JPH06339389A - 新規な大腸菌宿主を利用したタンパク又はポリペプチドの製造方法 - Google Patents
新規な大腸菌宿主を利用したタンパク又はポリペプチドの製造方法Info
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- JPH06339389A JPH06339389A JP31225393A JP31225393A JPH06339389A JP H06339389 A JPH06339389 A JP H06339389A JP 31225393 A JP31225393 A JP 31225393A JP 31225393 A JP31225393 A JP 31225393A JP H06339389 A JPH06339389 A JP H06339389A
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 外来性のタンパク又はポリペプチド(以下、
目的タンパクという)を発現し得るベクターで宿主であ
る大腸菌を形質転換し、その形質転換体を培養して目的
タンパクを製造する方法において、目的タンパクを分解
する酵素を欠損した大腸菌を宿主とすることを特徴とす
る方法。 【効果】 上記特定の酵素を欠損している大腸菌を宿主
として使用することにより、菌体内で同じ発現量であり
ながら、目的タンパクを高収率で得ることができる。ま
た、目的タンパクが菌体破砕後も分解されないため、抽
出精製段階の簡素化・効率化を計ることができる。
目的タンパクという)を発現し得るベクターで宿主であ
る大腸菌を形質転換し、その形質転換体を培養して目的
タンパクを製造する方法において、目的タンパクを分解
する酵素を欠損した大腸菌を宿主とすることを特徴とす
る方法。 【効果】 上記特定の酵素を欠損している大腸菌を宿主
として使用することにより、菌体内で同じ発現量であり
ながら、目的タンパクを高収率で得ることができる。ま
た、目的タンパクが菌体破砕後も分解されないため、抽
出精製段階の簡素化・効率化を計ることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外来性のタンパク又は
ポリペプチド(以下、単にタンパクと略す)を高発現し
うるベクターの宿主として新規な大腸菌を用い、得られ
た形質転換体からタンパクを高収率で得る方法を提供す
る。具体的には、ヒト免疫インターフェロン分解活性を
欠失した新規な大腸菌を用い、この大腸菌を宿主とした
形質転換体からヒト免疫インターフェロン活性をもつタ
ンパクを効率良く得る方法を提供する。
ポリペプチド(以下、単にタンパクと略す)を高発現し
うるベクターの宿主として新規な大腸菌を用い、得られ
た形質転換体からタンパクを高収率で得る方法を提供す
る。具体的には、ヒト免疫インターフェロン分解活性を
欠失した新規な大腸菌を用い、この大腸菌を宿主とした
形質転換体からヒト免疫インターフェロン活性をもつタ
ンパクを効率良く得る方法を提供する。
【0002】
【従来の技術】近年、遺伝子工学、とりわけ組換えDN
A技術の急速な進歩に伴ない、それまで、生物体からの
分離・精製に頼っていた多くの生理活性タンパクを微生
物を用いて大量に生産させることが可能となった。これ
により、従来は、その存在が知られるのみであった生理
活性タンパクを医薬品あるいは農薬などの薬剤に使用す
ることも可能となってきた。
A技術の急速な進歩に伴ない、それまで、生物体からの
分離・精製に頼っていた多くの生理活性タンパクを微生
物を用いて大量に生産させることが可能となった。これ
により、従来は、その存在が知られるのみであった生理
活性タンパクを医薬品あるいは農薬などの薬剤に使用す
ることも可能となってきた。
【0003】又、組換え技術に関しては、これまで、い
かに効率良く目的物質を生産させるかという点に多くの
工夫がなされ、改良技術が提案されてきた。例えば、ベ
クターの改良、新しいホストーベクター系の開発、培地
・培養条件の改良、更に最近では、プロテインエンジニ
アリングを用いたより安定なアミノ酸配列をもつタンパ
クの開発などが行なわれている。
かに効率良く目的物質を生産させるかという点に多くの
工夫がなされ、改良技術が提案されてきた。例えば、ベ
クターの改良、新しいホストーベクター系の開発、培地
・培養条件の改良、更に最近では、プロテインエンジニ
アリングを用いたより安定なアミノ酸配列をもつタンパ
クの開発などが行なわれている。
【0004】然しながら、高発現される生理活性タンパ
クも、その形質転換体からの抽出・精製段階には、多く
の工程を要しているのが現状である。有用物質を生産す
る形質転換体から該物質を容易に、かつ効率良く抽出・
精製する技術を確立することが、産業上有用であること
は言をまたない。
クも、その形質転換体からの抽出・精製段階には、多く
の工程を要しているのが現状である。有用物質を生産す
る形質転換体から該物質を容易に、かつ効率良く抽出・
精製する技術を確立することが、産業上有用であること
は言をまたない。
【0005】組換え微生物(形質転換体)が生産する目
的タンパクを抽出・精製するにおいては、通常まず培養
微生物を殺菌剤を用いて死菌とした後(抽出工程を完全
に密閉して行なうことができる場合、この工程は除かれ
ることもある)、菌体を破砕し、その破砕懸濁液を遠心
分離して、その上清又は沈渣のいずれかを精製過程に付
すという形式で行なわれている。しかし、一般に、該上
