JPH06225762A - 新規生理活性ポリペプチドをコードするdna配列、その発現ベクターおよび形質転換体 - Google Patents

新規生理活性ポリペプチドをコードするdna配列、その発現ベクターおよび形質転換体

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JPH06225762A
JPH06225762A JP5113601A JP11360193A JPH06225762A JP H06225762 A JPH06225762 A JP H06225762A JP 5113601 A JP5113601 A JP 5113601A JP 11360193 A JP11360193 A JP 11360193A JP H06225762 A JPH06225762 A JP H06225762A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 天然のヒト・ガンマインターフエロンよりも
活性の強いポリペプチドをコードするDNA配列、その
発現ベクターおよび形質転換体を提供する。 【構成】 146個のアミノ酸からなるヒト・ガンマイ
ンターフエロンの第1番目から135番目までのアミノ
酸よりなるポリペプチドをコードするDNA配列、その
配列を発現させうるDNA配列が上記配列に有効に連結
された発現ベクターおよびそのベクターによって形質転
換された転換体。 【効果】 本発明のポリペプチドをコードするDNA配
列、その発現ベクターおよび形質転換体を用いて天然型
のヒト・ガンマインターフエロンよりも生理活性の強い
ポリペプチドを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な生理活性ポリペ
プチドをコードするDNA配列、その発現ベクターおよ
びその形質転換体に関する。
【0002】本発明のDNA配列がコードする生理活性
ポリペプチドは、成熟ヒト・ガンマインターフエロン
(免疫インターフエロンとも呼ばれる)に含まれるアミ
ノ酸配列を有するが、それとは物理化学的な性質を異に
し且つそれに比べ非常に高い抗ウイルス並びに抗細胞増
殖活性を有する新規なポリペプチドである。また、本発
明は、組換えDNA技術を用いた該新規ポリペプチドの
製造に有用な発現ベクター並びにそれによって形質転換
された単細胞微生物転換体に関するものである。
【0003】インターフエロンは、その物理化学的並び
に免疫学的性質などからα,β,γ型の3種に分けられ
ている。いずれも抗ウイルス活性を有するポリペプチド
からなる物質であるが、特にγ型インターフエロン(免
疫インターフエロンとも呼ばれる)は、α,β型インタ
ーフエロンに比べ、細胞増殖抑制効果が強いことから、
抗ウイルス製剤の他に抗腫瘍剤や免疫調節剤としての利
用が注目されている。ヒト・ガンマインターフエロン
(以下hIFN−γと略す)については、1981年1
0月米国サンフランシスコで開かれた第2回インターフ
エロン研究国際会議(The Second Annu
al International Congress
for Interferon Research)
において、そのアミノ酸配列が示され、その後該アミノ
酸配列をコードしているヒト遺伝子のDNA配列も明ら
かにされている(R.Devosら,Nucl.Aci
d.Res.,10:2487,1982およびP.
W.Grayら,Nature295:503,198
2)。さらに、ヒトリンパ球由来のmRNAから調製し
たcDNAを用いたプレhGIF−γおよび成熟hIF
N−γの製造法に関する特許も公開されている(特開昭
58−90514)。
【0004】ヒト・リンパ球又は膵臓細胞から得られる
天然のhIFN−γは、糖蛋白であるが、その物理化学
的性状についてはまだ不明瞭なところが多い。成熟hI
FN−γの蛋白の部分については、組換えDNA技術に
より146個のアミノ酸からなるポリペプチドであるこ
とが示されているが、その活性部位やC末端部位の真の
構造(例えば、C末端アミノ酸がフリーであるか何らか
の修飾を受けているか)については不明である。
【0005】本発明者らは、146個のアミノ酸からな
るhIFN−γ(以下GIF146と略す)の活性部位
およびC末端部位の生理活性に及ぼす効果について鋭意
研究の結果、特に、1番目から135番目までのポリペ
プチド(以下GIF135と略す)が、驚くべきことに
GIF146に比べ極めて高い生理活性を有すること、
また物理化学的性質も異なること、さらには該GIF1
35ポリペプチドを化学的に合成した遺伝子を用いた組
換えDNA技術で製造できることを見出し、本発明を完
成するに至った。また、GIF135で代表される本発
明のポリペプチドは、GIF146に比べ形質転換株培
養菌体からの抽出が容易であり、且つ安定性も高いとい
う特徴を有しており、従来のGIF146とは異なる新
規な生理活性物質と言える。
【0006】本発明は、次のアミノ酸配列:
【化6】 で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただし、Xは
水素原子又はメチオニル基を表わす)をコードするDN
A配列、その配列が前記ポリペプチドを発現させうるD
NA配列に有効に連結している発現ベクター、およびそ
のベクターによって形質転換された単細胞微生物形質転
換株である。
【0007】上記のポリペプチド(GIF135)をコ
ードするDNAの好ましい配列は次のとおりである。
【化7】
【0008】以下、GIF135を例として詳しく本発
明を説明する。GIF135生産株の1つ(WA802
