JPH09313184A - Cyclophilin-type PPIase gene derived from halophilic archaea - Google Patents

Cyclophilin-type PPIase gene derived from halophilic archaea

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JPH09313184A
JPH09313184A JP8133353A JP13335396A JPH09313184A JP H09313184 A JPH09313184 A JP H09313184A JP 8133353 A JP8133353 A JP 8133353A JP 13335396 A JP13335396 A JP 13335396A JP H09313184 A JPH09313184 A JP H09313184A
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JP
Japan
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ppiase
gene
dna
sequence
protein
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JP8133353A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshimochi Iida
年以 飯田
Masahiro Furuya
昌弘 古谷
Kiyoko Suzuki
聖子 鈴木
Norio Iwabuchi
徳郎 岩淵
Tadashi Maruyama
正 丸山
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KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
Original Assignee
KAIYO BIO TECHNOL KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 変性蛋白質の再生、蛋白質試薬の安定
化、組み換え蛋白質の生産、さらには新規免疫抑制剤、
生理活性物質の開発に有用な酵素であるPPIアーゼを
コードする遺伝子。 【効果】 動物由来のものと同様に、免疫抑制剤サイク
ロスポリンAに結合性のある、新規なサイクロフィリン
タイプPPIアーゼ遺伝子を提供する。
(57) Abstract: Regeneration of denatured protein, stabilization of protein reagent, production of recombinant protein, and further novel immunosuppressant,
A gene encoding PPIase, which is an enzyme useful for the development of physiologically active substances. [Effect] Similar to those derived from animals, a novel cyclophilin-type PPIase gene, which is capable of binding to the immunosuppressant cyclosporin A, is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、変性蛋白質の再
生、蛋白質試薬の安定化、組み換え蛋白質の生産におけ
る回収率の向上、さらには新規免疫抑制剤、生理活性物
質の開発に有用な酵素であるPPIアーゼ(Peptidyl pr
olyl cis-trans isomerase) をコードする遺伝子に関す
る。本遺伝子を組み込んだ組み換え体DNAを含む微生
物や培養細胞を培養液中で培養し、該培養物中に蓄積さ
れる該蛋白質を採集することにより得られる該蛋白質
は、種々の用途に利用することができる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an enzyme useful for regeneration of denatured proteins, stabilization of protein reagents, improvement of recovery rate in the production of recombinant proteins, development of novel immunosuppressive agents, and physiologically active substances. PPIase (Peptidyl pr
olyl cis-trans isomerase). The protein obtained by culturing a microorganism or a cultured cell containing a recombinant DNA incorporating the present gene in a culture medium and collecting the protein accumulated in the culture can be used for various purposes. You can

【0002】[0002]

【従来の技術】蛋白質はポリペプチドから成っており、
その構造形成、維持に働く因子が近年注目されている。
その因子として分子シャペロン、PPIアーゼなどが知
られるようになってきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Proteins are composed of polypeptides,
In recent years, attention has been paid to factors that act on the formation and maintenance of the structure.
Molecular chaperones, PPIases, etc. have come to be known as the factors.

【0003】遺伝子組み換え技術による有用蛋白質生産
において、大腸菌等の発現系においては過剰生産により
不活性な封入体として目的蛋白質が生産されることがあ
る[例えば微生物学基礎講座8遺伝子工学、pp73-74 、
安藤忠彦/坂口健二編、共立出版、1987]。このような
不活化蛋白質を活性化するには、不活性な封入体を回収
後、変性剤により可溶化し、希釈による再生反応時にこ
れらの因子を共存させる方法、及びこれらの因子をコー
ドする遺伝子とともに目的遺伝子を発現させる方法が考
えられている。一方、蛋白質試薬にはその液状化、およ
び室温保存化が望まれており、これらの因子を共存させ
ることによって達成される可能性が考えられている。
In the production of useful proteins by gene recombination technology, the target protein may be produced as an inactive inclusion body due to overproduction in an expression system such as Escherichia coli [for example, basic course of microbiology 8 genetic engineering, pp73-74. ,
Tadahiko Ando / Kenji Sakaguchi, Kyoritsu Shuppan, 1987]. In order to activate such an inactivated protein, a method of recovering an inactive inclusion body, solubilizing it with a denaturing agent, coexisting these factors during a regeneration reaction by dilution, and a gene encoding these factors In addition, a method for expressing a target gene has been considered. On the other hand, it is desired that the protein reagent be liquefied and stored at room temperature, and it is considered possible to achieve it by coexisting these factors.

【0004】一方、PPIアーゼは免疫抑制剤であるサ
イクロスポリンAおよびFK506のターゲット分子で
あること、また細胞内での蛋白質の折り畳み、細胞内情
報伝達系に関与すること等から、その阻害剤を探索する
ことは、新規免疫抑制剤、その他の生理活性物質の開発
につながると考えられる。
On the other hand, PPIase is a target molecule of immunosuppressant cyclosporin A and FK506, and is involved in intracellular protein folding and intracellular signal transduction system. It is thought that the search for the drug will lead to the development of new immunosuppressants and other physiologically active substances.

