JPS5856684A - 微生物によるヒト血清アルブミンの生産 - Google Patents

微生物によるヒト血清アルブミンの生産

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JPS5856684A
JPS5856684A JP57149836A JP14983682A JPS5856684A JP S5856684 A JPS5856684 A JP S5856684A JP 57149836 A JP57149836 A JP 57149836A JP 14983682 A JP14983682 A JP 14983682A JP S5856684 A JPS5856684 A JP S5856684A
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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】 本発明は、ヒトの治療に使用されるヒト血清アルブミン
(HS A )を組換DNA技術を使って微生物中で製
造する方法に関する。本発明の第1の目的は、実施可能
に(operabl y)発現(表現)を促すプロモー
ター系と結合させた、ヒト血清アルブミンまたはその生
物学的に活性な成分を暗号化しているDNA配列を含有
する微生物発現ビヒクル(媒介物)の組立て方法および
組立てられた発現ビヒクルを提供することにある。本発
明のもう1つの目的は、上記のDNA配列を発現させる
ための、該発現ビヒクルで形質転換した微生物を提供す
ることにある。本発明の更にもう1つの目的は、この様
な発現の目的生成物を、例えばヒトの治療に有用な医薬
組成物の如き実際的なものに変換する手段および方法を
提供することにある。本発明の好ましい実施態様におい
ては、成熟ヒト血清アルブミンが直接生産される様に適
切に配列杢れた特定の発現ベクターを提供するものであ
る。
本発明の更にもう1つの目的は、ポリペプチド類または
その生物学的に活性な部分を暗号化しているcDNAを
調製する新規な方法を提供することである。ここでは、
逆転写によって、所望のポリペプチドの配列を暗号化し
ている一連のDNAフラグメントを得るために、既知の
エンドヌクレアーゼ制限サイト(部位)に隣接する、該
ポリペプチドのmRNAの1部分に相当する合成プライ
マー(primer) D N Aを利用する方法およ
び手段が提供される。これらの7ラグメントは、所望の
全蛋白質暗号配列が表わされ、個々のフラグメントは重
複するDNA配列を含んでおり、その重複する配列内に
共通のエンドヌクレアーゼ制限サイトをかくし持ってい
る様に調製される。この様にすることにより、それぞれ
のフラグメントを選択的に切断(開裂)シ、そして結合
させ、かくしてポリペプチドを暗号化している全cDN
A配列を適切な解読わく内で組立てることができる。こ
の発明方法によって、通常の逆転写酵素法および/また
は化学的合成によっては得ることができない高分子量蛋
白質のc DNAを得ることができる。
本発明の詳細な説明するために、そしである場合には、
その実際面に関する詳細な事項を提供するために、参考
文献を本明細書の末尾に一括して挙げ、個々の文献に番
号を付して読者の参考に供した。以下の記載において、
(〕中の数字はかかる文献番号を表わすものとする。
本発明の背景 (へ)ヒト血清アルブミン ヒト血清アルブミン(H8A)は、成人血清の主要な蛋
白質である。これは肝蔵で生産され、血1 流の正常な浸透圧を維持するのに大いに役立っており、
また種々の血清分子のキャリアーとしての機能を持って
いる(文献1.2)。USAの明らかな胎児の対応物は
α−フェトプロティンであり、これら2つのものの比較
実験が、ラット血清アルブミンとα−フェトプロティン
の比較実験と同様に行なわれて来た(文献3〜8)、U
SAの完全な蛋白質の配列は発表されている(文献9〜
12)。この発表されているUSAの蛋白質の配列は、
成熟蛋白質の全アミノ酸数と同様に、約20残余部分(
residues)において一致していない〔584ア
ミノ酸(文献9)、585(文献12)]。
H8Aは初め、[プレグOJ (PrePrO)  配
列を含むプリカーサ−分子(文献13.14)として合
成されるという証拠がある。牛(文献15)およびラッ
ト(文献16)の血清アルブミンのプリカーサ−型も配
列化されている。
医療にアルブミンを利用し得る根拠は、それが血液量減
少、低蛋白血症およびショックを治癒する点にある。ア
ルブミンは、最近、毛細管孔を通過し得ない溶質(コロ
イド)によって起る血漿コロイド浸透圧を改善するのに
使用されている。アルブミンの透過率は低いので、それ
は基本的には血管内に留まっている。細胞膜をはさむ両
側において、非分散性粒子の濃度が異なっていると、そ
の両側の粒子の濃度が等しくなるまで隔膜を通して水が
移行する。この浸透現象過程において、アルブミンは血
中の液体含量を維持する上で重要な働きをする。従って
、アルブミンを投与する基本的な治療上の意義は、外科
手術、ショック、火傷、浮腫を起す低蛋白血症における
がごとく、血管からの液体の損失がある様な状態を治療
する点に存する。アルブミンはまた、診断にも使用する
ことができ、他の蛋白質と非特異的に結合し得る能力を
有するか故に種々の診断溶液に使用することができる。
現在、ヒト血清アルブミンは全血の分画によって生産さ
れており、合理的な価額で多量に得ることはできない。