清または沈渣からの抽出液はプロテアーゼ活性が強いた
め、目的タンパクが分解されることが多い。
的タンパクを抽出・精製するにおいては、通常まず培養
微生物を殺菌剤を用いて死菌とした後(抽出工程を完全
に密閉して行なうことができる場合、この工程は除かれ
ることもある)、菌体を破砕し、その破砕懸濁液を遠心
分離して、その上清又は沈渣のいずれかを精製過程に付
すという形式で行なわれている。しかし、一般に、該上
清または沈渣からの抽出液はプロテアーゼ活性が強いた
め、目的タンパクが分解されることが多い。
【0006】例えば、ヒト免疫インターフェロン(以
下、hIFN−γと略す)を大腸菌を用いて生産する場
合、菌体により生産されたhIFN−γを抽出する際、
菌体を破砕すると、本来目的としている146アミノ酸
より成るペプチドのC末端側が切断された131アミノ
酸より成るペプチドが多く得られる。このC末端側の切
断を抑え、146アミノ酸よりなるペプチドとして得る
ためにこれまで、プロテアーゼインヒビターを添加して
分解を抑える(米国特許第4,476,069号)、蛋
白変性剤を用いて、目的ペプチドも含めた菌体タンパク
を菌体破砕と同時に凝集・沈澱させた後、精製する(特
開昭59−161321号)等の技術が開示され、本出
願人も先に銅又は亜鉛の塩とポリエチレンイミンとを併
用してhIFN−γを効率良く抽出・精製する方法を開
発している。
下、hIFN−γと略す)を大腸菌を用いて生産する場
合、菌体により生産されたhIFN−γを抽出する際、
菌体を破砕すると、本来目的としている146アミノ酸
より成るペプチドのC末端側が切断された131アミノ
酸より成るペプチドが多く得られる。このC末端側の切
断を抑え、146アミノ酸よりなるペプチドとして得る
ためにこれまで、プロテアーゼインヒビターを添加して
分解を抑える(米国特許第4,476,069号)、蛋
白変性剤を用いて、目的ペプチドも含めた菌体タンパク
を菌体破砕と同時に凝集・沈澱させた後、精製する(特
開昭59−161321号)等の技術が開示され、本出
願人も先に銅又は亜鉛の塩とポリエチレンイミンとを併
用してhIFN−γを効率良く抽出・精製する方法を開
発している。
【0007】一方、近年、目的とするタンパクを細胞外
(ベリプラズム又は培地中)に分泌・生産させることに
より、抽出液中の不純物を少なくし、或いはプロテアー
ゼによる分解をできるだけ少なくし、目的物質の精製を
容易にしようとする試みもなされているが、効率良く分
泌させる技術や、分泌過程でおこる前駆体の正しいプロ
セシング(通常、分泌ペプチド又はタンパクはその前駆
体が何らかの分解過程を経て分泌される)などにおい
て、未だ実用化できる迄には至っていない。
(ベリプラズム又は培地中)に分泌・生産させることに
より、抽出液中の不純物を少なくし、或いはプロテアー
ゼによる分解をできるだけ少なくし、目的物質の精製を
容易にしようとする試みもなされているが、効率良く分
泌させる技術や、分泌過程でおこる前駆体の正しいプロ
セシング(通常、分泌ペプチド又はタンパクはその前駆
体が何らかの分解過程を経て分泌される)などにおい
て、未だ実用化できる迄には至っていない。
【0008】
【発明が解決しようとする問題点】本発明者らは、大腸
菌で発現されるhIFN−γが、特に培養菌体からの抽
出工程において分解され易いという問題点に鑑み、鋭意
研究の結果、ある特定のプロテアーゼ活性を欠損した大
腸菌を宿主として用いることにより上記の問題を解決し
うることを見出し、本発明を完成するに至った。
菌で発現されるhIFN−γが、特に培養菌体からの抽
出工程において分解され易いという問題点に鑑み、鋭意
研究の結果、ある特定のプロテアーゼ活性を欠損した大
腸菌を宿主として用いることにより上記の問題を解決し
うることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
【問題点を解決するための手段】本発明の宿主として使
用できる目的変異体はジイソプロピルフルオロフォスフ
ェイト、フェニルメチルスルフォニルフルオライド、N
−α−トシル−L−リシルクロロメチルケトン、N−ト
シル−L−フェニルアラニンクロロメチルケトン、エチ
レンジアミン四酢酸(EDTA)、ロイペプチン、アン
チパイン、α2 −マクログロブリンおよびキモスタチン
によって阻害されず、塩化亜鉛および塩化銅で阻害され
るプロテアーゼ活性が欠損した大腸菌であり、更に好ま
しくはヒト免疫インターフェロン活性を有するポリペプ
チドを分解するプロテアーゼ活性が欠損している大腸菌
である。
用できる目的変異体はジイソプロピルフルオロフォスフ
ェイト、フェニルメチルスルフォニルフルオライド、N
−α−トシル−L−リシルクロロメチルケトン、N−ト
シル−L−フェニルアラニンクロロメチルケトン、エチ
レンジアミン四酢酸(EDTA)、ロイペプチン、アン
チパイン、α2 −マクログロブリンおよびキモスタチン
によって阻害されず、塩化亜鉛および塩化銅で阻害され
るプロテアーゼ活性が欠損した大腸菌であり、更に好ま
しくはヒト免疫インターフェロン活性を有するポリペプ
チドを分解するプロテアーゼ活性が欠損している大腸菌
である。
【0010】本発明に使用できる目的の変異株は次のよ
うにして得られる。
うにして得られる。
【0011】まず、組換え微生物の宿主となる大腸菌に
変異誘導処理を施す。次に、例えばこの変異誘導処理を
施した菌体を培養し、菌体破砕液(lysate)に、