/pYtacGIF135)は、プラスミドptacG
IF54ciq (特願昭58−162337に開示)に
組みこまれている化学的に合成したGIF146をコー
ドする遺伝子の下流領域に、化学的に合成したDNA断
片を挿入し、さらにランナウエイプラスミドDNAを挿
入して得たプラスミドによって、大腸菌を形質転換する
ことにより得た(図1参照)。
【0009】他のGIF135生産株(WA802/p
INGIF135もしくはW3110/pINGIF1
35)は、上記(図1)で得たptacGIF135の
BalIIとPatIによるDNA断片(iq 遺伝子を含
む側の断片)と、pIN5GIF54C(特願昭58−
132524図4に開示)のBalIIとPstIによる
DNA断片(lppプロモーター,GIF遺伝子を含
む)とをライゲーシヨンして得られるプラスミドpIN
GIF135(図2参照)を、大腸菌WA802もしく
はW3110株に形質転換することによって得ることが
できる。
【0010】WA802/pYtacGIF135につ
いてさらに詳しく述べると、まず、プラスミドptac
GIF54ciq を制限酵素BalIIとSalIで処理
することにより、GIF146をコードする遺伝子の下
流のDNA断片(134番目のArgをコードする部位
から翻訳終止コドンのすぐ下流のSalI断点までのD
NA断片)を除き、その代りに、BalIIとSalI粘
着末端(cohesive end)および2つの翻訳
終止コドン(TAAとTAG)をもつ化学的に合成した
DNA断片
【化8】 を挿入することにより、GIF135をコードする遺伝
子を有するプラスミドptacGIF135を造成した
(図2参照)。次に、これにランナウエイDNAをpY
H307より導入し、pYtacGIF135を造成
し、該プラスミドを大腸菌WA802に形質転換した。
そして、該形質転換株(WA802/pYtacGIF
135)の抗ウイルス活性を、GIF146遺伝子をも
つプラスミドpYtacGIFによる形質転換株(WA
802/pYtacGIF)と比較した結果、WA80
2/pYtacGIF135はおどろくべき高い抗ウイ
ルス活性を示した(表1参照)。
【0011】pYtacGIF135は、hIFN−γ
遺伝子の下流領域を除き、プラスミドpYtacGIF
と同じDNA配列を有するプラスミドであり、また、用
いた宿主細胞も同じである。然るに、本発明におけるG
IF135遺伝子をもつプラスミドによって形質転換さ
れた大腸菌WA802/pYtacGIF135は、表
1に示した如く、pYtacGIFによって形質転換さ
れた大腸菌WA802/pYtacGIFに比べ、驚く
べく高い抗ウイルス活性を示した。即ち、アンピシリン
およびカナマイシンを含むL−brothで培養(IP
TG:イソプロピルβ−D−チオガラフトシドによる誘
導培養)で得られる形質転換株細胞を、凍結・融解によ
って破砕した後の遠沈上清液(sup)では約35倍、
遠心残基を8M尿素と0.5MNaClで抽出した画分
(ppt)では約96倍という高い抗ウイルス活性を示
した(総活性量でみると約73倍)。両形質転換株のも
つプラスミドは、hIFN−γ遺伝子の部分だけが異な
り各々のポリペプチド(GIF146とGIF135)
の生産量は理論的に同じと考えられることから、表1に
示す結果は、本発明のGIF135が従来のGIF14
6に比べ、極めて強い生理活性を有するポリペプチドで
あることを強く示唆している。
【0012】また、細胞破砕遠沈上清部(sup)と沈
澱部を8M尿素と0.5MNaClで抽出された画分
(ppt)の抗ウイルス活性の比(sup/ppt)
は、pYtacGIFでは0.62、pYtacGIF
135では0.23であり、GIF135はGIF14
6とは物理化学的性質(例えば細胞膜又は細胞壁への吸
着性)においても異なると考えられる(表1参照)。さ
らに、GIF135は尿素溶液によく溶解するが、GI
F146は尿素にさらに塩類(たとえば食塩)を加えた
溶液でないとよく溶解しないなど、各々の溶解度に明ら
かな差異が認められた。
【0013】
【表1】 註1:凍結・融解による細胞破砕後の遠沈上清区分 註2:同上遠沈沈澱物を8M尿素と0.5MNaClで
抽出した区分
【0014】これらの事実は、本発明のポリペプチド
は、生理的活性の面で秀れているばかりか、物理化学的
にもGIF146とは明らかに異なるすぐれた性質を有
していることを示している。本発明のポリペプチドはG
IF146のポリペプチド構造に含まれてはいるが、本
発明のポリペプチドが上記のような秀れた性質を有する
ことは、GIF146の構造からは容易に考えつくもの
ではないことは明らかである。
【0015】かくして、本発明のポリペプチドは、新規
な抗ウイルス剤,抗腫瘍剤又免疫調節剤として非常に興
味のあるものである。
【0016】尚、本発明におけるGIF135生産株
が、期待通りの135個のアミノ酸残基からなるポリペ
プチドであることを、電気泳動による解析並びにアミノ
酸分析から明らかにすることができた。即ち、アミノ酸
分析では、アミノ酸組成値が期待値とよく一致し、さら
にカルボキシペプチダーゼを用いたカルボキシル末端分
析より、GIF135のカルボキシル末端部分が期待通
りであることを示唆するデータを得ることができた。以
下、具体的実施例をもって本発明を説明する。尚、以下
の実施例ではGIF135およびpYtacGIF13
5に関する例を示すが、本発明の範囲はこれらに限るも
のではない。
【0017】実施例 1.GIF135の作製 1)ptacGIF135の作製 プラスミドptacGIF54ciq (特願昭58−1
