JPH1075789A - キラータンパク質 - Google Patents
キラータンパク質Info
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- JPH1075789A JPH1075789A JP8234393A JP23439396A JPH1075789A JP H1075789 A JPH1075789 A JP H1075789A JP 8234393 A JP8234393 A JP 8234393A JP 23439396 A JP23439396 A JP 23439396A JP H1075789 A JPH1075789 A JP H1075789A
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Abstract
る遺伝子、該遺伝子によって形質転換された形質転換体
及び該キラータンパク質の用途の提供。 【解決手段】 配列番号1で表されるアミノ酸配列のう
ち第98番目及び/又は第122番目のアルギニンがアラニ
ンに変異したアミノ酸配列を実質的に含み、抗菌活性を
有するキラータンパク質、該アミノ酸配列を実質的にコ
ードするDNAを含むキラータンパク質遺伝子、該遺伝
子を含む組換え体DNA、該組換え体DNAによって形
質転換された形質転換体、該形質転換体を培地に培養
し、得られる培養物からキラータンパク質を採取するこ
とを特徴とするキラータンパク質の製造方法、並びに前
記キラータンパク質を有効成分として含む抗菌剤及び抗
菌石鹸。
Description
質、該タンパク質をコードする遺伝子、該遺伝子によっ
て形質転換された形質転換体及び該キラータンパク質の
用途に関する。
と呼ばれる抗菌活性を示すキラータンパク質を産生する
ことが知られて以来、いくつかの分泌タンパク質性のキ
ラートキシンが発見されており、これらの酵母等によっ
て生産されるキラータンパク質の種々の性質又は作用機
序が知られている。
a anomala)が産生するKh-IIキラータンパク質は、作用
pHを3〜6にもち、パパインによって分解されず、麹菌
プロテアーゼによって徐々に分解されることが報告され
ている(特公平5-70639 号公報、特公平5-70640 号公
報)。
haromyces cerevisiae) が産生するK1キラータンパク
質(二本鎖RNAプラスミド上にコードされている。)
は、標的となる酵母のプロトンポンプを阻害することに
より感受性酵母を殺すことが知られており、クルイベロ
ミセス・ラクティス(Kluyveromyces lacits)菌が産生
するキラータンパク質(直鎖状の二本鎖DNAプラスミド
上にコードされている。)は、本来キチナーゼ活性を有
するが、感受性酵母のアデニレートサイクラーゼを阻害
することが知られており、ピチア・クルイベリ(Pchia
kluyveri)菌が産生するキラータンパク質は、標的酵母
の脂質二重層膜に穴をあけることが知られている。
が抗生物質的作用を有するタンパク質性毒素を生産・分
泌し、互いに相克するという現象がある。この現象は、
かかるタンパク質性毒素は標的菌に対し特異的で毒性を
示すが自己に対しては無害であるというタンパク質工学
上興味ある事象である。従って、昨今のいわゆる「Stat
e of Arts」を考慮すると、遺伝子工学的手法を用いて
タンパク質性毒素を改変することにより、カビ等の病原
性真菌に対するタンパク質性抗生物質を創製し、真菌症
の治療、洗剤等に利用できるタンパク質を開発する必要
があることは明らかである。また、前記キラータンパク
質のように小分子量のタンパク質の立体構造を決定し、
その活性部位領域の立体構造から非タンパク質性抗菌化
合物をドラッグデザインすることも可能である。
したり、老化が進行すると、真菌に感染しやすくなるた
め、全身に感染症状を呈する感染症が発症するようにな
る。このため、感染症を治療目的とする抗生剤(抗生物
質)の開発が試みられ、すでに、有機化合物であるアク
レアシンAやパプラカンデンBといった細胞壁成分のグル
カンを合成阻害する抗カビ性の抗生物質が知られてい
る。
薬剤耐性を誘発するなどの問題点がある。従って、薬剤
耐性を誘発せず、しかも安全性に優れた抗生物質が要求
されている。そこで、キラータンパク質を抗生物質や洗
剤等に利用できるようにするため、病原性真菌類に有効
であり、アルカリ耐性かつプロテアーゼ耐性を示すキラ
ータンパク質の作製が必要となってきた。
a mrakii) が産生するキラータンパク質が、抗カビ剤や
洗剤等に有用であることが知られている。しかし、ハン
ゼヌラ・ムラキが産生するキラータンパク質は微量であ
るため大量生産が困難であり、抗菌剤等として実際に適
用することは困難である。また、該キラータンパク質は
プロテアーゼに感受性であるため失活しやすい。さら
に、動物細胞などを培養する際にキラータンパク質の代
わりに種々の抗菌剤(例えばファンギゾン等)を用いる
こともできるが、これらの抗菌剤は熱に不安定であるた
め、培養液の滅菌処理にしばしば利用される高温滅菌
(例えばオートクレーブ)をすることができない。従っ
