JPH0771508B2 - ポリペプチド及びその製造方法 - Google Patents

ポリペプチド及びその製造方法

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JPH0771508B2
JPH0771508B2 JP61310177A JP31017786A JPH0771508B2 JP H0771508 B2 JPH0771508 B2 JP H0771508B2 JP 61310177 A JP61310177 A JP 61310177A JP 31017786 A JP31017786 A JP 31017786A JP H0771508 B2 JPH0771508 B2 JP H0771508B2
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hgh
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/61Growth hormone [GH], i.e. somatotropin

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はソマトメジン様活性のあるポリペプチド及びこ
のポリペプチドをコードする遺伝子を含むプラスミドで
形質転換された微生物を用いるその製造方法に関するも
のである。
[従来の技術] ヒトを含む哺乳動物では、骨組織の成長促進に関与する
物質としてソマトメジンA、IGF−I及びIGE−IIなどが
知られている。これらの物質(以下ソマトメジン様活性
物質と云う)は肝組織から放出され、直接に骨細胞に作
用してその増殖を促進する。これらの物質の産生,分泌
は成長ホルモンにより制御されていると考えられている
が、成長ホルモン自体にはソマトメジン様活性は非常に
小さいと云われている。
ソマトメジン様物質は骨組織の成長促進のための医薬と
して有用であるが、その産生,分泌量は極めて微量で、
抽出も簡単でないので、これらを生体から大量に得るこ
とは困難であり、特にヒトの場合には全く不可能であ
る。
ソマトメジン様物質はポリペプチドであるので、遺伝子
組換の手法により微生物に生産させることも考えられる
が、これらの物質は分子量約7,000の比較的低分子量の
物質であり、微生物菌体内で発現されたとしてもその量
は僅かであり、また菌体内や抽出,精製の過程での消
化,分泌等のためにこれらを効率よく生産させることは
非常に困難である。
[発明が解決しようとする問題点] 従って遺伝子組換の手法で大量に生産可能なソマトメジ
ン様物質又はソマトメジン様活性を有する物質を得るこ
とは重要な課題である。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、ヒト成長ホルモン(以下hGHと云う)の
N−末端よりC−末端側へ138番目までのアミノ酸連鎖
を持つポリペプチドにこのソマトメジン様活性のあるこ
と、このポリペプチドは、hGHをコードし、かつ遺伝子
組換の手法でhGHを発現することのできる合成遺伝子と
して知られているDNAセグメントの相当する部分を発現
可能に挿入したプラスミドで形質転換した大腸菌を用い
て発現可能であること、及びこの様なプラスミドは、そ
の3′末端に制限酵素Sa lIの部位を有する前記合成遺
伝子を、hGHの発現可能に含むプラスミドから制限酵素B
gl II及びSal Iによる消化とリンカーを用いる再接着に
よって調製可能であることを発見して本発明を完成し
た。
即ち本発明はhGHのN−末端によりそのC−末端側へ138
番目までのアミノ酸連鎖を持つポリペプチド(但しその
N−末端にメチオニンが付加されていてもよい)を提供
するものである。
この様なポリペプチドは、式 (以下式−Iで云う)で表わされるアミノ酸連鎖からな
るものである(但し、N末端にメチオニン残基が付加さ
れてよく、かつ本質的にソマトメジン様活性を損わない
程度で多少の変更はあってよい)。
この様なポリペプチド(以下hGH−ABポリペプチドと云
う)をコードするDNA連鎖を含む合成遺伝子はhGHのAB部
分をコードする遺伝子として知られている(特開昭60−
234584号公報)。この遺伝子はhGH−ABポリペプチドを
コードする次式のDNA連鎖(以下hGH−AB遺伝子と云う)
を含んでいる。
このhGH−AB遺伝子は大腸菌中に安定に保持され、かつ