62337図3に開示)のDNA2μgを10mM塩化
マグネシウム,150mM塩化ナトリウム,10mM2
−メルカプトエタノールを含む10mMトリス塩酸緩衝
液(pH7.4)50μlに溶解し、BglII10単
位,SalI10単位を加え、37℃で1時間反応させ
て、アガロースゲル電気泳動にかけ、目的とする約7k
bのBglII−SalI断片を電気泳動的に抽出し、フ
ェノール処理後、アルコールを加え、目的とする約7k
bのDNA断片を沈澱物として得た。次に固相法(特願
昭57−86180参照)により合成した11merの
2つのオリゴヌクレオチド(図1ならびに図3に塩基配
列を示す)は各々20pmoleを10μlの6.6m
M塩化マグネシウムを含む66mMトリス塩酸緩衝液
(pH7.6)に溶かし、4mMATP1μlとポリヌ
クレオチドキナーゼ2単位を加え、37℃30分反応さ
せ、5′−OHをリン酸化した。先に調整した約7kb
のBglII−SalIDNA断片を10μlの6.6m
M塩化マグネシウムを含む66mMトリス緩衝液(pH
7.6)(以下ライゲーション溶液と略す)に溶かし、
そこに化学合成したDNA断片10μlを加え、T4D
NAリガーゼ1単位を加え、16℃一夜反応を行なっ
た。このDNAを用いて、大腸菌WA802を常法に従
い形質転換した。形質転換株の選択はアンピシリン40
μg/mlを含む栄養寒天培地で行ない、アンピシリン
耐性の多数の形質転換株より18株についてプラスミド
DNAを分離し制限酵素による解折を行なったところ、
すべてのプラスミドが目的のptacGIF135であ
った。
【0018】2)pYtacGIF135の作製 GIF135の発現をコピー数増加により上げる目的で
ptacGIF135のEcoRI断点にランナウエイ
プラスミドpYM307の長い方のEcoRIDNA断
片を挿入した。尚、pYM307をもつ大腸菌はW62
0recA/pYM307と命名し、工業技術院微生物
工業技術研究所に寄託されている(微工研菌条第345
号,FERM BP−345)。
【0019】まずptacGIF135DNA2μg,
pYM307DNA2μgを各々50μlの66mM酢
酸カリウム,10mM酢酸マグネシウム及び0.5mM
ジチオスレイトールを含む33mMトリス酢酸緩衝液
(pH7.6)に溶かし、EcoRI5単位を加え、3
7℃1時間反応させ、その後65℃で15分加熱するこ
とにより、制限酵素を不活化した後、エタノールを加
え、DNAを沈澱物として得た。これを真空乾燥後、2
0μlのライゲーション溶液に溶解し、T4DNAライ
ゲース1単位を加え、16℃一夜ライゲーションを行な
った。このDNAを用いて大腸菌WA802を形質転換
した。形質転換時の温度は28℃で行なった。形質転換
株の選択は、アンピシリン40μg/mlカナマイシン
20μg/mlを含む栄養寒天培地で行なった。こうし
て得られた多数のアンピシリン,カナマイシン両耐性を
示す形質転換株より適当に12株選んでプラスミドを分
離し、制限酵素による解析を行った。その結果、すべて
の株において目的とするプラスミドpYtacGIF1
35を有していることを確認することができた。
【0020】2.抗ウイルス活性の測定 ガンマ・インターフエロンの活性量を調べるため、WA
802/pYtacGIFとWA802/pYtacG
IF135をL−ブロス(40μg/mlのアンピシリ
ンを含む)2mlで28℃一夜培養し、この菌体0.2
mlを4mlのL−ブロス(40μg/mlのアンピシ
リンを含む)に接種し、32℃でOD660でおよそ
0.7まで培養し、100mMIPTG溶液を0.2m
l添加後、37℃で3時間培養した。この培養液1ml
を10,000rpm5分遠心し、得られた菌体に1m
g/mlのリゾチーム、50mM塩化ナトリウムを含む
0.15Mリン酸ナトリウム緩衝液pH7.2、500
μlを加え氷中10分放置し、浴菌を行なった。その後
ドライアイス−エタノール中で急速に凍結、37℃恒温
槽で急速融解を3回くり返し菌体を破壊後、10,00
0rpm10分遠心し、その上清を抗ウイルス活性の測
定に用いた。抗ウイルス活性は特願昭57−86180
に開示した方法に準じて測定した。さらに沈澱分画より
目的とするポリペプチドをさらに回収するため、0.1
5M塩化ナトリウムを含む8M尿素溶液500μlを沈
澱に加え、超音波処理を行ない、10,000rpm1
0分遠心後の上清を集めたところ、この上清部に非常に
高い抗ウイルス活性を認めた。これらの抗ウイルス活性
について調べた結果は表1に示した。上記実施例におい
て、本発明者らは同じ発現系のベクターを用いたにもか
かわらず、表1に示すように、pYtacGIF135
によって形質転換された大腸菌が、pYtacGIFに
よって形質転換された大腸菌に比べ非常に高い抗ウイル
ス活性(総活性量で約73倍)を与えたことは、本発明
におけるGIF135が、従来のGIF146にはない
秀れた抗ウイルス活性を有するポリペプチドであること
を強く示唆している。
【0021】3.アミノ酸分析 WA802/pYtacGIF135およびWA802
/pYtacGIFの培養菌体から、実施例2に記した
方法に準じて各々のポリペプチドを抽出し、部分精製物
をSDSゲル電気泳動にかけた。次に、GIF135な
らびにGIF146の分子量に相当する位置のゲル断片
を切り出し、各々のポリペプチドを抽出し充分に水に対
し透析した後アミノ酸分析を行った。
【0022】尚、SDSゲル上のGIF135に相当す
るバンドは、明らかにGIF146に相当するバンドよ
り低分子側にシフトしており、各々のバンドは期待され
る分子量に相当する位置にみることができた。