【0005】これまで市販されているPPIアーゼは、
例えばシグマ社からサイクロフィリン(Cyclophilin 、
サイクロスポリンA結合性蛋白質)タイプおよびFKB
P(FK506結合性蛋白質)タイプのものがそれぞ
れ、2種類、1種類ずつ上市されている(シグマ社1996
年度カタログP.311 及びP.447 )が、いずれも動物の臓
器から調製しており、供給源の確保に問題があった。ま
た大腸菌や好熱性真正細菌であるBacillus stearotherm
ophilus 由来のサイクロフィリンタイプPPIアーゼが
報告されている[Journal of Fermentation and Bioeng
ineering, Vol.79, No.2, 87-94, 1995 ]が、いずれも
サイクロスポリンAに感受性ではないので動物のタイプ
と異なっており、免疫抑制剤探索には利用しにくいと考
えられる。このことから、サイクロスポリンAに感受性
のある、新規なPPIアーゼの発見が期待されていた。
本発明者らは、古細菌に属する Halobacterium cutirub
rumからサイクロフィリンタイプPPIアーゼを精製
し、サイクロスポリンAに感受性であることを報告した
[Biochemical and Biophysical Research Communicat
ion, Vol.198, No.2, 87-94, 1994 ]。しかしながら、
本菌の培養には4日を要すること、また菌体破砕後の精
製ステップが5段階必要であることなど、PPIアーゼ
の取得に問題があった。
The commercially available PPIases are:
For example, Cyclophilin from Sigma
Cyclosporin A binding protein) type and FKB
Two types of P (FK506-binding protein) type are on the market, one type each (Sigma 1996)
Both the annual catalogs P.311 and P.447) were prepared from animal organs, and there was a problem in securing a supply source. E. coli and Bacillus stearotherm, which is a thermophilic eubacterium
A cyclophilin-type PPIase from ophilus has been reported [Journal of Fermentation and Bioeng
ineering, Vol.79, No.2, 87-94, 1995] are not sensitive to cyclosporin A, and thus are different from the animal type, and are considered to be difficult to use for immunosuppressant drug search. From this, the discovery of a novel PPIase sensitive to cyclosporin A was expected.
The present inventors have found that Halobacterium cutirub belonging to archaea
A cyclophilin-type PPIase was purified from rum and reported to be sensitive to cyclosporin A [Biochemical and Biophysical Research Communicat
ion, Vol.198, No.2, 87-94, 1994]. However,
There was a problem in obtaining PPIase, for example, 4 days were required for culturing the bacterium, and 5 purification steps were required after crushing the cells.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、遺伝子工学
の手法を用いてサイクロフィリンタイプPPIアーゼを
生産すべく、その生産のもととなる遺伝子を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gene which is a source of production of cyclophilin type PPIase so as to produce it by using a genetic engineering technique.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】サイクロスポリンA感受
性サイクロフィリンタイプPPIアーゼ(以下単に「P
PIアーゼ」という)をコードする遺伝子の全配列を得
るために、精製蛋白質を単離、N末端アミノ酸配列を決
定し、それらの配列をもとにプライマーを合成しPCR
法により本遺伝子の断片を取得するとともに、これをプ
ローブとしてゲノムDNAライブラリーのスクリーニン
グを行い、PPIアーゼ遺伝子全長をコードするクロー
ンを取得してその塩基配列を決定し、本発明を完成し
た。
[Means for Solving the Problems] Cyclosporin A-sensitive cyclophilin-type PPIase (hereinafter simply referred to as "P
In order to obtain the entire sequence of the gene encoding "PIase"), the purified protein is isolated, the N-terminal amino acid sequence is determined, a primer is synthesized based on these sequences, and PCR is performed.
The present invention was completed by obtaining a fragment of this gene by the method and screening a genomic DNA library using this as a probe to obtain a clone encoding the full-length PPIase gene and determining its nucleotide sequence.

【0008】即ち、本発明は、配列番号1で表されるD
NA塩基配列、又は配列番号1で表されるDNA塩基配
列と実質的に同一なDNA塩基配列を有するPPIアー
ゼ遺伝子である。
That is, the present invention provides D represented by SEQ ID NO: 1.
It is a PPIase gene having a DNA base sequence substantially identical to the NA base sequence or the DNA base sequence represented by SEQ ID NO: 1.

【0009】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
PPIアーゼ遺伝子は、配列番号1で表されるDNA塩
基配列、又は配列番号1で表されるDNA塩基配列と実
質的に同一なDNA塩基配列を有する。ここで、「配列
番号1で表されるDNA塩基配列と実質的に同一なDN
A塩基配列」とは、配列番号1で表されるDNA塩基配
列の幾つかのヌクレオチド残基について、欠失、置換、
付加等の変化が生じた配列であって、PPIアーゼとし
て作用し得るポリペプチドをコードする塩基配列をい
う。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The PPIase gene of the present invention has a DNA base sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a DNA base sequence substantially the same as the DNA base sequence represented by SEQ ID NO: 1. Here, "DN substantially identical to the DNA base sequence represented by SEQ ID NO: 1"
"A nucleotide sequence" refers to deletion, substitution, deletion or substitution of some nucleotide residues of the DNA nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
It is a nucleotide sequence that encodes a polypeptide that can act as a PPIase, which is a sequence that has undergone changes such as additions.