対象となるタンパクを添加後、SDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動(以下SDS−PAGEと略す)でそ
のタンパクの分解の有無を解析することにより、目的タ
ンパク(例えばhIFN−γ)分解活性の欠損した変異
株を選択できる。もし大腸菌が目的タンパクを高生産す
る形質転換体である場合は、該形質転換体の破砕液又は
菌体の培養液そのものを直接SDS−PAGEで解析す
ることによっても目的とする変異株を得ることができ
る。この様にして得られた突然変異株を宿主として目的
タンパク(hIFN−γ)発現ベクターを導入し、形質
転換を行ない、得られた形質転換株を培養して目的タン
パク(hIFN−γ)を生産させ、この培養菌体を破砕
し、目的タンパク(hIFN−γ)を抽出・精製する。
本発明では、宿主が目的タンパク(hIFN−γ)分解
活性を欠損しているため、プロテアーゼインヒビターや
蛋白変性剤を抽出工程で全く用いなくても、目的タンパ
ク(hIFN−γ)は分解されることなく得られる。
変異誘導処理を施す。次に、例えばこの変異誘導処理を
施した菌体を培養し、菌体破砕液(lysate)に、
対象となるタンパクを添加後、SDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動(以下SDS−PAGEと略す)でそ
のタンパクの分解の有無を解析することにより、目的タ
ンパク(例えばhIFN−γ)分解活性の欠損した変異
株を選択できる。もし大腸菌が目的タンパクを高生産す
る形質転換体である場合は、該形質転換体の破砕液又は
菌体の培養液そのものを直接SDS−PAGEで解析す
ることによっても目的とする変異株を得ることができ
る。この様にして得られた突然変異株を宿主として目的
タンパク(hIFN−γ)発現ベクターを導入し、形質
転換を行ない、得られた形質転換株を培養して目的タン
パク(hIFN−γ)を生産させ、この培養菌体を破砕
し、目的タンパク(hIFN−γ)を抽出・精製する。
本発明では、宿主が目的タンパク(hIFN−γ)分解
活性を欠損しているため、プロテアーゼインヒビターや
蛋白変性剤を抽出工程で全く用いなくても、目的タンパ
ク(hIFN−γ)は分解されることなく得られる。
【0012】以下、hIFN−γタンパクの分解活性を
欠損した大腸菌およびそれを宿主としたhIFN−γ発
現ベクターによる形質転換体について詳述するが、本発
明の範囲は、前に述べた性質をもつ分解酵素を欠損した
大腸菌であれば、この限りでないことは言うまでもな
い。
欠損した大腸菌およびそれを宿主としたhIFN−γ発
現ベクターによる形質転換体について詳述するが、本発
明の範囲は、前に述べた性質をもつ分解酵素を欠損した
大腸菌であれば、この限りでないことは言うまでもな
い。
【0013】尚、本発明により得られた新規大腸菌は、
SBM282と命名され、工業技術院微生物工業技術研
究所に微工研条寄第1097号(FERM BP−10
97)として寄託されている。
SBM282と命名され、工業技術院微生物工業技術研
究所に微工研条寄第1097号(FERM BP−10
97)として寄託されている。
【0014】
【実施例】実 施 例 1.プロテアーゼ活性欠損株の分離 hIFN−γ生産菌であるW3110(M25)/pI
N5T4(特開昭60−24187に開示されたプラス
ミドpIN5GIF54上のアンピシリン耐性遺伝子
(Apr )をテトラサイクリン耐性遺伝子(Tcr )に
置き換えたプラスミドpIN5T4で形質転換された大
腸菌)をLB培地(0.5%酵母エキス、1%バクト−
トリプトン、0.5%NaCl、pH7.0)中、37
℃で一晩培養し、菌体を10,000rpm、5分間遠
心分離して菌体を集菌した後、M9培地(0.1%NH
4 Cl、0.6%Na2 HPO4 、0.3%KH2 PO
4 、0.05%NaCl、pH7.4に調整したもの
に、1M MgSO4 を2ml/l、20%グルコース
を10ml/l、1M CaCl2 を0.1ml/l加
える)で菌体を洗浄し、同培地に懸濁した。これに変異
誘導剤としてニトロソグアニジン(以下NTGと略す)
を、50μg/mlの濃度となる様に添加し、30分間
放置した後、10,000rpm、5分間遠心分離して
菌体を集菌した。この菌体をLB培地を用いて洗浄した
後、同培地に植菌した。これを37℃で一晩培養した
後、プレートに出現したコロニーを、LB培地500m
lを入れたチューブに1白金耳ずつ植菌し、37℃で一
晩培養した。10,000rpm5分間遠心分離後、L
ysozyme−EDTA溶液(500μg/ml L
ysozyme、1mM EDTA)200μlを加
え、凍結溶融法により菌体を破砕した。これに1mg/
mlの濃度に調整したhIFN−γ溶液100μlを加
え、37℃、1時間インキュベートし、SDSサンプル
溶液(10%グリセリン、5%2−メルトカプトエタノ
ール、23%SDS、62.5mMトリス−塩酸バッフ
ァー、pH6.8)150μlを加え、100℃5分間
処理した後、10,000rpm 10分間遠心分離
し、上清をSDS−PAGEにかけ、146アミノ酸か
らなるhIFN−γ(分子量約18,000)の残存量
を検討した。この様にして、約2,000株のうちか
ら、hIFN−γ分解活性のない変異株を1株得た。
N5T4(特開昭60−24187に開示されたプラス
ミドpIN5GIF54上のアンピシリン耐性遺伝子
(Apr )をテトラサイクリン耐性遺伝子(Tcr )に
