JPH08509868A - 酵素を製造するための方法 - Google Patents

酵素を製造するための方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、活性酵素を製造するための方法であってその活性酵素の前駆体をその活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵素を活性酵素へと変換できるタンパク質分解酵素の存在下で培養することを含んで成る方法、並びにかかる方法における利用にとって適当な宿主細胞、組換発現ベクター及び宿主細胞に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 酵素を製造するための方法 発明の分野 本発明は酵素を製造するための方法、並びにこの方法において利用するのに適 する細胞及びDNA構築体に関する。本発明の方法の利用により、実質的に高めら れた酵素収率を獲得することが可能である。 発明の背景 特定の反応を触媒することのできるタンパク質分子である酵素の幅広い産業及 び技術分野、例えば洗浄産業、食品及び飼料産業、紙及びパルプ産業、並びに繊 維産業における数多くの用途にとって有用であることが見い出されている。酵素 は同じ又は類似の目的のために慣用的に利用されている化学試薬に比べていくつ かの重要な利点を有しており、一の利点はそれらが容易に分解し、それ故一般に 、化学試薬よりも環境に対する有害性が低いことにある。従って、数多くの目的 にとって、酵素は慣用的に利用されている化学試薬にとっての魅力的な代替品で あると考えられている。 酵素は通常、微生物細胞又はその他の生物の細胞であって、もとから、又は課 題の酵素をエンコードする核酸配列により形質転換された結果としてその酵素を 生産できる細胞の培養により製造される。数多くの酵素は生産細胞から不活性な プロ酵素の形態において実現され、それは発現後、一般にはその生産細胞により 発現される1又は複数種のタンパク質分解酵素の作用によってプロセスを受ける ことによって活性酵素へと変換される。外因的に供給される活性化 剤によるプロセシング、例えば菌類の金属プロテアーゼによる牛プロキモシンの 活性化が報告されている(Stepanovら、1990)。 酵素の製造における組換DNA工学の開発及び利用は特定の酵素の収率を高める 観点における主たる打開策であるにもかかわらず、収率を考慮した場合、それ故 、例えば酵素について高まり続けている需要に合わせることができるようにする 場合、及び酵素製造の経済性を高めることができるようにする場合に更なる改良 を獲得したいという要望が未だ存続している。 発明の簡単なる開示 この度驚くべきことに、プロ酵素として生産される活性酵素の収率における実 質的な向上を、そのプロ酵素を発現できる細胞の培養により獲得することが、タ ンパク質分解酵素がその細胞を培養する培養液の中に存在しているときに可能で あることを見い出した。 従って、本発明の活性酵素を、その酵素を発現する細胞の培養によってプロ酵 素の形態で製造するための方法に関連し、この方法は、そのプロ酵素を活性酵素 に変換できるタンパク質分解酵素の存在下でその培養を行い、次いでその活性酵 素をその培養液から回収することを含んで成り、ここでこのタンパク質分解酵素 はその培養の前及び/又は最中にその培養液に加えるものとする。 タンパク質分解酵素の存在下でタンパク質を製造することから予測されること に反して、タンパク質分解酵素の存在は実質的に高められた酵素収率をもたらし 、より詳しくはタンパク質分解酵素を加えておらず、それ故プロ酵素の活性化が 課題の宿主細胞により発現されるタンパク質分解酵素により一般に行われる方法 と比べたときに、一定の培養液より生産される活性酵素の量よりも2倍より高い 、例えば4倍より高い、そして6又は8倍より高い収率をもたらす 。 本明細書における「活性酵素」なる語は、酵素活性を示す形態の酵素、例えば 成熟酵素を意味することを意図している。この酵素活性は課題の酵素について当 業界に知られているアッセイにより決定されうる。 