JPH02451A - Nadph-cytochrome p450 yeast-reducing enzyme gene - Google Patents
Nadph-cytochrome p450 yeast-reducing enzyme geneInfo
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- JPH02451A JPH02451A JP62325527A JP32552787A JPH02451A JP H02451 A JPH02451 A JP H02451A JP 62325527 A JP62325527 A JP 62325527A JP 32552787 A JP32552787 A JP 32552787A JP H02451 A JPH02451 A JP H02451A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、酵母NADP)I−チトクロムP450還元
酵素をコードする遺伝子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gene encoding yeast NADP)I-cytochrome P450 reductase.
NADPH−チトクロムP450還元酵素(NADPI
I ; フェリチトクロムオキシドレダクターゼ、EC
1,6,2,4)は、哺乳動物や酵母などの真核細胞の
ミクロソーム11りに存在し、電子伝達系を構成する主
要酵素である。本酵素は、分子内にフラビンアデニンモ
ノヌクレオチドとフラビンモノヌクレオチドを1分子ず
つ含有するフラビン酵素である。本酵素は、NADPI
Iからの電子を、ミクロソーム電子伝達系の末端酵素で
あるチトクロムP450へ伝達する。チトクロムl”4
50は多くの分子種からなる酵素群で、各々の分子種は
幅広い基質特異性を示し、しかもその基質特異性は重複
しているので、広範囲の脂溶性化合物に対して酸化反応
を示すことができる。NADPH-cytochrome P450 reductase (NADPI
I; ferricytochrome oxidoreductase, EC
1, 6, 2, 4) are present in microsomes 11 of eukaryotic cells such as mammals and yeast, and are major enzymes constituting the electron transport system. This enzyme is a flavin enzyme containing one molecule of flavin adenine mononucleotide and one molecule of flavin mononucleotide in its molecule. This enzyme is NADPI
Electrons from I are transferred to cytochrome P450, the terminal enzyme of the microsomal electron transport chain. cytochrome l”4
50 is a group of enzymes consisting of many molecular species, each of which exhibits a wide range of substrate specificities, and because these substrate specificities overlap, they can exhibit oxidation reactions against a wide range of fat-soluble compounds. can.
チトクロムP450は分子多様性を示すにもかかわらず
、いずれの分子種に対しても、同じ還元酵素がNADP
Hからの電子を供給することができる。この還元酵素に
よるNA[JpHからチトクロムP450への電子伝達
は、生物種をこえておこり、例えば、ラット肝還元酵素
がウサギ肝チトクロムP450へ、酵母還元酵素がウサ
ギあるいはラット肝チトクロムP450へ+IADPI
からの電子を伝達することができる。Despite the molecular diversity of cytochrome P450, the same reductase is used to reduce NADP for all molecular species.
Electrons from H can be supplied. Electron transfer from NA[JpH to cytochrome P450 by this reductase occurs across biological species; for example, rat liver reductase transfers to rabbit liver cytochrome P450, and yeast reductase transfers to rabbit or rat liver cytochrome P450+IADPI.
can transfer electrons from
本発明者らは、すでに、ラント肝チトクロムP450遺
伝子およびラント肝NADPH−チトクロムP450還
元酵素遺伝子を単離しく特開昭61−56072、特開
昭62−19085 ) 、酵母内でこれらの遺伝子を
発現させ、酸化活性を有する酵素蛋白質を生産させるこ
とに成功した。酵母内で発現したラット肝チトクロムP
450と還元酵素は、酵母ミクロソーム膜に局在し、ラ
ット肝チトクロムP450に依存した酸化活性を発揮し
た。さらに、発明者らは、チトクロムP450と還元酵
素の両方を生産する酵母菌株を製造し、これがチトクロ
ムP450に依存した酸化活性を示し、各種化合物の酸
化反応プロセスへバイオリアクターとして利用できるこ
とを示した(特開昭62−104582 )。また、発
明者らは、チトクロムP450と還元酵素の両遺伝子を
連結し、1分子でチトクロムP450と還元酵素の両酵
素の機能を発揮できる新規モノオキシゲナーゼの作出に
成功した(特開昭6l−187713) 。The present inventors have already isolated the runt liver cytochrome P450 gene and the runt liver NADPH-cytochrome P450 reductase gene (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-56072, Japanese Patent Application Publication No. 62-19085), and expressed these genes in yeast. We succeeded in producing an enzyme protein with oxidation activity. Rat liver cytochrome P expressed in yeast
450 and reductase were localized in yeast microsomal membranes and exerted oxidative activity dependent on rat liver cytochrome P450. Furthermore, the inventors produced a yeast strain that produces both cytochrome P450 and reductase, and demonstrated that this strain exhibits cytochrome P450-dependent oxidation activity and can be used as a bioreactor for oxidation reaction processes of various compounds ( JP-A-62-104582). In addition, the inventors succeeded in creating a new monooxygenase that can exert the functions of both cytochrome P450 and reductase enzymes in one molecule by linking the genes of both cytochrome P450 and reductase (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-187713 ).
一方、ラット肝還元酵素のほかに、ウサギ肝還元酵素遺
伝子の取得にも成功した(特願昭61−13443 )
。In addition to the rat liver reductase gene, we also succeeded in obtaining the rabbit liver reductase gene (patent application 13443/1982).
.
このように、還元酵素は、チトクロムP450とともに
用いることにより、酸化反応用のバイオリアクターとし
て利用できる。しかしながら、ラット肝P450とラッ
ト肝還元酵素の酵母における生産量を比較した場合、P
2S5の生産量の方が高かった。In this way, reductase can be used as a bioreactor for oxidation reactions by using it together with cytochrome P450. However, when comparing the production of rat liver P450 and rat liver reductase in yeast, P
The production volume of 2S5 was higher.
