagine by AAC, for aspartate by GAC, for cysteine by UGC, for glutamine by CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for histidine by CAC, for isoleucine by AUA or AUC, for leucine by CUC or CUG or CUA, for lysine by AAG, for phenylalanine UUC, for proline by CCC or CCG, for serine by UCG or UCC, for threonine by ACC or ACG, for tyrosine by UAC and for valine by GUC or GUG.
  • the expression system is Lactococcus lactis, and in the gene to be expressed at least one
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is Saccharomyces cerevisiae and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for glutamine by CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for leucine by CUU or CUC or CUG or CUA, for proline by CCC or CCG, for serine by UCG or AGC, for threonine by ACG and for valine GUG is replaced.
  • the expression system is Saccharomyces cerevisiae and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for glutamine by CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for leucine by CUU or CUC or CUG or CUA, for proline
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is derived from Homo sapiens and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUA, for proline by CCG, for serine by UCG, for threonine by ACG and for valine by GUU or GUA is replaced.
  • the expression system is derived from Homo sapiens and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUA,
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is Critelus griseus or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUA, for proline by CCG, for serine by UCA or UCG, for threonine by ACG and for Valin is replaced by GUU or GUA.
  • the expression system is Critelus griseus or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is or is derived from Oryza sativa, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCA, for arginine by CGU or CGA, for glycine by GGU or GGA, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or CUA, for lysine by AAA, for serine by AGU and for valine by GUA.
  • this relates to a method which is characterized in that the expression system is Arabidopsis thaliana or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCC or GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for aspartate by GAC, for glycine by GGC or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or CUA or CUG, for proline by CCC or CCG, for serine by UCC or UCG or AGC, for threonine is replaced by ACG and for valine by GUC or GUA.
  • the expression system is Arabidopsis thaliana or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCC or GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for aspartate by GAC, for glycine by GGC or GGG, for isoleucine
  • the present invention relates to reverse substitution, i.e. rare codons are exchanged for more frequent ones.
  • the frequencies of the individual codons are different for each organism.
  • the organisms shown above are therefore only a selection of sample organisms. How the codon frequency is to be determined and how the sequence to be expressed is then to be adapted to the respective host organism can be found in the abovementioned examples and the following table of the codon frequencies and the literature available in the prior art on codon adaptations and can be adapted without difficulty to all other organisms and expression systems which are not yet listed in Table 1 below.
  • the codon frequency can also be adapted accordingly to the enzymes and tRNAs present for in vitro expression. For this purpose, these systems can also be modified accordingly compared to the commercially available systems.
  • / c (a) frequency with which codon c is used for coding amino acid a;
  • the way in which the nucleotide exchanges are introduced into N-terminal codons to be modified can be carried out by any suitable means available in the prior art.
  • suitable means available in the prior art.
  • a conventional mutagenesis method such as, for example, PCR mutagenesis (for example using mutated primers or the errors introduced by the polymerase), site-specific mutagenesis (“site-directed mutagenesis”), ligation mutagenesis , chemical mutagenesis by means of suitable chemicals or mutagenesis by homologous recombination.
  • a further aspect of the present invention then relates to a nucleic acid molecule in which N-terminal codons have been replaced by synonymous codons which are rare for the respective recombinant expression system and which is produced by means of one of the methods according to the invention mentioned above.
  • a further aspect of the present invention relates to a DNA or RNA vector molecule which comprises at least one or more nucleic acid molecule (s) as mentioned above and which can be expressed in a suitable expression system. This expression is carried out by the inserted mutations in a controlled or adapted manner.
  • Another aspect of the present invention relates to a host cell or a host organism that expresses a DNA or RNA vector molecule according to the present invention. All expression systems mentioned above can be used as organisms.
  • Pro or eukaryotic single cells such as, for example, Gram-positive or Gram-negative bacteria, yeasts, insect cell lines and mammalian cell lines, such as, for example, CHO cells, V79 cells, COS cells, human cell lines or monkey cell lines, are particularly preferred.
  • a further aspect of the present invention then relates to a method for expressing a recombinant polypeptide in an expression system, comprising the steps of a) providing the gene for the polypeptide to be recombinantly expressed, b) providing a suitable expression system, c) performing one method according to the invention as mentioned above, d) introducing the mutated gene from step c) into the suitable expression system, and e) expression of the gene and obtaining the polypeptide to be expressed recombinantly from the expression system.
  • the type of introduction into the expression system in step d) depends on the particular expression construct that is to be introduced into the system.
  • Types of transformation or transfection are known to those skilled in the art and include chemical and physical transfer methods such as, but not limited to, electroporation, particle transfer, liposome transfer, infection, conjugation, coprecipitation method or DMSO-mediated transformation.
  • the receipt and expression of the polypeptide to be recombinantly expressed from the expression system in step e) also depends, inter alia, on the type of expression system and the polypeptide to be expressed. In some cases this can also be cleaned from the culture medium.
  • the expressed protein can be contained in body fluids such as blood and urine or in animal products such as milk. A large number of corresponding cleaning methods are known to the person skilled in the art. These can easily be adjusted accordingly.
  • a last aspect of the present invention then relates to the recombinant polypeptide which is obtained by a process according to the invention.
  • FIG. 2 shows an immunoblot of the cytosol of the Salmonella typhimurium strains TA1538.
  • FIG. 3 shows an immunoblot of the cytosol of the Escherichia coli strains XL1-1A2 * 1 (* 1),
  • FIG. 4 an immunoblot of the cytosol of the E. coli strains XLl-2Blb (lb) (XL1-
  • SEQ ID No. 1 shows forward primer (FI) 5'-GAG CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC,
  • SEQ ID No. 2 shows the reverse primer (R1) 5 * -ACT CTC TCT AGA GTG ACC CCA GGA
  • SEQ ID No. Figure 3 shows forward primer (F4): 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC
  • SEQ ID No. Figure 4 shows forward primer (F5): 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC
  • SEQ ID No. Figure 5 shows forward primer (F2): 5'-GAAGAAGAACCCTATGACCAAC.
  • SEQ ID No. 6 shows forward primer (F3) 5'-CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC CAG
  • SEQ ID No. 7 shows forward primer (F6): 5'-TCCCTAGTCGACGCCATGGCGTCTCCC,
  • SEQ ID No. 8 shows reverse primer (R2): 5'-
  • SEQ ID No. 9 shows forward primer (F7): 5'-GAC GGA CCA GCA GAG CCA CAA ATA
  • SULT1A2cDNA was isolated from human liver samples using the reverse transcriptase (RT) polymerase chain reaction (PCR).
  • Total RNA was under isolated using the RNeasy mini kit from Qiagen (Hilden, Germany). 2 ⁇ g of total RNA were subjected to an RT with Superscript TM II (Lifetechnologies, Rockville, MD, USA) using an 18-mer oligo-DT primer (Bio TEZ, Berlin, Germany) at 42 ° C. for one hour , 2 ⁇ l of the RT reaction product were amplified for SULT1 A cDNA in subsequent PCR using two units of Kombipol TM -DNA polymerase mix (Invitec, Berlin, Germany) in a final volume of 50 ⁇ l according to the recommendations of Manufacturer uses.
  • RT reverse transcriptase
  • the forward primer (FI) 5'-GAG CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC (SEQ ID No. 1) introduced an Nco I site at the position of the translation start codon of SULTA2.
  • the reverse primer (R1) 5'-ACT CTC TCT AGA GTG ACC CCA GGA GC (SEQ ID No. 2) introduced a 3'-Xba I restriction site in the 3 'flanking region.
  • the reaction conditions for the PCR were: 5 minutes at 95 ° C for denaturation, 1 minute at 94 ° C for the later denaturation steps, 1 minute at 60 ° C for annealing and 1 minute at 72 ° C for extension (30 cycles); and a final extension step at 72 ° C for 10 minutes.
  • this primer would amplify all SULT1 A cDNAs that are present in the sample. Therefore, a Barn HI (MBI-Fermentas, Wilnius, Lithuania) restriction digest was carried out followed by 1% agaraoe gel electrophoresis in order to specifically digest and resolve the SULTA1 cDNA. The remaining 900 bp full length SULT cDNA was extracted from the gel using the Qiaex II gel extraction kit (Qiagen) and then used as a template for a second PCR under the same conditions to enrich the PCR product for SULT1A2.
  • Qiaex II gel extraction kit Qiagen
  • SULT1A2 * 1 cDNA was constructed by site-directed in vitro mutagenesis of SULT1A2 * 2 cDNA in two successive PCR reactions.
  • the codon for Thr was mutated to an Asn codon (AAC) using the internal forward primer (F2): 5'-GAAGAAGAACCCTATGACCAAC (SEQ ID No. 5).
  • the forward primer (F3) 5'-CTCAGGACCATGGAGCTGATCCAGGACATCTCT (SEQ ID No. 6) in the second PCR reaction was designed so that codon 7 encoded Ile (ATC) instead Thr (ACC) and that a silent C to T mutation between SULT1A2 * 2 and SULT1A2 * 1, which was described in the sequence database, was also introduced.
  • the resulting long length product was cloned into the modified prokaryotic expression vector pKK233-2 using the 5'-Nco I and the 3'-Xba / restriction site. Sequencing confirmed that the subcloned cD ⁇ A was identical to that reported in the database for SULT1A2 * 1 (HAST4v) (Genbank, accession number U28169).
  • the sequence of the forward primer F5 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC ACA TCA AGG CCG CCA C was used and the PCR was carried out with the reverse primer R1 (SEQ ID ⁇ o . 2) and the SULT1 A2 * 2 cD ⁇ A template. In both cases the PCR conditions were the same as for the previous constructs.
  • the vector pKK233-2 had proven to be suitable for the constructive expression of SULT in E. coli and S. typhimurium.
  • the polylinker region of this vector only exists from three restriction sites, Nco I (at the 5 'end), Pst I and Hind III. This caused a problem because SULT1A2 cDNA has three internal Pst I sites and one Hind III restriction site.
  • an Nco VPvu I fragment of pKK233-2 was replaced by the corresponding fragment of the prokaryotic expression vector pTRC99A (Pharmacia), which is a derivative of pKK233-2 and which pUC18 polylinker site exchanged.
  • the sequence of the modified pKK233-2 vector is identical to pKK233-2, except for the polylinker site of the newly inserted fragment from pTRC99A.
  • SULTBlb cDNA was isolated from human placenta samples using RT-PCR.
  • the reverse transcription was carried out analogously to the SULTlA2 isolation.
  • the forward primer F6 5'-TCC CTA GTC GAC GCC ATG GCG TCT CCC (SEQ ID No. 7)
  • the reverse primer R2 5'-ACT GAC AAG CTT ATT ATG AGG GTC GTG G (SEQ ID No . 8) which insert an Nco I at the 5 'end of the amplicate and an Hin dlll restriction site at the 3' end.
  • the number of PCR cycles was increased to 40, otherwise the PCR was carried out as described for SULT1A2.
  • the PCR resulted in a homogeneous amplification, which was ligated via the introduced restriction sites into the p-KK233-2 vector, which had also been digested with Nco I / Hin dlll, and which could be transfected into E. coli.
  • An E. coli clone could be isolated in which the cDNA inserted into the pKK233-2 Velctor matched the SULT2Blb reference sequence (GenBank, accession number U92315).
  • the plasmid was then transferred into S. typhimurium TA1538 analogously to the SULT1A2 plasmids.
  • the wild-type SULT2Blb cDNA was only weakly expressed in S. typhimurium. 6-20 times more protein compared to other SULT had to be used for the Western blot to get a clear signal.
  • a few codons after the translation start codon were exchanged for those which are rarely used by S. typhimurium, analogously to the method described.
  • the forward primer F7 5'-GAC GGA CCA GCA GAG CCA CAA ATA CCA GGA CTA TGG GAC (SEQ ID No. 9), together with R2 (SEQ ID No.
  • This artificial cDNA which is synonymous with SULT2Blb * l, was named SULT2Blb * lX.
  • Primer F7 did not contain the Nco I site and the translation start codon to limit the length.
  • the vector was restricted with Nco I.
  • the resulting overhang of the opposite strand was filled in with DNA polymerase I (Klenow fragment), so that a smooth end with the sequence ATG was formed.
  • the SULT2Blb * lX cDNA was then cloned into the vector with its smooth 5 'end and the Hin dlll restricted 3' end.
  • Cytosolic proteins (1-30 ug per lane) were resolved by SDS-polyacrylamide (110 mg / ml gel electrophoresis) according to the Lämmli method. After electrophoresis, the Hyobond ECL membrane proteins (Amersham Pharmacia Biotech, Little Chalfont, UK) were transferred. Two immune sera were used to detect SULT1 A2. An immune serum obtained in sheep against purified human SULT1 A3 protein recognized all human SULTIA proteins. The second immune serum was obtained in rabbits against a peptide (15 amino acids) contained in SULT1A1 and SULT1A2, but not in SULT1A3. Therefore, the serum only recognizes the first two forms.
