JPH04501204A - 異種タンパク発現を安定させる方法およびそれに使用するベクター - Google Patents
異種タンパク発現を安定させる方法およびそれに使用するベクターInfo
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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】
異種タンパク発現を安定させる方法およびそれに使用するべ本発明は、一般に生
物工学の分野に関する。特に、本発明は、タンパク発現、および細菌宿主におい
て良好に発現しない哺乳類ポリペプチドの収率を同上させるための組換えDNA
技術の分野に関する。
及豆ユ!見
真核タンパクの多くは、E、 coliにおいて、測定可能な収率で発現される
ことが可能ではなく、また検出可能であったとしても、宿主による外来タンパク
分解のために商業的な回収レベルでは発現され得ない。スモールタンパク(例え
ハ、アミノ酸100個未満のペプチドホルモン)は、特に分解に敏感なようであ
る。タンパク分解の程度は、宿主およびタンパクによって様々である。E、 c
oltにおける真核タンパクの可能な最高発現レベルは、γインターフェロンに
よって観察されており、全細胞タンパクの約60%で発現された。真核タンパク
の高度な発現レベルの達成は数少ない。なぜなら、それらは、細胞中において、
集まって封入体または屈折性塊体(refractite body)と呼ばれ
る不溶性塊体となる濃度に達するからである(例えば、ウシ成長ホルモンG 5
chonerら(1985)、 Bioteeh匹胆u3:15L−154)
o このような形態においては、真核タンパクは分解されにくい。
それ目身では、不溶性にならないタンパクでも、原核タンパクのような他のタン
パクと結合すると、封入体を形成することがある。少数の原核タンパクがこのよ
うに使用されている:例えば、E、 coli 1acZ、 mE、およびre
cA遺伝子ならびにλ二11遺伝子。
クロラムフェニコール アセチルトランスフェラーゼ(CAT)は、選択可能マ
ーカー(クロラムフェニコール耐性)として、異なるプロモーターからの真核細
胞および原核細胞における発現の効力をモニターするために容易にアッセイされ
る酵素(Delegeane、 A、M、、ら(1987)Mol Ce1l
Biol 7:3994−4002)として、調節配列および/またはリポソー
ム結合部位として使用され、ならびに真核タンパクをコードする配列を、成熟天
然CATをコードするヌクレオチド配列(BuckleyおよびHayashi
(1986) Mol Gen Genet 204:120−125; 1
985年11月21日公開のヨーロ/バ特許出願公開第161.937号)また
はCATのカルボキシ末端断片(通常、CAT活性を保持する)と結合させる遺
伝子融合のために使用されている。
文献には、融合タンパクが細菌中で異種タンパクを発現するのに有用であり、天
然CAT遺伝子配列がそのような目的のために使用されていることが記載されて
いるが、アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペプチド11
アジプシン/Dならびに肺界面活性物質5P−Bおよびs p−cのような異種
哺乳類タンパクを回収可能な収率で発現し、またはその収率を高めるために、切
形形態のCATを使用する試みがなされたことは記録されていない。多数の重要
なタンパクが、商業的に回収可能な収率で、細菌中において、あまりうまく発現
され得ないという事実を考慮すると、細菌発現およびそのようなタンパクの回収
のためのシステムを開発する必要がある。
i児旦鼠丞
本発明の1つの局面は、以下を含む原核宿主中の異種タンパク発現を安定させる
方法に関する:
(a)アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペプチドエ、ア
ジプシン/D、肺界面活性タンパク5P−Bおよび肺界面活性タンパク5p−c
からなる群から選択される哺乳類ポリペプチドをコードする異種遺伝子配列とフ
レーム内において融合された、3′部分が切形のクロラムフェニコールアセチル
トランスフェラーゼ(CAT)遺伝子配列を、CAT遺伝子および異種遺伝子の
順に含むハイブリッド遺伝子を構築すること;ここで、該ポリペプチドは、正常
状態においては細菌発現系において回収され得ず、そして、翻訳の際に、該ハイ
ブリッド遺伝子は回収可能な収率で融合タンパクを生産する;
(b)該ハイブリッド遺伝子の発現のためのベクターを提供すること;
(C)該発現ベクターによって形貫転換された該原核宿主を培養すること、およ
び
(d)該融合タンパクを回収すること。
本発明の2番目の局面は、非安定で、細菌によって生産された異種ポリペプチド
の発現レベルを高めることが可能な細菌発現ベクターに関する。この発現ベクタ
ーは、アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペプチド■、ア
ジプシン/D、肺界面活性タンパク5P−Bおよび肺界面活性タンパク5p−c
からなる群から選択される哺乳類ポリペプチドをコードする異種遺伝子配列にフ
レーム内において融合した、3′部分が切形CAT遺伝子配列を、CAT遺伝子
および異種遺伝子の順に含むハイブリッド遺伝子を含み、(ここで、該ポリペプ
チドは正常状態においては細菌発現系において回収され得ない)、それによって
該切形のCAT遺伝子配列は、生じた融合タンパクをタンパク分解酵素による分
解に対して抵抗性にすることが可能である。
本発明の方法およびベクターの好ましい実施態様では、180個以下のアミノ酸
、好ましくは73個から180個の間のアミノ酸配列をコードするCATを使用
する。生じたCATタンパクは、天然のCATタンパクと比較して実質的に減少
しているが、驚いたことに、切形のCATタンパクが、発現されたタンパクの安
定性に実質的に貢献し、従って、所望の異種タンパクを増加した収率で回収する
ことを可能にすることが発見されてる。
本発明の他の局面では、非安定で、細菌によって生産された異種ポリペプチドの
発現レベルを高めることが可能な、改良された細菌発現ベクターが提供される。
ここで、該ベクターは、異種遺伝子配列に結合した、3′部分が切形の修飾され
たCAT遺伝子配列を、CAT遺伝子および異種遺伝子の順に含むハイブリッド
遺伝子を含む。この改良ベクターは、CATタンパク内の可能性のある化学的開
裂部位を除去するために、切形のCAT遺伝子の1つまたはそれ以上のDNAコ
ドンを変換することを含む。
本発明のその他の局面は、以下の説明および実施例から当業者に明らかである。
二iΔ!星久説ユ
第1図は、エンドプロテイナーゼGlu−Cタンパク分解酵素開裂部位を含む2
41のアミノ酸(aa) CAT−hANPハイブリッドタンパクについてのア
ミノ酸および対応するヌクレオチド配列を示す。このハイブリッドタンパクのア
ミノ末端部は、CATの最初の210個のアミノ酸をコードし、その配列は、本
発明を通じて言及される。
第2図は、本発明のCAT−hANFハイブリッドタンパクのクローニングおよ
び発現に使用される一連のベクターおよび合成断片を示す。第2A図は、E、
colt mプロモーターオペレーター記載、リポソームの結合部位および下流
のクローニング部位を含むEcoRI−Pst1合成断片を示す。第2B図は、
プラスミドpTrp233の制限部位および機能マツプである。第2C図は、プ
ラスミドpcAT21の制限部位および機能マツプである。第2D図は、エンド
プロテイナーゼGlu−C開裂部位によって先行されるhANP (102−1
26)遺伝子をコードする樫RI−旧nd I I [合成断片である。第2E
図から第2G図までは、それぞれプラスミドphNF75、pchNF109お
よびpchNFIZlの制限部位および機能マツブである。東2H図は、Nde
l−Hindl l +断片内に含まれる1−73アミノ酸の合成CAT遺伝子
配列を示す。第2I図は、プラスミドpChNF142の制限部位および機能マ
ツプであり、CAT遺伝子の残基16および31をTyrおよびSarコドンに
それぞれ置換するために部位特異的変異が使用されている。
第3図は、2つの異なる調製5DS−ポリアクリルアミドゲルを示す。第3A図
は、 CAT−A4−751iハイブリツドタンパクの5DS−ポリアクリルア
ミドゲルである。レーン1=分子サイズ標準品;レーン2;誘導W3110 (
pcAPi132) ;レーン3=誘導!3110 (pTrp83)ベクター
コントロール;レーン4=非誘導W3L10 (pcAPi136) ;および
L/−75=誘導W3110(pcAPi136)。
第3B図は、CAT−GLP−1ハイブリツドタンパクの5DS−ポリアクリル
アミドゲルである。レーン1;分子サイズ標準品;レーン2z非誘導W3110
(pcGLP139) ; L/ −73=誘導W3110 (pCGLPi
39) ;およびレーン4=誘導W3110 (pTrp83)ベクターコント
ロール。
第4図は、本発明のCAT−A4−751iハイブリツドタンパクおよびCAT
−GLP−1ハイブリツドタンパクについてのアミノ酸および対応するヌクレオ
チド配列を示す。第4A図は、化学的開裂に次いで合成A4−751i遺伝子に
フレーム内において結合したCATタンパクのアミノ末端をコードする最初の7
3個のコドン、およびAsn−Glyによりコードされる部位を示す。第4B図
は、Metコドンによって先行される合成GLP−1遺伝子にフレーム内におい
て結合したCATタンパクのアミノ末端をコードする最初の73個のコドンを示
す。
第5図は、2つのプ57.ミド、pCAT73およびp CAT 210を示し
、テトラサイタリン耐性の遺伝子がこれらのCAT発現ベクター中において復帰
している。
第6図は、5P−B発現構築物である匹21(IsP−Hのヌクレオチド・配列
および対応するアミノ酸配列であり、幻1プロモーター領域に先行するEcoR
1部位から翻訳終止コドンを含む旧ndl11部位にまでわたっている。ここで
、CAT、 リンカ−およびSP−8M域は、それぞれ矢印によって示される。
第7図は、CAT:5P−B融合タンパクの調製5DS−ポリアクリルアミドゲ
ルである。レーンA=分子サイズ標準品;レーンB= pTrp233ベクター
コントロールを含む誘導!3110細胞;およびL/ −7(=誘導pc210
sP−B/W3110細胞。
第8図は、251残基のCAT:5P−C融合タンパクのプラスミドpC210
SP−Cからのヌクレオチド配列および対応するアミノ酸配列を示す。ここで、
CAT遺伝子、リンカ−配列および5P−B遺伝子は、この配列順に矢印によっ
て示される。
第9図は、CAT:5P−C融合タンパクのそれぞれの分子量の決定を示す。レ
ーンA−分子サイズ標準品;レーンB = pTrp233ベクターコントロー
ルを含む誘導W3110細胞:レーンC=誘導pc106sP−C; レ−7D
−pc149sP−C; レ−y E =pC179SP−C;およびレ−ンF
= pc210sP−C。
第10図は、cDNAおよびヒトアジプシン/Dのアミノ酸配列を示す。
日を るための此
A、 11
本願で使用される用語「タンパク発現を安定させる」は、組換え宿主細胞による
外来タンパクの分解を阻止するための融合タンパクの特性をさしていう。
タンパクに対して言及される「不溶性」は、タンパクが、界面活性剤またはカオ
トロピック剤を用いた抽出によってのみ回収され得る状態をさしていう。通常、
不溶性タンパクは、クローン化された遺伝子生産物の細胞内集合の結果、形成さ
れる。
「高度なタンパク発現」または「高められたタンパク発現」は、融合タンパクが
、各細胞によって生産された全タンパクの10%以上を含み得る、発現レベルを
さしていう。高度なタンパク発現レベルの好ましい範囲は、全細胞タンパクの1
0−20%である。
本願で使用される「回収され得ない」は、所望のタンパクは、感度の良い技術、
すなわちウェスタンプロット分析を使用して検出され得るが、タンパクが、5D
S−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法、ゲル濾過、イオン交換クロマトグラフ
ィー、疎水性クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィーまたは等
電点電気泳動法のような従来の精製技術を使用すると商業的には回収され得ない
、発現レベルをさしていう。
「哺乳類」は、すべての哺乳類種を指し、ウサギ、マウス、イヌ、ネコ、霊長類
およびヒトを含む。好ましくは、ヒトである。
本願で使用されるように、用語「異種」タンパクは、このタンパクを生産するた
めに形質転換された宿主細胞に対して外来のタンパクをさしていう。従って、宿
主細胞は、一般にそれ自身でこのようなタンパクを生産しない。
B1%コ1含
CATは、219のアミノ酸成熟タンパクをコードし、遺伝子は、その全長にわ
たって、高度なレベルの発現をさせるための遺伝子融合をテストするのに適切な
多数の制限エンドヌクレアーゼ部位(5°−PvuIl、匡R1,匣1.独1.
