JPS6269990A - 発現ベクタ−pTP64−1 - Google Patents

発現ベクタ−pTP64−1

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JPS6269990A
JPS6269990A JP60210813A JP21081385A JPS6269990A JP S6269990 A JPS6269990 A JP S6269990A JP 60210813 A JP60210813 A JP 60210813A JP 21081385 A JP21081385 A JP 21081385A JP S6269990 A JPS6269990 A JP S6269990A
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JP
Japan
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plasmid
ptp64
gene
dihydrofolate reductase
coli
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JP60210813A
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Masahiro Iwakura
正寛 巖倉
Keishiro Tsuda
津田 圭四郎
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/70Vectors or expression systems specially adapted for E. coli

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  • Genetics & Genomics (AREA)
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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】 産業上の利用分野 本発明は、高効率発現ジヒドロ葉酸還元酵素を暗号化す
る遺伝子を含有し、第1図において示されるDNA配列
を有する組換えプラスミドに関するものである。この特
定DNA配列及び組換えプラスミドの産業上の利用分野
としては、微生物工業9発酵工業、医薬品工業等の分野
に好適である。
従来の技術 本発明の技術的背景としては、いわゆる遺伝子操作技術
がある。最近、遺伝子操作技術の進歩にともなって、プ
ロモーター・クローニング用ベクターなど多機能プラス
ミドベクターの開発が行なわれるようになった。このよ
うなプラスミドベクターを利用する上で、利用し易さを
決める退嬰な要因としてプラスミドの選択マーカー及び
マーカー遺伝子の構造・機能などの問題が上げられる。
ジヒドロ葉酸還元酵素は、ジヒドロ葉酸を還元しテトラ
ヒドロ葉酸を生成する反応を触媒する酵素であり9葉酸
補酵素生合成系の重要な酵素である。トリメトプリムは
、サルファ剤同様葉酸補酵素生合成系の阻害剤であるが
、この薬剤はジヒドロ葉酸還元酵素と強力に結合し酵素
活性を阻害する。このことにより、培地中にトリメトプ
リが存在すると細菌は生長することができなくなる。と
ころが、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子をプラスミド等に
組込み、遺伝子のコピー数を増大させるなどして、菌体
中のジヒドロ葉酸還元酵素量を高めると、細菌はトリメ
トプリムに対して耐性を獲得する(M、 Jwakur
a et al、  J、 BiochemiStry
 vol。
91、pp、1205(1982))。この性質を利用
することにより、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子がプラス
ミドの選択マーカー(すなわち、トリメトプリム耐性マ
ーカー)として利用され、この1伝子を絹込んだプラス
ミドベクターを用いて、実際、遺伝子のクローニングが
行なわれている。(特許出願昭56−143520.及
びM、 工wakura et al、 J。
Biochemistry、 vol、92 、 pp
、 615 (1982) )。
ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子を用いたトリメトプリム耐
性マーカーは、遺伝子の大きさが約500塩基対と小さ
いこと、遺伝子中に利用しやすい制限酵素部位があるこ
と、遺伝子の発現蛍とトリメトプリム耐性の強さに非常
によい相関関係が存在することから優れた選択マーカー
であり、広範囲な利用が期待されている(M、 Iwa
kura、 et a!、 J。
Biochemiatry、 vol、93. pp、
 92 (1983) )。
問題点 しかしながら、上記のような遺伝子の利用法は。
細菌遺伝子から分離してきた遺伝子DNAを適当に短<
シ、そのまま適当なプラスミドに組込んで利用しようと
いうものであり、より高度な機能を持たせたプラスミド
ベクターを開発し有効利用を計る場合、1点が生じた。
例えば+  E−col+のジヒドロ葉酸還元酵素遺伝
子をそのまま多コピープラスミドに組み込んだ場合、遺
伝子のコピー数に応じたせいぜい10〜30倍程度にし
か菌体内蓄積量を増大することができない。また、適当
な制限酵素切断部位が存在しないため組換えを行なう際
繁雑な操作が必要であるなどの間ぶ点があった。
発明の目的 すでに本発明者は、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子を効果