これは、1つには、ラット肝還元酵素の酵母内での安定
性が劣るためと考えられる。そこで、ラット還元酵素の
かわりに、宿主である酵母の還元酵素を用いれば、酵母
還元酵素は、酵母自身の蛋白質であり、大量生産が可能
になると考えられる。One reason for this is thought to be that rat liver reductase has poor stability in yeast. Therefore, if a reductase from host yeast is used instead of rat reductase, yeast reductase is a protein of yeast itself, and it is thought that mass production will be possible.
しかも酵母還元酵素の作用によるNADPHからの電子
のラットP450への供給はきわめて効率的である。Moreover, the supply of electrons from NADPH to rat P450 through the action of yeast reductase is extremely efficient.
したがって、酵母還元酵素を生産することにより酸化反
応用バイオリアクターの性能向上が期待できる。Therefore, production of yeast reductase can be expected to improve the performance of bioreactors for oxidation reactions.
本発明者らは、今回、酵母からNAI)P)I−チトク
ロムP450還元酵素の遺伝子をクローニングすること
に成功した。これにより、酵母還元酵素を生産すること
が可能になった。The present inventors have now succeeded in cloning the gene for NAI)P)I-cytochrome P450 reductase from yeast. This made it possible to produce yeast reductase.
すなわち、本発明の第1の目的は、酵母還元酵素をコー
ドする遺伝子を提供することにある。たとえば、第2図
に記載した塩基配列を含む遺伝子であり、さらには、第
2図に記載したアミノ酸配列に対応する塩基配列を含む
遺伝子である。That is, the first object of the present invention is to provide a gene encoding yeast reductase. For example, it is a gene containing the base sequence shown in FIG. 2, and furthermore, a gene containing the base sequence corresponding to the amino acid sequence shown in FIG.
よく知られているように酵母は本発明の実施例で用いた
サツカロミセス・セレビシェ(Sacchar。As is well known, the yeast used in the examples of the present invention is Saccharomyces cerevisiae.
Bees cerevisiae)の他にも多種存在し
、本発明はそれらに由来する酵母還元酵素をコードする
遺伝子も含むものである。There are many other types of yeast (Bees cerevisiae), and the present invention also includes genes encoding yeast reductases derived from them.
また、遺伝子組換え技術によれば基本となるDNAの特
定の部位に、Ii DNAがコードするものの基本的な
特性を変化させることなく、あるいはその特性を改善す
るように、人為的に変異を起こすことができる。 本発
明により提供される遺伝子に関しても、同様に人為的に
挿ノい欠失、置換を行うことにより天然の遺伝子と同等
あるいは改善された特性とすることが可能であり、本発
明はそのような変異遺伝子を含むものである。Furthermore, according to genetic recombination technology, mutations can be made artificially in specific parts of the basic DNA without changing the basic characteristics of what is encoded by the DNA, or in such a way as to improve the characteristics. be able to. Similarly, the genes provided by the present invention can be artificially inserted, deleted, or replaced to have characteristics equivalent to or improved from those of natural genes. It contains a mutant gene.
更に、多くのアミノ酸についてはそれをコードするDN
A塩基配列は複数存在する。従って、その塩基配列は一
義的に決まらず多数の可能性が在りうる。本発明者らに
より明らかにされた酵母還元酵素をコードする遺伝子の
場合も、そのDNAの塩基配列は、天然の遺伝子の塩基
配列以外にも多数の可能性があるが、本発明の遺伝子は
、天然のDNA塩基配列のみに限定されるものではなく
、本発明により明らかにされたアミノ酸配列をコードす
る他のDNA塩基配列を含むものである。Furthermore, for many amino acids, the DN that codes for them
There are multiple A base sequences. Therefore, the base sequence is not uniquely determined and may have many possibilities. In the case of the gene encoding the yeast reductase revealed by the present inventors, there are many possibilities for the DNA base sequence other than the base sequence of the natural gene, but the gene of the present invention It is not limited to only natural DNA base sequences, but includes other DNA base sequences that encode the amino acid sequences revealed by the present invention.
本発明の第2の目的は、酵母還元酵素をコードする塩基
配列を含む組換え体DNAを提供することにある。好ま
しいDNAは、宿主微生物細胞内で自己増殖可能な(す
なわち、自己増殖するに必要な塩基配列を含む)DNA
であり、特に好ましいのは、本発明書中でpgGYRと
命名されたものである。A second object of the present invention is to provide a recombinant DNA containing a base sequence encoding yeast reductase. Preferred DNA is DNA that is capable of self-replication within host microorganism cells (that is, includes a base sequence necessary for self-replication).
Particularly preferred is the one named pgGYR in the present invention.
本発明の第3の目的は、酵母還元酵素をコードする塩基
配列を含み、宿主微生物細胞内で自己増殖可能なDNA
を保持する形質転換微生物を提供することにある。特に
好ましい微生物は、本明細書中でエンエリキアユリY1
090 (pgGYR)と命名されたものである。The third object of the present invention is to obtain a DNA containing a base sequence encoding yeast reductase and capable of self-replication within a host microorganism cell.
The object of the present invention is to provide a transformed microorganism that retains the following. Particularly preferred microorganisms herein include E. lily Y1
090 (pgGYR).
酵母還元酵素をコードする遺伝子は、酵母遺伝子の場合
にはアクチンなどの一部の遺伝子を除き介在配列を持た
ないので、そのままで宿主微生物細胞内で発現可能であ
ることから、例えば、酵母細胞の染色体DNAを直接ク
ローニングすることによって、あるいは酵母細胞から公
知の方法(CARLSON、 MアンドBDTSTEI
N、 D、セル(cell) 28巻、145−154
頁、1982年)によりmRNAを調製し、適当なベク
ターを用いて、c DNAをクローニングすることによ
り単離できる。The gene encoding yeast reductase does not have any intervening sequences except for some genes such as actin, so it can be expressed as is in host microorganism cells. By cloning the chromosomal DNA directly or from yeast cells by known methods (CARLSON, M. and BDTSTEI).