および論1−3’ )を含む。これらの制限部位は、本発明のハイブリッド遺伝
子配列の構築を容易にするために使用され得、または遺伝子配列内の他の部位は
、当業者に一般に既知の技術゛を使用して形成され得る。生じたCAT配列はす
べて、生じたCAT融合体が所望の異種ペプチドの発現を高める能力を保持する
限りにおいて、有用であると考えられる。
本発明の発現構築物においては、CATをコードする遺伝子配列の大半、または
所望の異種ポリペプチドをコードする遺伝子と連結されるCATタンパクのN末
端部をコードする配列の、実質的に切形とされた部分が使用され得る。本発明の
1つの実施態様においては、融合体のCAT部分は、CAT配列のN末端から約
3分の1までをコードする。
様々な異種タンパクの、高められた発現レベルを示した、本願で例示される発現
構築物においては、サイズが73個から210個のアミノ酸の範囲にわたるCA
Tタンパクの種々の長さのものが使用される。この73個のアミノ酸CAT融合
成分は、Ec。
R1制限部位において、CATヌクレオチド配列を消化させることによってうま
く形成される。同様に、21oのアミノ酸CAT融合成分は、CATヌクレオチ
ド配列をSea lで消化させることによって形成される。次いで、これらは、
他のCAT制限断片と同様に、所望のタンパクの発現を高めるために所望のタン
パクをフードするすべてのヌクレオチド配列と連結され得る。
融合タンパクの発現レベル(全細胞タンパクの約l5−20%)は、CAT(1
06のアミノ酸) −5P−C融合物およびCAT(210のアミノ酸)−SP
−C融合物の場合と同様であったが、前者の場合は、実際に、所望の5p−cポ
リペプチドの発現レベルの著しい増加を示す。なぜなら、前者の場合、5p−c
ポリペプチドは、全融合タンパクの実質的に大半部分を構成するからである。
融合CATタンパク配列のサイズを減少させることによって所望のポリペプチド
の発現レベルを高める能力は、従来技術の経験を考慮しても全く予想外の発見で
あった。一般に、従来技術では、細菌のリーダー配列のサイズを減少させても、
それと同時に生じる、融合タンパクの発現レベルのより大幅な減少のために、融
合異種ポリペプチドの生産を高めるには至っていなかった。
1つの例外として、本願で例示される様々なCAT−異種融合タンパクが、全細
胞タンパクの約10−20%の範囲で発現されることが発見された。従って、C
AT融合体の多面性は、すなわち所望のタンパクの発現を高める能力を有する様
々なCATをコードする配列を使用する能力によって、CATハイブリッド遺伝
子を構築する際に、多大な選択の柔軟性を可能にする。
ヌクレオチド配列をタンパクに翻訳するためのリーディングフレームは、CA、
Tの7ミノ末端部分から始まり、その長さは様々であるが、フレーム内において
発現されるタンパクにまでリンカ−配列を有してまたは有さずに連続し、そして
、該タンパ、りのカルボキシ末端において終止する。酵素によるまたは化学的開
裂部位は、CAT配列の下流側に導入され得、ハイブリッドタンパクから開裂し
た生産物の回収を可能にする。
このような開裂配列は、開裂が起こり得る条件として、当該技術分野において既
知である。開裂に続いて、所望の異種ポリペプチドが、既知のタンパク精製の技
術を使用して回収され得る。適切な開裂配列には、メチオニン残基に続く開裂(
臭化シアン)、グルタミン酸残基(エンドプロティナーゼGlu−C)、トリプ
トファン残基(N−クロロスクシンイミド、および尿素またはドデシル硫酸ナト
リウム(SDS) )ならびにアスパラギンおよびリジン残基の間の開裂(ヒド
ロキシルアミン)が含まれるが、これらに限定されるものではない。
CAT配列内の内部開裂を避けるために、アミノ酸置換が、従来の部位特異的変
異誘発技術(Zoller、 M、J、、およびS+eith。
M、 ’(1982)、 Nuc Ac1ds Res 10:6487−65
00.およびAdelman、 J、P、、ら(1983)、 DNA 2:1
83−193)を使用してなされ得る。これは、変異を起こさせる一末鎖ファー
ジDNAと、限られたミスマツチ(それにより所望の変異が起こる)をのぞいて
は相補的な合成オリゴヌクレオチドプライマーを使用してなされる。
CAT発現が優位に影響されないときにこれらの置換がなされ得る。短いCAT
配列のように、ただ1個の内部システィン残基が存在するところでは、この残基
は、ジスルフィド架橋を介して、重合を減少させるために置換され得る。
C0臥」1訟Σム久二
原核系は、CAT融合記列記載現するのに使用され得る。もちろん、原核宿主は
、クローニング手法に最も適切である。原核生物は、E、 coltの様々な菌
株によってもっとも頻繁に示されるが、他の細菌株もまた使用され得る。複製部
位、選択可能マーカーおよび宿主と適合する種由来の制御配列を含むプラスミド
ベクターが使用される。例えば、E、 coltは通常、Bolivarら、G
ene 2:95 (1977)によってE、 colt種由来のプラスミドで
あるpBR322の誘導体を使用して形質転換される。
pBR322は、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性の遺伝子を含むため
、所望のベクターを構築する際に保持されるかまたは破壊され得る多数の選択可
能マーカーを提供する。
ポリペプチド生産物の開裂および精製を容易にする、上記の修飾に加えて、テト
ラサイクリン耐性を供与する遺伝子は、プラスミド選択および維持の代替方法と
して、例示されたCAT融合ベクターに回復され得る。
E、 cot i トリプトファンプロモーター−オペレーター配列は、本発明
のCATベクターにおいて例示されているが、異なる制御配列がm調節配列に入
れ変えられ得、これも本発明の範囲内であると見なされる。本願で、転写開始の
ためのプロモーター、および必要に応じてオペレーターとリポソーム結合部位配
列とを共に含むと定義されていて、一般に使用される原核制御配列は、βラクタ
マーゼ(ベニシリナーゼ)およびラクトース(lac)プロモーター系(Cha
ngら、Nature 198:1056)、λ由来のPLプロモーター(Sh
imatakeら、Nature 292:128 (1981))およびN−
遺伝子リポソーム結合部位およびtrp−1ac (tre)プロモーター系(
AgannおよびBrosius、 Gene 40:1B3 (1985))
のような通常使用されるプロモーターを含む。
これらのCATベクターの一般的使用は、非常に種々の哺乳類ペプチド(タンパ
クのサイズ、ジスルフィド結合の有無、および疎水性であるか親水性であるかと
いうこと)を使用して確立されているため、独特の制限部位を有するベクターが
形成されるか、または本実施例で例示されるpBR322由来のベクターの代わ
りに用いられ得る。
D、タンパクの
CATのアミノ末端DNA配列は、細菌宿主E、 colt中で高度なレベルの
発現をさせるために、ヒトポリペプチドをコードするDNA配列に融合された。
本願に記載のポリペプチドは、約30個から76個の範囲のアミノ酸残基の比較
的小さな哺乳類ポリペプチドである。細菌中で、これらのポリペプチドのそれぞ
れを、例えば非融合形態で直接発現させる試みは、成功していない。これは、m
RNA生産物を翻訳する際に起こるタンパク分解酵素による分解によるものと思
われる。疎水性の強いポリペプチドの場合、β−ガラクトシダーゼ融合体を使用
してそのようなポリペプチドを発現させようとすると、検出は可能であるが、非
常に低レベルの量のタンパクが生産された。
切形のCAT融合体を使用して、細菌中において十分高いレベルで発現したポリ
ペプチドの例には、アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペ
プチドI5アジプシン/D。
肺界面活性タンパクSP5 (SP−C)および肺界面活性剤5P18 (SP