「プロ酵素」なる語は酵素の前駆体又は前形態を意味することを意図する。一 般には、プロ酵素はプロペプチド部及びこの活性酵素のアミノ酸配列を含んで成 るポリペプチドより成る。このプロ酵素はチモゲン又は前駆体とも呼ばれること がある。このプロ酵素はそれが生産される培養液の中で安定であることがあるか 、又は例えばその培養液の中で活性酵素よりも迅速に分解されることにより、培 養液の中で活性酵素よりも安定性が低いことがある。 「タンパク質分解酵素」又は「メーチャラーゼ(maturase)」なる語は本願に おいて同義語として使用しており、そして細胞から発現されるプロ酵素からプロ ペプチドを解裂させることのできる酵素を意味することを意図しており、これに よりプロ酵素から活性又は成熟酵素への「変換」が成し遂げられる。好ましくは 、このタンパク質分解酵素は酵素活性にとって必要とされる活性酵素のペプチド 配列を解裂させないか又は限定の度合いでしか解裂させない。このタンパク質分 解酵素は、天然において課題のプロ酵素からプロ配列を解裂せしめて活性酵素を 生成するもの(この場合、本発明に従って追加の量のそれを加える)であるか、 又は天然酵素とは異なるものでありうる。 「培養」なる語はプロ酵素の形態で酵素の発現をもたらす細胞の任意の培養方 法を意味することを意図している。即ち、この培養は適当な培養培地において、 且つプロ酵素を発現させる条件下で実施する実験室又は工業培養槽の中での振盪 フラスコ培養、小スケール 又は大小スケール培養(連続、バッチ及び供給−バッチ式培養を含む)を含んで 成るものとして理解されうる。 第二の観点において、本発明はプロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の 培養により活性酵素を製造するための方法に関連し、この方法はそのプロ酵素を 活性酵素に変換することのできるタンパク質分解酵素の存在下で培養を行い、そ してその活性酵素を培養液から回収することを含んで成り、このタンパク質分解 酵素はそのプロ酵素を実現する細胞の中に存在している組換DNA配列によりエン コードされ、且つ発現されるものとする。先に説明した方法により得られるもの と類似の活性酵素収率の上昇が本発明のこの観点に従って得られうることが考え られる。この第二の観点に係る方法は、その工程中にタンパク質分解酵素を加え る必要がないという重要な利点を有し、それは以下に更に説明する。 本明細書において、「組換DNA配列」なる語は外来DNA配列を意味することを意 図し、それによりプロ酵素を発現する細胞を形質転換させる。「外来」なる語は 、そのプロ酵素を発現する細胞が、天然ではそのプロ酵素をエンコードする前記 DNA配列を含んで成らないことを意味することを意図している。他方、「組換DNA 配列」なる語はDNA配列であって、プロ酵素を発現する細胞において通常見い出 されるが、しかし天然DNA配列に一体化しているものとは異なり、且つそのDNA配 列から発現される活性タンパク質分解酵素の量を増大できる1又は複数の調節要 素、例えばプロモーターのコントロール下に置かれているDNA配列を意味するこ とを意図している。更に、その語はDNA構築体であってその中のタンパク質分解 酵素をエンコードするDNA配列のコピー数が増大しているものを意味することを 意図している。 更なる観点において、本発明をプロ酵素をエンコードする核酸配 列及びそのプロ酵素を活性酵素へと変換することのできるタンパク質分解酵素を エンコードする核酸配列を抱えている組換宿主細胞に関連しており、ここでこの 組換宿主細胞における核酸配列の少なくとも一つは組換核酸配列である。「組換 」なる語は以上の定義で理解されることと思われる。 更なる別の観点において、本発明はプロ酵素をエンコードする核酸配列及びこ のプロ酵素を活性酵素に変換できるタンパク質分解酵素をエンコードするDNA配 列を抱えているDNA構築体、並びにかかるDNA構築体を運搬する発現ベクターに関 する。 この組換宿主細胞、DNA構築体及び発現ベクターは本発明の方法において好適 に利用でき、そして慣用の組換DNA技術に従って作ることができうる。 最後に、本発明は本発明の本発明により製造した活性酵素に関する。 発明の詳細な開示 本発明の方法の最中に製造されるプロ酵素は培養液の中で安定であることがあ る。即ち、任意の実質的な分解を受けず、それ故培養液中に存在している間にか なり長期にわたって活性酵素へと変換されうるか、又は培養液から回収されうる 。他方、このプロ酵素は培養液の中で不安定であり、そして迅速に分解してしま うことがあり、最悪の場合は回収される前又は活性酵素に変換する前に分解して しまいうる。本発明の方法は、酵素の製造において、培養液中でのその酵素のプ ロ酵素の形態が活性酵素よりも安定性が低い場合において特に重要であると考え られる。かかるケースにおいて、このタンパク質分解酵素は不安定なプロ酵素を 分解前に活性酵素に変換することができるものと信じられている。 本発明の方法は対応のプロ酵素を発現する天然細胞の培養による活性酵素の製 造にとって好都合でありうるが、それらは活性組換酵素、即ち培養に委ねる細胞 に形質転換する核酸配列によりエンコードされる酵素の製造において特に重要で あると考えられる。 従って、プロ酵素を発現する細胞はプロ酵素をエンコードする核酸、例えばDN A又はRNA細胞により形質転換されていることが好ましい。この形質転換は、選定 の宿主細胞の性質及び核酸配列の性質と合致するように選定する当業界に公知の 慣用の方法により成し遂げられうる。この核酸配列は例えば相同又は異種組換に より宿主細胞のゲノムの中に挿入できうる。他方、この核酸配列は宿主細胞の中 で自己複製できる組換発現ベクターに挿入してよい。詳しくは、この核酸フラグ メントを、そのプロ酵素の発現を誘導することのできる転写及び翻訳シグナルに 作動連結させる。 本発明の方法は、細胞においてプロ酵素として発現される任意の活性酵素、そ して特に、対応のプロ酵素が培養液の中でその活性酵素よりも安定性の低い酵素 の製造にとって一般に適用できうる。例えば、本発明の方法により製造する酵素 のヒドロラーゼ、オキシドレダクターゼ、イソメラーゼ、オキシダーゼ又はトラ ンスフェラーゼでありうる。 特に、製造すべき酵素はプロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ、 キシラナーゼ、ペクチナーゼ、ペルオキシダーゼ、ラッカーゼ又はトランスグル タミナーゼでありうる。 本明細書において、製造すべき酵素は天然酵素であるか、又は1もしくは複数 のアミノ酸残基が例えば慣用のもしくは部位特異的突然変異誘発により変更され ている、その遺伝子操作された変異体でありうる。 本発明の方法の利用により向上した収率を得るための一のタイプ の酵素はトリプシン様プロテアーゼである。 本明細書において、「トリプシン様プロテアーゼ」なる語はトリプシンのそれ と類似の構造又は活性を有するトリプシン又は酵素、例えばリジン又はアルギニ ンのC末端側にあるペプチド結合を解裂できる酵素を意味することを意図してい る。このトリプシン様プロテアーゼ活性は、例えば以下の材料及び方法の欄に記 載の通り、N−ベンゾイル−L−アルギニン−p−ニトロアニリド(L-BAPA又は L-BAPNA)の如くのトリプシン基質の解裂に基づくアッセイにおいて決定されう る。 トリプシン様プロテアーゼは哺乳類、昆虫及び微生物を含む多種多様な生物に より生産されることが見い出されている。トリプシン様プロテアーゼを生産する 微生物の例はフサリウム(Fusarium)属の菌類のいずれか(引用することで本明 細書に組入れる米国特許第5,288,627号を参照のこと)であり、従って生産すべ き酵素はフサリウム属の株、例えばF.オキシスポルム(F.oxysporum)、F. メリスモイデス(F.merismoides)、F.レドレンス(F.redolens)、F.サム ビュシナム(F.sambucinum)、F.ソラニ(F.solani)又はF.バーチシロイデ ス(F.verticilloides)の株より得られうる。 特に、この酵素はF.オキシスポルムの株、例えば寄託番号DSN2672により米 国特許第5,288,627号において開示されている発明に関連してドイッツェ・サム ルング・フォン・マイクロオルガニズメン(Deutsch Sammlung von Mikroorgani smen)に寄託された株に由来するものであるか、又は上記のトリプシンのそれと 類似の活性を有する酵素を生産する能力を保持しているその誘導体もしくは突然 変異体に由来するものである。この株から単離したトリプシン様F.オキシスポ ルムプロテアーゼをコードする核酸配列及びアミノ酸 配列はそれぞれそれに添付のSEQ ID No.1及び2に示す。 本発明の方法により製造されるプロ酵素はプレプロ酵素であってよく、それ故 プロ酵素をそれが製造される細胞の外に輸送するのに関与するシグナルペプチド を担持している。このシグナルペプチドは課題のプロ酵素に通常一体化している ものであるか、又は例えばプロ酵素の発現のために選定の宿主細胞の排出過程に 適合させるようにプロ酵素に融合されたものでありうる。 本発明の方法に関し、このプロ酵素の活性化は一のタンパク質分解酵素により 通常達成されるが、いくつかの目的のためには、類似又は異なる酵素活性を有す る二種以上のタンパク質分解酵素の組合せを利用することが好都合であることが 見い出されていることがある。 プロ酵素を活性酵素に変換することのできるタンパク質分解酵素の種類は変換 すべきプロ酵素の種類に強く依存する。即ち、特定の酵素の活性化のために用い るタンパク質分解酵素は解裂すべきペプチド配列の分析に基づいて選定されうる 。 プロ酵素又は活性酵素のアミノ酸配列が知られているか、又は公知のもしくは その酵素をエンコードするものと考えられている核酸配列から推定できるもので あるとき、公知の手順を利用してその配列におけるポリペプチド又は限定された 数の考えられるプロペプチドを同定でき、それ故解裂するペプチド配列を決定す ることができうる。これに基づき、特定のペプチド配列を解裂できることが知ら れている又はそう考えられている1又は複数のタンパク質分解酵素を同定するこ とができ、そしてその利用は実験的に確認できる。むろん、選定のタンパク質分 解酵素は、活性酵素において存在しているペプチド結合を解裂すべきでないか又 は限定された度合いでしか解裂すべきでなく、これによりこの方法により製造さ れる活性酵素 の活性の崩壊又は実質的な低減は回避される。上記の手順とは別に、実験的に1 又は複数種の有用なタンパク質分解酵素を同定することができうる。 以上より、本発明の方法において利用すべきタンパク質分解酵素は適切なタン パク質分解活性を有する任意の酵素であってよい。例えば、このタンパク質分解 酵素は金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼ、 システインプロテアーゼであってよく、中性、アルカリ性又は酸性のいづれでも よい。この酵素は特異性又は非特異性であってよい。かかるタンパク質分解酵素 の例はEnzyme Nomenclature 1984に従い、酵素命名分類3.4.21−3.4.24に属する プロテイナーゼのうちから見い出せうる。 トリプシン様プロテアーゼ、特にフサリウム種、例えばF.オキシスポルムに より製造されるものの活性化にとっては、中性金属プロテアーゼ、スブチリシン 又はアスパラギン酸プロテアーゼが特に有用であると期待される。トリプシン様 プロテアーゼがF.オキシスポルムDSN 2672により製造されるものであるとき、 タンパク質分解酵素サーモリジン又はバチルス(Bacillus)由来のタンパク質分 解酵素(Zamostら、1990,Journal of Industrial Microbiology,第5巻、頁303 -312)、例えばバチルス金属プロテアーゼ調製品が利用されうる。このタンパク 質分解酵素は前掲の文献のExample 4及び6に開示されているアスペルギルス オリザ(Aspergillus oryzae)又はフサリウム・オキシスポルムに由来する金属 プロテアーゼであってもよい。一の態様において、このタンパク質分解酵素はF .