JPH0354555B2 - - Google Patents

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JPH0354555B2
JPH0354555B2 JP7967988A JP7967988A JPH0354555B2 JP H0354555 B2 JPH0354555 B2 JP H0354555B2 JP 7967988 A JP7967988 A JP 7967988A JP 7967988 A JP7967988 A JP 7967988A JP H0354555 B2 JPH0354555 B2 JP H0354555B2
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pang2
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0012—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
    • C12N9/0026—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on CH-NH groups of donors (1.5)
    • C12N9/0028—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on CH-NH groups of donors (1.5) with NAD or NADP as acceptor (1.5.1)

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、強い血圧上昇作用を有し、興味深い
生理活性ペプチドであるアンジオテンシン(ア
スパラギン酸(AsP)−アルギニン(Arg)−バリ
ン(Val)−チロシン(Tyr)−イソロイシン
(Ile)−ヒスチジン(His)−プロリン(Pro)−フ
エニルアラニン(Phe)の8個のアミノ酸配列よ
りなるペプチド、以下、ANG2と略す。)を含む
融合タンパク質を大量に生産可能とする新規組換
えプラスミドpANG2−11、pANG2−11を含有
する大腸菌、ANG2を酵素のカルボキシ末端側に
有するジヒドロ葉酸還元酵素−ANG2融合タンパ
ク質(以下、DHFR−ANG2と略す。)、DHFR
−ANG2の分離精製方法、およびANG2の製造方
法に関するものである。本発明の新規組換えプラ
スミドpANG2−11は、第1図において示される
DNA配列を有する。本発明は、発酵工業、医薬
品工業等の分野に好適である。 従来の技術 ANG2は、血中ペプチドであり、血圧をコント
ロールすると考えられているレニン−アンジオテ
ンシン系の中心物質である。ANG2は、末梢動脈
のANG2レセプターに作用し、血管収縮による血
圧上昇作用と副賢皮質の球状層に作用し、アルデ
ステロン分泌促進作用を有する興味深い生理活性
ペプチドである。 本発明の技術的背景としては、いわゆる遺伝子
操作技術がある。しかしながら、遺伝子操作を利
用した効率のよいANG2の製造方法に関しては、
知られていない。 一方、既に、本発明者らは、大腸菌由来のジヒ
ドロ葉酸還元酵素(以下、DHFRと略す。)遺伝
子に関して、その遺伝子の改変の結果、異種遺伝
子発現用プラスミドベクターpTP70−1(特開昭
63−46193号公報)及びそれを利用した融合遺伝
子の作成方法(特開平1−144992号公報)を開発
している。これらの方法を利用した場合、融合遺
伝子の発現の結果得られる融合タンパク質の大腸
菌菌体の蓄積量は、全菌体タンパク質の約20%が
期待される。しかしながら、ANG2の生産に上記
発現ベクターを用いた例はない。 発明の目的 本発明の目的は、いまだ確立されていない、遺
伝子操作の手法を用いたANG2の大量生産方法を
開発することにある。 既に、本発明者らは(1)大腸菌のDHFRを大量
に発現する発現プラスミドを構築していること
(特開昭62−69990号公報)、(2)大腸菌のDHFRの
カルボキシ末端側の配列を変化させても、酵素活
性が失われないこと、(3)大腸菌のDHFRのカル
ボキシ末端側に異種ペプチドを融合させることを
可能とするプラスミドベクターpTP70−1を構
築していること(特開63−46193号公報)、(4)
pTP70−1上の改変DHFRは、大腸菌で効率良
く発現すること、を明らかにしている。 本発明者らは、上記の知見を利用し、鋭意研究
の結果、ANG2遺伝子を化学合成し、pTP70−
1に組み込むことにより、ANG2遺伝子と
DHFR遺伝子の融合遺伝子を作成し、融合遺伝
子を大腸菌で発現させることにより、DHFR−
ANG2を大量に生産できることを見いだし、さら
に、DHFR−ANG2を用いることにより効果的
にANG2を作成できることを明らかにし、本発明
を完成させた。 発明の構成 本発明は、(1)DHFR−ANG2の大量発現を可
能にする新規組換えプラスミドpANG2−11、(2)
pANG2−11を含有する大腸菌菌体、(3)pANG2
−11を含有する大腸菌が生産するDHFR−
ANG2、(4)pANG2−11を含有する大腸菌からの
DHFR−ANG2の分離精製、および(5)DHFR−
ANG2を用いたANG2の製造方法、の発明により
構成される。 (1) 新規組換えプラスミドpANG2−11 第1図は、本発明のpANG2−11の全塩基配
列を示している。図は、2本鎖環状DNAのう
ち片方のDNA鎖配列だけを、プラスミド中に
2箇所存在する制限酵素Cla部位のうちHind
部位に近い方の切断認識部位、5′−
ATCGAT−3′、の最初の“A”を1番として
数えて、5′末端から3′末端の方向に記述してい
る。本発明のpANG2−11は、新規な組換えプ
ラスミドである。pANG2−11は、4651塩基対
の大きさであり、宿主である大腸菌にトリメト
プリムおよびアンピシリン耐性を付与すること
ができる。pANG2−11は、pTP70−1の
BamH部位にANG2を暗号化する配列を含
む43塩基対の化学合成DNAが結合した構造を
していてる。第1図において、533番目から575
番目迄の配列が化学合成DNA由来の配列であ
る。それ以外の配列がpTP70−1由来の配列
である。 化学合成したDNAの配列には、制限酵素
Kpnの認識切断部位、5′−GGTACC−3′(第
1図の、570番目から575番目までの配列)、を
含ませてある。pTP70−1由来の部分には、
Kpn部位が存在しない。従つて、pANG2−
11のBamH部位(第1図の532番目から537
番目までの配列)からKpn部位までの配列を
他の配列に置き換えることにより、方向を定め
て異種DNAの導入を行い、DHFR遺伝子との
融合遺伝子の作成をさらに容易に行うことがで
きる。 第1図の57番目から566番目まで配列は、
DHFRのカルボキシ末端側にANG2がメチオ
ニン(Met)を介して結合したDHFR−ANG2
を暗号化している。 DHFR−ANG2を暗号化する配列の上流に
は、DHFR−ANG2遺伝子の発現を効率良く
行わせる配列が存在する(特開昭63−46193号
公報)。即ち、43番目から50番目までの配列が
SD配列と呼ばれるもので、効率の良い翻訳に、
また、4609番目から4637番目までが、コンセン
サス転写プロモーターであり、効率の良い転写