的に利用できる構造に構築しなおすことを目的としてジ
ヒドロ葉酸a元酵素タンパクを暗号化する部分はそのま
まで、かつ、その周辺のDNA配列がもとのE−col
iの遺伝子と異なった配列を有する遺伝子を構築しこの
遺伝子を含有するプラスミドpTP63−21を作成し
ている(特許出願 60−113692 )。しかしな
がら、この遺伝子はプロモーターを待たないため宿主で
あるE、coliで発現することができない。本発明は
pTP63−21に適切なプロモーターを導入すること
によりジヒドロ葉酸還元酵素を安定に効率よく生産する
遺伝子を構築することを目的としておこなわれ、鋭意研
究の結嘔、ジヒドロ葉酸還元酵素を菌体内タンパクの1
5%以−ヒに及ぶまで大計にE、coli細菌内に著積
させることが可能な組換えプラスミドpTP64−1を
作成し1発明を完成させるに至ったのである。
発明の嘴成 本発明のプラスミドpTP64−1は、5299塩基対
の大きさを有し、宿主であるE、coliをトリメトプ
リムおよびアンピシリン耐洗に形質転換することができ
、第1図に示される塩基配列によつ丁茜中七+11斤州
畑U−暑イ丹7ぐトーで本スープラスミドp T P 
64−1は9.制限酵素EcoRI。
PstI 、 C1aI t Bgt n、 pvun
、、 Bet I  によって。
各々1箇所切断され+ Hxnd II[t Hpa 
L Aat IIによって各々2箇所切断される。これ
らの制限酵素のうちC1aI、 HpaI、 Bgl 
II、 Hind mの切断部は、ジヒドロ葉酸還元酵
素の構造遺伝子とこれを転写開始するプロモーターとの
間に位置し9組換え体を作成する上で好都合となってい
る。
第1図は、pTP64−1の全塩基配列を示す図であ〜
す2本鎖DNAのうち片方の配列だけを示している。第
1図の配列のうち5258番目から5285番目の配列
はE、 coliのRNAポリメラーゼのコンセンサス
プロモーター配列でありジヒドロ葉酸還元酵素構造遺伝
子(57番目から533番目の配列)の高効率発現に関
与している。このプロモーター配列は、プラスミドpT
P52−1 (巌倉正寛、第2回次世代基盤技術シンポ
ジウム−バイオテクノロジー−子り、−+集、p、55
 72(1985)に記載)の制限酵素pstIとC1
a Iとの切断によって得られる2本のDNA断片のう
ち小さい方に存在し、このDNA断片をプラスミドpT
P63−21のPstIとC1a Iとの切断によって
得られる2本のDNA断片のうち大きい方のDNA断片
とを結合することによって、プラスミドpTP63−2
1とプラスミドpTP52−1とからpTP64−1を
創製することができる。
p T P 64−1の創製に用いられる技法は、実施
例に述べられるように、全て従来の組換えDNA技術に
従い効率的に竹なうことができるが、プラスミドの創製
方法によって本発明は左右されるものではない。
本発明のプラスミドp T P 64−1は、E、co
liK12C600株に導入されて安定状態に保たれ。
p T P 64−1を含有するE、coli Kl 
2C600株は微工研にFERM  P−8451とし
て寄託されている。pTP64−1を含有するE−co
lt  K12C600株は、プラスミドを含有しない
E。
coliK12c600株の約800倍以上のまた。同
一のプロモーターを有するpTP52−1を含有するE
、coliK12C600株の約5倍以上のジヒドロ葉
酸還元酵素を生産し、その含、lは菌体内タンパクの1
5%以上にまで及ぶ。
発明の効果 pTP64−1を含有するE、 coli K 12 
G600株は、菌体内タンパクの15%以上に及ぶまで
ジヒドロ葉酸還元酵素を菌体内に著積することができ、
ジヒドロ葉酸還元酵素を生産する為の菌体として浸れて
いる。またこのような特定タンパクを多量に生産する遺
伝子を発現効率の悪い遺伝子に結合することにより発現
効率を改良することが可能であることは既に明らかであ
る(巌倉正寛、第2回次世代基盤技術シンポジウム−バ
イオテクノロジー−子稿集、p、55−72 (198
5))。
次に本発明の実施例を示す。
実施例1 pTP64−1の作製 各々O,001mgのプラスミドpTP63−21およ
びpTP52−1を制限酵素C1aI及びPst Iを
用いて切断後、それぞれ1%アガロースゲルを気泳動法
により分離した。各々大小2本づつのDNA断片が得ら
れた。pTP63−21の方では大きい断片を、pTP
52−1の方では小さい断片を切り出し9両者を透析チ
ューブに入れ1 ml の50 mM Tris  H
CI、 pH8,0を加えシールし、電気溶出法(ei
ectroelution法v T、 Maniati
sら。
Mo1ecular Clonjng A Lobor
atory Manual + pp、 164Col
d Spring Harbor Laborator
y (1982)、文献1)により、ゲルからDNAを
回収し、エタノールでDNAを沈殿後、減圧下に沈殿を
乾燥した。得られたDNAを0.05mtのりガーゼ用
反応液(10mM Tris −HC++ pH7,4
,5nM MgCl2.10 mMジチオトレイトール
、  0.5 rnM ATP)に溶解した後、0.5
ユニツトのT4−DNAリガーゼを加え。
冷蔵庫中(約4−10°C)で、18時間、DNAの連
結反応を行なわせた。この反応物を、形質転換法(tr
anbformaNon method 、上記文献1
.  pp、250)に従って、  E、 colt 
Kl 2C600株に取り込ませた。
この処理をした菌体を、50mg/ml及び50mg/
mlのトリメトプリムを含む栄養寒天培地(11中に、
1gのグルツース、1gのリン酸2カリウムe5gのイ
ーストエキス、5gのポリペプトン。