置き換えたプラスミドpIN5T4で形質転換された大
腸菌)をLB培地(0.5%酵母エキス、1%バクト−
トリプトン、0.5%NaCl、pH7.0)中、37
℃で一晩培養し、菌体を10,000rpm、5分間遠
心分離して菌体を集菌した後、M9培地(0.1%NH
4 Cl、0.6%Na2 HPO4 、0.3%KH2 PO
4 、0.05%NaCl、pH7.4に調整したもの
に、1M MgSO4 を2ml/l、20%グルコース
を10ml/l、1M CaCl2 を0.1ml/l加
える)で菌体を洗浄し、同培地に懸濁した。これに変異
誘導剤としてニトロソグアニジン(以下NTGと略す)
を、50μg/mlの濃度となる様に添加し、30分間
放置した後、10,000rpm、5分間遠心分離して
菌体を集菌した。この菌体をLB培地を用いて洗浄した
後、同培地に植菌した。これを37℃で一晩培養した
後、プレートに出現したコロニーを、LB培地500m
lを入れたチューブに1白金耳ずつ植菌し、37℃で一
晩培養した。10,000rpm5分間遠心分離後、L
ysozyme−EDTA溶液(500μg/ml L
ysozyme、1mM EDTA)200μlを加
え、凍結溶融法により菌体を破砕した。これに1mg/
mlの濃度に調整したhIFN−γ溶液100μlを加
え、37℃、1時間インキュベートし、SDSサンプル
溶液(10%グリセリン、5%2−メルトカプトエタノ
ール、23%SDS、62.5mMトリス−塩酸バッフ
ァー、pH6.8)150μlを加え、100℃5分間
処理した後、10,000rpm 10分間遠心分離
し、上清をSDS−PAGEにかけ、146アミノ酸か
らなるhIFN−γ(分子量約18,000)の残存量
を検討した。この様にして、約2,000株のうちか
ら、hIFN−γ分解活性のない変異株を1株得た。
【0015】この分解活性の欠損変異がプラスミド由来
のものではなく宿主由来の変異であることを確かめるた
め、次にプラスミドのキュアリング(curing)を
行なった。即ち、プラスミド(pIN5T4)上にある
遺伝子によってテトラサイクリン耐性を示す上記変異株
を、テトラサイクリンを含まない培地で培養し、テトラ
サイクリン感受性(Tcs)株となった株を選択し、プ
ラスミドの脱落を確認した。この株について、既述のよ
うに菌体破砕液にhIFN−γタンパクを加えSDS−
PAGEにより、hIFN−γタンパクの分解の有無を
調べた結果、全く分解活性はみられなかった。この結果
は、本変異株が宿主染色体の変異によるものであること
を示している。次に、このプラスミドが脱落した株に再
び、hIFN−γを発現する様遺伝子の組込まれたプラ
スミドであるpIN5T4)(既述)を常法に従って形
質転換した。テトラサイクリン耐性をマーカーとして、
形質転換株を選択し、その形質転換株の菌体破砕・抽出
液におけるhIFN−γの分解の有無をSDS−PAG
Eで調べた結果、hIFN−γは全く分解されていなか
った。
のものではなく宿主由来の変異であることを確かめるた
め、次にプラスミドのキュアリング(curing)を
行なった。即ち、プラスミド(pIN5T4)上にある
遺伝子によってテトラサイクリン耐性を示す上記変異株
を、テトラサイクリンを含まない培地で培養し、テトラ
サイクリン感受性(Tcs)株となった株を選択し、プ
ラスミドの脱落を確認した。この株について、既述のよ
うに菌体破砕液にhIFN−γタンパクを加えSDS−
PAGEにより、hIFN−γタンパクの分解の有無を
調べた結果、全く分解活性はみられなかった。この結果
は、本変異株が宿主染色体の変異によるものであること
を示している。次に、このプラスミドが脱落した株に再
び、hIFN−γを発現する様遺伝子の組込まれたプラ
スミドであるpIN5T4)(既述)を常法に従って形
質転換した。テトラサイクリン耐性をマーカーとして、
形質転換株を選択し、その形質転換株の菌体破砕・抽出
液におけるhIFN−γの分解の有無をSDS−PAG
Eで調べた結果、hIFN−γは全く分解されていなか
った。
【0016】尚、キュアリングした変異株であるW31
10(M25)は、SBM282と命名され、工業技術
院微生物工業技術研究所に寄託されている(FERM
BP−1097)。又、変異誘導処理による変異株の作
製・選択は、ベクターの導入されていない大腸菌に変異
誘導処理を施し、目的の変異株を選択し、これに目的タ
ンパク発現ベクターを導入しても得ることができる。
10(M25)は、SBM282と命名され、工業技術
院微生物工業技術研究所に寄託されている(FERM
BP−1097)。又、変異誘導処理による変異株の作
製・選択は、ベクターの導入されていない大腸菌に変異
誘導処理を施し、目的の変異株を選択し、これに目的タ
ンパク発現ベクターを導入しても得ることができる。
【0017】2.変異誘導処理で得られた変異株の性質 次に、実施例の上記1に示した変異誘導処理により得ら
れたhIFN−γ分解活性欠損変異株が、どの様なプロ
テアーゼを欠損している株であるかを調べた。その結
果、以下に示す様に、一般的トリプシン様酵素阻害剤を
用いても阻害されず、一方、銅の塩や亜鉛の塩によって
は阻害される様なプロテアーゼ活性が欠損している変異
株であった。変異処理をしない親株(W3110)を宿
主とした、hIFN−γを生産する形質転換体であるW
3110/pIN5T4を、LB培地100mlの入っ
た500ml容マイヤーフラスコで37℃1晩培養した