複製可能なプラスミド中に、大腸菌中で発現可能な様に
挿入されることができる。この様にしてhGH−AB遺伝子
の挿入されたプラスミドpAB−1の物理地図を第1図に
示す。
このプラスミドの第1図上、制限酵素Cla I部位から下
流のSal I部位までのDNA配列を第2図に示す。
このプラスミドは、例えば特開昭60−234584号公報中で
開示されているpGH−Lシリーズのプラスミドから調整
することができる。第3図にこのpGH−Lシリーズのプ
ラスミドの物理地図、第4図にhGH遺伝子部分の制限酵
素部位をより詳細に示す。
hGH遺伝子のCla I部位から下流のBgl II部位までのDNA
配列はpAB−1のそれと全く同一である。Bgl II部位か
ら下流のSal I部位まではhGHのC部分と呼ばれている部
分をコードし、そのC端末のコードに停止コドンが続い
ている。そのDNA配列は下式の通りである。
第5図にpGH−Lシリーズのプラスミド、pGH−L9からの
pAB−1の調製を示す。この図に示す様にpAB−1はpGH
−L9を制限酵素Bgl II及びSal Iで二重消化し、必要に
応じてアガロース(アクリルアミド)ゲル電気泳動等で
精製してhGH−AB遺伝子を含む大きなDNA断片とし、これ
を式 で表わされるDNA連鎖からなるリンカーと連結環化して
調製することができる。
なおpGH−L9を細胞内に保有する大腸菌,E.コリ(E.col
i)pGH−L9は微工研菌奇第7606号として通商産業省工業
技術院微生物工業技術研究所に寄託されている。pGH−L
9は特開昭60−234584号公報に開示されている様に、こ
の寄託菌株を培養し、その菌体から慣用の方法によって
容易に抽出調製することができる。
pAB−1プラスミドはpGH−L9と同様に慣用の方法によっ
て大腸菌に容易に形質転換することができる。pAB−1
はpGH−L9由来のトルプトファン プロモーター・オペ
レーター系を持ち、これが強力にhGH−AB遺伝子の発現
を制御するので、得られた形質転換体は培地中で培養増
殖させ、インドールアクリル酸で誘導することによって
hGH−ABポリペプチドを著量蓄積する。その培養条件,
誘導条件等はE.コリpGH−L9と同様である。
菌体内に蓄積されたhGH−ABポリペプチドは菌体を溶菌
させたのち、通常の生理活性ポリペプチドの回収及び活
性化法によって分離回収することができる。
翻訳開始コドンとtrp L S.D.配列との間の塩基数がp
GH−L9と多少異なるが同様なプラスミドを持つE.コリ
pGH−L8(微工研菌寄第7605号),同−L11(同第7607
号)または同−L13(同第7608号)からも同様な発現系
を構築することができる。
[作用] hGH−ABポリペプチドはヒトを含む哺乳動物の骨組織に
直接働いてその成長を促進する。
[実施例] 以下本発明を実施例で更に詳しく説明する。
なお実施例中で略号で示した試薬は以下の通りである。
標準緩衝液:50mM Tris−塩酸pH7.5 35mM MgCl2 35 mM 2−mercaptoethanol Tris−NaCl:10mM Tris−塩酸緩衝液、 0.14M NaCl、pH8。
TE−蔗糖:25%蔗糖(W/V)、 50mM Tris−塩酸緩衝液、1mM EDTA pH8。
リゾチーム:10mg/mlリゾチーム、 0.25M Tris−塩酸緩衝液、pH8。
0.5M EDTA:pH8。
PNase:0.04M酢酸緩衝液(Ph5)に10mg/mlの濃度に溶か
し、100℃で5分間加熱処理する。
Lytic Mixture:0.1%非イオン系界面活性剤 (Triton X−100)、 50mM Tris−塩酸緩衝液、 62.5mM EDTA、pH8。
ポリエチレングリコール(PEG)6000:1級の粉末 5M NaCl CsCl:固体。
EB溶液:エチジウムブロマイトを水に対して 4.67mg/mlになるよう溶解して調製。
TE:10mM Tris−塩酸緩衝液、 1mM EDTA、pH7.4。
TE−sarkosyl:10mM Tris−塩酸緩衝液、 1mM EDTA、0.38%Sodium N−Lauroyl Sarkosinate、pH7.4。
TEN−10mM Tris−塩酸緩衝液、1mM EDTA、 0.1M NaCl、pH7.4。
実施例1 E.コリ pGH−L9((微工研菌寄第7606号)をPBB倍地
(ペプトン10g,肉エキス10g,NaCl2.5g,酵母エキス2g,水