【0023】(1)アミノ酸組成の分析 約1nmolの該ポリペプチド抽出物を減圧乾固後、
0.1%フェノールを含む100μlの6MHClを加
え、110℃で24,48,72時間減圧下に加水分解
を行った。又、別に過ギ酸酸化後のサンプルを6NHC
lで110℃,24時間加水分解した。加水分解物は、
アミノ酸分析機(日立835−50型)を用い、常法に
従いアミノ酸分析を行った。その結果を表2に示した。
【0024】尚、表2のMet(メチオニン)値から、
翻訳開始点のアミノ酸であるメチオニンは、両ポリペプ
チドともそのアミノ末端に付加されていたとしても多く
はないと考えられる。
【0025】
【表2】 A:CySO3 HとしてCysを計算した。 B:Oタイムに外挿して計算した。 C:72時間加水分解の値を示した。 D:Leuの組成値を基準に他のアミノ酸値を算出し
た。 E:Trpは本実験の条件では、分解してしまうため測
定できない。 F:GIF146は24時間の値を示した。
【0026】(2)カルボキシル末端の分析 上記SDSゲル電気泳動のバンドから抽出されたサンプ
ルを適当に前処理(pHや容量などの調整)後、適当な
濃度のカルボキシペプチダーゼA溶液あるいはAとBの
混合酵素溶液を加え、37℃で4時間反応させた。反応
後、0.02MHClを加えさらに70%ギ酸でpH,
容量を調整し、常法に従いアミノ酸分析を行った。
【0027】その結果、GIF135をカルボキシペプ
チダーゼAとBで処理したサンプルでは、Ser(1.
0),Arg(1.8),Lys(2.7),Gly
(0.9),Thr(1.1),Ala(1.0)の各
アミノ酸のみが検出され* 、またカルボキシペプチダー
ゼAの場合は、Ser(0.7),Arg(0.2),
Lys(0.1)が検出された。これらの結果は、GI
F135のカルボキシル末端部分が期待されるアミノ酸
配列を有していることを強く示唆するものである。
【0028】*註:カッコ内の数値は、同GIF135
サンプルを酸加水分解して得られた各アミノ酸のモル比
を基準に計算した。
【図面の簡単な説明】
【図1】GIF135ポリペプチド発現ベクターpYt
acGIF135の造成過程を示す。
【図2】GIF135ポリペプチド発現ベクターpIN
GIF135の造成過程を示す。
【図3】GIF135生産用ベクターを造成するための
GIF146のC末端付近の塩基配列の改変方法を示
す。
【手続補正書】
【提出日】平成5年5月11日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 新規生理活性ポリペプチドをコードす
るDNA配列、その発現ベクターおよび形質転換体
【特許請求の範囲】
【化1】で表わされる生理活性ポリペプチド(ただし、
Xは水素原子またはメチオニル基を表わす)をコードす
るDNA配列。
【化2】を含むことを特徴とする請求項1または2記載
のDNA配列。
【化3】で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただ
し、Xは水素原子またはメチオニル基を表わす)をコー
ドするDNA配列が、該ポリペプチドを発現させうるD
NA配列に有効に連結していることを特徴とする発現ベ
クター。
【化4】で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただ
し、Xは水素原子またはメチオニル基を表わす)をコー
ドする遺伝子が発現されうるように組み込まれた発現ベ
クターによって形質転換された単細胞微生物形質転換
体。
【化5】で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただ
し、Xは水素原子またはメチオニル基を表わす)をコー
ドするDNA配列が、該ポリペプチドを発現させうるD
NA配列に有効に連結しているものである請求項10記
載の形質転換体。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な生理活性ポリペ
プチドをコードするDNA配列、その発現ベクターおよ
びその形質転換体に関する。
【0002】本発明のDNA配列がコードする生理活性
ポリペプチドは、成熟ヒト・ガンマインターフエロン
(免疫インターフエロンとも呼ばれる)に含まれるアミ
ノ酸配列を有するが、それとは物理化学的な性質を異に
し且つそれに比べ非常に高い抗ウイルス並びに抗細胞増
殖活性を有する新規なポリペプチドである。また、本発
明は、組換えDNA技術を用いた該新規ポリペプチドの
製造に有用な発現ベクター並びにそれによって形質転換
された単細胞微生物転換体に関するものである。
【0003】インターフエロンは、その物理化学的並び
に免疫学的性質などからα,β,γ型の3種に分けられ
ている。いずれも抗ウイルス活性を有するポリペプチド
からなる物質であるが、特にγ型インターフエロン(免
疫インターフエロンとも呼ばれる)は、α,β型インタ
ーフエロンに比べ、細胞増殖抑制効果が強いことから、
抗ウイルス製剤の他に抗腫瘍剤や免疫調節剤としての利
用が注目されている。ヒト・ガンマインターフエロン
(以下hIFN−γと略す)については、1981年1
0月米国サンフランシスコで開かれた第2回インターフ
エロン研究国際会議(The Second Annu
al International Congress
for Interferon Research)
において、そのアミノ酸配列が示され、その後該アミノ
酸配列をコードしているヒト遺伝子のDNA配列も明ら
かにされている(R.Devosら,Nucl.Aci
d.Res.,10:2487,1982およびP.