  • SULT2Blb For the detection of SULT2Blb, an immune serum obtained in rabbits against the splice variant SULT2Bla was used, which also recognizes SULT2Blb, but no other human SULT.
  • the bands recognized by the antibody were analyzed using stronger chemiluminescence (Amersham) visualized with the help of the Fuji LAS-lOOO imaging system (Raytests, Straubenhardt, Germany).

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Abstract

The invention relates to a method for modifying the expression of polypeptides in recombinant expression systems, according to which N-terminal codons in a gene that is to be expressed are replaced by a) synonymous codons and b) codons that are rare for the respective recombinant expression system. The inventive method can be carried out by means of a plurality of different expression systems. The invention further relates to a correspondingly mutated nucleic acid molecule in which N-terminal codons are replaced by synonymous codons and codons that are rare for the respective recombinant expression system, host cells, and a method for expressing the mutated genes.

Description

Verfahren zur Expressionsveränderung von Polypeptiden in rekombinanten Method for changing expression of polypeptides in recombinant
Expressionssystemenexpression systems
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Expressionsveränderung von Polypeptiden in rekombinanten Expressionssystemen, wobei in einem zu exprimierenden Gen N- terminale Codons durch a) synonyme und b) für das jeweilige rekombinante Expressionssystem seltene Codons ersetzt werden. Das Verfahren kann mit einer Vielzahl von verschiedenen Expressionssystemen durchgeführt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechend mutiertes Nukleinsäuremolekül, in dem N-terminale Codons durch synonyme und für das jeweilige rekombinante Expressionssystem seltene Codons ersetzt wurden und Wirtszel- len und ein Verfahren zur Expression der mutierten Gene.The present invention relates to a method for changing the expression of polypeptides in recombinant expression systems, in which N-terminal codons in a gene to be expressed are replaced by a) synonymous and b) codons rare for the respective recombinant expression system. The method can be carried out with a variety of different expression systems. The invention further relates to a correspondingly mutated nucleic acid molecule in which N-terminal codons have been replaced by synonymous codons which are rare for the respective recombinant expression system, and to host cells and a method for expressing the mutated genes.
Die Aminosäuresequenz eines Proteins läßt sich aus der Nukleotidsequenz des betreffenden Gens in Einheiten von drei aufeinanderfolgenden Nukleobasen (ein Codon) ableiten. Die Codons der Boten-RNA (mRNA) paaren bei der Translation mit dem jeweils komplementären Antikodonbereich der Transfer-RNA (tRNA), die mit einer für dies Anticodon spezifischen Aminosäure beladen (aktiviert) ist. Da es vier unterschiedliche Basen gibt, sind 64 Tripletts als Codons möglich. Dabei ist der genetische Code in der belebten Natur (fast) universal, das heißt, alle Organismen verwenden denselben Code.The amino acid sequence of a protein can be derived from the nucleotide sequence of the gene in question in units of three successive nucleobases (one codon). When translated, the codons of the messenger RNA (mRNA) pair with the complementary anticodon region of the transfer RNA (tRNA), which is loaded (activated) with an amino acid specific for this anticodon. Since there are four different bases, 64 triplets are possible as codons. The genetic code in living nature is (almost) universal, which means that all organisms use the same code.
Drei der möglichen Codons (UAA, UAG und UGA) stehen für den Stopp der Translation. Die übrigen 61 Codons kodieren für nur 20 verschiedene Aminosäuren, da der genetische Code (wahrscheinlich aus evolutionären Gründen) degeneriert ist. Nach dem „Wobble"-Modell sind dabei viele der Nukleobasen an der dritten Stelle des Tripletts eines Codons nicht mehr für die Codierung relevant. Daraus ergibt sich, daß für eine Aminosäure auch mehrere Codons existieren können. Tatsächlich existieren mit Ausnahme von Methionin (AUG) und Tryptophan (UGG) für die weiteren Aminosäuren mindestens jeweils zwei Codons für die Aminosäuren.Three of the possible codons (UAA, UAG and UGA) stand for the translation stop. The remaining 61 codons code for only 20 different amino acids because the genetic code (probably for evolutionary reasons) is degenerate. According to the "wobble" model, many of the nucleobases at the third position in the triplet of a codon are no longer relevant for coding. This means that there can be several codons for one amino acid. In fact, with the exception of methionine (AUG) and tryptophan (UGG) for the further amino acids each have at least two codons for the amino acids.
Die Aminosäuren Arginin, Leucin und Serin können von jeweils sechs, Alanin, Glycin, Pro- lin, Threonin und Valin von jeweils vier und Isoleucin von drei unterschiedlichen Basenfolgen kodiert werden. Die Häufigkeitsanalyse zeigt eine ungleiche Verwendung der prinzipiell gleichwertigen Codons in Abhängigkeit von der Spezies, wobei insbesondere bei den oben genannten Aminosäuren einige Codons äußerst selten in den Boten-RNAs vorkommen. Aufgrund der raschen Entwicklung in der Gentechnologie stehen heute viele verschiedene Ansätze zur gezielten Veränderung der Codons eines Gens zur Verfügung. Ein Typ der Veränderung betrifft den synonymen Basenaustausch, der zwar die Nukleotidsequenz verändert, jedoch die Aminosäuresequenz unverändert läßt. Über die Folgen von solchen synonymen Basenaustauschen gibt es jedoch nur wenige Untersuchungen. Es wird postuliert, daß die Häufigkeit der verwendeten Codons die Häufigkeit der sie erkennenden tRNA widerspiegelt [1]. Es wurde gezeigt, daß solch selten verwendete Codons nicht in mRNA Sequenzen vorkommen, die für stark exprimierte Proteine kodieren.The amino acids arginine, leucine and serine can each be coded by six, alanine, glycine, proline, threonine and valine by four each and isoleucine by three different base sequences. The frequency analysis shows an unequal use of the principally equivalent codons depending on the species, with some codons occurring extremely rarely in the messenger RNAs, especially in the case of the amino acids mentioned above. Due to the rapid development in genetic engineering, many different approaches are now available for targeted changes in the codons of a gene. One type of change concerns the synonymous base exchange, which alters the nucleotide sequence, but leaves the amino acid sequence unchanged. However, there are only a few studies on the consequences of such a base exchange. It is postulated that the frequency of the codons used reflects the frequency of the tRNA which recognizes them [1]. It has been shown that such rarely used codons do not occur in mRNA sequences that code for highly expressed proteins.
So könnte der Einsatz seltener Codons ein Regulationsmechanismus sein, der die zu hohe Expression dieser Proteine verhindert [1]. Weiterhin ist im Stand der Technik bekannt, daß durch den Austausch synonymer Codons durch seltene Codons, insbesondere in einer Abfolge mehrerer seltener Codons hintereinander, die Expression eines Proteins in E. coli verringert werden kann [2-4].For example, the use of rare codons could be a regulatory mechanism that prevents the over-expression of these proteins [1]. Furthermore, it is known in the prior art that the expression of a protein in E. coli can be reduced by replacing synonymous codons with rare codons, in particular in a sequence of several rare codons in succession [2-4].
Die rekombinante Expression von Proteinen in den verschiedenartigsten Expressionssystemen hat in den letzten Jahrzehnten exponentiell zu genommen. So werden heutzutage Proteine in industriellem Maßstab in insbesondere einzelligen Organismen hergestellt und, unter anderem, in der Herstellung und Konservierung von Nahrungsmitteln (z.B. Molkereiprodukten, Backwaren), bei der Herstellung von komplexen Chemikalien und Waschmitteln, in der Landwirtschaft und - nicht zuletzt - der pharmazeutischen Industrie (z.B. Insulin und andere Hormone, Cytokine, Antibiotika) verwendet. Weitere Beispiele sind rekombinante Impfstoffe, mikrobielle Insektizide, technische Enzyme (Proteasen, Amylasen, Cellulasen) und mikro- bielle Polyester.The recombinant expression of proteins in the most diverse expression systems has increased exponentially in the past decades. Nowadays proteins are produced on an industrial scale in particular unicellular organisms and, among other things, in the production and preservation of food (e.g. dairy products, baked goods), in the production of complex chemicals and detergents, in agriculture and - last but not least - in the pharmaceutical sector Industry (eg insulin and other hormones, cytokines, antibiotics) are used. Further examples are recombinant vaccines, microbial insecticides, technical enzymes (proteases, amylases, cellulases) and microbial polyesters.
Die US 4,945,051 beschreibt ein DNA Segment, das für ein Signalpeptid kodiert. Mittels dieser Signalsequenz wird rekombinant hergestelltes menschliches Lysozym in das Kulturmedium exportiert und kann so in großem Maßstab hergestellt werden.US 4,945,051 describes a DNA segment which codes for a signal peptide. Using this signal sequence, recombinantly produced human lysozyme is exported into the culture medium and can thus be produced on a large scale.
Die US 5,082,767 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von nicht zufälliger Codon- Paarung in einem Organismus. Die Ergebnisse werden zur Codon-Paarungsoptimierung und zur Steuerung der Translationseffizienz verwendet. US 5,436,391 beschreibt ein synthetisches insektizides Gen, in dem die Codon- Verwendung an Graminaceen und insbesondere Reis angepaßt wurde.US 5,082,767 describes a method for determining non-random codon pairing in an organism. The results are used to optimize codon pairing and to control translation efficiency. US 5,436,391 describes a synthetic insecticidal gene in which the codon use has been adapted to Graminaceae and in particular rice.
US 5,874,304 beschreibt ein „humanisiertes" „Green fluorescent protein" (GFP), das für eine hohe Expression in Säugetierzellen angepaßt ist, insbesondere in menschlichen Zellen. Dabei wird der Codongebrauch zu einem für den Menschen geeigneteren verändert.No. 5,874,304 describes a “humanized” “green fluorescent protein” (GFP) which is adapted for high expression in mammalian cells, in particular in human cells. The codon usage is changed to a more suitable one for humans.
WO 99/14338 beschreibt die Codonanpassung einer LIP1 Lipase aus der Hefe Candida rugo- sa an die Expression in S. cerevisiae.WO 99/14338 describes the codon adaptation of a LIP1 lipase from the yeast Candida rugosa to the expression in S. cerevisiae.
Lakey et al. (2000, [5]) beschrieben, daß durch den Austausch seltener Codons durch synonyme häufigere die heterologe Expression von Proteinen in E. coli und anderen Organismen gesteigert wurde.Lakey et al. (2000, [5]) described that by replacing rare codons with more synonymous, the heterologous expression of proteins in E. coli and other organisms was increased.
Trotz der, wie zum Beispiel oben genannten, verschiedenen Ansätze, die Probleme bei der Expression von rekombinanten Proteinen zu vermeiden, bestehen diese jedoch weiterhin und sind unter anderem schlechte Löslichkeit, die Bildung von „inclusion bodies" und Denaturierung, vor allem eine schlechte (geringe) und instabile Expression. Es besteht somit weiterhin Bedarf an einfachen und effektiven Verfahren, um die Expression von rekombinanten Proteinen auf einer möglichst breiten Basis zu verbessern.Despite the various approaches, such as those mentioned above, to avoid the problems in the expression of recombinant proteins, they still persist and are, among other things, poor solubility, the formation of inclusion bodies and denaturation, and above all a poor (low ) and unstable expression There is therefore still a need for simple and effective methods to improve the expression of recombinant proteins on the broadest possible basis.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches einfaches und effektives Verfahren zur gesteuerten Expression von rekombinanten Proteinen auf einer möglichst breiten Basis zur Verfügung zu stellen. Weitere Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden bei Studium der nun folgenden Beschreibung und der Beispiele der vorliegenden Erfindung ersichtlich werden.It is therefore an object of the present invention to provide such a simple and effective method for the controlled expression of recombinant proteins on the broadest possible basis. Other objects and aspects of the invention will become apparent upon studying the following description and examples of the present invention.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren zur Expressionsveränderung von Polypeptiden in rekombinanten Expressionssystemen gelöst, wobei in einem zu ex- primierenden Gen N-terminale Codons durch a) synonyme und b) für das jeweilige rekombinante Expressionssystem seltene Codons ersetzt werden. Überraschenderweise konnte im Rahmen der der Erfindung zugrunde liegenden Versuche gefunden werden, daß bei heterologer Expression eines humanen Enzyms, nämlich SULT1A2*2 in einem bakteriellen Wirt, wie Salmonella typhimurium LT2 TA1538 eine lOfach höhere Expression erreicht wurde, wenn Codons im N-terminalen Bereich gegen synonyme seltene Codons des Bakteriums (also Wirtes) ausgetauscht wurden. Dies bestätigte sich in Folgeuntersuchungen, in denen weitere Peptide (z.B. SULT1A1*V und SULT2Blb), Wirtsorganismen (Escherichia coli), Selektionsmarker (Neomycinresistenz) und seltene Codons (z.B. GCA für Alanin, CCA für Prolin und GGA für Glycin) eingesetzt wurden. Daß die Einführung seltener Codons einen positiven Effekt auf die Expression haben würde, steht den bisherigen Ansätzen bei der Codonanpassung diametral entgegen. Ohne an eine Theorie gebunden werden zu wollen, wird vermutet, daß der hier vorliegende Effekt in der Zahl und Regulation sowie der Stöchiometrie der an der Translation der mRNA beteiligten tRNAs begründet liegt. Da die tRNAs untereinander in Konkurrenz um die Aminosäuren stehen, könnten einige der selteneren tRNAs möglicherweise anders aktiviert werden als andere. Zusätzlich könnten deren Stabilitäten sich gerade bei Beginn der Translation am N-Terminus des Proteins regulatorisch anders auswirken als an anderer Stelle des Proteins. Daher spielt die Positionierung der Codons eine erhebliche Rolle bei deren Effekten.The object of the present invention is achieved by a method for changing the expression of polypeptides in recombinant expression systems, in which N-terminal codons in a gene to be expressed are replaced by a) synonymous and b) codons rare for the respective recombinant expression system. Surprisingly, it was found within the scope of the experiments on which the invention is based that when heterologous expression of a human enzyme, namely SULT1A2 * 2 in a bacterial host such as Salmonella typhimurium LT2 TA1538, expression was achieved ten times higher when codons in the N-terminal region were counteracted synonymous rare codons of the bacterium (i.e. host) were exchanged. This was confirmed in follow-up examinations in which other peptides (e.g. SULT1A1 * V and SULT2Blb), host organisms (Escherichia coli), selection markers (neomycin resistance) and rare codons (e.g. GCA for alanine, CCA for proline and GGA for glycine) were used. The fact that the introduction of rare codons would have a positive effect on expression is diametrically opposed to previous approaches to codon adaptation. Without wishing to be bound by theory, it is assumed that the present effect is due to the number and regulation as well as the stoichiometry of the tRNAs involved in the translation of the mRNA. Because the tRNAs compete for the amino acids, some of the rarer tRNAs may be activated differently than others. In addition, their stabilities could have a different regulatory effect at the start of translation at the N-terminus of the protein than at any other point on the protein. Therefore, the positioning of the codons plays a significant role in their effects.
