JPH025866A - ヒトアルファフェトプロテインドメインi遺伝子、対応プラスミド組換体、対応形質転換体、該ドメインiの製造法及び製造された該ドメインi - Google Patents

ヒトアルファフェトプロテインドメインi遺伝子、対応プラスミド組換体、対応形質転換体、該ドメインiの製造法及び製造された該ドメインi

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JPH025866A
JPH025866A JP15859688A JP15859688A JPH025866A JP H025866 A JPH025866 A JP H025866A JP 15859688 A JP15859688 A JP 15859688A JP 15859688 A JP15859688 A JP 15859688A JP H025866 A JPH025866 A JP H025866A
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hafp
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gene sequence
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Kazunobu Miura
三浦 一伸
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KANSAI SHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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KANSAI SHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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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、合成アルファフェトプロティン(以下rAF
PJという)ドメインエ遺伝子、より詳・しくは、ヒト
アルファフェトプロティン(以下rhAFPJという)
ドメインIをコードする遺伝子、該遺伝子を挿入した対
応プラスミド組換体、該組換体で形質転換された形質転
換体、遺伝子工学的手法によるhAFPドメインIの製
造法、及びこれにより製造されたhAFPドメインエに
関している。
従来の技術及びその課題 hAFPは、胎児性蛋白質であり胎児肝で合成され、成
人ではほとんど合成されないが、肝癌の発生に伴い血清
中に再び現われ、その濃度は著しく増加する。hAFP
は、胎児期の血清アルブミンの役割を果たしていると考
えられているが、詳細な役割は明確ではない。而して、
hAFPの生化学的性質としてはビリルビン、脂肪酸、
ステロイドホルモン等との結合能を有していること、免
疫抑制作用を有することが知られており、胎児の保護と
ホルモン調節を行い、母体からの拒絶反応抑制をつかさ
どっていることなどが考えられている( rBiolo
gical Activities of Alpha
−Petoprotein、Vol、I J ed、b
y G、J、 Mizejevskl、lI。
11acobson、cRc Press、1987 
)。
hAFPは、分子量約7万の蛋白質であり、そのジスル
フィド結合様式から相互に類似した3つのドメインから
なることが報告されている[Primary 5tru
ctures of Human a −Petopr
otein and its mRNA、T、Morl
naga、M、5akai。
T、G、Wegllann and T、Tamaok
i、 Proc、Natl、Acad。
Sci、USA、80.4604−4608(1983
) ] 、これらのドメインについてヒト以外の動物種
間でのAFPの比較においてはそれぞれ高い相同性が認
められているが、ヒトと他の動物との比較においてはh
AFPのドメイン■について他の動物のものとの相同性
が低い。このことは、AFPが進化を経て、3つのドメ
イン構造を採るようになったが、特にhAFPのドメイ
ンIについては最も進化が進みhAFPとしての特徴は
そのドメインIに存しているものと思われる。
従って、上述のようなhAFPの性質、機能にはそのド
メインIが大きく関与していると考えられ、またhAF
PドメインI自体にhAFPと同様の性質、機能、例え
ば免疫抑制剤活性が期待でき、その研究、医薬品への応
用等のためhAFPドメインIの大量生産が要望されて
いる。
課題を解決するための手段 本発明者は、上記要望に応えるべく、hAFPドメイン
Iを遺伝子工学的手法により製造する方法について鋭意
研究を重ねた。その結果、hAFPドメインIをコード
する遺伝子を新たに設計し、化学合成することに成功す
ると共に、かくして得られる遺伝子を適当なプラスミド
ベクターに組込んで遺伝子組換体(発現ベクター)を構
築し、これを利用して微生物等を形質転換し、該形質転
