JPH01502076A - プロテインgをコ−ドするクロ−ン化されたストレプトコッカス遺伝子及びプロテインgを生産するために組み替え微生物を構築するための用途 - Google Patents

プロテインgをコ−ドするクロ−ン化されたストレプトコッカス遺伝子及びプロテインgを生産するために組み替え微生物を構築するための用途

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JPH01502076A JP62501568A JP50156887A JPH01502076A JP H01502076 A JPH01502076 A JP H01502076A JP 62501568 A JP62501568 A JP 62501568A JP 50156887 A JP50156887 A JP 50156887A JP H01502076 A JPH01502076 A JP H01502076A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コツカス遺伝子及びプロティンGを生産するためにAえ微生物を構築するための 用途 技術分野 この発明は、ストレプトコッカスのプロティンGの生合成を司る遺伝子のクロー ニング及びこのクローン化された遺伝子によって形質転換された生物の、プロテ ィンG及びプロティンG様ポリペプチドを生産するための用途に関する。
最近、非免疫的機構によって抗体と結合する分子である。細菌性F、レセプター に対する興味が増大している。この結合は、抗体分子のFab部分に位置する抗 原認識部位に対するものではなく、抗体のF、部分に対するものである F 、 領域は多くの型の抗体に共通であり。
従って細菌性Fcレセプターは多くの塁の抗体と結合することができる。この性 質の故に細菌性F、レセプターは多くの免疫化学的用途において有用である。
細菌性F、レセプターは、主として抗体の検出、抗体の精製及び疾病の治療に対 して多くの一有用又は潜在的に有用な用途を有する。抗体の検出は、バイプリド ーマクローンについて特異的モノクローナル抗体の分泌を行なっているか否かの スクリーニング、免疫した動物の免疫応答の測定及び競合的結合分析による抗原 の定量な包含する。免疫学における実験室研究のいくつかの場面において必要と なる。細菌性Fcレセプターを用いた抗体の検出方法は、他の検出方法によるよ りも感度が高く、妨害や高いバックグランドシグナルを受けにくいことかわかっ ている(ボイル、M、D、P、 Biotechniques 2:334−: 140 (1984))。
Feレセプターはまた。蛋白薬剤の精製に用いられ、又は医薬として用いられる 抗体の精製に有用である。多くの方法が知られているが、一般的な方法は不動化 細菌性Feレセプターのカラム上でのアフイニテイクロマトグラフイーな用いる 。この方法は、カラムを何度も再使用することができ、精製の費用を下げること かてきるので好ましい。
細菌性Feレセプターの多くの潜在的な用途が現在研究されている。それらは、 生体外の不動化Feレセプターカラム上にプラズマを流通させ、処理したプラズ マを再び体内に戻すことを包含する0、例えばテナン・ディー・ニスら、N、  Eng−J、 Med、 305:1195−1200(1981)を参照のこ と。
最も良く知られた細菌性Fcレセプターは、免疫グロブリンGのFe領域に結合 する、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)のプロ ティンAである。他の細菌性FCもまた同定されている。これらのうちの1つは グループGストレフブトコツカスのプロティンGとして知られている。プロティ ンGはプロティンAに類似しているが、プロティンGはいくつかの重要な利点を 有する0例えば、プロティンGは全てのヒトIgGサブクラスに結合するが、一 方、プロティンAは1gG3サブクラスに対して特異的であり、プロティンAの ようにIgAや1gM型の抗体と交差反応しない(マイレ・イー・ビーとクロン バール・ジー、”Immunoglobulin 5pecificitjes  ofDefined Types of 5treptococcal Ig  Receptors″■n:ン編、レッドブック・リミテッド、チャートシイ 、サーレイ; pp、 209−210 (1983)) 、さらに、プロティ ンGは、プロティンAが弱く結合するか又は全く結合しないある動物のIgGに 結合する。これらはウシ、ヒツジ及びヤギのIgG並びにウマIgGのいくつか のサブクラスを包含する(レイス・ケイ・ジェイら、前掲)、プロティンGはま た。ネズミのモノクローナル抗体のいくつかのサブクラスに対する結合において プロティンAよりも優れていることがわかっている(ブジョーク・エル及びクロ ンバール・ジー、 J、 Immunol、 133: 969−974 (1 984))。
これらの理由で、プロティンGは種々の用途において選択される細菌性Fcレセ プターとなりそうである。
現在、プロティンGは、これを天然に産生ずるストレプトコッス菌株から精製に よって研究のために研究者によって得られている0例えば、ストレプトコッカス 細胞をタンパク質分解酵素(例えばパパイン又はトリプシン)で処理してプロテ ィンG(これは細胞壁タンパク質である)を可溶化し1次いで公知のタンパク質 精製操作(例えばイオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過及びアフィニティク ロマトグラフイー)によつてさらにプロティンGを精製する(欧州特許出願、公 開番号0131142)。
プロティンGの利点用途及び潜在的用途が与えられているので、このタンパク質 を組換えDNA法を用いて生産することが望まれる。従って、この発明の目的は プロティンGをコードする遺伝子をクローニングし、このクローン化遺伝子で細 菌性宿主を形質転換してこれをプロティンG産生条件下で培養することによって プロティンGを生産することである。
発明の開示 この発現は、プロティンGのIgG結合性質を有するFeレセプターをコードす るクローン化された遺伝子を提供する。この遺伝子はストレプトコッカスSp、 ランスフィールド拳グローブG (Streptococcus Sp+*La ncefield Group G)菌株から誘導され、クローニングベクター 中に挿入されている0組換えベクターによって安定的に形質転換された原核生物 の細胞が開示されている。1つの形質転換株は、プロティンGの性質を有するタ ンパク質をコードする遺伝子を担う第1のベクターと、この遺伝子を含まず、第 1のベクターを宿主株中で安定に維持するための潜在的(eryptic)ヘル パープラスミドとして作用する第2のベクターとを含む、他の形質転換株は、ヘ ルパープラスミドを必要としないように。
プロティンGタンパク質をコードする遺伝子を含むDNA挿入物が修飾されたベ クターを有する。形質転換株はプロティンG産生条件下で培養される。
この発明はまた、この分子の活性結合部位のヌクレオチド配列及びアミノ酸配列 の同定を提供する0発明者によつてクローンかされた1つの遺伝子は2つの活性 部位を有する。第2のクローン化された遺伝子は3つの活性部位を有する。
この発明はさらに、組換えビクターを用いたプロティンG様ポリペプチドの生産 を提供する。プロティンG様ポリペプチドは、プロティンGのIgG結合特性を 示す1又は2以上のアミノ酸配列を含む。
図面の簡単な説明 第1図はプロティンGをコードするDNA挿入物片のクローニングに用いるのに 適当なベクターであるプラスミドpGX1066の顕著な特徴を示す図である。
第2図はプロティンGをコードするDNA断片を含む組換えプラスミドベクター であるプラスミドpGX4533の部分的制限酵素地図を示す。
第3図はプロティンG遺伝子のDNA配列及び該遺伝子によってコードされるア ミノ酸配列を示す。
第4図はクローニングされたプロティンG遺伝子の制限、M素地図及びIgG結 合を担当するそのタンパク質産物の繰り返し構造を示す。
第5図はプロティンGをコードする断片を含むバクテリオファージベクターであ る一GX4S47の部分的制限酵素地図を示す。