【0010】本発明遺伝子は以下の手順で得ることがで
きる。まず、PPIアーゼを生産できる微生物、例え
ば、ハロバクテリウム・クチルブルム(Halobacterium
cutirubrum) DSM669 株などを培養、集菌後菌体を破砕
後、各種クロマトグラフィーによってPPIアーゼを精
製する。この精製酵素をSDSポリアクリルアミドゲル
電気泳動により分離し、疎水性の膜であるPVDF膜等
に電気的に転写する。クマシーブリリアントブルーR-25
0 等の色素で検出されるバンドを切り出した後、プロテ
インシークエンサーによりN末端からのアミノ酸配列を
決定する。N末端アミノ酸配列からPCRに用いるプラ
イマーを設計し、PPIアーゼを生産できる微生物由来
のゲノムDNAを鋳型としてPCRを行い、PPIアー
ゼの部分遺伝子を得ることができる。これを[32P]も
しくはジコキシゲニン等の非放射性プローブで標識し、
遺伝子スクリーニングのプローブとして用いる。
The gene of the present invention can be obtained by the following procedure. First, microorganisms capable of producing PPIase, such as Halobacterium
cutirubrum) After culturing the DSM669 strain and the like, collecting the cells, crushing the cells, and then purifying the PPIase by various chromatography. The purified enzyme is separated by SDS polyacrylamide gel electrophoresis and electrically transferred to a hydrophobic PVDF membrane or the like. Coomassie Brilliant Blue R-25
After cutting out a band detected with a dye such as 0, the amino acid sequence from the N terminus is determined by a protein sequencer. A partial gene of PPIase can be obtained by designing a primer used for PCR from the N-terminal amino acid sequence and performing PCR using genomic DNA derived from a microorganism capable of producing PPIase as a template. This is labeled with a non-radioactive probe such as [ 32 P] or dicoxygenin,
Used as a probe for gene screening.

【0011】一方、PPIアーゼを生産できる微生物の
ゲノムDNAを適当な制限酵素で切断後、適当なベクタ
ーに連結し、ゲノムDNAライブラリーを作製する。ベ
クターにはλファージ由来の各種ベクターたとえばλgt
10やZapll など、あるいはpUC18 やpBR322等のプラスミ
ドベクターを用いることができる。目的の遺伝子を保持
するクローンの選択には、前記プローブを用いてハイブ
リダイゼーションを行い、これに強く結合するクローン
を選択すればよい。また、他の生物由来のサイクロフィ
リンタイプPPIアーゼ遺伝子間のホモロジーの高い領
域のアミノ酸配列から適宜プライマーを合成してPCR
法によりDNA断片を取得し、それをプローブにしても
良い。塩基配列の決定はサンガー法やマキサム−ギルバ
ート法等の一般的な方法によって決定できる。以上の手
順により翻訳開始コドンから終止コドンを含むPPIア
ーゼをコードするDNAの全長を単離することができ
る。なお、このPPIアーゼをコードするDNAを含む
大腸菌pTPE1-15は、工業技術院生命工学工業技術研究所
にFERM P-15621として寄託されている(寄託日平成8年
5月15日)。単離したDNAは適当な発現ベクターに
挿入し、微生物や培養細胞に導入して発現させることに
より、当該蛋白質を大量調製することが可能である。
On the other hand, the genomic DNA of a microorganism capable of producing PPIase is cleaved with an appropriate restriction enzyme and then ligated to an appropriate vector to prepare a genomic DNA library. As the vector, various vectors derived from λ phage, for example, λgt
A plasmid vector such as 10 or Zapll, or pUC18 or pBR322 can be used. To select a clone carrying the target gene, hybridization may be carried out using the above-mentioned probe, and a clone that strongly binds to this may be selected. In addition, PCR is performed by appropriately synthesizing a primer from the amino acid sequence of a region having high homology between cyclophilin-type PPIase genes derived from other organisms.
A DNA fragment may be obtained by the method and used as a probe. The nucleotide sequence can be determined by a general method such as Sanger method or Maxam-Gilbert method. By the above procedure, the full-length DNA encoding PPIase including the translation initiation codon to the termination codon can be isolated. Escherichia coli pTPE1-15 containing this PPIase-encoding DNA has been deposited as FERM P-15621 at the Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Science and Technology (deposit date May 15, 1996). The isolated DNA can be inserted into an appropriate expression vector, introduced into a microorganism or cultured cells, and expressed, whereby a large amount of the protein can be prepared.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0013】[0013]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲はこれに限定されるものではない。 〔実施例1〕 DSM 669株由来PPIアーゼのN末端アミ
ノ酸配列の分析 長島らの文献[Biochemical and Biophysical Research
Communication, Vol.198, No.2, 87-94, 1994]記載の
方法に従い、ハロバクテリウム・クチルブルムDSM669
株を培養、PPIアーゼを精製した。本酵素を14%SD
Sポリアクリルアミドゲル電気泳動後、PVDF膜(ア
プライドバイオシステムズ社) に電気的にブロッティン
グし(日本エードー)、CBB-R250によって染色した。切
り出した31kDa のバンドはプロテインシークエンサーPS
Q-2 (島津製作所)によりそのN末端アミノ酸配列33残
基を決定した。配列を以下に示す。 Pro-Val-Asp-Ala-Thr-Val-His-Thr-Ser-Glu-Gly-Glu-Ph
e-Asp-Ile-Glu-Leu-Tyr-Asp-Glu-Arg-Ala-Pro-Xaa-Thr-
Val-Glu-Asn-Phe-Leu-Xaa-Leu-Ala (Xaa:未同定のアミノ酸)
The present invention will be described below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples. [Example 1] Analysis of N-terminal amino acid sequence of PPIase derived from strain DSM 669 [Reference to Nagashima et al. [Biochemical and Biophysical Research]
Communication, Vol.198, No.2, 87-94, 1994], according to the method described in Halobacterium kutilbulum DSM669.
The strain was cultured and PPIase was purified. This enzyme is 14% SD
After S polyacrylamide gel electrophoresis, it was electrically blotted on a PVDF membrane (Applied Biosystems) (Japan Edo Co., Ltd.) and stained with CBB-R250. The cut out 31kDa band is the protein sequencer PS
33 residues of the N-terminal amino acid sequence were determined by Q-2 (Shimadzu Corporation). The sequence is shown below. Pro-Val-Asp-Ala-Thr-Val-His-Thr-Ser-Glu-Gly-Glu-Ph
e-Asp-Ile-Glu-Leu-Tyr-Asp-Glu-Arg-Ala-Pro-Xaa-Thr-
Val-Glu-Asn-Phe-Leu-Xaa-Leu-Ala (Xaa: unidentified amino acid)