−B)を含む様々な哺乳類ポリペプチドが含まれる。哺乳類タンパクとしては、
他の起源もまた本発明の範囲内であると見なされるが、゛ヒト起源が好ましい。
A4−751は、アルツハイマー (Alzheimer)病と関連するA4ア
ミロイドタンパクの前駆体内で同定される57のアミノ酸配列であり、セリンプ
ロテイナーゼ阻害剤のクニフツ(Kunitz)属と相同性がある( Pont
e。
P、、ら(1988) Nature 331:525−527; Tanzj
、、 R,E、ら(1988)Nature 331:528−530) o
グルカゴン様ペプチドI (GLP−1,7−31)は、インシュリン放出の強
力な刺激体であり、グルカゴン遺伝子中で共にコードされる31のアミノ酸ホル
モンである( Moj sow、 S、ら(1987)J C11n Inve
s 79:616−619) aアジプシン/Dは、脂肪細胞中で合成されて分
泌されるセリンプロテアーゼである(Zusalak、に9M、ら(1985)
J Mol Ce1l Biol 5:419)。肺界面活性物質5P−Bは、
76のアミノ酸疎水性タンパクである。肺界面活性物質5p−cは、35のアミ
ノ酸疎水性タンパクである。5P−8および5P−Cは両方とも、空気と水の界
面において、界面活性リン脂質の拡散を著しく高める。
宿主菌株は、以下のようである。
クローニングおよび配列決定、ならびにほとんどの細菌プロモーターの制御下で
の構築の発現には、MC1061、DHI、RRI、!3110、MM294、
BC60f)hfl、、に803、HBlol、JA221およびJMIOI(
7)ようすE、 coは菌株が使用され得る。
F、二級n亙迭
組換えDNA方法は、特に以下の実施例において引用されていない場合には、M
aniatisら(1982)、Mo1ecular CloningxCol
d Spring Harbor Laboratorys Co1d Spr
ing Harbor、 NewYorkに記載されているものである。この文
献にはまた、封入体の可視化、封入体の細胞からの単離、次いでハイブリッドタ
ンパクの可溶化、精製および開裂方法が記載されている(例えば、rtakur
a、 K、、ら(1977) 5cience 198:1056−1063:
5hine、 J、、ら(1980) Nature 285:455−46
1) o必要に応じて、タンパク生産物を再び折りたたんだ状態とする方法も得
られる(Creighton、 T、E、、 Proceedings of
Genex−UCLA Syn+posium、 1985. Kingsto
nes (印刷中)。これらの引例のすべての教示を本願に参考のために取り入
れる。
実Jl性
1、 E、 coltにおけるクロラムフェニコール アセチルトランスフェラ
ーゼ−ヒト心 ナトリウム ペプチドハイブリッド ンパクの
A、及3こ濠−り二郵狙肛上1
発現ベクターpchNF109は、エンドブロティナーゼGlu−Cタンパク分
解酵素開裂部位を含む241のアミノ酸CAT−hANPハイブリッドタンパク
をコードする(第1図)。大抵のCAT遺伝子(アミノ酸1個−210個)は、
フレーム内においてリンカ−配列(5個のアミノ酸)を介してり、ANP (1
02−126)遺伝子および開裂部位(26個のアミノ酸)と結合されている。
hANPポリペプチドは、約10%のハイブリッドタンパクを含む。このベクタ
ーは、プラスミドpTrp233、pcAT21、およびphNF75から構築
された。
これらのプラスミドは、プラスミドバプクボーンおよびt■プロモーター−オペ
レーター; CAT遺伝子;ならびにhANP (102−126)遺伝子およ
び開裂部位をそれぞれ供給する。
1、匹巨■姐玄1笈
プラスミドpTrp233を、E、 calf 、L!Jプロモーター−オペレ
ーター配列、リポソーム結合部位および下流のクローニング部位を含む合成Ec
oRI−Pstl断片を、強力な転写終止シグナル、TIT2およびβ−ラクタ
マーゼ遺伝子を含むプラスミドpH233−2−Ndelに挿入することによっ
て構築した。合成断片(第2A図参照)は、Vlasukら(1986) 、J
、 Biol Che+* 261: 4789−4796の方法およびSan
gerら(1977) 、Proc Natl Acad Sci USA 7
4:5463−5467の方法によって確認されたM13mp8およびM13m
p9内の配列を使用することによって組み立てられた。プラスミドpKK233
−2−Ndel (1985年5月8日に出願され、本願で参考として取り入れ
た同時係属中の米国特許出願第766、030号において開示されている)をE
eoRlおよびシ±■で消化させ、その末端を仔つシ腸ホスファターゼを使用し
て脱リン酸化して、合成EcoRI−Pstl断片と連結した。プラスミドpT
rp233を、アンピシリン耐性に形質転換したE、 colt JA22Lか
ら単離した(第2B図)。
プラスミドpcAT21は、CAT遺伝子(トランスポゾンTn9、ム1ton
およびVapnek、 (1979) Nature 282:1164−86
9からの)を江2プロモーターーオペレーターの制御下でプラスミドpTrp2
33に挿入することによって構築した。プラスミドpALL3ATCAT (1
987年9月11日に出願され、本願で参考として取り入れた1時係]、中の米
国特許出願第095.742号に開示されているプラスミド)を、±1およびH
indll[で消化し、CAT遺伝子を(回が部位においてコードされる開始M
et残基と共に)含む約750 bpのNdeI−Htndlll断片を、アガ
ロースゲル電気泳動法を使用して精製した。CAT遺伝子をT4DNAリガーゼ
を使用してNdelおよびHindlllで消化したpTrp233と連結した
。旦、刈旦MC1061(Casadabanら(1980)、 I Mol
Biol 138: 179−209)アンピシリン耐性形質転換体から、プラ
スミドpcAT2Lを単離した(第2C図)。
プラスミドphNF75は、タンパク分解酵素開裂部位によって先行される合成
hANP遺伝子をプラスミドpBgalに挿入することによって構築された(S
hineら(1980)、Nature 285:456)。8つのオリゴデオ
キシリボヌクレオチド(第2D図)を、エンドプロテイナーゼGlu−C開裂部
位によって先行される合成hANP (102−126)遺伝子に組み込んだ(
’/1asukら(1986)の方法、前出)。合成りNA断片(5′にEco
RIテールおよび3′に平滑末端を有する)を、DNA配列決定の目的でT4D
NAリガーゼを使用して、EcoRlおよびSmal制限エンドヌクレアーゼで
消化したM13mp19に連結した(Sangerら(1977)の方法、前出
)。適切な配列、すなわちM2S−hNF7を有するクローンを、醜!旧および
mIrで消化し、hANP遺伝子を含む断片をアガロースゲル電気泳動法で精製
し、その断片を、随旧で消化して細菌アルカリホスファターゼで脱リン酸化した
pTrp233にT4DNAリガーゼを使用して連結した。hANP遺伝子の3
′末端に隣接してHindl lIs Bam旧およびEcoR1部位を与える
ような方間に挿入物を有するプラスミド、phNF?3を、Htndll!およ
びPvu[で消化することによって生成する断片のサイズによって同定した。プ
ラスミドphNF73をEcoRIで消化し、hANP遺伝子をポリアクリルア
ミドゲル電気泳動法を使用して精製し、この遺伝子を、EcoRlで消化して細
菌アルカリホスフォターゼで脱リン酸化したプラスミドpBgalに連結した。
E、 coliMc1061アンピシリン耐性形質転換体から、プラスミドph
NF7s (5142E図)を、匡1および±dll+で消化することによって
生成したDNA断片のサイズによって同定した。
発現ベクターpchNF109は、CAT、 hANPオヨヒ9 ンハク分解!
