JPH07507199A - 植物中の高価値ペプチドの担体用の油体タンパク質 - Google Patents

植物中の高価値ペプチドの担体用の油体タンパク質

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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】 植物中の高価値ペプチドの担体用の油体タンパク質本発明は、宿主細胞成分から 容易に精製できる、目的のタンパク質を、組換え手段によって製造する方法に関 するものである。植物中、特に種子中の目的とするタンパク質を、油体タンパク 質およびこの目的のタンパク質を含有するキメラペプチドとして形質発現するこ とによって、本発明を例示する。
背景 植物中で種々のタンパク質が形質発現されてきた。しかし、植物中の外来タンパ ク質の形質発現を得る方法が一般的に可能なことは示されてきたけれども、この 源から精製タンパク質を得ることには、幾つかの制限があった。これらの制限と しては、植物に由来する物質を実質的に含まない純粋なタンパク質を得るのに必 要な精製工程や、得られた組換えタンパク質が水性緩衝液と接触しているときに 、この精製工程の間に製造される抽出物中で生じうる劣化がある。
大豆、なたね、ひまわり、およびコーン、にんじん等の多数の他の植物種のよう な、脂肪種子を保持する植物は、その種子中にトリグリセライドを貯蔵している 。この植物では、これらのトリグリセライドが、種子を発芽させ、続いて実生さ せるためのエネルギー源として作用する。このトリグリセライドは、食品中で、 および食品の製造中に、また幾つかの工業的用途のための植物油として、広く使 用されている。
トリグリセライドは、水と混和せず、水溶液の表面上に浮かぶことによって、ま たはこの水相中に懸濁液として小さい球状体またはリポソームを形成することに よって、区分と混和しない。こうした球状体は、もしも修飾された表百層によっ て安定化されていない場合には、自然に合体するであろう。この合体によって、 雑多な1法の球状体の懸濁液がもたらされつる。種子においては、トリグリセラ イドを貯蔵するときには、この適法状体は実際には、通常は均一な寸法のカプセ ル化された脂質または油体である。これらの油体の表面に会合するのは、幾つか のタンパク質が散在しているハーフユニット膜であり、一般的には油体タンパク 質と呼ばれている。
少なくとも一つの族の油体タンパク質は、種の間で高度に保持されている幾つか の特性を有している。この族の油体タンパク質は、「オレオジン(oleosi n ) Jと呼ばれている。これらのタンパク質の親水性のN−またはC−末端 は、まったく分散しているように見えるが、一方この親油性の内部領域(中央コ ア)は、種の間で高度に保存されているように見える。このオレオシンは、油体 と強く会合し、この油体への強い会合は、主要部では、これらの中央コアの親浦 性に起因しているようである。従って、植物由来物質から組換えタンパク質を分 離する方法を提供することによって、オレオシンのような油体タンパク質が、組 換えタンパク質の製造において有用でありうるかどうかを決定することに、興味 がもたれる。
関連文献 植物中での外来(組換え)ペプチドの生産は、種々のアプローチを利用して実験 されてきており、強い構成性植物プロモーター〔例えば、カリフラワーモザイク ウィルスからの一一シイモンス(Sijmons )等、1990年、rBio /Technol。
gyJ8 : 217〜221頁〕および外来タンパク質の暗号化を利用した転 写融合:n官特異的配列による転写融合〔ラドケ(Radke )等、1988 年、rTheoret、^pp!、 Genet、、」75 : 685〜69 4頁〕 ;および続いて組換えタンパク質の開裂を必要とする転写融合〔ヴアン デル ケルコープ(Vander Kelcove)等、1989年、rBio /Technologyl 7 : 929〜932頁)が挙げられる。植物細 胞中で形質発現されてきた外来タンパク質としては、細菌〔フレイリ−(Fra ley)等、1983年、rProc、 NaL’1. Acad、 Sci、  USAJ 80:4803〜4807頁〕、動物〔ミスタ(Misra )お よびゲダム(Gedamu) l ’1189年、rTheor、 Appl、  GeneL、 J 78 : 161〜16 B頁〕、菌類および他の植物種 〔フレイリー(Fraley)等、1983年、rProc、 Nat” 1.  Acad、 Sci、 USA J 80 : 4 g 03〜4807頁〕 からの活性タンパク質が挙げられる。
幾つかのタンパク質は、通常は組み込みの標識は、組織特異的な方法で形質発現 してきており、種子中で幾つか挙げられる〔セン グプターゴパラン(Sen  Gupta−Gopalan )等、1985年、rProc、 Nat’1. Acad、 Sci、 USA J 82 : 3320〜3324頁、ラドケ (Radke )等、1988年、rTbeore、Appl、 GeneL、 、 J75:6B5〜694頁〕。これらの報告文は、種子貯蔵タンパク質プロ モーターを、種子特異的形質発現を駆動する手段として使用することに、特に集 中している。こうした装置を使用して、ヴアンデルケルコーブ(VanderK elcove )等は、1989年r[1io/Tecl+nologyJ 7  : 920〜932頁において、「^l’abidopsisLhalian aJおよびr[1rassica napus」の種子中に高価値ペプチド(I eu−エンケファリン)を形質発現した。このペプチドの収率は極めて低いが、 しかし植物組織内での動物ペプチドホルモンの形質発現の可能性を示している。
トウモロコシオレオジンが、トウモロコシオレオジン遺伝子によって形質転換さ れたrBrassica napusJ中の種子油体中で、形質発現した。この 遺伝子は、主要な種子貯蔵タンパク質であるナビンを暗号化する[叶assic a」遺伝子からの調節因子の制御下に形質発現した。この形質発現の一時的な調 節および組織特異性は、ナピン遺伝子のプロモーター/ターミネータ−に関して 正しいことが報告された。リ−(Lee )等rProc、 Nat’l、Ac ad、 Sci、 J (USA ) 1991年:88:6181〜6185 頁参照。
種子中で生成する浦球状体は、すべてが似た寸法であるようであり、これらが安 定化されていることを示している(ファン(Iluang ) A、tl、 C ,1985年、「植物分析の現代的方法: Modern +aeLhs、 P lant AnalySisJ 1巻、145〜151頁、スブリンガーーベル ラグ ベルリン〕。もっと接近して検査すると、これらか単なる浦球状体ではな く、むしろ膜によって包囲された油体であることが発見された。これらの油体は 、オレオソーム、脂質体およびスフエロソームと、顕微鏡学者によって種々に命 名されてきた〔ガー(Gurr) Ml、 、 1980年、[植物の生化学:  The Bioct+emisLry of PIanLs J 4 : 2 05−248頁、Acad、 Pressオルランド Fla)。僅かな種の油 体か研究されてきており、この一般的結論は、これらが普通ではない「ハーフユ ニット」膜によってカプセル化されており、「ハーフユニットJ膜は古典的な脂 質二層を備えておらず、むしろその内側上には疎水性基を有し、その外側には親 水性基を汀する単一の両親媒性層を備えている〔ファン(lluang ) A 、比 C11985年、[植物分析の現代的方法: Modern i+eth s、 I’1anL^nalysisJ 1巻、145〜151頁、スプリンガ ーーベルラグ ベルリン〕。
脂質体の内容物の分析が示すところでは、トリグリセライドおよび膜材料は別と して、この油体の表面または内腔と会合した幾つかのポリペプチドまたはタンパ ク質もある〔ボウマンーヴ7ンス(Bowman−Vance)およびファン、 1987年、rJ、 Rial、 CI+etJ 2Ci2 : l I 27 5〜11279頁、マーフィー等、1989年、rBiochet J、 J  258:H15〜293頁、ティラー等、1990年、rPIanLaJ I  81 : 18〜26頁〕。油体タンパク質は、広い範囲の分類学的に分散した 種の中で同定されてきており〔モロ−等、1980年、rPIanL Phys i。
1、J 65: 117(i 〜1180頁、キュー等、1986年、rBio cbet J、 J 235・57〜65頁〕、油体中で独特に局在化している ことが見いだされており、野菜組織のオルガホラ中では発見されていない。「叶 assica napus」(なたね)においては、成長中の種子の油体と会合 している少なくとも三種のポリペプチドがある〔ティラー(Taylor)等、 1990年、rl”1anLaJ I 81 : I 8〜2 G頁〕。
油体か会合したタンパク質の数と寸法とは、種から種へと変化しつる。例えば、 コーンにおいては、油体中に二つの免疫学上区別されるポリペプラト族が見いだ される〔ボウマンーヴアンスおよびファン、1988年、rJ、 Rial、  ChetJ 263:147G〜1481頁〕。オレオジンは交互に親水性、疎 水性および親水性の領域を有していることが発見された〔ボウマンーヴアンスお よびファン、1987年、rJ、 Biol、 Cbem、J 2(i2 :1 1275〜11279頁〕。コーン、なたねおよびニンジンからのすレオジンの アミノ酸配列か得られた。キューおよびファン、1990年、rJ、口io1. Chem、J 265 : 2238〜2243頁、ハツォボウロス(llal zopoulos )等、1990年、「植物細胞:planL Ce1lJ  2 :457〜467頁をそれぞれ参照。なたねのような脂肪種子においては、 オレオジンは、全種子タンパク質の8%[ティラー(Taylor)等、199 0年、rPIanLaJ 181 :111−20頁〕〜20%〔マーフィー等 、1989年、rlliocbem。
J、J258:285〜293頁〕を含有していてよい。この水準は、多数の種 子貯蔵植物において見られる水準に匹敵している。
油体タンパク質を暗号化する遺伝子は、トウモロコシ〔トウモロコシ:ボウマン ーヴアンスおよびファン、1987年、rJ、 [1io1. CI+etJ  262 : 11275〜11279頁;およびキューおよびファン、1990 年、rJ、 Blol、CheLJ265:2238〜2243頁〕、およびニ ンジン〔ハツォボウロス等、1990年、[植物細胞: planL Ce1l J 2 : 457〜467頁]の、二つの種について報告されてきた。
発明の要約 宿主タンパク質から容易に精製できるペプチドを製造するための方法および組成 物を提供する。この方法は、キメラDNA構成体を製造し、このキメラDNA構 成体は、種子特異的油体タンパク質遺伝子の暗号配列を有する油体特異的配列を 暗号化する配列を含んでおり、または少なくとも油体タンパク質の疎水性コアの 部分を暗号化する配列を含んでおり、および目的とするペプチドの暗号配列であ って、これからキメラDNA構成体を含有する形質発現カセットを製造できる暗 号配列を含んでおり、ゲノム組み込み条件下でこの形質発現カセットによって宿 主細胞を形質転換し;およびこうして得られたトランスジェニック植物を成長さ せて種子を生産し、この中で目的とするポリペプチドを、オレオジンを有する融 合タンパク質として形質転換させる工程を有している。
目的とするポリペプチドは、種子細胞から油体を分離し、この油体を破壊してそ の融合タンパク質を放出させることによって、精製することができる。次いで、 この油体タンパク質は、層分離によって、他のタンパク質および植物由来物質か ら容易に分離される。必要に応じて、開裂部位を、目的とするポリペプチドのN −末端に先立っておよびC−末端の後ろの少なくとも−が所に位置させて、この 融合ポリペプチドを開裂させて層分離によってその成分ペプチドへと分離するこ とができる。従って、この製造装置は、キメラペプチドの油体タンパク質に対す る油体タンパク質機能性によって、このキメラペプチドの標的化をもたらし、こ れがまた、目的とするポリペプチドの急速な精製を可能とする。この製造装置は 、薬剤、酵素、流動特性および接首特性を有するペプチドのような多数のペプチ ドの製造に、用途を見いだしている。
図面の簡単な説明 図IAは、「^rabidapsis Ll+alianaJからの面体タンパ ク質遺伝子、(オレオジン)のヌクレオチド配列および推論されたアミノ酸配列 (17kDaのタンパク質)を示す。下線を引いたのは、ダイレクトリピート( R1およびR2)および逆行反tl (T) 、CΔCΔ、T A ’rΔ、T AΔTおよびポリアデニル化信号である。イントロン配列を小文字活字で示し、 推定したAIIA−結合部位を肉太活字で示す。
図II3は、にんじんからの16ktJの油体タンパク質、トウモロコシからの 18kdおよび16kdの油体タンパク質およびrArabidopsis L t+aliana」からの17kdの油体タンパク質の配列の比較を示しており 、このタンパク質の保存および分岐領域を示す;このアミノ酸配列は、このタン パク質の中央領域の配列の保存を示すように配列されている。
1212は、外来ペプチドを暗号化する遺伝子による油体タンパク質遺伝子の融 合のために使用する構成体を示す。IAは、O[3Pに対する所望のペプチドの C−末端融合である。IBは、OBFに対する所望のペプチドのN−末端融合で ある一■目t、onp内での所望のペプチドの内部融合である;およびIllは 、二つの実質的に完全な油体タンパク質標的配列の間に包含された所望のペプチ ドの二量体間転写融合である。図(A)の上部には、油体タンパク質への所望の ペプチドの転写融合のために使用するDNA構成体を示す。図(B)の下部には 、遺伝子産物の配置を示しており、この油体への翻訳および運搬の上部上に示さ れている。この図への鍵は、次の通りである。左側か底であって右側が上方であ るハンチングが施されたボックスは、OBPプロモーターまたは他の種子特異的 プロモーターを示しており;右側か底であって左側が上方であるハツチングか施 されたボックスは、所望のペプチド暗号配列を示し;空白のボックスは、油体タ ンパク質暗号配列、またはOBP保仔モチーフに基づいた合成標的配列を示し; !!!直および水平にハツチングされたボックスは、ポリアデニル化信号を含む 遺伝子ターミネータ−を示し;ハツチングされた円は、プロテアーゼ認識モチー フを示し、ラセン状の線は、OBPの天然C−またはN−末端を示す。
図3は、C−末端融合の構成体についての詳細な配置を示す。示しであるこの配 置は、典型的な油体タンパク質遺伝子および融合ペプチドの融合のリンカ−とし ての、コラゲナーゼ認識モチーフ暗号配列であり、植物中でのクローニングおよ び形質転換のために、ここではNcolを使用して連鎖されている。
図4は、融合ペプチドベクターの構成、これらの植物中への導入および続く抽出 と所望の組換えペプチドの測定の方法を図式的に示している。
図5は、pcGOBPILTの構成の概略図を示す。破線のボックスは、オレオ ノンプロモーターを示し、左側が上方で右側が底のハツチングが施されたボック スは、オレオジン暗号配列を示し;水平および垂直のハツチングが施されたボッ クスはイントロンを示し;点描されたボックスは3°非非翻訳列を示し;左側が 上方で右側が底の、間隔が広いハツチングが施されたボックスは、プロテアーゼ 開裂部位を暗号化する配列を備えたインターロイキンl−β配列を示す(直接の 上流で因子Xaまたはトロンビン)。
図6は、オリゴヌクレオチドGVRIIのデザインを示す。図3Aにおいて示さ れるrA、 Ll+alianaJオレオジンの3°暗号配列は、因子Xa/I L−1−β暗号配列に対して翻訳融合され、TAA停止コドンが続く。将来のク ローニング目的のためには、Pvu Iおよび5all制限酵素認識部位が含ま れる。PvuI制限部位の生成によって、アラニン(a I a)のための更な る暗号配列がもたらされる。下線を引いたのは、この制限酵素認識部位である。
上線を引いたのは、このr A、 LhalianaJオレオジン配列および因 子XatR識配列である。この実際の開裂部位は、アスタリスク(★)で示す。
図3Bにおいては、GVRIIの配列を示す。rA、 thaliana」オレ オジンと融合させるためには、このプライマーGVRIIは、このトップ鎖に対 して相補的な配列である必要がある。
図7は、0BPILTのヌクレオチド配列を示す。下線を引いたのは、IL−1 −βを暗号化する配列である:因子Xa認識部位を暗号化する配列は、肉太文字 で示す。ノパリンンンターゼターミネーター配列は、小文字活字で示す。
特定の態様の説明 本発明に従って、容易に精製されるペプチドを製造するための方法および組成物 を逼供する。本方法は、オレオジンのような油体特異的配列の相当部分を暗号化 するDNA配列を含む形質発現カセットを製造して、油体および目的すとるペプ チドへの標的化をもたらし、この形質発現力セントを植物細胞宿主中へと形質転 換しニドランスジェニック植物を発生させ、これを成長させて種子を生産させ、 これからキメラタンパク質を形質発現させ、油体へと輸送する、各工程を有して いる。このキメラペプチドは、目的とするペプチドと、オレオジンのような油体 タンパク質とを含有している。この目的とするペプチドは、一般的には、通常種 子中で形質発現されないかまたは油体上に見いだされない外来ペプチドである。
担体または標的手段として油体タンパク質を使用することによって、この外来タ ンパク質の精製を得る単純な方法を得ることができる。このキメラタンパク質は 、細胞タンパク質のバルクか呟 (遠心分離または浮上法のような)一工程で分 離される;また、この分離も、この油体との接触から非特異的プロテアーゼを除 去するので、このタンパク質は、抽出の間劣化から保護される。外来ペプチドを 暗号化するこの遺伝子は、植物、細菌、菌類または動物源を含むあらゆる源に由 来していてよい。望ましくは、このキメラペプチドは、オレオジンからの目的の ペプチドの開裂を可能とする配列を含有しているであろう。本方法は、種々のペ プチドを形質発現させるのに使用することができ、これは次に容易に精製される 。
外来性の組換えタンパク質を油体へと標的化することで、次のものを含んで、幾 つかの利益が得られる。このタンパク質は、細胞内容物のノくルクから、遠心分 離による細胞溶菌の後に、分離することができる。この油体のフラクションは、 この抽出物の表面上に浮上するであろう。このタンパク質には、必要に応じて、 プロテアーゼ認識部位を含有するペプチドリンカ−を備えることができる。これ によって、この油体からのペプチドの放出が可能となる。このタンパク質は、こ れが親油性保存領域内にあるようにして、組換えポリペプチド中へと導入するこ とができる。これによって、この組換えペプチドの油体中へのインターナリゼー ンジンがもたらされ、従ってこれをプロテアーゼの攻撃から保護する。
この形質発現カセットは、一般的には、その転写の5°−3゛方向中に、油体タ ンパク質と関連するプロモーターおよび上流領域によって代表されるような、成 長中の種子中での形質発現を可能とする転写および翻訳調節領域を含むであろう し、これが、種子中でのキメラタンパク質、油体標的化手段および目的のタンパ ク質をもたらすアミノ酸配列を含有するキメラタンパク質を暗号化するDNA配 列、および植物中で機能する転写および翻訳終結領域の、形質発現をもたらすで あろう。また、一種以上のイントロンも存在していてよい。
この油体特異的抗体には、油体タンパク質、特にオレオジンのフラグメントに、 アナロジ−が見いだされる。この油体特異的配列は、油体タンパク質から得るこ とができる配列のものと同じであってよく、これは目的のタンパク質の油体への 所望の標的化をもたらすのに十分な相同性を有している。「得ることができる」 によって、意図しているのは、所望の標的化をもたらす天然の油体タンパク質ア ミノ酸配列に十分に類似したアミノ酸配列であり、天然、合成またはその組み合 わせであってよい。特に興味深いのは、異なる植物種の間で高度に保存されてい るように見える油体タンパク質の中央疎水性領域、その7ラグメントおよびその アミノ酸レベルでの相同配列である。
rArabidoI]sis LhalianaJの油体タンパク質に対して推 定されたアミノ酸配列は、次の通りである。
M−N−G−R−D−R−D−Q−Y−Q−M−3−G−R−G−S−D−Y− 3−に−S−R−Q−1−A−に−A−A−T−A−V−T−A−G−G−3− L−L−V−L−L−5−L−T−L−V−G−T−V−1−A−L−T−V− A−T−P−L−L−V−1−3−3−T−1−L−V−T−A−L−1−T− V−A−L−L−1−T−G−3−Do 100 し−5−5−G−G−F−G−1−A−A−1−T−V−F−5−W−1−Y− K *−Y−L−L−1−E−トP−Q−G−3−D−に−L−D−3−A−R −M−にルー6−S−に−A−Q−D−L−に−D−R−^−Q−Y−Y−G− Q−Q−11−T−G−W−E−11−D−R−D−R−T−R−G−G−Q− 11−T−T約25〜101までのアミノ酸は、中央疎水性領域を有する。
幾つかの用途のための標的化手段として特に興味深いのは、油体への標的化をも たらす次式の油体特異的配列またはそのフラグメントである:1)I)’ −a a” ’−aa’“−V−V−T−L−a a” −P −AA A T aa’ ” −G−G−aa”−L−L−aa”−L−aa” −G−1−aa ” ’ −L−aa’ ” −aa” ’ −T−L−1−3L 5VV aa”−L−aa53−V−A−T−P−L−aasI−L−V V L−F−5−P−V−L−V−P−A−A−L−aa” −+ 1 L+ aa” −aa”−aa’“−aa” −aa’ ” −G−F−L−G L S−3−a a” ’ −G−V−a a” ’ −a a’ ” −L−8− T I IT aa’ ” aa” −5−aa” @−aa” ’−aa・”−aaミロ−a al 06−aal 01 、pl ここで: pplおよびpplは、同じであるかまたは異なっており、天然の油体タンパク 質とは同じであっても異なっていても良く、通常は異なっており;これらは水素 であってよく、表示したポリペプチドの末端部分を示しており、または合計で最 大l000のアミノ酸、もつと通常は最大的500のアミノ酸を有するポリペプ チドであってよく、合計で僅か1個のアミノ酸を有していてよく、または独立し てまたは分離して、1−100のアミノ酸、もつと通常は1〜75のアミノ酸、 更に特定的には5〜50のアミノ酸からなるポリペプチドであってよい;これら のポリペプチドは、特定目的のために特異的に記述された配列を修飾するという 特定の用途を有するであろう: a a R%は、いかなるアミノ酸であってもよく、一般的には3〜6個の炭素 原子を有する中性の脂肪族アミノ酸であってよく、更に特定的にはロイシンまた はアラニンであってよい; a a 2 @は、中性の脂肪族アミノ酸であり、特にはアラニンまたは3〜4 個の炭素原子を有する水素置換アミノ酸であり、特にはスレオニンまたは5〜6 個の炭素原子ををする塩基性アミノ酸であり、特にはりジンである;a a 2 1は、3〜6個の炭素原子を有する中性の非置換脂肪族アミノ酸であり、持には アラニン、バリン、ロイシンまたは芳香族非置換アミノ酸であり、特にはフェニ ルアラニンである: aa1′は、3〜6個の炭素原子を有する中性の非置換脂肪族アミノ酸であり、 特にはアラニン、バリンまたはロイシンまたは酸素置換脂肪族アミノ酸であり、 特にはスレオニンである; a a 1 mは、3〜5個の炭素原子を有する中性の脂肪族非置換アミノ酸で あり、特にはロイシンまたは3〜4個の炭素原子を有する中性の脂肪族酸素置換 アミノ酸であり、特にはスレオニンまたはセリンである;aal7は、中性の非 置換アミノ酸であり、特にはロイシンまたは硫黄置換アミノ酸であり、特にはメ チオニンである;aasoは、中性の脂肪族非置換アミノ酸であり、特にはバリ ンまたは芳香族非置換アミノ酸であり、特にはフェニルアラニンである;aa’ は、中性の脂肪族非置換または酸素置換アミノ酸であり、特にはアラニン、ロイ シンまたはセリンである; aal4は、中性の脂肪族非置換または酸素置換アミノ酸であり、特にはアラニ ン、イソロイシンまたはスレオニンである:aa″0は、中性の脂肪族非置換ア ミノ酸または酸素置換アミノ酸であり、特にはアラニン、バリンまたはスレオニ ンである;a a 17は、中性の脂肪族非置換アミノ酸であり、特にはグリシ ンまたはアラニンである; a a @ lは、中性の脂肪族または芳香族非置換アミノ酸であり、特にはロ イシンまたはフェニルアラニンである; a a 1 mは、中性の脂肪族非置換または硫黄置換アミノ酸であり、特には アラニン、ロイシンまたはメチオニンである;a a 11は、中性の脂肪族非 置換アミノ酸であり、特にはアラニンであり、または中性の硫黄または酸素置換 を有する脂肪族アミノ酸であり、特にはメチオニンまたはスレオニンである。
a a l mは、中性の脂肪族の非置換または酸素置換アミノ酸であり、特に はグリシン、セリンまたはスレオニンである。
aa12は、酸素置換を有する中性の脂肪族アミノ酸であり、特にはセリンまた はスレオニンである; a a l aは、中性の脂肪族硫黄置換アミノ酸または中性の芳香族複素環ア ミノ酸であり、特にはトリプトファンである:a a l 7は、中性の脂肪族 の非置換または硫黄置換アミノ酸であり、特にはバリン、ロイシン、イソロイシ ンまたはメチオニンである;a a I lは、中性の非置換脂肪族アミノ酸ま たは芳香族酸素置換アミノ酸であり、特にはアラニン、ロイシンまたはチロシン である;a a I *は、いかなるアミノ酸であってもよい:aaI@@は、 酸素置換アミノ酸であり、脂肪族または芳香族であり、特にはチロシンまたはス レオニンである; aal @ lは、中性の非置換の脂肪族または芳香族アミノ酸であり、特には アラニン、ロイシンまたはフェニルアラニンである。
油体タンパク質への標的化をもたらしつる配列を暗号化するDNAの源として特 に興味深いのは、「^rabidopsis JまたはrBrassica n apus」から得ることができる油体タンパク質遺伝子であり、これは種子中で 目的のタンパク質の形質発現をもたらす〔ティラー等1990年rPIa++t aJ 181 : 18〜2 G頁参照〕。
この油体の標的化能力をもたらすのに必要な領域およびアミノ酸配列は、油体タ ンパク質の高度に疎水性の中央領域であるように見える。
所望の特性を有する他の油体タンパク質を同定するためには、油体タンパク質が 分離されたかまたは分離されているときには、このタンパク質は部分的に配列決 定されていてよく、これによってm RN 八を同定するためにプローブをデザ インすることができる。こうしたプローブは、植物の異なる種の間で高度に保存 されている中央疎水性領域の暗号領域を標的化するようにプローブがデザインさ れているときには、特に価値がある。この結果、この領域用のDNAまたはRN Aプローブは、他の植物種から油体タンパク質の暗号配列を同定するのに、特に 有用でありうる。mRNAの1度を更に高めるためには、cDNAを生産するこ とかでき、このcDNAは、非油体生産細胞からmRNAまたはcDNAが差し 引かれている。次いで、この残留したcDNAは、植物細胞から調製した適当な ライブラリーを使用して、相補的配列のゲノムをプロービングするのに使用する ことができる。次いで、緊縮条件下にこのcDNAとハイブリッド形成する配列 を分離することができる。
ある場合には、上記したように、油体タンパク質遺伝子プローブ(保γr領域) を使用して、プローブを採用することによって、直接にcDNAゲノムライブラ リーをスクリーニングし、このプローブにハイブリッド形成する配列を同定する ことができる。また、この分離を、種子特異的cDNA形質発現ライブラリーの lfA準免疫学的スクリーニング技術によって実施することができる。ティラー 等1990年rPIanLaJl 81 : 18〜2G頁に記載された精製手 順および抗体調製プロトコルを使用して、油体タンパク質のための抗体を容易に 得ることができる。
抗体を使用したcDNA形質発現ライブラリースクリーニングを、実質的にヒュ ン(Iluynb )等[1085年、IDNΔクローニング」第1巻、「実際 的アプローチ: pracLical approaclu D、 M、 Gl over 、 IRLプレス、第49〜78頁)〕の技術を使用して、実施する 。配列の確認は、中央疎水性領域内に見られる高度の保存性によって、容易にす ることができる(図1参照)。サンガー等(rProc、 Nap’1、八ca d、 Sci、 US^J 1977年、74 :5463〜54t37頁〕ま たはマクサムおよびギルバート[1980年、rMeLI+、 Enzymol 、 J 1980年65:497〜560頁〕の方法によるDNA配列決定を、 すべての推定されるクローンおよび実施する相同性の調査のために、実施するこ とができる。この中央疎水性領域を暗号化する配列の相同性は、異なる種の間で アミノ酸レベルおよびヌクレオチドレベルの双方で、通常70%以上である。も し抗体が入手可能であれば、配列の同定の確認も、サムプルツク等[rMole cular cloning J 1990年、第2版、コールド スプリング  ハーバ−プレス 第8〜49から8〜51頁〕に記載されたように、種子mR NA調製からのハイブリッド選択および開成実験によって実施することができる 。
種子から製造したcDNAクローンは、あらゆる入手可能な油体タンパク質遺伝 子の保存された暗号領域から製造したcDNAプローブを使用して、スクリーニ ングできる〔例えば、ボウマンーヴアンスおよびファン、rJ、 Biol、  Cbc閣、」1987年、262:11275〜11279頁〕。幼植物のcD NAに比較して、種子DNAと一層強いハイブリッド形成を有するクローンを選 択する。このスクリーニングを繰り返して、直接抗体スクリーニングまたはI\ イブリッド選択および翻シ<を使用して、成長中の種子の油体と会合している特 定のcDNAを同定する。この特異的cDNΔに相補的な+n RN Aは、試 験する他の組織には存在していない。次いで、このcDNAを使用して、主題の cDNAとハイブリッド形成する、選択されたゲノムライブラリーおよびフラグ メントをスクリーニングする。
種子中でこのキメラ遺伝子の形質発現を得るためには、種子中で優先的に形質発 現したあらゆる遺伝子から得られる翻訳開始およびリポソームに対してmRNA を結合させることを担っている、非翻訳5°配列の転写開始調節領域および翻訳 開始調節領域、[リポソーム結合部位」を、使用することができる。こうした遺 伝子の例としては、ナピンからのような種子貯蔵タンパク質が挙げられる〔ジョ セフソン等rJ、旧of、 Cbct J 1987年、262:12196〜 12201頁;スコーフィールドS、R,およびクローチM、L、rJ、 [1 io1. CI+esi、」1987年262 :12202〜12208頁〕 。好ましくは、この領域を、油体タンパク質から得ることができる〔「^rab idopsis J 、にんじん〔ハツオポウロス等、前出〕またはトウモロコ シ〔ファン等、1987年および1990年、前出〕からの油体タンパク質から 得ることができる。この領域は、一般的には、この構造遺伝子暗号配列の5°か ら翻訳開始まで少なくとも1oobpを有しており、5°からこれと同じ翻訳開 始まで最大2.5Kbを有している。この開始調節領域の転写および翻訳機能要 素のすべてが、これと同じ遺伝子に由来しているか、またはこれと同じ遺伝子か ら「得ることができる」ことが好ましい。[得ることができるJによって、意図 しているのは、このキメラタンパク質を暗号化するDNA配列の転写に所望の特 異性をもたらすのに十分に、天然配列のものに類似したDNA配列である。これ は、天然のおよび合成の配列を含んでおり、合成および天然の配列の組み合わせ であってよい。
この転写レベルは、修飾された種子をもたらしうるRNAの量を提供するのに十 分でなければならない。「修飾された種子Jによって意味しているのは、同じ種 の形質転換されていない植物の種子から検出可能な異なるフェノタイプを有する 種子であり、例えば、問題の形質発現カセットをそのゲノム中に有していないも のである。フェノタイプの種々の変更は興味深い。これらの変更としては、油体 タンパク質の過形質発現または得られたキメラタンパク質の油体上または細胞質 中でのOBPの蓄積が挙げられる。
目的のポリペプチドは、いかなるタンパク質であってもよく、例えば、酵素、抗 凝固剤、神経ペプチド、ホルモン、または粘着前駆体が挙げられる。タンパク質 の例としては、インターロイキン−1−β、抗凝固剤ヒルジン、酵素β−グルコ aニダーゼまたは免疫グロブリンのVLIまたはVLMの転写融合を有する単鎖 抗体が挙げられる。目的のポリペプチドを暗号化するこのDNA配列は、合成、 天然に由来するもの、またはこれらの組み合わせであってよい。目的のポリペプ チドを暗号化するDNAの性質または源によっては、植物優先コドンによってD NA配列を合成することが望ましいであろう。この植物優先コドンは、宿主細胞 として目的の特定の植物種中で最大の鳳で形質発現したタンパク質中の最も高い 頻度のコドンから決定することができる。
採用する終結領域は、多くの場合に終結領域が相対的に交換可能なように見える ので、主として便利なものでありうる。この終結領域は、この転写開始領域と共 に天然であってよく、目的のポリペプチドを暗号化するDNAと共に天然であっ てよく、または他の源に由来していてよい。便利な終結領域は、オクトビンシン ターゼまたはツバリンシンターゼ終結領域のような、rA、 Lumeract ens JのTiプラスミドから入手することができる。
目的のペプチドを暗号化する遺伝子に対する、標的配列を暗号化するDNA配列 の結合は、末端融合、内部融合、および重合融合を含む種々の方法で生じつる。
すべての場合において、この融合は、油体タンパク質の読み取り枠を阻害しない よう、およびこのジャンクンタンの中または近くでいかなる開成停止信号をも避 けるようにして、なされる。異なる種類の末端および内部融合を、これらのイン ビボの配置の表示と共に、図2に示す。
記載したすべての場合において、このペプチドを暗号化する遺伝子の結合は、好 ましくは、プロテアーゼ標的モチーフを暗号化するリンカ−を含むであろう。
これによって、いったんは融合タンパク質として抽出されたペプチドの放出が可 能となる。採用しうる可能な開裂部位は、トロンビンの認識モチーフ(Ieu− val−pro−arg−gly)[フジカワ等、rBiochemisLry J 1972年、11:4892−4899頁〕、因子Xa (phe−glu −gly−arg−aa、)Cナガイ等、rProc、 NaL’1. Aca d、 Sci、 USAJ 1985年、82ニア252−7255頁〕または コラゲナーゼ(pro−1eu−gly pro)[ショルティセク(Scbo lLissek )およびグロスCGrasse)rGeneJ : 1988 年、62 : 55−64頁〕のものである。
オーバーハング(張出部)内に制限、チューイングパックまたは充填のような適 当な操作によって、太い末端を設けること、リンカ−の結合等することによりて 、このフラグメントの相捕的末端を、接合および結合のために設けることができ る。これらの種々の工程を実施する際には、クローニングを採用することで、D NAの量を増幅し、このDNAの分析を可能としてこれらの操作が適当な状態で 生じたことを確証することができる。広範なりローニングベクターを採用ずこと ができ、ここでこのクローニングベクターとしては、rE、coliJ中で作用 する復製系と、形質転換細胞の選択を可能とする標識とが挙げられる。ベクター を例示すると、pBR332、pUc系列、M13mp系列、pACYCl 8 4等が挙げられる。従って、この配列は、適当な制限部位でベクター中へと挿入 することができ、こうして+1られたプラスミドを使用してrE、coliJ宿 主を形質転換させ、このrE、coliJを適当な栄養培地中で成長させ、この 細胞を回収および溶菌し、このプラスミドを回収する。分析としては、配列の分 析、制限分析、電気泳動等を挙げることができる。各操作の後に、この最終の構 成体中で使用されるDNA配列を、制限して次の配列に接合させることができ、 ここで部分構成体の各々を、同じまたは異なるプラスミド中でクローニングする ことができる。
植物宿主細胞中へとDNAを導入するために、種々の技術を採用できる。例えば 、キメラDNA構成体は、タバコのような双子葉植物およびrBrassica  napus」のような油性植物から得られた宿主細胞中へと、〔モロニー(M oloney )等rPlant Ce1l Rep、 J 1000年8二2 3B−242頁コまたは〔ヒンチ等Into /Tecl+no1. J198 8年、6・915−922頁〕に記載されたもの、または本分野に習熟した物に 既知の他の技術のような、形質転換プロトコルによる標準アグロバクテリウムベ クターを使用して、導入することができる。例えば、植物細胞の形質転換に対し てT−DNAを使用することは、集中的に研究がなされており、EPAシリアル ナンバー120,510号;ホエケ? (lIoekc+ie ) :バイナリ ー植物ベクター系オフセット−drukkerij KanLers口、v、ア ルブラツミlヤーダム(八rblasserdaII) 1985年、第5章: Knauf等、「アグロバクテリウムによる宿主領域形質転換の遺伝的分析:  Genetic Analysis of 1losL range Expr ession by Agrol+acL■窒奄普|J : [細菌の分子遺伝学:Mo1ecular Genetics of th e [1acLeriaJ r植物の相互作用: Plant 1nterac tion Jプーラ−(Puhler) A、版、シュブリンガーーバーラグ、 ニューヨーク州、1983年、第245頁およびアン(An)等rEMB。
J、J1985年4 : 277〜284頁に詳細に記載されている。便宜上は 、組織片をA、ツメファシェンスまたはA、リゾジェネスと共に培養することに よって、植物細胞への転写構成体の転移可能とすることができる。アグロバクテ リウムを使用した形質転換に続いて、この植物細胞を、選択のために適当な選択 培地中で分散させ、カルスへと成長させ、苗条を成長させ、根付き培地中で成長 させることによって、カルスから小植物を再生させる。このアグロバクテリウム 宿主は、T−DNAの植物細胞への転移に必要なりir遺伝子を有するプラスミ ドを含有することができ、T−DNAを有していてもよく、いなくともよい。注 入およびエレクトロポレーションのためには、(下記を参照)非武装Tiプラス ミド(その腫瘍遺伝子、特にそのT−DNA領域が欠けている。)をこの植物細 胞中へと導入することができる。
非アグロバクテリウム技術を採用することによって、本明細書に記載した構成体 を使用して、広範な双子葉および単子葉植物中で形質発現および形質転換させる ことが可能となる。これらの技術は、アグロバクテリウム形質転換系中では取扱 にくい種に対して、特に有用である。遺伝子を転移させるための他の技術として は、バイオリスティクス(BiolisLics) (サンフォードrTren ds in Bioteclt J1988年、6:299〜302頁〕、エレ クトロポレーション〔フロム等rProc、 Nat’1. Acad、 Sc i、 USAJ 1985年、82:5824−5828頁〕 〔リノグスおよ びベイツrProc、 NaL’1.Acad、 Sci、 USA J 19 86年、83:5602−5606頁〕またはPEG−媒介DNA摂取〔ボトリ クス(PoLrykus)等rMo1. [;en、 GeneL、J 19F i5年、199: 169−177頁]が挙げられる。
宿主細胞としては、多数の種子保持植物のいずれからの細胞も使用することがで き、ここでこの細胞は、茎、葉、根、または種子またはこの種子による再生構造 体のような、植物の一部分に由来している。この細胞は、分離された細胞または 植物の一部分であってよく、例えば、リーフディスクであってよい。rBras siCa na9usJに対するような、特定の用途においては、この宿主細胞 は、一般的には、〔モロニー等rPlanL Ce1l Rep、 J 198 9年8:23B−242頁]に記載された子葉柄に由来することができる。商業 的な脂肪種子を使用する他の例としては、大豆植物片における子葉形質転換〔ヒ ンチ等r[IioLecbnology J 1988年、6:915−922 頁〕および綿の茎の形質転換〔アンベック等rBioLechnology J  1981年、5:263〜2G6頁〕が挙げられる 形質転換に続いて、この細胞を、例えば、リーフディスクとして、選択培地中で 成長させる。いったん苗条が現れ始めると、これらを切開して根付き培地上へと 配置する。十分な苗条が形成された後、これらの植物を土壌へと移す。次いで、 推定された形質転換植物について、標識の存在下に試験する。適当なプローブ、 例えばA、rLhalianaJ遺伝子を使用して、サザンブロツティングをゲ ノムDNA上で実施して、宿主細胞ゲノム中への11望の配列の組み込みが生ず ることを示す。
この形質転換カセットは、通常は、植物細胞中で選択用の標識へと接合されるあ ろう。便宜上は、この標識は、除草剤、カナマインシ、G418、プレオマイシ ン、ハイグロマイシン、クロラムフェニコール等のような、特に抗生物質に対し て抵抗性であってよい。この採用した特定の標識は、導入されたDNAを欠いた 細胞に対して、形質転換された細胞の選択を可能とするであろうものであってよ い。
上記したように構成された形質発現カセット中の融合ペプチドは、成長中の種子 中で少な(とも優先的に形質発現する。従って、通常の方法に従って成長する形 質転換植物は、種子を定着させる。例えば、〔マコーミック等rl’1anL  cell ReportsJ l 986年、5:81〜84頁〕参照。種子胚 のような、転写が生ずるものと予期される組織から分離されたRNAと共に、適 当な遺伝子プローブを使用して、ノザンブロツティングを実施することができる 。次いで、この転写産物の寸法を、この融合タンパク質転写産物に対して予期さ れる一1法と比較する。
次いで、IdJ体タンパク質を、この種子から分離し、分析を実施して、この融 合ペプチドが形質転換したことを測定する。分析は、例えば、PAGEでありう る。
この融合ペプチドを、この融合ペプチドのオレオジン部分に対する抗体を使用し て、検出することができる。次いで、こうして得られた融合ペプチドの寸法を、 この融合タンパク質について予期された一j法と、比較することができる。
二世代以上のトランスジェニック植物を成長させ、これと同じ形質発現株で受粉 するかまたは異なる株で受粉して、こうして得られた所望のフェノタイプ特性を 有するハイブリッドを同定し、この主題のフェノタイプ特性が安定して維持およ び受継されていることを確証し、次いで種子を収穫して目的のペプチドを分離し 、または新しいフェノタイプ特性を存する種子を得るのに使用することができる 。
水性の緩衝抽出培地、およびグラインディング、プレイキング、粉砕または種子 細胞を粉砕する他の手段を使用することを含む、種々の技術によって、導入され た形質に対して同種または異種の種子か呟所望のタンパク質を抽出することがで きる。次いで、こうして抽出された種子を、(例えば、遠心分離またはプレイの 沈降法によって)3つのフラクションへと分離することができるコ沈j12また は不溶性のベレット、水性の上澄み液、および種子貯蔵脂質および油体を含有す る浮遊物r浮きかす(scu+a) Jである。これらの油体は、天然の油体タ ンパク質と、キメラ油体タンパク質との双方を含有しており、この後者は外来性 のペプチドを含有している。これらの油体を、水溶性タンパク質から分離し、水 性緩衝液中に再懸濁する。
プロテアーゼ認識モチーフを含有しているリンカ−が、この形質発現カセット中 に包含されている場合には、この再懸濁緩衝液へと、このリンカ−配列の翻訳に よって生産されたこの認識モチーフに対して特異的なプロテアーゼを添加する。
これによって、必要なペプチドが、この水相中へと放出される。二度目の遠心分 離工程によって、ここでこの処理された油体が、その付着タンパク質と共に再浮 遊し、必要なペプチドの水溶液を残すであろう。この所望のペプチドは、その性 質および所望の用途に従って、沈殿させるか、化学的に修飾するか、または凍結 乾燥させることができる。
ある種の用途においては、この油体タンパク質からキメラタンパク質を除去する ことは、不要でありうる。こうした用途としては、この融合ペプチドが、N − またはC−末端融合に対して寛容であってその活性を保持する酵素を含んでいる 場合が挙げられるであろう;こうした酵素は、更なる開裂または精製なしに、使 用する事ができる。このキメラ酵素OBPは、融合タンパク質として基質と接触 しつる。もし望むならば、このOBPに対する固定化高力価抗体を含有する免疫 アフィニティーカラム(例えば、前出のCティラー1990年〕を参照)を使用 して、この酵素−〇BP融合タンパク質を精製することも可能である。
本発明についての他の用途は、次の通りである。OBPは高い百分率の全種子タ ンパク質を含有しており、従って、単に目的のアミノ酸に富んだ融合タンパク質 を生産することによって、高リジン、高メチオニン等のように、種子のある所望 の特性を富ませることが可能であり、特に有利な用途を見いだせるのは、ウシ、 家禽を含む家畜類やヒトに対する食物源として直接にまたはMttc的に使用さ れる穀粒または穀物の変更である。この融合タンパク質として、通常の脂肪種子 の粉砕および抽出の際に、油またはあら粉を続いて処理するのを補助できる酵素 を挙げることが可能であり、例えば、種子を処理するのに使用する上昇した粉砕 温度で活性を保持するであろう、熱安定性の脂質修飾酵素を含有させることがあ り、これによって抽出されたトリグリセライドまたはタンパク質製品にたいして 価値を付加する。この融合タンパク質の他の用途としては、この作物のMM学上 の健全性を促進する用途が含まれる。例えば、殺虫性のタンパク質や、菌細胞壁 または膜のような、耕種上の病害虫に対して特異的な免疫グロブリンの部分を、 この油体タンパク質に対して結合させ、これによって特定の植物病害虫による種 子への攻撃を減少させることができる。
次の例は、例示のために提供するものであり、限定のために提供するものではな い。
!駿堡 油体タンパク質による外来ペプチドの熱融合の形質発現A、 C−末端融合 5゛から転写開始まで少なくとも100bpを含有する油体タンパク質遺伝子の ゲノムクローンを、適当な細菌宿主(例えば、E、coli中のpUCまたはp HR322)巾でvi製が++7能なプラスミドビヒクル中へとクローニングす る。
制限部位は、遺伝子の親水性C−末端部分を暗号化する領域内に配置する。19 kDaのOBPにおいては、この領域は、典型的には、コドン125からこのク ローンの末端へと延びている。この理想$41m部位は単一であるが、しかし、 これは絶対的には不可欠ではない。もし適当な制限部位がこの領域内に位置して いない場合には、〔クンケル(にunkel) rProc、 NaL’l A cad、 Sci、υSAJ]9B5年、81488〜492頁〕の部位特異的 突然変異方法に従って、導入することができる。この部位の導入についての唯一 の主要な制限は、このOBPクローンの5“から翻訳停止信号までに配置しなけ ればならないことである。
適当なこの突然変異されたりa−ンによって、Pro−Leu−Gly−Pro またはその多量体のような、プロテアーゼ認識部位についての暗号配列を含有す る、合成オリゴヌクレオチドアダプターを生産することができる。これは、プロ テアーゼ コラゲナーゼに対するwm部位である。このアダプターは;このOB Pクローンの3゛末端の制限部位に対して和合性の5′末端での4−塩基オーバ ーハング、外来ペプチド暗号配列に対する結合を容易にする、このアダプターの この3゛末端の4−塩基オーバーハング、およびもし必要であれば更に塩基;を 与えるような方法で合成でき、このOnP暗号配列、このプロテアーゼ認識部位 および外来ペプチド暗号配列の間での転移にフレームシフトが無いことを確証す る。こうした融合のための典型的な配置を、図3に示す。ここで示した例では、 にんじんOBP〔ハツオボウロス等rl”1anL cellJ I 990年 、2:457〜467頁〕の停止コドンの近くに存在するXho1部位を使用す る。これを消化し、記載した二つのオリゴヌクレオチドから構成したアダプター と結合させることができる。このアダプターは、末端の完全なXholオーバー ハングを形成するであろうし、この翻訳忰を阻害しないであろう。この他端は、 任意に選択される(あらゆる六塩基カッターが十分である)が、しかし所望の外 来ペプチドがらATGを包含するNcolオーバーハングを形成している。
この最終の結合産物は、はぼ完全な08P遺伝子、コラゲナーゼ認識もち−フに 対する暗号配列および所望のペプチド暗号領域を、すべて単一の読み取り枠内に DHするであろう。この三部からなるフラグメントを、外来DNAを植物内へと 転移させるのに広く使用されているような〔フレイリー等rProc、 Nap ’ l Acad。
Sci、 USAJ 1 ’J 83年、80:4803〜4807頁〕、アグ ロバクテリウムバイナリ−プラスミド〔ベヴアン([1evan )等rNuc 1.^cidlles、 J 19B4年、12:、8711〜8721頁〕中 へとクローニングし、これを使用して【モロニー等rPIant cell R ep、 J I 980年、8:238〜242頁〕の方法または類似の手順を 使用して、なたねのような脂肪種子植物を形質転換する。トランスジェニック植 物を、この形質転換実験から回収することができ、これらを成長させて開花させ ることができる。次いで、この植物は、自己受粉によって種子を結ぶ。
これらの種子を成熟に到達させ(60〜80日)、次いで収穫し、水性抽出緩衝 液中で粉砕するCティラー等、rPIantaノ1990年、181718〜2 6頁〕。
このスラリーを5000Xgで20分間遠心分離すると、表面浮きかすが得られ るであろう。この浮きかすを再び回収し、コラゲナーゼ測定緩衝液中で激しく娠 とうさせることによって懸濁させる〔ショルティセクおよびグロスrGeneJ ・1988年、62:55−64頁〕。万単位のコラゲナーゼを添加し、この懸 濁液を4時間振とうさせて培養する。この時間の経過後に、この懸濁液を再び5 000Xgで20分間遠心分離する。この表面浮きかすを除去し、この水相のタ ンパク質含有量を、5DS−ポリアクリルアミド ゲル 電気泳動法によって分 析する。はぼ必要とされるペプチドの寸法のバンドを見いだし、硫酸アンモニウ ムを使用してこのタンパク質を沈殿させ、限外濾過または凍結乾燥を使用して濃 縮することができる。
B、 N−末端融合 油体タンパク質の親水性のN−末端によって、このN−末端へのペプチドの融合 を可能とする一方、この外来ペプチドが、この油体の外側表面上で保持されるで あろうことを引き続いて保証する。この融合体の配置を、図21Bに示す。
この配置は、C−末端融合に対して使用したのと類似の出発物質から構成するこ とができるが、しかし油体タンパク質遺伝子の翻訳開始に近接した好都合な制限 部位の同定が必要である。好都合な部位は、多くの油体タンパク質遺伝子中に、 ちょうど5゛からこの最初のATGへの単一の塩基変化の導入によって、暗号配 列のいかなる変化もなしに、生じさせることができる。このようにはるかに研究 された油体タンパク質においては、この第二のアミノ酸は、そのコドンが「G」 で始まるアラニンである。この配列の文脈を下に示す。
↓ 3° ・・・TCTCA ACA 八TG GCA・・・にんじん0I3P3°  ・・・CG GCA GCA ATG GCG・・・トウモロコシ18kDa のOBP この「ΔTGJに先立つアデニンでの一つの塩基変化は、双方の場合に、Nco 1部位である・・・CCATGGをもたらすであろう。従って、〔クンケルrP roc、 Nap’ l Acad、 Sci、 USAJ l 985年、8 2:488〜492頁〕の部位特異的突然変異プロトコルを使用したこの塩基の 変更によって、この配列中の他のNco1部位を推定することなく、使用のため にこのクローンを生産することができる。
この外来ペプチド用の暗号配列は、このNco1部位中へのその直接の結合を可 能とするであろう調製物を必要とじつる。これは、典型的には、部位特異的突然 変異によって1つまたは2つの塩基を変更して(クンケル、1985年、前出) 、ごの外来ペプチドの翻訳開始点の周囲でNco 1部位を発生させることを必 要とする。次いで、このペプチドを、標的の翻訳停止に近接して切断する第二の 酵素とNcolとを使用して、そのクローニングビヒクルから切開する。再び、 上記した方法を使用して、第二の好都合な部位を、部位特異的突然変異によって 導入することができる。キューおよびファン(1990年、前出)によって示唆 されてきたように、このN−末端メチオニンは、インビボでタンパク質の処理の 間に除去することができ、この直接の下流のアラニンはアシル化することができ る。
この可能性を考慮すると、このタンパク質のN−末端にMet−A1g配列を保 持することが必要でありうる。これは、このへlaコドンの中または後ろにある この暗号配列中へと適当な制限部位を導入するような、種々の戦略を適用するこ とによって、容易に達成できる。例えば、部位特異的突然変異によって、この配 列を、次のように修飾することができる。
3゛ ・・・TCTCA 八CA ATG GCA GΔA CGA GGCA CT TAT ・・・が へと突然変異する。
一つのコドンのこの変化によって、この暗号配列中へとSph を部位が導入さ れるであろう。第二の変化は、突然変異の同じラウンドの間に導入されつるけれ ども、コドン6の2つの塩基を変換させて、GGCGCC,Na r Iをもた らすであろう。次いで、この突然変異遺伝子を、sph 1およびNar1部位 を用いて開放させて、3つのコドンを除去しつる方向性のクローニング切断を付 与することができる。この部位中へと、配列CATG・・・(Sphlと和合性 )を有する3′オーバーハングと、この反対側の末端にあるGC5’ オーバー /%ングとを含をするアダプターを導入することができる。このアダプターの正 確な配列を、下に示ず: 5phl Narl n回 このアダプターは、5phlおよびNarl制限部位の双方を再び生じさせ、こ れらは診断目的のために使用されるであろう。このSph1部位は、ここでは、 このプラスミドを開放させ、有用なペプチドについての配列を包含するDNAフ ラグメントをインフレームクローニングするのに、使用することができる。次い で、クローニングの方向性は、このプラスミドのあらゆる非対称的に配置された 部位およびNarlで切断することによって、分析できる。
これらのN−末端融合体から得られた構成体は、典型的には図2の例+13のも のでありうる。これらは、OBPプロモーター配列、必要であれば、出発信号と してそれ自身のATGを有する高価値ペプチド暗号配列のOBP遺伝子の最初の 幾つかのコドン内のインフレーム融合体およびこのOBP遺伝子およびクーミネ ーターの残部を含有しつる。
この修飾された遺伝子を、バイナリ−アグロバクテリウムプラスミド内へと導入 しくベヴアン、1984年、前出)、アグロバクテリウム中へと固定化する。
上記したようにして形質転換を実施する。種子からの高価値タンパク質の回収を 、[C−末端融合」について記載したようにして、実施する。
C1内部翻訳融合 第三の型の融合としては、このOBFの暗号配列の内部へと、高価値タンパク質 の暗号配列を配置することが挙げられる。この型の融合には、N−末端融合にお けるものと同じ戦略が必要とされるが、しかし低い保存性の領域内の修飾しか機 能することはできず、これらのOBPの保存性の高い領域が、成熟タンパク質の 標的化に不可欠であると考えられるからである。
この種の融合において鍵となる相違点は、タンパク質の放出部位に対するコラゲ ナーゼ認識部位を、横に並べる(flanking)必要性である。これが意味 しているのは、これまで記載してきたような、!ll準的なリンカ−/アダプタ ー系の代わりに、次の形を有するリンカ−を備えることが必要なことである。
6回 6回 付着端lおよび2は、このアダプターをOBPクローン中へと、方向性の方法で クローニングするのに、使用することができる。次いで、こうして組み込まれた 制限部位を使用して、適当な制限部位またはリンカ−の横に並んだ高価値ペプチ ド暗号配列を導入する。高価値ペプチド暗号配列中に非対称的に配置された制限 部位およびコラゲナーゼ認識モチーフの暗号配列に並んだ二つの制限部位のうち の一つを使用することによって、方向性をヂエソクする。
これらの構成体をアグロバクテリウム プラスミドへと固定化し、次いで植物へ と固定化することは、既に述べた手順と同じである。トランスジェニック植物の 種子からの高価値タンパク質の回収は、油体が分離され、洗浄された後のものと は幾分か異なっており、この油体を脱脂して、脂質相内では油体の内側に隠れつ るコラゲナーゼ認識部位を評価することが、必要でありうる。この工程によって 、担体として油体タンパク質を使用することによる利益が減少するかもしれない が、しかし他方では、水性媒体中または植物細胞質中では不安定なタンパク質配 列に対しては、非常に好ましい。
D、三員体間転写融合 OBPの全暗号配列が反1夏されている構成体を生じさせることが可能である。
この構成体から生産した二量体タンパク質は、油体に対してこのOBPを標的化 するために必要なすべての因子をやはり含有しつる。こうした構成体は、プロモ ーター領域、OBFの全読み取り枠またはほぼ完全な読み取り枠を含有しつるが 、しカル翻訳停止および更には第二のOBPの全読み取り枠をu1除しており、 今回は翻訳「停止jおよびターミネータ−領域を備えている。
このキメラ遺伝子の構成においては、一対の類似していない制限部位が、二つの 復製のジャンクション領域で見いだされるかまたは生産される。これらの部位を 使用して、内部翻訳融合について上記したようなリンカ−の導入を可能とする。
このリンカ−は、コラゲナーゼ認識モチーフの組を含有しているだけでなく、高 価値タンパク質を暗号化する配列が組み込まれた内部開田部位も含有している。
この構成体の形態を、図2111に示す。アグロバクテリウムおよび更には植物 へのこの構成体の固定化は、上記した通りである。この形質転換植物の種子から の高価値タンパク質の回収は、上のC−末端融合について記載したと同じ手順を 使用して、実施することができる。
例2 植物中のすレオジンとの融合としてのインターロイキン−1−β(IL−1−β )のクローニングおよび形質発現についての戦略A、rArabidopsis  Lhaliana」オレオジン遺伝子のクローニングおよび配列決定「叶as sica napuSJオレオジン遺伝子〔マーフィー等、1991年、rBi ochel口1ophys AcLaJ 1088 : 86〜94頁〕を使用 して、EMBL3A (ストラタジーン社)中でrA、 Ll+alianaJ (コロンビア州)のゲノムライブラリーをスクリーニングした。このスクリーニ ングによって、r A、 tbalianaJからの15kbのゲノムフラグメ ントを含有するEMBLA3Δクローン(λ2.l)の分離がもたらされる。こ のオレオジンを、6. 6kl)のKpnl挿入体中、この15kbのフラグメ ント(図5)中にマツピングする。このオレオジン遺伝子を含有する、1.8k bのNcol/Kpnlフラグメントを末端充填し、RFMI3mp I 9の Sma r部位中でサブクローニングする。この1.8kbの挿入体を、適当な 制限酵素によって消化し、M13mp19中で配列決定のためにサブクローニン グする。このrA、 LhalianaJオレオジン遺伝子のl 800 b  pの配列を、図1aに示す。これらすべてのクローニング工程を、〔サムプルツ ク等〔「分子クローニング 実験の手引き: Mo1ecular cloni ng a IabolaLry manualJ第2版、コールド スプリング  ハーバ−ラボラトリ−プレス〕に従って実施した。
B、IL−1−βを暗号化するオリゴヌクレオチドの設計IL−1−βは、9つ のアミノ酸(aa);val−gln−gly−glu−glu−set−as n−asp−1ysからなる〔アンド一二等、1986年rJ、 Immuno l、 J 137 : 3201〜3204頁〕。このプロテアーゼ因子Xaは 、aa配列寛1 e−g I u−gI y−a rgを含有するタンパク質配 列を開裂させることができる。開裂は、aa argの後ろで生ずる。これらの 配列に基づいて、オリゴヌクレオチドをデザインしくGVRII、図5)、これ は、IL−1−β暗号配列に加えて、この因子Xa開裂部位の暗号配列、および rA。
LhalianaJオレオジン(塩基位1i1742〜759)の3°暗号領域 の18のヌクレオチドを含有している。このIL−1−β暗号配列は、r (3 、napus」およびrA、 thalianaJオレオジン(表1)に対して 最適のコドン用法を使用して設計した。
表1 A、 thaliana’ お上びB、 napusオレオジン2のコドン用法 TTT phe F 5 TCT ser S 8 TAT Lyr Y 6  TCT ays C−TTCphe F 3 TCCser S 10 TAG  Lyr Y 11 TGCCys C−TT^ leu L’−TCCser  S 2 T^八 0CII Z −TGA OPA z −TTG leu  L 4 TGA ser S −TAG AM[l Z −TGG Lrp w  2CTT Ieu L 10 CCT pro P 3 CAT his I I 4 CGT arg RGCTCleq L 11 CCCpro P I  CAChis II t3 CGCarg R−CTA leu L −CG A pro P 4 C八八 gln Q 4 CGA erg RICTG  leu L 6 CCG pro P 2 CAG gin Q 17 CGG  arg R−^TT ile I 7 八CT thr T 11 AAT  asn N −AGT ser S 5ATCile I +3 八CCLbr  T 14 AACasn N I AGCser S 3^TA ile l  3 Ac八 Lbr Y 7 AA^ Iys K 5 ^GA arg R 5^TG met M 11 八CG Ll+r T 5 八人G Iys K  10 AGCarg R3GTT val V 11 GCT ala A  17 GAT asp D 8 GGT gly G 0GTCvat V 9  GCCala A 2 GACasp D 19 GGCgly G 9GT A val V −GCA ala A 10 GAA glu E 2 GG A gly G 14GTG vat V −GCG ala A 2 GAG  gly E 2 GGG gly G 51 Figure 1^、参照 2 り一及びファン(1991) Plant Physical 96 :  1395−1397゜C,rA、 LhalianaJオレオジン−IL−1− β融合体の生産配列:5’ CACACCAGGAACTCTCTGGTAAG C3゜(塩基位置ニー838から814)、オリゴヌクレオチドGVRIO5°  CACTGCAGGAACTCTCTGGTAAGC3゜を設計した。GVR I Oは、クローニングを容易にするために、Pstl制限部位(下線)を有し ている。このポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用して、GVRIOおよびG VRIIの間の領域を増幅する。この反応混合物は、16μlのdNTPs ( 1,25mM) 、10urのl0XPCR緩衝液(100mMのトリスHci ’pH8,3,500mMのKCC15mMのMgCl1@ 、0. 1%(w /v)ゼラチン)、5μlのGVRI l (20μM) 、lulのTaqD NAポリメラーゼ(1u/μl)および64μlの11!0を含有していた。こ の反応を、30サイクル実施した。各サイクルは、92℃での1分間の変性、4 5℃での1分間のアニーリングおよび72℃での3分間の伸長からなっていた。
このPCR反応によって、1652個のヌクレオチドからなる単一のフラグメン トが得られた。
D、rA、 LbalianaJオレオジン−IL−1−β(OBPIL)融合 体のクローニング 5° 5ail−ツバリンシンターゼ(nos)ターミネーター−EcoRl3 ゜配列を、pBI121(クローンチック ラボラトリーズ社)から分離し、p UC19のSal/EcoR1部位中へとクローニングした。このプラスミドを pTc rmと呼ぶ。1(i52bpのフラグメント(C,で説明した)を分離 し、制限酵素Pstlおよび5ailによって消化した。このフラグメントを、 pTERM中でクローニングした。得られたプラスミドを、pUcOBRI L T (図5)と呼んだ。このプラスミドをEcoRlおよびPstlで消化し、 消化pUc19ベクターおよびE cORI −A、 LI+aliana オ レオジン−IL−1−β−110s −Pstl融合体Ps t I (OBP  I LT)が得られた。0BPILTの完全な配列を、図7に示す。0Ilr ’lLTを、pブルースクリプト0のEcoRI/Pst1部位中でサブクロー ニングした。このプラスミド(pBIOBPILT)を、PstlおよびHin dll+によって消化し、このPstl−OBPll、T −Hi nd I  r Iフラグメントを、選択標識(ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ)お よびPstl−Hindl I l特異的部位を含有する、バイナリ−アグロバ クテリウム プラスミド(Bin 19)(ベヴアン、M、rNucl、Ac1 d Res、 J 1984年、12:8711〜8721頁〕中でサブクロー ニングした。こうして得られたプラスミドを、pcGOBP I LTと呼んだ 。このクローニング手順の概略図を、図5に示す。種々のバイナリ−プラスミド の説明については、次を参照する: pGA(i 42または(i45; Cア ン等、1985年、rEMI30.J、J 4.277−288頁〕またl!p CGN 1558または1559; 〔マクブライドおよびサマーフェルト、1 990年、rPIanL Mo1ec、 Bi。
1、J14:269〜276頁〕。
F、アグロバクテリウム株EHAIOI中へのpcGOIIPILTの形質転換 1つのEHA 101 コo= −(フッド等、1986年rJ、 [IacL 、J l 68 : 1291−1301頁〕を使用して、5 m lのLl] +I OOug/mlカナマイシンを培養した。この培11菌を48時間、28 ℃で成長させた。この5mlの培養菌を使用して、500m1のLIl+100 μg/m!カナマイシンを培養した。
この培養菌を28℃で、この培養菌が0D600=0.5の密度に到達するまで 成長させた(約4時間)。これらの細胞を回転させ(10分間、5000Xg) 、500m1の無菌HtO中に再懸濁した(2回繰り返した)。これらの細胞を 再び回転させ、10%のグリセリンを含有する無菌のHI 03mI中に再懸濁 させた。40μlの細胞をエノペンドルフチューブ中に分け、エレクトロボレー ンヨンのために直接に使用するか、または将来使用するために一80℃で貯蔵し た。
エレクトロポレーシヨンは、〔ボウアー等、rNucl、^cid、 Res、 J 1988年、16:6127〜6145頁〕に従って実施した。パルス発生 機を、この試料チャンバーと平行に、25μFのギヤパシター、2.5kVおよ び200オームに設定した。
G、pcGOBP[LTによるニコンアナ タバクム(タバコ)の形質転換pc GOBPILTを含有するEHAIOIを使用して、タバコリーフディスクを形 質転換した。8〜lOセンチメーターの長さのタバコ葉を、温室で成長させた植 物から採取し、70%エタノール中で20分間無菌化し、次いで(rJaVeX Jのような)10%漂白剤中で8分間無菌化した。次いで、これらの葉を無菌水 中で6回洗浄した。この葉のエツジおよび主脈を、この葉から切開し、残った葉 片を、5%7mmの四角片または直径5mmの円板へと分割した。約30のリー フディスクを回収し、小さなペトリ皿中へと配置した。次いで、このアグロバク テリウム溶液を、このタバコディスク上へと注ぎ、9分間培養を生じさせた。次 いで、これらの葉片を無菌ワットマン濾紙上でブロッティングし、背軸面側を下 にして媒体1 (MS、3%しょ糖および2mg/f 2.4−D)上に配置し た。共存培養を、続く48時間の間進行させた。この点で、これらのリーフディ スクを、選択培地(Ml)、396 L ヨ糖、2.5mg/j! Ba、O, 1mg/l NAA、500mg/fカルベニンジン、および100mg/l  カナマイノン)上へと移し、ここでこれらを次の4週間残留させた。いったん苗 条が現れはじめると、これらを切開し、枳付き培地(MS、3%しょ糖、0.1 mg/i NAA、500mg/i’カルベニシリン、および50μlg/j!  カナマイシン)上へと配置した。十分に根が形成された後に、このタバコ植物 を土壌へと移した。
H,pcGOBPILTによるrB、nal)usJの形質転換rB、napu s」の形質転換を、〔モロニー等rPlanL cell Rep、 J 19 89年、8238〜242頁〕 (この開示を参照して本明細書中に包含する) に従って実施した。
形質転換手順 バイナリ−プラスミドを含有するアグロバクテリウム ツメファシェンス株E1 1AIOIの単一のコロニーを、終夜28℃でAll培地中で成長させた。この 懸濁液の50μlの試料を、適当な抗生物質を補充したMG/L培養液培養液5 マl中28℃で成長させた。この細菌懸濁液を、遠心分離によって15分間、1 10000Xでペレット化し、次いで3%しょ糖を含有するpH5,8のMS培 地中10m1中に再懸濁させた。この懸濁液の薄膜を使用して、5cmのベトリ 皿の底を覆った。切開した各子葉を、上記したプレートから採取し、これらの葉 柄の切断面を、この細菌懸濁液中に数秒間浸漬させた。これらを、採取したとこ ろから直ちに同じMS培地中へと戻した。この子葉を、アグロバクテリウムによ って、72時間共存培養した。フィーダ一層は使用しなかった。
共存培養の後、これらの子葉を、20μMのベンジルアデニン、3%のしよ糖、 07%のpH5,8の生理寒天、500mg/j!のカルベニシリン([ビオペ ンアイエルスト: Pyopen AyersL Jおよび15mg/lの硫酸 カナマイシン(ボリンゲル社−マンハイム)を補充したMS培地を含有する再生 培地へと移した。
再び、これらの葉柄を、深さ2mmの寒天中に慎重に埋め込んだ。平板密度は、 プレート当たり10個の植物片に維持した。密度が高いと、再生頻度が減少する 。
選択および植物の再生 この植物片を、光下および特定の温度条件下で2〜3週間以上、再生培地上で保 持した。この時間の間、多くの苗条が、この植物片の半分以上の上に、比較的に 小さなカルス生成と共に現れた。これらの苗条の幾つかは、4週間の培養で、漂 白を受ける。残留する緑苗条を、再生培地と同じものからベンジルアデニンを除 いた苗条伸長培地上へと継代培養した。この培地上での1または2週間によって 、生成した苗条クラスターからの頂芽の優性の確立が可能となった。ここに由来 する苗条は、MS培地、3%しょ糖、2 m g / lのインドールブチル酸 、0゜7%の生理寒天および500mg/lのカルベニシリンを含有する「根付 き」培地に移した。この段階ではカナマイシンは使用しなかったのは、選択剤な しに一層急速に根付きが生ずる一方、ごく僅かの「逸出植物」が、再生および苗 条伸長培地上で2ラウンド目の選択の後に、根付きの際に実際に継代したことを 見いだしたからである。
■ タバコおよびr[1,napus Jゲノム中の0BPILTの安定な組み 込み推定上の形質発現植物を、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ活性につ いて試験した。この活性を示す植物からのゲノムDNAを分離した。サザンブロ ソティングを実施することによって、T−DNA周辺の間の配列(OBPILT および不オマインンホスホトランスフエラーゼ遺伝子)が、タバコおよびrB、  napuS」ゲノム中へと、安定に組み込まれたことを示した。このタバコ種 子中を、rA、 thalianaJオレオジン遺伝子、およびこのネオマイシ ンホスホトランスフェラーゼ遺伝子を用いて試験した。このrB、napus  Jサザンを、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子を用いて試験した。
J タバコ植物中でのオレオジン−IL−1−β融合体の形質発現形質転換され たおよび形質転換されていない植物から得られた成長中の胚か呟RNAを分離し た。遺伝子プローブとしてrA、 Ll+alianaJオレオジンを使用して 、ノザンブロッティングを実施した。すべての試験した形質転換植物において、 850nLの転写産物を検出することができた。これらの転写産物の寸法は、オ レオジン−IL−1−βの予期された寸法に対応している。これらの転写産物は 、形質転換されていない植物中では検出できなかった。
K、オレオジン−[L−1−βタンパク質の蓄積油体タンパク質を、形質転換さ れたタバコ種子〔ホルブルック等、199I年rPIantPhysical」 97 :l051〜1058頁〕から分離した。PAGEを実施し、タンパク質 をこのゲルからPVDF膜へと移した。rB、napus Jの22kDaのオ レオジンに対して成長した抗体を使用して、このタバコ種子中のオレオジン−I L−1−β融合体を検出した。この抗体は、rB、napus Jおよび「A。
IhalianaJ中の主要なすべてのオレオジンを認識する。更に、この抗体 は、タバコオレオノンを認識する。タバコオレオジンは、rA、 Lhalia naJおよびrB、napus Jオレオジンとは、異なる寸法を有している。
この形質転換されたタバコ種子中においては、抗−22kDa抗体は、形質転換 されていないタバコ種子中に存在しない20kDaのタンパク質を認識した。こ のオレオジン−IL−1−β融合体の予期された寸法は、20.IkDaである 。これらの結果の要約を、表2に示す。
油体タンパク質に接合した目的のペプチド、またはその相当部分を形質発現させ て、油体の入手をもたらすことによって、この目的のペプチドを、容易に精製し て他の細胞成分か実質的にないようにすることかできる。この融合タンパク質は 、精製につづいて開裂させることができ、または開裂なしに使用することができ る。この主題の方法および組成物は、目的のポリペプチドを精製するための、早 く、簡単な方法をもたらす。
本明細書で引用したすべての出版物および特許出願を、それぞれの各出版物およ び特許出願が、参照によって包含されるものと特別に各々措定されている場合と 同じ程度に、ここで参照として包含する。
ここで、本発明の詳細な説明したが、本分野で通常の知識を有する者であれば明 らかであろうように、添付した特許請求の範囲の思想および範囲から離れること なく、本発明に対して多くの変更および修飾を加えることができる。
形質転換されていない NT NT 形質転換されていない − + + ■ 安定な組み込み、1中で記載したように測定、前出。前出のJで記載したよ うにしてオレオジン−11−1−b融合体を形質発現。
融合タンパク質を検出。NT=試験しない。
1:l++6 % +/1w讐 =二 ス 二 ョ 是 害五ミ ミ ミ 5  :FIG、lA。
II FIG、2゜ Xho 工 τCG ’1°GA CGAGCT GGCにへG CCA GGCCGGTA CPro Leu Gly Pr。
フライ量−ゼ°読濶虻七寺−フ FIG、3゜ E、coli和合性プラスミド中のリンカ−クローンをモチーフ暗号化するプロ テアーゼ(例えばコラゲナーゼ)標的を使用して融合遺伝子を構成するT−DN A周辺を含有する広い宿主範囲レプリコン(即ち、アグロバクテリウム バイナ リ−ベクター)中へと構成体を挿入する葉、茎、子葉または葉柄植物片を使用し て植物細胞を形質転換するトランスジェニック植物を再生する ■ 種子を結ばせる 水性抽出緩衝液中で種子を粉砕する (ティラー等、1990年) 遠心分離か他で油体を分離する コラゲナーゼ測定緩衝液中で、洗浄された油体を懸濁させ、万単位の精製コラゲ ナーゼを添加する 遠心分離によって残留油体を分離する 硫酸アンモニウム沈降法、カラムクロマトグラフィー等によるプロテアーゼ処理 から放出タンパク質を分離する放出された組み換え体ペプチド上で生物測定を実 施するインター0イ久ソ l−7!3gvrll (71−mer)FIG 、  6゜ CλC?GCAGGAACTCTCTGGTAAGCTAGCTCCACTCC CCAGAAACAACCGGCGCCAAATTGCCGGAATTGCT 入TCTCTCATTCAAAATCTCATTCTCTCTAGTAAACへ AGAACAAAAAAATGGCGGATACAGCTFIG、乙 補正書の写しく翻訳文)提出a(特許法第184条の8)

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.油体を標的化することができ、次式pp1−aa25−aa2■−V−V− T−L−aa21−p−AAAT aa34−G−G−aa3■−L−L−aa3■−L−aa41−M G−I−aa44−L−aa4■−aa47−T−L−I−SLSVV aa■1−L−aa■3−V−A−T−P−L−aa■■−L−VV L−F−S−P−V−L−V−P−A−A−L−aa73−1ILI aa74−aa75−aa76−aa77−aa78−G−F−L−GL S−S−aa■7−G−V−aa■■−aa■0−L−S−TIIT aa93aa94−S−aa96−aa97−aa98−aa99−T aa100−a101−PP2  を有しているポリペプチドであって、ただしこのペプチドが、にんじんからの1 6kdのオレオジンまたはトウモロコシからの16kdまたは18kdのオレオ ジンを自然発生させる全長以外であることを特徴とするポリペプチド。
  2. 2.pp1およびpp2の少なくとも一方が目的のポリペプチドを含有している 、請求項1記載のポリペプチド。
  3. 3.pp1およびpp2の少なくとも一方が、免疫源を与える抗原性アミノ酸配 列を有している、請求項1記載のポリペプチド。
  4. 4.(a)次のアミノ酸配列: 1020 M−N−G−R−D−R−D−Q−Y−Q−M−S−G−R−G−S−D−Y− S−K−3040 S−R−Q−I−A−K−A−A−T−A−V−T−A−G−G−S−L−L− V−L−5060 L−S−L−T−L−V−G−T−V−I−A−L−T−V−A−T−P−L− L−V−7080 I−S−S−T−I−L−V−T−A−L−I−T−V−A−L−L−I−T− G−S−90100 L−S−S−G−C−F−G−I−A−A−I−T−V−F−S−W−I−Y− K ★−Y−110120 L−L−I−E−H−P−Q−G−S−D−K−L−D−S−A−R−M−K− L−G−130140 S−K−A−Q−D−L−K−D−R−A−Q−Y−Y−G−Q−Q−H−T− G−W−150 E−H−D−R−D−R−T−R−G−G−Q−H−T−T;中に含まれる少な くとも8つの連続的なアミノ酸配列を含有するペプチド;および (b)(a)における前記アミノ酸配列またはそのフラグメントに基づいて設計 されたオリゴヌクレオチドプローブによって同定されるDNA配列で暗号化され たペプチドであって、ただしこのペプチドが、にんじんからの16kdのオレオ ジンまたはトウモロコシからの16kdまたは18kdのオレオジンを自然発生 させる全長以外である; からなる群より選ばれた油体を標的化しうることを特徴とするポリペプチド。
  5. 5.(a)における前記ポリペプチドが、次のアミノ酸配列:3040 A−K−A−A−T−A−V−T−A−G−G−S−L−L−V−L−5060 L−S−L−T−L−V−G−T−V−I−A−L−T−V−A−T−P−L− L−V−7080 I−S−S−T−I−L−V−T−A−L−I−T−V−A−L−L−I−T− G−S−90100 L−S−S−G−G−G−I−A−A−I−T−V−F−S−W−I−Y−K  ★−Y−110120 10 1 L− に含まれる少なくとも12の連続したアミノ酸を含有している、請求項4記載の ポリペプチド。
  6. 6.(a)油体への榛的化をもたらすのに十分なオレオジンまたはその一部と、 (b)目的のポリペプチドとを暗号化するDNA配列を含有するDNA構成体。
  7. 7.前記DNA配列と操作可能に会合している少なくとも一種の調節配列を含有 するベクターDNAであって、このDNA配列が、宿主細胞中の前記DNAを複 製させることができるベクターDNA:を更に有する、請求項6記載のDNA構 成体。
  8. 8.前記調節配列が、更に宿主細胞中で前記DNAを形質発現させることができ る、請求項7記載のDNA構成体。
  9. 9.前記DNAがcDNAである、請求項6記載のDNA構成体。
  10. 10.成分として、転写の方向に、種子中で形質発現した遺伝子の領域5′から 翻訳開始部位への相当部分を有しており、種子中でのDNA配列の形質発現をも たらす第一のDNA配列;油体の標的化をもたらすオレオジンまたはその相当部 分を暗号化する第二のDNA配列であって、この第二のDNA配列が、少なくと も一種の天然または合成の認識部位を含んでおり;および翻訳および転写停止領 域を有しており、ここで前記の成分が操作可能に連鎖しており、前記第二のDN A配列の形質発現が、前記第一のDNA配列によって調節されている、形費発現 カセット。
  11. 11.前記第一のDNA配列が、シリアルまたは穀類の種子細胞中で形質発現し た遺伝子からである、請求項10記載の形質発現カセット。
  12. 12.「Aradopsisthaliana」のゲノムが、前記第一のDNA 配列および前記第二のDNA配列の少なくとも一種を含有している、請求項10 記載の形費発現カセット。
  13. 13.前記第二のDNA配列が、 (a)次のアミノ酸配列: 1020 M−N−G−R−D−R−D−Q−Y−Q−M−S−G−R−G−S−D−Y− S−K−3040 S−R−Q−I−A−K−A−A−T−A−V−T−A−G−G−S−L−L− V−L−5060 L−S−L−T−L−V−C−T−V−I−A−L−T−V−A−T−P−L− L−V−7080 I−S−S−T−I−L−V−T−A−L−I−T−V−A−L−L−I−T− G−S−90iOO L−S−S−G−G−F−G−I−A−A−I−T−V−F−S−W−I−Y− K ★−Y−110120 L−L−I−E−H−P−Q−G−S−D−K−L−D−S−A−R−M−K− L−G−130140 S−K−A−Q−D−L−K−D−R−A−Q−Y−Y−G−Q−Q−H−T− G−W−150 E−H−D−R−D−R−T−R−G−G−Q−H−T−T;のうち少なくとも 8つのアミノ酸および最大でその全長を含んでいるペプチドおよび (b)(a)における前記アミノ酸配列またはそのフラグメントに基づいて設計 されたオリゴヌクレオチドプローブによって同定されるDNA配列で暗号化され たペプチド: からなる群からのペプチドを暗号化している、請求項10記載の形質発現カセッ ト。
  14. 14.油体タンパク質(OBP)遺伝子であって、種子中でこの遺伝子の形質発 現をもらたす、領域5′から翻訳開始部位への相当部分を有しており、かつ前記 OBP遺伝子のちょうど5′からメチオニン開始コドンまでと5′から翻訳停止 信号までとの間に、少なくとも1つの制限部位を有している、油体タンパク質遺 伝子: を含有している、形質発現カセット。
  15. 15.前記OBP遺伝子によって読み取り枠内の前記制限部位中へと挿入された 目的のポリペプチドを暗号化するDNA配列を更に有する、請求項14記載の形 質発現カセット。
  16. 16.前記制限部位が、合成の制限部位である、請求項14記載の形費発現カセ ット。
  17. 17.前記制限部位中へと挿入されたプロテアーゼ認識部位のオリゴヌクレオチ ドアダプター暗号を更に有している、請求項14記載の形質発現カセット。
  18. 18.前記プロテアーゼがコラゲナーゼである、請求項17記載の形質発現カセ ット。
  19. 19.油体タンパク質(OBP)遺伝子中への読み取り=鎖内に挿入された目的 のポリペプチドを暗号化し、油体タンパク質遺伝子が種子中でのこの遺伝子の形 質発現をもたらすためにこのOBP遺伝子の調節領域5′から翻訳開始部位への 相当部分を存している、第一のDNA配列を有している形質発現カセットであっ て、この配列が、前記調節領域中で形質発現されるような前記遺伝子中の部位に 挿入されている、形質発現カセット。
  20. 20.プロテアーゼ認識部位5′から前記第一のDNA配列を暗号化する第二の DNA配列を更に有しており、この第二のDNA配列が、前記第一のDNA配列 および前記OBP遺伝子と共に読み取り枠内に存在している、請求項19記載の 形質発明カセット。
  21. 21.種子中で目的のポリペプチドを形質発現させる方法であって:ゲノム組み 込み条件下で形質発現カセットによって宿主植物細胞を形質転換させ、ここでこ の形質発現カセットが、成分として、転写の方向に、種子中で形質発現した遺伝 子の領域5′から翻訳開始部位への相当部分を有しており、種子中でのDNA配 列の形質発現をもたらす第一のDNA配列;油体の標的化をもたらすオレオジン またはその相当部分を暗号化する第二のDNA配列であって、この第二のDNA 配列が、少なくとも一種の天然または合成の認識部位を含んでおり、この認識部 位の中へと、目的のポリペプチドを暗号化する第三のDNA配列が読み取り枠内 に挿入されており;および翻訳および転写停止領域を有しており;ここで前記の 成分が操作可能に連鎖しており、前記第二のDNA配列の形質発現が、種子中で の形質発現のために前記第一のDNA配列によって調節されている、種子中で目 的のポリペプチドを形質発現させる方法。
  22. 22.「Thalianaaridopsis7」のゲノムが、前記第一および 前記第二のDNA配列のうち少なくとも一方を有している、請求項21記載の方 法。
  23. 23.種子中で目的のポリペプチドを形質発現させる方法であって;ゲノム組み 込み条件下でDNA構成体によって宿主植物細胞を形質転換させ、ここでこのD NA構成体が、油体タンパク質(OBP)遺伝子中へと読み取り枠内で挿入され た目的のポリペプチドを暗号化する第一のDNA配列を有しており、油体タンパ ク質遺伝子が、種子中での前記遺伝子の形質発現をもたらす前記OBP遺伝子の 調節領域5′から翻訳開始部位までの相当部分を有しており、ここで前記配列が 、前記調節領域下で形質発現されるような前記遺伝子中の部位に挿入されており 、これによって前記DNA構成体が前記植物細胞のゲノム中へと組み込まれ始め ;および 前記植物を成長させて種子を生じさせ、これによって目的のポリペプチドを、前 記OBP遺伝子の形質発現産物と共に融合タンパク質として形質発現させる種子 中で目的のポリペプチドを形質発現させる方法。
  24. 24.前記種子の細胞中で油体から前記融合タンパク質を分離することを更に含 む、請求項23記載の方法。
  25. 25.前記分離が: 前記種子の細胞を溶菌させて前記油体を放出させ;および前記油体を破壊するこ とによって前記触合ポリペプチドを放出させることを含む、請求項24記載の方 法。
  26. 26.前記分離が: 目的の前記ポリペプチドのN−末端の前に位置する前記融合ポリペプチド中のプ ロテアーゼ認識部位を認識しうるプロテアーゼに対して前記融合ポリペプチドを 接触させることを更に含んでいる、請求項25記載の方法。
  27. 27.前記接触に先立って、前記OBP遺伝子の形質発現産物に対して結合しう る抗体を有する固体担体に対して前記融合タンパク質を結合させることを更に含 んでいる、請求項26記載の方法。
  28. 28.目的の精製ポリペプチドを得る方法であって:ゲノム組み込み条件下でD NA構成体によって宿主植物細胞を形質転換させ、ここでこのDNA構成体が、 油体タンパク質(OBP)遺伝子中へと読み取り枠内で挿入された目的のポリペ プチドを暗号化する列一のDNA配列を有しており、油体タンパク質遺伝子が、 種子中での前記遺伝子の形質発現をもたらす前記OBP遺伝子の調節領域5′か ら翻訳開始部位までの相当部分を有しており、ここで前記DNA配列の形質発現 が前記調節領域によって調節されるように、前記配列が前記遺伝子中の部位に挿 入されており、これによって前記DNA構成体が前記植物細胞のゲノム中へと組 み込まれ始め;前記植物を成長させて種子を生じさせ、これによって目的の前記 ポリペプチドを、前記OBP遺伝子の形質発現産物と共に融合タンパク質として 形質発現させ; 種子の細胞から油体を分離し; この油体を破壊することによって前記融合タンパク質を放出させ;および目的の 前記ポリペプチドを精製する ことを含んでいる方法。
  29. 29.目的の前記ポリペプチドが、植物ゲノムによって暗号化されたポリペプチ ド以外である、請求項28記載の方法。
  30. 30.目的の前記ポリペプチドが、油体中に天然に存在しているポリペプチド以 外である、請求項28記載の方法。
  31. 31.前記分離が: 前記種子からの細胞の溶菌に続いて汕体フラクションを回収することを含んでい る、請求項30記載の方法。
  32. 32.請求項10、14または19のいずれか一つの請求項に記載の形質発現カ セットを有する植物細胞。
  33. 33.請求項10、14または19のいずれか一つの請求項に記載の形質発現カ セットを含有する細胞を行ずる植物。
  34. 34.請求項23の方法によって得られた、種子中の目的のポリペプチドを形質 発現する植物。
  35. 35.請求項10、14または19のいずれか一つの請求項に記載の形質発現カ セットを含有する種子。
  36. 36.請求項23の方法によって得られた、目的のポリペプチドを形質発現する 種子。
  37. 37.油体中の目的のポリペプチドを得る方法であって:種子中の前記ポリペプ チドを、融合タンパク質として、前記油体の標的化をもたらすオレオジンまたは その相当部分によって形質発現させることを含んでいる、油体中の目的のポリペ プチドを得る方法。
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