1,pH7.0)に37℃で通気培養してプラスミドを増幅し
た。菌が2〜5×108/mlまで増殖したところでクロラム
フェニコールを最終濃度約150μg/mlになるように加
え、そのまま37℃で8時間培養した。
培養液400mlから集めた菌体(約1g)を約30mlのTris−N
aClに懸濁し、容量40mlの冷却遠心機用遠心管に移し、
7,000rpm、7分間遠心して沈澱させた。10mlのTE−蔗糖
を加えて懸濁し、0℃5分間報知後2mlの0.5mM EDTAを
加え、さらに0℃、10分間置いた。これに16mlのLytic
Mixtureを一気に加え、遠心管を数回反転して全体を
均一にした。そのまま0℃で15分間放置後、0℃で15,0
00〜18,000rpm、30分間遠心した。上清を静かに別の遠
心管に移した。約30mlのcleared lysateが得られた。
cleared lysateにその1/10重量のPEG粉末および1/10容
量の5M NaClを加え、マグネチックスターラーで完全に
溶解させた。0℃で1晩放置した後、10,000rpm、10分
間遠心した。沈澱を上清から分離した後、これを3mlのT
Eによく溶かしさらに少量のTEを加えて全体を正確に4.7
6mlにした。これに5.00g CsCl、0.5mlEB溶液を加えよ
く混合した。
2容のエタノールを加え、0℃、20分間放置後 10,000
rpmで10分間遠心し、上清をよく除き、沈澱を9mlのTE−
Sarkosylによく溶かし、さらに少量のTE−Sarkosylで9.
52gに調整した。これに10g CsCl、1mlEB溶液を混ぜて
約20℃、36,000 rpmで36時間遠心した。ブラックラン
プ(360nm)照射下プラスミドccDNAバンドを幅狭く回収
した。
TENで平衡化したSepharose Cl−48カラム(0.8×20c
m)に、得られたccDNA画分(0.8ml)をそのまま加え、T
ENで自然流出法によりゲル濾過を行った。
波長254nmにおける吸光度でモニターして約5mlのvoid
volume、DNA画分、RNA画分、さらに続いてEBおよびCsCl
が流出した。DNA画分に相当する最初のピークを集めてT
Eに透析してほぼ純粋なpGH−L9プラスミドDNAを得た。
pGH−L9 50μgを20mM Tris HCl(pH7.5)−10mM β
−EtSH−175mM NaCl−10mM MgCl2中Bgl II37.5U,Sal
I175Uを加え、37℃17時間インキュベートし反応停止、
フェノール処理後、DNAをエタノール沈でんさせ、5%
ポリアクリルアミド電気泳動に付した。ゲルから、抽出
を行いhGH−AB部分遺伝子を含む約4.6KbpのDNA断片約20
μgを得た。
一方 の連鎖からなるBgl II−Sal IリンカーDNA断片を化学合
成した。
hGH7−AB遺伝子1pmol、リンカーDNA断片10pmolにDNAリ
ガーゼ350U(ベーリンガー・マンハイム)を加えて、20
℃20時間結合反応を行わせた。
反応停止後、フェノール処理を行い、DNAをエタノール
で沈でんさせた。このうち1/4を用いてE.コリ HB101を
コーエンらの方法で形質転換し、アンピシリン耐性でテ
トラサイクリン感受性を指標にクローニングを行った。
得られた形質転換株、E.コリ HB101 pAB−1をE.コリ
pGH−L9の場合と同様にして培養,溶菌,プラスミド
分離及び精製を行い、pAB−1プラスミド20μgを得
た。得られたpAB−1プラスミドについてジデオキシ法
によってシーケンシングを行い、これが第1図の物理地
図及び前述した各DNA連鎖部分と一致することを確認し
た。
M9−0.2% Casamino Acid−0.4% Glucose−Ap(20
μg/ml)−チアミン(10μg/ml)培地を培地として用
い、対数増殖期の初期にインドールアクリル酸を(40μ
g/ml)になるように加えて、形質転換株E.コリ HB101
pAB−1を23時間通気培養した。
得られた菌体は超音波破砕、遠心分離後、7M尿素を含む
20mM Tris−HCl(pH 7.5),10mM β−メルカプトエ
タノールロマトグラフィによる精製を行った。
溶出は同一のバッファを用いた。次にDEAE−cellulose
カラムにチャージし、10mM β−メルカプトエタノー
ル、7M尿素を含む20mM Tris−HCl(pH7.5)中、0〜0.