組換DNA技術を使って、遺伝学的にヒト血清アルブミ
ンを効率よく生産するようにしむけた微生物を使って、
該アルブミンを豊富に生産することが出来る。本発明は
組換DNA技術により、従来よりも廉価にかつ多量に、
純粋なUSAを生産することを可能にしたものである。
本発明はまた、ヒト血清アルブミンのDNA配列体制お
よびそれから演緯されるアミノ酸配列についての知見を
提供するものであり、これはヒト血清アルブミンおよび
それに関連する蛋白質、例えばα−フェトプロティンの
進化論的、調整的および機能的性質を説明するのに役立
つものである。
更に詳細には、本発明は蛋白質遺伝暗号の全配列とl(
SAmλNA  の3′非翻訳部分にまたがるCL1’
llAクローンの単離法を提供するものである。これら
のc DNAクローンは、微生物株の中で、trp プ
ロモーターのコントロール(支配)下に成熟H5Ai白
質を発現させるための組換発現ビヒクルを組立てるのに
使用された。本発明はまた、USAの完全なヌクレオチ
ド配列および演鐸されるアミノ酸配列を提供するもので
ある。
本明細書において、「成熟ヒト血清アルブミン」を発現
するとは、ヒト血清アルブミンmRNAの翻訳に直接関
与する前配列(プレプロ)を伴なっていないヒト血清ア
ルブミンを微生物により生産することをいう。本発明に
よれば、成熟ヒト血清アルブミンは翻訳開始信号(AT
G)(これはまた、アルブミンの最初のアミノ酸に結合
しているアミノ酸メチオニンを暗号化している)から直
ちに発現される。このメチオニンアミノ酸は微生物によ
って自然に切断され、かくして直接ヒト血清アルブミン
が得られる。成熟ヒト血清アルブミンは、通常のリーダ
ー以外の複合蛋白質と共に発現させることができ、この
複合部(接合部、conjugate)は細胞内または
細胞外で特異的に切断することができる(英国特許公告
番号2007676A号参照)。
最後に、この成熟ヒト血清アルブミンは微生物信号(シ
グナル)ポリペプチドと結合させて生産することもでき
る(このシグナルポリペプチドによってその複合体は細
胞壁に輸送され、ここでこのシグナルは取り除かれ、成
熟ヒト血清アルブミンが分泌される)。
C)組換DNA技術 組換DNA技術の出現によって、多種多様の有用なポリ
ペプチドの微生物による生産が可能となった。多(の哺
乳動物ポリペプチド類、例えばヒト成長ホルモンおよび
ヒト並びに雑種白血球インターフェロンが既に種々の微
生物により生産されている。この技術によって種々の有
用なポリペプチドの微生物による生産が可能となり、種
々の薬物−標的応用に有用なワクチン、ホルモン、酵素
および抗体を微生物に生産させることができる様になっ
た。
組換DNA技術の基本的要素はプラスミド、即ち細菌中
に、しばしば細胞当たり複数個のコピーの形で存在する
2本鎖DNAの染色体外ループである。このプラスミド
DNAに暗号化さもている情報には、このプラスミドを
娘細胞中で再生するのに必要となる情報(即ちレプリコ
ンまたは複製源)および通常、1種またはそれ以上の表
現型選択特性、例えば所望のプラスミドを含有している
宿主細胞のクローンを認識し、これを選択培地中で優先
的に成長させるのに役立つ抗生物質耐性、が含まれてい
る。細菌プラスミドを使用する理由は、それらは種々の
制限エンドヌクレアーゼ、即ち、「制限酵素」で特異的
に切断することができるからであり、それぞれの制限酵
素は、プラスミドDNA上の別々の位置を認識するから
である。
次いで外来性遺伝子または遺伝子フラグメントを、開裂
部位またはこれに隣接する改造末端で、端と端とをつな
ぎ合せることによりこのプラスミドに挿入することがで
きる(ここで「外来性」という用語は、問題にしている
微生物には通常存在しない遺伝子またはその微生物によ
っては通常は生産されないポリペプチド配列を表わすの
に使用し、一方、「内性」という用語は、対応する野性
株の微生物中に存在する遺伝子、あるいはそれによって
生産されるポリペプチドを表わすのに使用するものとす
る)。この様にして、いわゆる複製可能な発現ビヒクル
が形成される。
DNA組換は微生物の外で行ない、得られた[組換」複
製可能発現ビヒクル(またはプラスミド)は、形質転換
として知られている工程によって微生物に挿入され、そ
してこの形質転換体を増殖させることによって外来性遺
伝子を持った組換ビヒクルを多量に得ることができる。
さらに、暗号化されたDNAの情報(メツセージ)の転
写および翻訳を支配しているプラスミド部分に関して適
切な位置にこの遺伝子を挿入した場合は、得られた発現
ビヒクルは、その挿入された遺伝子が暗号化しているポ
リペプチド配列を実際に生産するのに使用することがで
きる。この過程を発現(表現)という。
発現はプロモーターとして知られているDNA領域で始
まる。発現の転写段階ではDNAが巻きもどされ、全D
NA配列の5′末端から3末端へとメツセンジャーRN
Aの合成が開始される様にDNAのセンス(意味のある
)暗号鎖が型板として露出する。次にメツセンジャーR
NAがリボゾームに結合し、ここでこのメツセンジャー
RNAはDNAが暗号化しているアミノ酸配列を持った
ポリペプチド鎖に翻訳される。各アミノ酸はヌクレオチ
ドトリプレット(二連子)、即ち「コドン」によって暗
号化されている。このコドンは全体で「構造遺伝子」、
即ち発現されたポリペプチド生産物のアミノ酸配列を暗
号化しているDNA配列部分、を構成している。
翻訳は「開始」信号(通常はATG、これはメツセンジ