後、8,000rpm、10分間遠心分離して集菌し
た。得られた湿菌体1gを50mMトリス−塩酸バッフ
ァー(pH7.5)30mlに懸濁後、フレンチプレス
ホモジナイザーを用いて20,000psiでホモジナ
イズし、8,000rpm、20分間遠心分離した。
れたhIFN−γ分解活性欠損変異株が、どの様なプロ
テアーゼを欠損している株であるかを調べた。その結
果、以下に示す様に、一般的トリプシン様酵素阻害剤を
用いても阻害されず、一方、銅の塩や亜鉛の塩によって
は阻害される様なプロテアーゼ活性が欠損している変異
株であった。変異処理をしない親株(W3110)を宿
主とした、hIFN−γを生産する形質転換体であるW
3110/pIN5T4を、LB培地100mlの入っ
た500ml容マイヤーフラスコで37℃1晩培養した
後、8,000rpm、10分間遠心分離して集菌し
た。得られた湿菌体1gを50mMトリス−塩酸バッフ
ァー(pH7.5)30mlに懸濁後、フレンチプレス
ホモジナイザーを用いて20,000psiでホモジナ
イズし、8,000rpm、20分間遠心分離した。
【0018】第1表に示す種々のプロテアーゼ阻害物質
を、各最終濃度になる様溶解した0.1Mトリス−塩酸
バッファー(pH7.5)700μlに上記上清50μ
lを加え、これにhIFN−γ溶液(1mg/ml)2
50μlを加えた後、37℃1時間インキュベーション
した。この溶液を、SDS−PAGEにかけ、hIFN
−γ分解の有無を検討した。その結果を第1表に示し
た。
を、各最終濃度になる様溶解した0.1Mトリス−塩酸
バッファー(pH7.5)700μlに上記上清50μ
lを加え、これにhIFN−γ溶液(1mg/ml)2
50μlを加えた後、37℃1時間インキュベーション
した。この溶液を、SDS−PAGEにかけ、hIFN
−γ分解の有無を検討した。その結果を第1表に示し
た。
【0019】
【表1】 第1表に掲げた物質中、hIFN−γ分解活性を阻害し
たのはCuCl2 及びZnCl2 のみで、一般にトリプ
シン様酵素の阻害剤と考えられている他の物質ではhI
FN−γ分解活性は阻害されなかった。
たのはCuCl2 及びZnCl2 のみで、一般にトリプ
シン様酵素の阻害剤と考えられている他の物質ではhI
FN−γ分解活性は阻害されなかった。
【0020】3.菌体破砕後のhIFN−γ分解の経時
変化 次に、野生株を宿主とした形質転換体W3110/pI
N5T4と上記変異株を宿主とした形質転換株W311
0(M25)/pIN5T4について、hIFN−γ生
産性と、各形質転換株培養菌体の破砕後のhIFN−γ
分解の経時的変化の検討を行なった。
変化 次に、野生株を宿主とした形質転換体W3110/pI
N5T4と上記変異株を宿主とした形質転換株W311
0(M25)/pIN5T4について、hIFN−γ生
産性と、各形質転換株培養菌体の破砕後のhIFN−γ
分解の経時的変化の検討を行なった。
【0021】即ち、W3110/pIN5T4及びW3
110(M25)/pIN5T4を先述と同様に培養・
集菌し、バッファーに懸濁した。この懸濁液(W)、懸
濁液をフレンチプレスにより菌体破砕後遠心分離した沈
澱(P)、及び、遠心分離後0,15,30,60分後
の各上清について、既述のSDS−PAGEを用いて、
分解されないhIFN−γタンパク(分子量約18,0
00)量と分解されたタンパク(分子量約16,00
0)量とを検討した。結果を第1図に示した。
110(M25)/pIN5T4を先述と同様に培養・
集菌し、バッファーに懸濁した。この懸濁液(W)、懸
濁液をフレンチプレスにより菌体破砕後遠心分離した沈
澱(P)、及び、遠心分離後0,15,30,60分後
の各上清について、既述のSDS−PAGEを用いて、
分解されないhIFN−γタンパク(分子量約18,0
00)量と分解されたタンパク(分子量約16,00
0)量とを検討した。結果を第1図に示した。
【0022】W3110/pIN5T4については、1
5分以内に上清で50%が、60分以内にはほぼ100
%のhIFN−γが分離されているのに対し、W311
0(M25)/pIN5T4では、60分後でも分解は
ほとんど見られず、分子量約18,000のhIFN−
γは安定に保たれていた。又、hIFN−γの生産者に
は差は認められなかった。
5分以内に上清で50%が、60分以内にはほぼ100
%のhIFN−γが分離されているのに対し、W311
0(M25)/pIN5T4では、60分後でも分解は
ほとんど見られず、分子量約18,000のhIFN−
γは安定に保たれていた。又、hIFN−γの生産者に
は差は認められなかった。
【0023】4.変異株を用いた形質転換体からのhI
FN−γの抽出・精製 W3110/pIN5T4及びW3110(M25)/
pIN5T4を、30リットル容ジャーファーメンター
中、20リットルLB培地で30℃36時間培養した。
得られた培養液を8,000rpm、10分間遠心分離
して集菌した。この湿菌体各1Kgを20mMトリス−
塩酸バッファー(pH7.5)7,000mlに懸濁
し、これをマントンゴーリン社製ホモジナイザーM15
を用いて8,000psiで菌体破砕した。尚、W31
10/pIN5T4については、20mMトリス−塩酸
バッファーの代わりに、1mM ZnCl2 を含む同バ
ッファーを用いた。この破砕液を、7,000rpm、
20分間遠心分離して得られた上清に15%ポリエチレ
ンイミン(pH8.0、HClで調整)を最終濃度0.