Aufgrund der Tatsache, daß in allen Organismen unterschiedliche Häufigkeiten der tRNAs und der Codons auftreten und die Regulation der tRNAs wahrscheinlich aus Gründen der Geschichte der Evolution der Translation auf einem extrem alten gemeinsamen Mechanismus beruhen dürfte, wird davon ausgegangen, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich sogar zur Expressionskontrolle in beliebigen Organismen eignet.Due to the fact that different frequencies of the tRNAs and the codons occur in all organisms and the regulation of the tRNAs is probably based on an extremely old common mechanism for the sake of the history of the evolution of translation, it is assumed that the method according to the invention is even fundamentally different suitable for expression control in any organism.
Neben der Einfügung von seltenen Codons in den N-Terminus des zu exprimierenden Gens können natürlich auch häufigere Codons eingefügt werden. Daher kann die erfindungsgemäße Expressionsveränderung eine Expressionssteigerung oder -Verringerung sein. Ist das Ziel eine Expressionsverringerung, betrifft die vorliegende Erfindung somit die umgekehrte Substitution, d.h. seltene Codons werden durch häufigere ausgetauscht.In addition to the insertion of rare codons in the N-terminus of the gene to be expressed, more frequent codons can of course also be inserted. The change in expression according to the invention can therefore be an increase or decrease in expression. Thus, when the goal is to decrease expression, the present invention relates to reverse substitution, i.e. rare codons are exchanged for more frequent ones.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „N-Terminus" den Bereich zwischen dem Startcodon für Methionin oder F-Met (hier im folgenden als Codon „1" bezeichnet) bis etwa Aminosäure 20 des translatierten Peptids. Im Falle der Translation in eukaryontischen Zellen können die zu modifizierenden Bereiche aber auch im unmittelbaren Anschluß an hoch kon- servierte Leader-, Signal-, und/oder Translokationssignale der wachsenden Peptidkette liegen, dies muß jedoch nicht zwangsläufig so sein. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren; bei dem mindestens eines der N-terminalen Codons 1 bis 20 des N-Terminus des zu exprimie- renden Gens ersetzt wird. Weiter bevorzugt ist, daß mindestens eines der N-terminalen Codons 1 bis 10 des N-Terminus des zu exprimierenden Gens ersetzt wird.For the purposes of the present invention, “N-terminus” means the region between the start codon for methionine or F-Met (hereinafter referred to as codon “1”) to approximately amino acid 20 of the translated peptide. In the case of translation in eukaryotic cells, the areas to be modified can also be immediately connected to highly served leader, signal and / or translocation signals of the growing peptide chain lie, but this need not necessarily be the case. A method according to the invention is preferred; in which at least one of the N-terminal codons 1 to 20 of the N-terminus of the gene to be expressed is replaced. It is further preferred that at least one of the N-terminal codons 1 to 10 of the N-terminus of the gene to be expressed is replaced.
Aufgrund der oben genannten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses bei einer Vielzahl von Expressionssystemen verwendet werden. So können diese ausgewählt sein aus:Because of the above-mentioned properties of the method according to the invention, it can be used in a variety of expression systems. So these can be selected from:
- Nicht-menschlichen Tieren oder deren Geweben, wie zum Beispiel Drosophila, Caenorhab- ditis, Schafen, Kühen, Ziegen, Kaninchen, Mäusen, Ratten, Hamstern, Zebrafischen, Affen und Schweinen, sowie Organen dieser Tiere,Non-human animals or their tissues, such as, for example, Drosophila, Caenorhabditis, sheep, cows, goats, rabbits, mice, rats, hamsters, zebrafish, monkeys and pigs, and organs of these animals,
- Pflanzen oder deren Gewebe, wie zum Beispiel Arabidopsis, Lupinen, Reis, Kartoffeln, Mais, Raps, Tomate, deren Blättern und Kalluskulturen der genannten Pflanzen, sowie Organen der Pflanzen,Plants or their tissues, such as, for example, arabidopsis, lupines, rice, potatoes, maize, oilseed rape, tomato, their leaves and callus cultures of the plants mentioned, and organs of the plants,
- Pilzen und deren Geweben, wie zum Beispiel Mycorrhiza oder Tuber melanosporum,Mushrooms and their tissues, such as mycorrhiza or tuber melanosporum,
- prokaryontischen einzelnen Zellen, wie zum Beispiel Gram-positiven oder Gram-negativen Bakterien, wie zum Beispiel Bacillus subtilis, Lactococcus, Escherichia coli, Salmonella ty- phimurium, Caulobacter, Pseudomonas oder Streptomyceten,prokaryotic individual cells, such as, for example, Gram-positive or Gram-negative bacteria, such as, for example, Bacillus subtilis, Lactococcus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Caulobacter, Pseudomonas or Streptomycetes,
- eukaryontischen einzelnen Zellen, wie zum Beispiel Hefen, wie zum Beispiel Saccharomy- ces, Hansenula und Pichia, Insektenzelllinien und Säugerzelllinien, wie zum Beispiel CHO- Zellen, V79-Zellen, COS-Zellen oder humanen oder Affenzelllinien, sowie- Eukaryotic individual cells such as yeasts such as Saccharomyces, Hansenula and Pichia, insect cell lines and mammalian cell lines such as CHO cells, V79 cells, COS cells or human or monkey cell lines, and
- zellfreien Expressionssystemen, Protoplasten und Baculovirussystemen.- cell-free expression systems, protoplasts and baculovirus systems.
Gemäß eines weiteren Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als das zu exprimie- rende Gen jedes rekombinante Gen von Interesse sein. Bevorzugterweise sind diese Gene ausgewählt aus bakteriellen Genen, eukaryontischen cDNAs und viralen Genen. Besonders bevorzugt ist die Expression von Genen, die für Proteine von wirtschaftlichem Interesse kodieren. Weiterhin kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die schwache Expression von problematisch (schlecht oder nur umständlich) zu exprimierenden Genen verbessert werden. Die weiter bevorzugten Gene des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ausgewählt aus den Genen für Hormone, Cytokine, Antibiotika, Proteasen, Amylasen, Lipasen, Cellulasen, Insektizide, Antikörper und Fragmente davon, Polymerasen, Restril tionsenzyme, Enzyme die an der Synthese von Sekundärmetaboliten in Pflanzen oder Pilzen beteiligt sind, und Selekti- onsmarkern. Ganz besonders bevorzugt sind die Gene für Insulin, Chitosan, Chymosin, Lyso- zym, Interferone, Interleukine, Wachstumshormone, Erythropoietin, Fremdstoff- prozessierende Enzyme und Transmembran-Transporter.According to a further aspect of the method according to the invention, any recombinant gene can be of interest as the gene to be expressed. These genes are preferably selected from bacterial genes, eukaryotic cDNAs and viral genes. The expression of genes which code for proteins of economic interest is particularly preferred. Furthermore, the weak expression of problematic (poorly or only laboriously) to be expressed genes can be improved by means of the method according to the invention. The further preferred genes of the method according to the invention are selected from the genes for hormones, cytokines, antibiotics, proteases, amylases, lipases, cellulases, insecticides, antibodies and fragments thereof, polymerases, restriction enzymes, enzymes which are involved in the synthesis of secondary metabolites in plants or fungi are involved and selective onsmarkern. The genes for insulin, chitosan, chymosin, lysozyme, interferons, interleukins, growth hormones, erythropoietin, foreign matter-processing enzymes and transmembrane transporters are very particularly preferred.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren, wobei das zu expri- mierende Gen ausgewählt ist aus den Genen für Xenobiotika eliminierenden Enzymen, wie zum Beispiel den Cytochromen P-450, Alcoholdehydrogenasen, Glutathiontransferasen, N- Acetyltransferasen, UDP-Glucuronosyltransferasen und Sulfotransferasen (SULT).Another aspect of the present invention relates to a method, wherein the gene to be expressed is selected from the genes for xenobiotic-eliminating enzymes, such as, for example, the cytochrome P-450, alcoholdehydrogenases, glutathione transferases, N-acetyltransferases, UDP-glucuronosyltransferases and sulfotransferases ( SULT).
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Salmonella typhimurium LT2 ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein Ν-terminales Codon für Alanin durch GCU oder GCA, für Arginin durch AGA oder AGG oder CGA oder CGG, für Glutamin durch CAA, für Glycin durch GGA oder GGG, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUC oder CUA, für Lysin durch AAG, für Prolin durch CCU oder CCC oder CCA, für Serin durch UCU oder UCC oder UCA oder AGU, für Threonin durch ACU oder ACA und für Valin durch GUA oder GUG ersetzt wird.According to a further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is Salmonella typhimurium LT2 and in the gene to be expressed at least one Ν-terminal codon for alanine by GCU or GCA, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamine by CAA, for glycine by GGA or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUC or CUA, for lysine by AAG, for proline by CCU or CCC or CCA, for Serine is replaced by UCU or UCC or UCA or AGU, for threonine by ACU or ACA and for valine by GUA or GUG.
Gemäß eines noch weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Escherichia coli Kl 2 ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein Ν-terminales Codon für Alanin durch GCU, für Arginin durch AGA oder AGG oder CGA oder CGG, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGA oder GGG, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUC oder CUA, für Lysin durch AAG, für Prolin durch CCU oder CCC oder CCA, für Serin durch UCA, für Threonin durch ACU oder ACA und für Valin durch GUA ersetzt wird.According to yet another aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is Escherichia coli Kl 2, and in the gene to be expressed at least one Ν-terminal codon for alanine by GCU, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamate by GAG, for glycine by GGA or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUC or CUA, for lysine by AAG, for proline by CCU or CCC or CCA, for Serine is replaced by UCA, for threonine by ACU or ACA and for valine by GUA.
Gemäß eines noch weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Lactococcus lactis ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein Ν-terminales Codon für Ala in durch GCC oder GCG, für Arginin durch AGG oder CGC oder CGG, für Asparagin durch AAC, für Aspartat durch GAC, für Cystein durch UGC, für Glutamin durch CAG, für Glutamat durch GAG ,für Glycin durch GGC oder GGG, für Histidin durch CAC, für Isoleucin durch AUA oder AUC, für Leucin durch CUC oder CUG oder CUA, für Lysin durch AAG, für Phenylalanin durch UUC, für Prolin durch CCC oder CCG, für Serin durch UCG oder UCC, für Threonin durch ACC oder ACG, für Tyrosin durch UAC und für Valin durch GUC oder GUG ersetzt wird.According to a still further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is Lactococcus lactis, and in the gene to be expressed at least one Ν-terminal codon for Ala in by GCC or GCG, for arginine by AGG or CGC or CGG, for asparagine by AAC, for aspartate by GAC, for cysteine by UGC, for glutamine by CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for histidine by CAC, for isoleucine by AUA or AUC, for leucine by CUC or CUG or CUA, for lysine by AAG, for phenylalanine UUC, for proline by CCC or CCG, for serine by UCG or UCC, for threonine by ACC or ACG, for tyrosine by UAC and for valine by GUC or GUG.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Saccharomyces cerevisiae ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCG, für Arginin durch CGC oder CGA oder CGG, für Glutamin durch CAG, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGC oder GGG, für Leucin durch CUU oder CUC oder CUG oder CUA, für Prolin durch CCC oder CCG, für Serin durch UCG oder AGC, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUG ersetzt wird.According to a further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is Saccharomyces cerevisiae and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for glutamine by CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for leucine by CUU or CUC or CUG or CUA, for proline by CCC or CCG, for serine by UCG or AGC, for threonine by ACG and for valine GUG is replaced.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem von Homo sapiens abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCG, für Arginin durch CGU oder CGA, für Glutamin durch CAA, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGU, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUA, für Prolin durch CCG, für Serin durch UCG, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUU oder GUA ersetzt wird.According to a further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is derived from Homo sapiens and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUA, for proline by CCG, for serine by UCG, for threonine by ACG and for valine by GUU or GUA is replaced.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Critelus griseus ist oder davon abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCG, für Arginin durch CGU oder CGA, für Glutamin durch CAA, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGU, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUA, für Prolin durch CCG, für Serin durch UCA oder UCG, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUU oder GUA ersetzt wird.According to a further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is Critelus griseus or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUA, for proline by CCG, for serine by UCA or UCG, for threonine by ACG and for Valin is replaced by GUU or GUA.