て、培養液の滅菌とは別途に滅菌しなければならず、操
作が煩雑である。
を大量生産しようとする場合、その有用形質転換宿主と
して酵母サッカロミセス・セレビシエを用いることが適
当であるが、サッカロミセス・セレビシエは、ハンゼヌ
ラ・ムラキが産生するキラータンパク質に感受性でその
標的となるため、ハンゼヌラ・ムラキ由来のキラータン
パク質の遺伝子を導入することができない。
パク質、該タンパク質をコードする遺伝子、該遺伝子に
よって形質転換された形質転換体、並びに抗菌石鹸及び
抗カビ剤を提供することを目的とする。
基づいて鋭意研究を行った結果、ハンゼヌラ・ムラキ
(Hansenula mrakii)が産生する微量なHM-1キラータン
パク質をサッカロミセス・セレビシエを用いた遺伝子工
学的手法により大量生産し、しかも、プロテアーゼ耐性
を有し、かつ病原性真菌に一層有効であるキラータンパ
ク質を創製することに成功し、本発明を完成するに至っ
た。
るアミノ酸配列のうち第98番目及び/又は第122番目の
アルギニンがアラニンに変異したアミノ酸配列を実質的
に含み、抗菌活性を有するキラータンパク質である。さ
らに、本発明は、配列番号1で表されるアミノ酸配列の
うち第98番目及び/又は第122番目のアルギニンがアラ
ニンに変異したアミノ酸配列を実質的にコードするDN
Aを含むキラータンパク質遺伝子である。該遺伝子とし
ては、配列番号2又は3で表される塩基配列を実質的に
含むものが挙げられる。
ータンパク質が抗菌活性を有する限り、また、本発明の
遺伝子がキラータンパク質の活性を発現させる機能を有
する限り、当該タンパク質(ポリペプチド)に含まれる
アミノ酸配列、又は当該遺伝子の塩基配列に欠失、置
換、挿入等の変異が生じてもよいことを意味する。
に含まれる第1番目のメチオニン(Met)が欠失している
ものなども、このアミノ酸配列の変化によるタンパク質
に含まれる。また、本発明のキラータンパク質に含まれ
るアミノ酸をコードする塩基配列のほか、縮重コドンに
おいてのみ異なる同一のポリペプチドをコードする縮重
異性体も本発明の遺伝子に含まれる。
のうち、変異箇所(第98番目のアルギニンに代わるアラ
ニン及び/又は122番目のアルギニンに代わるアラニ
ン)には、上記欠失、置換、挿入等の変異は生じないも
のとし、また、アラニンをコードする塩基配列には、ア
ラニンの縮重異性体による変異以外は上記欠失、置換、
挿入等の変異は生じないものとする。
遺伝子を含む組換え体DNAである。さらに、本発明
は、前記組換え体DNA、及び前記キラータンパク質耐
性遺伝子を含む組換え体DNAによって形質転換された
形質転換体である。さらに、本発明は、前記形質転換体
を培地に培養し、得られる培養物からキラータンパク質
を採取することを特徴とするキラータンパク質の製造方
法である。
を有効成分として含む抗菌剤である。さらに、本発明
は、前記キラータンパク質を抗菌成分として含む抗菌石
鹸である。以下、本発明を詳細に説明する。
下、キラータンパク質を「HM-1」という) は、遺伝子工
学的手法により変異を導入してプロテアーゼ耐性を付与
したHM-1遺伝子を、あらかじめHM-1耐性遺伝子(HM-1感
受性遺伝子を破壊して得られる遺伝子)を導入してHM-1
耐性を付与した酵母に導入し、発現させることにより得
られるものである。本発明のHM-1は抗菌活性が上昇して
おり、かつプロテアーゼ耐性で作用pHをアルカリ側にも
つものである。また、本発明のHM-1は、酵母サッカロミ
セス・セレビシエを宿主として産生させることが可能と
なったため、効率よく得ることができる。
る。まず、ハンゼヌラ・ムラキが産生するHM-1遺伝子を
クローニングし、得られる遺伝子の一部を変異すること
によりHM-1変異遺伝子を作製する。一方、HM-1耐性遺伝
子を酵母サッカロミセス・セレビシエに導入し、HM-1耐
性の形質転換体(形質転換酵母)を作製する。得られる
形質転換酵母に前記変異遺伝子を導入し、変異遺伝子及
びHM-1耐性遺伝子両者を含む形質転換体を作製する。そ
して、得られる形質転換体を培養することにより、本発
明のHM-1を得ることができる。
らゲノムDNAを調製する。ハンゼヌラ・ムラキとして
は、IFO 0895又はIFO 8075などが挙げられる。
により行うことができる(実験医学別冊:酵母による遺
伝子実験法、14〜15頁、羊土社、1994年)。例えば、YP
D培地などの栄養培地又は最小培地に菌株を接種し、30
℃で対数増殖期まで培養する。次に、培養菌株からゲノ
ムDNAを調製する。ゲノムDNAの調製についても、公知手
法を用いることができる(Methods in Enzymology,194,
218-219 )。
オチドの設計 既に公知であるHM-1のアミノ酸配列(FEBS LETT.,195,25
3-257,1986) に基づいて、ゲノムDNAとのハイブリダ
イゼーションを行うためのヌクレオチドを設計する。例
えば、HM-1の公知アミノ酸配列のうち、第20番目のトリ
プトファン(Trp)から第26番目のスレオニン(Thr) まで
のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド20マー(配列