換体を培養して目的とするhAFPドメインIを発現さ
せるのに成功し、ここに本発明を完成するに至った。
本発明によれば、下記アミノ酸配列[A]Thr Ly
s Glu Leu Arg Glu       [
A]で表わされるhAFPドメインIをコードする遺伝
子を含有する遺伝子であって、Ile Leu Asp
に対応する塩基配列が5′端からATTCTAGACで
あす、Glu Ile Serに対応する塩基配列が5
′端からGAGATATCTであり、Asp Ala 
Leuに対応する塩基配列が5′端からGACGCGT
TGであり、Glu l1eLeuに対応する塩基配列
が5′端からGAGATCTTGであり、Gin Va
l Proに対応する塩基配列が5′端からCAGGT
ACCAであり、Glu Ala Tyrに対応する塩
基配列が5′端からGAAGCTTACであり、4g Ala Argに対応する塩基配列が5′端からGCG
CGCであり、且つGlu Leuに対応する塩基配列
が5′端からGAGCTCであることを特徴とするhA
FPドメインI遺伝子が提供される。
また本発明によれば、上記遺伝子の具体例として下記式
[1]で表わされる、アミノ酸配列[A]に対応する塩
基配列を含有することを特徴とするhAFPドメインI
遺伝子が提供される。
5°ACA CTG CAT AGA AACGAG 
TAT GGA ATCGCT3°TGT GACGT
A TCT TTG CTCATA CCT TAG 
CGATCCATT CTA GACTCT TAT 
CAA TGT ACCGCGAGG TAA GAT
 CTG AGA ATA GTT ACA TGG 
CGCGAG ATA TCT TTA GCT GA
T CTG GCT ACCATACTCTAT AG
A AAT CGA CTA GACCGA TGG 
TATTTT TTCGCG CAG TTT GTT
 CAG GAA GCG ACCAAA AAG C
GCGTCAAA CAA GTCCTT CGCTG
GTACAAG GAG GTA AGCAAA AT
G GTT AAA GACATG TTCCTCCA
T TCG TTT TACCAA TTT CTGG
CT GAT GGA CGG AAG GACCTT
 CTCGACACGTGA TTT CTCGAG 
TCT CTC5゜[1] 更に本発明は、上記式[1]で表わされるhAFPドメ
インI遺伝子を、プラスミドベクターに挿入したプラス
ミド組換体、該組換体で形質転換させた形質転換体、及
びhAFPドメインIの遺伝子工学的製造技術をも提供
するものである。
本明細書において、塩基配列、アミノ酸配列、之等を構
成する各核酸塩基、アミノ酸乃至その残基等の表示は、
IUPAC−IUBの規定乃至当該分野において慣用さ
れる略号によるものとする。
以下、本発明遺伝子の設計、合成、該遺伝子を含む発現
ベクターの構築、該ベクターの導入による形質転換体の
製造、該形質転換体の培養等につき順次説明する。
本発明遺伝子の塩基配列の設計は、以下の基準に従い、
種々の検討を重ねて行なわれたものである。
(1)宿主細胞として用いる、例えば大腸菌での使用頻
度の高いトリヌクレオチドコドンを選択する。これは、
大腸菌には大腸菌特有の転移リボ核酸の存在分布があり
、それに合致したコドン使用頻度に従うほうが高発現を
期待できるからである。また、用いるプラスミドベクタ
ー中の遺伝子発現調節領域に適合した配列を選択する。
例えば、本発明では、プラスミドベクターとして、トリ
プトファンプロモーターを用いた後記pRG−12が該
プロモーターのインデューサーである3−インドールア
クリル酸により極めて高い発現が誘導し得るので、好適
に使用できる。この場合、使用したベクターの遺伝子発
現領域のコドン使用頻度に従って使用頻度の高いコドン
を選択するほうが高発現を期待できる。
そこで、宿主細胞やプラスミドベクターの使用頻度の高
いコドンをアミノ酸配列にあてはめて第一次的な遺伝子
のヌクレオチド配列を決定する。
(2)遺伝子内及びその両端に特定の制限酵素認識部位
を持たせ、任意にその部位を操作して、他の遺伝子との
結合、プラスミドベクターへの挿入を行ない得るように
する。
特に、本発明遺伝子は、前記の通り、特定部位のアミノ
酸に対応して、遺伝子内に8カ所の特定の制限酵素認識
配列を設けた点に一つの特徴を有する。これにより、将
来の遺伝子変換によるhAFPドメインIの活性の増強
や選択、安定性の増大等のためのhAFPドメインIの
修飾等が容易になる。
従来の遺伝子合成では合成すべき遺伝子の配列を決定し
たときに偶然に検出される制限酵素認識部位を後に利用
するということであったが、本発明では制限酵素の種類
を厳選し、制限酵素の認識配列から可能なアミノ酸配列
を推定し、そのアミノ酸配列の存在をhAFPドメイン
Iのアミノ酸配列について検索し、その存在が認められ
たとき、その部位に制限酵素認識部位を設けることがで
きるという方法を案出した。制限酵素の種類は、合成遺
伝子領域及びプラスミドベクター領域内で重複しないも
のを選択した。
選択した制限酵素の認識配列より可能なアミノ酸配列を
推定し、それらのアミノ酸配列がhAFPドメイン■の