に貢献する。このことから、pANG2−11は、
大腸菌に導入された場合、多種のDHFR−
ANG2を作る。作られたDHFR−ANG2は、菌
体内に可溶性の状態で、菌体タンパク質の約20
%程度蓄積する。このことによつて、pANG2
−11を含有する大腸菌はトリメトプリム耐性を
示すようになる。また、pANG2−11は、
pPT70−1由来の、アンピシリン耐性遺伝子
を有している。このことから、pANG2−11が
導入された大腸菌は、アンピシリン耐性をも示
す。pANG2−11は、大腸菌に導入されて安定
状態に保たれ、pANG2−11を含有する大腸菌
は、微工研にFERMBP−1815として寄託され
ている。 このような特長を有するpANG2−11は、実
施例1に従つて作成することができるが、組換
えプラスミドの作成方法によつて本発明が制限
されるものではない。 (2) pANG2−11を含有する大腸菌 pANG2−11を含有する大腸菌は、トリメト
プリム及びアンピシリンに対して耐性を示す。
pANG2−11を含有する大腸菌は、DHFR−
ANG2遺伝子の効率のよい発現の結果、
DHFR−ANG2を菌体内に可溶性の状態で大
量に蓄積する。pANG2−11を含有する大腸菌
をYT+Ap培地(培地1l中に、5gのNaCl、
8gのトリプトン、5gのイーストエキス、及
び50mgのアンピシリンナトリウムを含む液体培
地)を用いて、37℃で定常期まで培養した場
合、蓄積するDHFR−ANG2は、菌体タンパ
ク質の約20%に達する。培養菌体を、リン酸緩
衝液などの適当な緩衝液に懸濁し、フレンチプ
レス法もしくは音波破砕法で破砕し、これを遠
心分離法により上清と沈澱に分離した場合、ほ
とんど全てのDHFR−ANG2は上清中に回収
される。pANG2−11を含有する大腸菌は、微
工研にFERMBP−1815として寄託されてい
る。 (3) DHFR−ANG2 第2図は、DHFR−ANG2を暗号化する部
分のDNA配列とそれから作られると予想され
るタンパク質のアミノ酸配列を示している。
DHFR−ANG2は、170アミノ酸よりなる新規
なタンパク質である。アミノ末端側から数え
て、1から159番目までの配列が、大腸菌の野
生型DHFRに1箇所アミノ酸置換置換が起こ
つた(Cys−152(Wild type)→Glu−152)配
列であり、163番目から170番目までがANG2の
配列である。ANG2の配列の直前のアミノ酸は
メチオニン(Met)である。このことにより、
DHFR−ANG2をブロムシアンで処理するこ
とにより、ANG2を特異的に切り出すことがで
きる。160と161番目のイソロイシン(Ile)−ロ
イシン(Leu)の配列は、pTP70−1のBamH
部位にANG2を暗号化するDNAを導入する
際に、遺伝暗号の読み取り枠を合わせるために
生じた配列である。pTP70−1が作るDHFR
は、162個のアミノ酸よりなり、第2図の
DHFR−ANG2のアミノ酸配列のうち、アミ
ノ末端側から数えて、1から160番目までの配
列に、Gln−Ileの2個のアミノ酸配列が結合し
た配列をしている。DHFR−ANG2の分子量
は、19、410である。 DHFR−ANG2は、新規なタンパク質であ
る。DHFR−ANG2はDHFRのカルボキシ末
端側に、ANG2が融合した構造をしているにも
かかわらず、DHFR酵素活性を有する。この
ため、大腸菌がDHFR−ANG2を多量につく
ると、DHFRの阻害剤であり抗細菌剤である
トリメトプリムに対して、耐性を示すようにな
る。 (4) DHFR−ANG2の分離精製 本発明のDHFR−ANG2の分離精製法は、
菌体の培養、菌体の破砕、DEAE−トヨ
パールカラム処理、メソトリキセート
(MTX)結合アフイニテイクロマトグラフイ
ー、およびDEAE−トヨパールカラムクロマ
トグラフイーの過程より成り立つている。 菌体の培養 pANG2−11を含有する大腸菌の培養は、
YT+Ap培地(培地1l中に、5gのNaCl、
8gのトリプトン、5gのイーストエキスお
よび50mgのアンピシリンナトリウムを含む液
体培地。)で培養することができる。培地と
しては、この他にST+Ap培地(培地1l中
に、2gのグルコース、1gのリン酸2カリ
ウム、5gのポリペプトン、5gのイースト
エキスおよび50mgのアンピシリンナトリウム
を含む液体培地。)など、菌体が成長する培
地であれば、どの様な培地でも用いることが
できるが、調べた限りでは、DHFR−
ANG2の生産にはYT+Ap培地が最適であつ
た。 pANG2−11を含有する大腸菌を、培地に
接種し、37℃で対数成長期の後期もしくは定
常期まで培養する。培養温度により菌体中の
DHFR−ANG2の蓄積量が変動し、調べた
限りでは、培養温度が高いほど蓄積量が大で
あつた。培養した菌体は、5000回転/分の遠
心分離により集める。培地1lより湿重量2か
ら4gの菌体が得られる。 集菌およびこれ以後の操作は、特に断わら
ない限り低温(0から10℃の間、4℃が望ま
しい)で行う。 菌体の破砕 培養して得られた菌体を、湿重量の3倍の
緩衝液1(0.1mM エチレンジアミン4酢酸
ナトリウム(EDTA)を含む10mMリン酸
カリウム緩衝液、PH7.0)に懸濁し、フレン
チプレスを用いて菌体を破砕する。菌体破砕
液を5000回転、10分間遠心分離し、上清を得
る。さらに、上清を、35000回転、1時間超
遠心分離し、上清を得る(無細胞抽出液)。 DEAE−トヨパールカラム処理 この操作は、次の精製過程の前処理の目的
で行う。無細胞抽出液を、あらかじめ0.1M
のKClを含む緩衝液1で平衡化したDEAEト
ヨパールカラムにかけ、0.1MのKClを含む
緩衝液1でカラムを洗う。酵素の溶出は、
0.3MのKClを含む緩衝液1を用いて行う。
溶出液を一定量ずつフラクシヨンコレクター
を用いて分画する。分画した溶出液について
DHFR活性を測定し、酵素活性が含まれる
画分を集める。 MTX結合アフイニテイクロマトグラフイ
ー 上記の操作により得られた酵素液を、あら
かじめ緩衝液1で平衡化したMTX結合
Sepharoseアフイニテイカラムに吸着させ
る。吸着後、1MのKClを含む緩衝液2(0.1
mM EDTAを含む10mMリン酸カリウム
緩衝液、PH8.5)で洗う。洗いは、カラムか
らの溶出液の280nmの吸光度を測定し、吸
光度が0.1以下になるまで同緩衝液を流し続
ける。酵素の溶出は、1MのKClと3mMの
葉酸を含む緩衝液2を用いて行い、溶出液を
一定量ずつフラクシヨンコレクターを用いて
分画する。分画した溶出液についてDHFR
活性を測定し、酵素活性が含まれる画分を集
める。得られた酵素液を、緩衝液1に対し
て、3回透析する。この段階で、純度90%以
上のDHFR−ANG2が得られる。 DEAE−トヨパールカラムクロマトグラフ
イー 透析した酵素液を、あらかじめ緩衝液1で
平衡化したDEAE−トヨパールカラムに吸着
させる。吸着後、0.1MKClを含む緩衝液1
で洗う。洗いは、カラムからの溶出液の
280nmの吸光度を測定し、吸光度が0.01以下
になるまで同緩衝液を流し続ける。酵素の溶
出は、緩衝液1を用いて0.1Mから0.3Mの
KClの直線濃度勾配を用いて行い、溶出液を
一定量ずつフラクシヨンコレクターを用いて
分画する。分画した溶出液について280nm
の吸光度とDHFR活性とを測定する。酵素
活性/280nmの吸光度の値が、一定な画分