ャーRNAではAUGとなる)で始まる。
いわゆる停止コドン−これは構造遺伝子の最後に転写さ
れるーは翻訳の終了、従ってそれ以上のアミノ酸単位の
生産の停止を指令する。生成した生産物は、宿主細胞を
分解し、他の蛋白質から適当な方法で精製することによ
り、回収して得ることができる。
実際には、組換DNA技術を使って完全な外来性ポリペ
プチドを発現することができるが(いわゆる直接発現)
、あるいはまた内性ポリペプチドのアミノ酸配列の一部
と結合した外来性ポリペプチドを発現することもできる
。後者の場合、所望の生物活性生成物は、細胞の外で開
裂されるまで、この融合した内性/外来性ポリペプチド
の中で不活性化されている(We t ze l 、A
mer i can 5cientist郵 664 
(1980)  参照)。
組換DNA技術が完全にその期待を裏切らないものであ
るならば、所望のポリペプチド生成物がコントロールさ
れた環境のもとで、そして高収率で得られる様に、遺伝
子挿入体の発現が最適となる様な系を工夫しなければな
らない。
r)当技術の現況 Sargentらは、一連の組換DNAプラスミドとし
て、ラット血清アルブミンメツセンジャーRNAのクロ
ーニングについて記載している(Proc、F’htl
Acad、Sci、(USA) 78243 (198
1)参照)。
これは蛋白質物質の進化仮説を研究するため、クローン
のヌクレオチド配列を決定するために行なわれた。従っ
て、彼等は調製したcl)NAフラグメントを集めて組
立てる様なことはしなかった。
一方、Dugaizykらはヒト血清アルブミンのヒト
遺伝子についての研究の要約を発表している(Jour
nal of Supramolecular 5tr
uctureand Ce1lular Bioche
mistry、Supplement5.1981.A
lan R,Li5s、 Inc、NY、参照)。彼等
はcDNAフラグメントを得たが、α−フェトプロティ
ンおよび血清アルブミン遺伝子の基礎的な分子生物学を
研究する目的以外には、このフラグメントをクローンし
たり生産したりした形跡がない。
本発明の要約 本発明は、組換DNA技術を使ってヒト血清アルブミン
を直接の形で好都合に、効率よく生産することができる
ことを見い出した事実に基くものである。この生産物は
、アルブミンの補給が必要な場合に、ヒトの治療に使用
するのに好適である。
この生成物は遺伝学的操作をほどこした微生物によって
生産されるので、現在の血液の分画技術による生産より
もずっと効率よ(USAを製造し、分離することが可能
である。本発明の重要性は、約2000塩基以上のmR
NA転写体に相当する非常に長い蛋白質−〜584アミ
ノ酸−を生産する様に遺伝学的に微生物をしむけること
に成功した点にある。
本発明の目的はこの様にして生産されたヒト血清アルブ
ミンおよびその生産手段並びに方法を提供することにあ
る。更に本発明の目的は、直接発現し得る形でUSAを
暗号化している遺伝子配列を含有している複製可能なり
NA発現ビヒクルを提供することにある。更にもう1つ
の本発明の目的は、上記の発現ビヒクルで形質転換した
微生物株およびUSAを生産できる該微生物株の微生物
培養を提供することにある。更に、本発明はH8A遺伝
子配列、DNA発現ビヒクル、微生物株および培養を調
製する種々の方法、およびその具体的な態様を提供する
ものである。更に本発明は、共通の制限エンドヌクレア
ーゼサイトを暗号化している領域において重複している
個々のcDNAフラグメントを調製し得る様に、その配
列が、既知の制限エンドヌクレアーゼサイトに隣接する
領域に相当する合成りNAプライマー配列を利用し、微
生物宿主にとって外来性のポリペプチド、例えばヒト血
清アルブミン、を暗号化しているc DNA配列を調製
する方法を提供するものである。この方法によって、所
望のポリペプチドのために適切に暗号化されたDNA配
列を調製する様に、フラグメントを正確に切断し、結紮
することができる。
好ましい実施の態様 本明細書に記載した研究は、宿主として用いられた微生
物にとって外来性である代表的なポリペプチドとしての
ヒト血清アルブミン(USA)の発現についてのもので
ある。同様に、この研究においては、英国特許出願公告
公報A2055382A号に記載されている微生物E、
co目に一12株294 (end A、Chi−、h
sr 、khsm+)  を使用した。
この菌株は71vnerican Type Cul 
Lure Co11ectionにATCC寄託番号A
31446で寄託されている。
本発明の説明において、その最も好ましい実施態様にお
いては、上記のE、coli K−12株294および
その他の既知のE、coli株、例えばE、col i
B、E、colix1776およびE、co目W311
0などを含むE、coli、またはその他の微生物株に
ついて記載した。これらの菌株の多くは公認の微生物機
関、例えばAmerican Type Cultur
eCo11ection (ATCC)ニ寄託すレ、ソ
コカラ分譲が可能である(ATCCカタログ参照、さら
に西独国特許公開公報第2644432号参照)。これ
らのその他の微生物としては、例えば枯草15i(Ba
cillussubtiliすなどの桿菌類(Baci
lli)およびその他の腸内細菌、例えばねずみチフス
菌(Salmonellat yph imur i 
um)および霊菌(S e r r a t i a 
marcesans)などを挙げることができ、これら