アミノ酸配列内に存在するかどうか検索する。例えば、
Xba Iの認識配列は5′端よりTCTAGAであり
、この配列から可能なアミノ酸配列としてI Ie−L
eu−ASI)が推定され、この配列がhAFPドメイ
ンエのN末端から12番目に存在し、そのヌクレオチド
配列は、前記(1)の基準より5′端よりATATTG
GATであるのでコドンの置換によりこれをATTCT
AGACとすればXba Iの認識部位が導入されたこ
とになる。同様の操作を十数種類の制限酵素について行
ない、hAFPドメインI遺伝子内の特定位置に8カ所
の特有な制限酵素認識部位を設けることができた。
(3)化学合成したオリゴヌクレオチドを集合、結合さ
せる場合、目的とする結合状態とは異なる遺伝子の結合
が起こらないか、又は最小限に留め得るようにする。
即ち、hAFPドメインI遺伝子は、全鎖長が約600
bpと大きいので、例えば5ブロツクに分は遺伝子合成
を二段階の工程で行なうのが好ましい。各ブロックの遺
伝子の合成は、数十ヌクレオチド鎖長のオリゴヌクレオ
チドを合成し、それらの結合により行なわれる。合成オ
リゴヌクレオチドをアニールして二本鎖を形成させ、D
NAリガーゼで結合して各ブロックを得、更に各ブロッ
クを同様に結合することにより遺伝子が得られるが、合
成すべき遺伝子のヌクレオチド配列内にdirect 
repeat及び1nverted repeat 、
長鎖のパリンドローム構造が存在すると合成オリゴヌク
レオチドをアニールするときに期待しないオリゴヌクレ
オチド同士の会合や、ヘアピン構造を形成して目的の二
本鎖DNAが効率良く形成されない。従って、コンピュ
ーターを使用して反復配列を検索し、それらが存在する
場合はコドンの置換によりアミノ酸配列及び先に導入し
た制限酵素認識配列を変えることなく反復配列を除去す
る。−回目の除去操作により新たに反復配列が生ずるの
で検索−除去操作を繰り返してほぼ完全に除去する。
上記基準より設計された本発明遺伝子構成部分の好まし
い塩基配列の一具体例は、前記式[1]に示す通りであ
り、これはhAFPドメイン■のアミノ酸配列に対応す
るもの、即ち該アミノ酸配列をコードするものである。
しかして本発明遺伝子は、hAFPドメインIのアミノ
酸配列をコードし、遺伝子組換え技術によりhAFPド
メインIを発現、製造できる限り、また特に前記特定部
位のアミノ酸に対応して、遺伝子内に8カ所の特定の制
限酵素認識配列を有する限り、前記式[1コの塩基配列
に限定されるものではなく、これを基礎としてその塩基
配列の若干の変更、削除、付加等の改変乃至修飾が可能
である。かかる改変、修飾等の行なわれた塩基配列もま
た、これが前記式[1]の塩基配列と同一のhAFPド
メインI遺伝情報を有する限り、本発明遺伝子に包含さ
れる。
上記塩基配列の改変乃至修飾は、当業界で知られている
。その具体例は、前記式[1]の塩基配列によりコード
されるアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列をコードする
遺伝暗号(genetic codon )の採用にあ
る。
また、上記塩基配列の修飾(付加)には、これにより得
られる塩基配列を実際に適当なベクターに挿入し、微生
物等で発現させるために必要なプロモーター等の各種調
節因子との結合を行なうための各種制限酵素認識部位の
付与が包含される。
即ち、本発明遺伝子は、これを利用して遺伝子工学的手
法により目的のhAFPドメインI発現ベクターを構築
するに当たって、hAFPドメインI遺伝子に更に、プ
ロモーター、シャイン・ダルガノ配列(Shlne−D
a1garno配列、SD配列)、タンパク合成の開始
コドン、終止コドン等の各種調節因子を適宜結合させる
必要があるが、之等各塩基配列の切断、結合等の操作は
いずれも制限酵素の利用により行なわれるため、上記遺
伝子には、その前後に適当な制限酵素認識部位の付与が
必須となる。
かかる適当な゛制限酵素認識部位の付与された遺伝子も
また、本発明遺伝子に包含される。その−具体例として
は、下記式[2]で表わされるものを例示できる。これ
は、前記式[A]の196アミノ酸残基をコードする前
記式[1]で表わされる塩基配列の前部にメチオニンの
コドン(開始コドン)を加え、後部に蛋白合成終結を確
実にするために終止コドン2種類を直列に加えて、hA
FPドメインIの構造遺伝子とし、更に該遺伝子をプラ
スミドベクターに挿入するために、その前後末端に制限
酵素C1a Iと5alIの制限酵素認識部位を付加し
たものであり、引続く当該遺伝子発現ベクターの構築に
特に好適である。下記式[2]には、該塩基配列中の制
限酵素認識部位及び該塩基配列でコードされるアミノ酸
配列をも併記する。
TGT GACGTA TCT TTG CTCATA
 CCT TAG CGAAAA AAG CGCGT
CAAA CAA GTCCTT CGCTGGGTG
 GGCAAG GAT ATA CGG GGA T
GT TAG GACGTG AGT CTA ACG
 ACG TCG GTCTCG CTT CTCGA
A ACCCGCCGA GCG ATG CTA T
TT TAG TAGCCA GCG GTG TTG