Gemäß eines noch weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Oryza sativa ist oder davon abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCA, für Arginin durch CGU oder CGA, für Glycin durch GGU oder GGA, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder CUA, für Lysin durch AAA, für Serin durch AGU und für Valin durch GUA ersetzt wird. Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Expressionssytem Arabidopsis thaliana ist oder davon abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCC oder GCG, für Arginin durch CGC oder CGA oder CGG, für Aspartat durch GAC, für Glycin durch GGC oder GGG, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder CUA oder CUG, für Prolin durch CCC oder CCG, für Serin durch UCC oder UCG oder AGC, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUC oder GUA ersetzt wird.According to a still further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is or is derived from Oryza sativa, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCA, for arginine by CGU or CGA, for glycine by GGU or GGA, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or CUA, for lysine by AAA, for serine by AGU and for valine by GUA. According to a further aspect of the present invention, this relates to a method which is characterized in that the expression system is Arabidopsis thaliana or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCC or GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for aspartate by GAC, for glycine by GGC or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or CUA or CUG, for proline by CCC or CCG, for serine by UCC or UCG or AGC, for threonine is replaced by ACG and for valine by GUC or GUA.
Neben der Einfügung von seltenen Codons in den N-Terminus des zu exprimierenden Gens können natürlich auch häufigere Codons eingefügt werden. Daher kann die erfindungsgemäße Expressionsveränderung eine Expressionssteigerung oder -Verringerung sein. Ist das Ziel eine Expressionsverringerung, betrifft die vorliegende Erfindung somit die umgekehrte Substitution, d.h. seltene Codons werden durch häufigere ausgetauscht.In addition to the insertion of rare codons in the N-terminus of the gene to be expressed, more frequent codons can of course also be inserted. The change in expression according to the invention can therefore be an increase or decrease in expression. Thus, when the goal is to decrease expression, the present invention relates to reverse substitution, i.e. rare codons are exchanged for more frequent ones.
Die Häufigkeiten der einzelnen Codons sind für jeden Organismus verschieden. Daher sind die oben dargestellten Organismen lediglich eine Auswahl von Beispielsorganismen. Wie die Codon-Häufigkeit zu ermitteln ist und wie dann die zu exprimierende Sequenz an den jeweiligen Wirtsorganismus anzupassen ist, kann aus den oben genannten Beispielen und der folgenden Tabelle der Codon-Häufigkeiten sowie dem im Stand der Technik über Codon- Anpassungen vorhandenen Literatur entnommen werden und ohne Schwierigkeiten auf alle anderen Organismen und Expressionssysteme angepaßt werden, die noch nicht in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt sind. Die Codon-Häufigkeit kann auch entsprechend an die zur in vitro Expression vorhandenen Enzyme und tRNAs angepaßt werden. Dazu können diese Systeme auch gegenüber den kommerziell erhältlichen Systemen entsprechend modifiziert werden.The frequencies of the individual codons are different for each organism. The organisms shown above are therefore only a selection of sample organisms. How the codon frequency is to be determined and how the sequence to be expressed is then to be adapted to the respective host organism can be found in the abovementioned examples and the following table of the codon frequencies and the literature available in the prior art on codon adaptations and can be adapted without difficulty to all other organisms and expression systems which are not yet listed in Table 1 below. The codon frequency can also be adapted accordingly to the enzymes and tRNAs present for in vitro expression. For this purpose, these systems can also be modified accordingly compared to the commercially available systems.
Tabelle 1: Selten verwendete Codons (Zahlen entnommen aus [6]); na = Zahl der Codons, die für Aminosäure a kodieren;Table 1: Rarely used codons (numbers taken from [6]); n a = number of codons coding for amino acid a;
/c(a) = Häufigkeit, mit der Codon c für die Codierung von Aminosäure a benutzt wird;/ c (a) = frequency with which codon c is used for coding amino acid a;
1 Seltenes Codon: /c(a) < na+1 (fett markiert in Tabelle 1);1 Rare codon: / c (a) <n a + 1 (marked in bold in Table 1);
Kodierte Aminosäure: Ala = Alanin, Arg = Arginin, Asn = Asparagin, Asp = Aspartat, Cys = Cystein, Gin = Glutamin, Glu = Glutamat, Gly = Glycin, His = Histidin, Ile = Isoleucin, Leu = Leucin, Lys = Lysin, Met = Methionin, Phe = Phenylalanin, Pro = Prolin, Ser = Serin, Thr = Threonin, Trp = Tryptophan, Tyr = Tyrosin und Val = Valin; und Organismen: ST = Salmonella typhimurium LT2, EC = Escherichia coli Kl 2, LL = Lactococ- cus lactis, SC = Saccharomyces cerevisiae, HS = Homo sapiens, CG = Critelus griseus, OS = Oryza sativa und AT = Arabidopsis thalianaCoded amino acid: Ala = alanine, Arg = arginine, Asn = asparagine, Asp = aspartate, Cys = cysteine, Gin = glutamine, Glu = glutamate, Gly = glycine, His = histidine, Ile = isoleucine, Leu = leucine, Lys = lysine , Met = methionine, Phe = phenylalanine, Pro = proline, Ser = serine, Thr = threonine, Trp = tryptophan, Tyr = tyrosine and Val = valine; and Organisms: ST = Salmonella typhimurium LT2, EC = Escherichia coli Kl 2, LL = Lactococcus lactis, SC = Saccharomyces cerevisiae, HS = Homo sapiens, CG = Critelus griseus, OS = Oryza sativa and AT = Arabidopsis thaliana
Codon Kodierte Aminosäure /c(a) *100Codon Coded amino acid / c (a) * 100
ST EC LL SC HS CG OS ATST EC LL SC HS CG OS AT
GCU Ala 13 16 41 38 26 32 22 44GCU Ala 13 16 41 38 26 32 22 44
GCC Ala 30 27 15 22 40 38 33 16GCC Ala 30 27 15 22 40 38 33 16
GCA Ala 13 21 34 29 23 23 19 27GCA Ala 13 21 34 29 23 23 19 27
GCG Ala 44 36 10 11 11 7 27 14GCG Ala 44 36 10 11 11 7 27 14
AGA Arg 4 4 27 48 21 19 15 35AGA Arg 4 4 27 48 21 19 15 35
AGG Arg 3 2 6 21 20 19 23 20AGG Arg 3 2 6 21 20 19 23 20
CGU Arg 33 38 36 15 8 11 11 17CGU Arg 33 38 36 15 8 11 11 17
CGC Arg 41 40 10 6 19 18 23 7CGC Arg 41 40 10 6 19 18 23 7
CGA Arg 6 6 16 7 11 13 9 12CGA Arg 6 6 16 7 11 13 9 12
CGG Arg 12 10 6 4 21 20 18 9CGG Arg 12 10 6 4 21 20 18 9
AAU Asn 47 45 75 59 46 45 43 52AAU Asn 47 45 75 59 46 45 43 52
AAC Asn 53 55 25 41 54 55 57 48AAC Asn 53 55 25 41 54 55 57 48
GAU Asp 61 63 73 65 46 46 47 68GAU Asp 61 63 73 65 46 46 47 68
GAC Asp 39 37 27 35 54 54 53 32GAC Asp 39 37 27 35 54 54 53 32
UGU Cys 42 44 79 63 45 46 34 60UGU Cys 42 44 79 63 45 46 34 60
UGC Cys 58 56 21 37 55 54 66 40UGC Cys 58 56 21 37 55 54 66 40
CAA Gin 29 35 82 69 26 23 40 56CAA Gin 29 35 82 69 26 23 40 56
CAG Gin 71 65 18 31 74 77 60 44CAG Gin 71 65 18 31 74 77 60 44
GAA Glu 63 69 81 71 42 40 36 52GAA Glu 63 69 81 71 42 40 36 52
GAG Glu 37 31 19 29 58 60 64 48GAG Glu 37 31 19 29 58 60 64 48
GGU Gly 24 34 38 47 16 20 20 34GGU Gly 24 34 38 47 16 20 20 34
GGC Gly 48 40 12 19 34 34 38 14GGC Gly 48 40 12 19 34 34 38 14
GGA Gly 12 11 37 22 25 24 20 37GGA Gly 12 11 37 22 25 24 20 37
GGG Gly 16 15 13 12 25 21 22 15GGG Gly 16 15 13 12 25 21 22 15
CAU His 58 57 73 64 41 43 45 61CAU His 58 57 73 64 41 43 45 61
CAC His 42 43 27 36 59 57 55 39CAC His 42 43 27 36 59 57 55 39
AUU Ile 50 51 63 46 36 35 34 41AUU Ile 50 51 63 46 36 35 34 41
AUC Ile 41 42 20 26 48 51 47 35AUC Ile 41 42 20 26 48 51 47 35
AUA Ile 9 7 16 27 16 13 20 24AUA Ile 9 7 16 27 16 13 20 24
UUA Leu 12 13 34 28 7 6 7 14UUA Leu 12 13 34 28 7 6 7 14
UUG Leu 12 13 21 29 13 14 17 22UUG Leu 12 13 21 29 13 14 17 22
CUU Leu 11 10 24 13 13 13 17 26CUU Leu 11 10 24 13 13 13 17 26
CUC Leu 10 10 7 6 20 29 28 17CUC Leu 10 10 7 6 20 29 28 17
CUA Leu 5 4 9 14 7 8 9 11CUA Leu 5 4 9 14 7 8 9 11
CUG Leu 50 50 5 11 40 40 23 11CUG Leu 50 50 5 11 40 40 23 11
AAA Lys 74 76 80 58 42 38 32 48AAA Lys 74 76 80 58 42 38 32 48
AAG Lys 26 24 20 42 58 62 68 52AAG Lys 26 24 20 42 58 62 68 52
AUG Met 100 100 100 100 100 100 100 100AUG Met 100 100 100 100 100 100 100 100
UUU Phe 60 57 75 59 46 46 37 51UUU Phe 60 57 75 59 46 46 37 51
UUC Phe 40 43 25 41 54 54 63 49UUC Phe 40 43 25 41 54 54 63 49
CCU Pro 16 16 37 31 28 32 24 38CCU Pro 16 16 37 31 28 32 24 38
CCC Pro 16 12 9 15 33 32 22 11CCC Pro 16 12 9 15 33 32 22 11
CCA Pro 13 19 46 42 27 28 25 33CCA Pro 13 19 46 42 27 28 25 33
CCG Pro 55 53 8 12 11 8 30 17 ucu Ser 12 15 26 26 18 21 16 28CCG Pro 55 53 8 12 11 8 30 17 ucu Ser 12 15 26 26 18 21 16 28
UCC Ser 17 15 5 16 22 23 21 13UCC Ser 17 15 5 16 22 23 21 13
UCA Ser 11 12 31 21 15 14 15 20UCA Ser 11 12 31 21 15 14 15 20
UCG Ser 16 15 6 10 6 5 15 10UCG Ser 16 15 6 10 6 5 15 10
AGU Ser 13 15 23 16 15 15 12 16 Codon Kodierte Aminosäure Λ(a) *100AGU Ser 13 15 23 16 15 15 12 16 Codon Coded amino acid Λ (a) * 100
Sr EC LL SC HS CG OS ATSr EC LL SC HS CG OS AT
AGC Ser 30 28 10 11 24 22 21 13AGC Ser 30 28 10 11 24 22 21 13
ACU Thr 12 17 36 35 24 26 22 34ACU Thr 12 17 36 35 24 26 22 34
ACC Thr 43 43 14 21 36 38 32 20ACC Thr 43 43 14 21 36 38 32 20
ACA Thr 11 13 38 30 28 28 23 31ACA Thr 11 13 38 30 28 28 23 31
ACG Thr 34 27 12 14 12 8 22 15ACG Thr 34 27 12 14 12 8 22 15
UGG Trp 100 100 100 100 100 100 100 100UGG Trp 100 100 100 100 100 100 100 100
UAU Tyr 60 57 74 56 44 44 39 52UAU Tyr 60 57 74 56 44 44 39 52
UAC Tyr 40 43 26 44 56 56 61 48UAC Tyr 40 43 26 44 56 56 61 48
GUU Val 22 26 48 39 18 17 24 41GUU Val 22 26 48 39 18 17 24 41
GUC Val 26 22 16 21 24 24 30 19GUC Val 26 22 16 21 24 24 30 19
GUA Val 16 15 23 21 11 12 10 15GUA Val 16 15 23 21 11 12 10 15
GUG Val 13 37 14 19 47 46 36 26GUG Val 13 37 14 19 47 46 36 26
Die Art und Weise, wie die synonymen Nukleotidaustausche in N-terminalen zu modifizierenden Codons eingeführt werden, kann durch jedes im Stand der Technik vorhandene geeignete Mittel erfolgen. Diese umfassen unter anderem bevorzugt ein herkömmliches Mutagene- severfahren, wie zum Beispiel eine PCR-Mutagenese (z.B. unter der Verwendung mutierter Primer oder der durch die Polymerase eingeführten Fehler), Stellen-spezifische Mutagenese („site-directed mutagenesis"), Ligations-Mutagenese, chemische Mutagenese durch geeignete Chemikalien oder Mutagenese durch homologe Rekombination. Natürlich sind dem Fachmann noch weitere Verfahren bekannt, die geeignet angepaßt werden können.The way in which the nucleotide exchanges are introduced into N-terminal codons to be modified can be carried out by any suitable means available in the prior art. These preferably include, among other things, a conventional mutagenesis method, such as, for example, PCR mutagenesis (for example using mutated primers or the errors introduced by the polymerase), site-specific mutagenesis (“site-directed mutagenesis”), ligation mutagenesis , chemical mutagenesis by means of suitable chemicals or mutagenesis by homologous recombination.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft dann ein Nukleinsäuremolekül, in dem N-terminale Codons durch synonyme und für das jeweilige rekombinante Expressionssystem seltene Codons ersetzt wurden und das mittels eines der oben genannten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.A further aspect of the present invention then relates to a nucleic acid molecule in which N-terminal codons have been replaced by synonymous codons which are rare for the respective recombinant expression system and which is produced by means of one of the methods according to the invention mentioned above.