75%となる様に加え、10分間攪拌後、4℃2時間放
置し、生じた沈澱を7,000rpm、20分間遠心分
離して除去した。この上清により、以下の様にしてhI
FN−γを精製した。
FN−γの抽出・精製 W3110/pIN5T4及びW3110(M25)/
pIN5T4を、30リットル容ジャーファーメンター
中、20リットルLB培地で30℃36時間培養した。
得られた培養液を8,000rpm、10分間遠心分離
して集菌した。この湿菌体各1Kgを20mMトリス−
塩酸バッファー(pH7.5)7,000mlに懸濁
し、これをマントンゴーリン社製ホモジナイザーM15
を用いて8,000psiで菌体破砕した。尚、W31
10/pIN5T4については、20mMトリス−塩酸
バッファーの代わりに、1mM ZnCl2 を含む同バ
ッファーを用いた。この破砕液を、7,000rpm、
20分間遠心分離して得られた上清に15%ポリエチレ
ンイミン(pH8.0、HClで調整)を最終濃度0.
75%となる様に加え、10分間攪拌後、4℃2時間放
置し、生じた沈澱を7,000rpm、20分間遠心分
離して除去した。この上清により、以下の様にしてhI
FN−γを精製した。
【0024】即ち、上記上清を、20mM N−2−ヒ
ドロキシエチルピペラジン−N′−3−プロパンスルフ
ォン酸バッファー(EPPSバッファー)pH8.6で
平衡化したQAEセファデックスA−25(ファルマシ
ア社製)カラムにかけて得られた素通り画分を、0.1
%2−メルトカプトエタノール(2−ME)を含む20
mMトリス−塩酸バッファーpH7.4で平衡化したC
MセファロースCL6B(ファルマシア社製)カラム
に、この素通り画分をかけ吸着した画分を、0〜0.5
MのNaCl直線濃度勾配で溶出し、インターフェロン
活性の高い区分を集めた。なお、インターフェロン活性
は特開昭58−201995号公報に記載した方法に準
じて測定した。続いてこの画分に50%飽和となる様に
硫酸アンモニウムを添加し、塩析を行い、7,000r
pm、20分間遠心分離して沈澱を得た。これを、0.
3M NaCl及び0.1% 2−MEを含む20mM
リン酸ナトリウムバッファー(PSB)pH7.4に溶
解し、同バッファーで平衡化したセファクリルS−20
0(ファルマシア社製)カラムにかけ、99%以上の純
度を有する最終精製品を得た。W3110/pIN5T
4とW3110(M25)/pIN5T4によって生産
されたhIFN−γの最終収率は各々、5%、12%で
あった。
ドロキシエチルピペラジン−N′−3−プロパンスルフ
ォン酸バッファー(EPPSバッファー)pH8.6で
平衡化したQAEセファデックスA−25(ファルマシ
ア社製)カラムにかけて得られた素通り画分を、0.1
%2−メルトカプトエタノール(2−ME)を含む20
mMトリス−塩酸バッファーpH7.4で平衡化したC
MセファロースCL6B(ファルマシア社製)カラム
に、この素通り画分をかけ吸着した画分を、0〜0.5
MのNaCl直線濃度勾配で溶出し、インターフェロン
活性の高い区分を集めた。なお、インターフェロン活性
は特開昭58−201995号公報に記載した方法に準
じて測定した。続いてこの画分に50%飽和となる様に
硫酸アンモニウムを添加し、塩析を行い、7,000r
pm、20分間遠心分離して沈澱を得た。これを、0.
3M NaCl及び0.1% 2−MEを含む20mM
リン酸ナトリウムバッファー(PSB)pH7.4に溶
解し、同バッファーで平衡化したセファクリルS−20
0(ファルマシア社製)カラムにかけ、99%以上の純
度を有する最終精製品を得た。W3110/pIN5T
4とW3110(M25)/pIN5T4によって生産
されたhIFN−γの最終収率は各々、5%、12%で
あった。
【0025】
【発明の効果】以上に示した様に、本発明による方法を
用いれば、菌体内で同じ発現量でありながら目的タンパ
ク(hIFN−γ)を2倍以上の収率で得ることができ
る。又、目的タンパク(hIFN−γ)が菌体破砕後も
分解されないため、プロテアーゼインヒビターや蛋白変
性剤を用いる必要はなく、抽出・精製段階の簡素化・効
率化を計ることができる。
用いれば、菌体内で同じ発現量でありながら目的タンパ
ク(hIFN−γ)を2倍以上の収率で得ることができ
る。又、目的タンパク(hIFN−γ)が菌体破砕後も
分解されないため、プロテアーゼインヒビターや蛋白変
性剤を用いる必要はなく、抽出・精製段階の簡素化・効
率化を計ることができる。
【図1】hIFN−γタンパクの分解の経時的変化を調
べるためのSDS−PAGEを示す。図中、Wは培養菌
体の破砕前懸濁液、Pは、該懸濁液を破砕・遠心処理し
て得られた沈澱物、0′,15′,30′,60′はそ
れぞれ、菌体破砕後の遠心上清を0,15,30,60
分間37℃でインキュベーションした後の各種タンパク
のパターンを示す。aはhIFN−γのタンパクに相当
するバンド、bはhIFN−γ分解物に相当するタンパ
クのバンドである。
べるためのSDS−PAGEを示す。図中、Wは培養菌
体の破砕前懸濁液、Pは、該懸濁液を破砕・遠心処理し
て得られた沈澱物、0′,15′,30′,60′はそ
れぞれ、菌体破砕後の遠心上清を0,15,30,60
分間37℃でインキュベーションした後の各種タンパク
のパターンを示す。aはhIFN−γのタンパクに相当
するバンド、bはhIFN−γ分解物に相当するタンパ
クのバンドである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外来性のタンパク又は
ポリペプチド(以下、単にタンパクと略す)を高発現し
うるベクターの宿主として新規な大腸菌を用い、得られ
た形質転換体からタンパクを高収率で得る方法を提供す
る。具体的には、ヒト免疫インターフェロン分解活性を
欠失した新規な大腸菌を用い、この大腸菌を宿主とした
形質転換体からヒト免疫インターフェロン活性をもつタ
ンパク等を効率良く得る方法を提供する。
ポリペプチド(以下、単にタンパクと略す)を高発現し
うるベクターの宿主として新規な大腸菌を用い、得られ
た形質転換体からタンパクを高収率で得る方法を提供す