第6図はB構造の2つの完全なコピーを含む末端からBl及びB2の間の全ての アミノ酸配列を各バクテリオファージである■GX7880の部分的制限酵素地 図を示す。
第7図はプロティンGをコードする断片を含むバチルス・ズブチルスを形質転換 するために用いられる組換えプラスミドベクターであるプラスミドpGX458 2の制限酵素地図を示す。
第8図はストレプトコッカスから誘導されたクローニングされたプロティンG遺 伝子によってコードされるプロティンG上の活性部位であるBl及びB2の位置 を示す。
第9図はストレプトコッカスから誘導されたクローニングされたプロティンG遺 伝子のDNA配列及びアミノ酸配列を示す、この遺伝子は3つの活性部位を含む プロティンGをコードする。
第1O図はGX805株及びGX7809株から誘導されたプロティンG遺伝子 の繰り返し構造間の関係を示す。
この発明はクローニングされたプロティンG遺伝子に関する。プロティンG遺伝 子を含むDNA断片はストレプトコッカスSP、 、ランスフィールド・グルー プG(Streptococcus Sp、、 Lancefield Gro up G)株から単離されクローニングベクターに挿入された。この発明の他の 局面は、クローニングされたプロティンG遺伝子を含む組換えベクターて宿主細 胞を形質転換し、形質転換された細胞をタンパク賀産生条件下にて培養すること によりて細胞にプロティンGを生産させることによる。プロティンGの生産に関 する。
この発明のもう1つの局面は、1分子当たり工ないし20のタンパク質G結合部 位を含むプロティンG類似物質の生産に関する。このプロティンG類似物質は次 の式で表わされる。
−(−B−b−)ゎ− ここで、Bは第9図に示されるBl若しくはB2又はB3で示されるBl及びB 2を含むハイブリッド配列を示し、bは第8図で示されるとおりであり、nは1 ないし20である。
「へイブリット配列」という語は、B1及びB2に対応するそれぞれの配列の部 分を含むDNA配列又はアミノ酸配列であって、プロティンGの免疫グロブリン 結合性を保持するものを意図する。このようなへイブリッド配列は第9図に示さ れB3とラベルされている。このハイブリッド配列はB1の245−282の配 列と融合したB2の298−314のアミノ酸配列に対応するB1の部分を含む 、従って、プロティンGの免疫グロブリン結合性を保持した全てのこのようなハ イブリッド配列がこの発明の範囲内に入ることを意図する。
プロティンG遺伝子をクローニングし、大腸菌や枯草菌のような細菌宿主中でプ ロティンGを生産させるこの発明の方法は、このタンパク質な得るための現在の 方法に比べて多くの利点を有する。この発明の方法によると、比較的高濃度の細 菌性プロティンG産生を得ることができ、タンパク質はより容易に単離できる条 件下で生産され、そしてタンパク質は非病原性宿主中で生産することができる。
クローニングされた遺伝子は種々の多コピー発現ベクター中に挿入し、組換え発 現ベクターで形質転換された培養された大腸菌中てこの貴重なIgG結合タンパ ク質を高められた濃度で得ることができる。プロティンGを大腸菌又は枯草菌細 胞中で行なうことは、共通的に病原性の菌株であるプロティンG産生ストレプト コッカス菌株を培養することよりも好ましい。
さらに、ストレプトコッカス細胞の細胞壁からプロティンGを遊離させるために 用いられているパパインやトリプシンのようなタンパク質分解酵素はプロティン G産物を分解するかもしれない、従ワて、ストレプトコッカス細胞からプロティ ンGを単離する公知の方法は低分子量の分解された形態にあるプロティンGであ るかもしれない。
この発明において、プロティンG遺伝子をクローニングする最初の工程は、プロ ティンGを産生ずるストレプトコッカス菌株を単離することである。これは、い ずれかの適当な免疫分析技術を用いて、種々の菌株についてIgG結合活性を調 べることによって行なうことができる。出願人によって採用された方法は、以下 の実施例の部分で詳細に記載されているコロニー免疫分析法である。 IgG結 合活性を有することがわかった菌株について、次に1gG3及び非分画1gG  (unfractioned IgG)との結合性を調べた。なぜなら1gG3 に対する結合性はプロティンGに付随する望ましい性質であるからである。 1 gG3又は非分画1gGでコーティングされた赤血球を用いる赤血球凝集分析( 下記実施例において詳述する)はプロティンG産生菌株を同定する便利な方法で ある。黄色ブ(1977)]のような公知のプロティンA産生菌株を対照として 用いることができる。なぜなら、プロティンAは非分画IgGと結合するが1g G3とは結合しないからである。
プロティンGを産生ずることがわかった菌株からの染色体DNAの単離は、所望 の細胞密度にまでその菌株を栄養培地中で培養し、この分野において知られたい ずれかの従来の化学的、411械的及び/又は酵素的方法によって細胞を溶解す ることによって行なわれる。従来の抽出及び沈殿操作が染色体DNAを単離する ために用いられる。クローニングにとって適当な大きさのDNA断片は、超音波 崩壊又はブレングー中での高速攪拌のような公知の機械的方法によって、又は、 ランダムな断片を与える、DNA5e Iによる部分的消化若しくは特異的部位 で開裂する制限エンドヌクレアーゼのような酵素的方法によって得られる。
次に染色体DNAはクローニングベクター中に挿入される。いずれの適当なプラ スミド又はバクテリオファージをも用いることができる。適当なベクターである ためには、いくつかの有用な性質を有しているべきである。ベクターは意図する 細菌性宿主細胞中で機能する複製開始点を有しているべきであり、また、ベクタ ーで形質転換された宿主細胞の同定を助ける選択マーカー(抗生物質耐性のよう な)を有しているべきである。ベクターは挿入されたDNA断片を受け入れるこ とができ、それでもなお正常に複製することができるべきである。
好ましくは、ベクターは、その複製能力を破壊することなくDNA断片を挿入す ることができるl又は2以上の固有の制限エンドヌクレアーゼ認識蔀位を有して いる。
適当なりローニングベクターは、ラムダgtl1M13■p9 (ベセスダ・レ サーチ・ラボラトリーズから市販)のような種々のファージM13 i導ベクタ ー、pBR322のようなプラスミド及び他の多くのもの[01d andPr imrose、 Pr1nciples of Gene Manipulat ion、 2nd。
Ed、、 Univ、 of Ca1if、 Press、 pgs、 23− 35 and 46−47(1981)]を包含する。出願人は第1図に示すp BR322誘導プラスミドpGX1066を用いた。
ストレプトコッカスDNAはホモポリメリックティリング(hosopolym eric tailing)のような方法又はリンカ−分子(01dとPrim rose、前掲92頁)を用いることによってクローニングベクター中に挿入さ れる。ベクターを制限エンドヌクレアーゼで直線化し、染色体DNAをまた。直 線化されたベクター分子の末端に連結可能なりNA断片を与える制限エンドヌク レアーゼで消化することが有利である。ストレプトコッカス誘導DNA断片はこ のようにして、T4DNAリガーゼ酵素を用いて標準的な反応でクローニングベ クター中に挿入される。
細菌細胞は組換えクローニングベクターで標準的な方法を用いて形質転換され、 細菌コロニーは、プロティンGを産生じているかどうかクローニングされる。下 記の実施例において記載されているコロニー免疫分析や赤血球凝集分析はプロテ ィンGを産生ずる組換え菌株の同定に適当である。下記の実施例Iにおいてより 詳細に説明するように、最初の同定された陽性コロニーは不安定である。このク ローンを数回再画線培養することを含む精製によって、安定でプロティンGを産 生ずるこのクローンの誘導体が得られた。この菌株を大腸菌GX7820と命名 した。