【0014】〔実施例2〕 DSM669 株のゲノムDNAの
調製 文献[Biochemcal and Biophysical Research Communic
ation, Vol.198, No.2, 87-94, 1994 ]記載の培地(0.
75% カザミノ酸、 1% 酵母エキス、 0.3% クエン酸、
0.2% 塩化カリウム、 2% 硫酸マグネシウム、 0.005%
硫酸第一鉄、 0.00002% 硫酸マンガン、25% 塩化ナトリ
ウム、pH 7.4)200ml を用いて DSM669 株の培養を行っ
た。
Example 2 Preparation of Genomic DNA of DSM669 Strain Document [Biochemcal and Biophysical Research Communic
ation, Vol.198, No.2, 87-94, 1994].
75% casamino acid, 1% yeast extract, 0.3% citric acid,
0.2% potassium chloride, 2% magnesium sulfate, 0.005%
The DSM669 strain was cultivated using 200 ml of ferrous sulfate, 0.00002% manganese sulfate, 25% sodium chloride, pH 7.4).

【0015】湿潤菌体0.6g を10mlの3.9M NaCl溶
液で2回洗浄後、0.1mM EDTAを含む1mMトリス塩酸
緩衝液10mlに懸濁し、室温で4時間振盪して溶菌を行っ
た。ついで温度を50℃にしてプロテイナーゼK溶液(20
mg/ml)を50μl添加し4時間振盪した。フェノール処
理、クロロホルム処理後(溶液量10ml)、1mlの3Mの
酢酸ナトリウム溶液(pH 5.2)、25mlのエタノールを添
加し、−20℃で2時間放置した。その後高速遠心機で遠
心しDNAを沈澱させ、70%エタノール溶液3mlで沈澱
を洗浄、遠心エバポレーターで乾固させて、TE緩衝液
1.5mlに溶解した。RNase A 溶液(0.5mg/ml)を50μ
l添加し、37℃で2時間放置した。10%SDS溶液を0.
15ml、プロテイナーゼK溶液(20mg/ml)を4μl添加
し50℃で2時間放置した。再びフェノール、クロロホル
ム処理、エタノール沈澱を行った後、70%エタノール溶
液で沈澱を洗浄、遠心エバポレーターで乾固させて、T
E緩衝液1mlに溶解した。この操作により約0.1mgのゲ
ノムDNAが得られた。
0.6 g of wet cells were washed twice with 10 ml of 3.9 M NaCl solution, suspended in 10 ml of 1 mM Tris-HCl buffer containing 0.1 mM EDTA, and shaken at room temperature for 4 hours to lyse the cells. Then, the temperature was raised to 50 ° C and proteinase K solution (20
(50 mg / ml) was added and shaken for 4 hours. After phenol treatment and chloroform treatment (solution amount 10 ml), 1 ml of 3M sodium acetate solution (pH 5.2), 25 ml of ethanol were added, and the mixture was left at -20 ° C for 2 hours. Then, centrifuge with a high speed centrifuge to precipitate the DNA, wash the precipitate with 3 ml of 70% ethanol solution, dry to dryness with a centrifugal evaporator, and add TE buffer solution.
Dissolved in 1.5 ml. 50μ of RNase A solution (0.5mg / ml)
1 was added and left at 37 ° C. for 2 hours. Add 10% SDS solution to 0.
15 ml and 4 μl of proteinase K solution (20 mg / ml) were added and left at 50 ° C. for 2 hours. After phenol / chloroform treatment and ethanol precipitation were performed again, the precipitate was washed with 70% ethanol solution and dried by centrifugal evaporator to obtain T
It was dissolved in 1 ml of E buffer. By this operation, about 0.1 mg of genomic DNA was obtained.