番号4)、及び第33番目のアスパラギン(Asn) から第38
番目のバリン(Val) までのアミノ酸配列をコードするヌ
クレオチドのアンチコドンの17マー(配列番号5)の2
種のオリゴヌクレオチドプローブを合成する。ヌクレオ
チドの合成は、例えば、ABI 社(Applied Biosystems In
c.) 製の自動DNA合成装置等を用いて行うことができ
る。得られるヌクレオチドは、ゲノムDNAとのハイブリ
ダイゼーションに使用する。
ばHindIII、EcoRI又はBamHI等)で切断し、得られるDNA
断片と前記で合成された2種のオリゴヌクレオチドプ
ローブとを用いたサザンブロットハイブリダイゼーショ
ン(サザンブロッティング)を行う。サザンブロッティ
ングについては、公知の方法により行うことができる
(FEBS LETT.,195,253-257,1986)。
DNA断片を得た場合は、該DNA断片の物理地図を作製し、
適当な制限酵素、例えばEcoRI 、Hind III等で処理する
ことにより適当な長さの断片にする。なお、得られる断
片をもとに、目的とされるDNA断片に不要のDNA領域が含
まれていることがわかった場合は、さらに制限酵素EcoR
I 、Hind III等で消化して不要のDNA領域を除き、前
記と同様に、2種の合成オリゴヌクレオチドプローブ
(配列番号4及び5)を用いてゲノムDNAライブラリー
から目的とするHM-1遺伝子をスクリーニングする。
配列の決定は、公知の手法、例えばジデオキシ法、マキ
サム−ギルバート法等により行うことができ、ABI 社製
のオートシークエンサー等を用いてもよい。
のは、HM-1と相互作用し、HM-1感受性を表現する遺伝子
がサッカロミセス属菌に存在しているためであると予想
することができる。従って、本発明においては、まずHM
-1感受性遺伝子をクローニングした後、HM-1感受性遺伝
子を破壊することによりHM-1耐性遺伝子を作製する。そ
して、得られるHM-1耐性遺伝子を酵母に形質転換するこ
とによりHM-1耐性形質転換体を作製する。
DNAライブラリーの調製 サッカロミセス・セレビシエのHM-1感受性遺伝子をクロ
ーニングするため、まず、サッカロミセス酵母ベクター
YCp50に連結されたサッカロミセス・セレビシエのゲノ
ムDNAライブラリーを作製する。ライブラリーは、サッ
カロミセス・セレビシエのゲノムDNAを制限酵素BamHIで
消化し、得られる断片をYCp50と連結することにより作
製することができる。
ラリーを導入するためのHM-1耐性変異株(ウラシル要求
性)を分離・調製する。ウラシル要求性の変異株を宿主
として用いるのは、ウラシル非要求性遺伝子をもつライ
ブラリーのみをスクリーニングするためである。
(エチルメタンスルホン酸)若しくはニトロソグアニジ
ンで誘発する方法、紫外線照射による方法又はトランス
ポゾンTyを利用する方法が挙げられる。
製の場合は、以下のように行う。すなわち、サッカロミ
セス・セレビシエBJ1824(a, ura3,leu2,trp1,pep4)を
YPD培地に接種し、増殖させた後集菌し、リン酸カリウ
ムバッファーで洗浄後、同じバッファーに懸濁する。こ
れにEMSを加え、激しくボルテックスし、30℃で30分振
盪後、等量のチオ硫酸ナトリウムを加え、よく混合す
る。集菌し滅菌水で2回洗い、滅菌水に懸濁、希釈す
る。
を、HM-1を含むYPD寒天培地にプレーテイングし、30℃
で36時間のインキュベートにより、HM-1耐性変異株を取
得する。
異株への導入 前記で得られたDNAライブラリーを、前記で作製さ
れたHM-1耐性変異株(以下「rhk1-1」という) に導入す
ることにより、rhk1-1の形質転換を行う。DNAライブラ
リーの導入は、通常の方法(例えば酢酸リチウム法等)
を用いることができる。
酵母も存在するため、ゲノムDNAが導入された酵母のみ
を選別する必要がある。そこで、YCp50 がURA3遺伝子を
含むことを利用して、により得られた形質転換体を、
CMドロップアウト培地からウラシルを除いた培地を用い
て培養することにより、ゲノムDNAが導入された形質転
換体のみを選別する。
ノ酸フリーの酵母ナイトローゲンベース0.67%、グルコ
ース2%、並びにアミノ酸及び核酸の混合物であるドロ
ップアウトパウダー0.13%を含む培地である。
ラシルを含まない培地では生育できないが、宿主中に導
入されたプラスミドYCp50 がウラシル非要求性遺伝子で
あるURA3遺伝子を保有するため、rhk1-1はウラシル無添
加培地でも生育することができる。この性質を利用し
て、ウラシル非要求性のコロニー(Ura+ 形質転換体)を
得ることができる。
別 得られたウラシル非要求性の形質転換体の中には、ゲノ
ムDNAのうちHM-1感受性遺伝子を含むYCp50プラスミドを
保有するもののほか、HM-1感受性遺伝子とは異なる遺伝
子を含むYCp50プラスミドを保有するもの、及びYCp50し
か保有しないものが混在している。そこで、HM-1感受性
遺伝子を含むYCp50プラスミドを保有する形質転換体の
みを選択するため、レプリカ法(J.Bacteriol.,63,399,