を集める。 以上の操作により、DHFR−ANG2の高度
精製均一化を、再現性良く行うことができる。 本発明に従うと、DHFR−ANG2の精製は、
培養を含めて一週間以内に行うことができ、回
収率45%以上で、均一な酵素標品を得ることが
できる。 DHFR酵素活性は、反応液(0.05mMのジヒ
ドロ葉酸、0.06mMのNADPH、12mMの2−
メルカプトエタノール、50mMのリン酸緩衝液
(PH7.0))を、1mlのキユベツトとり、これに
酵素液を加え、340nmの吸光度の時間変化を
測定することにより行う。酵素1ユニツトは、
上記反応条件において、1分間に1マイクロモ
ルのジヒドロ葉酸を還元するのに必要な酵素量
として定義する。この測定は、分光光度計を用
いて容易に行うことができる。 (5) DHFR−ANG2を用いたANG2の製造 精製したDHFR−ANG2からのANG2の切
断・分離は、ブロムシアン処理することにより
行う。精製したDHFR−ANG2を凍結乾燥し、
これに1から10mgタンパク質/mlとなるように
70%蟻酸を加え、溶解した後、タンパク質量の
約20倍量の結晶ブロムシアンを加え密栓し、窒
素雰囲気下、室温で撹拌しながら24時間反応さ
せる。反応液を10倍量の水で希釈した後、凍結
乾燥し過剰の試薬等を除く。凍結乾燥試料を1
から10mgタンパク質/mlとなるように30%酢酸
に溶かす。溶かした試料を、HPLC装置(島津
LC−4A、inertsil−ODSカラム)を用いて、
0.1%トリフルオロ酢酸中、15%から50%のア
セトニトリルの濃度勾配を用いて溶出・分離す
ることができる。溶出物は、220nmにおける
吸光度の測定により検出することができる。第
3図は、ブロムシアン処理したDHFR−
ANG2試料の高速液体クロマトグラムを示して
いる。試料注入後約17分後のピークがANG2で
ある。このピーク画分を分離する。分離した溶
出液をエバホレーターで乾燥後、少量の水を加
え凍結乾燥し溶媒を除き、ANG2を得ることが
できる。また、得られたペプチドを酸加水分解
後、アミノ酸分析することによりアミノ酸組成
を確かめることができる。 本発明の実施例においては、3lの培地から湿
重量約6gの菌体が得られ、この菌体(計算
上、約48mgのDHFR−ANG2、約2.6mgの
ANG2を含む。)から、約23mgのDHFR−
ANG2(収率、48.3%、計算上約1.2mgのANG2
を含む。)を精製して得ることができ、このう
ち、10mgのDHFR−ANG2をブロムシアン処
理後、HPLCで分離・精製することにより、約
0.28mgのANG2を得ることができた。 次に本発明の実施例および参考例を示す。 実施例 1 pANG2−11の作成 ANG2を暗号化するDNAとしては、 1.5′− GATCCTGATGGATCGCGTGTACATCCA
CCCGTTCTAAGGTACC−3′ 2.5′− CATCGGTACCTTAGAACGGGTGGATGT
ACACGCGATCCATCAG−3′ の2本の43ヌクレオチドからなるDNAをホスホ
アミダイト法に従つて化学合成し、精製後、ポリ
ヌクレオチドキナーゼを用いて、各DNAの5′末
端をリン酸化した。リン酸化したDNAを約0.1ml
(約0.01μgのDNAを含んでいる。)ずつ取り、こ
れを60℃でインキユベートすることによつて両
DNAをアニールさせた(これをDNA1と呼ぶ)。 約1μgのpTP70−1を、BamHで切断した
後、アルカリホスフアターゼ処理をした。アルカ
リホスフアターゼ処理したDNAをフエノール処
理することにより、共存する酵素タンパク質を変
性除去し、その後エタノールでDNAを沈澱させ
た。沈澱したDNAを70%エタノールで洗つた後、
エタノールを除き、減圧下に沈澱を乾燥させた。
BamHによるDNAの切断、アルカリホスフア
ターゼ処理、フエノール処理、およびエタノール
沈澱の各操作は、いずれも、“Molecular
Cloning A Loboratory Manual”(T.
Maniatis、E.F.Fritsch、J.Sambrook、eds.Cold
Spring Harbor Laboratory(1982)、以下、文献
1と呼ぶ。)に記載している方法に従つて行つた。
乾燥させたDNAを50μのリガーゼ用反応液
(10mM Tris−HCl、PH7.4、5mM MgCl2、
10mMジチオトレイトール、5mM ATP)に
溶解後、5μのDNA1を加え、これに1ユニツ
トのT4−DNAリガーゼを加えて、10℃で、12時
間DNAの連結反応を行わせた。この反応物を、
形質転換法(transformation method、上記文献
1に記載)に従つて、大腸菌に取り込ませた。こ
の処理をした菌体を、50mg/のアンピシリンナ
トリウムおよび10mg/のトリメトプリムを含む
栄養寒天培地(培地1l中に、2gのグルコース、
1gのリン酸2カリウム、5gのイーストエキ
ス、5gのポリペプトン、15gの寒天を含む。)
上に塗布し、37℃で24時間培養することにより、
45個のコロニーを得ることができた。これらのコ
ロニーから適当に8個選び、1.5mlのYT+Ap培
地(培地1l中に、5gのNaCl、5gのイースト
エキス、8gのトリプトン、50mgのアンピシリン
ナトリウムを含む。)で、37℃、1晩、菌体を培
養した。培養液を、各々エツペンドルフ遠心管に
とり、12000回転/分で10分間遠心分離し、菌体
を沈澱として集めた。これに、0.1mlの電気泳動
用サンプル調製液(0.0625MのTris−HCl、PH
6.8、2%のラウリル硫酸ナトリウム(SDS)、10
%のグリセリン、5%の2−メルカプトエタノー
ル、0.001%のブロムフエノールブルーを含む。)
を加え、菌体を懸濁し、これを沸騰水中に5分間
保ち、菌体を溶かした。この処理をしたサンプル
をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法
(U.K.Lammli;Nature、vol.227、p.680(1970))
に従つて分析した。標準サンプルとしてpTP70
−1を含有する大腸菌に同様な処理をしたもの、
および分子量マーカーとしてラクトアルブミン
(分子量14200)、トリプシンインヒビター(分子
量20100)、トリプシノーゲン(分子量24000)、カ
ルボニツクアンヒドラーゼ(分子量29000)、グリ
セロアルデヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ(分
子量36000)、卵アルブミン(分子量45000)、およ
び牛血清アルブミン(分子量66000)を含むサン
プルをポリアクリルアミド濃度の10から20%濃度
勾配ゲルで泳動した。その結果、8個のコロニー
のうち、3個ではpTP70−1のDHFRのバンド
が消失し、それより明らかに分子量が大きくなつ
たタンパク質(分子量約22500と推定される。)を
新たに生産していること、また、残りの5個で
は、DHFRとほぼ同じ大きさのタンパク質を生
産すること、pTP70−1のDHFR(分子量18379)
は、この条件で分子量約21000のタンパク質とし
て泳動することが明らかになつた。分子量の大き
い新たなタンパク質を生産するコロニーのうちか
ら、適当に一株選び、各々、これをYT+Ap培
地で培養し、TanakaとWeisblumの方法(T.