この菌株からのプラスミドDNAを単離し、制限酵素分析し次いでゲル電気泳動 を行なった。この菌株は2つのプラスミドを含むことがわかつた。 pGX10 66Xと命名された1つのプラスミドは9GX1066クローニングベクターと ほぼ同じ大きさであり、PGX4530と命名された他方のプラスミドはpGX 1066が11キロ塩基対(kbp)の挿入断片を含むものと思われる。出願人 は特定の理論に拘束されることを望まないが、実施例においてより詳細に例示す るように、 pGX1066Xは、アンピシリン耐性遺伝子がもはや無傷の状態 ではなくなったpGX1066の誘導体である、「潜在的(cryptic)ヘ ルパープラスミド」であるように思われる0元の形質転換株はおそら< pGX 1066とpGX4530を含んでおり、 pGX1066が存在することによ って与えられるアンビシジン耐性に基づく選択圧力の欠如の故にpGX4530 が失われてしまうために不安定であったのであろう、アンピシリン耐性遺伝子を 不活性化する突然変異を有すルpGX1066Xが一旦現t)れると、pGX4 s30(無傷のアンピシリン耐性遺伝子を有する)を保持した宿主細胞のみがア ンピシリンプレート上で生き延びることができる。プラスミドpGX1066X は1両方のプラスミドを含む細胞中に保持される。これはおそらく、pGX10 66Xが細胞内でのpGX4530のコピー数を制限する働きをするからであろ う、プラスミドpGX4530のみが存在する場合、宿主は死ぬ(実施例I#照 )が、pGX1066Xの存在により宿主中のpGX45:10のコピー数が許 容できる程度に抑制される。これらのプラスミドは同一の「非適合的グループ」 からのものであり、すなわち、これらのプラスミドは細胞中に維持されることを 互いに競合し、そのため、それぞれのプラスミドは他のプラスミドの宿主細胞中 でのコピー数を制限する。大腸菌株GX7820がメリーランド州ロックビルの アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託され、その受託番号は5 3460である。
大B菌菌株を菌株GX7820から単離したプラスミドの混合物で形質転換した 。形質転換により、多数の小さな強い陽性のコロニーが得られ、それらのうちの わずかなもの(約20%)がGX7820に似ていた。これらの小さな陽性コロ ニーから、ヘルパープラスミドを含まず、元のGX7820よりもプロティンG についてより強い陽性を示す2つの安定な変異株が単離された。 GX7823 と命名された1つの菌株は、PGX4530プラスミド中の挿入断片から2キロ 塩基対(kbp)の断片が欠失したプラスミドpGX4s33)を有している。
大II @ GX7823株はメリーランド州ロックビルのアメリカン・タイプ ・カルチャー・コレクションに寄託され、その受託番号は53461である。G X7822と命名された他方は、GX7823株によって担持されるプラスミド 中の欠失部位の末端に非常に近接した部位に3 kbpの挿入DNAを元の挿入 断片中に獲得していた。プロティンG遺伝子は、 pGX4533のストレプト コッカスDNA挿入断片上の1.9キロ塩基対(kbp)の位置にあることがつ きとめられた。
プロティンGの産生レベルを高めるために、クローニングされたプロディンG遺 伝子を種々の発現ベクター中に挿入することができる0発現ベクターは、遺伝子 発現、すなわちDNAのm RN Aへの転写及びそれに統く、mRNAの、遺 伝子がコードするタンパク質への翻訳に必要なりNA配列を含む「調節領域」を 含む、プロティンG遺伝子はその天然の発現シグナルを含んでいるかもしれない し、あるいはこれらのシグナルを除去し、クローニングされたプロティンG遺伝 子の構造部分(すなわち、遺伝子のタンパク質をコードする部分)が従来の方法 に従フて、選択された宿主生物中でプロティンG遺伝子を支配することができる 、発現ベクター中に含まれる他の発現シグナルと操作的に融合することがてきる 0例えば、宿主微生物が大腸菌である場合には1発現ベクターは、虫プロモータ ー/オペレーター、撫プロモーター/オペレーター、バクテリオファージラムダ Pt、プロモーター/オペレーター及び他の多くのような、公知の調節領域を含 んでいてよい。
この発明の1つの具体例において、発現ベクターはさらに、宿主微生物の染色体 の1つの領域と類似するDNA配列を含む、この構成により、ベクターが宿主染 色体のホモロジーを有する領域中に直線的に一体化することが可能になる。この 方法の1つの利点は、ベクターを含まない細胞にとって好適な負の選択の故に、 宿主からプロティンG配列が消失する可能性が低いことである。
クローニングされたプロティンG遺伝子を含む形質転換された細胞は、該細胞に よつてプロティンGが産生される条件下で培養される。大規模発酵操作を包含す る培養条件はこの分野においてよく知られている。細胞は、生理的に適合性を有 するあらゆるpti及び温度条件下において、同化可能な炭素原、窒素源及び必 須の無機物を含む、細胞の生育を支持するあらゆる適当な栄養培地中で培養する ことができる。プロティン産生培養条件は、宿主細胞を形質転換するのに用いら れたベクターのタイプによフて異なる0例えば、ある発現ベクターは、遺伝子の 発現を開始してその結果プロティンGの生産をもたらすのに、ある温度での細胞 増殖を必要としたり。
あるいは細胞増殖培地にある化学物質を添加することを必要とする。従って、「 プロティン産生条件」という語は、いずれの1つの培養条件にも限定される意味 では用いていない。
クローニングされた遺伝子を、先にプロティンAをコードする遺伝子に対して適 用され、共通の譲受人に譲渡された米国特許第4,617,266号(1985 ) (その全体がこの明細書に組み入れられたものとする)に記載された方法に より枯草菌に移入することが有利である。これらの方法に従9て、プロティンG は枯草菌中で合成することができる。
プロティンGの機能的に活性な部分は、修飾された形態のクローン化されたプロ ティンG遺伝子を有する大腸菌株によって産生されるタンパク質のIgG結合活 性を調べることによって、繰り返し構造に存在することがつきとめられた。従っ て、この発明はまた、プロティンGの1又は2以上の機能的に活性な部分をコー ドするクローン化された遺伝子、及びプロティンGの免疫グロブリン結合性質を 有する。このようにして生産されたタンパク質にも関する。プロティンGの活性 部位をコードする遺伝子の同定及び単離は下記実施例mに詳細に述べられている 。プロティンG中の2つ及び3つの活性部位をそれぞれコードする2つの遺伝子 のDNA配列及びそれによってコートされるアミノ酸配列が第8図及び第9図に 示されている。この情報により、プロティンG活性の複数の部位を有するプロテ ィンG類似分子を生産することか可能になった。公知の合成方法を用いて、1つ のアミノ酸配列中に1ないし20又はそれ以上の活性部位をコードする合成遺伝 子を構築することもでき、それによってより高い結合効率を与え、得られる物質 の能力を高めることができる。好ましいプロティンG類似物質は1ないしlOの 活性部位を有し、より好ましい物質は工ないし5の活性部位を有する。
また、プロティンGの免疫グロブリン結合性質を有し、アミノ酸の欠失若しくは 置換され又はアミノ末端若しくはカルボキシル末端にさらなるアミノ酸が付加さ れたタンパク質もこの発明の範囲に入る。
宿主細胞からプロティンGを回収し精製するために、いずれの公知のタンパク質 精製方法をも用いることができる。必要ならば、細胞は、公知の化学的、物理的 及び/又は酵素的手段を用いて溶解することができる。
プロティンGは次に、スジョクイストによって米国特許第3,850,798号 (1974)に記載されたような固定化免疫グロブリンへの吸着、イオン交換又 はゲルクロマトグラフィー、沈殿(例えば硫酸アンモニウムて)又はこれらの方 法の組合せのような、標準的な方法を用いて細胞溶解物から精製することができ る。
次の実施例はこの発明を例示するものであり、この発明の範囲を限定するものと 解釈されない。
実施例■ ストレプトコッカスG遺伝子の大腸菌へのクローニングランスフィールドグルー プGのストレプトコッカスを病院から得、臨床単離物から11の独立した単離菌 株を得た。それぞれの菌株について、次のコロニー免疫分析法を用いてIgGへ の結合能力を調べた。菌株を、ニトロセルロースのシート及び(上層)酢酸セル ロースのシートがその上に積層されたL−Broth寒天プレ寒天プレー線上養 した。細菌コロニーが酢酸セルロースシート上に見えるようになるまで、プレー トを37℃でインキュベートした。