1952)によりUra+形質転換体をHM-1を含むCMドロップア
ウト寒天培地へレプリカする。これにより、HM-1感受性
遺伝子を含むコロニーのみを取得することができる。得
られたコロニーからのプラスミドDNAの調製は、ゲノムD
NAの調製法の記載(前記(1) の)に準じて行う。
グ インサートDNA(HM-1感受性遺伝子が含まれているDNA断
片) を確認するために、前記により得られたプラスミ
ドを制限酵素BamHIで消化し、電気泳動する。得られるD
NAをさらに切りとって縮めるために、該DNAの物理地図
を作成し、種々の制限酵素で消化する。得られたDNA断
片をベクターYCp50にサブクローニングし、rhk1-1に導
入し、選択培地(HM-1を含む合成寒天培地)上でHM-1に
対する感受性を試験する。そして、感受性を有すること
が確認されたDNAの塩基配列を決定し、HM-1感受性遺伝
子をクローニングする。
築及びHM-1耐性株の作出 前記のようにしてクローニングされたHM-1感受性遺伝
子(以下「RHK1遺伝子」という) の一部を制限酵素(例
えばSphI)で切断し、別に同じ制限酵素で消化したURA3
DNA断片(ニューイングランド・バイオラボ社)をRHK1
遺伝子断片の間に挿入することにより、RHK1遺伝子はUR
A3遺伝子により破壊され、RHK1遺伝子の制限酵素切断部
位をURA3遺伝子で置き換えたキメラ遺伝子(RHK-1-URA3
キメラDNA)が構築される。なお、RHK1遺伝子のURA3遺
伝子による破壊は、四分子分析により確認することがで
きる。このキメラDNAをrhk1-1に導入し、HM-1耐性の形
質転換体であるサッカロミセス・セレビシエBJ1824rhk1
△::URA3を作製する。
アミノ酸配列の一部に変異(置換)を導入する。本発明
では、例えば配列番号1で表されるアミノ酸配列のう
ち、第1番目のメチオニン(Met) から数えて98番目及び
/又は122番目のアルギニン(Arg) をアラニン(Ala) に
置換することにより変異型HM-1を作製する。但し、変異
は第98番目又は第122番目の一方に導入してもよく、両
方に導入してもよい。
には、第119番目及び第123番目にもアルギニンが存在す
るため、これらの部位についても変異を導入して得られ
る変異型HM-1遺伝子の構築も試みる。
できる。例えば、点突然変異導入法、ポリメラーゼ連鎖
反応(PCR)を利用した突然変異の導入法等が挙げられ
る。変異型HM-1遺伝子は、例えばLA PCR in vitroミュ
タージェネシスキット(宝酒造社製)を用いて構築する
ことができる。
HM-1遺伝子領域を含むDNA断片の5'側をキロシーケンス
用デレーションキット(宝酒造)で短くした後、BamHI
リンカーを連結する。この5'側にBamHI部位をもつBamHI
-HindIII断片をpUC118へ挿入し、鋳型のDNAとする。一
方、HM-1の第98、119、122又は123番目のアルギニン(Ar
g) をアラニン(Ala)に変えるために、予想される相補鎖
の配列に従ってオリゴヌクレオチドを化学合成し、プラ
イマーを作製する。
キットの説明書に従ってPCRを行い、変異型遺伝子を作
製する。得られた変異型遺伝子をpUC18のEcoRI部位とHi
ndIII部位との間に挿入し、大腸菌 DH5αへ導入する。
得られた形質転換体をLB培地で培養することによりプラ
スミドを調製し、次いでHidIIIとBamHIでこのプラスミ
ドを消化後、アガロース電気泳動で精製する。この精製
された変異型遺伝子断片を、酵母ベクターYEp51のHindI
IIとBamHI部位に挿入してYEp51のGal10プロモーターの
下流につないだ後、大腸菌DH5αに形質転換し、プラス
ミドを抽出精製する。
レビシエBJ1824rhk1△::URA3に変異型HM-1遺伝子を導入
した後、形質転換体を培地に培養する。得られる培養物
を通常のタンパク質精製手法に従って精製する。
用いたゲル濾過、CMセルロース、DEAE等を用いたイオン
交換クロマトグラフィー、抗HM-1モノクローナル抗体を
利用したアフィニティクロマトグラフィー、その他逆相
クロマトグラフィー等を単独で、又は適宜組み合わせる
ことにより行うことができる。
か否かの確認は、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳
動、ウエスタンブロッティング等により行うことができ
る。ここで、HM-1を精製する際に、培養物中に変異型HM
-1の生産がされているか否かの検定を行う。検定は、抗
HM-1モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体を用い
たウエスタンブロッティング等により行うことができ
る。
の検定は、ハンゼヌラ・アノマラ(Hansenula anomala)
IFO 0569株を含む寒天培地上に、前記のようにして精製
された変異型HM-1を浸したペーパーディスクを置き、生
じる阻止円のサイズを測定することにより行うことがで
きる。
る対象を特に限定しない。例えば、手洗い用洗剤、衣類