Tanaka、B.Weisblum J.Bacteriology、
vol.121、p.354(1975))に従つて、プラスミドを
調製した。得られたプラスミドをpANG2−11と
名づけた。pANG2−11は、pTP70−1のBamH
部位に、化学合成したDNA配列が挿入した構
造をしているはずである。合成DNAには、制限
酵素Kpn切で断認識される配列、5′−
GGTACC−3′、が含まれているので、Kpnで
pANG2−11の切断を試みたところ、確かに切断
された。また、pANG2−11のEcoR(第1図
の471−476番目の配列)とSal(第1図の868−
873番目の配列)による切断によつて得られる約
400ヌクレオチド長のDNAについて、M13フアー
ジを用いたジデオキシ法(J.Messing;Mehtods
in Enzymology、vol.101、p.20(1983))に従つ
て、塩基配列を決定した。その結果、第1図に示
す配列の471番目から約873番目迄の配列が確かめ
られた。 pTP70−1の塩基配列は、本発明者らによつ
て明らかにされている(特開昭63−46193号公
報)。pANG2−11のEcoR−Salの配列は、
pTP70−1のEcoR−Salの間にあるBamH
部位に、43ヌクレオチド長の配列が挿入された
配列である。 また、pANG2−11のEcoR−Sal切断によ
つて得られる約4.2キロ塩基対のDNAは、Pst、
Hind、Hpa、Aat、Pvu、Bgl、およ
びClaを用いた制限酵素による切断実験の結
果、pTP70−1のEcoR−Sal切断によつて
得られる約4.2キロ塩基対のDNAと全く同一であ
ることが示された。 以上の結果から、pANG2−11の全塩基配列が
第1図に示した配列であることが決められた。 実施例 2 pANG2−11を含有する大腸菌が作るDHFR−
ANG2 pANG2−11を含有する大腸菌が作るDHFR−
ANG2のアミノ酸配列は、DHFR−ANG2遺伝子
の塩基配列から予想することができる。第1図の
57番目から566番目の配列がDHFR−ANG2を暗
号化していることから、トルプレツト暗号表を用
いて、アミノ酸配列を推定した。その結果第2図
に示すアミノ酸配列が得られた。 pANG2−11を含有する大腸菌から、DHFR−
ANG2を分離精製し、精製したタンパク質の性質
を調べた。 DHFR−ANG2の精製 A 用いた菌体量:湿重量 6g B 酵素精製表 表における精製過程は無細胞抽出液、
DEAE−トヨパールカラム処理、メソトリキセ
ート結合アフイニテイクロマトグラフイー、およ
びDEAE−トヨパールカラムクロマトグラフイ
ーを表す。
Industrial Application Field The present invention is directed to angiotensin (aspartic acid (AsP) - arginine (Arg) - valine (Val) - tyrosine (Tyr) - isoleucine (Ile)), which has a strong blood pressure increasing effect and is an interesting physiologically active peptide. - A new recombinant plasmid pANG2 that enables mass production of a fusion protein containing a peptide consisting of the eight amino acid sequence of histidine (His) - proline (Pro) - phenylalanine (Phe), hereinafter abbreviated as ANG2. -11, E. coli containing pANG2-11, dihydrofolate reductase-ANG2 fusion protein with ANG2 on the carboxy-terminal side of the enzyme (hereinafter abbreviated as DHFR-ANG2), DHFR
-This invention relates to a method for separating and purifying ANG2 and a method for producing ANG2. The novel recombinant plasmid pANG2-11 of the present invention is shown in FIG.
It has a DNA sequence. The present invention is suitable for fields such as fermentation industry and pharmaceutical industry. Prior Art ANG2 is a blood peptide and a central substance of the renin-angiotensin system, which is thought to control blood pressure. ANG2 is an interesting physiologically active peptide that acts on ANG2 receptors in peripheral arteries, increases blood pressure through vasoconstriction, and acts on the globus layer of the parasympathetic cortex to promote aldesterone secretion. The technical background of the present invention is so-called genetic manipulation technology. However, regarding the efficient production method of ANG2 using genetic manipulation,
unknown. On the other hand, the present inventors have already developed a plasmid vector pTP70-1 for heterologous gene expression (Japanese Patent Application Laid-Open No.
63-46193) and a method for creating a fusion gene using the same (Japanese Patent Application Laid-Open No. 144992/1999). When these methods are used, the amount of the fusion protein obtained as a result of the expression of the fusion gene accumulated in E. coli cells is expected to be about 20% of the total bacterial protein. However, there is no example of using the above expression vector for the production of ANG2. Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to develop a method for mass production of ANG2 using genetic engineering techniques, which has not yet been established. The present inventors have already constructed (1) an expression plasmid that expresses a large amount of E. coli DHFR (Japanese Patent Application Laid-open No. 62-69990), and (2) the carboxy-terminal sequence of E. coli DHFR. (3) The plasmid vector pTP70-1 has been constructed, which makes it possible to fuse a heterologous peptide to the carboxy-terminal side of DHFR of E. coli (JP-A-63-63-1). Publication No. 46193), (4)
It has been revealed that the modified DHFR on pTP70-1 is efficiently expressed in E. coli. Utilizing the above knowledge and as a result of intensive research, the present inventors chemically synthesized the ANG2 gene and pTP70-
1, the ANG2 gene and
By creating a fusion gene of the DHFR gene and expressing the fusion gene in E. coli, DHFR-
They discovered that ANG2 can be produced in large quantities, and further revealed that ANG2 can be effectively produced by using DHFR-ANG2, thereby completing the present invention. Structure of the Invention The present invention provides (1) a novel recombinant plasmid pANG2-11 that enables large-scale expression of DHFR-ANG2;
E. coli cells containing pANG2-11, (3) pANG2
-DHFR produced by E. coli containing -11-
ANG2, (4) from E. coli containing pANG2-11.
Separation and purification of DHFR-ANG2, and (5) DHFR-
The invention consists of a method for producing ANG2 using ANG2. (1) Novel recombinant plasmid pANG2-11 Figure 1 shows the entire base sequence of pANG2-11 of the present invention. The figure shows that only one DNA strand sequence of the double-stranded circular DNA is extracted from Hind of the two restriction enzyme Cla sites present in the plasmid.
Cutting recognition site closer to the site, 5′−
The first "A" of ATCGAT-3' is counted as number 1 and is written in the direction from the 5' end to the 3' end. pANG2-11 of the present invention is a novel recombinant plasmid. pANG2-11 has a size of 4651 base pairs and can confer trimethoprim and ampicillin resistance to the host E. coli. pANG2-11 is pTP70-1
It has a structure in which 43 base pairs of chemically synthesized DNA containing a sequence encoding ANG2 is bound to the BamH site. In Figure 1, 533rd to 575th
The sequence up to No. 1 is a sequence derived from chemically synthesized DNA. The other sequences are derived from pTP70-1. Restriction enzymes are used to sequence chemically synthesized DNA.
The Kpn recognition cleavage site, 5'-GGTACC-3' (sequence from position 570 to position 575 in Figure 1), is included. The part derived from pTP70-1 contains
Kpn site is absent. Therefore, pANG2−
11 BamH sites (532nd to 537th in Figure 1)
By replacing the sequence from the sequence up to the Kpn site with another sequence, it is possible to introduce a heterologous DNA in a fixed direction and more easily create a fusion gene with the DHFR gene. The array from 57th to 566th in Figure 1 is as follows:
DHFR-ANG2, in which ANG2 is bound to the carboxy-terminal side of DHFR via methionine (Met)
is encrypted. Upstream of the sequence encoding DHFR-ANG2, there is a sequence that allows efficient expression of the DHFR-ANG2 gene (Japanese Unexamined Patent Publication No. 46193/1983). In other words, the array from 43rd to 50th is
For efficient translation, it is called SD array.
Furthermore, positions 4609 to 4637 are the consensus transcription promoter and contribute to efficient transcription. From this, pANG2−11 is
When introduced into E. coli, a wide variety of DHFR−
Make ANG2. The produced DHFR-ANG2 is soluble in the bacterial body and contains about 20% of the bacterial protein.
Accumulates about %. By this, pANG2
E. coli containing -11 becomes trimethoprim resistant. In addition, pANG2−11 is
It has an ampicillin resistance gene derived from pPT70-1. From this, E. coli into which pANG2-11 has been introduced also exhibits resistance to ampicillin. pANG2-11 is introduced into E. coli and kept in a stable state, and the E. coli containing pANG2-11 has been deposited at the FIKEN as FERMBP-1815. pANG2-11 having such features can be constructed according to Example 1, but the present invention is not limited by the method of constructing the recombinant plasmid. (2) E. coli containing pANG2-11 E. coli containing pANG2-11 shows resistance to trimethoprim and ampicillin.