N, D, cell vol. 28, 145-154
p., 1982) and can be isolated by cloning the cDNA using an appropriate vector.
本発明において、目的の還元酵素をコードする遺伝子の
ソースとなる細胞は酵母細胞であるが、好ましくはサツ
カロミセス・セレビシェ(Saccharomyces
cerevisiae)に属する細胞をさし、さらに
好ましくはサツカロミセス・セレビシェ(Saccha
romyces cerevisiae) AlI22
株(^TCC38626)等を用いることができる。In the present invention, the cell serving as the source of the gene encoding the target reductase is a yeast cell, but preferably Saccharomyces cerevisiae.
refers to cells belonging to Saccharomyces cerevisiae, and more preferably Saccharomyces cerevisiae.
romyces cerevisiae) AlI22
strain (^TCC38626) etc. can be used.
DNAのクローニングの方法としては、例えば染色体D
NAの場合、ラムダgill (クローンチク社)ある
いはコスミンド・ベクター(ベーリンガー・マンハイム
社)等の適当なベクターを用いて染色体DNAライブラ
リーを作製し、スクリーニングする方法が挙げられる。As a method for cloning DNA, for example, chromosome D
In the case of NA, examples include a method in which a chromosomal DNA library is prepared using an appropriate vector such as Lambda Gill (Crunchyk) or Cosmindo Vector (Boehringer Mannheim) and then screened.
cDNAの場合、例えば、酵母細胞から調製したm
RNAを用いて逆転写酵素とDNAポリメラーゼ■によ
り、2末鎖c DNAを作製し、これをホモポリマー法
等の方法でpBR322などのベクターへ挿入する、あ
るいは岡山−バーブのクローニングベクター(ファルマ
シア社より人手可能)等の他の適当なベクターに挿入し
、これを用いてc DNAライブラリーを作製し、この
ライブラリーから目的とするcDNAクローンを選抜す
る方法などを用いることができる。In the case of cDNA, for example, m prepared from yeast cells
Using RNA, reverse transcriptase and DNA polymerase ■ create two-terminal cDNA, and insert this into a vector such as pBR322 using a method such as the homopolymer method, or use the Okayama-Barb cloning vector (from Pharmacia). It is possible to use a method such as inserting the cDNA into another suitable vector such as a cDNA library (which can be done manually), creating a cDNA library using this, and selecting the desired cDNA clone from this library.
DNAの選抜に関しては、酵母還元酵素に対する抗体を
用いた免疫化学的手法、ポジティブハイブリダイゼーシ
ョントランスレーションアンセイを用いたスクリーニン
グ法、蛋白質の部分アミノ酸配列に対応した合成DNA
、第2図記載の塩基配列より合成したDNAの一部をプ
ローブとしたハイブリダイゼーションによるスクリーニ
ング法など、種々の方法を用いることができる。Regarding DNA selection, there are immunochemical methods using antibodies against yeast reductase, screening methods using positive hybridization translation assay, and synthetic DNA corresponding to the partial amino acid sequence of the protein.
Various methods can be used, such as a screening method by hybridization using a portion of DNA synthesized from the base sequence shown in FIG. 2 as a probe.
プローブとしては、上記の他、染色体DNAの場合は上
述の方法により得たcDNAを、cDNAの場合は上述
の方法により得た染色体DNAを用いることができる。As the probe, in addition to the above, in the case of chromosomal DNA, cDNA obtained by the above-mentioned method can be used, and in the case of cDNA, chromosomal DNA obtained by the above-mentioned method can be used.
また、上述の方法で酵母還元酵素DNAの一部のみしか
得られなかった場合は、これをプローブとして完全なD
NAを得ることができる。In addition, if only a portion of the yeast reductase DNA is obtained by the above method, this can be used as a probe to obtain the complete DNA.
NA can be obtained.
このようにして取得した酵母NADPH−チトクロムP
450還元酵素遺伝子は、これを適当なベクターに組込
み、大腸菌、酵母などの微生物細胞あるいは動物細胞等
に導入することにより、酵母NADPI+−チトクロム
P450還元酵素を生産する細胞を製造することができ
る。特に酵母細胞を用いると前述のとおり効率良く酵母
NADPH−チトクロムP450還元酵素を生産できる
。発現ベクターとしては、宿主細胞中で複製可能な遺伝
情報を含み、自立的に増殖できるものであって、宿主か
らの単離精製が容易であり、検出可能なマーカーを持つ
ものが好適である0種々のベクターが市販されており、
ベクターの切断に用いる制限酵素等も市販されている。Yeast NADPH-Cytochrome P thus obtained
Cells that produce yeast NADPI+-cytochrome P450 reductase can be produced by incorporating the 450 reductase gene into a suitable vector and introducing it into microorganism cells such as Escherichia coli and yeast, or animal cells. In particular, when yeast cells are used, yeast NADPH-cytochrome P450 reductase can be efficiently produced as described above. Preferably, the expression vector contains genetic information that can be replicated in host cells, can propagate autonomously, is easy to isolate and purify from the host, and has a detectable marker. Various vectors are commercially available,
Restriction enzymes and the like used for cutting vectors are also commercially available.
これらの使用方法は公知である。例えば、大腸菌での発
現には、lac、 tac、けρなどのブロモ−クーを
含む発現ベクター(これらは、発現ベクターとして、あ
るいはプロモーターカートリンジとしてファJL/7シ
アPL社より市販されている)を用いることができる。Methods for using these are known. For example, for expression in Escherichia coli, expression vectors containing bromocous such as lac, tac, and ρ (these are commercially available as expression vectors or as promoter cartridges from Fa JL/7Sia PL) can be used.