や寝具(シーツ、枕カバー等)の洗剤、又は衣類の洗濯
後のコーティング等に使用することができる。また、前
記キラータンパク質のように小分子量のタンパク質の立
体構造を決定し、その活性部位領域の立体構造から非タ
ンパク質性抗菌化合物をドラッグデザインすることも可
能である。
説明する。但し、本発明は、これら実施例にその技術的
範囲を限定するものではない。 〔実施例1〕HM-1遺伝子のクローニング (1) ゲノムDNAライブラリーの調製 ゲノムDNAの調製 ハンゼヌラ・ムラキIFO 0895を酵母エキス1%、ペプト
ン2%、ソルビトール2%からなるYPD培地に接種し、3
0℃で対数増殖期まで培養した後、染色体DNAを調製し
た。
培地1.5 mlに植えて一晩培養し、得られた培養液をエッ
ペンドルフチューブに移し、遠心後水で1回洗った。こ
れを0.5 mlのソルビトール溶液(1M ソルビトール, 10
0mM EDTA(pH7.5))に懸濁後、ザイモリエース酵素溶液(1
0mg/ml zymolyase-100T;生化学工業社製)0.02ml を加
え、37℃で攪拌しながら60分間インキュベートした。3,
000rpmで30秒遠心後、細胞をトリス溶液(50mM Tris-HCl
(pH7.5), 20mM EDTA)0.5mlに懸濁し、さらに10%SDS 0.
05mlを加え、よく混ぜた。これを65℃で30分間インキュ
ベートし、4M酢酸カリウム溶液を0.25ml加え、よく混ぜ
た後0℃で60分間静置した。
た。上清を別のエッペンドルフチューブに移し、等量の
イソプロパノールを加えよく混ぜた後、室温で5分間静
置した。12,000rpm、室温で10秒間遠心した後、上清を
捨て、沈殿を70%エタノールで洗浄した。沈殿をTE溶液
(10mM Tris-HCl(pH8), 1mM EDTA)0.2ml に溶解後、RNas
e 酵素溶液(1mg/ml RNaseA) 5μLを加え、37℃で30
分間インキュベートした。フェノール抽出後、3M 酢酸
ナトリウム溶液20μLとともにイソプロパノール0.2ml
を加え、よく混ぜ合わせ、室温で5分間置いた後、12,0
00rpmで5分間遠心し、沈殿を70%エタノールで洗っ
た。乾燥後の100 μLのTE溶液に溶解した。このように
して得られた染色体DNAは約10μgであった。
で切断し、BamHI切断面を有するEMBL3 DNA を得た。次
に、上記ハンゼヌラ・ムラキ IFO 0895 株から得られた
染色体DNAを制限酵素Sau3AIで部分消化した。
roパッケージングキット(STRATAGENE 社製) に添加し
て、in vitroパッケージング法(Horn, B.,Methods in E
nzymology,68,299(1979)) により当該DNA をファージ粒
子に導入し、ハンゼヌラ・ムラキIFO 0895のゲノムDNA
ライブラリーを作製した(Weiss,B. et al.,J.Biol.Che
m.,243,4543(1968))。
アミノ酸配列(FEBS LETT.,195,253-257,1986) のうち、
第20番目のトリプトファンから第26番目のスレオニンに
相当するアミノ酸配列をコードするヌクレオチド20マー
(以下「プローブ1」という;配列番号4)、及び第33
番目のアスパラギンから第38番目のバリンに相当するヌ
クレオチドのアンチコドンの17マー(以下「プローブ
2」という;配列番号5)の2種の合成オリゴヌクレオ
チドプローブを作製した。
と、プローブ1及びプローブ2とを、サザンブロットハ
イブリダイゼーションさせた(Gene 137, 265-270,199
3)。
で、次に前記プローブ1及びプローブ2を用いて、同様
にゲノムDNAライブラリーからスクリーニングし、3.6kb
のHindIII DNA 断片を含むDNA(λHMK08)を釣り上げ
た。得られた3.6kb の HindIIIDNA断片の物理地図を作
成し、プローブ1及びプローブ2とハイブリダイズする
断片をEcoRI 及びHind IIIで消化し、DNA断片を縮小し
た。その結果、DNAの両端にEcoRI 及びHind III部位を
有する2.4kb の断片(2.4kbEcoRI-HindIII DNA) を得
た。
セレビシエのDNAライブラリーは、サッカロミセス・セ
レビシエのゲノムDNAを制限酵素Sau3AIで部分消化し、
得られる断片とBamHIで切断したYCp50とをT4 DNAリガー
ゼで連結することにより作製した。
1,pep4)を5mlのYPD培地に接種し、30℃で細胞濃度2
×108 細胞/mlまで増殖させ、2.5mlを遠心集菌した。50
mMリン酸カリウムバッファー(pH7.0)で2回洗い、10m
lの同じバッファーに懸濁した。これに300μlのEMS(エ
チルメタンスルホン酸)を加え、激しくボルテックスし
た。30℃で30分振盪後、等量のチオ硫酸ナトリウムを加
え、よく混合した。集菌し滅菌水で2回洗い、滅菌水に
懸濁、希釈した。このようにして調製された上記細胞懸
濁液を3μg/mlのHM-1を含むYPD寒天培地にプレーテイ
ングし、30℃で36時間のインキュベートにより、HM-1耐
性変異株rhk1-1を取得した。