E. coli containing pANG2-11 is DHFR-
As a result of efficient expression of the ANG2 gene,
DHFR-ANG2 accumulates in large quantities in a soluble state within the bacterial body. Escherichia coli containing pANG2-11 was grown in YT+Ap medium (in 1 liter of medium, 5 g of NaCl,
When cultured at 37° C. until the stationary phase using a liquid medium containing 8 g of tryptone, 5 g of yeast extract, and 50 mg of ampicillin sodium, the accumulated DHFR-ANG2 reaches about 20% of the bacterial protein. When cultured bacterial cells are suspended in an appropriate buffer such as phosphate buffer, disrupted by French press or sonication, and separated into supernatant and precipitate by centrifugation, almost all of the DHFR- ANG2 is recovered in the supernatant. Escherichia coli containing pANG2-11 has been deposited with the Institute of Fine Technology as FERMBP-1815. (3) DHFR-ANG2 Figure 2 shows the DNA sequence encoding DHFR-ANG2 and the amino acid sequence of the protein predicted to be made from it.
DHFR-ANG2 is a novel protein consisting of 170 amino acids. The sequence from positions 1 to 159, counting from the amino terminal side, is a sequence in which one amino acid substitution has occurred in E. coli wild type DHFR (Cys-152 (Wild type) → Glu-152), and from position 163 to Glu-152. The sequence up to the 170th is ANG2. The amino acid immediately preceding the ANG2 sequence is methionine (Met). Due to this,
By treating DHFR-ANG2 with bromcyan, ANG2 can be specifically excised. The isoleucine (Ile)-leucine (Leu) sequences at positions 160 and 161 are BamH of pTP70-1.
This sequence was created to align the reading frame of the genetic code when introducing DNA encoding ANG2 into the site. DHFR produced by pTP70-1
consists of 162 amino acids and is shown in Figure 2.
Of the amino acid sequence of DHFR-ANG2, two amino acid sequences of Gln-Ile are bonded to the sequence from 1st to 160th, counting from the amino terminal side. The molecular weight of DHFR-ANG2 is 19,410. DHFR-ANG2 is a novel protein. Although DHFR-ANG2 has a structure in which ANG2 is fused to the carboxy terminal side of DHFR, it has DHFR enzyme activity. For this reason, when E. coli produces large amounts of DHFR-ANG2, it becomes resistant to trimethoprim, a DHFR inhibitor and antibacterial agent. (4) Separation and purification of DHFR-ANG2 The method for separating and purifying DHFR-ANG2 of the present invention is as follows:
It consists of the following steps: culture of bacterial cells, disruption of bacterial cells, DEAE-Toyopearl column treatment, mesotrixate (MTX)-conjugated affinity chromatography, and DEAE-Toyopearl column chromatography. Cultivation of bacterial cells Culture of E. coli containing pANG2-11 is as follows:
YT + Ap medium (5 g of NaCl in 1 liter of medium,
Liquid medium containing 8 g tryptone, 5 g yeast extract and 50 mg ampicillin sodium. ) can be cultured. Other media include ST+Ap medium (liquid medium containing 2g of glucose, 1g of dipotassium phosphate, 5g of polypeptone, 5g of yeast extract, and 50mg of ampicillin sodium in 1L of medium), etc. Any growth medium can be used, but as far as we have investigated, DHFR-
YT+Ap medium was optimal for ANG2 production. E. coli containing pANG2-11 is inoculated into a medium and cultured at 37°C until the late logarithmic growth phase or stationary phase. Depending on the culture temperature,
The amount of DHFR-ANG2 accumulated varied, and as far as we investigated, the higher the culture temperature, the greater the amount accumulated. The cultured bacterial cells are collected by centrifugation at 5000 rpm. A wet weight of 2 to 4 g of bacterial cells can be obtained from 1 liter of culture medium. Bacterial collection and subsequent operations are performed at low temperatures (between 0 and 10°C, preferably 4°C) unless otherwise specified. Disruption of bacterial cells The bacterial cells obtained by culturing were suspended in buffer solution 1 (10 mM potassium phosphate buffer containing 0.1 mM sodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA), PH 7.0) at 3 times the wet weight, Crush the bacterial cells using a French press. Centrifuge the cell suspension at 5000 rpm for 10 minutes to obtain a supernatant. Furthermore, the supernatant is subjected to ultracentrifugation at 35,000 rpm for 1 hour to obtain a supernatant (cell-free extract). DEAE-Toyopearl column treatment This operation is performed for the purpose of pretreatment for the next purification process. Prepare cell-free extract at 0.1M in advance.
Apply to a DEAE Toyopearl column equilibrated with Buffer 1 containing 0.1M KCl, and wash the column with Buffer 1 containing 0.1M KCl. Enzyme elution is
Perform using buffer 1 containing 0.3M KCl.
Fractionate a certain amount of the eluate using a fraction collector. About the fractionated eluate
Measure DHFR activity and collect fractions containing enzyme activity. MTX-bound affinity chromatography The enzyme solution obtained by the above procedure was pre-equilibrated with buffer 1 and then MTX-bound
Adsorb onto Sepharose affinity column. After adsorption, buffer 2 (0.1
Wash with 10 mM potassium phosphate buffer containing mM EDTA, pH 8.5). For washing, measure the absorbance of the eluate from the column at 280 nm, and continue to flow the same buffer until the absorbance becomes 0.1 or less. Elution of the enzyme is performed using Buffer 2 containing 1M KCl and 3mM folic acid, and the eluate is fractionated in fixed amounts using a fraction collector. DHFR for fractionated eluate
Measure the activity and collect fractions containing enzyme activity. The obtained enzyme solution is dialyzed against buffer solution 1 three times. At this stage, DHFR-ANG2 with a purity of 90% or more is obtained. DEAE-Toyopearl column chromatography The dialyzed enzyme solution is adsorbed onto a DEAE-Toyopearl column equilibrated with buffer solution 1 in advance. After adsorption, buffer 1 containing 0.1M KCl
wash with Washing is done by washing the eluate from the column.
Measure the absorbance at 280 nm, and continue to flow the same buffer until the absorbance becomes 0.01 or less. Enzyme elution was performed using buffer 1 from 0.1M to 0.3M.
A linear concentration gradient of KCl is used, and a fixed amount of the eluate is fractionated using a fraction collector. 280nm for fractionated eluate
The absorbance and DHFR activity are measured. Collect fractions with a constant value of enzyme activity/absorbance at 280 nm. Through the above operations, DHFR-ANG2 can be highly purified and homogenized with good reproducibility. According to the present invention, the purification of DHFR-ANG2 consists of
It can be carried out within one week including culturing, and a homogeneous enzyme preparation can be obtained with a recovery rate of 45% or more. DHFR enzyme activity was determined using the reaction solution (0.05mM dihydrofolate, 0.06mM NADPH, 12mM 2-
The measurement is carried out by taking 1 ml of mercaptoethanol and 50 mM phosphate buffer (PH7.0) into a cuvette, adding the enzyme solution to the cuvette, and measuring the change in absorbance at 340 nm over time. One unit of enzyme is
Under the above reaction conditions, it is defined as the amount of enzyme required to reduce 1 micromole of dihydrofolate per minute. This measurement can be easily performed using a spectrophotometer. (5) Production of ANG2 using DHFR-ANG2 Cleavage and separation of ANG2 from purified DHFR-ANG2 is performed by treatment with bromcyan. Lyophilize purified DHFR-ANG2,
Add to this 1 to 10 mg protein/ml.
After adding and dissolving 70% formic acid, add about 20 times the amount of crystalline bromic cyanide to the amount of protein, seal tightly, and react for 24 hours with stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere. After diluting the reaction solution with 10 times the volume of water, freeze-dry to remove excess reagents, etc. 1 lyophilized sample
Dissolve in 30% acetic acid to give 10 mg protein/ml. The dissolved sample was collected using an HPLC device (Shimadzu).