酵母での発現には、アルコール脱水素酵素プロモーター
、ホスフォグリセロキナーゼプロモーター、グルセロア
ルデヒド3−リン酸脱水素酵素プロモーターなどを含む
発現ベクターを用いることができる。製造した酵母還元
酵素を生産する細胞は、チトクロムP450を生産する
細胞と組合わせることにより、バイオリアクターとして
有用な化合物の生産に利用することが可能である。For expression in yeast, an expression vector containing an alcohol dehydrogenase promoter, a phosphoglycerokinase promoter, a gluceroaldehyde 3-phosphate dehydrogenase promoter, etc. can be used. The cells that produce the produced yeast reductase can be used in the production of compounds useful as a bioreactor by combining them with cells that produce cytochrome P450.
以下に実施例をあげ、本発明をより詳細に説明する0本
発明は、以下の実施例のみに限定されるものではなく、
本発明の技術分野における通常の変更をすることができ
る。Examples are given below to explain the present invention in more detail. The present invention is not limited only to the following examples,
Modifications common to the art of the invention may be made.
施例1 酵母 −酵素cDNAクローンの単離(1)酵
母mRNAの調製
サツカロミセス・セレビシェ(Saccharomyc
escerevisiae) At122株(ATCC
38626)を、100+dのYPD培地(1%酵母エ
キス、2%ポリペプトン、2%グルコース)中で、30
℃で18時間振とう培養したのち、菌体を集菌した。水
で2回洗浄したのち、菌体の湿重量を測定し、1g菌体
あたり2Ir1の破砕バッファー(0,2M トリス−
塩酸、pH7,5,10+mM EDTA、 0.5M
NaC1)および2gのグラスビーズ、0.1%ジエ
チルオキンギ酸エステルを加え、1分間ずつ3回ポルテ
ックスミキサーにかけた。つぎに等容のフェノール・ク
ロロホルム(1:lν/V)で2回、等容のクロロホル
ムで1回抽出を行ったのち、水層に2.5倍容のエタノ
ールを添加し、核酸を沈澱させた。Example 1 Yeast - Isolation of enzyme cDNA clones (1) Preparation of yeast mRNA Saccharomyces cerevisiae
escerevisiae) At122 strain (ATCC
38626) in 100+d YPD medium (1% yeast extract, 2% polypeptone, 2% glucose) for 30
After shaking culture at ℃ for 18 hours, the bacterial cells were collected. After washing twice with water, the wet weight of the bacterial cells was measured, and 2Ir1 of disruption buffer (0.2M Tris-
Hydrochloric acid, pH 7, 5, 10+mM EDTA, 0.5M
NaCl), 2 g of glass beads, and 0.1% diethylokingate were added, and the mixture was placed in a portex mixer three times for 1 minute each. Next, extraction was performed twice with an equal volume of phenol/chloroform (1:lν/V) and once with an equal volume of chloroform, and then 2.5 times the volume of ethanol was added to the aqueous layer to precipitate the nucleic acids. Ta.
得られた核酸をオリゴ(dT)セルロースカラムに通し
て、ポリ(A)を存するmRNAを分画した。エタノー
ル沈澱により回収した核酸を平衡化緩衝液(lomM
トリス−塩酸、pH7,5,ld EDTA。The obtained nucleic acid was passed through an oligo(dT) cellulose column to fractionate mRNA containing poly(A). Nucleic acids recovered by ethanol precipitation were added to equilibration buffer (lomM
Tris-HCl, pH 7.5, 1d EDTA.
0.5M NaCl、0.1%SO5)で約30 A
zbo /Ial になるように溶解した。これを65
°Cで5分間加熱したのち、あらかじめ平衡化緩衝液で
平衡化したオリゴ(dT)セルロースカラムにかけ、平
衡化緩衝液で十分洗浄した。洗浄後、滅菌水で溶出を行
い、溶出されるポリ(A)RNA画分を、終1度2%の
酢酸カリウム水溶液、2倍容の冷エタノールを加え、エ
タノール沈澱を施し、RNAを回収した。30 A at 0.5M NaCl, 0.1% SO5)
It was dissolved so that zbo /Ial. This is 65
After heating at °C for 5 minutes, the column was applied to an oligo(dT) cellulose column equilibrated with an equilibration buffer and thoroughly washed with the equilibration buffer. After washing, elution was performed with sterile water, and the eluted poly(A) RNA fraction was subjected to ethanol precipitation by adding a 2% potassium acetate aqueous solution and 2 volumes of cold ethanol once, and the RNA was recovered. .
RNAは90%エクノ′−ルで洗浄したのち、滅菌水に
1容解した。The RNA was washed with 90% alcohol and then dissolved in sterile water.
(2)CDNAライブラリーの作製
調製したポリ(A)RNAからのcDNA合成は、アマ
ージャム社から市販されているcDNA合成システム(
製品コードNO,llpH,1256)を用い、製品に
添付されているプロトコールに従って実施した。即ち、
逆転写酵素によりmRNAに相補的なcDNAを合成し
たのち、リボヌクレアーゼHで、RNAjXに二ンクと
ギヤノブを入れ、これを大腸菌DNAポリメラーゼIを
用いて修復合成することにより、RNA鎖をDNA鎖に
置換した。(2) Preparation of cDNA library cDNA synthesis from the prepared poly(A) RNA was performed using the cDNA synthesis system (commercially available from Amerjam) (
The test was carried out using the product code NO, llpH, 1256) according to the protocol attached to the product. That is,
After synthesizing cDNA complementary to mRNA using reverse transcriptase, inserting a second link and a gear knob into RNAjX using ribonuclease H, and repairing this using E. coli DNA polymerase I, the RNA strand is replaced with a DNA strand. did.