素開裂部位を含むDNA断片ならびにリンカ−配列をプラスミドpTrp233
に挿入することによって構築した。プラスミドphNF75をEcoRlおよび
Hindlllr消化し、hANPを含む約80 bp(7)EcoR[−H1
ndlll断片をポリアクリルアミドゲル電気泳動法によって精製し、T4DN
Aリガーゼを使用して、馳旦R1および旧ndll■で消化したpTrp233
に連結した。プラスミドphNF87をE、 calL MC1061アムビシ
リン耐性形質転換体から単離してシ1■で消化し、その断片を細菌アルカリホス
ファターゼを使用して脱リン酸化した。pcAT2Lを5ealで消化させ、
BateHI合成リンカ−(5°−CGGATCCG−3°)をT4 DNAリ
ガーゼを使用して平滑末端に付着させ、その連結物をジ!旧で消化し、アガロー
スゲル電気泳動法によって740 bpの抛旧断片を精製させることによって、
mプロモーター−オペレーター、リポソーム結合部位およびCAT遺伝子の大き
いアミノ末端断片を含むb!旧カセットが生成した。このBaa旧カ上カセツト
びプラスミドphNF87を、T4リガーゼを使用して連結させ、アンピシリン
耐性形質転換体、E、 colt MC161を得た。CAT遺伝子がフレーム
内においてエンドプロテイナーゼGlu−C開列部位に融合し、それにhANP
遺伝子が続くような方向性を有するシ1旧カセットを持つ、プラスミドpchN
F109 (第2F図)を、該プラスミドのEcoRI消化物中のDNA断片の
サイズに基づいて選択した。
2、プラスミドCh NF to 9から17)CAT 1−210−hANP
102−126 バイブ1ツド ンパクの
プラスミドpchNF109は、E、 colf tg4プロモーター−オペレ
ーターの制御下でCAT−hANP(102−126)ハイブリッドタンパクを
発現する。このプラスミドを使用してE、 coli W3L10 (ATCC
受託番号第27325号)を形質転換してアンピシリン耐性とし、1ツノコロニ
ーヲ、M9(7)塩、2 mMノMg5O4,0,1mMノcac12.094
%のグルコース、0.5%のカザミノ酸、40 ug/+alのトリプトファン
、2 ug/+1の塩酸チアミンおよび100 uglolの硫酸アンピシリン
を含むM9の完全培地中で一晩37°Cで培養した。−晩装置した培養物を上記
と同様のM9の培地中に100倍に希釈しく非誘導培養物)、そして、トリプト
ファンを25 ug/mlの3−β−インドールアクリル酸によって置換したM
9の培地中に100倍希釈した(誘導培養物)。
この培養物を370Cで6時間振り浸した後、評価した。非誘導培養物は、高い
細胞密度(定常期)に達していたが、誘導培養物は、低い細胞密度(対数期)で
あった。位相差顕微鏡により、非誘導培養物においては、通常形態の細胞が示さ
れ、誘導培養物においては、いくつかの屈折性封入体を含む細長い細胞が示され
た。細胞ベレットを、ラエムリ(1,aerarsli)11衝液中で5分間沸
騰させることによって全細胞タンパクサンプルを調製し、12%の5DS−ポリ
アクリルアミドゲルによる電気泳動法、次いでこのタンパクをクーマシーブルー
で染色することによって分析した。
B、茜1と一乙又ニ上島呈巳刀。
発現ベクターpchNF12+は、エンドプロテイナーゼGlu−Cタンパク分
解酵素開裂部位を含む99のアミノ酸CAT−hANPハイブリッドタンパクを
コードする(第4A図)。CAT遺伝子の約3分の1(アミノ酸1−73)が、
介入するリンカ−なしでhANP (102−125)およびタンパク分解酵素
開裂部位(26のアミノ酸)に融合した。hANPポリペプチドは、ハイブリッ
ドタンパクの25%を含む。このベクターは、プラスミドpchNF109およ
びphNF87から構築された。これらのプラスミドは、CAT遺伝子のアミノ
末 一端断片およびhANP遺伝子、ならびにタンパク分解酵素開裂部位をそれ
ぞれ供給する。
(以下余白)
1、四囲IF121(耐i艮
プラスミドphNF87をEcoRlで分解し、その末端を細菌性アルカリフォ
スファターゼにより脱リン酸化し、そしてtrpブロモ・−ター・オペレーター
と、リボゾーム結合部位と、CAT遺伝子のアミノ末端部分とを有する。約32
0bpの■旦R1断片に連結した。このEcoRIカセットは、アガロースゲル
電気泳動法を用いて、pchNF109のEcoRI分解物から精製された。プ
ラスミドpChNF121(第2図G)は、E、coli MC1061のアン
ピシリン耐性形質転換体から単離された。Pvu l I分解物由来のDNA断
片のサイズに基づいて、CAT遺伝子およびhANP遺伝子は、フレーム内で融
合しており、ハイブリッドタンパクを生産すると推定された。
2、プラスミドChNF21か゛のCT −73−hANP 102−106ハ
イブリツドタンパクの発
プラスミドpchNF121は、E、coli fiプロモーター・オペレータ
ーの制御下で、CAT−hANP(102−126)ノ1イブIルノドタンノt
りを発現する。このプラスミドを用いて、E、coli W31LO(原栄養株
、TrpR+)をアンピシリン耐性に形質転換させ、1つのコロニーを、完全M
9培地(A、2節を参照)中で、37°Cにて一晩培養した。−晩培養した物を
、完全M9培地中(非誘発培養物)、および40μg/mlのトリプトファンに
代えて25μg/l1llの3−β−インドールアクリル酸を用いたM9培地中
(誘発培養物)へ100倍に希釈した。
培養物を37°Cにて6時間振盪した後で9発現の評価を行った。非誘発培養物
は高い細胞密度に達していたが、誘発培養物の密度は、この密度の約173にと
どまった。位相差顕微鏡を用いると、非誘発培養物には正常な形態の細胞が見ら
れ、誘発培物には、いくつかの屈折性封入体(refractile fncl
usionbody)を有する細長い細胞が見られた。すべての細胞タンパク試
料は、細胞ペレットを、ラエムリ(Laama+li)緩衝液中で、5分間沸騰
させることにより調製され、12%5DS−ポリアクリルアミドゲルを泪いた電
気泳動にかけた後、クーマシー・ブルー (Coomassie Blue)で
タンパクを染色することにより1分析発現ベクターpchNF142は、99ア
ミノ酸のCAT−hANPハイブリッドタンパクをコードする。このタンパクは
、CATタンパクのアミノ酸残基73に続く唯一のTrp残基を、化学的開裂部
位として有している。CAT遺伝子のほぼ1/3(アミノ酸1−73)が、hA
NP(102−126)遺伝子および化学的開裂部位(26アミノ酸)と融合し
ている。CATにおけるこのアミノ末端断片は、Trp[16]をTyr残基で
置換し、Cys[31]をSer残基で置換するように改変されている。これは
、付加的な化学的開裂部位を取り除き、ジスルフィド架橋によるハイブリッドタ
ンパクの多量体化を低減するためである。Trp残基をコードする配列が先行す
る合成hANP遺伝子が、このベクター用に構築された。
1、匹■■旦旦盈築
プラスミドpTrp233をEcoRlで分解し、その末端をE、coli D
NAポリメラーゼI、クレノー(Klenov)断片で埋め、(EcoRI制限
エンドヌクレアーゼ開裂部位を除去するために)T4 DNAリガーゼを用いて
連結した。E、coli M(JO61のアンピシリン耐性形質転換体から、プ
ラスミドpTrp81を単離したところ、EcoRlによる開裂に耐性を示した
。プラスミドpTrp81を、NdelおよびHindlllで分解し、アガロ
ースゲル電気泳動法により精製し。
そして、T4DNAリガーゼを用いて9合成CAT遺伝子断片に連結した。合成
Ndel−Hindll[CAT遺伝子断片(第2図H)は、前述の3組のオリ
ゴデオキシリボヌクレオチドから構築された。
E、coli MC1061のアンピシリン耐性形質転換体から、プラスミド匹
AT127を単離した。また、EcoR[およびム1!で分解することにより2
合成CAT断片を有することが示された。このプラスミドを、Ban+HIおよ
びHindl I Iで分解した。CATを含むシュ旧−臣1ndlll断片を
、アガロースゲル電気泳動法により精製し、Sangerら(1977)(前出
)の方法で配列決定することにより、正しいDNA配列を確認した。
プラスミドpcAT127を、七旦R1および旧ユdlI+で分解し、T4DN
A !、Iガーゼを用いて、EcoR[−旧ndl11断片においてTrp残基
が先行しているhANP(102−125)をコードする1組のアニールされた
合成オリゴデオキシリボヌクレオチドと連結した。プラスミドpchNF142
(第2図■)を、E、coli MC1061のアンピシリン耐性形質転換体か
ら単離した。hANPの挿入は、このプラスミドのBan旧およびHindll
1分解物中におけるDNA断片のサイズによって確認された。hANP遺伝子の
配列は、pchNF142から、EcoR[−5ealアガロ一スゲル精製断片
によって確認された。
2、CAT 1−73 T r 16 Ser 13−hANP 102−12
6 ChNF142の。
1里
改変されたCAT−hANP(102−126)バイブリドタンパクの発現は。
上記実施例A、2およびB、2の教示内容に実質的に従って実施される。
■9 クロームフェニコールアセチルトランスフェラーゼ−アミロイドA4タン
パク−人 A4−7S1iからなるハイブリッドタンパクのE、 cal i
における全以下の実施例では、アミロイドA4−751タンパク内への57アミ
ノ酸挿入物による高レベルの発現は、 pBR322由来プラスミド上で、E、
coli)リプトフアンプロモーター・オペレーターの制御下で9合成A4−7
51i遺伝子をCATのアミノ末端断片をコードするDNA配列に融合させるこ
とにより達成された。合成A4−751i遺伝子は、化学的開裂部位Asn−G
lyが先行している。アミロイドA4−751タンパク由来の289−345ア
ミノ酸をコードする(Ponteら(1988)、Nature 331:52