及び15gの寒天を含む寒天培地)上に塗布し。
37℃で24時間培養することにより、100個以上の
コロニーを得ることができた。これらのコロニーから、
適当に1個選び、菌体を培養し。
TanakaとWeisblumの方法(T、Tana
ka、 B、 Weisblum;J、Bacteri
ogy、 VOI 121. I)p、 354 (1
975))にしたがってプラスミドを調製した。得られ
たプラスミド、を制限酵素EcoRI、 Pst I、
 C1an、 BgtII。
PvuI[、HindIu、 HpaI 、 Aatn
 によって切断を試みたところ、各々1.1,1.1,
1,2,2゜2箇所切断されることが明らかとなった。
遷られたプラスミドをpTP64−1とへした。pTP
64−1の全塩基配列を、マキサム−ギルバート法及び
ジデオキシ法に従って決定した。その結宋。
第1図に示す塩基配列が明らかとなり、プラスミドp’
rp64−1は5299塩基対より成り立っていること
が明らかとなった。また、得られた塩基配列からプラス
ミドpTP64−1が制限酵素BclI切断部位を1箇
所(第1図の配列中58番目から63番目までの、TG
ATCA、よりなる配列)有することが判明した。
実施例2 pTP64−1を含有するE、 coli Kl 2C
600株のジヒドロ葉酸還元酵素生産性 pTP64−1を含有するE、 coli K12C6
00株を50m1の50 mg/mlのアンピシリンナ
トリウムを含む栄養培地(1+中にp5gのNaC1,
8gのバクトペプトン、5gのイーストエキスを含む液
体培地、pH7,4)中で37°Cで一晩培養後。
菌体を遠心分離により集め、50m1の50mMQン酸
カリウム緩衝液p H7,0で洗菌した後、 2mlの
同一緩衝液に懸濁し、超音波破砕により細胞を破砕した
後、20000回転/分、30分の遠心分離により上清
を得た。えられた上清のジヒドロ葉酸還元酵素活性を測
定したところ、8.3ユニツト/ mgタンパクという
値Cあった。同様にしてpTP52−1を含有するE、
coliK12C600株及びプラスミドを含有しない
E−colt Kl 2G600株のジヒドロ葉酸還元
酵素生産性を調べたところ。
1.6および0.010ユニツト/ mgタンパクとい
う値であった。このことから、pTP64−1を含有す
るE、coli K12C600株は、pTP52−1
を含有するE、 coli Kl 2C600株及びプ
ラスミドを含有しないE、 coli K12C600
株のそれぞれ約5および800倍のジヒドロ葉酸還元酵
素生産性を有していることが示された。8.3ユニツト
/■タンパクのジヒドロ葉酸還元酵素活性を有する上清
をドデシル硫酸ナトリウム存在化のポリアクリルアミド
ゲル電気泳動法により分離後、コマジ−ブリリアントブ
ルーでタンパクを染色し、デンシトメーターで染色バン
ドを分析したところ、ジヒドロ葉酸Iで元酵素タンパク
が全タンパクの約15%以上含まれていることが判明し
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は、pTP64−1の全塩基配列を示した図であ
り、2本鎖DNAのうち片方のD N A 61配列だ
けを、5′末端から3′末端の方向に記述している。図
中符号は、核酸塩基を表わし、Aはアデニン、Cはシト
シン、Gグニアンは、Tチミンを示している。図中番号
はp T P 64−1に唯一存在する制限酵素C1a
I切断認識部位、ATCGATの最初の′A″を1番と
して数えた番号を示している。 1   ・ 第1図の1 第1図の2 第1図の3 第1図の4 第1図の6 GTCTATTTCG  TTCATCCATA  G
T丁GCCTGACTCCCCGTCGT  GTAG
ATAACT第1図の7 TAATTCTTGA CAATTAGTTA第 CTATT 1図の8

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、E.coliにおいて安定に複製され、宿主である
    E.coliにトリメトプリム耐性及びアンピシリン耐
    性を与えることができ、5299塩基対の大きさを有し
    、第1図において示されるDNA配列を有する組換えプ
    ラスミドpTP64−1。 2、特許請求範囲第1項記載の組換えプラスミドpTP
    64−1を含有し、ジヒドロ葉酸還元酵素を菌体内タン
    パクの15%以上蓄積するという特徴を有するE.co
    li K12C600株。
JP60210813A 1985-09-24 1985-09-24 発現ベクタ−pTP64−1 Granted JPS6269990A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01144992A (ja) * 1987-11-30 1989-06-07 Agency Of Ind Science & Technol 融合タンパク質の作成方法
JPH01144974A (ja) * 1987-11-30 1989-06-07 Agency Of Ind Science & Technol ジヒドロ葉酸還元酵素

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JPH01144992A (ja) * 1987-11-30 1989-06-07 Agency Of Ind Science & Technol 融合タンパク質の作成方法
JPH01144974A (ja) * 1987-11-30 1989-06-07 Agency Of Ind Science & Technol ジヒドロ葉酸還元酵素

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