次にニトロセルロースシートをプレートから除去し、 IgG結合結合タンパク リ下の免疫化学的方法を用いてシート上て検出した。シートを先ず、ウシ血清ア ルブミ:/ (0,01M Tris−HCI、 pH8,0及び0.15 M  NaC1を含む3、Ow/v Z r )リス塩水」中)で処理してニトロセ ルロース部位をブロックし、以下の工程においてニトロセルロースに抗体が非特 異的に結合されることを最小化した。このシートを次に正常ウサギ血清(3w/ v$のウシ血清アルブミンを含むトリス塩水で1:1000に希釈)で23℃で 1時間処理し、パーオキシダーゼ結合ヤギ抗つイサギIgG (同様に希釈)で 処理し、最後に4−クロロ−1−ナフトール(0,6mg/■l)及び過酸化水 素(0,2体積のメタノールを含む0.06 w/v zトリス塩水中)で処理 し、インキュベーション工程間にシートをトリス塩水で洗った。ニトロセルロー スシート上のブルーのスポットがIgG結合結合タンパクリ在を示し、ブルーの 領域はIgG結合結合タンパクリ生じた細菌コロニーに対応する。
菌株のうち9つが陽性、すなわちIgGに結合することがわかった。もっともそ の程度は異なっていた。数個の菌株を次の赤血球凝集分析を用いて1gG3と結 合する短刀を試験した。ヒツジ赤血球(RBC) (カッペル・ラボラトリーズ 、ペンシルベニア州マルバーン)をアドラーとアドラーによって記載された方法 [Meth、 Enzy■o1.70=455−466 (1980)]に本質 的に従って免疫グロブリンでコーティングした。 RBCをリン酸緩衝液(PB S、8.4 g/IのNaC1,1,1g/lのNa、HPO,及び0.27  g/IのNaHtPOnを含む)で洗い、2.5■g/+slのスズ酸PBS溶 液で37℃で15分間処理した。細胞を遠心によつて集め、 Ca) mヒト免 疫グロブリンG(シグマ・ケミカル・カンパニー、ミズーリー州セント・ルイス から入手可能)、(b)又は1gG3ミエローマタンパク質又は(c)PBSの みを0.26/mlの濃度で含むPBS中に再懸濁した。37℃で30分間イン キュベートした後、遠心によってRBCを集めPBSで洗った。凝集分析のため に、コートRBCの1%懸濁液50IL+を被検細胞抽出物50.1と混合し、 多穴ディツシュの円錐ウェル中でPBS中で低減希釈した。凝集しなかつたRB Cはウェルの底に落ち着き小さなベレットを形成し、一方、凝集したRBCはウ ェルの壁上により拡散した沈殿を形成する。
陽性のグループGストレプトコッカス菌株は非分画IgGでコートされた赤血球 と同様に効率的に1gG3でコートされた赤血球を凝集した。これはプロティン G産生菌株について予想されることである。対照的に、プロティンAを産生ずる 黄色ブドウ球菌コワン■細胞は予想された通り、非分画IgGでコートされた赤 血球を凝集したが、1gG3でコートされた細胞に対しては活性を示さなかった 。どの細胞も、PBSのみでインキュベートされた赤血球、すなわち、コートさ れていない赤血球を凝集しなかった。
同じ赤血球凝集試験を単離されたストレプトコッカス培養物からの上清画分及び 細胞抽出物について行なったところ、これらの単離物は異なる位置にIgG結合 活性を有しているように思われた。いくつかの菌株では、活性は主として細胞に 結合して現われ、いくつかの菌株では主として培養上清中に活性が見出され、ま たいくつかの菌株はその中間であった。異なる位置にIgG結合活性を有する3 つの菌株をプロティンG遺伝子のクローニングのためのDNA源として選択した 。
それぞれの菌株の細胞を、20mMのり、L−スレオニンを含む2501のトッ ド−ヒユーウィツト汁(Todd−Hewitt broth) (フィッシャ ー・サイエンティフィック、バージニア州すッチモンドから市販)中で培養した 。4時間培養後、グリシンを培地に5% (w/v)の濃度になるように添加し た。5時間培養後、細胞を遠心によって回収した。この時、細胞密度は600  nmの吸光度が約0.5ないし1.0に達していた。細胞ベレットをPBSで洗 い、液体窒素中で凍結させ、−70℃で貯蔵した。解凍後、200ILlの5■ g/mlのムタノリシン(■utanolysin)(シグマ・ケミカル・カン パニーから市販)が添加されている、0.511のショ糖を含む101の87培 地[バサンタとフリース、 J、 Bacteriology 144:111 9−1125 (1980)]で洗い、同培地中に再懸濁した。
37℃で45分間インキュベートした後、得られたプロトプラストを遠心により ベレット化し1次いで100 mMのEDTA、 pH8,0、150aM N aC1及びQ、5 B/+ml (7)ブ0テイナーゼKを含む溶液中に再懸濁 することによって浸透圧的に細胞を溶解したい37℃で55分間インキュベート した後、アルファートルエンスルホニルフロリド(フェニルメタンスルホニルフ ロリド又はPMSFとも呼ばれ、例えばシグマから市販)を最終濃度か21にな るように加え、この混合物を70℃で1.5分間インキュベートしてプロテイナ ーゼKを不活性化した。細胞溶解物をクロロホルム/イソアミルアルコール(2 4:I)で3回抽出してさらにタンパク質を除き1等体積のイソプロパツールを 水層に加えてDNAを沈殿させた。沈殿したDNAはスプール」二に巻き取るこ とによって回収し、70%エタノールで洗い、真空中で乾燥した。
DNAベレット(3つの菌株のそれぞれからのもの)を、 0.5 +ilの0 .0I Ml−リス−〇CI (p)l 8.0)ハ1EDTA/ロ1口S M  NaC1溶液に再懸濁した。 100 mMトリス−HCl 、 pl 7. 8.150 m1llNaCI及び10 mM MgCIzを含む緩衝液100 JLl中に懸濁された懸濁液の25AL1に2単位の制限エンドヌクレアーゼM bol(市販)を加えることにより、単離された染色体DNAの一部を部分的に 消化した0反応混合物を37℃て13分間インキュベートし、次いで70°Cで 10分間インキュベートした。消化したDNAを0.8$ アガロースゲル上で 15時間、0.35ボルト/C璽で電気泳動に付した。約4ないし9キロ廖基対 (kbp)のDNA断片を含むゲルの部分をゲルから切り出し、つぶしてDNA の回収を容易にした。H2Oで飽和した同体積のフェノールをつぶしたゲル部分 に加え、この混合物を一70℃で1時間凍結した。予備解凍なしに、混合物をエ ッペンドル7マイクロ遠心機中で15分間遠心し、水層を同体積のフェノールで 2回、同体積のフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24 :l)で1回抽出した。水層からのDNAは2.5体積の95%エタノール及び 担体としての30.gのグリコーゲンを加えることによフて沈殿させた。
染色体DNA断片が挿入されたクローニングベクターは第1図に示すプラスミド pGXI066であった。このプラスミドは、クローン化されるDNAli片の 挿入に有用な制限エンドヌクレアーゼ認識部位を近接した列として有している。
クローニング部位の列は2つの転写ターミネータ−によって区切られている。プ ラスミドpGX1066で形質転換された菌株GX1170を構成する大II菌 株GX1186はATCCに寄託され、その受託番号は39955である。:3 u−gのプラスミドpGX106εDNAを削成エンドヌクレアーゼBam[( 市販されており、製造者の使用書に従ワて用いた)で消化した。消化したプラス ミドDNAを次に1単位の仔つシ腸アルカリフォスファターゼ(ベーリンガーー マンへイムから入手し、製造者の使用書に徒って用いた)で37℃で30分間処 理した0反応混合物をフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25 :24=1)で抽出した後、O−1体積の2M酢酸す 〜トリウム、10 mM  EDTA 、 2.5体積の95%エタノ−Jし及び担体としての10 pg のグリコーゲンを加えることによってDNAを沈殿させた。0.5μgのpGX 1066ベクターD N A (BamHI消化、7オスフアターゼ処理)を次 いでo、z #Lgの部分的にMbolで消化した。上記のように調製したスト レプトコッカス染色体DNAに連結した。