W,Grayら,Nature295:503,198
2)。さらに、ヒトリンパ球由来のmRNAから調製し
たcDNAを用いたプレhIFN−γおよび成熟hIF
N−γの製造法に関する特許も公開されている(特開昭
58−90514)。
【0004】ヒト・リンパ球又は脾臓細胞から得られる
天然のhIFN−γは、糖蛋白であるが、その物理化学
的性状についてはまだ不明瞭なところが多い。成熟hI
FN−γの蛋白の部分については、組換えDNA技術に
より146個のアミノ酸からなるポリペプチドであるこ
とが示されているが、その活性部位やC末端部位の真の
構造(例えば、C末端アミノ酸がフリーであるか何らか
の修飾を受けているか)については不明である。
【0005】本発明者らは、146個のアミノ酸からな
るhIFN−γ(以下GIF146と略す)の活性部位
およびC末端部位の生理活性に及ぼす効果について鋭意
研究の結果、特に、1番目から135番目までのポリペ
プチド(以下GIF135と略す)が、驚くべきことに
GIF146に比べ極めて高い生理活性を有すること、
また物理化学的性質も異なること、さらには該GIF1
35ポリペプチドを化学的に合成した遺伝子を用いた組
換えDNA技術で製造できることを見出し、本発明を完
成するに至った。また、GIF135で代表される本発
明のポリペプチドは、GIF146に比べ形質転換株培
養菌体からの抽出が容易であり、且つ安定性も高いとい
う特徴を有しており、従来のGIF146とは異なる新
規な生理活性物質と言える。
【0006】本発明は、次のアミノ酸配列:
【化6】で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただ
し、Xは水素原子又はメチオニル基を表わす)をコード
するDNA配列、その配列が前記ポリペプチドを発現さ
せうるDNA配列に有効に連結している発現ベクター、
およびそのベクターによって形質転換された単細胞微生
物形質転換株である。
【0007】上記のポリペプチド(GIF135)をコ
ードするDNAの好ましい配列は次のとおりである。
【化7】
【0008】以下、詳しく本発明を説明する。GIF1
35生産株の1つ(WA802/pYtacGIF13
5)は、プラスミドptacGIF54ciq(特願昭
58−162337に開示)に組みこまれている化学的
に合成したGIF146をコードする遺伝子の下流領域
に、化学的に合成したDNA断片を挿入し、さらにラン
ナウエイプラスミドDNAを挿入して得たプラスミドに
よって、大腸菌を形質転換することにより得た(図1参
照)。
【0009】他のGIF135生産株(WA802/p
INGIF135もしくはW3110/pINGIF1
35)は、上記(図1)で得たptacGIF135の
BglIIとPstIによるDNA断片(iq遺伝子を
含む側の断片)と、pIN5GIF54C(特願昭58
−132524図4に開示)のBglIIとPstIに
よるDNA断片(lppプロモーター,GIF遺伝子を
含む)とをライゲーションして得られるプラスミドpI
NGIF135(図2参照)を、大腸菌WA802もし
くはW3110株に形質転換することによって得ること
ができる。
【0010】WA802/pYtacGIF135につ
いてさらに詳しく述べると、まず、プラスミドptac
GIF54ciqを制限酵素BglIIとSalIで処
理することにより、GIF146をコードする遺伝子の
下流のDNA断片(134番目のArgをコードする部
位から翻訳終止コドンのすぐ下流のSalI断点までの
DNA断片)を除き、その代りに、BglIIとSal
I粘着末端(cohesive end)および2つの
翻訳終止コドン(TAAとTAG)をもつ化学的に合成
したDNA断片
【化8】を挿入することにより、GIF135をコード
する遺伝子を有するプラスミドptacGIF135を
造成した(図2参照)。次に、これにランナウエイDN
AをpYM307より導入し、pYtacGIF135
を造成し、該プラスミドを大腸菌WA802に形質転換
した。そして、該形質転換株(WA802/pYtac
GIF135)の抗ウイルス活性を、GIF146遺伝
子をもつプラスミドpYtacGIFによる形質転換株
(WA802/pYtacGIF)と比較した結果、W
A802/pYtacGIF135はおどろくべき高い
抗ウイルス活性を示した(表1参照)。
【0011】pYtacGIF135は、hIFN−γ
遺伝子の下流領域を除き、プラスミドpYtacGIF
と同じDNA配列を有するプラスミドであり、また、用
いた宿主細胞も同じである。然るに、本発明におけるG
IF135遺伝子をもつプラスミドによって形質転換さ
れた大腸菌WA802/pYtacGIF135は、表
1に示した如く、pYtacGIFによって形質転換さ
れた大腸菌WA802/pYtacGIFに比べ、驚く
べき高い抗ウイルス活性を示した。即ち、アンピシリン