る。具体的には、ヒト免疫インターフェロン分解活性を
欠失した新規な大腸菌を用い、この大腸菌を宿主とした
形質転換体からヒト免疫インターフェロン活性をもつタ
ンパク等を効率良く得る方法を提供する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】例えば、ヒト免疫インターフェロン(以
下、hIFN−γと略す)を大腸菌を用いて生産する場
合、菌体により生産されたhIFN−γを抽出する際、
菌体を破砕すると、本来目的としている146アミノ酸
より成るペプチドのC末端側が切断された131アミノ
酸より成るペプチドが多く得られる。このC末端側の切
断を抑え、146アミノ酸よりなるペプチドとして得る
ためにこれまで、プロテアーゼインヒビターを添加して
分解を抑える(米国特許第4,476,049号)、蛋
白変性剤を用いて、目的ペプチドも含めた菌体タンパク
を菌体破砕と同時に凝集・沈澱させた後、精製する(特
開昭59−161321号)等の技術が開示され、本出
願人も先に銅又は亜鉛の塩とポリエチレンイミンとを併
用してhIFN−γを効率良く抽出・精製する方法を開
発している。
下、hIFN−γと略す)を大腸菌を用いて生産する場
合、菌体により生産されたhIFN−γを抽出する際、
菌体を破砕すると、本来目的としている146アミノ酸
より成るペプチドのC末端側が切断された131アミノ
酸より成るペプチドが多く得られる。このC末端側の切
断を抑え、146アミノ酸よりなるペプチドとして得る
ためにこれまで、プロテアーゼインヒビターを添加して
分解を抑える(米国特許第4,476,049号)、蛋
白変性剤を用いて、目的ペプチドも含めた菌体タンパク
を菌体破砕と同時に凝集・沈澱させた後、精製する(特
開昭59−161321号)等の技術が開示され、本出
願人も先に銅又は亜鉛の塩とポリエチレンイミンとを併
用してhIFN−γを効率良く抽出・精製する方法を開
発している。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】尚、本発明により得られた新規大腸菌は、
Escherichia coli SBM282と命名され、工業技術
院微生物工業技術研究所に微工研条寄第1097号(F
ERM BP−1097)として寄託されている。
Escherichia coli SBM282と命名され、工業技術
院微生物工業技術研究所に微工研条寄第1097号(F
ERM BP−1097)として寄託されている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】
【実施例】実 施 例 1.プロテアーゼ活性欠損株の分離 hIFN−γ生産菌であるW3110(M25)/pI
N5T4(特開昭60−24187に開示されたプラス
ミドpIN5GIF54上のアンピシリン耐性遺伝子
(Apr )をテトラサイクリン耐性遺伝子(Tcr )に
置き換えたプラスミドpIN5T4で形質転換された大
腸菌)をLB培地(0.5%酵母エキス、1%バクト−
トリプトン、0.5%NaCl、pH7.0)中、37
℃で一晩培養し、菌体を10,000rpm、5分間遠
心分離して菌体を集菌した後、M9培地(0.1%NH
4 Cl、0.6%Na2 HPO4 、0.3%KH2 PO
4 、0.05%NaCl、pH7.4に調整したもの
に、1M MgSO4 を2ml/l、20%グルコース
を10ml/l、1M CaCl2 を0.1ml/l加
える)で菌体を洗浄し、同培地に懸濁した。これに変異
誘導剤としてニトロソグアニジン(以下NTGと略す)
を、50μg/mlの濃度となる様に添加し、30分間
放置した後、10,000rpm、5分間遠心分離して
菌体を集菌した。この菌体をLB培地を用いて洗浄した
後、同培地に植菌した。これを37℃で一晩培養した
後、プレートに出現したコロニーを、LB培地500μ
lを入れたチューブに1白金耳ずつ植菌し、37℃で一
晩培養した。10,000rpm5分間遠心分離後、L
ysozyme−EDTA溶液(500μg/ml L
ysozyme、1mM EDTA)200μlを加
え、凍結溶融法により菌体を破砕した。これに1mg/
mlの濃度に調整したhIFN−γ溶液100μlを加
え、37℃、1時間インキュベートし、SDSサンプル
溶液(10%グリセリン、5%2−メルトカプトエタノ
ール、23%SDS、62.5mMトリス−塩酸バッフ
ァー、pH6.8)150μlを加え、100℃5分間
処理した後、10,000rpm 10分間遠心分離
し、上清をSDS−PAGEにかけ、146アミノ酸か
らなるhIFN−γ(分子量約18,000)の残存量
を検討した。この様にして、約2,000株のうちか
ら、hIFN−γ分解活性のない変異株を1株得た。
N5T4(特開昭60−24187に開示されたプラス
ミドpIN5GIF54上のアンピシリン耐性遺伝子
(Apr )をテトラサイクリン耐性遺伝子(Tcr )に
置き換えたプラスミドpIN5T4で形質転換された大
腸菌)をLB培地(0.5%酵母エキス、1%バクト−
トリプトン、0.5%NaCl、pH7.0)中、37
℃で一晩培養し、菌体を10,000rpm、5分間遠
心分離して菌体を集菌した後、M9培地(0.1%NH
4 Cl、0.6%Na2 HPO4 、0.3%KH2 PO
4 、0.05%NaCl、pH7.4に調整したもの
に、1M MgSO4 を2ml/l、20%グルコース
を10ml/l、1M CaCl2 を0.1ml/l加
える)で菌体を洗浄し、同培地に懸濁した。これに変異
誘導剤としてニトロソグアニジン(以下NTGと略す)
を、50μg/mlの濃度となる様に添加し、30分間
放置した後、10,000rpm、5分間遠心分離して
菌体を集菌した。この菌体をLB培地を用いて洗浄した
後、同培地に植菌した。これを37℃で一晩培養した
後、プレートに出現したコロニーを、LB培地500μ
lを入れたチューブに1白金耳ずつ植菌し、37℃で一
晩培養した。10,000rpm5分間遠心分離後、L
ysozyme−EDTA溶液(500μg/ml L
ysozyme、1mM EDTA)200μlを加