【0016】〔実施例3〕PCRによるPPIアーゼ遺
伝子断片の増幅およびその塩基配列の決定 実施例1で得られたPPIアーゼのN末端アミノ酸配列
から以下のDNAプライマーを合成した。Hppi-1s はア
ミノ酸配列His-Thr-Ser-Glu-Gly-Glu-Phe-Aspに相当す
る位置を、Hppi-1a はアミノ酸配列Glu-Asn-Phe-Leu-Xa
a-Leu-Ala に相当する位置を反対鎖として設計した。Hp
pi-1a の配列の中の未同定のアミノ酸(Xaa) はAla とし
て設計した。 Hppi-1s : CA(TC)AC(ATCG)(AT)(CG)(ATCG)GA(AG)GG(ATC
G)GA(AG)TT(TC)GA Hppi-1a : GC(ATCG)A(AG)(ATCG)GC(ATCG)A(AG)(AG)AA(A
G)TT(TC)TC
[Example 3] Amplification of PPIase gene fragment by PCR and determination of its nucleotide sequence The following DNA primers were synthesized from the N-terminal amino acid sequence of PPIase obtained in Example 1. Hppi-1s is the position corresponding to the amino acid sequence His-Thr-Ser-Glu-Gly-Glu-Phe-Asp, and Hppi-1a is the amino acid sequence Glu-Asn-Phe-Leu-Xa.
The position corresponding to a-Leu-Ala was designed as the opposite strand. Hp
An unidentified amino acid (Xaa) in the sequence of pi-1a was designed as Ala. Hppi-1s: CA (TC) AC (ATCG) (AT) (CG) (ATCG) GA (AG) GG (ATC
G) GA (AG) TT (TC) GA Hppi-1a: GC (ATCG) A (AG) (ATCG) GC (ATCG) A (AG) (AG) AA (A
G) TT (TC) TC

【0017】実施例2に従って調製した DSM 669株のゲ
ノムDNAを鋳型としてPCR Amplification kit(宝酒
造)を用いたPCR反応を行った。アニーリングの温度
を決定する条件としてプライマーのTm値があり、これ
より5℃程度低い温度に設定するのが好ましいと言われ
ている(例えば、PCR法の最新技術、林健志編、羊土
社、1995年)が、共にミックスプライマーのため、1sで
は76℃〜60℃、1aでは66℃〜50℃の幅があった。そこ
で、まずアニーリング温度を53℃、50℃で行ったが、D
NA断片の増幅は見られなかった。次に45℃で行ったと
ころ予想された長さ(80bp)の断片が増幅された。一
方、37℃では増幅断片は4〜5本に増加した。従って45
℃で増幅させた断片を用いて配列の解析を行うこととし
た。
A PCR reaction was carried out using the PCR Amplification kit (Takara Shuzo) with the genomic DNA of the DSM 669 strain prepared according to Example 2 as a template. There is a Tm value of the primer as a condition for determining the annealing temperature, and it is said that it is preferable to set the temperature lower by about 5 ° C. (for example, the latest technology of PCR method, Takeshi Hayashi, Ed. 1995), but both are mixed primers, 76 ℃ ~ 60 ℃ in 1s, 66 ℃ ~ 50 ℃ in 1a. Therefore, the annealing temperature was 53 ° C and 50 ° C.
No amplification of NA fragment was observed. Then, at 45 ° C., a fragment of the expected length (80 bp) was amplified. On the other hand, at 37 ° C, the number of amplified fragments increased to 4 to 5. Therefore 45
It was decided to analyze the sequence using the fragment amplified at ° C.