 ACG AAA GAA CGT GTA TTCT
TT GGCTGA GGCCGT AGCTAG G
GT GACAAACTT ACG AAG GTCT
GG TTT CGT CGT TGG CAA[2] 前記式[1]及び[2]で表わされる特定の塩基配列を
有する遺伝子を代表として、本発明の遺伝子は、之等の
塩基配列に従って、各核酸を順次反応させることにより
合成できる。この反応は通常の方法、例えば固相リン酸
トリエステル法[K、Miyoshi  ら、  Nu
cleic Ac1ds F1a5.、 8゜5507
 (1980)]等により行ない得る。また、得られる
各塩基配列の単離精製は、例えば高速液体クロマトグラ
フィー等の常法に従うことができ、精製された各塩基配
列の確認は、必要に応じて、例えばホモクロマトグラフ
ィーによる二次元展開法[E、Jay、R,A、Bam
bara、R,Padmanbhan andR,Wu
、Nucleic Ac1ds Res、、 1 、 
331(1974)コやマキサム−ギルバート法[A、
M。
MaxaIIland W、G11bert、Proc
、Natl、Acad、Sci、、USA。
74、 560 (1977)  ;A、M、Maxa
m and W。
G11bert、Methods in Enzymo
l、、vol、65. I)p499、 Acad、P
ress (1980) ]等により、それぞれ行なう
ことができる。
前記式[2]で表わされる塩基配列の本発明遺伝子は、
第1図に示されるように、例えば塩基数34〜43個の
オリゴヌクレオチドU1〜15及び塩基数32〜46個
のオリゴヌクレオチドし1〜15の30個のオリゴヌク
レオチドを合成し、これをリン酸化及びアニーリングし
た後、結合して5つのブロックとし、これらを更に結合
することにより、好適に合成できる。
上記30個のオリゴヌクレオチドを、第1表に示す。
本発明のhAFPドメインI遺伝子であるアミノ酸配列
[A[をコードする遺伝子を含有する遺伝子であって前
記特定の8ケ所の制限酵素認識配列を有する遺伝子、そ
の具体例である前記式[1]及び[2]で表わされる遺
伝子は、次いで適当なプラスミドベクターに挿入してプ
ラスミド組換体(発現ベクター)とする。
上記プラスミド組換体は、これを導入して得られる形質
転換体が目的とするhAFPドメイン■を発現するため
には、本発明遺伝子と共に、その発現のための各種調節
因子、例えばプロモーターSD配列、翻訳停止シグナル
、転写終結信号等を保有する必要がある。之等を保有す
るベクターにおける本発明遺伝子の発現様式及びそのた
めに用いられる各種調節因子は、特に限定はなく、例え
ば大腸菌を宿主細胞として利用する場合、その菌体内に
直接発現させる系、ペリプラズム層に分泌発現させる系
等を任意に採用できる。
上記各発現系の構築等の際に用いられる遺伝子工学的手
法は、いずれも常法に従うことができ、各種制限酵素に
よるDNAの切断処理、S1ヌクレアーゼ、T4DNA
リガーゼ等を用いたDNAの結合処理、アガロースゲル
電気泳動法、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法等によ
るDNAの単離、精製、フェノール抽出法によるDNA
の回収、精製等を包含する。
また、前記各種調節因子を有しているプラスミドベクタ
ーを用い、これに本発明遺伝子を挿入することにより、
好適にプラスミド組換体(発現ベクター)を得ることが
できる。特に好ましく使用できるプラスミドベクターと
してpRG−12を挙げることができる。プラスミドベ
クターpRG−12は、c−Ha−ras遺伝子を高い
効率で発現してr’as蛋白質を与えるものであり、ま
たアンピシリン耐性情報を有しており、更にこれが含む
高発現プロモーターはトリプトファンプロモーターのリ
プレッサー領域を欠失し、SD配列と開始コドンの間の
ヌクレオチド鎖長が9ヌクレオチドであるという特徴を
有している[5ynthesisof a gene 
for human groth hormone a
nd Usexpression in Escher
ichia coli、M、Ikehara、otal
、、 Proc、Natl、Acad、Sci、USA
、81.5956−5960(1984)]。また、こ
のベクターを用いることにより、3−インドールアクリ
ル酸を用いて容易にインダクションを行なうことができ
るという利点がある。
本発明における好適なプラスミド組換体(発現ベクター
)として、第1図に示すように、ベクターpRG−12
のC1aIと5alIの制限酵素認識部位間に前記式[
2]で表わされる本発明hAFPドメインI遺伝子を挿
入したベクターであるppTAFP−Iを挙げることが
できる。
上記本発明プラスミド組換体(発現ベクター)で形質転
換される宿主細胞としては、例えば大腸菌等のダラム陰
性菌、枯草菌等のダラム陽性菌、放線菌等の原核生物細
胞及び酵母等の真核生物細胞を例示できる。之等のうち
では特に大腸菌が好適である。その具体例としては、例
えば大腸菌に12株由来のH8101株(II、W、B
oyer and D。
Roulland−Dussoix、、 J、Mo1.