え、凍結溶融法により菌体を破砕した。これに1mg/
mlの濃度に調整したhIFN−γ溶液100μlを加
え、37℃、1時間インキュベートし、SDSサンプル
溶液(10%グリセリン、5%2−メルトカプトエタノ
ール、23%SDS、62.5mMトリス−塩酸バッフ
ァー、pH6.8)150μlを加え、100℃5分間
処理した後、10,000rpm 10分間遠心分離
し、上清をSDS−PAGEにかけ、146アミノ酸か
らなるhIFN−γ(分子量約18,000)の残存量
を検討した。この様にして、約2,000株のうちか
ら、hIFN−γ分解活性のない変異株を1株得た。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】尚、キュアリングした変異株であるW31
10(M25)は、 Escherichia col i SBM282と命
名され、工業技術院微生物工業技術研究所に寄託されて
いる(FERM BP−1097)。又、変異誘導処理
による変異株の作製・選択は、ベクターの導入されてい
ない大腸菌に変異誘導処理を施し、目的の変異株を選択
し、これに目的タンパク発現ベクターを導入しても得る
ことができる。
10(M25)は、 Escherichia col i SBM282と命
名され、工業技術院微生物工業技術研究所に寄託されて
いる(FERM BP−1097)。又、変異誘導処理
による変異株の作製・選択は、ベクターの導入されてい
ない大腸菌に変異誘導処理を施し、目的の変異株を選択
し、これに目的タンパク発現ベクターを導入しても得る
ことができる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】W3110/pIN5T4については、1
5分以内に上清で50%が、60分以内にはほぼ100
%のhIFN−γが分離されているのに対し、W311
0(M25)/pIN5T4では、60分後でも分解は
ほとんど見られず、分子量約18,000のhIFN−
γは安定に保たれていた。又、hIFN−γの生産性に
は差は認められなかった。
5分以内に上清で50%が、60分以内にはほぼ100
%のhIFN−γが分離されているのに対し、W311
0(M25)/pIN5T4では、60分後でも分解は
ほとんど見られず、分子量約18,000のhIFN−
γは安定に保たれていた。又、hIFN−γの生産性に
は差は認められなかった。
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
───────────────────────────────────────────────────── 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 C12R 1:19) (C12N 1/21 C12R 1:19)
Claims (3)
- 【請求項1】 ジイソプロピルフルオロフォスフェイ
ト、フェニルメチルスルフォニルフルオライド、N−α
−トシル−L−リシルクロロメチルケトン、N−トシル
−L−フェニルアラニンクロロメチルケトン、エチレン
ジアミン四酢酸(EDTA)、ロイペプチン、アンチパ
イン、α2 −マクログロブリンおよびキモスタチンによ
って阻害されず、塩化亜鉛および塩化銅で阻害されるプ
ロテアーゼ活性が欠損した大腸菌を宿主とした形質転換
体を培養して外来性タンパク又はポリペプチドを製造す
る方法。 - 【請求項2】 外来性タンパク又はポリペプチドがヒト
免疫インターフェロン活性を有することを特徴とする請
求項1記載の方法。 - 【請求項3】 形質転換体がW3110(M25)/p
IN5T4で表わされる請求項2記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31225393A JPH0763388B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 新規な大腸菌宿主を利用したタンパク又はポリペプチドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31225393A JPH0763388B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 新規な大腸菌宿主を利用したタンパク又はポリペプチドの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60295140A Division JPH0650985B2 (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 新規な大腸菌宿主 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06339389A true JPH06339389A (ja) | 1994-12-13 |
| JPH0763388B2 JPH0763388B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=18027015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31225393A Expired - Fee Related JPH0763388B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 新規な大腸菌宿主を利用したタンパク又はポリペプチドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763388B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31225393A patent/JPH0763388B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0763388B2 (ja) | 1995-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |