JPH0213381A - 複数発現ベクターおよびこれを用いたタンパク質の製造法 - Google Patents

複数発現ベクターおよびこれを用いたタンパク質の製造法

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JPH0213381A
JPH0213381A JP16470688A JP16470688A JPH0213381A JP H0213381 A JPH0213381 A JP H0213381A JP 16470688 A JP16470688 A JP 16470688A JP 16470688 A JP16470688 A JP 16470688A JP H0213381 A JPH0213381 A JP H0213381A
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JP
Japan
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vector
proteins
structural gene
codon
gene
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JP16470688A
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Tetsuo Miyake
哲雄 三宅
Takanori Oka
孝紀 岡
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Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
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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】 本発明は新規ベクターおよびこれを含む形質転検体なら
びにこれらを用いる複数の所望タンパク質の製造法に関
するものである。
友■及亙 ここ数年、遺伝子工学的手法により微生物にペプチドな
いしタンパク質(以下タンパク質等という)を生産させ
る技術が一般化されつつある。
そして現在、この技術を駆使してタンパク質等を生産す
るにあたり、その生産効率を向上させるべく種々の改良
がなされているところである。
遺伝子工学的手法によるタンパク質等の生産とは、所望
タンパク質等に対応するDNA遺伝子をベクターに組込
み、組替えDNAとし、ついでこれを宿主微生物に組込
んで宿主の形質転換を行なって、形質転換体を得る。次
いで、これを適当な条件で培養することによって所望タ
ンパク質を生産させ、次いで、この所望タンパク質等を
回収する工程よりなるのが普通である。
そしてこのような工程において、生産効率の向上を図る
改良とは、例えば、宿主菌、ベクターの改良、タンパク
質等の回収・精製法の改良等である。
このうちベクターについて種々の改良の提案がなされて
いる。ここでいうベクターとは、目的とするタンパク質
等の遺伝子(以下「外来性遺伝子」ということもある)
を宿主菌に導入し、増殖、発現させるための機能を有す
る運搬体DNAのことである。 そして、ベクター中に
はこの機能を担うべくプロモータ、オペレータ、転写開
始領域、リポソーム結合領域(RBS)等t−具備する
のが普通である。
ところ受、ベクターの改良としては、プロモータ活性が
強いもの(トリプトファンプロモータ、PLプロモータ
等)と置換したり、従来よりタンパク質等の高発現に関
与しているDNA領域を有するもの(例えばリボプロテ
ィン由来のもの[EMBOJournal、3.243
7−2442(1984)])の転転写開始域またはR
BS等を利用しようとしたり、これらと由来の異なる他
のプロモータ、オペレータやRBSと適宜組合せ、また
3°側非翻訳領域の改良あるいはランナウェー タイプ
(RUN AWAY TYPE)のプラスミドの導入な
どにより、高発現のベクターを造成しようという試みが
なされているところである。
しかしながら、現時点では、各領域の組合せがうまくい
かなっかたり、リボプロティン由来のDNA領域のよう
に、明確なオペレータを持たず、そのため遺伝子発現を
任意に調節、制御することが困難であるため、このまま
では遺伝子組換え技術の観点から使用しにくい等の問題
を有していた。
従って、種々の外来性遺伝子の高発現および回収を常に
達成できるようなベクターは、あまり得られてないのが
現状である。
本発明は、遺伝子工学的手法によりタンパク質等を生産
するに際し有用なベクターを開発すべく鋭意研究を行な
ったところ、1つのプロモータ制御下に、あるいは個別
のプロモータ制御下に複数の翻訳ユニットを有するもの
であって、一方が、所望タンパク質を菌体外および/ま
たはべりブラズム中に分泌させ得るものであり、他方が
、異なる他の所望タンパク質を菌体内で発現、回収させ
得るものを用いれば、互いに異なる所望タンパク質を同
時に発現させかつ別々に回収できることを見出し、この
新知見をもとになされたものである。
従って、本発明におけるベクターは、予定した宿主内で
増殖可能であり、かつ一つのプロモータ制御下に、ある
いは個別のプロモータ制御下に少なくとも下記の翻訳ユ
ニット(1)および(2)を有すること、を特徴とする
ものである。
(1)イ)SD配列、口)翻訳開始コドン、ハ)構造遺
伝子、二)終止コドン (2)イ)SD配列、口)翻訳開始コドン、ハ)シグナ
ルペプチド、二)構造遺伝子、ホ)終止コドン また、本発明におけるタンパク質の製造は、下記の工程
イ)〜ハ)からなること、を特徴とするもの受ある。
イ)予定した宿主内で増殖可能であり、かつ一つのプロ
モータ制御下に、あるいは個別のプロモータ制御下に少
なくとも下記の翻訳ユニット(1)および(2)を有す
るベクターを用意すること。
(1)イ)SD配列、口)翻訳開始コドン、ハ)構造遺
伝子、二)終止コドン (2)イ)SD配列、口)I!訳開始コドン、ハ)シグ
ナルペプチド、二)構造遺伝子、幻終止コドン ロ)このベクターを用いて宿主細胞の形質転換を行なっ
て、形質転換体を調製すること。
ハ)この形質転換体を培養して、生産された所望のタン
パク質を回収すること。
ガ求 本発明のベクターは、−度に複数個の所望タンパク質を
発現でき、かつこれらを菌体内および菌体外および/ま
たはペリプラズム中から別々に回収できることより効率
よい物質生産が可能である。
ベクター 本発明でいうベクターとは、予定した宿主内で増殖可能
であり、かつ一つのプロモータ制御下に、あるいは個別
のプロモータ制御下に少なくとも下記の翻訳ユニット(
1)および(2)を有するものである。
(1)イ)SD配列、口)翻訳開始コドン、ハ)構造遺
伝子、二)終止コドン (2)イ)SD配列、口)B訳開始コドン、ハ)シグナ
ルペプチド、二)構造遺伝子、幻終止コドン そして必要に応じて、遺伝子の転写効率の増大に関与す
る領域、構造遺伝子の翻訳開始効率を上昇させる領域ま
たは塩基配列、mRNAの安定化に寄与する8゛側非翻
訳領域、プラスミドのコピー数に関与する領域などを具
備し、あるいは欠失してもよい。このようなベクターは
、通常の遺伝子工学手法に基づき調製可能であって、例
えば公知のベクターを基にして、これに必要な領域を化
学的に合成するか、他のベクターより得るかして該領域
を適宜当該ベクター組込むことにより容易におこなうこ
とができる。
例えば、Trp・プロモータ遺伝子は、大腸菌の染色体
上に存在しており、したがって大腸菌の染色体DNAよ
り、上記プロモータを常法に従ってクローニングするこ
とにより容易に得ることができる。ここでプロモータ領
域とは、DNAからRNAへの遺伝情報を転写する酵素
RNAポリメラーゼが最初に結合する領域をいう。菌体
外および/またはべりブラズムへ分泌機能を有する領域
はイ)SD配列、口)翻訳開始コドン、ハ)シグナルペ
プチド、二)構造遺伝子、ホ)終止コドンからなる翻訳
ユニットを有するものである。特にシグナルペプチドは
、これをコードする遺伝子の下流側末端直後に所望タン
パク質の構造遺伝子を結合させ得るものを含むものであ
り、これらの詳細は、特開昭61−37099号公報参
照のこと。
一方、所望タンパク質を宿主細胞内で発現、回収可能な
領域はイ)SD配列、口)翻訳開始コドン、ハ)構造遺
伝子、二)終止コドンからなる翻訳ユニットを有するも
のである。前記分泌機能を有する翻訳ユニットと異なる
ことはシグナルペプチドがないことである。すなわち、