【0018】上記80bpのDNA断片を低融点アガロース
を用いた方法(ラボマニュアル遺伝子工学増補版、p28
(村松正実編、丸善、1990年)により回収し、pCR-Scri
ptSK(+) Cloning Kit を使用してpCR-ScriptSK(+) ベク
ター(Stratagene社)に連結し、コンピテントセルE.co
li JM109を用いて形質転換した。陽性クローンを選択
し、挿入断片のあることを確認後、25mlのLB培地(50
μg/mlのアンピシリンを含む)に植菌し、一晩37℃で
振盪培養した。培養液を遠心分離して集菌後、主にラボ
マニュアル遺伝子工学増補版pp.51-52(村松正美編、丸
善、1990年)記載の方法に従ってプラスミドDNAを調
製した。この操作により約20μg のDNAを調製した。
1サンプルあたり0.5μg のDNAを鋳型として、Dye
Terminatorcycle sequencing kit(パーキンエルマー
社)を用いてベクター側のプライマーによりシークエン
ス反応を行い、DNAシークエンサー(373A,アプライド
バイオシステムズ社)により塩基配列を決定した。その
結果、PCRによって増幅された遺伝子断片は以下の配
列を有していた。CACACAACGGAAGGGGAGTTCGA CATCGAACTGTACGACGAGCGGGCCCCCCGCACCGTCGAGAACTTCC H T T E G E F D I E L Y D E R A P R T V E N F LTCGCCCTCGC A L
A method using the above 80 bp DNA fragment with low melting point agarose (Lab Manual, Genetic Engineering Supplement, p28
(Masami Muramatsu, Maruzen, 1990), pCR-Scri
Using the ptSK (+) Cloning Kit, ligate to the pCR-ScriptSK (+) vector (Stratagene), and competent cell E.co.
li JM109 was used for transformation. After selecting a positive clone and confirming that the insert fragment is present, 25 ml of LB medium (50
(containing μg / ml of ampicillin) and cultured overnight at 37 ° C. with shaking. After the culture solution was centrifuged to collect the cells, plasmid DNA was prepared mainly according to the method described in Lab Manual Genetic Engineering Supplement, pp.51-52 (edited by Masami Muramatsu, Maruzen, 1990). By this operation, about 20 μg of DNA was prepared.
Dye was used with 0.5 μg of DNA as a template per sample.
The terminator cycle sequencing kit (Perkin Elmer) was used to perform a sequencing reaction with the primers on the vector side, and the nucleotide sequence was determined with a DNA sequencer (373A, Applied Biosystems). As a result, the gene fragment amplified by PCR had the following sequence. CACACAACGGAAGGGGAGTTCGA CATCGAACTGTACGACGAGCGGGCCCCCCGCACCGTC GAGAACTTCC HTTEGEFDIELYDERAPRTVE NFL TCGCCCTCGC AL

【0019】なお、下線部はプライマーの増幅部分であ
り、本来の配列とは完全には一致しない可能性が高い。
実施例1の結果と比較すると5'側プライマーの3番目の
アミノ酸はSがTをコードする配列になっており、3'側
プライマーのAとして設計した未同定のアミノ酸部分は
Aをコードする配列であった。また内部の未同定のアミ
ノ酸はRとなっていた。それ以外の配列はすべて実施例
1の結果と一致し、本PPIアーゼ遺伝子の一部である
と判断した。
The underlined portion is the amplified portion of the primer, and there is a high possibility that it does not completely match the original sequence.
As compared with the results of Example 1, S has a sequence encoding T at the 3rd amino acid of the 5′-side primer, and the unidentified amino acid portion designed as A of the 3′-side primer has a sequence encoding A. Met. The internal unidentified amino acid was R. All other sequences were in agreement with the results of Example 1 and were judged to be a part of this PPIase gene.

【0020】〔実施例4〕 DSM669 株ゲノムDNAライ
ブラリーの作製 実施例2に従って作製したゲノムDNA4μg に1.5 ユ
ニットの制限酵素Sau3AIを添加して1時間37℃で反応
し、切断を行った。切断反応後の溶液をフェノール、エ
タノール沈殿処理をして、DNAを得た。一方、BamHI
切断および脱リン酸化処理したpUC18 をファルマシア社
より購入し、その切断位置にゲノムDNA断片をTakara
ligation kit Ver.1 により連結し、E.coli JM109を用
いて形質転換してSau3AIゲノムDNAライブラリーとし
た。
Example 4 Preparation of DSM669 Strain Genomic DNA Library To 4 μg of the genomic DNA prepared according to Example 2, 1.5 units of restriction enzyme Sau3AI was added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 1 hour for cleavage. The solution after the cleavage reaction was subjected to a precipitation treatment with phenol and ethanol to obtain DNA. On the other hand, BamHI
Cleaved and dephosphorylated pUC18 was purchased from Pharmacia and a genomic DNA fragment was inserted at the digestion position Takara.
Ligation kit Ver. 1 was ligated and transformed with E. coli JM109 to obtain a Sau3AI genomic DNA library.

【0021】また、ゲノムDNA4μg に18ユニットの
制限酵素BamHI を添加して18時間37℃で反応し、切断を
行った。切断反応後の溶液をフェノール、エタノール沈
澱処理をして、DNAを得た。そしてBamHI 切断および
脱リン酸化処理したpUC18 に上記と同じ方法で連結し、
BamHI ゲノムDNAライブラリーを作製した。
Also, 18 units of the restriction enzyme BamHI was added to 4 μg of genomic DNA, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 18 hours for cleavage. The solution after the cleavage reaction was subjected to a precipitation treatment with phenol and ethanol to obtain DNA. Then, ligated to pUC18 that had been digested with BamHI and dephosphorylated in the same manner as above,
A BamHI genomic DNA library was created.