3MのNaClでグラジエンド溶出を行った。高分子量の不純
物については同一バッファ−中Sephadex G−75カラム
を用いて除去した。
得られたhGH−ABフラクションは10mM炭酸アンモニウム
溶液に対して透析を行った。各精製ステッフでのSDS−P
AGEによる分析結果を第6図に示す。同図中レーンMrは
分子量マーカー、同1は超音波破砕液、同2は遠心分離
で得られる沈澱物の溶解液、同3はSephadex G−50カ
ラムクロマトグラフィ後のフラクション、同4はDEAE−
celluloseクロマトグラフィ後のフラクション、同5はS
ephadx G−75カに溶解し、Sephadex G−50カラムク
ラム後はフラクションを各々示す。またred+,−はメ
ルカプトエタノールを含む場合及び含まない場合をそれ
ぞれ示す。
実施例2 このようにして得られたhGH−ABポリペプチドは若干ラ
ビットから得られる軟骨細胞を用いた35S硫酸塩の取り
込み実験においてソマトメジン類似活性を有することが
わかった。
このバイオアッセイに用いた細胞は若干ラビットから得
られる軟骨細胞で、0.3%FCSを含むDulbeco′s modif
ied Eagle′s medium(DMEM)中で24hプレインキュ
ベーションした後、試験サンプルおよび0.5μciのH2 35S
O4を加えてさらに24hインキュベーションを行った。プ
ロテオグリカン合成はプロナーゼE処理後、塩化セチル
ピリジニウムで沈澱する物質への35SO4 2-の取り込みを
測定することで行った(表2)。
[発明の効果] hGH−ABポリペプチドはこれまでのソマトメジン類似活
性を有する物質などの場合と異なり発現率も高く抽出・
精製も容易にかつ効率よく行え、骨の成長促進剤として
の幅広い応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の骨組織の成長促進剤の有効成分である
hGH−ABポリペプチドを調製するために使用できるプラ
スミドの物理地図を、第2図はこのプラスミドのhGH−A
B遺伝子の両末端部分の塩基配列を、第3図は第1図の
プラスミドを調整するための原料となるプラスミドの物
理地図を、第4図はこの原料プラスミドのhGH遺伝子を
それぞれ示す図であり、第5図は本発明の方法による第
1図のプラスミドの調整を説明する図であり、第6図は
hGH−ABポリペプチドのSDSポリアクリルアミド電気泳動
パターンを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 15/09 //(C12P 21/02 C12R 1:19)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 で表わされるアミノ酸連鎖(ただし、N末端にメチオニ
    ン残基が付加されて良い)を持ちソマトメジン様活性を
    有するポリペプチド。
  2. 【請求項2】式 で表わされるDNA配列を有する遺伝子セグメントを発現
    可能に保有するプラスミドで形質転換された細菌を栄養
    培地に培養してこの遺伝子を発現させ、その遺伝し産物
    である、式 で表わされるアミノ酸連鎖(ただし、N末端にメチオニ
    ン残基が付加されて良い)を持ちソマトメジン様活性を
    有するポリペプチドを採取することを特徴とするポリペ
    プチドの製造方法。
JP61310177A 1986-12-29 1986-12-29 ポリペプチド及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH0771508B2 (ja)

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JPS60234584A (ja) * 1984-05-09 1985-11-21 Morio Ikehara 組換プラスミド

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