LC-4A, inertsil-ODS column)
Elution and separation can be performed using a concentration gradient of 15% to 50% acetonitrile in 0.1% trifluoroacetic acid. Eluates can be detected by measuring absorbance at 220 nm. Figure 3 shows DHFR-
High performance liquid chromatogram of ANG2 sample is shown. The peak approximately 17 minutes after sample injection is ANG2. Separate this peak fraction. After drying the separated eluate using an evaporator, ANG2 can be obtained by adding a small amount of water and freeze-drying to remove the solvent. Furthermore, the amino acid composition can be confirmed by acid hydrolyzing the obtained peptide and then performing amino acid analysis. In the example of the present invention, bacterial cells with a wet weight of approximately 6 g were obtained from 3 liters of culture medium, and this bacterial cell (calculated approximately 48 mg DHFR-ANG2, approximately 2.6 mg
Contains ANG2. ), approximately 23 mg of DHFR−
ANG2 (yield, 48.3%, calculated approximately 1.2 mg of ANG2
including. ), of which 10 mg of DHFR-ANG2 is treated with bromcyane and then separated and purified by HPLC to obtain approximately
We were able to obtain 0.28 mg of ANG2. Next, examples and reference examples of the present invention will be shown. Example 1 Creation of pANG2-11 The DNA encoding ANG2 is 1.5'- GATCCTGATGGATCGCGTGTACATCCA
CCCGTTCTAAGGTACC-3'2.5'- CATCGGTACCTTAGAACGGGTGGATGT
DNA consisting of two 43 nucleotides of ACACGCGATCCATCAG-3' was chemically synthesized according to the phosphoramidite method, and after purification, the 5' end of each DNA was phosphorylated using polynucleotide kinase. Approximately 0.1ml of phosphorylated DNA
(contains about 0.01 μg of DNA) and incubating it at 60°C.
The DNA was annealed (this is called DNA1). Approximately 1 μg of pTP70-1 was cleaved with BamH and then treated with alkaline phosphatase. The alkaline phosphatase-treated DNA was treated with phenol to denature and remove coexisting enzyme proteins, and then the DNA was precipitated with ethanol. After washing the precipitated DNA with 70% ethanol,
The ethanol was removed and the precipitate was dried under reduced pressure.
The operations of DNA cleavage with BamH, alkaline phosphatase treatment, phenol treatment, and ethanol precipitation are all performed using the “Molecular
Cloning A Loboratory Manual” (T.
Maniatis, EFFritsch, J. Sambrook, eds.Cold
Spring Harbor Laboratory (1982), hereinafter referred to as Document 1. ).
The dried DNA was mixed with 50μ of ligase reaction solution (10mM Tris-HCl, PH7.4, 5mM MgCl2,
After dissolving in 10mM dithiothreitol, 5mM ATP), 5μ of DNA1 was added, 1 unit of T4-DNA ligase was added thereto, and the DNA ligation reaction was carried out at 10°C for 12 hours. This reactant,
It was introduced into E. coli according to the transformation method (described in Document 1 above). The treated bacterial cells were transferred to a nutrient agar medium containing 50 mg of ampicillin sodium and 10 mg of trimethoprim (2 g of glucose per 1 liter of the medium,
Contains 1g dipotassium phosphate, 5g yeast extract, 5g polypeptone, and 15g agar. )
By coating on the top and culturing at 37℃ for 24 hours,
We were able to obtain 45 colonies. Select eight colonies from these colonies and incubate them in 1.5 ml of YT+Ap medium (1 liter of medium contains 5 g of NaCl, 5 g of yeast extract, 8 g of tryptone, and 50 mg of ampicillin sodium) at 37°C overnight. The bacterial cells were cultured. Each culture solution was placed in an Etzpendorf centrifuge tube, centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes, and the bacterial cells were collected as a precipitate. Add 0.1ml of electrophoresis sample preparation solution (0.0625M Tris-HCl, PH
6.8, 2% Sodium Lauryl Sulfate (SDS), 10
% glycerin, 5% 2-mercaptoethanol, and 0.001% bromophenol blue. )
was added to suspend the bacterial cells, and this was kept in boiling water for 5 minutes to dissolve the bacterial cells. This treated sample was subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (UK Lammli; Nature, vol. 227, p. 680 (1970)).
Analyzed according to. pTP70 as standard sample
E. coli containing -1 was treated in the same way,
and molecular weight markers such as lactalbumin (molecular weight 14,200), trypsin inhibitor (molecular weight 20,100), trypsinogen (molecular weight 24,000), carbonic anhydrase (molecular weight 29,000), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (molecular weight 36,000), ovalbumin (molecular weight 45,000) and bovine serum albumin (molecular weight 66,000) were run on a 10 to 20% polyacrylamide gradient gel. As a result, in three of the eight colonies, the DHFR band of pTP70-1 disappeared, and a new protein with a clearly larger molecular weight (estimated to have a molecular weight of approximately 22,500) was produced. In addition, the remaining five proteins produce proteins with approximately the same size as DHFR, and the DHFR of pTP70-1 (molecular weight 18379)
was found to migrate as a protein with a molecular weight of approximately 21,000 under these conditions. Select one strain from among the colonies that produce a new protein with a large molecular weight, culture each strain in YT+Ap medium, and use Tanaka and Weisblum's method (T.
Tanaka, B. Weisblum J. Bacteriology,
vol. 121, p. 354 (1975)). The obtained plasmid was named pANG2-11. pANG2-11 is BamH of pTP70-1
It should have a structure in which a chemically synthesized DNA sequence is inserted into the site. The synthetic DNA contains a sequence recognized by the restriction enzyme Kpn, 5′-
GGTACC−3′, is included, so in Kpn
When we tried to cleave pANG2-11, it was indeed cleaved. In addition, EcoR of pANG2-11 (sequences 471-476 in Figure 1) and Sal (sequences 868-476 in Figure 1)
873rd sequence)
For DNA with a length of 400 nucleotides, the dideoxy method using M13 phage (J. Messing; Mehtods
In Enzymology, vol. 101, p. 20 (1983)), the base sequence was determined. As a result, the sequence from position 471 to approximately position 873 of the sequence shown in FIG. 1 was confirmed. The nucleotide sequence of pTP70-1 has been revealed by the present inventors (Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-46193). The EcoR-Sal sequence of pANG2-11 is
BamH between EcoR-Sal of pTP70-1
This is a sequence with a length of 43 nucleotides inserted at the site. In addition, the approximately 4.2 kilobase pair DNA obtained by EcoR-Sal cleavage of pANG2-11 is Pst,
The results of restriction enzyme cleavage experiments using Hind, Hpa, Aat, Pvu, Bgl, and Cla revealed that the DNA is exactly the same as the approximately 4.2 kilobase pair DNA obtained by EcoR-Sal cleavage of pTP70-1. Shown. From the above results, it was determined that the entire base sequence of pANG2-11 was the sequence shown in FIG. Example 2 DHFR- produced by E. coli containing pANG2-11
DHFR− produced by E. coli containing ANG2 pANG2−11
The amino acid sequence of ANG2 can be predicted from the base sequence of the DHFR-ANG2 gene. Figure 1
Since the sequence from positions 57 to 566 encodes DHFR-ANG2, the amino acid sequence was estimated using the Torplett code table. As a result, the amino acid sequence shown in FIG. 2 was obtained. From E. coli containing pANG2-11, DHFR-
We isolated and purified ANG2 and investigated the properties of the purified protein. Purification of DHFR-ANG2 A Amount of bacterial cells used: wet weight 6g B Enzyme purification table The purification process in the table is cell-free extract,
DEAE-Toyopearl column treatment, mesotrixate-coupled affinity chromatography, and DEAE-Toyopearl column chromatography.

【表】 DHFR酵素活性は、反応液(0.05mMのジヒド
ロ葉酸、0.06mMのNADPH、12mMの2−メル
カプトエタノール、50mMのリン酸緩衝液(PH
7.0))を、1mlのキユベツトとり、これに酵素液
を加え、340nmの吸光度の時間変化を測定する
ことにより行つた。酵素1ユニツトは、上記反応
条件において、1分間に1マイクロモルのジヒド
ロ葉酸を還元するのに必要な酵素量として定義し
た。 得られた酵素タンパク質をSDS電気泳動法(上
記実施例に記載の方法)により分析したところ、
約22500の単一なタンパク質バンドが示され、得
られた酵素標品が均一であることが示された。 分離精製したDHFR−ANG2の性質 精製したDHFR活性を示すタンパク質をエン
ザイムイムノアツセイにより検討したところ、
ANG2に対する抗体と反応することが示された。
即ち、精製して得られたタンパク質は免疫学的に
ANG2と同等の構造を有することが明らかとなつ
た。 精製して得られたタンパク質のカルボキシ末端
側のアミノ酸配列を明らかにするために、カルボ
キシペプチダーゼYを、精製タンパク質に時間を
変化させて作用させ、遊離してくるアミノ酸を定
量した(カルボキシペプチダーゼ法によるカルボ
キシ末端側のアミノ酸配列の決定法)。その結果、
−Tyr−Ile−His−Pro−Phe(カルボキシ末端)
であることが予想された。また、精製して得られ
たタンパク質を酸加水分解した後、アミノ酸分析
したところ、塩基配列の結果予想されるアミノ酸
組成と一致した結果が得られた。 実施例 3 精製分離したDHFR−ANG2からのANG2の分
離 実施例2で得られた精製タンパク質(約10mg、
約508nmoleのDHFR−ANG2)を凍結乾燥し、
これを2mlの70%蟻酸に溶かし、これに約200mg
のブロムシアンを加え溶かし、窒素雰囲気下に密
栓し、室温で24時間撹拌しながら反応させた。反
応後、20mlの水を加え、その後、凍結乾燥した。
凍結乾燥して得られた標品を、10mlの30%酢酸に
溶かした。そのうちの0.5mlを(約25nmoleの
DHFR−ANG2を含むはず)をとり、HPLC装置
(島津LC−4A)を用い、Inertsil−0DS5μmカラ
ムで分離した。溶出は、0.1%トリフルオロ酢酸
中、アセトニトリルの濃度勾配(15%から50%)
をかけることにより行つた。0から2分までは、
15%のアセトニトリルを用い、2分から32分まで
は、15%から50%のアセトニトリルの直線濃度勾
配をかけた。その結果、第3図に示すような溶出
曲線が得られた。試料注入後約17分後のピークを
分取し、分離した溶出液をエバポレーターで乾燥
後、少量の水を加え凍結乾燥し溶媒を除き、ペプ
チドを得た。得られたペプチドを酸加水分解し、
その5分の1容をアミノ酸分析に用いた。その結
果、アスパラギン酸(Asp)、バリン(Val)、イ
ソロイシン(Ile)、チロシン(Tyr)、フエニル
アラニン(Phe)、ヒスチジン(His)、アルギニ
ン(Arg)、およびプロリン(Pro)が、それぞ
れ、2.5、2.5、2.3、2.6、2.8、2.5、2.6、および
2.7nmoleずつ検出された。アミノ酸組成は、
ANG2のそれと一致した値であり、またアミノ酸
分析に用いた標品は、約2.6nmole(約2.8μg)の
ANG2を含んでいたことが明かとなつた。この結
果を用いると、0.5mlのブロムシアン処理して得
られた標品をHPLCを用いて分離することによ
り、収率約52%(2.6x5nmole/25nmole)で
ANG2を回収できること、またこの操作を20回繰
り返すことにより、10mgのDHFR−ANG2から
約280μgのANG2が得られることが示される。 また、DHFR−ANG2の精製の収率が約48%
であり、DHFR−ANG2からANG2の分離の収率
が約52%であることから、大腸菌がつくる ANG2ペプチド部分の単離収率が、約25%程度
であると算出される。 発明の効果 上記のように、新規組換えプラスミドpANG2
−11は、DHFR−ANG2を暗号化しており、か
つpANG2−11を含有する大腸菌は、DHFR−
ANG2を可溶性の状態で大量に蓄積生産する。さ
らに、生成したDHFR−ANG2は、DHFR酵素
活性を保持しており、精製を容易に行うことがで
きる。また、DHFR−ANG2をブロムシアン処
理後、HPLCで分離することにより、ANG2を容
易に単離することができる。このような性質を有
することから、本発明は、DHFR−ANG2とそ
れを利用したANG2の生産に有益である。また、
pANG2−11には、Kpn部位が新たに付け加え
られており、異種遺伝子の発現ベクターとして有
用であると考えられる。
[Table] DHFR enzyme activity was measured using the reaction solution (0.05mM dihydrofolic acid, 0.06mM NADPH, 12mM 2-mercaptoethanol, 50mM phosphate buffer (PH).
7.0)) was carried out by taking a 1 ml cuvette, adding the enzyme solution thereto, and measuring the change in absorbance at 340 nm over time. One unit of enzyme was defined as the amount of enzyme required to reduce 1 micromole of dihydrofolate per minute under the above reaction conditions. When the obtained enzyme protein was analyzed by SDS electrophoresis (method described in the above example),
Approximately 22,500 single protein bands were shown, indicating that the obtained enzyme preparation was homogeneous. Properties of isolated and purified DHFR-ANG2 When the purified protein exhibiting DHFR activity was examined by enzyme immunoassay,
It was shown to react with antibodies against ANG2.
In other words, the purified protein is immunologically
It was revealed that it has a structure equivalent to that of ANG2. In order to clarify the amino acid sequence of the carboxy-terminal side of the purified protein, carboxypeptidase Y was applied to the purified protein at varying times, and the released amino acids were quantified (using the carboxypeptidase method). Method for determining the carboxy-terminal amino acid sequence). the result,
-Tyr-Ile-His-Pro-Phe (carboxy terminal)
It was expected that Furthermore, when the purified protein was subjected to acid hydrolysis and then subjected to amino acid analysis, results were obtained that matched the amino acid composition expected from the base sequence. Example 3 Separation of ANG2 from purified and separated DHFR-ANG2 The purified protein obtained in Example 2 (approximately 10 mg,
Approximately 508 nmole of DHFR-ANG2) was freeze-dried,
Dissolve this in 2ml of 70% formic acid and add about 200mg
Bromsyanide was added and dissolved, the mixture was sealed tightly under a nitrogen atmosphere, and the mixture was allowed to react at room temperature with stirring for 24 hours. After the reaction, 20 ml of water was added and then freeze-dried.
The specimen obtained by freeze-drying was dissolved in 10 ml of 30% acetic acid. 0.5ml of it (approximately 25nmole)
(which should contain DHFR-ANG2) was separated using an HPLC device (Shimadzu LC-4A) and an Inertsil-0DS 5 μm column. Elution is a concentration gradient of acetonitrile (15% to 50%) in 0.1% trifluoroacetic acid.