最後にT、DNAポリメラーゼにより、DNA鎖の両末
端を平衡化した。vtいて、プロメガバイオチック社か
ら市販されているプロトクローンラムダgtllシステ
ムを用いて、cDNAライブラリーを作製した。方法は
、すべて製品に添付されているプロトコールに従った。Finally, both ends of the DNA strand were equilibrated with T and DNA polymerase. A cDNA library was prepared using the ProtoClone Lambda gtll system commercially available from Promega Biotic. All methods followed the protocols attached to the products.
まず、2本積cDNA内に存在するEco旧部位を、E
coRIメチラーゼにより、メチル化し、後のεcoR
I消化から保護したのち、両端にEcoRIリンカ−を
付加した。 EcoRlで切断したのち、cDNAを
ラムダgillのEcoRIアームを連結し、インビト
ロパッケージングを行い、大腸菌Y1090株(製品に
添付 )を感染させることにより、c DNAラ
イブラリーとした。First, the Eco old site present in the double cDNA is converted into E
Methylated by coRI methylase, the subsequent εcoR
After protection from I digestion, EcoRI linkers were added to both ends. After cutting with EcoRI, the cDNA was ligated with the EcoRI arm of lambda gill, in vitro packaging was performed, and a cDNA library was prepared by infecting Escherichia coli strain Y1090 (attached to the product).
(3)酵母還元酵素cDNAクローンの選抜作製したc
DNAライブラリーから、酵母還元酵素cDNAクロー
ンを選抜するために、酵母還元酵素に対する抗体を用い
た免疫化学的スクリーニングを実施した。抗還元酵素ウ
サギ抗体は、精製した酵母還元酵素(Aoyama 、
Yら、Arch、 Biochea、 Biophy
s、 185巻2号362〜369ページ、」978
年に記載の方法により精製できる)をウサギに投与する
ことにより、容易に調製できる0作製したc DNAラ
イブラリーを大腸菌Y1090株(バイオチック社)に
感染させ、プレートあたり10’個のプラークが生成す
るように広げた。プレートに、あらかじめ]OmMIP
TG (イソプロピルβ−D−チオガラクトピラノシド
)に浸したのち、風乾しておいたニトロセルロースフィ
ルターを重ね、37°Cで3時間、4″Cで1時間イン
キュベートした。プレートからはがしたフィルターを、
スキムミルク液【0.5%スキムミルク(デイフコ社よ
り購入)を含む5011M )リス−塩酸、pl+8.
1505M NaCl ) 30mに浸し、室温で1時
間インキュベートした。ついで、中和抗体50μ2(大
腸菌Y1090株の菌体を100μ2の水にけんだくし
、95“Cで15分間熱処理したものに、抗還元酵素ウ
サギ抗体100μ2を添加し、4°Cで終夜インキュベ
ートすることにより調製した)を含むスキムミルク液2
0d中に浸し、室温で終夜インキュベートした。(3) Selection and production of yeast reductase cDNA clones
In order to select yeast reductase cDNA clones from the DNA library, immunochemical screening was performed using an antibody against yeast reductase. The anti-reductase rabbit antibody was prepared using purified yeast reductase (Aoyama,
Y et al., Arch, Biochea, Biophy
s, Vol. 185, No. 2, pp. 362-369,” 978
E. coli strain Y1090 (Biotic) was infected with the cDNA library, which can be easily prepared by administering the cDNA library (which can be purified by the method described in I spread it out to do so. onto the plate in advance] OmMIP
After soaking in TG (isopropyl β-D-thiogalactopyranoside), air-dried nitrocellulose filters were layered and incubated at 37°C for 3 hours and at 4″C for 1 hour. Peeled from the plate. filter,
Skim milk solution 5011M containing 0.5% skim milk (purchased from Difco) Lis-HCl, pl+8.
1505M NaCl) and incubated for 1 hour at room temperature. Next, 100 μ2 of the anti-reductase rabbit antibody was added to 50 μ2 of the neutralizing antibody (E. coli Y1090 strain cells were suspended in 100 μ2 of water and heat-treated at 95°C for 15 minutes, and incubated overnight at 4°C. skim milk solution 2 containing
0d and incubated overnight at room temperature.
フィルターは、T−スキムミルク液(上記スキムミルク
液に0.05%Tween20を含む)25mlを用い
て、10分間ずつ3回洗浄したのち、アルカリ性ホスフ
ァターゼを結合した抗つサギIgGヤギ抗体(プロメガ
バイオチック社より購入)10μlを含むスキムミルク
?f7.20d中に浸し、37”Cで1時間インキュベ
ートした。ついで、50mM トリス−塩酸(pH8)
、150mM NaClで3回洗浄したのち、ニトロ
ブルーテトラゾリウム(70%ジエチルホルムアミドに
50mg/−になるようにン容解)132μl、5ブロ
モ−4−クロロ−3−インドリルリン酸(ジエチルホル
ムアミドに5011g/mff1になるように溶解)6
11il/I!を含むALP緩街液(100Ilガトリ
スー塩酸(pH9,5) 、1100II NaC1,
5mM MgC1z ) 20m中に浸し、室温で1時
間インキュベートすることにより、呈色反応を実施した
。最後に、フィルターを水で2.3回洗浄したのち、風
乾した。The filter was washed three times for 10 minutes with 25 ml of T-skim milk solution (the above skim milk solution contains 0.05% Tween 20), and then washed with alkaline phosphatase-conjugated anti-heron IgG goat antibody (Promega Biotic Co., Ltd.). (purchased from) skim milk containing 10 μl? f7.20d and incubated for 1 hour at 37"C. Then 50mM Tris-HCl (pH 8)
After washing three times with 150 mM NaCl, 132 μl of nitro blue tetrazolium (dissolved in 70% diethylformamide to give 50 mg/-), 5011 g of 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate (dissolved in diethylformamide to give 50 mg/-) /mff1)6
11il/I! ALP slow-moving solution (100 Il Gatolisu hydrochloric acid (pH 9,5), 1100 II NaCl,
The color reaction was performed by immersing in 20 mM 5mM MgC1z) and incubating for 1 hour at room temperature. Finally, the filter was washed 2.3 times with water and then air-dried.
合計的15,000個のプラークについて、上記免疫化
学的スクリーニングを実施し、最終的に2個のポジティ
ブファージクローンを得た。A total of 15,000 plaques were subjected to the above immunochemical screening, and two positive phage clones were finally obtained.
後述するように、2個のポジティブファージクローンは
互いにオーバーラツプするcDNAインサートを含んで
おり、cDNAの鎖長のみが異なっていた。As described below, the two positive phage clones contained overlapping cDNA inserts and differed only in cDNA chain length.
2個のうちより長いcDNAインサートを含むクローン
をpgCYRと命名した。The clone containing the longer cDNA insert of the two was named pgCYR.
施例2 酵 還−酵素ゲノムDNAクローン生爪胆
後述するように、実施例1−(3)で取得したc DN
Aクローンは、酵母還元酵素蛋白質の全長をコードする
には十分な長さを持っていなかった。Example 2 Fermentation reductase genomic DNA clone Raw nail bile As described below, the c DN obtained in Example 1-(3)
The A clone was not long enough to encode the full length of the yeast reductase protein.
そこで、このc DNAをプローブとしたプラークハイ
ブリダイゼーション法により、酵母ゲノムライブラリー
をスクリーニングした。Therefore, a yeast genome library was screened by plaque hybridization using this cDNA as a probe.
酵母ゲノムライブラリーは、クローンチク社から市販さ
れている酵母ゲノムライブラリー(DNAソースは、酵
母サツカロミセス・セレビシェX2180株(A T
CC26109)、ベクターはλgtll、製品コード
番号cyt、 101 )を用いた。このライブラリー
は、酵母ゲノムDNAを制限酵素EcoRIで部分消化
し、1.5〜6.0kbに相当するDNA断片をベクタ
ーλgtllのEcoRr部位に挿入したものである。The yeast genome library was a yeast genome library commercially available from Krontschik (the DNA source was the yeast Saccharomyces cerevisiae strain X2180 (A T
CC26109), vector λgtll, product code number cyt, 101) was used. In this library, yeast genomic DNA was partially digested with the restriction enzyme EcoRI, and a DNA fragment corresponding to 1.5 to 6.0 kb was inserted into the EcoRr site of the vector λgtll.
製品に添付されたクイターを目安として、プレートあた
り約104プラークとなるように、ライブラリーを希釈
し、プレートに広げた。プレー・トにニトロセルロース
フィルターを重ね、1分間放置することにより、DNA
をフィルターに移した。フィルターは、01.5M N
aCl 、0.5!1 #aOH1■1.5M NaC
1,0,5M )リス−塩酸(pH8) 、■3xss
cでそれぞれ5分間ずつ処理したのち、80°Cで真空
乾燥することにより、DNAをフィルターに固定した。The library was diluted and spread on plates, using the Quitar attached to the product as a guide, to give approximately 104 plaques per plate. DNA is removed by placing a nitrocellulose filter on the plate and leaving it for 1 minute.
was transferred to the filter. The filter is 01.5M N
aCl, 0.5!1 #aOH1■1.5M NaC
1,0,5M) Lis-hydrochloric acid (pH 8), ■3xss
The DNA was fixed on the filter by vacuum drying at 80°C.
ついで、フィルターを■3XSSC168°C11,5
時間、■3xSSC110×デンハート(0,2%フィ
コール、0.2%ポリビニルピロリドン、0.2%ウソ
血清アルブミン)、68“C51,5時間、■ハイブリ
ダイゼーション緩衝液(5kM)リス−塩酸、pH7,
5、loIIIM EDTA 、、IM NaC1、1
0xデンハート、ttg/rrdlサケ精巣DNA)、
68°C11時間の順に処理した。その後、製品に添付
されている説明書に従い、ニックトランスレーションキ
ット(アマージャム社より購入〕を用いてニックトラン
スレーション法により酵母還元酵素cDNAのIEco
RI−Bam旧断片(第二図の塩基配列において塩基番
号第474−1015番目の断片)を32pで標識し、
これを含むハイブリダイゼーション緩衝液と上記の処理
したフィルターをプラスチックバッグに詰め、6゜°C
で終夜インキュベートした。ハイブリダイゼーシヨンを
行ったフィルターは、■2XSSC1室温IO分、■l
X5SC10,1%SDS、60°C25分、■0゜3
x ssc、0.1%SO5,60°C125分、■0
.1%5SC10,1%SO5,60°C45分の順に
処理したのち、風乾し、X線フィルム(コダンクXAR
−5)をあてて、オートラジオグラムをとった。こうし
て、ポジティブシグナルを与えるゲノムDNAクローン
を一個得、これをpgGYRと命名した。Next, the filter ■3XSSC168°C11,5
time, ■3xSSC110xDenhardt (0.2% Ficoll, 0.2% polyvinylpyrrolidone, 0.2% false serum albumin), 68"C51,5 hours, ■Hybridization buffer (5kM) Lis-HCl, pH 7,
5,loIIIM EDTA,,IM NaC1,1
0x Denhart, ttg/rrdl salmon testis DNA),
Treatments were performed at 68°C for 11 hours. After that, according to the instructions attached to the product, yeast reductase cDNA was converted to IEco by nick translation method using a nick translation kit (purchased from Amerjam).
The old RI-Bam fragment (the fragment with base numbers 474-1015 in the base sequence in Figure 2) was labeled with 32p,
The hybridization buffer containing this and the above-treated filter were packed in a plastic bag and kept at 6°C.
and incubated overnight. The filter that underwent hybridization was: ■2XSSC1 IO minutes at room temperature, ■1
X5SC10.1% SDS, 60°C 25 minutes, ■0°3
x ssc, 0.1% SO5, 60°C 125 minutes, ■0
.. After processing in the order of 1% 5SC10, 1% SO5, 60°C for 45 minutes, air drying and X-ray film (Kodank XAR
-5) and took an autoradiogram. In this way, one genomic DNA clone giving a positive signal was obtained and named pgGYR.
実施例1−(3)、2で取得した酵母還元酵素c DN
A、ゲノムDNAクローンについて、それぞれインサー
トDNAの制限酵素地図を作製した。Yeast reductase c DN obtained in Example 1-(3) and 2
A, Restriction enzyme maps of insert DNA were prepared for each genomic DNA clone.
ファージDNAを調製し、これをEcoRIで切断する
ことにより、インサートDNAを切り出し、pUC19
のEcoR1部位にサブクローニングした。ただし、ゲ
ノムDNAクローンの場合は、片側のEc。Prepare phage DNA and cut it with EcoRI to cut out the insert DNA and make pUC19.
was subcloned into the EcoR1 site of. However, in the case of genomic DNA clones, Ec on one side.
R1部位を欠失していたので、EcoRIと5aclで
同時消化することにより、DNA断片を切り出し、pU
C19のEcoRI、Sac 1部位の間にサブクロー
ニングした。これらプラスミドを導入した大腸i1JM
109株(宝酒造(株))を培養し、バーンボイムード
リ (Birnboim−Doly )の方法により、
プラスミドDNAを調製した。プラスミドDNAは、種
々の制限酵素で切断し、切断したDNA断片を068%
アガロースゲル電気泳動で分析した0種々の制限酵素に
より切断したDNA断片の鎖長を比較することにより、
第1図に示す制限酵素地図を得た。Since the R1 site was deleted, the DNA fragment was cut out by simultaneous digestion with EcoRI and 5acl, and pU
Subcloned between the EcoRI and Sac 1 sites of C19. Colon i1JM introduced with these plasmids
109 strains (Takara Shuzo Co., Ltd.) were cultured and cultured using Birnboim-Doly's method.
Plasmid DNA was prepared. Plasmid DNA is cut with various restriction enzymes, and the cut DNA fragments are reduced to 0.68%.
By comparing the chain lengths of DNA fragments cut with various restriction enzymes analyzed by agarose gel electrophoresis,
A restriction enzyme map shown in FIG. 1 was obtained.
2つのcDNAクローンの制限酵素地図は−敗し、また
、これらは、ゲノムDNAクローンの制限酵素地図と完
全にオーバーラツプした。The restriction maps of the two cDNA clones were negative, and they completely overlapped with the restriction maps of the genomic DNA clone.
cDNAインサートの全塩基配列を、pUcプラスミド
の正逆両方向のプライマーDNA (7アルマシア社よ
り購入)および7− DEAZAシークエンスキット(
宝酒造−より購入)を用いて決定した。The entire base sequence of the cDNA insert was determined using the pUc plasmid's forward and reverse primer DNA (purchased from 7 Almacia) and the 7-DEAZA Sequencing Kit (
(purchased from Takara Shuzo).
インサートの内部にあるEcoR1部位周辺の塩基配列
は、他の制限酵素による切断断片をpuc 19にサブ
クローニングしたのち、同様にして決定した。The nucleotide sequence around the EcoR1 site inside the insert was determined in the same manner after subcloning fragments cleaved with other restriction enzymes into puc19.
cDNAクローンpgCYRは、第2図の塩基番号67
番目から最後のポリ (A)ティルまでをコードしてい
た。この塩基配列は、チロシン残基がらはじまる669
アミノ酸残基をコードでき、塩基番号2074〜207
6番目の終止コドンTAAでおわるオーブンリーディン
グフレームが存在した。蛋白質の読み枠としては、塩基
を1つずつずらした他の2つの読み枠も考えられるが、
これらでは、塩基配列の途中に、終止コドンが何回もあ
られれ、還元酵素の読み枠とは考えられない、この最長
の読み枠に相当する塩基配列をアミノ酸に変換した結果
を第2図に示す、このアミノ酸配列を、すでにアミノ酸
配列が既知であるラットおよびウサギのNADPI+−
チトクロムP450還元酵素の配列(DNA、5巻1号
1−1o頁、1986年J、Biochem 100
5945〜954頁 1986年 に記載)と比較した
結果、非常によ<部位した配列が見出された0例えば、
還元酵素の補酵素であるFMNを結合する領域と考えら
れている配列(ラット、ウサギ酵素では、NIIVFY
GSQTGTAEE )とよく偵た配列が、塩基番号1
78番目から222番目にみられた。また、フラビン酵
素に特徴的なグリシン残基を含む配列(ラットでは、V
IFIVGPGTGIAPFMGFIQER) ニ相当
する配列が、塩基番号1606606番目665665
番目れた。これらの結果から判断して、第2図に示すア
ミノ酸配列は、酵母還元酵素のものであることが明らか
になった。The cDNA clone pgCYR is located at base number 67 in Figure 2.
It was coded from the second to the last poly(A) till. This base sequence starts with tyrosine residue 669
Can code for amino acid residues, base numbers 2074-207
There was an open reading frame that ended at the 6th stop codon TAA. Two other reading frames in which the bases are shifted by one base are also possible as reading frames for proteins, but
In these cases, there are many stop codons in the middle of the base sequence, and it cannot be considered as the reading frame of a reductase.The result of converting the base sequence corresponding to the longest reading frame into amino acids is shown in Figure 2. This amino acid sequence shown in Fig. 1 is used for rat and rabbit NADPI+-
Sequence of cytochrome P450 reductase (DNA, Vol. 5, No. 1, pp. 1-1o, 1986 J, Biochem 100
5945-954 (described in 1986), a very well-positioned sequence was found. For example,
A sequence thought to be a region that binds FMN, a coenzyme of reductase (in rat and rabbit enzymes, NIIVFY
GSQTGTAEE), the sequence that was well guessed is base number 1.