Biol、、 41.459−472(1969)]及
びJM103株[J、にessing at al、+
Nuclelc Ac1ds res、、 9.309
(1981)]等を例示できる。
また、形質転換の方法としては、カルシウム法[E、L
ederberg・S、Cohen、J、Bacter
lol、、 119 。
1072(1974)3等の通常の方法に従うことがで
きる。
また、形質転換体が所期のプラスミドを有していること
の確認も、ラピッド ボイリング法[D、8゜11o1
ms and M、Qulqley、Anal、Blo
chem、、l14.193(1981)] 、ジデオ
キシ法(F、Sanger、5cience。
214.1205(1981) 1等の常法に従い行な
うことができる。
本発明によれば、次いで上記により得られた形質転換体
を培養し、発現されたhAFPドメインIを回収するこ
とにより、目的の該ドメインIを好適に収得することが
できる。
形質転換体の培養は、常法に従い行なうことができる。
培地としては、例えばL −broth培地のほか、E
培地、M9培地、M63培地等の各種のものを利用でき
る。之等の培地には、更に通常知られている各種の栄養
を添加することもできる。
培養条件としては、微生物等の生育に適したpH。
温度、通気、攪拌条件等を適宜選択して採用できる。例
えば大腸菌の場合には、pH約5〜8の範囲、特に約7
が適当であり、約20〜43℃の温度で、通気攪拌培養
すればよい。この培養により、上記した通り直接発現系
では目的タンパク質は細胞内に生産、蓄積され、分泌発
現系ではべりプラズム層に生産、蓄積される。
かくして生産された目的タンパク質は、これを常法に従
い分離、精製できる。この分離、精製操作としては、例
えばゲル濾過、吸着クロマトグラフィー、イオン交換ク
ロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等が単
独で又は適宜組合わせて採用できる。
また精製された目的タンパク質の確認は、高速液体クロ
マトグラフィーによる単一ピークの出現、ポリアクリル
アミドゲル電気泳動法による単一バンドの出現等により
行ない得る。更に目的タンパク質の同定は、通常のタン
パク質乃至ポリペプチドの構造解析手段と同様にして、
例えば5DS−PAGEによる分子量の分析、アミノ酸
分析器によるアミノ酸組成の測定、アミノ酸シークエン
サーによるアミノ酸配列の解析、特異抗体との抗原抗体
反応等により行なうことができる。
本発明により、所望のhAFPドメインエを大量にしか
も高純度で採取することができる。また、後記の通り、
本発明に従い遺伝子工学的手法により得たhAFPドメ
インエについて生物活性を測定したところ、ビリルビン
、ニストロジエンと結合する活性を検出した。従って、
ドメインエ領域のみでもhAFPが持つ生化学的性質を
示すことが確認でき、免疫抑制剤の開発への展望が得ら
れた。また、抗hAFPドメインI抗体を作成すれば、
極めて特異的な抗体が得られ、抗hAFPドメイン■抗
体を用いた肝癌などの診断法の開発ができると期待され
る。
実施例 以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる
実施例1  hAFPドメインI遺伝子の構築(1)オ
リゴヌクレオチドの合成 hAFPドメインI遺伝子の構築に必要な前記第1表に
示す30種のオリゴヌクレオチドをDNA合成機により
合成し、逆相HPLC,イオン交換HPLCにより精製
単離した。合成には、アプライドバイオシステム社が市
販している1μmolのデオキシヌクレオシドが結合し
たCP、G固相支持体を使用し、0.25〜1mgの各
精製オリゴヌクレオチドを得た。
(2)遺伝子の構築 第1図に示されるように、前記式[2]で表わされるh
AFPドメインI遺伝子の構築は、最初に30種のオリ
ゴヌクレオチドを5つのブロックに分けてオリゴヌクレ
オチドの結合を行ない5つのDNAフラグメントを得た
後、これらの5種のDNAフラグメントを結合して求め
る遺伝子を構築した。
二本鎖DNAの5′末端に対応する2種のオリゴヌクレ
オチド(Ul、Ll)を除いて、各10μgのオリゴヌ
クレオチドを9.5μlの50mMトリス−HCJ  
(pH8,0)−10mMMgC1210mM  2−
メルカプトエタノール−1mMスペルミン−1mM  
ATPに溶解し、3ユニツト(0,5μl)のT4ポリ
ヌクレオチドキナーゼを加えて37℃で90分放置して
、オリゴヌクレオチドの5′末端のリン酸化を行なった
つづいて、リン酸化していない2種のオリゴヌクレオチ
ドも含めて約120ヌクレオチド鎖長の二本鎖DNAフ
ラグメントを構成するようにオリゴヌクレオチドを混合
した。これに緩衝液を加えて66mM  トリス−HO
2(pH7,6)−6,6mM  MgCl2−0.5
mM  ATPとし、90分で3分間加熱し、氷水中で
急冷し、再び75℃に加熱し徐冷して二本鎖を形成させ
た。
混合物の温度が室温に到達したならば、T4DNAリガ
ーゼを加えて混合物を15℃で2時間保ちオリゴヌクレ