は外来性遺伝子配列を複製し、発現し得るプラスミドを
有する。
酵母、例えばSaccharomyces ccrev
isiaeも、インターフェロン蛋白質を、これを暗号
化している遺伝子を酵母プロモーターのコントロール下
で発現させることによって、生産するための宿主微生物
として好適に使用することができる■tzamnらの同
時係属米国特許出願、譲受人:ジエネンテ亨り社ら、出
願臼;1981年2月25日、代理人処理番号: 10
0/43参照)。
図面の説明 第1図はプラスミドp HS A lの組み立てを示し
ている。
A)第1番目の線はヒト血清アルブミン蛋白質を暗号化
しているmRNAを表わしており、その下は後に説明す
るcDNAクローンF−47、F−61およびB−44
に含まれる領域を示している。成熟H8A mRNA 
の最初と最後のアミノ酸コドンは、円で囲った1および
585でそれぞれ示しである。pH5Alの構造に含ま
れる制限エンドヌクレアーゼサイトは垂直の線で示しで
ある。この図にはヌクレオチドのおおよその寸法目盛も
示しである。
B)図A)で濃淡をつけたc DNAクローンから導か
れるH5A暗号領域を持つ、完成したプラスミドp H
S A lを示している。上と同様に、選択された制限
サイトおよび末端コドン番号1および585も描かれて
いる。E、coli trpプロモーターオペレーター
領域も、その転写の方向を示す矢印と共に示しである。
G:Cはオリゴ(ol igo)dG : dG尾を示
している。左端のXbalサイトおよび開始コドンAT
Gは合成により付加された。pH5AlのPBR322
部分のテトラサイクリン(Tりおよびアンピシリン(A
P) 耐性遺伝子は太線で示しである。
第2図は細菌により合成されたUSAの免疫沈殿を示し
ている。
アルブミン表現プラスミドpi(SAI (4および5
レーン)で形質転換したE、coliまたは対照プラス
ミドpLeIFA25 (同じ発現ビヒクルにインター
フェロンα遺伝子を含有している。2.3および7レー
ン。)で形質転換したE、coliを355−メチオニ
ン添加培地中で増殖させた。2.4および7レーンの試
料は、トリプトファンを含まないM9培地でtrp  
プロモーターにより発現が誘発(インジュース)された
。3および5レーンの試料は、trpプロモーターを抑
えるためにトリプトファン含有LBブロス中で増殖させ
た。ここに挙げた5DS−ポリアクリルアミドゲルのオ
ートラジオグラフの各々の試料レーンは、密度A55゜
二1で0.754の細胞から免疫沈殿した標識蛋白質を
含んでいる。1および6レーンは放射活性蛋白質標準品
(BRL)を含んでおり、その分子量が左側にキロダル
トンで示しである。細菌によって合成されたUSAが、
68,000d 14C−標識牛血清アルブミン標品と
混じり合って4レーンに見られる。pH3Alの抑制培
養に対して誘発培養で血清アルブミンの生産が増大して
いることは、豊富培地に対する最少培地の355−メチ
オニンプール比活性の違いよりも、プラスミドに暗号化
された蛋白質合成の程度が高いことを示している(デー
タは示されていない)。60,000dの鋭い帯は明か
に人工物(artifact)である。この帯は誘発お
よび抑制pH8Alの両者および対照形質転換体にみら
れ、プレイミュン(preirrrnune) (7レ
ーン)および抗−USA Igcs(2〜5レーン)に
結合している。4ンーンの小さい47,000d 帯は
、明らかにプラスミドに暗号化されたものであり、早め
に終了した細菌合成H8Aを表わしているかもしれない
第3図はヒト血清アルブミンのヌクレオチドおよびアミ
ノ酸配列を示している。
H5AmRNAの3′非翻訳領域と成熟蛋白質遺伝暗号
のDNA配列は組換プラスミドI用SAIから決定し、
プレプロペプチド遺伝暗号および5′非翻訳領域のDN
A配列はプラスミドP−14から決定した(テキスト参
照)。予想されたアミノ酸がこのDNA配列の上に含ま
れており、成熟蛋白質の最初の残余分から数える。先行
する24アミノ酸はプレプロペプチドからなる。Day
hoEf  (文献9)およびMo u I o nら
(文献12)によって報告されているUSAの蛋白質配
列と一致しない5個のアミノ酸残余分には下線を引いた
。上記のヌクレオチド配列は多分、H5AmRNAの実
際の5′末端にのびていない。アルブミン直接発現プラ
スミドpH5Alにおいては、成熟蛋白質暗号領域の直
前にはE、coli trpプロモーターオペレーター
リーダーペプチドリボゾーム結合サイト(文献36.3
7)、人工Xbalサイトおよび人工開始コドンATG
があり、プレプロ領′威は切り取られている。p HS
 A lのUSA  コドン魔1の前のヌクL/、t 
チt’G;!5’−TCACGTAAAAAGGGTA
TCTAGATGである。
詳細な説明 (ハ)cDNAの合成およびクローニングリボヌクレオ
シド−バナジル錯体法(文献17)またはグアニジニウ
ムチオシアネート法(文献18)のいずれかにより、バ
イオプシー(生検)または死体から漬たヒトの迅速凍結
肝臓標本からポリ(へ)十RNAを調製した。cDNA
の反応は、基本的には文献19に記載された方法に従い
、ホスホトリエステル法(文献20)により製造したオ
リゴ−デオキシヌクレオチドまたはオリゴ(dTiis
 (CollaboraLive Re5earch)
のいずれかをプライマーとして用いて行なった。典型的
なcDNA反応では、25〜35μmのポリ(ハ)+R