7)。これら2つの残基間における。このハイブリッドタンパクのヒドロキシル
アミン開裂により、アミノ末端にcty残基を有する挿入タンパクが得られる。
A0発現ベクターCAPi132
発現ベクターpcAPi132はヒドロキシルアミンで開裂する部位を有する1
32アミノ酸のCAT−A4751iハイブリツドタンパクをコードする(第4
図A)。CAT遺伝子のアミン末端部分の約173(アミノ酸1−73)が、A
4−751i遺伝子および解裂部位(59アミノ酸)とフレーム内で連結されて
いる。A4−7Sliタンパクは、このハイブリッドタンパクの約43%を占め
る。このベクターは。
プラスミドpTrpZ33およびpchNF121と9合成A4−751 i遺
伝子および開裂部位とから構築された。
1・ 匹肚■旦旦!且
プラスミドI)Trp233を、七旦R1およびHind[IIで分解し、アガ
ロースゲル電気泳動法により精製し、モしてA4−751iタンパクをコードす
る合成遺伝子および開裂部位と、T4 DNAリガーゼを用いて連結した。この
遺伝子は、上記の方法を用いて、6つのオリゴデオキシリボヌクレオチドから構
築し、その配列を確認した(第4図A)。プラスミドpAPi131を、E、e
oli MCl061のアンピシリン耐性形質転換体から単離した。合成遺伝子
の挿入は、プラスミドのミニプレツブ(mini−prep)DNAのPvu
lおよびBam旧分解物に由来するDNA断片のサイズにより確認された。
プラスミドpAPi131をEcoRIで分解して、ベクターを線状化し、そし
てその末端を細菌性アルカリフォスファターゼで脱リン酸化した。プラスミドp
chNF121をEcoRIで分解し、tXiプロモーター・オペレーターと、
リボンーム結合部位と、CAT遺伝子のアミノ末端部分くアミノ酸1−73)と
を有する約320bpの旦coRI断片を、アガロースゲル電気泳動法により精
製した。T4DNAリガーゼを用いて、このEcoRIカセットをpAPi13
1プラスミドと連結し、MC1061のアンピシリン耐性形質転換体を得た。
ミニプレツブプラスミドDNAのPvuII分解物中におけるDNA断片のサイ
ズに基づき、CAT配列およびA4−751i配列がフレーム内で融合したプラ
スミドPCAPi132を単離した。
2、プラスミドCAPi132からのCAT(L−73−A4−751iハイブ
リツドタンパクの発
プラスミドpcAPi132は* L」L、txxプロモーター°オペレーター
の制御下で、CAT−A4−?51iハイブリッドタンパクを発現する。このプ
ラスミドを用いて、E、coli W3110をアンピシリン耐性に形質転換し
、1つのコロニーを完全M9培地中で37℃にて一晩培養した。−晩培養した物
を、40μg/mlのトリプトファンを含む完全M9培地中(非誘発培養物)、
およびトリプトファンの代わりに25μg/mlの3−β−インドールアクリル
酸を含む完全M9培地中(誘発培養物)へ100倍に希釈した。
培養物を37℃にて6時間振盪した後2発現を評価した。非誘発培養物は高い細
胞密度に達していたが、誘発培養物の細胞密度は低かった。位相差顕微鏡を用い
ると、非誘発培養物には正常な形態の細胞が見られ、誘発培養物には「前封入体
(pre−inclusion body)Jを冑する細胞が見られた。ここで
用いられるように、 「前封入体」とは、ハイブリッドタンパクが細胞内に蓄積
するにつれて、やがてより屈折性の高い「封入体」へ変化すると思われる。より
屈折性の低いものとして定義される。すべての細胞タンパク試料は、細胞ペレッ
トを。
ラエムリ緩衝液中で、5分間沸騰させることにより調製され。
12%5DS−ポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動にかけた後、クーマシ
ー・ブルーで染色することにより1分析された(第3図A)。このCAT(1−
73)−A4−751iハイブリツドタンパクは。
このゲル上を、リゾチーム(分子量14.300)タンパク標準物と。
β−ラクトグロブリンく分子量111.4QQ)タンパク標準物との間に移動す
る。コンテス(Kontes)の光フアイバースキャナおよびヒユーレット・パ
ラカード(Hewlett−Packard)のインテグレータを用いて、この
ゲルを走査することにより、全細胞タンパクの約7%がハイブリッドタンパクで
あると見積られた。こトタンバクのほぼ半分がA4−751iである。
ハイブリッドタンパク中におけるA4−7 S l iの存在を確認するために
、これらタンパク試料について、非染色12%5DS−ポリアクリルアミドゲル
を用いたウェスタン・プロット分析を行った。タンパクはニトロセルロースにプ
ロットされ、抗−A4751i血清(57アミノ酸挿入タンパクのうち、アミノ
酸11−26を有する16アミノ酸からなる合成ペプチドに対して調製された)
と共にインキュベートされた。12sI−タンノイクA(アメルシャム(Ame
rsham) )と共にインキュベートした後、プロ・ットを、−70°Cにて
数日間、X線フィルム上に載せた。合成ペプチド抗血清により、ハイブリッドタ
ンパクおよび他のいくつかのE、co目タンパクが検出された。
B0発現ベクターCAPi136
発現ベクターpcAPi136は、ヒドロ半ジルアミン開裂部位を有する274
アミノ酸CAT−A4−751iノ1イブ1ルツドタンノイクをコードする。C
AT遺伝子(アミノ酸1−210)の大部分は、リンカ−配列(5アミノ酸)を
介して、 A4−7S1i遺伝子および開裂部位(59アミノ酸)にフレーム内
で連結されている。A4−751iポリペプチドは、ハイブリッドタンパ゛りの
約21%を占める。このベクターはプラスミドpAPi13iおよびpchNF
109から構築された。
1、匹が)i136(配置互
プラスミドpAPi131をEcoRIで分解して、ベクターを線状化した。そ
の末端は細菌性アルカリフォスファターゼを用いて脱リン酸化した。pchNF
109の部分的EcoRI分解物から、患プロモーター・オペレーターを含む約
740bpのEcoRI断片と、CAT遺伝子(アミノ酸1−210)と、リン
カ−配列とを、アガロースゲル電気泳動法により精製した。このEcoR[カセ
ットおよびベクターpAPi131を、T4 DNAリガーゼを用いて連結し、
E、coliMC1061のアンピシリン耐性形質転換体を単離した。ジ1旧で
分解したプラスミドのミニプレツブ中のDNA断片のサイズから。
フレーム内にCAT遺伝子および合成A4−75Li遺伝子を有するプラスミド
pcAPi136を単離した。
2、プラスミドCAPi136か゛のCAT l−210−A4−751iハイ
ブリツドタンパクの発現
プラスミドpcAPi136は、Lμ江り1組プロモーター・オペレーターの制
御下で、CAT−A4−751iハイブリツドタンパクを発現する。このプラス
ミドを用いて、E、coli W3110をアンピシリン耐性に形質転換させ、
1つのコロニーを、完全なM9培地中で、37℃にて一晩培養した。−晩培養し
た物を、同じM9培地中(非誘発培養物)、およびトリプトファンに代えて25
μg/mlの3−β−インドールアクリル酸を含むM9完全培地中(誘発培養物
)へ100倍に希釈した。
培養物を37℃にて6時間振盪した後2発現の評価を行った。
非誘発培養物および誘発培養物のいずれもが高い細胞密度に達していた。位相差
顕微鏡を用いると、非誘発培養物には正常な形態の細胞が見られ、誘発培養物に
は封入体または前封入体(So’: 50)を含有する細胞が見られた。すべて
の細胞タンパク試料は、細胞ベレットを、ラムエ緩衝液中で、5分間沸騰させる
ことにより調製され、12%5DS−ポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動
にかけた後、クーマシー・ブルーで染色することにより2分析された(第3図A
)。このCAT−A4−751iハイブリツドタンパクは、このゲル上を、α−
キモトリプシノーゲン(分子量25.700)タンパク標準物と、オバルブミン
(分子量43,000)タンパク標準物との間にを移動する。コンテスの光フア
イバースキャナーおよびヒューレ、y h・バラカードのインチグレーターを用
いて、このゲルを走査したところ。
ハイブリッドタンパクは全細胞タンパクの約15%を占めると見積られた。これ
は+ E、coliとしては、やや高いレベルの発現である。
ハイブリッドタンパク中におけるA4−7Sliの存在を確認するために、これ
らタンパク試料について、非染色12%5DS−ポリアクリルアミドゲルを用い
たウェスタン・プロ・ソト分析を行った。上記の方法(IIS、 A、2)を用
いたところ1合成ペプチド抗血清により、ハイブリッドタンパクおよび他のいく
つかのE、 cot fタンパクが検出された。
■、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ−グルカゴン ペプチド
l7−37からなるハイブリッドタンパクのE、coli内における発
以下の実施例では、31アミノ酸GLP−1(7−37>の高レベル発現が、p
BR322由来のプラスミド上において、[:、colihリブトフアンプロモ
ーター・オペレーターの制御下で、CATのアミノ末端断片をコードするDNA
配列に合成GLP−1遺伝子を融合させたることにより達成された。この合成遺
伝子は、Met残基が先行するGLP−1のアミノ酸7−37をフードする(M
ojsovら(1987)、 J。
CHn Invest 79:616−619>。シアノーゲンブovイドで処
理すると、インシュリン性ペプチドが放出される。
A、 ベクターCGLP139
発現ベクター匹GLP139は、シアノーゲンブロミド開裂部位を有する105
アミノ酸CAT−GLP−1ハイブリツドタンパクをコードする(第4図B)。
CAT遺伝子のアミン末端部分の約1/3(アミノ酸1−73)は、GLP−1
遺伝子および開裂部位(32アミノ酸)にフレーム内で連結されている。GLP