オチドを結合させて約120ヌクレオチド鎖長のDNA
フラグメントとした。反応混合物についてフェノール抽
出、エタノール沈澱を行なってDNAを回収し、10%
ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行なって目的のDN
Aフラグメントを単離した。
次に5種のDNAフラグメントを混合し、第−段階口の
リゲーションと同じ緩衝液の条件とした。
これにT4DNAリガーゼを加えて20℃で放置した。
2時間後にフェノール抽出、エタノール沈澱を行なって
DNAを回収した。このDNAについて5%ポリアクリ
ルアミド電気泳動を行なって目的の鎖長のDNA (6
02塩基対)を分離し、ゲルから抽出してDNAを回収
した。以上の操作により約6pmol (10a g)
のhAFPドメインI遺伝子が得られた。
実施例2  hAFPドメインI遺伝子を含むプラスミ
ドの構築 実施例1で得たhAFPドメインI遺伝子の発現は、大
腸菌で行ない、プロモーターにはトリプトファン(T 
r p)プロモーターを使用することにした。従って、
プラスミドpRG−12はTrpプロモーターを含むの
で、pRG−12よりhAFPドメインI遺伝子挿入の
ためのベクターを得ることにした。
目的プラスミドは、第1図に示すようにして構築した。
プラスミドpRG−12を制限酵素C1aI及び5al
Iで消化し、10%ポリアクリルアミドゲル電気泳動を
行なうと、pRG−12のTrpプロモーターの下流に
あるDNA配列を除去し、両末端にC1aI及び5al
I接着末端を持つプラスミドベクターが得られた。一方
、先に得たhAFPドメインI遺伝子の5′末端を前述
のようにT4ポリヌクレオチドキナーゼとATPを用い
てリン酸化した。
続いてアルカリ性ホスファターゼで処理したプラスミド
ベクター(3μg、 1. 8μmol)と、リン酸化
したhAFPドメインI遺伝子(3pmol)を混合し
、66mMトリス−HCl (pH7,6)6.6mM
  MgCl2−0.5mM  ATP−10mM2−
メルカプトエタノール−350ユニツト T4DNAリ
ガーゼ中で20℃、2時間放置した。
これによりTrpプロモーターの下流にhAFPドメイ
ンI遺伝子を組込んだプラスミドpTAFP−Iが得ら
れるので、エタノール沈澱によりプラスミドを回収した
実施例3  hAFPドメイン■遺伝子の発現(1)p
TAFP−Iによる大腸菌のトランスフォーメーション Ca++処理した大腸菌H8101株の懸濁液100μ
lに、氷冷下pTAFP−Iプラスミドを加え、水冷下
10分放置した。続いて、42℃で60秒間加熱して熱
ショックを与えた。混合液を室温に戻したあとに、1或
のL −B roth培養液(1%バクトドリプトン、
0.5%バクトイ−ストエキストラクト、0.5%塩化
ナトリウム)を加えて37℃で30分培養し、冷却遠心
機により集菌して上清を捨て、再び0.3誰のL −B
 roth培養液に懸濁した。この懸濁液を寒天培地に
拡散して(100μl/プレート)、37℃で一昼夜培
養した。この操作によりpTAFP−Iでトランスフオ
ームした大腸菌は寒天培地上にコロニーを形成した。3
μgのベクターから出発して得たpTAFP−Iによっ
てアンピシリン耐性を持つ2400個のコロニーが得ら
れた。これらのコロニーから20個のコロニーを採取し
、rapldboiling methodによりプラ
スミドを単離し、Cla■、5alI及びE coRV
を使用して制限酵素マツピングを行ないhAFPドメイ
ン■遺伝子の存在を分析し、10種のトランスフォーマ
ントがhAFPドメイン■遺伝子を含むことを確認した
。さらにサンガーのジデオキシ法によりhAFPドメイ
ンI遺伝子のヌクレオチド配列を分析し、それが正しい
ことを確認した。
(2)hAFPドメインエ遺伝子の発現hAFPドメイ
ンI遺伝子の存在が認められた大腸菌トランスフォーマ
ント10種について、hAFP下メインI産生の有無を
調べた。大腸菌をM9CA液体培地(5鶴)で−晩培養
(37℃)し、培養液100μlを新しい5軛のM9C
A培地に移植した。M9CA培地の組成は、第2表の通
りである。
第 表 但し表中8印は、別途オートクレーブ滅菌処理(121
℃で15分間)した試薬を使用したことを示す。
これを1時間、37℃で培養後、発現の誘導のため、3
−インドールアクリル酸(IAA)のエタノール溶液(
10mg/m9)を加えて(終濃度40μg/me)培
養を続けた。この間、適当な時間に660nmでの濁度
を測定して大腸菌の増殖を観察した。1〜2時間程度で
対数増殖期に入り、8時間程度で定常期となった。一方
、IAA添加添加後間時間時間、23時間で培養液の1
00μlを取り、遠心分離により集菌して、大腸菌産生
蛋白質の分析に供した。すなわち、上記で得た大腸菌を
SDSを含む溶液(20μ!りに懸濁し、沸騰水浴中で
5分間加熱して溶菌し、冷却遠心後、蛋白質を5DS−
15%ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析した
。その結果、トランスフォーマントNo、27.33.