Demgemäß betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein DNA- oder RNA- Vektormolekül, das mindestens eine oder mehrere Nukleinsäuremolekül(e) wie oben genannt umfaßt und das in einem geeigneten Expressionssystem exprimierbar ist. Diese Expression erfolgt durch die eingefügten Mutationen auf gesteuerte oder angepaßte Art und Weise.Accordingly, a further aspect of the present invention relates to a DNA or RNA vector molecule which comprises at least one or more nucleic acid molecule (s) as mentioned above and which can be expressed in a suitable expression system. This expression is carried out by the inserted mutations in a controlled or adapted manner.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Wirtszelle oder einen Wirtsorganismus, die/der ein DNA- oder RNA-Vektormolekül gemäß der vorliegenden Erfindung ex- primiert. Als Organismen kommen alle oben genannten Expressionssysteme in Frage. Besonders bevorzugt sind pro- oder eukaryontische Einzelzellen, wie zum Beispiel Gram-positive oder Gram-negative Bakterien, Hefen, Insektenzelllinien und Säugerzelllinien, wie zum Beispiel CHO-Zellen, V79-Zellen, COS-Zellen, humane Zelllinien oder Affenzelllinien. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft dann ein Verfahren zur Expression eines rekombinanten Polypeptids in einem Expressionssystem, umfassend die Schritte von a) zur Verfügung stellen des Gens für das rekombinant zu exprimierende Polypeptid, b) zur Verfügung stellen eines geeigneten Expressionssystems, c) Durchfuhren eines erfmdungsgemä- ßen Verfahrens wie oben genannt, d) Einführen des mutierten Gens aus Schritt c) in das geeignete Expressionssystem, und e) Expression des Gens und Erhalten des rekombinant zu exprimierenden Polypeptids aus dem Expressionssystem. Zusätzlich zu den ansonsten wie oben angegebenen Umständen und Bedingungen hängt dabei die Art der Einj-uhrung in das Expressionssytem in Schritt d) von dem jeweiligen Expressionskonstrukt ab, das in das System eingeführt werden soll. Arten der Transformation oder Transfektion sind dem Fachmann bekannt und schließen chemisch und physikalische Transfermethoden ein, wie zum Beispiel, aber nicht begschränkt auf, Elektroporation, Partikeltransfer, Liposomentransfer, Infektion, Konjugation, Kopräzipitationsverfahren oder DMSO-vermittelte Transformation. Der Erhalt und die Expression des rekombinant zu exprimierenden Polypeptids aus dem Expressionssystem in Schritt e) hängt unter anderem ebenfalls von der Art des Expressionssystems und dem zu exprimierenden Polypeptid ab. In manchen Fällen kann dies auch aus dem Kulturmedium gereinigt werden. Weiterhin kann das exprimierte Protein in Körperflüssigkeiten, wie etwa Blut und Urin oder in Tierprodukten, wie etwa der Milch enthalten sein. Eine Vielzahl von entsprechenden Reinigungsmethoden sind dem Fachmann bekannt. Diese können leicht entsprechend angepaßt werden. Gleiches gilt für die Expression, ob konstitutiv oder induziert, durch z.B. Temperatur oder andere Faktoren. Ein letzter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft dann das rekombinante Polypeptid, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird.Another aspect of the present invention relates to a host cell or a host organism that expresses a DNA or RNA vector molecule according to the present invention. All expression systems mentioned above can be used as organisms. Pro or eukaryotic single cells, such as, for example, Gram-positive or Gram-negative bacteria, yeasts, insect cell lines and mammalian cell lines, such as, for example, CHO cells, V79 cells, COS cells, human cell lines or monkey cell lines, are particularly preferred. A further aspect of the present invention then relates to a method for expressing a recombinant polypeptide in an expression system, comprising the steps of a) providing the gene for the polypeptide to be recombinantly expressed, b) providing a suitable expression system, c) performing one method according to the invention as mentioned above, d) introducing the mutated gene from step c) into the suitable expression system, and e) expression of the gene and obtaining the polypeptide to be expressed recombinantly from the expression system. In addition to the otherwise specified circumstances and conditions, the type of introduction into the expression system in step d) depends on the particular expression construct that is to be introduced into the system. Types of transformation or transfection are known to those skilled in the art and include chemical and physical transfer methods such as, but not limited to, electroporation, particle transfer, liposome transfer, infection, conjugation, coprecipitation method or DMSO-mediated transformation. The receipt and expression of the polypeptide to be recombinantly expressed from the expression system in step e) also depends, inter alia, on the type of expression system and the polypeptide to be expressed. In some cases this can also be cleaned from the culture medium. Furthermore, the expressed protein can be contained in body fluids such as blood and urine or in animal products such as milk. A large number of corresponding cleaning methods are known to the person skilled in the art. These can easily be adjusted accordingly. The same applies to expression, whether constitutive or induced, for example by temperature or other factors. A last aspect of the present invention then relates to the recombinant polypeptide which is obtained by a process according to the invention.
Die Erfindung soll nun im weiteren unter Bezug auf die beigefügten Figuren und das Sequenzprotokoll beschrieben werden, ohne darauf beschränkt zu werden. In den Figuren zeigt:The invention will now be described further with reference to the accompanying figures and the sequence listing, without being restricted thereto. The figures show:
Figur 1 Einen Immunblot des Cytosols der Salmonella typhimurium Stämme TA15381 shows an immunoblot of the cytosol of the Salmonella typhimurium strains TA1538
(O), TA1538-1A2*1 (*1), TA15381A2*1Z (*1Z), TA1538-1A2*2 (*2) und TA15381A2*1Y (*2Y). In den linken vier Spuren wurde die Menge von Cytosol (μg Protein) an den Expressionsspiegel des jeweiligen Stammes angepaßt (der aus früheren Experimenten abgeschätzt wurde), auf den rechten vier Spuren wurde eine gleiche Menge Cytosol (4 μg Protein) für alle Stämme verwendet. Figur 2 Einen Immunblot des Cytosols der Salmonella typhimurium Stämme TA1538-(O), TA1538-1A2 * 1 (* 1), TA15381A2 * 1Z (* 1Z), TA1538-1A2 * 2 (* 2) and TA15381A2 * 1Y (* 2Y). In the left four lanes, the amount of cytosol (ug protein) was adjusted to the expression level of the respective strain (which was estimated from previous experiments), in the right four lanes an equal amount of cytosol (4 ug protein) was used for all strains. FIG. 2 shows an immunoblot of the cytosol of the Salmonella typhimurium strains TA1538.
2Blb (Klone 1 und 2) (lb/1, lb/2), und TA15382Blb*lX (Klone 1-4) (XI, X2, X3, X4). Es wurde die gleiche Menge Cytosol (30 μg Protein) für beide Stämme verwendet und verschiedene Klone laut Numerierung analysiert.2Blb (clones 1 and 2) (lb / 1, lb / 2), and TA15382Blb * lX (clones 1-4) (XI, X2, X3, X4). The same amount of cytosol (30 μg protein) was used for both strains and different clones were analyzed according to the numbering.
Figur 3 Einen Immunblot des Cytosols der Escherichia coli Stämme XL1-1A2*1 (*1),FIG. 3 shows an immunoblot of the cytosol of the Escherichia coli strains XL1-1A2 * 1 (* 1),
XL1-1A2*1Z (*1Z), XL1-1A2*2 (*2) und XL1-1A2*1Y (*2Y). Es wurde die gleiche Menge Zytosol (5 μg) für alle Stämme verwendet.XL1-1A2 * 1Z (* 1Z), XL1-1A2 * 2 (* 2) and XL1-1A2 * 1Y (* 2Y). The same amount of cytosol (5 μg) was used for all strains.
Figur 4 Einen Immunblot des Cytosols der E. coli Stämme XLl-2Blb (lb) (XL1-FIG. 4 an immunoblot of the cytosol of the E. coli strains XLl-2Blb (lb) (XL1-
2Blb*lX (X). Es wurde die gleiche Menge Cytosol (30 μg Protein) für beide Stämme verwendet.2Blb * lX (X). The same amount of cytosol (30 µg protein) was used for both strains.
SEQ ID No. 1 zeigt Vorwärtsprimer (FI) 5'-GAG CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC,SEQ ID No. 1 shows forward primer (FI) 5'-GAG CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC,
SEQ ID No. 2 zeigt den reversen Primer (Rl) 5*-ACT CTC TCT AGA GTG ACC CCA GGASEQ ID No. 2 shows the reverse primer (R1) 5 * -ACT CTC TCT AGA GTG ACC CCA GGA
GC,GC,
SEQ ID No. 3 zeigt Vorwärtsprimer (F4): 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GACSEQ ID No. Figure 3 shows forward primer (F4): 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC
ATA TCA AGG CCG CCA C,ATA TCA AGG CCG CCA C,
SEQ ID No. 4 zeigt Vorwärtsprimer (F5): 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GACSEQ ID No. Figure 4 shows forward primer (F5): 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC
ACA TCA AGG CCG CCA C,ACA TCA AGG CCG CCA C,
SEQ ID No. 5 zeigt Vorwärtsprimer (F2): 5'-GAAGAAGAACCCTATGACCAAC.SEQ ID No. Figure 5 shows forward primer (F2): 5'-GAAGAAGAACCCTATGACCAAC.
SEQ ID No. 6 zeigt Vorwärtsprimer (F3) 5'-CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC CAGSEQ ID No. 6 shows forward primer (F3) 5'-CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC CAG
GAC ATC TCT,GAC ATC TCT,
SEQ ID No. 7 zeigt Vorwärtsprimer (F6): 5'-TCCCTAGTCGACGCCATGGCGTCTCCC,SEQ ID No. 7 shows forward primer (F6): 5'-TCCCTAGTCGACGCCATGGCGTCTCCC,
SEQ ID No. 8 zeigt Rückwärtsprimer (R2): 5'-SEQ ID No. 8 shows reverse primer (R2): 5'-
ACTGACAAGCTTATTATGAGGGTCGTGG, undACTGACAAGCTTATTATGAGGGTCGTGG, and
SEQ ID No. 9 zeigt Vorwärtsprimer (F7): 5'-GAC GGA CCA GCA GAG CCA CAA ATASEQ ID No. 9 shows forward primer (F7): 5'-GAC GGA CCA GCA GAG CCA CAA ATA
CCA GGA CTA TGG GAC.CCA GGA CTA TGG GAC.