NA  と40〜f3 Q pmolのオリゴヌクレオ
チドプライマーを50 mM (7)Nacl中、90
°で5分間加熱した。
この反応混合物を、最終濃度が20mMIJス塩酸pH
8,3,20mMKCl!、8mMMgC12,30m
Mジチオトレイット、1mMdATP、dCTP。
dGTPldTTP(プラス32 P −d CTP 
(Amersham)、生産物の回収を追跡するため)
となる様にし、42°Cで5分間アニーリングした。1
00単位のAMV逆転写酵素(BRL)を加え、42°
で45分間インキュベートした。2本目のDNA鎖合成
、SI処理、ポリアクリルアミドゲル上でめ大きさの選
択、デオキシ(qティリングおよび、PstIにより開
裂し、デオキシ0テイリングしたpBR322へのアニ
ーリングは既述の方法(文献21.22)で行なった。
アニーリングした混合物を使って、発表されている方法
(文献24)に従ってE、coliK−12株294(
文献23)を形質転換した。
(B)32p−標識プローブを用いた組換プラスミドの
スクリーニング E、coli形質転換体を5μm/rn1.のテトラサ
イタリン含有LB寒天平板上で増殖させ、ニトロセルロ
ー スlp紙(Schleicherおよび5chue
l l 、BA85)に移し、系中(in gitu)
コロニースクリーニング法の改良法(文献25)を使っ
て、雑種形成により試験した。長さ12ないし16のヌ
クレオチドノ32P−末端標識(文献26)オリゴデオ
キシヌクレオチドフラグメントを直接雑種形成プローブ
として用いた。あるいは、オリゴ(dT)またはオリゴ
デオキシヌクレオチドプライマーを用いてRNAから3
2P−cDNAプローブを合成した(文献19)。フィ
ルターを5X Denhardt’s  溶液(文献2
7〕、5x SSC(lx SSC= 1.5MNac
l。
0.15Mクエン酸ナトリウム)50mM燐酸ナトリウ
ムpH6,8,20μb匂サケ精子DNA中、4°〜4
2°の温度で1夜雑種形成させ、32p−標識プローブ
の長さに応じて4°〜42°の温度で、1〜0.2xS
SCの濃度の塩プラス0.1 l S D S中で洗浄
した(文献28)。DuPont Lighning−
Plus強△ 化スクリーンを用い、乾燥したフィルターをコダックX
R−2X線フィルムに−80’で感光させた。
(C)DNAの調製および制限酵素分析プラスミドDN
Aを大量スケール(文献29)または少量スケ−A−(
miniprep、文献30)で調製し、製造条件に従
って制限酵素(New EnglandBiol ab
s 、BRL)iQπ開裂した。51abゲル電気泳動
条件およびゲルからのDNAフラグメントの電気溶出に
ついては文献31に記載されている。
(11) D N A配列法 DNA配列は、末端標識D N Aフラグメントを用い
てMaXamおよびG11bert(文献26)の方法
により、そして合成オリゴヌクレオチド(文献20)プ
ライマーを用いて、ファージM13mP7サブクローン
(文献33)からの1本鎖DNAにおけるジデオキシ鎖
末端法(文献32)の両方を用いて行なった。各領域は
独立して数回配列させた。
(E)H5A直接発現のためのアルブミン遺伝子の5′
末端の組み立て 10μグ(〜16p16pのプラスミドF −47の〜
1200bp PsLI挿入体を水中で5分間煮沸し、
100Pモルの32p−末端標識5′プライマー(dA
1℃GAπl、C;ACAC〜6)と混合した。この混
合物を氷で冷やし、0°Cで61MM トリス塩酸11
f(7,5,5mM MyC12,6QmMNaC/ 
、0.5mMdATP1dCTP、dGTP、dTTP
  の最終容量120μjにした。10単位のDNAf
!リメラーゼI IQenowフラグメント(Boeh
ringer−Mannheim)を添加し、この混合
物を24°で5時間インキュベートした。
フェノール/クロロホルム抽出の後、生成物をHpal
lで消化し、5チポリアクリルアミドゲル中で電気泳動
し、所望の450 bpフラグメントを電気溶出した。
10MMとなるデオキシヌクレオシドトリホスフェート
および10単位のDNAポリメラーゼI Klenow
フラグメントをこの制限エンドヌクレアーゼ反応混合物
に加え、12°で10分間インキュベートすることによ
り、ベクタープラスミドpLelF A25(文献21
 )(DXbaI消化によって生成した1本鎖張り出し
部分を満たし、プラント(鈍感)DNA末端を生成せし
めた。制限エンドヌクレアーゼフラグメント(はぼ当モ
ル、0.1〜1μグ)をアニーリングし、20μlの5
0mM)リス塩酸pH7,6、lQmMMグC12、Q
、l mM EDTA。
5mM ジチオトレイット、1mMrATP中、50単
位のT4リガーゼ(N、 E、 Biolabりを用い
て12°Cで1夜結紮した。プラスミド組み立てについ
ての詳細は後述する。
店)蛋白質分析 組換E、coli  株の培養2rnlをLBまたはM
9培地(+5μV/−のテトラサイクリン)中で密度A
35o−1,0まで増殖させ、ペレット化し、洗浄し、
再びペレット化し、2rntのLBまたは補足M9(M
9十0.2%グルコース、1 p t/mlf 7 ミ
7.20μy/−標準アミノ酸、ただしメチオニンは2
μm/−であり、トリプトファンは除く)に懸濁した。
各増殖培地は5μy/1nlのテトラサイクリンおよび
100μC135S−メチオニン(NEN;1200C
i/ミリモル〕も含んでいた。1時間37°でインキュ
ベートした後、バクテリアを釉レット化し、凍結融解し
、200μjの50mM)!Jス塩酸pH7,5,0,
12mMNaEDTAに再懇濁し、リゾチームを1l−
1NP4Qを0.2%、NaC/剖、35Mとなる様に
添加して10分間氷の上に置いた。
溶解質(lysite)を10 mM MSi’C/ 
2 ニ調節し、50 μf!/m7のDNa s e 
 I  (Worthington)と共に氷上で30
分間インキュベートした。おだやかに遠心分離して不溶
性物質を除去した。試料を、文・I 献34に記載されている様に、家兎抗−H5A(Cap
pel Labs)およびぶどう状球菌性アブソーベン
ト(Pansorbin:Ca/ Biochem)で
免疫沈殿させ、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動
(文献35)にかけた。
p)cDNAクローニング オリゴ(dT)をつけた最初のcDNAクローンを、全
肝蔵cDNA  (豊富なR−N A種含有クローンを
同定するため)および、肝蔵mRNAから、H8Aの5
46−549並びに294−297アミノ酸の可能な暗
号変化を表わすために合成された2セツトの4個の11
塩基オリゴデオキシヌクレオチドをつけた2個の32p
標識cDNAの両者とのコロニー雑種形成によりスクリ
ーニングした。陽性コロニーは、所望のH5AmRNA
配列の蛋白質暗号領域の約3′1以上は含んでいなかっ
た(これらの組換体の最大のものはB−44と命名され
た)。
現在の方法では所望のサイズ(〜2001bP)のm 
RNAを直接コピーすることができないので、B−44
の5′末端近くの領域のアンチメツセージ鎖に相当する
様に合成オリゴデオキシヌクレオチドを製造した。B−
44のヌクレオチド配列から、アミノ酸369−373
に相当する12塩基オリゴデオキシヌクレオチドを組み
立てた。これを肝臓mRNAのcDNA合成に、そして
現在ノB −44組換体と重複しているがH5Aメツセ
ージの5御分を含んでいるpBR322中でcDNAク
ローンを生産するために使用した。本発明者らがこれま
でに決定したmRNA配列の僅か上流に位置する16塩
基オリゴデオキシヌ外レオチドフラグメントとのコロニ
ー雑種形成により、得られた約400のクローンをスク
リーニングした。約4(lのコロニーが両プローブと雑
種形成した。雑種形成したプラスミドを含有していなか
ったコロニーの多くは、逆転写の間にRNAが自己付着
(primingルたかまたは混入したオリゴ(dT)
と付着したか、あるいはスクリーニングに使用した配列
を含んでいる3′領域を失なったかであると考えられる
。雑種形成コロニーからの少量(miniprep)の
プラスミドDNAをPstIで消化した。3個の組換プ
ラスミドが H8Aメツセージの残りの5′部分を暗号
化するのに十分大きい挿入体を含んでいた。これらの内
の2つ(F−15およびF−47)は遺伝子の5味端暗
号部分を含んでいたがB−44と結合させて完全なアル
ブミン遺伝子を形成させるのに必要なPstIサイトま
では延びていなかつtこ。
組換体F−61はこのPs(Iサイトを持っていたが5
味端が欠けていた。この部分的長さのクローンF−47
、F−61およびB−44に共通する制限エンドヌクレ
アーゼサイトを使って、全メツセージ配列を3部分から
組立てることができた(第1図参照)。
5′にのびるもう1つのcDNAクローンは、同様のオ
リゴデオキシヌクレオチド付着cDNA合成によって得
られた(アミノ酸コドン番号175−179に相当する
プライマーから)。成熟H8A発現プラスミドの組立て
には使用しなかったが、このCDNAり0−7(P−1
4)によってH5AmRNAの「プレプロ」ペプチド暗
号および5′非暗号領域のDNA配列を決定することが
できた。
trpプロモーターオペレーターによって、E、col
i中で成熟蛋白質を直接発現させるため、この成熟H8
AmRNA配列をベクタープラスミドに結合させた。プ
ラスミドpLeIFA25はヒトの白血球インターフェ
ロンA(IFNα2)の発現を支配する(文献21)。
このプラスミドをXbaIで消化し、その開裂部位をD
NAポリメラーゼI Klenowフラグメントとデオ
キシヌクレオシドトリホスフェートで「埋め」でプラン
ト(鈍感)DNA末端を形成させた。次いでPstIで
消化した後、E、colitrpプロモーター、オペレ
ーターおよび人工的にプラント末端にしたXbal開裂
部位で終っているtrpリーダーペプチドのりボゾーム
結合サイトの300 bpフラグメントおよびp BR
322配列を含んでいる「ベクター」フラグメントをゲ
ル精製した。クローンF−47のDNA配列分析により
決定したH5Aの最初の4個のアミノ酸を暗号化してい
る12のヌクレオチドが後に続いている開始コドンAT
Gを含む様に15の塩基オリゴデオキシヌクレオチドを
デザインした。[プライマー修復」と呼ばれる操作で、
F−47のPstl  フラグメントを含有している遺
伝子を変性し、過剰の15−mer(15量体)とアニ
ーリングし、DNAポリメラーゼI Kl enowフ
ラグメントおよびデオキシヌクレオシドトリホスフェー
トと反応させた。この反応でアニーリングしたオリゴヌ
クレオチドの下流に新しい第2の鎖が延び、コドン番号
1の上流の1本鎖DNAが減成し、次いで上流でATG
に相補的な3個のヌクレオチドがポリメリ化する。さら
に、この生成物を、調製したベクターフラグメントに鈍
感末端結紮させると、その初めのアデノシン残余物がX