−1ペプチドはノ\イブリッドタンパクの約30%を占める。このベクターは、
プラスミドpTrp233およびpchNF109と1合成GLP−]遺伝子お
よび開裂部位から構築された。
1、匹匹■摺立皇且
プラスミドpTrp233をシ辺R■およびHindlllで分解し、アガロー
スゲル電気泳動法により精製し、T4DNAリガーゼを用いて合成遺伝子に連結
した。この遺伝子は4つのオリゴデオキシリボヌクレオチドから構築されており
、その配列も確認されている(第4図B)。E、eoLi MC106Lのアン
ピシリン耐性形質転換体から、プラスミドpGLP138を単離した。合成遺伝
子の挿入は、プラスミドミニ、ブレツブDNAがPstlで切断されないことに
より確認された。
プラスミドpGLPL38をEeoRIで分解して、ベクターを線状化し、その
末端を細菌性アルカリフォスフォターゼで脱リン酸化し、そしてT4 DNAリ
ガーゼを用いて、プラスミドpchNF109由来の):coRIカセットど連
結した。プラスミドpchNF109は、旦coRIで分解され、tXJLプロ
モーター・オペレーターと、 リポソーム結合部位と、CAT遺伝子のアミノ末
端断片とを有する約320bpのEcoRI断片はアガロースゲル電気泳動法に
より精製されていた。プラスミドpcGLP139は、M(JO61のアンピシ
リン耐性形質転換体から単離された。プラスミド・ミニブレ・ノブDNAのAv
alおよび5■分解物におけるDNA断片のサイズに基づいて。
CAT配列およびGLP−I配列がフレーム内で融合されていることが確認され
た。
2.2′ラス ミ ド、J?CGL213[芭」乏ヱと旦酊U二11Σ二引」シ
」Aユニ1ムし/%4ブリ1ドタンニl]すζ1
プラスミドpcGLP139は、):、coli封上プ口上プロモーターレータ
ーの制御下で、CAT−GLP−1/)イブリ・ツドタンノイクを発現する。こ
のプラスミドを用いて、E、coli W3000をアンピシリン耐性に形質転
換させ、1つのコロニーを完全M9培地中で37℃にて一晩培養した。−晩培養
した物を、40μg/a+ 1のトリプトファンを含む完全M9培地中(非誘発
培養物)2 およびトリプトファンに代えて25μg/mlの3−β−インドー
ルアクリル酸が用いられている完全M9培地中(誘発培養物)へ100倍に希釈
した。
培養物を37℃に−〔6時間振盪した後2発現の評価を行った。
非誘発培養物は高い細胞密度に達していたが、誘発培養物の細胞密度は低かった
。位相差顕微鏡を用いると、非誘発培養物には正常な形態の細胞が見られ、誘発
培養物には3つまたはそれ以上の屈折性封入体を育する細長い細胞が見られた。
すべての細胞タンパク試料は、細胞ベレットを、)ムエリ緩衝液中で、5分間沸
騰させることにより調製され、12%5DS−ポリアクリルアミドゲルを用いた
電気泳動にかけた後、クーマシー・ブルーで染色することにより分析された(第
3図B)。
このCAT(1−73)−GLP−1(1−73)ハイブリッドタンパクは、ウ
シ・トリプシン阻害因子(分子@ 6. Zoo)タンパク標準物と、リゾチー
ム(分子j!14,300)タンパク標準物との間に移動する。コンテスの光フ
アイバースキャナーおよびヒユーレット・パラカードのインチグレーターを用い
て、このゲルを走査することにより、ハイブリッドタンパクは全細胞タンノ寸り
の約20%を占めていると見積られた(細胞ごとに観察される封入体の数を考慮
すると、ハイブリッドタンパクのすべてがラムエリ緩衝液に可溶化されないので
、これは過小評価であり得る)。これは、E、coliにとっては、高レベルの
発現である。
ハイブリッドタンパクの分子量は、この遺伝子融合により予想されたとおりであ
る。精製されたハイブリッドタンパクのアミノ酸組成分析、あるいはシアノーゲ
ンブロマイド開ff後のペプチドのタンパク配列決定を行えば、その発現を確認
することができる。
■、ヒト5P−Bおよび5p−cとのCATA成熟形態のヒl−’5P−Cおよ
び5P−Bは、いずれも細菌性CATの一部との融合物として発現される。界面
活性因子ペプチドは。
ヒドロキシルアミンに鋭敏なアスパラギン−グリシン結合により、CAT配列の
カルボキシ末端に連結されている。CAT−界面活性因子の融合物は、細菌性ベ
クターpTrp233のトリプトファンプロモーターから発現される。
A、 ベクター C210SP−B
SP−B発現ベクターpc210sP−Bは、ヒドロキシルアミンに鋭敏な開裂
部位を有する7アミノ酸のリンカ−を介して、CATの21Oアミノ酸が5P−
Bの76アミノ酸に連結されている293残基の融合タンパクをコードする。ヒ
ドロキシルアミンで融合物ヲ開裂させると、5P−Bの76残基成熟型と、アミ
ン末端のグリシン残基とを有する77アミノ酸の5P−B生成物が放出される。
pc210sP−Bを構築するために、ANF配列を有する短いEcoR[−H
1ndlllセグメントを、pchNF109から取り除き、ヌクレオチド(n
t)643(第6図)のム11部位から、nt804の進止1部位に延びるヒト
5P−B cDNA #3の一部と置換した。EcoR1部位は、2つの相補的
オリゴヌクレオチドを介して、Pst1部位で連結されている。これらのオリゴ
ヌクレオチドは、ヒドロキシルアミンに鋭敏な開裂部位と、成熟5P−Bのアミ
ノ末端残基とをコードしている(すりゴ$2307+5−AAT TCA AC
G GTT TCCCCA TTCCTCTCCCCT ATT GCT GG
CTCT GCA−3°およびオリゴ#2308:5−GACCCA GCA
ATA GGG GAG AGG AAT GGG GAA ACCGTT G
−3°)。黴1部位は、第2組の相補的ヌクレオチドを介して、PTrp233
のHfndl!1部位に連結している。これらのヌクレオチドは、成熟5P−H
のカルボキシ末端残基をコードしている(オリゴ、t3313:5’−AGCT
TA CCG GAG GACGAG GCG GCA GACCAG CTG
GGG CAGCAT G−3°およびオリゴ33314:So−CTG C
CCCAG CTG GTCTGCCGCCTCGTC,CTCCGG TA−
3°)。
この発現プラスミドを用いて、E、coli染色W311Qをアンピシリン耐性
に形質転換させた。M9培地中で急速に増殖しているpc210sP−B/W3
110の培養物に、25μg/m lの!AA(3−β−インドールアクリレー
ト、シグマ(Sigma) !−1625)を用いて、Trpプロモーターを誘
発した。誘発後1時間までに、増殖し続ける細胞の内部に屈折性の細胞質封入体
が存在することが1位相差顕微鏡により確認された。誘発の5時間後に、10.
D、sss当量の細胞を遠心分離によりペレツト化し1次いでSDS試料緩衝液
中で5分間沸騰させ、12%SDSポリアクリルアミドゲル中で電気泳動にかけ
た後、クーマシー・ブルーで染色した(第7図)。
レーンA=分子サイズの標準物;レーンB =pTrp233ベクターコントロ
ールを有する誘発されたW3110細胞;そして、レーンC=誘発されたpc2
10sP−B/W3110. CAT:5P−B融合タンパクの予想分子量は4
5.000ダルトンである。ハイブリッドCAT:5P−Bタンパクは、誘発培
養物中の全細胞タンパクの15−20%を占めると見積られた。
B、5P−CとのCAT融合
一連のベクターは、成熟したヒト5p−cが、ヒドロキシルアミンに鋭敏なアス
パラギン−グリシン結合を介して、CATの様々な部分のカルボキシ末端に融合
している融合タンパクをコードするように構築された。各構築物によって生産さ
れる融合タンパクをヒドロキシルアミンで開裂させると、天然ヒト5P−Cの一
部に見られるアミン末端フェニルアラニン残基を欠く、35アミノ酸の成熟5p
=cが放出される。
1・ 匹り工注≦
251残基からなる融合タンパクのアミノ酸配列は、プラスミドpc210sP
−Cをコードしていた。CATの210アミノ酸は、 6アミノ酸のリンカ−を
介して、成熟5p−cの35アミノ酸に連結されている。全融合タンパク中の成
熟5p−c部分は14%を占める。
第8図には、pc210sP−Cのヌクレオチド配列が示されている。
このヌクレオチド配列においては、5P−8配列を有するpc210sP−Bの
む旦R1−H1ndll!断片が、ヌクレオチド123の畠L 1部位からヌク
レオチド161のAvaIr部位にまで延びるヒト5P−CcDNA#18のセ
グメントで置換されている。CATベクターのEcoR1部位は、2つの相補的
なオリゴヌクレオチドを介して、SF3 酊ホL1部位に連結されている。この
オリゴヌクレオチドは2 ヒドロキシルアミンに鋭敏な開裂部位と、成熟5p−
cのアミノ末端残基とをコードしている(オリゴ82462:5°−AAT T
CA ACG GCA TTCCCT GCT GCCCAG−3°およびオリ
ゴ#2463:5−TGCACT GGG CAG CAG GGA ATG
CCG TTG−3’)。5p−cの心旦!■部位は、第2組の相補的ヌクレオ
チドを介して、pc210sP−Hの±dl11部位に連結している。このヌク
レオチドは、成熟5p−cのカルボキシ末端残基と、停止コドンとをコードする
(オリゴ#2871:5−AGCTTA GTG GAG ACCCAT GA
G CAG GGCTCCCACAAT CACCACGACGAT GAG−
3’およびオリゴ92872: 5°−GTCCTCATCGTCGTGGTG
ATT GTG GGA GCCCTG CTCATG GGT CTCCA
CTA−3°)。
2・ 匹旦Σヱ≦
pci?9sP−Cによってコードされる217残基の融合タンパクのアミノ酸
配列は、第8図に示されている配列を若干改変したものである。pci79sP
−Cでは、CATの179アミノ酸が3アミノ酸(Glu、 Phe、 Asn
)のリンカ−を介して、成熟5p−cの35アミノ酸に連結されている。全融合
タンパクの5p−c部位は16%を占める。
pci79sP−Cを構築するために、CATの配列の一部を、pc210sP