BeispieleExamples
Isolierung von SULTlA2*2cDNAIsolation of SULTlA2 * 2cDNA
SULTlA2cDNA wurde unter der Verwendung der Reverse-Transskriptase (RT) - Polyme- rasekettenreaktion (PCR) aus menschlichen Leberproben isoliert. Gesamt-RNA wurde unter der Verwendung des RNeasy-Minikits von Qiagen (Hilden, Deutschland) isoliert. 2 μg Gesamt-RNA wurden mit Superscript™II (Lifetechnologies, Rockville, MD, USA) unter der Verwendung eines 18-mer-Oligo-DT-Primers (Bio TEZ, Berlin, Deutschland) bei 42°C für eine Stunde einer RT unterzogen. 2 μl des RT-Reaktionsprodukts wurden zur Amplifikation von SULT1 A cDNA in anschließender PCR unter der Verwendung von zwei Einheiten Kom- bipol™-DNA-Polymerase-Mix (Invitec, Berlin, Deutschland) in einem finalen Volumen von 50 μl gemäß den Empfehlungen des Herstellers verwendet. Der Vorwärtsprimer (FI) 5'-GAG CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC (SEQ ID No. 1), führte ein Nco I-Schnittstelle an der Position des Translations-Startcodons von SULTA2 ein. Der reverse Primer (Rl) 5'-ACT CTC TCT AGA GTG ACC CCA GGA GC (SEQ ID No. 2) führte eine 3'-Xba I- Restriktionsstelle in der 3 '-flankierenden Region ein. Die Reaktionsbedingungen für die PCR waren: 5 Minuten bei 95°C für Denaturierung, 1 Minute bei 94°C für die späteren Denaturie- rungsschritte, 1 Minute bei 60°C für das Annealing und 1 Minute bei 72°C für die Verlängerung (30 Zyklen); und ein finaler Verlängerungsschritt bei 72°C für 10 Minuten. Aufgrund der hohen Sequenzhomologie würde dieser Primer alle SULT1 A cDNAs amplifizieren, die in der Probe vorhanden sind. Daher wurde ein Barn HI (MBI-Fermentas, Wilnius, Litauen) - Restriktionsverdau mit anschließender 1%-Agaraoe-Gelelektrophorese durchgeführt, um spezifisch die SULTA1 cDNA zu verdauen und aufzulösen. Die verbleibende 900-Bp- Vollängen-SULT cDNA wurde aus dem Gel unter der Verwendung des Qiaex II- Gelextraktionskits (Qiagen) extrahiert und anschließend als ein Templat für eine zweite PCR unter den selben Bedingungen verwendet, um das PCR-Produkt auf SULT1A2 anzureichern.SULT1A2cDNA was isolated from human liver samples using the reverse transcriptase (RT) polymerase chain reaction (PCR). Total RNA was under isolated using the RNeasy mini kit from Qiagen (Hilden, Germany). 2 μg of total RNA were subjected to an RT with Superscript ™ II (Lifetechnologies, Rockville, MD, USA) using an 18-mer oligo-DT primer (Bio TEZ, Berlin, Germany) at 42 ° C. for one hour , 2 μl of the RT reaction product were amplified for SULT1 A cDNA in subsequent PCR using two units of Kombipol ™ -DNA polymerase mix (Invitec, Berlin, Germany) in a final volume of 50 μl according to the recommendations of Manufacturer uses. The forward primer (FI) 5'-GAG CTC AGG ACC ATG GAG CTG ATC (SEQ ID No. 1) introduced an Nco I site at the position of the translation start codon of SULTA2. The reverse primer (R1) 5'-ACT CTC TCT AGA GTG ACC CCA GGA GC (SEQ ID No. 2) introduced a 3'-Xba I restriction site in the 3 'flanking region. The reaction conditions for the PCR were: 5 minutes at 95 ° C for denaturation, 1 minute at 94 ° C for the later denaturation steps, 1 minute at 60 ° C for annealing and 1 minute at 72 ° C for extension (30 cycles); and a final extension step at 72 ° C for 10 minutes. Due to the high sequence homology, this primer would amplify all SULT1 A cDNAs that are present in the sample. Therefore, a Barn HI (MBI-Fermentas, Wilnius, Lithuania) restriction digest was carried out followed by 1% agaraoe gel electrophoresis in order to specifically digest and resolve the SULTA1 cDNA. The remaining 900 bp full length SULT cDNA was extracted from the gel using the Qiaex II gel extraction kit (Qiagen) and then used as a template for a second PCR under the same conditions to enrich the PCR product for SULT1A2.
Konstruktion von SULT1A2*1 cDNAConstruction of SULT1A2 * 1 cDNA
Das Verfahren des Isolierung von SULT1A2 cDNA wurde getrennt mit Leberproben von zwei Subjekten durchgeführt. In beiden Fällen wurde nur SULT1 A2*2 cDNA erhalten. Daher wurde SULT1A2*1 cDNA durch Stellen-gerichtete in vitro-Mutagenese von SULT1A2*2 cDNA in zwei aufeinander folgenden PCR-Reaktionen konstruktiert. In der ersten PCR wurde das Codon für Thr(ACC) zu einem Asn-Codon (AAC) unter der Verwendung des internen Vorwärtsprimers (F2): 5'-GAAGAAGAACCCTATGACCAAC (SEQ ID No. 5) mutiert. Unter der Verwendung desselben reversen Primers (Rl), der für die Isolierung von SULT1A2*2 verwendet wurde, ergab die PCR ein 3'-terminales 224 bp-Fragment, das anschließend als der reverse Primer (R2) in einem zweiten PCR-Schritt verwendet wurde. Der Vorwärtsprimer (F3) 5'-CTCAGGACCATGGAGCTGATCCAGGACATCTCT (SEQ ID No. 6) in der zweiten PCR-Reaktion war so aufgebaut, daß Codon 7 für Ile (ATC) kodierte, statt Thr (ACC) und daß eine stumme C zu T Mutation zwischen SULT1A2*2 und SULT1A2*1, die in der Sequenzdatenbank beschrieben wurde, ebenfalls eingeführt wurde. Das erhaltenen Nollängenprodukt wurde in den modifizierten prokaryontischen Expressionsvektor pKK233-2 unter der Verwendung der 5'-Nco I- und der 3'-Xba /-Restriktionsstelle kloniert. Die Sequenzierung bestätigte, daß die subklonierte cDΝA identisch zu derjenigen in der Datenbank für SULT1A2*1 (HAST4v) (Genbank, Zugangsnummer U28169) berichteten Sequenz war.The procedure of isolating SULT1A2 cDNA was carried out separately with liver samples from two subjects. In both cases, only SULT1 A2 * 2 cDNA was obtained. Therefore, SULT1A2 * 1 cDNA was constructed by site-directed in vitro mutagenesis of SULT1A2 * 2 cDNA in two successive PCR reactions. In the first PCR, the codon for Thr (ACC) was mutated to an Asn codon (AAC) using the internal forward primer (F2): 5'-GAAGAAGAACCCTATGACCAAC (SEQ ID No. 5). Using the same reverse primer (R1) used to isolate SULT1A2 * 2, the PCR resulted in a 3'-terminal 224 bp fragment which was then used as the reverse primer (R2) in a second PCR step has been. The forward primer (F3) 5'-CTCAGGACCATGGAGCTGATCCAGGACATCTCT (SEQ ID No. 6) in the second PCR reaction was designed so that codon 7 encoded Ile (ATC) instead Thr (ACC) and that a silent C to T mutation between SULT1A2 * 2 and SULT1A2 * 1, which was described in the sequence database, was also introduced. The resulting long length product was cloned into the modified prokaryotic expression vector pKK233-2 using the 5'-Nco I and the 3'-Xba / restriction site. Sequencing confirmed that the subcloned cDΝA was identical to that reported in the database for SULT1A2 * 1 (HAST4v) (Genbank, accession number U28169).
Synonymer Austausch von Codons in SULT1A2*1 und SULT1A2*2 cDΝASynonymous exchange of codons in SULT1A2 * 1 and SULT1A2 * 2 cDΝA
Um die Expressionsspiegel der SULT1A2*1 und *2-Proteine zu verändern, wurden einige Codons nach dem Translations-Startcodon gegen diejenigen ausgetauscht, die durch S. typhimurium selten verwendet werden. Die Codon-Gebrauchs-Daten wurden von http:Wwww.carzusa.or.jp/codon/ erhalten. Für die Erzeugung von SULT1A2*1Z wurde der Vorwärtsprimer F4 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC ATA TCA AGG CCG CCA C (SEQ ID Νo. 3), zusammen mit Rl (SEQ ID Νo. 2) als dem reversen Primer und SULT1A2*1 cDΝA als Templat verwendet. Für die Erzeugung von SULT1A2*2Y wurde die Sequenz des Vorwärtsprimers F5 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC ACA TCA AGG CCG CCA C (SEQ ID Νo. 4) verwendet und die PCR wurde mit dem reversen Primer Rl (SEQ ID Νo. 2) und dem SULT1 A2*2 cDΝA-Templat durchgeführt. In beiden Fällen waren die PCR-Bedingungen die selben, wie für die früheren Konstrukte. Unter Verwendung dieses Verfahrens wurden die folgenden Codons in beiden cDΝAs ausgetauscht: 3Leu CTG (54% Verwendung unter synonymen Codons) zu CTA (4%), 4Ile ATC (47%) zu ATA (7%), 5Glu CAG (73%) zu CAA (27%), 9Arg CGC (42%) zu AGG (1%). Das natürliche Codon für 8Ser unterscheidet sich zwischen den beiden allelischen Varianten: SULT1A2*1 TCT (14%) und SULT1A2*2 TCC (19%). Dieses wurde in beiden künstlichen cDΝAs zu TCA (9%) ausgetauscht. Der veränderte Bereich umfaßt auch Codon 7, das für verschiedene Aminosäuren in den beiden allelischen Varianten kodiert. Dazu wurden die folgenden synonymen Austausche durchgeführt: 7Ile ATC (47%) zu ATA (7%) in SULT1A2*1 und 7Thr ACC (45%) zu ACA (10%) in SULT1A2*2. Diese künstlichen cDΝAs, die synonym zu SULT1A2*1 und SULT1A2*2 sind, wurden jeweils als SULT1A2*1Z und SULT1A2*2Y bezeichnet.In order to change the expression levels of the SULT1A2 * 1 and * 2 proteins, some codons after the translation start codon were exchanged for those which are rarely used by S. typhimurium. The codon usage data was obtained from http: Wwww.carzusa.or.jp/codon/. For the generation of SULT1A2 * 1Z, the forward primer F4 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC ATA TCA AGG CCG CCA C (SEQ ID Νo. 3), together with Rl (SEQ ID Νo. 2) as the reverse primer and SULT1A2 * 1 cDΝA used as a template. For the generation of SULT1A2 * 2Y, the sequence of the forward primer F5 5'-AACAGACC ATG GAG CTA ATA CAA GAC ACA TCA AGG CCG CCA C (SEQ ID Νo. 4) was used and the PCR was carried out with the reverse primer R1 (SEQ ID Νo . 2) and the SULT1 A2 * 2 cDΝA template. In both cases the PCR conditions were the same as for the previous constructs. Using this procedure, the following codons were exchanged in both cDΝAs: 3 Leu CTG (54% use under synonymous codons) to CTA (4%), 4 Ile ATC (47%) to ATA (7%), 5 Glu CAG (73 %) to CAA (27%), 9 Arg CGC (42%) to AGG (1%). The natural codon for 8 Ser differs between the two allelic variants: SULT1A2 * 1 TCT (14%) and SULT1A2 * 2 TCC (19%). This was exchanged for TCA (9%) in both artificial cDΝAs. The changed region also includes codon 7, which codes for different amino acids in the two allelic variants. The following synonymous exchanges were carried out: 7 Ile ATC (47%) to ATA (7%) in SULT1A2 * 1 and 7 Thr ACC (45%) to ACA (10%) in SULT1A2 * 2. These artificial cDΝAs, which are synonymous with SULT1A2 * 1 and SULT1A2 * 2, were named SULT1A2 * 1Z and SULT1A2 * 2Y, respectively.
Konstruktion eines Expressionsvektors für SULT1A2Construction of an expression vector for SULT1A2
Der Vektor pKK233-2 hatte sich als für die konstruktive Expression von SULT in E. coli und S. typhimurium geeignet erwiesen. Jedoch besteht die Polylinker-Region dieses Vektors nur aus drei Restriktionsstellen, Nco I (am 5'-Ende), Pst I und Hind III. Dies verursachte ein Problem, da SULT1A2 cDNA drei interne Pst I - Stellen sowie eine Hind III- Restriktionsstelle aufweist. Um eine alternative Restriktionsstelle für das 3 '-Ende der cDNA zu erhalten, wurde ein Nco VPvu I-Fragment von pKK233-2 durch das entsprechende Fragment des prokaryonti- schen Expressionsvektors pTRC99A (Pharmacia), der ein Derivat von pKK233-2 ist und die pUC18-Polylinkerstelle aufweist, ausgetauscht. Die Sequenz des modifizierten pKK233-2- Vektors ist identisch mit pKK233-2, außer für die Polylinkerstelle des neu eingefügten Fragments von pTRC99A.The vector pKK233-2 had proven to be suitable for the constructive expression of SULT in E. coli and S. typhimurium. However, the polylinker region of this vector only exists from three restriction sites, Nco I (at the 5 'end), Pst I and Hind III. This caused a problem because SULT1A2 cDNA has three internal Pst I sites and one Hind III restriction site. In order to obtain an alternative restriction site for the 3 'end of the cDNA, an Nco VPvu I fragment of pKK233-2 was replaced by the corresponding fragment of the prokaryotic expression vector pTRC99A (Pharmacia), which is a derivative of pKK233-2 and which pUC18 polylinker site exchanged. The sequence of the modified pKK233-2 vector is identical to pKK233-2, except for the polylinker site of the newly inserted fragment from pTRC99A.