10JLIの反応混合物は1単位の74DNAリガーゼ(市販されており、製造 者の指示に従って用いた)を含んでおり、これを4℃で20時間インキュベート した。
大腸菌5K2267 (F−giリ−thi TlゝhsdR4endAgbc Bls、大S菌ジェネティック・ストック・センター、エール大学、コネクチカ ット州二ニー・バーベンかう入手)細胞を標準的な塩化カルシウム処理により形 質転換に対してコンピーテントな状態にし、標準的な形質転換操作[Leder bergとCohen、 J、 Bacteriol、 119:1072−1 074(1974月に従って、0−25 mlのコンビ−テント細胞を20p+ のライゲーション混合物と混合した。細胞を次いで遠心によってベレット化し、 0.31のL broth中で再懸濁した。 100 pg/mlのアンピシリ ンを含み、ニトロセルロースシート及び(上層)酢酸セルロースシートをその上 に積層した3つのL broth寒天プレート(免疫分析プレート)上に細胞を 0.11づつプレートした。プレートは、酢酸セルロースシート上にm菌コロニ ーが見えるようになるまで37℃でインキュベートした。
ニトロセルロースシートを次いでプレートから除去し、上記した免疫化学的操作 を用いてシート上のIgG結合タンパク質を検出した。シートを先ずウシ血清ア ルブミン(トリス塩水中3.0$ w/v)で処理してニトロセルロース部位を ブロックして以下の工程において抗体がニトロセルロースに非特異的に結合され ることを最小化した。シートを次に、 3.0$ w/vウシ血清アルブミンを 含むトリス塩水で1=1000に希釈された正常ウサギ血清て23℃で1時間処 理し1次いでパーオキシダーゼ結合ヤギ抗ウサギIgG (同様に希釈)で処理 し、最後に4−クロロ−1−ナフトール(0,6Ig/ml)及び過酸化水稟( 0,2体積メタノールを含むトリス塩水中o、oss豐/v )て処理し、イン キュベーション工程間はトリス塩水で洗った。
1つの陽性コロニーが同定され、これは、ストレプトコッカス菌株GX7809  (クローニングのためのDNAが単離された3つのストレプトコッカス菌株の 1つ)から誘導された形質転換株を含むプレート上に位置することが確かめられ た。この陽性コロニーを免疫分析グレート(上述のように100 thg/■l アンピシリンを含む)上で画線培養し、精製された形質転換株を得た。ニトロセ ルロースシートを上述のようにして処理すると、何間6の陰性コロニーの間にわ ずかに数個の陽性コロニーが見出された0元の形質転換株が不安定であると思わ れたので、画線培養を繰り返したところ、何間6の陰性コロニーに混じってわず かに1つだけ陽性コロニーが見出された。他の再画線培養のシリーズではほとん どのコロニーが陽性であった0元の陽性形質転換株よりも明らかに安定な誘導体 である1つの陽性コロニーを単離し、大腸菌GX7820株と命名した。大腸菌 GX7820株はメリーランド州ロックビルのアメリカン・タイプ・カルチャー ・コレクションに寄託されており、その受託番号はATCCNo。
53460である。
元の陽性コロニーに加え、いずれのコロニーとも関連づけることができなかった 、数個の小さな、しかし強い陽性を示すスポットが観察された。これらのスポッ トは、再画線培養において陽性の娘細胞を与えなかった。
標準的な方法を用いて大腸菌GX7820からプラスミドDNAを単離し、プラ スミドDNAを制限酵素分析し。
次いで電気泳動に架けた。菌株は2つの型のプラスミドを含むことが見出された 。1つのプラスミド(pGX1066Xと命名)はpGX1066と同じサイズ であり、一方、他のもの(pGX453(lと命名)は明らかに1lkbpの挿 入断片を含むI)GX1066であった。コンビ−テントな大腸菌5K2267 を次いてGX7820から単離されたプラスミドの混合物で再形質転換し、形質 転換株を100 pg/mlアンピシリン含有免疫分析プレート上で選択した。
2つのタイプの陽性形質転換株が得られた。多数派のものは、小さな強い陽性の コロニーを形成し、それらのほとんどは増殖しなかった。少数派のものは正常な サイズを有する点でGX7820に類似しており、より容易に増殖することがで きた。これらの結果の原因を明らかにするために、コンビ−テントな大腸菌Sに 2267を、ゲル精製プラスミドで以下のようにして形質転換した。
形質転換A : pGX4530 (Dミ形質転換B 二pGX1066X(7 )ミ形質転換C: pGX4530とpGX1066Xとの混合物結果は以下の 通りであった。
形質転換A:小さな、強い陽性のコロニーでそのほとんどは増殖できなかった。
形質転換B:形質転換株なし 形質転換C:多くの小さな、強い陽性の増殖できないコロニー(形質転換Aと同 様)が得られたが、約20%の陽性コロニーはGX7820に類似し、すなわち 正常なサイズを有し増殖可能であった。
小さな、強い陽性の数個のコロニーを上記再形質転換プレートから選択しくすな わち、pGX1066XとpGX453゜の混合物を含む菌株GX782Dから 誘導された非分画プラスミドプレバレージョンで形質転換された大腸菌から得ら れた形質転換株)、再画線培養して増殖可能な菌株を単離した。プラスミドDN Aを2つの菌株から単離し、これらの両方ともpGX1066Xヘルパープラス ミドを消失していることがわかった。1つの菌株(大腸菌GX7823と命名) は、pGX453G中に見出された1lkbpの挿入断片から約2 kbpが欠 失したプラスミドpGX4533を含んでいた。大腸菌GX7823の試料はメ リーランド州ロックビルのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄 託され、その受託番号はATCCNo、 53461である。第2の菌株(大腸 菌GX7822と命名)は、元の1lkbpの挿入断片中に、 pGX4533 の欠失の1つの端部に極めて近接した部位に未同定の追加的な3 kbpのDN Aが挿入されたプラスミドであるpGX4532を含んでいた。
大腸菌GX7B23 (pGX4s33を含む)及び大腸菌GX782G(pG X4s30を含む)をL broth+アンピシリン中で培養した。細胞を遠心 によりてベレット化し、50 mM EDT^。
pH8,0及び2 all PMSFを含む緩衝液中で0.5■g/mlのりゾ チームの存在下で37℃で30分間インキュベートすることによって溶解した。
スタブイア−によって記載された緩衝液[J、 Mo1. Biol、 79: 237−248 (1973)I中で、100°Cで5分間加熱することによっ て、電気泳動のために抽出物の試料を調製し、スタブイア−によって記載された (前掲)ように、試料を12.5%のアクリルアミドSDSゲル上て電気泳動に 架けてタンパク質を分離した。標準的な電気泳動技術(ウェスタンブロッティン グ)を用いてゲルからニトロセルロース紙へタンパク質を移動した。ニトロセル ロースを次に連続的に、BSA、正常ウサギ血清、パーオキシダーゼ結合ヤギ抗 ウサギIgG及び4−クロロ−1−ナフトール十HxOxとインキュベートした (上述した免疫化学的操作と同しニトロセルロース処理)0両方の菌株とも1分 子量約9万ないし約3万、主として57,000に対応する移動度を有する同一 のIgG結合結合タンパクンバンドえた。
挿入断片中の1.9 kbpの旧ndm断片をpGX1066中にサブクローニ ングし、得られた組換えプラスミド(pGX4547)を大腸菌に形質転換した 。この形質転換株(大腸菌GX7841)によって産生されたタンパク質につい て上述のようにウェスタンブロッティングを行なったところ、主たる57,00 0のバンドを含む、同一のIgG結合結合タンパクンバンド在した。形質転換株 はまた。上述のように赤血球凝集分析した。形質転換株からの抽出物は1gG3  (ヒトミニローマタンパク寅)でコートされたなめされた(tanned)ヒ ツジ赤血球及び非分画ヒトIgGでコートされたヒツジ赤血球を凝集したが、コ ートされていない赤血球は凝集されなかった。プロティンA産生大腸菌株からの 抽出物は非分画1gGでコートされた赤血球を凝集したが、1gG3でコートさ れた赤血球及びコートされていない赤血球を凝集しなかった。プロティンAもプ ロティンGも産生じない対照大腸菌株は、いずれの赤血球試料をも凝集しなかっ た。