ブラリーを導入する形質転換を、酢酸リチウム法に従っ
て行った。
え、OD600 が1.0 〜2.0 になるまで30℃で培養した。培
養後、3,000rpm、5分間の遠心により集菌し、5mlのTE
(10mM Tris-HCl(pH7.5), 1mM EDTA)に懸濁した。同様の
遠心により集菌して5mlの酢酸リチウム溶液に懸濁し
た。再度遠心により集菌し、1mlの酢酸リチウム溶液(1
00mM酢酸リチウム, 10mM Tris-HCl(pH7.5), 1mM EDTA)
に懸濁した。これを30℃で60分間振盪した後、400 μg
のキャリアDNA(仔ウシ胸腺DNA)を加え、エッペンドルフ
チューブに100 μLずつ分注した。これに1μgのDNAを
加え、30℃で30分間保温した。これに700 μLのPEG溶液
(35 %(w/v) ポリエチレングリコール4000、100mM 酢酸
リチウム、10mM Tris-HCl(pH7.5)、1mM EDTA) を加え、
30℃で50分間保温した後、42℃で5分間熱ショックを与
えた。次いで、4秒間遠心し、上清をアスピレーターに
より除去し、沈殿を500 μLのTEで洗浄した後、100 μL
のTEに懸濁した。その結果、YCp50-ゲノムDNAライブラ
リーが導入された形質転換体を得た。
ーゲンベース0.67%、グルコース2%、並びにアミノ酸
及び核酸の混合物であるドロップアウトパウダー0.13%
からなる)よりウラシルを除いた培地の上に細胞懸濁液
を広げて30℃で培養した。宿主rhk1-1はウラシル要求性
であるが、YCp50 を有するrhk1-1の形質転換体であれ
ば、YCp50 のもつURA3遺伝子の存在によりウラシル無添
加培地でも生育することができることを利用して、ウラ
シル非要求性のコロニー(Ura+ 形質転換体)20,000 個を
得た。
中には、ゲノムDNAのうちHM-1感受性遺伝子を含むYCp50
プラスミドを保有するもののほか、HM-1感受性遺伝子と
は異なる遺伝子を含むYCp50プラスミドを保有するも
の、及びYCp50しか保有しないものが混在している。そ
こで、HM-1感受性遺伝子を含むYCp50プラスミドを持つ
形質転換体のみを選別するために、Ura+形質転換体を3
μg/mlのHM-1を含むCMドロップアウト寒天培地へレプリ
カした。その結果、HM-1感受性のコロニーを取得し、実
施例1(1) のゲノムDNAの調製の記載に準じてコロニー
よりプラスミドを調製した。
確認するために、プラスミドを含む10μlのTE溶液を制
限酵素BamHIで消化し、電気泳動したところ、13.4kbの
インサートDNAをもつプラスミドであることがわかっ
た。このインサートDNAをさらに切りとって縮めるため
に、種々の制限酵素で消化した(図1(1) 〜(5) )。得
られたそれぞれのDNA断片をベクターYCp50にサブクロー
ニングし、rhk1-1に導入し、それぞれのDNA断片につい
て、選択培地(HM-1を含む合成寒天培地)上でHM-1に対
する感受性を試験した。
止されたことから(図1Aの(3) )、HM-1感受性を表現
する遺伝子領域は2.5kb のKpnI-ScaI断片に局在するこ
とが示された(図1(3) )。
番号6で表される配列が得られ、この配列中に、458ア
ミノ酸からなるオープンリーディングフレーム(ORF) が
含まれていた。このORFをコードする遺伝子をRHK1と命
名した。
素KpnI及びHind IIIで消化後、RHK1断片を切り出してpU
C118に連結した。得られたpUC118-RHK1 を制限酵素SphI
で切断し、別にSphIで消化したURA3 DNA断片と連結する
ことにより、RHK1遺伝子のSphI-SphI領域をURA3遺伝子
で置き換えた(図2)。RHK1-URA3 キメラDNAをもつpUC
118を制限酵素XhoIで切断後、RHK1-URA3 キメラDNA 断
片をウラシル要求性株BJ1824(ura3, leu2, trp1, pep4)
へ酢酸リチウム法により導入し、選択培地(ウラシルを
含まないCMドロップアウト培地)上でウラシル非要求性
株を選別した。RHK1遺伝子がURA3遺伝子により破壊され
ているか否か、すなわちURA3遺伝子がRHK1遺伝子の内部
に組み込まれているか否かは、RHK1遺伝子をプローブと
してゲノムサザンブロッティングにより確認した。
あるか否かを試験した結果、該ウラシル非要求性株は、
HM-1を含むYPD培地で生育することからHM-1耐性株と判
断された(サッカロミセス・セレビシエ(BJ1824rhk1
△::URA3) )を作製した。
反応させると分解されることが知られている。そこで、
トリプシンによる作用を受けにくい変異型HM-1を作製す
るために、配列番号1で表されるアミノ酸配列のうち、
第1番目のメチオニン(Met) から数えて98番目又は122
番目のアルギニン(Arg) を、アラニン(Ala) に変換し
た。また、119 番目及び123番目のアルギニンについて
も同様にアラニンに変換して試験を行った。
キロシーケンス用デレーションキット(宝酒造)で短く
した後、BamHIリンカーを連結した。この5'側にBamHI部