およびカナマイシンを含むL−brothで培養(IP
TG:イソプロピルβ−D−チオガラクトシドによる誘
導培養)で得られる形質転換株細胞を、凍結・融解によ
って破砕した後の遠沈上清液(sup)では約35倍、
遠心残渣を8M尿素と0.5MNaClで抽出した画分
(ppt)では約96倍という高い抗ウイルス活性を示
した(総活性量でみると約73倍)。両形質転換株のも
つプラスミドは、hIFN−γ遺伝子の部分だけが異な
り各々のポリペプチド(GIF146とGIF135)
の生産量は理論的に同じと考えられることから、表1に
示す結果は、本発明のGIF135が従来のGIF14
6に比べ、極めて強い生理活性を有するポリペプチドで
あることを強く示唆している。
【0012】また、細胞破砕遠沈上清部(sup)と沈
澱部を8M尿素と0.5MNaClで抽出された画分
(ppt)の抗ウイルス活性の比(sup/ppt)
は、pYtacGIFでは0.62、pYtacGIF
135では0.23であり、GIF135はGIF14
6とは物理化学的性質(例えば細胞膜又は細胞壁への吸
着性)においても異なると考えられる(表1参照)。さ
らに、GIF135は尿素溶液によく溶解するが、GI
F146は尿素にさらに塩類(たとえば食塩)を加えた
溶液でないとよく溶解しないなど、各々の溶解度に明ら
かな差異が認められた。
【0013】
【表1】
【0014】これらの事実は、本発明のポリペプチド
は、生理的活性の面で秀れているばかりか、物理化学的
にもGIF146とは明らかに異なるすぐれた性質を有
していることを示している。本発明のポリペプチドはG
IF146のポリペプチド構造に含まれてはいるが、本
発明のポリペプチドが上記のような秀れた性質を有する
ことは、GIF146の構造からは容易に考えつくもの
ではないことは明らかである。
【0015】かくして、本発明のポリペプチドは、新規
な抗ウイルス剤,抗腫瘍剤又免疫調節剤として非常に興
味のあるものである。
【0016】尚、本発明におけるGIF135生産株
が、期待通りの135個のアミノ酸残基からなるポリペ
プチドであることを、電気泳動による解析並びにアミノ
酸分析から明らかにすることができた。即ち、アミノ酸
分析では、アミノ酸組成値が期待値とよく一致し、さら
にカルボキシペプチダーゼを用いたカルボキシル末端分
析より、GIF135のカルボキシル末端部分が期待通
りであることを示唆するデータを得ることができた。以
下、具体的実施例をもって本発明を説明する。尚、以下
の実施例ではGIF135およびpYtacGIF13
5に関する例を示すが、本発明の範囲はこれらに限るも
のではない。
【0017】実施例 1.GIF135の作製 1)ptacGIF135の作製 プラスミドptacGIF54Ciq(特願昭58−1
62337図3に開示)のDNA2μgを10mM塩化
マグネシウム,150mM塩化ナトリウム,10mM2
−メルカプトエタノールを含む10mMトリス塩酸緩衝
液(pH7.4)50μlに溶解し、BglII10単
位,SalI10単位を加え、37℃で1時間反応させ
て、アガロースゲル電気泳動にかけ、目的とする約7k
bのBglII−SalI断片を電気泳動的に抽出し、
フェノール処理後、アルコールを加え、目的とする約7
kbのDNA断片を沈澱物として得た。次に固相法(特
願昭57−86180参照)により合成した11mer
の2つのオリゴヌクレオチド(図1ならびに図3に塩基
配列を示す)は各々20pmoleを10μlの6.6
mM塩化マグネシウムを含む66mMトリス塩酸緩衝液
(pH7.6)に溶かし、4mMATP1μlとポリヌ
クレオチドキナーゼ2単位を加え、37℃30分反応さ
せ、5′−OHをリン酸化した。先に調製した約7kb
のBglII−SalIDNA断片を10μlの6.6
mM塩化マグネシウムを含む66mMトリス緩衝液(p
H7.6)(以下ライゲーション溶液と略す)に溶か
し、そこに化学合成したDNA断片10μlを加え、T
4DNAリガーゼ1単位を加え、16℃一夜反応を行な
った。このDNAを用いて、大腸菌WA802を常法に
従い形質転換した。形質転換株の選択はアンピシリン4
0μg/mlを含む栄養寒天培地で行ない、アンピシリ
ン耐性の多数の形質転換株より18株についてプラスミ
ドDNAを分離し制限酵素による解折を行なったとこ
ろ、すべてのプラスミドが目的のptacGIF135
であった。
【0018】2)pYtacGIF135の作製 GIF135の発現をコピー数増加により上げる目的で
ptacGIF135のEcoRI断点にランナウエイ
プラスミドpYM307の長い方のEcoRIDNA断
片を挿入した。尚、pYM307をもつ大腸菌はW62
0recA/pYM307と命名し、工業技術院微生物
工業技術研究所に寄託されている(微工研菌条第345
号,FERM BP−345)。
【0019】まずptacGIF135DNA2μg,
pYM307DNA2μgを各々50μlの66mM酢