【0022】〔実施例5〕 PPIアーゼ遺伝子を含む
組み換えクローンの選択 PPIアーゼ遺伝子全長を取得するためのプローブとし
て、まずpCR-ScriptSK(+) ベクター側の配列60bpを含む
140bp のDNA断片をDIG DNA labelling anddetection
kit (ベーリンガーマンハイム社)を用いてランダム
プライマーによりラベルしたもの、および実施例3によ
って作製した80bpのDNA断片の5'側及び3'側の配列に
基づいたプライマーを設計して、DIG DNA labelling an
d detection kit (ベーリンガーマンハイム社)を用い
てランダムプライマーによりラベルしたものをプローブ
とした。しかし、両者ともラベルの効率が低く、特に前
者はベタクーの配列を含んでいるため良好なプローブは
調製できなかった。そこで、PCR DIG probe synthesis
kit(ベーリンガーマンハイム社)を用い、PCRにより
DIG ラベルしたプローブを調製した。
Example 5 Selection of Recombinant Clone Containing PPIase Gene As a probe for obtaining the full-length PPIase gene, first, a sequence of 60 bp on the pCR-ScriptSK (+) vector side was included.
DIG DNA labeling and detection of 140bp DNA fragment
The kit was designed by using a kit (Boehringer Mannheim) with random primers, and primers based on the 5'side and 3'side sequences of the 80 bp DNA fragment prepared in Example 3 were designed, and DIG DNA labeling an
A probe labeled with a random primer using a d detection kit (Boehringer Mannheim) was used. However, in both cases, the labeling efficiency was low, and particularly in the former case, a good probe could not be prepared because it contained the sequence of Betacu. Therefore, PCR DIG probe synthesis
PCR using a kit (Boehringer Mannheim)
A DIG-labeled probe was prepared.

【0023】一方、実施例4に従いSau3AIで作製した形
質転換株をLBプレート(アンピシリン、X-gal を含
む)にまいて一晩培養後、ナイロンメンブレン ハイボ
ンドN(アマシャム社)上に固定し、コロニーハイブリ
ダイゼーションを行った。方法は主にDIG DNA labellin
g and detection kit(ベーリンガーマンハイム社)添付
のプロトコールに従った。プレハイブリダイゼーショ
ン、ハイブリダイゼーションおよびフィルター洗浄の条
件設定に関して種々の検討を行い、温度が68℃では洗浄
用緩衝液組成が0.5 ×SSC(0.1%SDS含有)または
0.1 ×SSC(0.1%SDS含有)では陽性クローンは見
出されなかった。次に、プレハイブリダイゼーション、
ハイブリダイゼーションは62℃、洗浄は60℃で0.1 ×S
SC(0.1%SDS含有)を使用して行ったところ、約8,
000 個のクローンより2個の陽性クローンを得た。しか
しながら、両者ともPPIアーゼをコードする配列全長
を含んでおらず、遺伝子内部に存在するSau3AI部位で切
断されていた。
On the other hand, the transformant prepared with Sau3AI according to Example 4 was plated on an LB plate (including ampicillin and X-gal), and after overnight culture, it was fixed on a nylon membrane High Bond N (Amersham) to give a colony. Hybridization was performed. The method is mainly DIG DNA labellin
The protocol attached to the g and detection kit (Boehringer Mannheim) was followed. Various studies were conducted on the conditions for pre-hybridization, hybridization and filter washing. When the temperature was 68 ° C, the composition of the washing buffer solution was 0.5 x SSC (containing 0.1% SDS) or
No positive clone was found in 0.1 × SSC (containing 0.1% SDS). Next, prehybridization,
Hybridization at 62 ℃, washing at 60 ℃ 0.1 x S
When using SC (containing 0.1% SDS), about 8,
Two positive clones were obtained from 000 clones. However, neither of them contained the full length sequence encoding PPIase, and was cleaved at the Sau3AI site existing inside the gene.

【0024】次に実施例4に従いBamHI で作製したライ
ブラリーを用いてスクリーニングを行い、約5000個のク
ローンより、プローブと結合する3個のコロニーを得
た。これらのコロニーのプラスミドに挿入されているD
NA断片を調べた結果、2クローンがPPIアーゼ遺伝
子全長を含んでいることを明らかにした。そしてDye Te
rminator cycle sequencing kit を用いてシークエンス
反応を行い、373ADNAシークエンサーにより塩基配列
を決定した。なお、この際、GC含量が69% と高くGあ
るいはCの連続した配列も多く存在しており、プライマ
ーにはGCに偏らない、また2次構造をとらない配列を
選択した。Forward 側のプライマーは以下の3種を用い
た。なお、プライマーの名称、配列の位置(開始コドン
のAを1番としたときの番号)、塩基配列の順に記載し
た。
Next, screening was carried out using the library prepared with BamHI according to Example 4, and 3 colonies binding to the probe were obtained from about 5000 clones. D inserted in the plasmid of these colonies
As a result of examining the NA fragment, it was revealed that two clones contained the full-length PPIase gene. And Dye Te
A sequencing reaction was performed using the rminator cycle sequencing kit, and the nucleotide sequence was determined with a 373A DNA sequencer. In this case, since the GC content was as high as 69% and there were many continuous G or C sequences, the primer was selected to be a sequence that is not biased to GC and does not have a secondary structure. The following three types of primers were used on the Forward side. The name of the primer, the position of the sequence (the number when the start codon A is number 1), and the nucleotide sequence are listed in this order.