位をもつBamHI-HindIII断片をpUC118へ挿入し、鋳型のD
NAとした。
第119番目又は第123番目のArgをAlaに変えるため
に、予想される相補鎖の配列に従ってオリゴヌクレオチ
ド23マーを化学合成し、プライマーとした(それぞ
れ、R98Aプライマー(配列番号7)、R122A プライマー
(配列番号8)、R119Aプライマー(配列番号9)、R12
3Aプライマー(配列番号10))。
ュタージェネシスキット(宝酒造)を用いて構築した。
すなわち、BamHI及びHind III制限部位を両端に持つプ
ラスミド(pUC118-BamHI-HindIII)を鋳型DNAとして用
い、前記各プライマーとミーュタージェネシスキットに
含まれるM13RVプライマーとの間でPCRを行った。別に、
同じキットにあるMUT1プライマーとM13M4プライマーの
と間でもPCRを行った。以下、同じキットの手順に従っ
て変異型遺伝子(HM-1R98A、HM-1R122A、HM-1R122A及び
HM-1R122A)を作製した後、それぞれをpUC18のEcoRIとH
indIII部位に挿入し、大腸菌 DH5αへ導入した。得られ
た形質転換体をLB培地で培養することによりプラスミド
を調製し、次いでHidIIIとBamHIでこのプラスミドを消
化後、アガロース電気泳動で精製した。この精製された
変異型遺伝子断片を、酵母ベクターYEp51のHindIIIとBa
mHI部位へ挿入してYEp51のGal10プロモーターの下流に
つないだ後、大腸菌DH5αに形質転換し、プラスミドを
抽出精製した。得られたプラスミドをサッカロミセス・
セレビシエBJ1824rhk1△::URA3へ導入し、形質転換体を
得た(図3)。形質転換体の選択は、CMドロップアウト
培地からロイシンを除いたものにより行った。
細胞をまいたYPD 寒天培地上にストリークすることによ
り、キラー活性を測定した(J.Fermentation & Bioengin
eering, 80,423-428,1995)。
号2)及びHM-1R122A(配列番号3)に活性が認められた
(図4)。なお、変異型遺伝子HM-1R122A を保有する形
質転換体(Saccharomyces cerevisiae BJ1824rhk1△::U
RA3/YEp51-HM-1R122A)は、工業技術院生命工学工業技
術研究所に、FERM P- 15811 として寄託されている。
1-HM-1R98A(またはYEp51-HM-1R122A)をショ糖0.5%
を含むYPG培地(酵母エキス1%、ペプトン2%、ガラ
クトース2%)にて30℃でOD600nmが50になるまで(約7
2時間)培養し、その上清液を得た。
るかどうかは、HM-1に対するポリクローナル抗体でウエ
スタンブロッテイングすることにより、HM-1と同じ位置
に新規な変異型HM-1のバンドが検出されるか否かを調べ
ることにより判断した。次に、上記産生された変異型HM
-1のうちどのHM-1がキラー活性を有するかを検定した。
新規HM-1タンパク質がキラー活性をもつことは、YPD寒
天培地上でハンゼヌラ・アノマラIFO0569株を検定菌と
することにより判定した。
ップを置き、次いでハンゼヌラ・アノマラIFO 0569株1
×106細胞/mlを含むYPD軟寒天培地を重層後、ステンレ
スカップを除いて得られた穴へ、変異型HM-1を含む培養
液を入れ、30℃にて一夜放置後、生じる阻止円を測定す
ることにより検定を行った。
するために、サッカロミセス・セレビシエBJ1824rhk1
△::URA3/YEp51-HM-1R98A(またはYEp51-HM-1R122A)
を、500mlの三角フラスコ中、200 mlのYPG + 0.5% Su
crose培地で、5日培養した(30℃,120rpm) 。
を0.45μm のフィルターに通し、遠心式濃縮機で濃縮し
た。得られた濃縮液を、分子量3500カットの透析チュー
ブを用いて多量の水に対して透析した。透析後遠心式濃
縮機で試料を濃縮し、Sephadex G-50(Fine 2.5×96cm)
を用いてゲル濾過を行った。溶出は20mMトリメチルアミ
ン- 酢酸(pH5.0) バッファーを用いた。
70mlの20mM水酸化アンモニウム- 酢酸(pH8.5) バッファ
ーに溶解し、2M の同バッファーでpHを8.0 に調整し
た。この試料をSuperQトヨパール650S(1.9×7cm)のカラ
ムにかけ、20mM水酸化アンモニウム- 酢酸(pH8.5) バッ
ファーで溶出し、溶出液を10mMトリメチルアミン- 酢酸
(pH3.0) バッファーで透析した。
ギ酸(pH3.0) バッファーで平衡化したSPトヨパール650S
(1.5×7cm)にかけ、1M の同バッファーで溶出した。活
性画分を集め、10mMトリメチルアミン- ギ酸(pH3.0) バ
ッファーで透析した後、HPLC(SP-5PW(7.5mm ×7.5cm);
トーソー) を行った。HPLCは、10mMトリメチルアミン-
ギ酸(pH3.0) バッファーと2M トリメチルアミン- ギ酸
(pH3.0) バッファーとのリニアグラジエントにより行