40の菌株について、23時間目のサンプルにゲル電気
泳動上hAFPドメイン■の分子量的23000に相当
する位置に泳動される大量の蛋白質の産生が認められた
これらの菌株のうち、Nα40の菌株であるプラスミド
ベクターpTAFP−Iを保有する大腸菌H8101株
は、通商産業省工業技術院微生物工業技術研究所(微工
研)にrEscherichia coltllB 1
01 pTAFP−1) Jなる表示で寄託番号「微工
研菌寄第10078号(FERM  P−10078)
Jとして寄託されている。
実施例4  hAFPドメインI蛋白質の調製hAFP
ドメイン■蛋白質の産生が認められた大腸菌トランスフ
ォーマントN11L40について大量培養を行なって目
的の蛋白質の調製を行なった。
大腸菌株No、40を50軛のM9CA液体培地中で一
晩、37℃で前培養した。これを2jのM9CA培地に
移し、37℃で1時間培養した後に■AAのエタノール
溶液(80■/8軛)を加えて培養を続けた。17時間
後に遠心分離により集菌し、大腸菌を500mの50m
M)リス−HC2(pH7,5)−25%シュークロー
スに懸濁して、再び遠心分離により集菌した。菌体7.
8gが得られた。これを190v1の50mM)リス−
HC/! (pH7,5)−25%シュークロース−0
,02%ノニデートP−40(シグマ社製)−蛋白質分
解酵素阻害剤(キモスタチン、ロイペプチン、アンチパ
イン、ペプスタチン、各0. 5mg)に懸濁し、リゾ
チーム20■gを加え、0℃で15分放置して溶菌した
。続いて、1或のノニデートP−40,10製の0.1
M  MgCl2.20mgのDNaseIを加えて0
℃で15分間放置した後、溶菌液を14000回転で1
0分間遠心して上清と沈澱を分離した。この上清と沈澱
について5DS−15%ポリアクリルアミドゲル電気泳
動を行なって目的の蛋白質の存在を確認した。その結果
、目的の蛋白質は不溶性蛋白質として沈澱中に存在した
。そこで、沈澱を7M尿素を含む50mM)リス−HC
J (pH7,5) −1mMEDTA−10mM  
2−メルカプトエタノール(緩衝液A)の緩衝液200
絨に懸濁し、可溶成分を溶解し、再び14000回転、
10分間遠心分離した。再び、上清(7M尿素溶液)と
沈澱についてゲル電気泳動を行なって分析し、目的の蛋
白質が上清に存在することを確認した。続いて、この7
M尿素溶出画分についてファルマシア社製のD E A
 E −S ephacelを支持体としたカラムクロ
マトグラフィーを行なった。7M尿素を含む緩衝液Aで
平衡化したD E A E −S ephacelカラ
ムに上清画分をアプライし、7M尿素−緩衝液A200
蓋で洗った後、0から0.6M  NaC1の直線濃度
勾配により蛋白質を溶出し分画した(20vfl/フラ
クシヨン)。第2図に示される様に、フラクションNα
54〜60を目的蛋白質画分として得た。得られた両分
について5DS−15%ポリアクリルアミドゲル電気泳
動を行なって目的の蛋白質を含む両分を確認した。続い
て、この両分についてS ephadex G −75
のゲル濾過を行ない、殆んど単一のバンドとして目的の
蛋白質が含まれる両分を得た。この両分を、透析膜を用
いてS cphadex G −200粉末により濃縮
し、0.75mg/ll52の溶液が8観得られた。即
ち、21の培養から約6mgの高純度hAFPドメイン
Iを得た。
実施例5  hAFPドメインエ蛋白質の同定実施例4
により得られたhAFPドメインIを同定するためにア
ミノ酸配列分析を行なった。アプライドバイオシステム
社のアミノ酸配列分析機によりエドマン分解法により行
なった。最初にhAFPドメインIについて分析を行な
ったところ、全くアミノ酸配列のデータが得られなかっ
た。これはエドマン分解が進行せず、アミノ酸配列の1
番目のスレオニンに結合したN−末端メチオニンのアミ
ノ基がアシル化されていることによると推定した。そこ
で、シアノジエンプロミド分解を行なってhAFPドメ
インIをメチオニン部位で開裂して得られるペプチドに
ついてエドマン分解法による配列分析を行なった。即ち
、このhAFPドメインエをシアノジエンプロミドで分
解しペプチドの混合物を得た。このhAFPドメインI
の配列中にはN−末端(−1番目)、47番目、140
40番目箇所にメチオニンが存在することから3種のペ
プチドの混合物であると予想した。
アミノ酸配列分析機により順次5段階のエドマン分解を
行なった結果、■Va 1+Asp (Asn)、■L
ys、■Asp (Asn)+Phe、■A1a+11
e、■Leu+Tyrという、各段階で2つのアミノ酸
の混合物として配列が分析された。このことは、2種類
のペプチドからデータが得られていることを示しており
、この配列をhAFPドメイン■のアミノ酸配列を参照
して、再配列したところ、Val−Lys−Asp−A
l a−Leu (48−52) 、Asn−Lys−
Phe−11e−Tyr(141−145)となり、そ
れぞれ48番目と141番目以降のアミノ酸配列と一致
した。従って、大腸菌から得た蛋白質はhAFPドメイ
ンIであり、設計した遺伝子の指示通りの正しいアミノ
酸配列であることが確認された。続いて、このhAFP
ドメインIについてアミノ酸組成分析を行なったところ
第3表に示す結果が得られ、実験値と理論値がよく一致
しており、この結果もhAFPドメインI蛋白質が得ら