baI制限サイトを再生する。この「プライマー修復」
に続いて、このDNAをHpallで消化し、成熟アル
ブミン遺伝子の5′部分を含有している450bpフラ
グメントをゲル精製した(第1図参照)。このフラグメ
ントをアニーリングし、ベクターフラグメントおよびゲ
ル分離したF−47のHpalIないしPstI部分に
結紮し、E、co目細胞の形質転換に使用した。
少量の(minipreps)プラスミドを診断のため
に制限エンドヌクレアーゼで消化した結果、適切にtr
pプロモーターオペレーターに結合した成°熟アルブミ
ン暗号領域の51部分を含有している組換体A−26が
確認された。組立ての最終段階として、A−26プラス
ミドをBIiIIIプラスPatIで消化し、〜4kb
フラグメントをゲル精製した。これを、F−61から精
製した39QbpPsLISByl11部分消化フラグ
メントおよびB−44の1000bp PstI  フ
ラグメントとアニーリングし、結合させた。得られた形
質転換体を制限エンドヌクレアーゼで分析した結果、成
熟蛋白質を直接発現するために適切に配置された全H5
A暗号配列を含有するプラスミドであることが確認され
た。この様な組換体プラスミドの1つはpH8Al と
命名された。pH8Alを含有するE、coliをトリ
プトファンを含んでいない最少培地で増殖させると、H
8A抗体と特異的に反応し、SDSポリアクリルアミド
電気泳動でH8Aと混じり合う蛋白質を生産する(第2
図参照)。同じ組換体を豊富ブロス中で増殖させるとこ
の様な蛋白質は生産されない。
このことは、E、coli中での推定H8A蛋白質の生
産が、設計した様にtrpプロモーターオペレーターの
コントロール下で行われることを示している。組換プラ
スミドにおけるH8A構造遺伝子の完全さを確かめるた
めに、pH8A lをDNA配列分析にかけた。
鱈DNA配列分析 MaXamおよびG11bert  (文献26)の化
学的分解法および1本鎖M 13 mP7フアージ誘導
体から誘導された型板を用いたジデオキシ鎖末端法によ
り、pH5Alのアルブミンc D NA部分(および
その周辺領域)が完全に配列化された。全てのヌクレオ
チドは少なくとも2回配列化された。このDNA配列を
USA蛋白質の推定アミノ酸配列と共に第3図に示しで
ある。成熟H8A暗号領域の5′以降のDNA配列もc
 DNAクローンP−14から決定し、第3図に示しで
ある。
DNA配列分析の結果、人工的開始コドンおよび完全な
成熟USA暗号配列が所望通りE、colitrpプロ
モーターオペレーターのすぐ後に続いていることが確認
された。このATGイニシエーターは、trp  リー
ダーペプチド(文献37)の推定E、coli リボゾ
ーム結合配列(文献36)から9ヌクレオチドだけ後に
ある。
p HS A lのDNA配列の翻訳により、585ア
ミノ酸の成熟H8A蛋白質が予想される。種々報告され
ているH8Aの蛋白質配列とは約20アミノ酸だけ一致
しない。本発明者1らによる配列は、MOulOnら(
文献12)のものと11残余分異なっており、もともと
Moulonら(文献12〕の文献とBehrensら
(文献10)の報告に基くと考えられるDayhof[
カタログ(文献9)に記載されているものとは28残余
分異なっている。これらの違いのほとんどは、隣接残余
分のペアが正反対であるか、またはグルタミン−グルタ
ミン酸の不一致である。本発明者らの配列は、l)a 
yho f f (文献9〕およびMoulonら(文
献12)の報告のものと585残余分の5個だけが違っ
ており、これらの5個の違いの内3個はグルタミンとグ
ルタミン酸が入れ替ったものである(第3図に於て下線
を引いた部分)。全ての不一致の部分につ0て、ヌクレ
オチド配列を注意深く再チェックした所、DNA配列化
の誤りがこれらの不一致の原因になっているとは考えら
れなかった。c D N Aクローニングによって導入
された人工物の可能性を除外することはできない。しか
し、種々の報告の中には、アミノ酸配列の違いについて
、その他のもつとありそうな説明がなされている。それ
らの1つは、インビボまたは蛋白質配列化中におこるア
ミド化の変化(グルタミン−グルタミン酸区別に影響を
与える)である(文献38)。H5A蛋白質の多形現象
が相違の原因になっているかもしれない。
20個以上のHS Aの遺伝的変異体が蛋白質電気泳動
(文献39)により検出されているが、アミノ酸配列レ
ベルではまだ分析されていない。我々の予測したH S
 A蛋白質配列は585アミノ酸の長さであり、M□u
lOn (文献12)とは一致するがI)ayhoff
(文献9)とは一致しないことも注目に値する。この違
いはアミノ酸156−157におけるPhe−Pheペ
アの1個のフェニルアラニン(Phe)残余分を削除(
文献9において)することによって説明される。
ラット血清アルブミンcDNAクローン(文献16)の
DNA配列と比較すると、本発明者らの成熟U S A
配列はヌクレオチドレベルで74%、アミノ酸レベルで
73チが一致(homology) している(ラット
のSA蛋白質はUSAよりアミノ酸1個だけ短い。US
Aのカルボキシ末端残余分はラット蛋白質には存在しな
い)。両組白質において、全ての35個のシスティン残
余分は同じ位置に存在している。USAの予測された「
プレプロ」ペプチド領域は、ラットcDNAクローン(
文献16)から報告されているものと、76チのヌクレ
オチド、および75チのアミノ酸が一致している。種間