い、最終的に変異型HM-1を精製した。こうして得られた
標品は、20%アクリルアミドゲルを含むSDS-ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動で均一のバンドを示した。
ラニンに変異させた変異型HM-1における第98番目のアラ
ニンと第99番目のセリンとの間の結合、及び配列番号1
で表されるアミノ酸配列のうち第122番目をアラニンに
変異させた変異型HM-1における第122番目のアラニンと
第123番目のアルギニンとの間の結合が、トリプシンに
より切断されるか否かを検討した。
ンを加えて作用させたところ、トリプシンによる消化は
認められなかったことから、変異型HM-1タンパク質は強
いトリプシン耐性を示した。
果、HM-1と同等のキラー活性が認められた。
質、該タンパク質をコードする遺伝子、及び該遺伝子に
よって形質転換された形質転換体が提供される。本発明
のタンパク質は強いプロテアーゼ耐性を示し、しかも大
量生産することができるため、例えば抗菌剤又は抗菌性
石鹸等に利用することができる。
の形態)。
物の形態)。
Claims (8)
- 【請求項1】 配列番号1で表されるアミノ酸配列のう
ち第98番目及び/又は第122番目のアルギニンがアラニ
ンに変異したアミノ酸配列を実質的に含み、抗菌活性を
有するキラータンパク質。 - 【請求項2】 配列番号1で表されるアミノ酸配列のう
ち第98番目及び/又は第122番目のアルギニンがアラニ
ンに変異したアミノ酸配列を実質的にコードするDNA
を含むキラータンパク質遺伝子。 - 【請求項3】 配列番号2又は3で表される塩基配列を
実質的に含むキラータンパク質遺伝子。 - 【請求項4】 請求項2又は3記載のキラータンパク質
遺伝子を含む組換え体DNA。 - 【請求項5】 請求項4記載の組換え体DNA、及び配
列番号4で表される塩基配列を実質的に含むキラータン
パク質耐性遺伝子を含む組換え体DNAによって形質転
換された形質転換体。 - 【請求項6】 請求項5記載の形質転換体を培地に培養
し、得られる培養物からキラータンパク質を採取するこ
とを特徴とするキラータンパク質の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1記載のキラータンパク質を有効
成分として含む抗菌剤。 - 【請求項8】 請求項1記載のキラータンパク質を抗菌
成分として含む抗菌石鹸。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23439396A JP3816593B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | キラータンパク質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23439396A JP3816593B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | キラータンパク質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075789A true JPH1075789A (ja) | 1998-03-24 |
| JP3816593B2 JP3816593B2 (ja) | 2006-08-30 |
Family
ID=16970302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23439396A Expired - Fee Related JP3816593B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | キラータンパク質 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3816593B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7947876B2 (en) | 2004-09-14 | 2011-05-24 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | Plant and plant storage organ having GLP-1 derivative accumulated therein and method of producing the same |
| JP2023553341A (ja) * | 2020-11-25 | 2023-12-21 | エスペロバックス インコーポレイティド | in vivoでの治療タンパク質の酵母ベースの発現 |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP23439396A patent/JP3816593B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|
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