−Cから取り出した。pc210sP−Cから出発して、 nt603 (東8
図)のNco1部位から、1t72BのEcoR1部位にまで延びるDNA断片
を取り出し、NcolおよびEcoRIの粘着末端を、2つの相補的オリゴヌク
レオチド(オリゴ#3083:5’−CAT ccc CAA ATA TTA
TACGCA AG−3°およびオリゴ#3084:5°−AAT TCT
TGCGTA TAA TAT TTG CC−3°)と再び連結させた。要す
るに、CATの31残基と、 リンカ−ポリペプチドの3残基とが、ベクターp
ci79sP−Cによってコードされる新しい融合タンパク中で欠失している。
3、 バl(園辷工
pc149sP−Cによってコードされる187残基の融合タンパクのアミノ酸
配列は、第8図に示されている配列を若干改変したものである。プラスミドpc
L49sP−Cでは、CATの149アミノ酸が3アミノ酸(Glu、 Phe
、 Asr+)のリンカ−を介して、成熟5p−cの35アミノ酸に連結されて
いる。全融合タンパクの5p−c部分は18.7%を占める。
の一部を取り出し、2つの相補的オリゴヌクレオチド(オリゴ83082:5’
−TCA ccc AAT CCCG−3°およびオリゴ#3081:5°−A
ATTCG GGA TTG GC−3°)の組で置換した。
4、匹避l上匹
pc106sP−Cによってコードされる144残基の融合タンパクのアミノ酸
配列は、第8図に示されている配列を若干改変したものである。プラスミドpc
106sP−Cでは、CATの106アミノ酸が3アミノ酸(Glu、 Phe
、 Asn)のリンカ−を介して、成熟5P−Cの35アミノ酸に連結されてい
る。全融合タンパクの5p−c部分は24%を占める。
pc106sl’−Cは、アニールした後に相同性領域を介して互いに連結した
2組の相補的オリゴで、pc210sP−CのEcoRl断片(nt302から
nt728. 第8図)を、置換することにより構築された。
これら相補的オリゴは以下のとおりである(オリゴ#3079:5’−AAT
TCCGTA TGG CAA TGA AAG ACG GTG AGCTG
G TGA TAT GGG ATA GTG TTCACCCTT GT−3
°は、オリゴ:3085:5°−ACA CTATCCCAT ATCACCA
GCTCA CCG TCT TTCATT GCCATA CGG〜3゜とア
ニールされた:オリゴ#3080:5°−TACACCGTT TTCCAT
GAG CAA ACT GAA ACG TTT TCA TC:G CTC
TGG G−3’は、オリゴ#3078:5°−AAT TCCCA、G GA
T GAA AACGTT TCA GTT TGCTCA TGG AAA
ACG GTG TAA CAA GGG TGA−3’とアニールされた)。
5、鉦ヨと膠79二女」ピυl又
各5P7C発現ベクターを用いて、E、coli W3110株をアンピシリン
耐性に形質転換させた。急速に増殖している培養物を。
上記のように誘発した。誘発後1時間までに、増殖し続ける細胞の内部に屈折性
の細胞質封入体が存在することが2位相差顕微鏡により観察された。誘発の5時
間後に、10.D、556当量の細胞が遠心分離によりベレット化し1次いでS
DS試料緩衝液中で5時間沸騰させ、】2%5DS−ポリアクリルアシドゲル中
で電気泳動にかけた後、クーマシー・ブルーで染色した。その結果は第9図に与
えられている。レーンA=分子サイズの標準物;レーンB = pTrp233
ベクターコントロールを有する誘発されたW3110細胞;レーンC−誘発され
たpc106sP−C; レーンD −pc149sP−C; レーンE −p
ci79sP−C; レーンF =pC210SP−C,各ベクターによって生
産されたハイブリッドCAT:5P−Cタンパクは、誘発培養物中の全細胞タン
パクの15−20%を占めると見積られた。
■、ハイブリッド ンパクをE、coli で させるために良されたCATベ
クター
以下の実施例では、基本的なCAT遺伝子融合ベクターを、いくつかの方法で改
良されている=(1)発現させるべき遺伝子を挿入するのに特有のクローニング
部位を形成すること;(2)ペプチドの開裂および/または精製を最適化するよ
うに、CAT遺伝子を改変すること;および(3)テトラサイクリン耐性を付与
する遺伝子を回復させて、プラスミドを選択および維持する他の方法を与えるこ
と。
A、現ヘク9−CAT73およびCAT2LCl発現ベクターpCAT73は、
アンピシリンおよびテトラサイクリンに対する耐性を付与する遺伝子と9発現さ
せるべき遺伝子を挿入するのに特有のEcoRIおよびHinduクローニング
部位と、CAT遺伝子のアミン末端断片(1−73)を有する。開裂部位は、挿
入遺伝子と共に含まれているが、特有のものではな−)。
このプラスミドは、プラスミドpBR322,pTrp233. pcAT21
. およびオリゴデオキシリボヌクレオチドから構築されて(する。
発現ベクターpcArztoは、pCAT73と以下の点で異なって0る。
つまり2発現ベクターpCAT210は、残基72および73(Glu−Phe
)をコードする配列におけるEcoR1部位が取り除かれているCAT遺伝子の
より長いアミノ末端断片(1−210)を有する点である。
(他のコドン選択を行っても、このGluは保存されて℃)るので。
特有のEcoRIおよびHindIIIクローニング部位の使用が可能になる。
)所望の融合点にEcoR1部位を挿入することにより、CAT遺伝子のアミン
末端をコードし、73アミノ酸より小さ0力i。
あるいは73アミノ酸と210アミノ酸との間にある。他のDNA[r片を構築
することもできる。
1、匹■坦旦!策
テトラサイクリン耐性に対する遺伝子の回復には、CAT発現ベクターに、pB
R322のジ1旧−り工dlII−Ec旦R1断片を回復させることが必要であ
る。このベクターに所望される特有のクローニング部位は、EcoRIおよびH
jndmであるので、これは、これらの部位を除去するが、テトラサイクリンに
対する耐性を保持するようになされなければならない。コード領域の上流にある
Hindm部位にDNAを挿入すれば、遺伝子の発現が阻害されることが多いの
で、この部位は、Hindm部位において点変異を起こすことにより取り除かれ
る。プラスミドpBR322はEeoRIおよびHindDIで分解され、ベク
ターバックボーンはゲル精製された。このバックボーンは合成EcoRI−Hi
ndm断片と連結された。これらの断片は、T4 DNAリガーゼを用いて、オ
リゴヌクレオチドの組をアニールすることにより形成される。これらの断片は、
認識配列5’−AAGCTT−3’の最初のアデニンに点変異(GまたはC)が
見られることを除いて、正常のEcoRI−旧ndI[[配列を有する。中間体
プラスミドは、プラスミドミニブレアブDNAがHindIffにより分解され
ない、アンピシリン耐性およびテトラサイクリン耐性のE、coli MC10
61から単離された。
もはやLユdIII部位を有さない氾]旧−EcoRI断片は、プラスミドpT
e を旧の■旧とEeoR1分解物から、アガロースゲル電気泳動法により精製
された。この断片は、T4 DNAリガーゼを用いて、プラスミドpTrp23
3と連結された。ただし、pTrp233もまた、シ徂旧および釘旦R1で分解
され、アガロースゲルで精製された。連結により形質転換されているので、E、
coli MC1061のコロニーはアンピシリン耐性および/あるいはテトラ
サイクリン耐性について選択された。プラスミドpTrpT233は両方の抗生
物質に耐性を有していた。
他の実施態様では、EcoRIによるpTrpT233の分解、DNAポリメラ
ーゼエ、クレノー断片による末端の平滑化、およびT4 DANリガーゼを用い
た連結により、EcoR1部位が除去される(しかし、テトラサイクリンに対す
る耐性には影響がない)。不必要なI(indmおよびEcoR1部位を欠失し
ているテトラサイクリン耐性のプラスミドI)Tri)T234は、この連結に
より形質転換されたE、coli MC1061のコロニーから単離される。
CAT遺伝子は、pcAT21のNde[−HlndI[[分解物のアガロース
ゲル電気泳動により精製された±[−Hindm断片として得られる。
プラスミドpTrpdel taHindは、NdelおよびHindI[[で
分解され。
アガロースゲル電気泳動法により精製され、T4 DNAリガーゼを用いて、C
AT遺伝子と連結された。CAT遺伝子の取り込みを確認するために、EeoR
IおよびHindmで分解したEcoRIMC1061のアンピシリン(または
テトラサイクリン)耐性の形質転換体から、プラスミドI)CAT73 (31
(5図A)が単離される。
2、四酊」ユ41!
mプロモーター・オペレーターと、リポソーム結合部位と。
CAT遺伝子とを有する論旧−Hindm断片は、プラスミドpcAT21の醜
!旧およびHindm分解物のアガロースゲル電気泳動により精製される。M2
Sおよび変異誘発性オリゴデオキシリボヌクレオチドを用いて、この断片に部位
特異的変異処理を施すことにより、EcoR1部位5°−GAATTC−3’内
におけるGluのGAA :lトンを、GAG(やはりGlu)に変更した。こ
のようなプラスミドの1つであるM2S−CATdRは、5ealで分解され、
ベクターを線状化し、T4 DNAリガーゼを用いて、ム旦RIリンカ−(pc
ATT3と同じ読取り枠に対するもの)と連結される。形質転換体から2M13
−CATRIが単離され、NdelおよびHindII[で分解された。新しい
CAT遺伝子は、アガロースゲル電気泳動法により精製され、T4 DNAリガ
ーゼを用いて、慰匡I−旧ndm分解プラスミドpTrpT234と連結される
。プラスミドpcAT210(第5図B)は、E、coliMC1061のアン
ピシリン(またはテトラサイクリン)耐性の形質転換体から単離される。
B0発現ベクターCAT73−TおよびCAT73−M発現ベクターpCAT?