酸カリウム,10mM酢酸マグネシウム及び0.5mM
ジチオスレイトールを含む33mMトリス酢酸緩衝液
(pH7.6)に溶かし、EcoRI5単位を加え、3
7℃1時間反応させ、その後65℃で15分加熱するこ
とにより、制限酵素を不活化した後、エタノールを加
え、DNAを沈澱物として得た。これを真空乾燥後、2
0μlのライゲーション溶液に溶解し、T4DNAライ
ゲース1単位を加え、16℃一夜ライゲーションを行な
った。このDNAを用いて大腸菌WA802を形質転換
した。形質転換時の温度は28℃で行なった。形質転換
株の選択は、アンピシリン40μg/mlカナマイシン
20μg/mlを含む栄養寒天培地で行なった。こうし
て得られた多数のアンピシリン,カナマイシン両耐性を
示す形質転換株より適当に12株選んでプラスミドを分
離し、制限酵素による解析を行った。その結果、すべて
の株において目的とするプラスミドpYtacGIF1
35を有していることを確認することができた。
【0020】2.抗ウイルス活性の測定 ガンマ・インターフエロンの活性量を調べるため、WA
802/pYtacGIFとWA802/pYtacG
IF135をL−ブロス(40μg/mlのアンピシリ
ンを含む)2mlで28℃一夜培養し、この菌体0.2
mlを4mlのL−ブロス(40μg/mlのアンピシ
リンを含む)に接種し、32℃でOD660でおよそ
0.7まで培養し、100mMIPTG溶液を0.2m
l添加後、37℃で3時間培養した。この培養液1ml
を10,000rpm5分遠心し、得られた菌体に1m
g/mlのリゾチーム、50mM塩化ナトリウムを含む
0.15Mリン酸ナトリウム緩衝液pH7.2、500
μlを加え氷中10分放置し、溶菌を行なった。その後
ドライアイス−エタノール中で急速に凍結、37℃恒温
槽で急速融解を3回くり返し菌体を破壊後、10,00
0rpm10分遠心し、その上清を抗ウイルス活性の測
定に用いた。抗ウイルス活性は特願昭57−86180
に開示した方法に準じて測定した。さらに沈澱分画より
目的とするポリペプチドをさらに回収するため、0.1
5M塩化ナトリウムを含む8M尿素溶液500μlを沈
澱に加え、超音波処理を行ない、10,000rpm1
0分遠心後の上清を集めたところ、この上清部に非常に
高い抗ウイルス活性を認めた。これらの抗ウイルス活性
について調べた結果は表1に示した。上記実施例におい
て、本発明者らは同じ発現系のベクターを用いたにもか
かわらず、表1に示すように、pYtacGIF135
によって形質転換された大腸菌が、pYtacGIFに
よって形質転換された大腸菌に比べ非常に高い抗ウイル
ス活性(総活性量で約73倍)を与えたことは、本発明
におけるGIF135が、従来のGIF146にはない
秀れた抗ウイルス活性を有するポリペプチドであること
を強く示唆している。
【0021】3.アミノ酸分析 WA802/pYtacGIF135およびWA802
/pYtacGIFの培養菌体から、実施例2に記した
方法に準じて各々のポリペプチドを抽出し、部分精製物
をSDSゲル電気泳動にかけた。次に、GIF135な
らびにGIF146の分子量に相当する位置のゲル断片
を切り出し、各々のポリペプチドを抽出し充分に水に対
し透析した後アミノ酸分析を行った。
【0022】尚、SDSゲル上のGIF135に相当す
るバンドは、明らかにGIF146に相当するバンドよ
り低分子側にシフトしており、各々のバンドは期待され
る分子量に相当する位置にみることができた。
【0023】(1)アミノ酸組成の分析 約1nmolの該ポリペプチド抽出物を減圧乾固後、
0.1%フェノールを含む100μlの6NHClを加
え、110℃で24,48,72時間減圧下に加水分解
を行った。又、別に過ギ酸酸化後のサンプルを6NHC
lで110℃,24時間加水分解した。加水分解物は、
アミノ酸分析機(日立835−50型)を用い、常法に
従いアミノ酸分析を行った。その結果を表2に示した。
【0024】尚、表2のMet(メチオニン)値から、
翻訳開始点のアミノ酸であるメチオニンは、両ポリペプ
チドともそのアミノ末端に付加されていたとしても多く
はないと考えられる。
【0025】
【表2】 C:72時間加水分解の値を示した。 D:Leuの組成値を基準に他のアミノ酸値を算出し
た。 E:Trpは本実験の条件では、分解してしまうため測
定できない。 F:GIF146は24時間加水分解の値を示した。
【0026】(2)カルボキシル末端の分析 上記SDSゲル電気泳動のバンドから抽出されたサンプ
ルを適当に前処理(pHや容量などの調整)後、適当な
濃度のカルボキシペプチダーゼA溶液あるいはAとBの
混合酵素溶液を加え、37℃で4時間反応させた。反応
後、0.02NHClを加えさらに70%ギ酸でpH,
容量を調整し、常法に従いアミノ酸分析を行った。
【0027】その結果、GIF135をカルボキシペプ
チダーゼAとBで処理したサンプルでは、Ser(1.