【0025】 Hppi-3F: 47〜65 : TCGAACTGTACGACGAGCG Hppi-4F: 326〜344 : CCGGCGTGCTCTCGATGGC Hppi-5F:-321〜-303 : CCGAGTACGGCATGGACTT(5'上流
側) Reverce 側のプライマーは以下の3種を用いた。 Hppi-3R: 100〜82 : CGAGGTTCAGGAAGTTCTC Hppi-4R: 497〜479 : CGTCGATGTTGTGCTGGAG Hppi-5R: 712〜684 : GCGTCGTTGGCGTCGGTCT(3'下流
側) これらのプライマーを用いて全配列を決定した。得られ
た遺伝子およびそれより推定されるアミノ酸配列を図1
に示す。なお、翻訳開始コドンであるメチオニン残基の
位置は実施例1によって決定したアミノ酸配列から推定
したものである。
Hppi-3F: 47 to 65: TCGAACTGTACGACGAGCG Hppi-4F: 326 to 344: CCGGCGTGCTCTCGATGGC Hppi-5F: -321 to -303: CCGAGTACGGCATGGACTT (5'upstream side) The following 3 types of Reverce side primers were used. . Hppi-3R: 100 to 82: CGAGGTTCAGGAAGTTCTC Hppi-4R: 497 to 479: CGTCGATGTTGTGCTGGAG Hppi-5R: 712 to 684: GCGTCGTTGGCGTCGGTCT (3'downstream) All the sequences were determined using these primers. The gene obtained and the amino acid sequence deduced therefrom are shown in FIG.
Shown in The position of the methionine residue, which is the translation initiation codon, was estimated from the amino acid sequence determined in Example 1.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、動物由来のものと同様に、免
疫抑制剤サイクロスポリンAに結合性のある、新規なサ
イクロフィリンタイプPPIアーゼ遺伝子を提供する。
本発明の遺伝子から作られる蛋白質は、変性蛋白質の再
生、蛋白質試薬の安定化、組み換え蛋白質の生産、さら
には新規免疫抑制剤、生理活性物質の探索に極めて有用
である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a novel cyclophilin-type PPIase gene, which has a binding property to the immunosuppressant cyclosporin A as well as those derived from animals.
The protein produced from the gene of the present invention is extremely useful for regeneration of denatured protein, stabilization of protein reagents, production of recombinant protein, and search for new immunosuppressants and bioactive substances.

【0027】[0027]

【配列表】[Sequence list]

配列番号1 配列の長さ:543 配列の型 :核酸 鎖の数 :2本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:Genomic DNA 起源 生物名 :Halobacterium cutiru
brum
SEQ ID NO: 1 Sequence length: 543 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Double strand Topology: Linear Sequence type: Genomic DNA Origin organism name: Halobacterium cutiru
brum

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 PPIアーゼ遺伝子のDNA塩基配列と、そ
れをコードするアミノ酸配列を表す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a DNA base sequence of the PPIase gene and an amino acid sequence encoding the DNA base sequence.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩淵 徳郎 岩手県釜石市平田第3地割75番1 株式会 社海洋バイオテクノロジー研究所釜石研究 所内 (72)発明者 丸山 正 静岡県清水市袖師町1900番地 株式会社海 洋バイオテクノロジー研究所清水研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tokuro Iwabuchi 75-1 Hirata No. 3 75-1 Hirata, Kamaishi-shi, Iwate Stock Company, Kamaishi Research Institute, Marine Biotechnology Research Institute (72) Masaru Maruyama Sodeshi-cho, Shimizu-shi, Shizuoka Prefecture 1900 Kaiyo Biotechnology Research Institute Co., Ltd. Shimizu Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配列番号1で表されるDNA塩基配列、
又は配列番号1で表されるDNA塩基配列と実質的に同
一なDNA塩基配列を有するPPIアーゼ遺伝子。
1. A DNA base sequence represented by SEQ ID NO: 1,
Alternatively, a PPIase gene having a DNA base sequence substantially identical to the DNA base sequence represented by SEQ ID NO: 1.
JP8133353A 1996-05-28 1996-05-28 Cyclophilin-type PPIase gene derived from halophilic archaea Pending JPH09313184A (en)

Priority Applications (1)

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