れていることを支持するものである。
尚、N−末端(−1番目)のメチオニンは、酵素により
、容易【二定量的に除去できる。
第 表 一方、抗hAFPモノクローナル抗体を用いて、実施例
4により得たhAFPドメインIが、抗IgG抗体に対
する抗原性を有するかどうかを、酵素免疫測定法により
分析した。hAFPドメイン■をELI SAプレート
に吸着させ、これに抗hAFPモノクローナル抗体を反
応させ、アルカリ性ホスファターゼを結合した抗IgG
抗体を反応させ、アルカリ性ホスファターゼの基質を加
えて、呈色反応を行なった。hAFPドメインIと抗h
AFPモノクローナル抗体が結合すれば、この分析法に
より黄色の呈色が見られるが、実験の結果、黄色呈色が
あった。このことは、抗hAFPモノクローナル抗体に
よりhAFPドメイン■が認識されたことになり、この
結果も、hAFPドメインIの構造を支持するものであ
る。以上により、大腸菌で産生じた蛋白質がhAFPド
メインIであることが同定できた。
実施例6 hAFPドメインIの生化学的性質hAFP
は、ビリルビンやエストラジオールなどと結合すること
が知られているので、hAFPドメイン■についてもこ
れらのリガンドとの結合能を調べた。
hAFPドメインIとビリルビンとの結合については、
hAFPドメインエによるビリルビンの水への溶解度を
調べる方法により分析した。その結果、0. 125n
molのhAFPドメイン■に対して、0. 034n
o+ol、0 、 5 nmolに対して0、 128
nmolのビリルビンが結合するという結果を得た。
エストラジオールとの結合能については、hAFPドメ
インIをニトロセルロースアセテートろ紙切片(lxl
cm)に吸着させ、これiこ放射性エストラジオールを
反応させ、その結合量を調べた。その結果、エストラジ
オールの結合活性が認められ、10. 9pmolのh
AFPドメインIに対し241 pmolのエストラジ
オールが結合した。
以上の結果、hAFPドメインIにビリルビンやエスト
ラジオールとの結合部位が存在することが判明した。こ
のことは、ビリルビン、エストラジオールの結合に関し
てはhAFPドメインIがhAFPの代用となりうろこ
とを示しており、hAFPの持つ免疫抑制活性が、ドメ
インIにも存在する可能性がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明hAFPドメインI遺伝子の構築、及
び該遺伝子のプラスミドpRG−12への挿入によるプ
ラスミドpTAFP−Iの構築を示すものである。第2
図は、実施例4で培養により得られたhAFPドメイン
Iの精製の一例を示すものである。 (以 上)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]下記アミノ酸配列[A] 【遺伝子配列があります】[A] で表わされるヒトアルファフェトプロテインドメイン
    I をコードする遺伝子を含有する遺伝子であって、【遺
    伝子配列があります】に対応する塩基配列が5′端から
    【遺伝子配列があります】であり、【遺伝子配列があり
    ます】に対応する塩基配列が5′端から【遺伝子配列が
    あります】であり、【遺伝子配列があります】に対応す
    る塩基配列が5′端から【遺伝子配列があります】であ
    り、【遺伝子配列があります】に対応する塩基配列が5
    ′端から【遺伝子配列があります】であり、【遺伝子配
    列があります】に対応する塩基配列が5′端から【遺伝
    子配列があります】であり、【遺伝子配列があります】
    に対応する塩基配列が5′端から【遺伝子配列がありま
    す】であり、【遺伝子配列があります】に対応する塩基
    配列が5′端から【遺伝子配列があります】であり、且
    つ【遺伝子配列があります】に対応する塩基配列が5′
    端から【遺伝子配列があります】であることを特徴とす
    るヒトアルファフェトプロテインドメイン I 遺伝子。 [2]ヒトアルファフェトプロテインドメイン I のア
    ミノ酸配列に対応する塩基配列が、下記式[1] 【遺伝子配列があります】[1] で表わされることを特徴とする請求項1記載の遺伝子。 [3]塩基性配列が、下記式[2] 【遺伝子配列があります】[2] で表わされることを特徴とする請求項1記載の遺伝子。 [4]請求項1、2又は3に記載の遺伝子をプラスミド
    ベクターに挿入してなるプラスミド組換体。 [5]プラスミドベクターがpRG−12である請求項
    4に記載の組換体。 [6]請求項4又は5に記載のプラスミド組換体を宿主
    細胞に形質転換させた形質転換体。 [7]宿主細胞が大腸菌である請求項6に記載の形質転
    換体。 [8]ヒトアルファフェトプロテインドメイン I 遺伝
    子を発現し得るプラスミド組換体を宿主細胞に形質転換
    させ、次いでその形質転換体を培養し、発現されたヒト
    アルファフェトプロテインドメイン I を回収すること
    を特徴とするヒトアルファフェトプロテインドメイン
    I の製造法。 [9]請求項8記載の製造法により得られる遺伝子工学
    的手法により製造されたヒトアルファフェトプロテイン
    ドメイン I 。
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