コレラノ結果は大腸菌株GX711141. GX7820及びGX7823は プロティンGに特徴的な性質を有するIgG結合タンパク質であることを示して いる。
実施例■ DNA及びアミノ酸配列データ クローン化された遺伝子のDNA配列を決定した。
この配列は、該DNA配列によってコートされるアミノ酸配列と共に第3図に示 しである。第3図に示したデータは、上述のようにクローン化されたプロティン G遺伝子を含む1.9 kb、の旧ndm 断片全体についてのものである。
遺伝暗号の縮重の故に、遺伝子のヌクレオチド配列は実質的に変化する1例えば 、適正なコドン−アミノ酸割当が観察されるならば、第3図に示すものと異なる ヌクレオチド配列を有するが同一のアミノ酸配列を与える遺伝子の一部又は全部 を化学的に合成することができる。プロティンG遺伝子のヌクレオチド配列及び 該タンパク質のアミノ酸配列を確立したので、この発明の遺伝子は特定のヌクレ オチド配列に限定されず、遺伝コードによって許容される全ての変異を包含する 。
この発明のプロティンGタンパク質は、第3図に示すものと完全に同一のアミノ 酸配列を有するタンパク質に限定されない、第3図に示す配列に欠失又はM換を 有するタンパク質も、該タンパク質のアミノ末端又はカルボキシル末端に追加的 なアミノ酸を有するタンパク質も、上述したプロティンGの所望のIgG結合性 質を有する限りこの発明に含まれる。こわらのアミノ酸配列の変異は例えば遺伝 子の化学合成によって、又は公知の生体外突然変異操作によフて達成することが できる。
第3図には以下の略号を用いている。
A=ニブオキシアデニ ル=チミジル G=ニブオキシグアニ ル;デオキシシトシル GLY=グリシン CYS=システィンALA=アラニン MET=メチオニン VAL=バリン ASP=アスパラギン酸LEU=ロイシン GLU=グルタミ ン酸ILE=イソロイン LYS=リジン 5ER=セリン ARG=アルギニン THR=スレオニン HIS=ヒスチジンPHE=フェニルアラニンPRO=プ ロリンTYR=チロシン GLN=グルタミンTRP=)−リブトファン AS N=アスパラギン実施例■ IgG結合活性を担当するプロティンG分子部分の同定クローン化されたプロテ ィンG遺伝子の欠失した又は修飾された形態のものを含む大腸菌株によって産生 されるタンパク質のIgG結合活性を調べることにより、活性は、アミノ酸残基 228と352との間の繰り返し構造にあることがつきとめられた(第8図)、 Bl及びB2債域のアミノ酸配列は、それぞれの、対応する55の位置のうち4 9が同一てあった。この繰り返し構造は第4図に示され、ここでBl及びB2が 示されている。
元々ストレプトコッカスGX7809から単離され、プロティンGをコードする 全配列を含む、第2図に示される1、9 kbpの旧ndmlli片をバクテリ オファージM1:l+p9[Messing、 J、、 Methods En zy+so1.101=20 (1983))にサブクローニングした。プラス ミドpGX4547をエンドヌクレアーゼ旧ndmで消化し、バクテリオファー ジ嬉13■p9の2本鎖複製型DNAも同様に消化した。後者はまた、仔ウシア ルカリフォスファターゼ(15!1中2単位)を旧ndmによる消化中に存在さ せて処理し、ベクターの再環化を防止した。フェノールで抽出し、エタノールで 沈殿させた後、2つの消化したDNAEI製物を泥合し、連結条件下でDNAリ ガーゼと共にインキ、エベートした。
連結されたDNA調f!Il物は大腸菌GX1210株(F’ traD35p roA+B+ Iaclq/デルタ−1acZ15 デルタ−(lae−pro )supE thi zig:TnlOhsdR2)をトランスフェクトするの に用いた。プラークからのトランスフェクトされた細胞について、コロニー免疫 分析によってプロティンGの生産を調べた。陽性の分析結果を示したものをmG X4547と命名し、その部分的制限酵素地図を第5図に示した。
■GX4547でトランスフェクトされた大腸菌から単離された2本鎖複製型D NAをエンドヌクレアーゼpSTIで消化した。フェノールで抽出し、エタノー ル沈殿を行なった後、消化したDNAを連結条件下でDNAリガーゼと共に希溶 液(11当たり約sggの消化DNA)中でインキュベートした。再連結したD NA調製物を用いて大腸菌cxtzioをトランスフェクトした。数個のプラー クからの感染細胞から複製型DNAを調製し、同じ感染細胞についてコロニー免 疫分析によりてIgG結合タンパク質の産生を調べた。複製型DNAを制限エン ドヌクレアーゼPstlで分析することによって、第5図及び第6図に示す21 0 bp及び415 bpの両方のPstl断片を失っていることがわかった。
これらのクローンはコロニー免疫分析により、活性なIgG結合タンパク質な産 生じないことが示された。これらのクローンによって産生される切除されたタン パク質は構造Blの一部のみを含み、末端からBlまでの全てのアミノ酸配列を 欠くものと思われる。
上述のトランスフェクションによって得られた1つのクローンは、コロニー免疫 分析において陽性の結果を与えた。このクローンからの複製型DNAの制限酵素 分析により、このファージDNAは415 bpのPstI断片を欠くが210  bpの断片は保持していることがわかった。さらに、臭化エチジウム染色アガ ロースゲル電気泳動上での2tObp Pstlバンドの相対強度から、このD NAは210bpの断片を2コピー含んでいることがわかった。このファージD  N A (mGX7880)の構造は第6図に示されるものであることが確認 された。このファージDNA上に担持されたプロティンG遺伝子によってコート されるタンパク質は、2つの完全なり構造のコピーを有し、無傷のB1配列とそ れに続<BlとB2のキメラを有するものと思われる。これは末端から82まで の全てのアミノ醸配列を欠くであろう、この構造は、210 bp!lr片を規 定するPst1部位が、相同配列に対応する位置にB繰り返し構造中に存在し、 かつタンパク質のリーディングフレームと同一の関係で有することに起因する。
ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析により、このDNAを含む大有するタンパ ク質を産生ずることがわかった。
これらの結果は、B繰り返し構造の存在がプロティンGのIgG結合活性のため の必要かつ充分な条件であることを示している。従って、Baり返し構造が、こ の分子中でのIgG結合活性部位であることが結論づけられる。
実施例IV 枯草菌中でのプロティンG遺伝子の発現転写ターミネータ−に類似する配列を有 する合成オリゴヌクレオチドを先ず5iGX4547中に挿入した。オリゴヌク レオチドの配列は次の通りであった。
5’−pTCGAAA^^AGAGAC(:GGATATCCGGTCTCTT TTT−3゜これは自己相補的であり、2本鎖にするとエンドヌクレアーゼ5a ilによつて形成されるのと同じ配列の一本鎖末端を与える。これをmGX4s 47中に挿入するために、ファージDNAをエンドヌクレアーゼ5allで消化 し、フェノールで抽出し、エタノール沈殿し1次いてこの合成オリゴヌクレオチ ド(70℃に加熱して変性させゆりくりと23℃に冷却したもの)及びDNAリ ガーゼと共に連結条件下でインキュベートした。連結したDNAを用いて大腸菌 GX1210をトランスフェクトし、クローンについて5a11部位の欠失と1 合成オリゴヌクレオチド上に存在する認識配列であるEcoRV部位の獲得とを スクリーニングした。所望の構造を有する1つのクローンな■Gx7872ト命 名シタ。
次に末端から82繰り返し配列までの配列な■GX7872から除去した。これ は、オリゴヌクレオチド−誘導生体外突然変異発生により行なった0次のオリゴ ヌクレオチドを合成した。