の配列相同性は、比較できる3′非翻訳領域(3′m 
RNA末端の前の発表されているラットCDNAクロー
ン末端)の部分では減少する。H5ACDNAG;!、
ポリ(A)付加サイトから28ヌクレオチド前にヘキサ
ヌクレオチドAATAAAを含んでいる。これはPro
udfootおよびByownlee ニよって初めて
注目された真核細胞m RN Aに共通の特徴である(
文献40)。
医薬組成物 本発明に係る化合物は、医薬組成物を製造する既知の方
法に従って製剤化することができる。この場合、本発明
のポリペプチドは薬学的に許容し得る担体と混合するの
が好ましい。好適な担体およびその製剤化法はE、W、
Mart in (7) Remington’sPh
armaceutical 5ciences に記載
されている。
この様な組成物は、有効量の本発明に係る蛋白質と共に
、受容者に有効に投与するのに適した薬学的に許容し得
る組成物を調製するための適当量の担体を含んでいる。
1つの好ましい投与方法は非経口投与である。
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【図面の簡単な説明】
第1図A)はヒト血清アルブミン蛋白質を暗号化しティ
るmRN A 、およびcDNAクローンF−47、F
−61およびB−44に含まれる領域を示す模式図、B
)はプラスミドp HS A 1の模式図、第2図は細
菌により合成されたU S Aの免疫沈殿を示すグラフ
、第3図はヒト血清アルブミンのヌクレオチド配列およ
びアミノ酸配列を示す模式図である。 特許出願人 ジエネンテク・インコーポレイテッド代理
人   弁理士 青 山 葆   外1名、1.1〒1
.1.〒、1..〒1.1.〒”Aご9.ノ 1 2 346 67 ノCフなン+ 2゜ 第1頁の続き 1/42 1/425 1/825

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発現ベクターの微生物学的に操作し得るプロモータ
    ーのコントロール下に、適切に配置された翻訳開始信号
    並びに停止信号と共に挿入すべく設― 計された1)NA配列であって、機能的蛋白質またはそ
    の生物活性部分を含有するポリペプチドを暗号化してい
    るDNA配列を組立てる方法であって、(a)該ポリペ
    プチドの全暗号配列の暗号配列を含んでいるメツセンジ
    ャーRNAを用意し、(b)工程(a)のメツセンジャ
    ーRNAからの逆転写によって、各フラグメントの配列
    か該暗号配列の1部に相当しており従って該ポリペプチ
    ドの1部を暗号化している一連の2本鎖c l)N A
    フラグメントを得、 (C)適切に結合すれば該ポリペプチドを暗号化する様
    なフラグメントを調製するために工程(b)で得たフラ
    グメントを制限エンドヌクレアーゼ酵素で切断し、 (d)工程(C)のフラグメントを結合し、得られた生
    成物を発現プロモーターの適切な解読わくコントロール
    下にベクターに導入する、 ことからなる改良方法であって、工程(b)のフラグメ
    ントはそれぞれの末端領域の配列が重複しており、その
    重複部分は共通の制限エンドヌクレアーゼ部位を含有し
    ており、これらのフラグメントは全体として該ポリペプ
    チドの全暗号配列を含んでおり、かくして該フラグメン
    トを選択的に切断し、結合させると、該ポリペプチドを
    暗号化している適切な解読わくを有する相当するcDN
    Aが得られることを特徴とする方法。 2、該ポリペプチドがヒト血清アルブミンのアミノ酸配
    列を含んでいる第1項に記載の方法。 3、該ポリペプチドがヒト血清アルブミンのアミノ酸配
    列であって、場合により、該ヒト血清アルブミンの本来
    の第1アミノ酸のN末端に結合した切断可能な複合体ま
    たは微生物信号蛋白質を含んでいるものである第1項に
    記載の方法。 4、切断可能な複合体がアミノ酸メチオニンである第3
    項に記載の方法。 5、第1項に記載の方法で生産される生成物。 6、ヒト血清アルブミンを暗号化している遺伝子である
    第5項に記載の生成物。 7、基本的にヒト血清アルブミンを暗号化している配列
    のみからなるDNA配列。 8、相当するヒト血清アルブミンを生産する様に該配列
    を微生物に発現させることができるDNAベクターと実
    施可能に結合された第7項に記載のDNA配列。 9、形質転換微生物中で、第7項に記載のDNA配列を
    発現することのできる複製可能な微生物発現ビヒクル。 10、第9項に記載のビヒクルで形質転換した微生物。 11、第10項に記載の形質転換微生物を含む培養培地
    。 12、E、coli 細菌または酵母株の形質転換によ
    り得られる第10項に記載の微生物。 13、プラスミドpH8Al 0 14、第13項に記載のプラスミドで形質転換されたE
    、coli細菌株からなる群から選ばれる形質転換微生
    物。 15、成熟した形でヒト血清アルブミンを微生物により
    発現させる方法。 16、第15項の方法で生産されたヒト血清アルブミ 
    ン。 17、ヒトの治療のためまたは該治療に有用な医薬組成
    物を調製するために第16項に記載のヒト血清アルブミ
    ンを使用する方法。
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