This was done by multiplying. From 0 to 2 minutes,
A linear concentration gradient of 15% to 50% acetonitrile was applied from 2 minutes to 32 minutes using 15% acetonitrile. As a result, an elution curve as shown in FIG. 3 was obtained. The peak approximately 17 minutes after sample injection was collected, and the separated eluate was dried in an evaporator, and a small amount of water was added and lyophilized to remove the solvent to obtain the peptide. The obtained peptide was acid-hydrolyzed,
One-fifth of the volume was used for amino acid analysis. As a result, aspartic acid (Asp), valine (Val), isoleucine (Ile), tyrosine (Tyr), phenylalanine (Phe), histidine (His), arginine (Arg), and proline (Pro) are respectively 2.5, 2.5, 2.3, 2.6, 2.8, 2.5, 2.6, and
2.7 nmole each was detected. The amino acid composition is
The value was consistent with that of ANG2, and the sample used for amino acid analysis contained approximately 2.6 nmole (approximately 2.8 μg).
It was revealed that it contained ANG2. Using this result, by separating 0.5 ml of the standard sample obtained by bromcyan treatment using HPLC, the yield is approximately 52% (2.6x5 nmole/25 nmole).
It is shown that ANG2 can be recovered and that by repeating this operation 20 times, about 280 μg of ANG2 can be obtained from 10 mg of DHFR-ANG2. In addition, the yield of purification of DHFR-ANG2 was approximately 48%.
Since the yield of separation of ANG2 from DHFR-ANG2 is approximately 52%, the isolation yield of the ANG2 peptide portion produced by E. coli is calculated to be approximately 25%. Effects of the invention As mentioned above, the novel recombinant plasmid pANG2
-11 encodes DHFR-ANG2, and E. coli containing pANG2-11 is DHFR-ANG2.
Accumulates and produces large amounts of ANG2 in a soluble state. Furthermore, the produced DHFR-ANG2 retains DHFR enzyme activity and can be easily purified. Furthermore, ANG2 can be easily isolated by treating DHFR-ANG2 with bromide cyanide and then separating it by HPLC. Because of these properties, the present invention is useful for DHFR-ANG2 and the production of ANG2 using the same. Also,
A Kpn site has been newly added to pANG2-11, and it is considered to be useful as an expression vector for a heterologous gene.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、pANG2−11の全塩基配列を示した
図であり、2本鎖DNAのうち片方のDNA鎖配列
だけを、5′末端から3′末端の方向に記述してい
る。図中符号は、核酸塩基を表し、Aはアデニン
を、Cはシトシンを、Gはグアニンを、Tはチミ
ンを示している。図中番号は、pANG2−11に2
箇所存在する制限酵素Claのうち、Hind部位
に近い方のCla切断認識部位、5′−ATCGAT
−3′、の最初の“A”を1番として数えた番号を
示している。第2図は、pANG2−11中に存在す
るDHFR−ANG2を暗号化する部分の塩基配列
およびタンパク質のアミノ酸配列を示す図であ
る。図中符号は、核酸塩基およびアミノ酸を表
し、Aはアデニンを、Cはシトシンを、Gはグア
ニンを、Tはチミンを、Alaはアラニンを、Arg
はアルギニンを、Asnはアスパラギンを、Aspは
アスパラギン酸を、Cysはシステインを、Glnは
グルタミンを、Gluはグルタミン酸を、Glyはグ
リシンを、Hisはヒスチジンを、Ileはイソロイシ
ンを、Leuはロイシンを、Lysはリジンを、Met
はメチオニンを、Pheはフエニルアラニンを、
Proはプロリンを、Serはセリンを、Thrはトレ
オニンを、Trpはトリプトフアンを、Tyrはチロ
シンを、Valはバリンを示している。図中番号
は、1番目のアミノ酸であるメチオニンを暗号化
するATGコドンの“A”を1番として数えた番
号を示している。第3図は、ブロムシアン処理し
たDHFR−ANG2試料の高速液体クロマトグラ
ムを示している。横軸は、試料注入後の時間を分
単位で、縦軸は、220nmの吸光度を任意単位で
表現している。矢印で示したピークがANG2の溶
出ピークである。
FIG. 1 shows the entire base sequence of pANG2-11, in which only one DNA strand sequence of the double-stranded DNA is written in the direction from the 5' end to the 3' end. The symbols in the figure represent nucleic acid bases; A represents adenine, C represents cytosine, G represents guanine, and T represents thymine. The numbers in the figure are 2 for pANG2-11.
Among the restriction enzyme Clas present in the Cla, the Cla cleavage recognition site near the Hind site, 5′-ATCGAT
-3', the first "A" is counted as number 1. FIG. 2 is a diagram showing the base sequence of the portion encoding DHFR-ANG2 present in pANG2-11 and the amino acid sequence of the protein. The symbols in the figure represent nucleobases and amino acids, A is adenine, C is cytosine, G is guanine, T is thymine, Ala is alanine, Arg
represents arginine, Asn represents asparagine, Asp represents aspartic acid, Cys represents cysteine, Gln represents glutamine, Glu represents glutamic acid, Gly represents glycine, His represents histidine, Ile represents isoleucine, Leu represents leucine, Lys Lysine, Met
represents methionine, Phe represents phenylalanine,
Pro stands for proline, Ser stands for serine, Thr stands for threonine, Trp stands for tryptophan, Tyr stands for tyrosine, and Val stands for valine. The numbers in the figure indicate the numbers counted starting from "A" of the ATG codon that encodes the first amino acid, methionine. Figure 3 shows a high performance liquid chromatogram of a DHFR-ANG2 sample treated with bromocyanide. The horizontal axis represents the time after sample injection in minutes, and the vertical axis represents the absorbance at 220 nm in arbitrary units. The peak indicated by the arrow is the elution peak of ANG2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 大腸菌において安定に複製され、宿主である
大腸菌にトリメトプリム耐性およびアンピシリン
耐性を与えることができ、4651塩基対の大きさを
有し、下記に示すDNA配列を有する新規組換え
プラスミドpANG2−11。 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 2 pANG2−11を含有する大腸菌。 3 pANG2−11を含有する大腸菌が生産し、下
記に示すアミノ酸配列を有するジヒドロ葉酸還元
酵素−アンジオテンシン融合タンパク質。 【表】 4 pANG2−11を含有する大腸菌を培養し、ジ
ヒドロ葉酸還元酵素活性を目安に、ジヒドロ葉酸
還元酵素−アンジオテンシン融合タンパク質
を、培養菌体の無細胞抽出液から、イオン交換カ
ラム処理、メソトリキセート結合アフイニテイカ
ラムクロマトグラフイー、および陰イオン交換カ
ラムクロマトグラフイーを用いて精製することを
特徴とするジヒドロ葉酸還元酵素−アンジオテン
シン融合タンパク質の分離精製方法。 5 pANG2−11を含有する大腸菌の生産するジ
ヒドロ葉酸還元酵素−アンジオテンシン融合タ
ンパク質をブロムシアン分解法により分解した
後、アンジオテンシンを分離精製することを特
徴とするアンジオテンシンの製造方法。
[Claims] 1. A novel recombinant product that is stably replicated in E. coli, can confer trimethoprim resistance and ampicillin resistance to the host E. coli, has a size of 4651 base pairs, and has the DNA sequence shown below. Plasmid pANG2−11. [Table] [Table] [Table] [Table] [Table] 2 E. coli containing pANG2-11. 3. A dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein produced by E. coli containing pANG2-11 and having the amino acid sequence shown below. [Table] 4. E. coli containing pANG2-11 was cultured, and dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein was extracted from the cell-free extract of the cultured cells using dihydrofolate reductase activity as a guideline. 1. A method for separating and purifying a dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein, the method comprising purifying it using bonded affinity column chromatography and anion exchange column chromatography. 5. A method for producing angiotensin, which comprises decomposing a dihydrofolate reductase-angiotensin fusion protein produced by Escherichia coli containing pANG2-11 by a bromcyan degradation method, and then separating and purifying angiotensin.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314218B1 (en) * 2013-02-13 2013-10-02 (주)드림텍 Soldering joint structrue of separation type printed circuit board

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