5’ −pCGTTTTGAAGCGACCGGAACCTCTGTAACC− 3゜この配列はその半分が■GX4S47中の丁度末端からB2配列までの配列 と相補的であり、もう半分はプロティンGのC末端付近をコートする配列と相補 的である。このオリゴヌクレオチドは、標準的方法による。■GX4547 D  NAを鋳型として用いた、2本鎖複製型DNAの生体外合成にプライマーとし て用いた。このDNAを用いて大腸菌GX1210をトランスフェクトした。プ ラークが産生ずるファージDNAについて、所望の欠失配列と相補的な放射性オ リゴヌクレオチド5°−(32P)^GCGACCGGAACCTC−3’とパ イプリダイズするかどうかをスクリーニングした。所望の構造を有する1つのク ローンが同定され、■GX7877と命名した。その構造はDNA配列分析によ って確認された。欠失は第3図の配列の1651−1896の間で起きていた。
プロティンGをコードする配列と発現及び分泌ベクターとの融合を行なうために 、オリゴヌクレオチド誘導生体外突然変異発生によってmGX7877の配列中 にRam)11部位を創製した0次の配列を有するプライマーオリゴヌクレオチ ドを用いて生体外でmGX7877の一本鎖DNAを2本fiDNAに転換する ことを促進した。
5 ’ −pG GTATCTTCGATTGGATCCGGTGAATCAA CAGCGAATACCG −3゜このオリゴヌクレオチドは履GX7877中 のプロティンGをコートする配列と相補的であるが、成熟プロティンG(分泌シ グナル配列の除去産物)をコードする配列の開始点付近に、エンドヌクレアーゼ BamHIの認識配列である6つの追加的なヌクレオチドGGATCCを含む、 得られた2本鎖DNAを用いて大腸菌GX1210をトランスフェクトした。プ ラークから得られた感染細胞から回収された複製型DNAについて、Ba■旧部 位の存在なスクリーニングした。所望の構造を有する1つのものをmGX840 2 ト命名L/ タ。
ズブチリシン(apr)をコートするバチルス・アミロリクエファシェンス(B acillus amyloliquefaciens)の遺伝子から誘導され たプロモーター及び分泌シグナル配列を含む分泌ベクターがバサンサとトンプソ ンによって記載されている[J、 Bacteriol、 165=837−8 42 (1984);並びに米国特許出願第618,902号(1984年6月 8日出願)及びその一部l!1続出願である特許出願第717,800号(19 85シグナル配列をコードする配列の末端付近にBag)11部位を有し、枯草 菌中での発現及び細胞からのタンパク質産物の分泌を促進するためにここに外来 性遺伝子を融合することができる。プロティンGをコードする配列をこのベクタ ーに融合するために、pGX2134 D N AをエンドヌクレアーゼRam 旧及びPvu IIで消化した。■GX8402からの複製型DNAをエンドヌ クレアーゼRam旧及び5ealで消化した。フェノールで抽出し、エタノール 沈殿を行なった後、消化されたDNA調製物を混合し、連結条件下でDNAリガ ーゼと共にインキュベートし、連結されたDNAを用いて標準的な方法により枯 草菌GX8008 (apr欠失、npr欠失、 5poOA677)プロトプ ラストを形質転換した。形質転換株をクロラムフェニコール耐性に基づいて選択 し、コロニー免疫分析によってプロティンGの産生をスクリーニングした。1つ の陽性形質転換株が同定されGX8408 (pGX4582)と命名した。グ ラXミドpGX4582は制限酵素分析により、第7図に示される構造を有する ことが示された。これは、pGX2134のBamHIとPvu11部位との間 に、−GX8402のプロティンGコード配列を有するBag旧断片と、mGX 8402中のコード配列の末端の小さなHa厘H1−5eal断片とが挿入され ることによって形成されたものと思われる。
菌株GX8408はプロティンGのIgG結合活性を有するタンパク質を産生す ることが示された。適当な培地(Fahnestoek と Fisher、J 、Baeteriol、1旦j: 796−804(1984)]中て増やさゼ た後、培養」−清及び細胞(i随画分を回収し、ドデシル硫酸すI−・リウムー ポリアクリルアミドゲル電気泳動分析に付し1と。電り泳動分屋の後、タンパク 質バントな二りロセルロースに移し、実施例Iど同様にして免疫化学的に染色し た。IgG結合活性を#する物質は、培養1〜清及び細胞付随画分の両方に見出 された。
実施例■ 実施例Iと同様G二して、GX780Sと命名されたグル・−ブGスト・レブト コッカス臨床中蔑物から染色体f)NA@単離したいこのDNAの試料を制限エ ントヌ!21/アーゼ11indmで消化り、、標準的条件下におい下1%アガ ロースゲル中で電気泳動に伺した4、電気泳動後、DNA断片をサザンによって 記載され1こ・ように【へ臀λLユjio−1,!−纏503 (1975)l  シてニトロセルロースに移した。プロディンGをコートする配列を含む約2. 4 kbpのハンl−を、元のスト・レブトコッカスGX7809から単離され た第2図に示1−x、q kbpの旧ndmllfi片から成る放射性グローブ を用いたパイプリダイゼーシHンによ・ノて位置決め1.た。1゜9kbp断片 プローブをアガロースゲル電気泳動によ−〕て精製し、実施例Iに記it、、た ように1ノてゲルから溶離し・、リフビーら[む−1し一吋見Lニー3−13: 237 (1977)1に木質的に記載された方法に基づき、32Pてニックト ランスレージ、ンによって放射標識した。へイブリダイゼーションをワールらに よって木質的に記載された方法[Proe−Nati Aead、 Sci、  USA 76:36113−:1687 (1979)lにより行なった。ハイ ブリダイゼーション及びへイブリダイズしなかったプローブを除去した後、放射 バンドを2.4 kbpの長さに対応する位置にオー1−ラジオグラフィ・−に より位置をつきとめた。
同しGX7BO5の染色体DNAのより大量の試料(6μ、1)享・エンドヌク レアーゼ旧ndllIて消化し、断片を1%アガロースゲル中ての電気泳動(0 ,35ボルト/cyaて16時間)によって分離1/た。臭化エチジウムで染色 した後、2−3kbのUさのバンド(エンドヌクl/アーゼ旧ndm消化バクチ リオファ・−シラムダDNAから成る対照に対応17て位置する)を含むゲルを 切り出し、DNAの回収を助けるためにつみした。DNAを実施例■て記載1ノ だようにフェノールで抽出tiた後回収1ノだ。
プラスミドヘク9− pGX1066 DNA (1ulg)をエンドヌクレア ーゼ旧nd爪で消化した。反応混合物をフェノール/クロロポルム/イソアミル アルコール(25:24=1)で抽出した後、0.1体積の4 M LiC1, 111mM EDTA、 2037−gのグリコーゲン担体、及び2.5体積の 95%エタノールを加えることによフてDNAを沈殿させた。0.4 ugの消 化されたベクターDNAを、 GX7805D N Aの回収され ・た旧nd m断片(& pLgの染色体DNAから回収された物質の90%)と共に、製造 者によって勧められる連結条件下で20μ41中で15℃て16時間インキュベ ー)−17だ。
15JLlの連結されたDNAで実施例Iに記載し・たようにして大腸菌5K2 267を形質転換し、形質転換細胞をコロニー免疫分析ブ1/−トLにプレート し、実施例Iに記載したようにして免疫グロブリン結合タンパク質を産生じてい るか否かを調べた。1′″)の陽性コロニーが同定された。この形質転換株から 単離されたプラスミドDNAは2.4 kbp (1) D N A挿入断片を 有ずルpGX1066から成ることがわかった。この挿入断片を含むエンドヌク レアーゼ旧ndm断片をバクテリオファージM13■p9ベクター中にサブクロ ーニングした。 2.4 kbpの旧ndm断片のDNA配列が決定され、これ は第9図に示されている。
プラスミド〆;X4533の部分缶怨じbU包図88g898g888 g 宮 r +−四 へ 0 0 寸 寸 の n のト PC) (71胃 。
の ト 0 (00トトト 2 品 目 ツ 8 、 。
国際調査報告 1パ”1°0”°“1°”””””’ PCT/11587700329