Die direkte Verwendung von pTRC99A wurde vermieden, da dieses Plasmid für ein Laclq- Repressorprotein kodiert. Daher ist die Expression von cDNA von diesem Vektor abhängig von der Induktion durch Galactose-Analoga. pKK233-2 und der modifizierten pKK233-2- Vektor fehlt diese Lac-Iq-Repressorsequenz, was daher eine konstruktive Expression in S. typhimurium TA1538 ermöglicht, der keinen endogenen LacIq-Repressor exprimiert.The direct use of pTRC99A was avoided because this plasmid codes for a Lacl q repressor protein. Therefore, expression of cDNA from this vector is dependent on induction by galactose analogs. pKK233-2 and the modified pKK233-2 vector lack this Lac-I q repressor sequence, which therefore enables constructive expression in S. typhimurium TA1538 which does not express any endogenous LacI q repressor.
Isolierung und Klonierung der SULT2Blb cDNAIsolation and cloning of the SULT2Blb cDNA
SULTBlb cDNA wurde unter der Verwendung der RT-PCR aus menschlichen Plazentaproben isoliert. Die reverse Transkription wurde analog zur SULTlA2-Isolierung durchgeführt. Zur spezifischen Amplifikation der SULT2Blb cDNA wurden der Vorwärtsprimer F6 5'- TCC CTA GTC GAC GCC ATG GCG TCT CCC (SEQ ID No. 7) und der Rückwärtsprimer R2 5'- ACT GAC AAG CTT ATT ATG AGG GTC GTG G (SEQ ID No. 8) verwendet, die am 5 '-Ende des Amplfikats eine Nco I und am 3 '-Ende eine Hin dlll Restriktionsschnittstelle einfügen. Die Anzahl der PCR-Zyklen wurde auf 40 erhöht, ansonsten wurde die PCR, wie bei SULT1A2 beschrieben, durchgeführt. Die PCR resultierte in einem homogenen Amplifi- kat, das über die eingeführten Restriktionsschnittstellen in den ebenso Nco I / Hin dlll verdauten p-KK233-2 Vektor ligiert und in E. coli transfiziert werden konnte. Es konnte ein E. coli Klon isoliert werden, bei dem die in den pKK233-2 Velctor eingefügte cDNA mit der SULT2Blb Referenzsequenz (GenBank, Zugangsnummer U92315) übereinstimmte. Das Plasmid wurde anschließend analog zu den SULT1A2-Plasmiden in S. typhimurium TA1538 überführt.SULTBlb cDNA was isolated from human placenta samples using RT-PCR. The reverse transcription was carried out analogously to the SULTlA2 isolation. For the specific amplification of the SULT2Blb cDNA, the forward primer F6 5'-TCC CTA GTC GAC GCC ATG GCG TCT CCC (SEQ ID No. 7) and the reverse primer R2 5'-ACT GAC AAG CTT ATT ATG AGG GTC GTG G (SEQ ID No . 8) which insert an Nco I at the 5 'end of the amplicate and an Hin dlll restriction site at the 3' end. The number of PCR cycles was increased to 40, otherwise the PCR was carried out as described for SULT1A2. The PCR resulted in a homogeneous amplification, which was ligated via the introduced restriction sites into the p-KK233-2 vector, which had also been digested with Nco I / Hin dlll, and which could be transfected into E. coli. An E. coli clone could be isolated in which the cDNA inserted into the pKK233-2 Velctor matched the SULT2Blb reference sequence (GenBank, accession number U92315). The plasmid was then transferred into S. typhimurium TA1538 analogously to the SULT1A2 plasmids.
Synonymer Austausch von Codons in der SULTBlb cDNASynonymous exchange of codons in the SULTBlb cDNA
Die Wildtyp SULT2Blb cDNA wurde in S. typhimurium nur schwach exprimiert. Es musste 6-20 mal mehr Protein im Vergleich zu anderen SULT für den Western-Blot verwendet wer- den, um ein eindeutiges Signal zu erhalten. Um den Expressionsspiegel des SULT2Blb- Proteins zu verändern, wurden analog des beschriebenen Verfahrens einige Codons nach dem Translations-Startcodon gegen diejenigen ausgetauscht, die durch S. typhimurium selten verwendet werden. Für die Erzeugung von SULT2Blb*lX wurde der Vorwärtsprimer F7 5'- GAC GGA CCA GCA GAG CCA CAA ATA CCA GGA CTA TGG GAC (SEQ ID No. 9), zusammen mit R2 (SEQ ID No. 8) als dem reversen Primer und SULT2Blb cDNA als Templat verwendet. Die PCR-Bedingungen waren die gleichen, wie bei der Herstellung der Wildtyp-cDNA; es wurden jedoch nur 30 Zyklen durchgeführt. Unter Verwendung dieses Verfahrens wurden in der SULT2Blb cDNA die folgenden Codons ausgetauscht: 4Gly GGG (16%) zu GGA (12%), 5Pro CCC (16%) zu CCA (13%), 6Ala GCC (30%) zu GCA (13%), 8Pro CCC (16%) zu CCA (13%) 9Gln CAG (71%) zu CAA (29%), und 10Ile ATC (41%) zu ATA (9%), πPro CCG (55%) zu CCA (13%) und 12Leu TTG (12%) zu CTA (5%). Diese künstliche cDNA, die synonym zu SULT2Blb*l ist, wurde mit SULT2Blb*lX bezeichnet. Der Primer F7 enthielt nicht die Nco I Schnittstelle und das Translations-Startcodon, um die Länge zu begrenzen. Um die cDNA in den Vektor pKK233-2 zu klonieren und das Startcodon in das selbe Leseraster zur SULT2Blb*lX cDNA zu setzen, wurde der Vektor mit Nco I restringiert. Der dadurch entstandene Überhang des Gegenstranges wurde mit der DNA- Polymerase I (Klenow-Fragment) aufgefüllt, so dass ein glattes Ende mit der Sequenz ATG entstand. Die SULT2Blb*lX cDNA wurde anschließend mit ihrem glatten 5 '-Ende und dem Hin dlll restringierten 3 '-Ende in den Vektor kloniert.The wild-type SULT2Blb cDNA was only weakly expressed in S. typhimurium. 6-20 times more protein compared to other SULT had to be used for the Western blot to get a clear signal. In order to change the expression level of the SULT2Blb protein, a few codons after the translation start codon were exchanged for those which are rarely used by S. typhimurium, analogously to the method described. For the generation of SULT2Blb * lX, the forward primer F7 5'-GAC GGA CCA GCA GAG CCA CAA ATA CCA GGA CTA TGG GAC (SEQ ID No. 9), together with R2 (SEQ ID No. 8) as the reverse primer and SULT2Blb cDNA used as a template. The PCR conditions were the same as in the preparation of the wild-type cDNA; however, only 30 cycles were performed. Using this procedure, the following codons were exchanged in the SULT2Blb cDNA: 4 Gly GGG (16%) to GGA (12%), 5 Pro CCC (16%) to CCA (13%), 6 Ala GCC (30%) GCA (13%), 8 Pro CCC (16%) to CCA (13%) 9 Gln CAG (71%) to CAA (29%), and 10 Ile ATC (41%) to ATA (9%), π Pro CCG (55%) to CCA (13%) and 12 Leu TTG (12%) to CTA (5%). This artificial cDNA, which is synonymous with SULT2Blb * l, was named SULT2Blb * lX. Primer F7 did not contain the Nco I site and the translation start codon to limit the length. In order to clone the cDNA into the vector pKK233-2 and to place the start codon in the same reading frame for the SULT2Blb * lX cDNA, the vector was restricted with Nco I. The resulting overhang of the opposite strand was filled in with DNA polymerase I (Klenow fragment), so that a smooth end with the sequence ATG was formed. The SULT2Blb * lX cDNA was then cloned into the vector with its smooth 5 'end and the Hin dlll restricted 3' end.
Immunblotsimmunoblots
Cytosolische Proteine (1-30 μg pro Spur) wurden durch SDS-Polyacrylamid (110 mg/ml Gelelektrophorese) gemäß dem Verfahren von Lämmli aufgelöst. Nach Elektrophorese wurden die Proteine Hyobond-ECL-Membran (Amersham Pharmacia Biotech, Little Chalfont, UK) transferiert. Zum Nachweis von SULT1 A2 wurden zwei Immunseren verwendet. Ein Immunserum, erhalten in Schafen gegen gereinigtes menschliches SULT1 A3 -Protein, erkannte alle menschlichen SULTIA-Proteine. Das zweite Immunserum wurde in Kaninchen gegen ein Peptid (15 Aminosäuren) erhalten, das in SULT1A1 und SULT1A2, jedoch nicht in SULT1A3 enthalten ist. Daher erkennt das Serum nur die beiden ersten Formen. Zum Nachweis von SULT2Blb wurde ein in Kaninchen gegen die Spleißvariante SULT2Bla erhaltenes Immunserum verwendet, dass auch SULT2Blb, jedoch keine anderen humanen SULT erkennt. Die von den Antikörper erkannten Banden wurden unter der Verwendung von ver- stärkter Chemilumineszenz (Amersham) mit Hilfe des Fuji LAS-lOOO-Imagingsystems (Raytests, Straubenhardt, Germany) visualisiert.Cytosolic proteins (1-30 ug per lane) were resolved by SDS-polyacrylamide (110 mg / ml gel electrophoresis) according to the Lämmli method. After electrophoresis, the Hyobond ECL membrane proteins (Amersham Pharmacia Biotech, Little Chalfont, UK) were transferred. Two immune sera were used to detect SULT1 A2. An immune serum obtained in sheep against purified human SULT1 A3 protein recognized all human SULTIA proteins. The second immune serum was obtained in rabbits against a peptide (15 amino acids) contained in SULT1A1 and SULT1A2, but not in SULT1A3. Therefore, the serum only recognizes the first two forms. For the detection of SULT2Blb, an immune serum obtained in rabbits against the splice variant SULT2Bla was used, which also recognizes SULT2Blb, but no other human SULT. The bands recognized by the antibody were analyzed using stronger chemiluminescence (Amersham) visualized with the help of the Fuji LAS-lOOO imaging system (Raytests, Straubenhardt, Germany).
Expression in E. coWKL-lExpression in E. coWKL-1
Zusätzlich zu der Expression in S. typhimurium wurde auch die Expression der beschriebenen cDNAs in E. coli Kl 2 Stamm XL-1 untersucht. Dazu wurde dem Medium das Galaktose- Analogon IPTG (1 mM) zugesetzt, um die Expression der cDNAs zu induzieren. Es zeigte sich in E. coli ebenfalls eine Expressionssteigerung beim Einsatz von seltenen Codons, die sogar noch stärker war als in S. typhimurium.In addition to the expression in S. typhimurium, the expression of the cDNAs described in E. coli Kl 2 strain XL-1 was also examined. For this purpose, the galactose analogue IPTG (1 mM) was added to the medium in order to induce the expression of the cDNAs. E. coli also showed an increase in expression when using rare codons, which was even stronger than in S. typhimurium.