0),Arg(1.8),Lys(2.7),Gly
(0.9),Thr(1.1),Ala(1.0)の各
アミノ酸のみが検出され*、またカルボキシペプチダー
ゼAの場合は、Ser(0.7),Arg(0.2),
Lys(0.1)が検出された。これらの結果は、GI
F135のカルボキシル末端部分が期待されるアミノ酸
配列を有していることを強く示唆するものである。
【0028】*註:カッコ内の数値は、同GIF135
サンプルを酸加水分解して得られた各アミノ酸のモル比
を基準に計算した。
【図面の簡単な説明】
【図1】GIF135ポリペプチド発現ベクターpYt
acGIF135の造成過程を示す。
【図2】GIF135ポリペプチド発現ベクターPIN
GIF135の造成過程を示す。
【図3】GIF135生産用ベクターを造成するための
GIF146のカルボキシル末端付近の塩基配列の改変
方法を示す。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // A61K 37/02 ADY 8314−4C 45/02 8415−4C C07K 13/00 ZNA 8318−4H (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:19) C07K 99:00

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次のアミノ酸配列 【化1】 で表わされる生理活性ポリペプチド(ただし、Xは水素
    原子またはメチオニル基を表わす)をコードするDNA
    配列。
  2. 【請求項2】 化学的に合成されたことを特徴とする請
    求項1記載のDNA配列。
  3. 【請求項3】 次のDNA配列: 【化2】 を含むことを特徴とする請求項1または2記載のDNA
    配列。
  4. 【請求項4】 DNA配列が、その上流にはEcoRI
    切断点を有するDNA断片を、下流には1及至2個の終
    止コドン(TAA又はTAG)とSalI切断点を有す
    るDNA断片を付加したことを特徴とする請求項1,2
    または3記載のDNA配列。
  5. 【請求項5】 次のアミノ酸配列: 【化3】 で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただし、Xは
    水素原子またはメチオニル基を表わす)をコードするD
    NA配列が、該ポリペプチドを発現させうるDNA配列
    に有効に連結していることを特徴とする発現ベクター。
  6. 【請求項6】 大腸菌のtrpとlacプロモーターの
    ハイブリッドプロモーターであるtacプロモーター,
    ラクトース・レプレッサー遺伝子laciqおよびプラ
    スミドコピー数の増加をもたらす機能を有するプラスミ
    ドDNAを含むことを特徴とする請求項5記載の発現ベ
    クター。
  7. 【請求項7】 大腸菌リポ蛋白質支配構造遺伝子の改変
    された5′末非翻訳領域を有していることを特徴とする
    請求項5記載の発現ベクター。
  8. 【請求項8】 pYtacGIF135もしくはpta
    cGIF135からなるグループから選択されることを
    特徴とする請求項6記載の発現ベクター。
  9. 【請求項9】 pINGIF135からなるグループか
    ら選択されることを特徴とする請求項7記載の発現ベク
    ター。
  10. 【請求項10】 次のアミノ酸配列: 【化4】 で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただし、Xは
    水素原子またはメチオニル基を表わす)をコードする遺
    伝子が発現されうるように組み込まれた発現ベクターに
    よって形質転換された単細胞微生物形質転換体。
  11. 【請求項11】 発現ベクターが、次のアミノ酸配列: 【化5】 で表わされる新規生理活性ポリペプチド(ただし、Xは
    水素原子またはメチオニル基を表わす)をコードするD
    NA配列が、該ポリペプチドを発現させうるDNA配列
    に有効に連結しているものである請求項10記載の形質
    転換体。
  12. 【請求項12】 発現ベクターが大腸菌のtrpとla
    cプロモーターのハイブリッドプロモーターであるta
    cプロモーター,ラクトース・レプレッサー遺伝子la
    ciq およびプラスミドコピー数の増加をもたらす機能
    を有するプラスミドDNAを含むものである請求項11
    記載の形質転換体。
  13. 【請求項13】 発現ベクターが大腸菌リポ蛋白質支配
    構造遺伝子の改変された5′末非翻訳領域を有している
    ものである請求項11記載の形質転換体。
  14. 【請求項14】 発現ベクターがpYtacGIF13
    5もしくはptacGIF135からなるグループから
    選択されるものである請求項12記載の形質転換体。
  15. 【請求項15】 発現ベクターがpINGIF135か
    らなるグループから選択されるものである請求項13記
    載の形質転換体。
  16. 【請求項16】 形質転換される微生物が大腸菌である
    ことを特徴とする請求項10記載の形質転換株。
  17. 【請求項17】 WA802/pYtacGIF135
    もしくはWA802/ptacGIF135からなるグ
    ループから選択されることを特徴とする請求項16記載
    の形質転換株。
  18. 【請求項18】 WA802/pINGIF135もし
    くはW3110/pINGIF135からなるグループ
    から選択されることを特徴とする請求項16記載の形質
    転換株。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210129443A (ko) * 2020-04-20 2021-10-28 엘지전자 주식회사 터보 압축기

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