It was seen from 78th to 222nd. In addition, a sequence containing a glycine residue characteristic of flavin enzymes (in rats, V
IFIVGPGTGIAPFMGFIQER) The corresponding sequence is base number 1606606, 665665.
It was the second time. Judging from these results, it has become clear that the amino acid sequence shown in Figure 2 is that of yeast reductase.
次に、同様の方法により、ゲノムDNAインサートの塩
基配列を決定した。決定した塩基配列および、それをア
ミノ酸配列に変換した結果を、第2図に示す、ゲノムD
NAインサートの(塩基番号67−2076076番目
基配列は、c DNAインサートの塩基配列と完全に一
致した。この結果、酵INADPI+−チトクロムP4
50還元酵素のアミノ酸配列は、c DNAから決定し
た配列よりさらに22アミノ酸残基長いことが判明した
。したがって、酵母還元酵素は、691アミノ酸残基が
ら成る分子量76756の蛋白質であることが判明した
。Next, the nucleotide sequence of the genomic DNA insert was determined by the same method. The determined base sequence and the result of converting it into an amino acid sequence are shown in Figure 2, Genome D.
The base sequence (base numbers 67-2076076) of the NA insert completely matched the base sequence of the cDNA insert.
The amino acid sequence of 50 reductase was found to be 22 amino acid residues longer than the sequence determined from cDNA. Therefore, yeast reductase was found to be a protein with a molecular weight of 76,756 and consisting of 691 amino acid residues.
第1図は、酵母N A D P I+−チトクロムP4
50還元酵素をコードするc DNAクローンpgCY
RおよびゲノムDNAクローンpgGYRの制限酵素地
図を示す0図中、黒く塗った部分は、本酵素をコードす
るDNA領域を示す。
第2図は、cDNAクローン、ゲノムDNAりローンの
インサートDNAの塩基配列と、それから推定される酵
母還元酵素のアミノ酸配列を示す。
酵母還元酵素のコーディング領域は、塩基番号1から2
073番目に相当する。
ただし、A、C,D、 E、F、G、)1. I、に、
L、 M、N、P、Q、R,S、TV、w、yはそれ
ぞれアラニン、システィン、アスパラギン酸、グルタミ
ン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソ
ロイシン、リジン、ロイシン、メチオニン、アスパラギ
ン、プロリン、グルタミン、アルギニン、セリン、トレ
オニン、バリン、トリプトファン、千ロジン残基を表す
。
ゲノムDNAクローンのスクリーニングに用いたプロー
ブは塩基番号474から1015番目に相当する。Figure 1 shows yeast NADP I+-cytochrome P4
c DNA clone pgCY encoding 50 reductase
In Figure 0 showing the restriction enzyme map of R and the genomic DNA clone pgGYR, the blacked area indicates the DNA region encoding this enzyme. FIG. 2 shows the base sequences of insert DNA of cDNA clones and genomic DNA clones, and the amino acid sequence of yeast reductase deduced from the base sequences. The coding region of yeast reductase consists of base numbers 1 to 2.
It corresponds to number 073. However, A, C, D, E, F, G,)1. I, to,
L, M, N, P, Q, R, S, TV, w, y are alanine, cysteine, aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine, glycine, histidine, isoleucine, lysine, leucine, methionine, asparagine, proline, glutamine, Represents arginine, serine, threonine, valine, tryptophan, and 1,000 rosine residues. The probe used for screening genomic DNA clones corresponds to base numbers 474 to 1015.
Claims (1)
コードする遺伝子 (2)第2図に記載のアミノ酸配列で特定される特許請
求の範囲第1項記載の遺伝子 (3)第2図に記載の塩基配列で特定される特許請求の
範囲第1項記載の遺伝子 (4)酵母NADPH−チトクロムP450還元酵素を
コードする塩基配列を含む組換え体DNA(5)微生物
細胞内で自己増殖可能な特許請求の範囲第4項記載のD
NA (6)酵母NADPH−チトクロムP450還元酵素を
コードする塩基配列を含み、微生物細胞内で自己増殖可
能なDNAを保持する微生物 (7)微生物がエシエリキア・コリである特許請求の範
囲第6項記載の微生物[Scope of Claims] (1) Gene encoding yeast NADPH-cytochrome P450 reductase (2) Gene according to Claim 1 specified by the amino acid sequence shown in Figure 2 (3) Second Gene according to claim 1 specified by the base sequence shown in the figure (4) Recombinant DNA containing the base sequence encoding yeast NADPH-cytochrome P450 reductase (5) Self-propagation in microbial cells D as described in possible claim 4
NA (6) A microorganism that contains a base sequence encoding yeast NADPH-cytochrome P450 reductase and retains DNA capable of self-replication within microorganism cells. (7) The microorganism is Escherichia coli. microorganisms
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62325527A JPH02451A (en) | 1987-12-04 | 1987-12-24 | Nadph-cytochrome p450 yeast-reducing enzyme gene |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30588587 | 1987-12-04 | ||
| JP62-305885 | 1987-12-04 | ||
| JP62325527A JPH02451A (en) | 1987-12-04 | 1987-12-24 | Nadph-cytochrome p450 yeast-reducing enzyme gene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02451A true JPH02451A (en) | 1990-01-05 |
| JPH0555110B2 JPH0555110B2 (en) | 1993-08-16 |
Family
ID=17950486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62325527A Granted JPH02451A (en) | 1987-12-04 | 1987-12-24 | Nadph-cytochrome p450 yeast-reducing enzyme gene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02451A (en) |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62325527A patent/JPH02451A/en active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY AND BIOPHISICS=1978 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0555110B2 (en) | 1993-08-16 |
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