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.クローン化されたプロテインG遺伝子。
  2. 2.以下のデオキシリボヌクレオチド配列を含む請求の範囲第1項記載のプロテ インG遺伝子。 【配列があります】 ただし、5′から3′への鎖であってアミノ末端から始まり、それぞれのトリプ レットがコードするアミノ酸も併せて示されており、それぞれのトリプレットに おいて、 XはA、T、C又はG YはT又はC YがCのときはZはA、T、C又はG YがTのときはZはA又はG HはA、T又はC QはT又はA QがTのときはRはCでSはA、T、C又はGQがAのときはRはGでSはT又 はC MはA又はG LはA又はC LがAのときはNはA又はG LがCのときはNはA、T、C又はGである。
  3. 3.以下のデオキシリボヌクレオチド配列を合む請求の範囲第2項記載のブロテ インG遺伝子。 【配列があります】
  4. 4.プロテインGをコードするヌクレオチド配列と、大腸菌中で機能する複製開 始点と、抗生物質耐性をコードする遺伝子とを含む第1のベクターと 大腸菌中での複製開始点を含むが第1のベクターによって担持される抗生物質耐 性をコードする遺伝子を欠く第2のベクターとの組合せであって、前記第2のベ クターは、宿主中での保持を前記第1のベクターと競合して前記第1のベクター のコピー数を制限することによって前記第1及び第2のベクターで形質転換され た大腸菌宿主菌株を安定化し、そして前記形質転換された宿主菌株は前記抗生物 質の存在下での生存能力によって同定され得る、ベクターの組合せ。
  5. 5.前記第1のベクターはpGX4530の同定特徴を有し、第2のベクターは pGX1066Xの同定特徴を有する請求の範囲第4項記載のベクターの組合せ 。
  6. 6.請求の範囲第4項記載のベクターによって形質転換され、GX7820の同 定特徴を有する大腸菌宿主菌株。
  7. 7.プロテインGの免疫グロブリン結合性質を有するコードするデオキシリボヌ クレオチド配列又はその機能的に活性な部分を含み、潜在的ヘルパープラスミド の非存在下で原核微生物中に安定に保持され得る、原核微生物中で複製する能力 を有するベクター。
  8. 8.プロテインGの免疫グロブリン結合性質を有する前記タンパク質は、プロテ インGのアミノ酸が欠失し若しくは置換され又はそのアミノ末端若しくはカルボ キシル末端に付加的なアミノ酸が付加されたものである請求の範囲第7項記載の ベクター。
  9. 9.プロテインGの免疫グロブリン結合性質を有する前記タンパク質は以下のア ミノ酸配列を有する、請求の範囲第7項記載のベクター。 【配列があります】
  10. 10.請求の範囲第2項又は第3項に記載されたデオキシリボヌクレオチド配列 を含み、潜在的ヘルパープラスミドの非存在下で原核微生物中に安定に保持され る、原核微生物中で複製する能力を有するベクター。
  11. 11.前記原核微生物は大腸菌である請求の範囲第7、8、9又は10項記載の ベクター。 11.pGX4533の同定特徴を有するベクター。
  12. 12.pGX4547の同定特徴を有するベクター。
  13. 13.請求の範囲第11項又は第12項のベクターによって形質転換された大腸 菌菌株。
  14. 14.請求の範囲第4、5又は6項に記載されたベクターであって、前記第1の ベクターが前記宿主菌株によって認識される発現シグナルであってプロテインG をコードするデオキシリボヌクレオチド配列の発現を支配するものをさらに含む もので形質転換された大腸菌宿主菌株をプロテインG産生条件下で水性栄養培地 中で培養し、産生されたプロテインGを回収することを含むプロテインGの生産 方法。
  15. 15.前記形質転換された大腸菌宿主菌株はATCCNo.53460として寄 託されたGX7820の同定特徴を有する請求の範囲第14項記載の方法。
  16. 16.請求の範囲第7、8、9又は10項に記載されたベクターであって、前記 第1のベクターが前記宿主菌株によって認識される発現シグナルであってプロテ インGの免疫グロブリン結合性質を有するタンパク質をコードするデオキシリボ ヌクレオチド配列又はその機能的に活性な部分の発現を支配するものをさらに含 むもので形質転換された大腸菌宿主菌株をプロテインG産生条件下で水性栄養培 地中で培養し、産生されたタンパク質を回収することを含む、プロテインGの性 質を有するタンパク質の生産方法。
  17. 17.プロテインGの免疫グロブリン結合性質を有する前記タンパク質は、プロ テインGのアミノ酸が欠失し若しくは置換され又はそのアミノ末端若しくはカル ボキシル末端に付加的なアミノ酸が付加されたものである舌請求の範囲第16項 記載の方法。
  18. 18.生産されたタンパク質が以下のアミノ酸配列を有する請求の範囲第16項 記載の方法。 【配列があります】
  19. 19.生産されたタンパク質が以下のアミノ酸配列を有する請求の範囲第16項 記載の方法。 【配列があります】
  20. 20.生産されたタンパク質が以下のアミノ酸配列を有する請求の範囲第16項 記載の方法。 【配列があります】
  21. 21.前記ベクターは、プロテインGをコードする前記デオキシリボヌクレオチ ド配列の前記細菌宿主の染色体中への一体化を促進する請求の範囲第16項記載 の方法。
  22. 22.前記細菌宿主は大腸菌である請求の範囲第16項記載の方法。
  23. 23.前記宿主は枯草菌である請求の範囲第16項記載の方法。
  24. 24.前記形質転換された大腸菌宿主菌株はATCCNo.53461として寄 託されたGX7823の同定特徴を有する請求の範囲第16項記載の方法。
  25. 25.前記形質転換された大腸菌宿主はGX7841の同定特徴を有する請求の 範囲第22項記載の方法。
  26. 26.前記形質転換された枯草菌菌株はGX8408の同定特徴を有する請求の 範囲第23項記載の方法。
  27. 27.請求の範囲第14項記載の方法によって生産されたプロテインG。
  28. 28.請求の範囲第15項記載の方法によって生産されたプロテインG。
  29. 29.請求の範囲第16項記載の方法によって生産されたプロテインG。
  30. 30.請求の範囲第18項記載の方法によって生産されたプロテインG。
  31. 31.請求の範囲第19項記載の方法によって生産されたプロテインG。
  32. 32.請求の範囲第20項記載の方法によって生産されたプロテインG。
  33. 33.第9図に示すDNA配列又はそのプロテインG類似物貫コーディング部分 を含む組換えベクター。
  34. 34.第9図に示すアミノ酸配列又はプロテインGのIgG結合性質を有するそ の部分を有するプロテインG類似物質。
  35. 35.式 −(−B−b−)n− (ただし、BはB1,B2又はB3、nは1〜20、B1及びB2及びB3は下 記塩基配列、B3はB1とB2とのハイブリッドDNA、bは下記DNA配列を 示す)で表わされる組換えDNAベクター。 【配列があります】 【配列があります】 【配列があります】
  36. 36.前記ハイブリッドDNA配列B3は以下の配列を有する請求の範囲第35 項記載の組換えDNA。 【配列があります】
  37. 37.式 −(−B−b−)n− (ただし、BはB1,B2又はB3、nは1〜20、B1及びB2及びB3は下 記塩基配列、B3はB1とB2とのハイブリッドDNA、bは下記DNA配列を 示す)で表わされるプロテインG類似物質。 【配列があります】 【配列があります】 【配列があります】
  38. 38.前記ハイブリッドアミノ酸は以下の配列を有する請求の範囲第37項記載 のプロテインG類似物質。 【配列があります】
  39. 39.前記タンパク質は、アミノ酸が欠失し若しくは置換され又はそのアミノ末 端若しくはカルボキシル末端に追加的なアミノ酸が付加されたものであり、プロ テインGの免疫グロブリン結合特性を有するものである請求の範囲第37項記載 のブロテインG類似物質。
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