Referenzencredentials
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Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Expressionsveränderung von Polypeptiden in rekombinanten Expressionssystemen, wobei in einem zu exprimierenden Gen N-terminale Codons durch a) synonyme und b) für das jeweilige rekombinante Expressionssystem seltene Codons ersetzt werden.1. Method for changing the expression of polypeptides in recombinant expression systems, in which N-terminal codons in a gene to be expressed are replaced by a) synonymous and b) codons rare for the respective recombinant expression system.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Expressionsveränderung eine Expressionssteigerung oder -Verringerung ist.2. The method of claim 1, wherein the change in expression is an increase or decrease in expression.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der N-terminalen Codons 1 bis 20 des N-Terminus ersetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the N-terminal codons 1 to 20 of the N-terminus is replaced.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der N- terminalen Codons 1 bis 10 des N-Terminus ersetzt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that at least one of the N-terminal codons 1 to 10 of the N-terminus is replaced.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssystem ausgewählt ist aus Pilzen, nicht-menschlichen Tieren und deren Geweben, Pflanzen und deren Geweben oder pro- oder eukaryontischen einzelnen Zellen, zellfreien Expressionssystemen, Protoplasten oder Baculovirussystemen.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the expression system is selected from fungi, non-human animals and their tissues, plants and their tissues or pro- or eukaryotic individual cells, cell-free expression systems, protoplasts or baculovirus systems.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssystem ausgewählt ist aus Pilzen, nicht-menschlichen Tieren und deren Geweben, wie zum Beispiel Dro- sophila, Caenorhabditis, Schafen, Kühen, Ziegen, Kaninchen, Mäusen, Ratten, Hamstern, Zebrafischen, Affen und Schweinen, sowie Organen dieser Tiere.6. The method according to claim 5, characterized in that the expression system is selected from fungi, non-human animals and their tissues, such as for example Sophia, Caenorhabditis, sheep, cows, goats, rabbits, mice, rats, hamsters, zebra fish , Monkeys and pigs, as well as organs of these animals.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssystem ausgewählt ist aus Pflanzen und deren Geweben, wie zum Beispiel Arabidopsis, Lupinen, Reis, Kartoffeln, Mais, Raps, Tomate, deren Blättern und Kalluskulturen der Pflanzen, sowie Organen der Pflanzen.7. The method according to claim 5, characterized in that the expression system is selected from plants and their tissues, such as Arabidopsis, lupins, rice, potatoes, corn, rape, tomato, their leaves and callus cultures of the plants, and organs of the plants.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssystem ausgewählt ist aus pro- oder eukaryontischen Einzelzellen, wie zum Beispiel Gram-positiven oder Gram-negativen Bakterien, Hefen, Insektenzelllinien und Säugerzelllinien, wie zum Beispiel CHO-Zellen, V79-Zellen, COS-Zellen, humanen Zelllinien oder Affenzelllinien.8. The method according to claim 5, characterized in that the expression system is selected from pro- or eukaryotic single cells, such as Gram-positive or Gram-negative bacteria, yeast, insect cell lines and mammalian cell lines, such as, for example, CHO cells, V79 cells, COS cells, human cell lines or monkey cell lines.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gram-positiven oder Gram-negativen Bakterien ausgewählt sind aus Bacillus subtilis, Lactococcus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Caulobacter, Pseudomonas oder Streptomyceten und die Hefen ausgewählt sind aus Saccharomyces, Hansenula und Pichia.9. The method according to claim 8, characterized in that the Gram-positive or Gram-negative bacteria are selected from Bacillus subtilis, Lactococcus, Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Caulobacter, Pseudomonas or Streptomycetes and the yeasts are selected from Saccharomyces, Hansenula and Pichia ,
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zu expri- mierende Gen ausgewählt ist aus bakteriellen Genen, eukaryontischen cDNAs und viralen Genen.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the gene to be expressed is selected from bacterial genes, eukaryotic cDNAs and viral genes.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zu exprimierende Gen ausgewählt ist aus den Genen für Hormone, Cytokine, Antibiotika, Proteasen, Amylasen, Li- pasen, Cellulasen, Insektiziden, Antikörpern und Fragmente davon, Polymerasen, Restriktionsenzyme, Enzyme die an der Synthese von Sekundärmetaboliten in Pflanzen oder Pilzen beteiligt sind und Selektionsmarkern.11. The method according to claim 10, characterized in that the gene to be expressed is selected from the genes for hormones, cytokines, antibiotics, proteases, amylases, lipases, cellulases, insecticides, antibodies and fragments thereof, polymerases, restriction enzymes, enzymes are involved in the synthesis of secondary metabolites in plants or fungi and selection markers.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zu exprimierende Gen ausgewählt ist aus den Genen für Insulin, Chitosan, Chymosin, Lysozym, Interferone, Inter- leukine, Wachstumshormone, Erythropoietin, Fremdstoff-prozessierende Enzyme und Transmembran-Transporter.12. The method according to claim 11, characterized in that the gene to be expressed is selected from the genes for insulin, chitosan, chymosin, lysozyme, interferons, interleukins, growth hormones, erythropoietin, foreign matter-processing enzymes and transmembrane transporters.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zu exprimierende Gen ausgewählt ist aus den Genen für Xenobiotika metabolisierende Enzyme, wie zum Beispiel Cytochrome P-450, Alcoholdehydrogenasen, Glutathion-transferasen, N-Acetyltransferasen, UDP-Glucuronosyltransferasen und Sulfotransferasen (SULT).13. The method according to claim 11, characterized in that the gene to be expressed is selected from the genes for xenobiotics metabolizing enzymes, such as cytochrome P-450, alcoholdehydrogenases, glutathione transferases, N-acetyltransferases, UDP-glucuronosyltransferases and sulfotransferases (SULT ).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Salmonella typhimurium LT2 ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein Ν-terminales Codon für Alanin durch GCU oder GCA, für Arginin durch AGA oder AGG oder CGA oder CGG, für Glutamin durch CAA, für Glycin durch GGA oder GGG, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUC oder CUA, für Lysin durch AAG, für Prolin durch CCU oder CCC oder CCA, für Serin durch UCU oder UCC oder UCA oder AGU, für Threonin durch ACU oder ACA und für Valin durch GUA oder GUG ersetzt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system is Salmonella typhimurium LT2, and in the gene to be expressed at least one Ν-terminal codon for alanine by GCU or GCA, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamine by CAA, for glycine by GGA or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUC or CUA, for lysine by AAG, for proline by CCU or CCC or CCA, for serine by UCU or UCC or UCA or AGU, for threonine by ACU or ACA and for valine by GUA or GUG.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Escherichia coli K12 ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N- terminales Codon für Alanin durch GCU, für Arginin durch AGA oder AGG oder CGA oder CGG, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGA oder GGG, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUC oder CUA, für Lysin durch AAG, für Prolin durch CCU oder CCC oder CCA, für Serin durch UCA, für Threonin durch ACU oder ACA und für Valin durch GUA ersetzt wird.15. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system is Escherichia coli K12, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCU, for arginine by AGA or AGG or CGA or CGG, for glutamate by GAG, for glycine by GGA or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUC or CUA, for lysine by AAG, for proline by CCU or CCC or CCA, for serine by UCA, for Threonine is replaced by ACU or ACA and for valine by GUA.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Lactococcus lactis ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N- terminales Codon für Alanin durch GCC oder GCG, für Arginin durch AGG oder CGC oder CGG, für Asparagin durch AAC, für Aspartat durch GAC, für Cystein durch UGC, für Glutamin durch CAG, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGC oder GGG, für Histi- din durch CAC, für Isoleucin durch AUA oder AUC, für Leucin durch CUC oder CUG oder CUA, für Lysin durch AAG, für Phenylalanin durch UUC, für Prolin durch CCC oder CCG, für Serin durch UCG oder UCC, für Threonin durch ACC oder ACG, für Tyrosin durch UAC und für Valin durch GUC oder GUG ersetzt wird.16. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system is Lactococcus lactis, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCC or GCG, for arginine by AGG or CGC or CGG, for Asparagine by AAC, for aspartate by GAC, for cysteine by UGC, for glutamine by CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for histidine by CAC, for isoleucine by AUA or AUC, for leucine by CUC or CUG or CUA, for lysine by AAG, for phenylalanine by UUC, for proline by CCC or CCG, for serine by UCG or UCC, for threonine by ACC or ACG, for tyrosine by UAC and for valine by GUC or GUG.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Saccharomyces cerevisiae ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCG, für Arginin durch CGC oder CGA oder CGG, für Glutamin durch CAG, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGC oder GGG, für Leucin durch CUU oder CUC oder CUG oder CUA, für Prolin durch CCC oder CCG, für Serin durch UCG oder AGC, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUG ersetzt wird.17. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system is Saccharomyces cerevisiae, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for glutamine CAG, for glutamate by GAG, for glycine by GGC or GGG, for leucine by CUU or CUC or CUG or CUA, for proline by CCC or CCG, for serine by UCG or AGC, for threonine by ACG and for valine by GUG ,
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem von Homo sapiens abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCG, für Arginin durch CGU oder CGA, für Glutamin durch CAA, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGU, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUA, für Prolin durch CCG, für Serin durch UCG, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUU oder GUA ersetzt wird. 18. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system is derived from Homo sapiens, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for glutamine CAA, for glutamate with GAG, for glycine with GGU, for isoleucine with AUA, for leucine with UUA or UUG or CUU or CUA, for proline with CCG, for serine with UCG, for threonine with ACG and for valine with GUU or GUA becomes.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Critelus griseus ist oder davon abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCG, für Arginin durch CGU oder CGA, für Glutamin durch CAA, für Glutamat durch GAG, für Glycin durch GGU, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder UUG oder CUU oder CUA, für Prolin durch CCG, für Serin durch UCA oder UCG, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUU oder GUA ersetzt wird.19. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system Critelus griseus or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCG, for arginine by CGU or CGA, for Glutamine by CAA, for glutamate by GAG, for glycine by GGU, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or UUG or CUU or CUA, for proline by CCG, for serine by UCA or UCG, for threonine by ACG and for valine GUU or GUA is replaced.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Oryza sativa ist oder davon abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCA, für Arginin durch CGU oder CGA, für Glycin durch GGU oder GGA, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder CUA, für Lysin durch AAA, für Serin durch AGU und für Valin durch GUA ersetzt wird.20. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system Oryza sativa or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCA, for arginine by CGU or CGA, for Glycine is replaced by GGU or GGA, isoleucine by AUA, leucine by UUA or CUA, lysine by AAA, serine by AGU and valine by GUA.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Expressionssytem Arabidopsis thaliana ist oder davon abgeleitet ist, und in dem zu exprimierenden Gen mindestens ein N-terminales Codon für Alanin durch GCC oder GCG, für Arginin durch CGC oder CGA oder CGG, für Aspartat durch GAC, für Glycin durch GGC oder GGG, für Isoleucin durch AUA, für Leucin durch UUA oder CUA oder CUG, für Prolin durch CCC oder CCG, für Serin durch UCC oder UCG oder AGC, für Threonin durch ACG und für Valin durch GUC oder GUA ersetzt wird.21. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the expression system is Arabidopsis thaliana or is derived therefrom, and in the gene to be expressed at least one N-terminal codon for alanine by GCC or GCG, for arginine by CGC or CGA or CGG, for aspartate by GAC, for glycine by GGC or GGG, for isoleucine by AUA, for leucine by UUA or CUA or CUG, for proline by CCC or CCG, for serine by UCC or UCG or AGC, for threonine by ACG and for valine is replaced by GUC or GUA.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die N- terminalen Codons durch ein herkömmliches Mutageneseverfahren, wie zum Beispiel einer PCR-Mutagenese, Stellen-spezifische Mutagenese, Ligations-Mutagenese, chemische Mutagenese oder Mutagenese durch homologe Rekombination, ersetzt werden.22. The method according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the N-terminal codons by a conventional mutagenesis method, such as a PCR mutagenesis, site-specific mutagenesis, ligation mutagenesis, chemical mutagenesis or mutagenesis by homologous recombination, be replaced.
23. Nukleinsäuremolekül, in dem N-terminale Codons durch synonyme und für das jeweilige rekombinante Expressionssystem seltene Codons ersetzt wurden, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22. 23. Nucleic acid molecule in which N-terminal codons have been replaced by synonymous codons rare for the respective recombinant expression system, produced by a method according to one of claims 1 to 22.
24. DNA- oder RNA-Vektormolekül, das mindestens eine oder mehrere Nukleinsäuremole- kül(e) nach Anspruch 23 umfaßt und das in einem Expressionssystem exprimierbar ist.24. DNA or RNA vector molecule which comprises at least one or more nucleic acid molecule (s) according to claim 23 and which is expressible in an expression system.
25. Wirtszelle, die ein DNA- oder RNA-Vektormolekül gemäß Anspruch 24 exprimiert.25. A host cell that expresses a DNA or RNA vector molecule according to claim 24.
26. Wirtszelle nach Anspruch 25, ausgewählt aus pro- oder eukaryontischen Einzelzellen, wie zum Beispiel Gram-positiven oder Gram-negativen Bakterien, Hefen, Insektenzelllinien und Säugerzelllinien, wie zum Beispiel CHO-Zellen, V79-Zellen, COS-Zellen oder humanen oder Affenzelllinien.26. Host cell according to claim 25, selected from pro- or eukaryotic single cells, such as, for example, Gram-positive or Gram-negative bacteria, yeasts, insect cell lines and mammalian cell lines, such as, for example, CHO cells, V79 cells, COS cells or human or monkey cell lines.
27. Verfahren zur Expression eines rekombinanten Polypeptids in einem Expressionssystem, umfassend a) zur Verfügung stellen des Gens für das rekombinant zu exprimierende Polypeptid, b) zur Verfügung stellen eines geeigneten Expressionssystems, c) Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d) Einführen des mutierten Gens aus Schritt c) in das geeignete Expressionssystem, und e) Expression des Gens und Erhalten des rekombinant zu exprimierenden Polypeptids aus dem Expressionssystem.27. A method for expressing a recombinant polypeptide in an expression system, comprising a) providing the gene for the polypeptide to be recombinantly expressed, b) providing a suitable expression system, c) performing a method according to one of claims 1 to 22, d ) Introducing the mutated gene from step c) into the suitable expression system, and e) expressing the gene and obtaining the polypeptide to be expressed recombinantly from the expression system.
28. Rekombinantes Polypeptid, erhalten nach einem Verfahren nach Ansprach 27. 28. Recombinant polypeptide obtained by a method according to approach 27.
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