3−TおよびpCAT73Mは、CATのアミノ酸配列を2部位特異的変異処理
法を用いて変更し、生成物タンパクの精製を容易にした例である。これらの場合
、16位のTrp残基をTyrで置換し、67位のMet残基をlieまたはL
euで置換することにより、CAT内部の化学的開裂可能部位を取り除き得る。
さらに、31位のCysもまた。保存的なアミノ酸変更、つまり生物学的活性に
悪影響を与えないアミノ酸での置換により、置換し得る。好ましい残基としては
、アニリン、セリン、ロイシン、イソロイシン、およびバリンが挙げられ、セリ
ンが最も好ましい。これら後者の変更は、ジスルフィルド架橋による多量体化を
低減させることを意図したものである。
C0されたCAT−GLP−1の発
プラスミドpTrpdel taHindは、pTrpZ33から回復されたT
et”遺伝子(l(indm部位が欠失しているが)と; CAT遺伝子配列に
おけるTrp16のTyrへの、CYS31のSetへの、MeterのLeu
への各置換と;メチオニン残基を介し、て、改変されたCAT遺伝子とフレーム
内で融合L7た(実施例■に示した)GLP−1遺伝子とを有する。このベクタ
ーを用いて、 W3110. MC1061,DHI、MM294. およびR
旧を含むいくつかのE、coli株を形質転換させた、。
E、eoli RRI形質転換体は、他のどの宿主よりも安定であり。
Trpプロモーターの誘発/抑制の制御をより良好に行うようである。このベク
ターを構築する他の方法には、TetR遺伝子を反転させることにより(本発明
の構築物中において、Tet”プロモーターと、Trpプロモーターとが逆向き
に配置されることを避けるためY、RRI形質転換体以外の細菌宿主を用いた場
合に観察される安定性の問題を軽減することが含まれる。
Vl、Tr CAT72: di sin Dの成熟ヒト・アジプシン/Dのコ
ード配列をpCAT72に融合させて、融合タンパクを生産した。この融合タン
パクは9例えば。
ヒト・アジプシン/Dに対する抗血清を生成させるのに適している。
A、酊」設訂IL並盈F目4区
プラスミドpcAT72 Q3S1は、CATに融合したペプチドがヒト得るA
sn残基を除去するために構築された。CATのTミノ酸26位、51位、78
位のAsn残基はGin残基に変更された。同時に231位にある唯一のCys
は、多くのCAT融合タンパクに見られる凝集の1を低下されるために、Ser
に変更された。
ベクターpcAT72 Q3S1は次のようにして構築された:オリゴCAT7
2−1〜6(以下参照)をアニールし、■1およびEcoR[で開裂させたpl
Jc−9に連結した。このようにして、変異させたCAT72を、pUCプラス
ミドのポリリンカー領域に連結した。次いで。
NdelおよびHindmで開裂させることにより、ポリリンカーをndmとの
間に挿入するごとにより、、 pTrpcAT7Z Q3S1を得た。
CAT72−1
TATGGAGAAA AAAATCACTG GATATACCACCGTT
GATATA TCCCAATGGCATCGTAAAGA ACATTTTG
AG GCATTTCACAT72−2
CAAAATGTTCTTTACGATGCCATTGGGATA TATCA
ACGGT GGTATATCCATGATTTTTT TCTCCA
(以下余白)
CAT72−3
TCAGTTGCT CAATCTACCT ATCAGCAGACCGTTC
AGCTG GATATTACGGCCTTTTTAAA GACCGTAAA
G AAACAGAAGCCTTTACGGTCTTTAAAAAGG CCG
TAATATCCAGCTGAACG GTCTGCTGATAGGTAGAT
TG AGCAACTGACTGAAATGCCTCAT72−5
ACAAGTTTTA TCCGGCCTTT ATTCACATTCTTGC
CCGCCT GATGCAGGCTCATCCGG
CAT72−6
AATTCCGGAT GAGCCTGCAT CAGGCGGGCA AGA
ATGTGAA TAAAGGCCGGATAAAACTTG TGCTTCT
GTT TB、Tr CAT72 6S3の
pcAT72 Q3S1から出発して、pcAT1s3 Q6S3は、CATの
130位。
141位、および148位のAsn残基をGin残基に変更し、91位および1
26位のCys残基をSer残基に変更するように構築された。
pUC−9中のプラスミドCAT72 Q3SLをEcoRIで開裂させた。オ
リゴCATIS3−1〜6(以下参照)をアニールして、pcAT72に連結す
ることにより、pcAT153 Q6S3を得た。次いで、Ndelおよび■n
dmで開裂させることにより、改変されたpcAT153を、pucから取り除
き、そして得られた断片をpTrp233に挿入することにより、pTrpcA
T153 Q6S3を得た。
CAT153−1
AATTTCGTAT GGCAATGAAA GACGGTGAGCTGGT
GATATG GGATAGTGTT60 70 ’80
CACCCTTCTT ACACCGTTTT CCATGAGCAACAT1
53−2
AAAACGGTGT AAGAAGGGTG AACACTATCCCATA
TCACCA GCTCACCGTCTTTCATTGCCATACGA
CAT153−3
10 20 30 40 S。
ACTGAAACGT TTTCATCGCT CTGGAGTGAA TAC
CACGACG ATTTCCGGCA60 To 80
GTTTCTACACATATATTCGCAAGATGTGGCCAT153
−4
10 20 30 40 S。
GCGAATATAT GTGTAGAAACTGCCGGAAAT CGTC
GTGGTA TTCACTCCAGAGCGATGAAA ACGTTTCA
GT TTGCTCATGGCAT153−5
GTCTTTACGT GAACAGCTGG CCTATTTCCCTAAA
GGGTTT ATTGAGCAGATGTTTTTCGT CTCAGCCC
AG CCCGCAT153−6
AATTCGGGCT GGGCTGAGACGAAAAACATCTGCTC
AATAA ACCCTTTAGGGAAATAGGCCAGCTGTTCAC
CGTAAGACGCCACATCTT(以下余日)
次いで、ヒ)−7ジブシ7/D cDNA hg31−40(第10図)を構築
した。成熟コード領域を有するし!旧−紀ll断片を、ゲル精製して、b!旧お
よびHindmで開裂させたpUc−9中に挿入した。
このcDNAの鉱lI末端を、2つのオリゴ(:3886 S’−CATGGG
TGCCGGGGCCTGA−3°および338875−AGCTTCAGGC
CCCGGCACC−3°)を用いて、pucの旧ndm末端に連結した。この
ように、アジプシン/DのBamHI−ニI断片をpUCに挿入することにより
、アジプシン/Dのコード配列を、pUC−9のEcoR1部位と共にフレーム
内に配置した。この構築物のEcoRI−Hind■断片を、pUc−9から取
り出し、pTrpcAT72のEcoR1部位とHindlII部位との間に挿
入して。
pTrpCAT72 ニアドブシン/Dを得た。
この構築物は、 W3110S細胞中おける誘発により、10−15%レベルの
融合タンパクを与えた。
本発明を実施するための上記様式については、その改変は分子生物学、タンパク
化学、細胞生物学、あるいはそれらの関連分野における当業者にとって自明であ
り、以下の請求の範囲内にあることが意図されている。
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国際調査報告
1、#、l、 111. PCT/US89103417
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 独占的な権利、つまり特権をクレームする、本発明の実施態様を以下に説明する 。 1.原核宿主中の異種タンパク発現を安定させる方法であって、 (a)アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペプチドI、ア ジプシン/D、肺界面活性タンパクSP−Bおよび肺界面活性タンパクSP−C からなる群から選択される哺乳類ポリペプチドをコードする異種遺伝子配列とフ レーム内において融合された、3′部分が切形のクロラムフェニコールアセチル トランスフェラーゼ(CAT)遺伝子配列を、CAT遺伝子および異積遺伝子の 順に含むハイブリッド遺伝子を構築すること;ここで、該ポリペプチドは、正常 状態においては細菌発現系において回収され得ず、そして、翻訳の際に、該ハイ ブリッド遺伝子は回収可能な収率で融合タンパクを生産する; (b)該ハイブリッド遺伝子の発現のためのベクターを提供すること; (c)該発現ベクターによって形質転換された該原核宿主を培養すること;およ び (d)該融合タンパクを回収すること;を包含する方法。 2.前記原核宿主が細菌細胞である、請求項1に記載の方法。 3.前記細菌細胞がE.coliである、請求項2に記載の方法。 4.前記3′部分が切形のCAT遺伝子配列が全細胞タンパク中に存在する異種 タンパクのレベルを高める、請求項1に記載の方法。 5.前記切形のCAT遺伝子配列の長さが約73から約210のアミノ酸のCA Tペプチドをコードする、請求項1に記載の方法。 6.前記ハイブリッド遺伝子がさらに、前記CAT遺伝子配列および異種遺伝子 配列の間に位置する選択的開裂部位をコードするDNA配列を含む、請求項1ま たは5に記載の方法。 7.前記選択開裂部位がトリブトファン、メチオニン、アスパラギン−グリシン またはグルタミン酸で構成される、請求項6に記載の方法。 8.原核宿主中の異種タンパク発現を安定させる方法であって、 (a)アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペプチドI、ア ジブシン/D、肺界面活性タンパクSP−Bおよび肺界面活性タンパクSP−C からなる群から選択される哺乳類ポリペプチドをコードする異種遺伝子配列とフ レーム内において融合された、約73から約180のアミノ酸のCATペプチド をコードする3′部分が切形のクロラムフェニコール アセチルトランスフェラ ーゼ(CAT)遺伝子配列を、CAT遺伝子および異種遺伝子の順に含むハイブ リッド遺伝子を構築すること;ここで、該異種タンパクは、正常状態においては 細菌発現系において回収され得ず、翻訳の際に、該ハイブリッド遺伝子は回収可 能な収率で融合タンパクを生産する;(b)該ハイブリッド遺伝子の発現のため のベクターを提供すること、 (c)該発現ベクターによって形質転換された該原核宿主を培養すること、およ び (d)該融合タンパクを回収すること;を包含する方法。 9.前記ハイブリッド遺伝子がさらに、前記CAT遺伝子配列および異種遺伝子 配列の間に位置する選択的開裂部位をコードするDNA配列を含む、請求項8に 記載の方法。 10.非安定で、細菌によって生産された異種ポリペプチドの発現レベルを高め ることが可能な細菌発現ベクターであって、 アミロイドタンパクA4−751挿入配列、グルカゴン様ペプチドI、アジブシ ン/D、肺界面活性タンパクSP−Bおよび肺界面活性タンパクSP−Cからな る群から選択される哺乳類ポリペプチドをコードする異種遺伝子配列に連結する 3′部分が切形のCAT遺伝子配列を、CAT遺伝子および異種遺伝子の順に含 むハイブリッド遺伝子を含み、該ポリペプチドが正常状態においては細菌発現系 において回収され得ず;それによって該切形のCAT遺伝子配列は生じた融合タ ンパクをタンパク分解酵素による分解に対して抵抗性にすることが可能である、 発現ベクター。 11.前記切形のCAT遺伝子配列の長さが約73から約210のアミノ酸のC ATペプチドをコードする、請求項10に記載の方法。 12.前記ハイブリッド遺伝子がさらに、該CAT遺伝子配列および該異種遺伝 子配列の間に位置する選択的開裂部位をコードするDNA配列を含む、請求項1 0または11に記載の細菌発現ベクター。 13.前記3′部分が切形のCAT遺伝子配列を有するハイブリッド遺伝子が、 発現の際に細胞の総タンパク中に存在する異種タンパクのレベルを高める、請求 項12に記載のベクター。 14.非安定で、細菌によって生産された異種ポリペプチドの発現レベルを高め ることが可能な細菌発現ベクターであって、 該ベクターは、正常状態においては細菌発現系において回収され得ないポリペプ チドをコードする異種遺伝子配列に連結した3′部分が切形のCAT遺伝子配列 を、CAT遺伝子および異種遺伝子の順に有するハイブリッド遺伝子を含み、該 切形のCAT遺伝子配列が、生じた融合タンパクをタンパク分解酵素による分解 に対して抵抗性にすることが可能であり、そして、該発現ベクターにおいて、 該CATタンパク内の可能性のある化学的開裂部位を除去するために該切形のC AT遺伝子の1つまたはそれ以上のDNAコドンが変換されている、改良細菌発 現ベクター。 15.前記変換が、a)CATの67位におけるメチオニンをコードするDNA をイソロイシンまたはロイシンをコードするDNAに;b)CATの31位のシ ステインを、セリンをコードするDNAに;またはc)CATの16位における トリブトファンをコードするDNAをチロシンをコードするDNAに置換するこ とを含む、請求項32に記載の改良された細菌発現ベクター。
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