翻訳開始コドン下流に切断可能なアミノ酸配列からなる
連結部を介して直接他の所望タンパク質の構造遺伝子を
結合させ、いわゆる融合法か、翻訳開始コドン下流に所
望の構造遺伝子を結合させる直結法であり、これらはい
ずれも公知の手法である。
えベクターの1 上記組換えベクターは、目的とする一種または二種以上
のタンパク質等の構造遺伝子を特定の位置に組み込んだ
後、所与の遺伝子工学的手法に従って、目的物質の生産
工程に使用することができる(詳細は後記実施例を参照
のこと)。具体的には、インシュリン、インターフェロ
ン(α、β)、インターロイキン(I〜IV )、カル
ストニン、EGF%GH,NGF、TGF(α、β)、
EPOおよびIGF(1、■)等、任意の物質を発現さ
せることができる。
発現された所望タンパク質は、菌体内または菌体外およ
び/またはべりブラズム中から、公知の手法により別々
に回収することができる。
詳細な回収法に関しては、1)直接発現法の場合:特開
昭り8−134998号、特開昭60−28994号公
報、2)融合法:特願昭62−304937号、特願昭
63−41615号明細書、3)分泌法:特開昭61−
152297号、特開昭61−1り2278号、特開昭
61−152279号、特開昭61−181396号、
特開昭61−254196号、特開昭61−28029
2号、特開昭62−158491号、特開昭63−37
99号、特開昭63−3800号、特開昭63−744
85号および特願昭62−44585号、特願昭61−
309858号明細書等を参照されたい。
ヌ」1外 1)hBGFおよびhTGF/TGFαの調製1、pT
A2632Rの作成 pTA2622R(特願昭62−44585号明細書参
照)10Rgを6mM  Trls−HCI(pH7,
9)150mM   NaC1、6mMMgC1□溶液
50Rg中3unitの5allで87℃、2時間反応
し直鎖状とした。
フェノール処理、エタノール沈澱後、50μンの上記溶
液に溶かし1unltのEcoRIで部分切断を行なっ
た。
その後、アガロース電気泳動によって、Trpプロモー
タ、Km(カナマイシン)耐性遺伝子を含む(1)のフ
ラグメントを得た。
pTA1632(特開昭61−149087号公報参照
のこと)5μgを50μeの上記溶液中、8unitの
BcoRI、5allで切断しblaシグナル−hEG
F遺伝子を含む約220bpの(II )のフラグメン
トをアガロースゲルから回収した。(1)および(II
 )をDNAライゲーションキット(宝酒造)を用いて
閉環し、大腸菌HBIOIを形質転換した。形質転換体
からプラスミドを調製し pTA2632Rを得た(第
1図参照)。
2、pTA26 017 32Rの作成pFM−TGF
  10Rgを(3mMTr l 5−HCl (pH
8,0)、20mMKClおよび6 m M  M g
 Cl 2  溶液中、37℃で2時間、8un l 
tのS m a IおよびHpalと反応を行なった。
その後、アガロースゲル電気泳動によって、h E G
 F / T G F a遺伝子を含む(II )のフ
ラグメントを得た(第2図参照)。
pTA2632R5μgを上記組成溶液中8unitの
Hpalで切断後、フェノール抽出、エタノール沈澱後
、50μεのIMTris−HCI (pH8,0)に
溶かし、1unitのバクチリアル アルカリン ホス
ファターゼ[Bacterial Alkalfne 
Phosphatase(BAP)]で660℃1時間
アガロースゲル電気泳動によって精製し、1のフラグメ
ントを得た(第2図参照)。
(1)および(II )をDNAライゲーションキット
(宝酒造)を用いて閉環し、大腸菌HBIOIを・形質
転換した。形質転換体からプラスミドを調製しpTA2
6−017−32Rを得た(第2図参照)。このベクタ
ーはtrpプロモータの支配下でhEGF/TGFαの
後に、ストップ配列を持ち、更にその下流にSD配列を
介してblaシグナル−hEGF通伝子を持つ。
3.3s伝子の発現および回収 pTA26−017−32Rを含む B、coli  88101株を50 tt g / 
m eのカナマイシンを含むL−brouth  5m
eに接種し、37℃で一晩培養した。このうちの50μ
ンを、50Rg / m J!のカナマイシン、0.2
%のカザミノ酸を含むM−9培地51!、に接種し、3
7℃で振どう培養をおこなった。
24時間後、菌体を遠心分離により回収し、5DS−ポ
リアクリルアミドゲル電機泳動によって第3図に示す通
りhEGF/hTGFαの融合タンパクの生産(第3図
中a)を確認した。
なお、第3図中すはカナマイシン耐性遺伝子産物のバン
ドであるためpFM−TGFでは見られなかった。
一方、培養上清に分泌されたhEGFをIEIA(En
zyme  Immuno  As5ay)によて定量
した。なお、対象として pFM−TGFを同様の条件で培養した結果も下表に示
す(p FM−TG F/HB 101の培養時には、
カナマイシンの代りにアンピシリン50μg/meを加
えて行なった)。
培地中に分泌されたhECFの定量 N、D:検出不可能 その結果、培養開始後、24時間の菌体では、hBGF
/hTGFαの融合タンパクのバンドが顕著に認められ
る。
一方、hEGFは24時間後に530μg/ンcult
ureの分泌量を示した。
培養開始後24時間の培養液上清からhEGFを回収、
精製した。また、同時に菌体がらhEGF/hTGFα
の融合タンパクを回収することができたくなお、hEG
F/hTGFαの融合タンパクからhTGFαを回収す
る方法は特願昭61−128549明細書参照のこと)
【図面の簡単な説明】
第1図は、pTA2632Ftの作製法を示したもので
ある。 第2図は、hGH/hTGFの融合タンパクとhEGF
!同時に発現しつるベクターpTA26−017−32
Rの作製法を示したものである。 第3図は、hGH/hTGFの融合タンパクの発現を5
DS−ポリアクリルアミドゲル電機泳動で確認した図で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、予定した宿主内で増殖可能であり、かつ一つのプロ
    モータ制御下に、あるいは個別のプロモータ制御下に少
    なくとも下記の翻訳ユニット(1)および(2)を有す
    るベクター。 (1)イ)SD配列、ロ)翻訳開始コドン、ハ)構造遺
    伝子、ニ)終止コドン (2)イ)SD配列、ロ)翻訳開始コドン、ハ)シグナ
    ルペプチド、ニ)構造遺伝子、 ホ)終止コドン 2、下記の工程イ)〜ハ)からなることを特徴とするタ
    ンパク質の製造法。 イ)予定した宿主内で増殖可能であり、かつ一つのプロ
    モータ制御下に、あるいは個別のプロモータ制御下に少
    なくとも下記の翻訳ユニット(1)および(2)を有す
    るベクターを用意すること。 (1)イ)SD配列、ロ)翻訳開始コドン、ハ)構造遺
    伝子、ニ)終止コドン (2)イ)SD配列、ロ)翻訳開始コドン、ハ)シグナ
    ルペプチド、ニ)構造遺伝子、 ホ)終止コドン ロ)このベクターを用いて宿主細胞の形質転換を行なつ
    て、形質転換体を調製すること。ハ)この形質転換体を
    培養して、生産された所望のタンパク質を回収すること
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991005863A1 (en) * 1989-10-11 1991-05-02 Pitman-Moore Australia Limited Recombinant growth factors
WO2002090554A1 (fr) * 2001-05-09 2002-11-14 Gencom Corporation Vecteur de clonage
JP2005034025A (ja) * 2003-07-18 2005-02-10 Mitsubishi Pharma Corp 大腸菌での異種遺伝子発現を促進させるプラスミドベクター、組換え大腸菌、該組換え大腸菌を用いた化学物質製造法及び組換えタンパク質の製造法

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WO2002090554A1 (fr) * 2001-05-09 2002-11-14 Gencom Corporation Vecteur de clonage
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