オキシスポルムにより製造されるとき、トリプシン様F.オキシスポルムの収 率を高めるのに利用されうる。この場合、タンパク質分解酵素は慣用の培養に比 べて過大な量で存在している。 上記の開示から、タンパク質分解酵素を、変換すべきプロ酵素を 製造する細胞を培養する培養液に加えてよいことがわかるであろう。このタンパ ク質分解酵素はバッチ式又は連続式であってよい。加えるべきタンパク質分解酵 素は例えば商業的に入手できる酵素、例えば上記のもののいづれかであるか、又 はタンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列をもとから抱えているもしくは それにより形質転換されている組換宿主細胞をその酵素が製造される適当な条件 下で培養し、次いでその酵素を培養液から回収することにより製造されるもので あってよい。 他方、培養液中のタンパク質分解酵素の存在は、そのプロ酵素及びタンパク質 分解酵素を発現できる細胞を構築し、次いでその細胞をそのプロ酵素及びそのタ ンパク質分解酵素の製造、更にはそのタンパク質分解酵素によるプロ酵素のその 後の活性化を誘発する条件下で培養することにより成し遂げられうる。適切な細 胞は、任意的に1又は複数の発現ベクターの上に存在しているそのプロ酵素及び タンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列により形質転換されることにより 構築されうる。他方、例えばそのプロ酵素をエンコードする核酸配列を予め抱え ている細胞を選び、次いでタンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列を組換 DNA法により挿入してよい(又はその逆)。 別の態様において、本発明の方法はプロ酵素を発現する細胞及びそのプロ酵素 を活性形態に変換することができるタンパク質分解酵素を発現する細胞を、前記 プロ酵素と前記タンパク質分解酵素との発現及びそのプロ酵素の活性酵素に至る 変換を可能にする適当な条件のもとでの同時発現に委ね、次いでその活性酵素を その培地から回収することにより実施できうる。この態様に従うと、前記プロ酵 素及びタンパク質分解酵素の少なくとも一方が組換体であることが好ましい。 本発明に従うと、このタンパク質分解酵素はプロ酵素の活性化が行われるのに 十分な量で存在しているべきである。存在しているべきタンパク質分解酵素の量 は当業界に公知の方法に従うモデル実験により決定されうる。例えば、適量の決 定はプロ酵素を分解する酵素反応及びそのプロ酵素を活性酵素に変換する酵素反 応のそれぞれについてのKm値及び速度定数の評価に基づきうる。 他方、必要なタンパク質分解酵素の量はタンパク質分解酵素の投与を伴う培養 を実施することにより実験的に決定されうる。培養条件、例えばpH及び温度は、 プロ酵素の安定性並びにタンパク質分解酵素の安定性及び活性にとって最適であ るべきとする。 もしタンパク質分解酵素が培養液中で、例えば本発明の方法に従って製造され る活性酵素によって容易に分解されるものと予測されるなら、酵素を連続的に、 又は数回に分けて、例えばバッチ式供給を利用して供給することが好都合であり うる。 タンパク質分解酵素がプロ酵素と同一の細胞から発現されるとき、細胞の培養 中に培養液に追加量の前記タンパク質分解酵素(その細胞から製造されるものに 加えて)を加えることが好都合でありうる。 同時発現を利用するとき、プロ酵素の成熟は、これによる成熟又は活性化酵素 が細胞にとって有害でなく、そして細胞から成熟又は活性形態で回収されること を条件に、細胞内で成し遂げられてよい。 本発明の方法により製造される活性酵素の収率に対する追加の陽性的効果は、 特にそのプロ酵素及び培養液の中で不安定なとき、そのプロ酵素を安定化するこ とにより獲得されるものと現状信じられている。例えば、かかる安定化はプロ酵 素の高めの細胞内安定性をもたらし、それ故タンパク質分解酵素による活性化に とって有用な より多量のプロ酵素をもたらしうる。この安定化は、公知の手順に従ってプロ酵 素のプロペプチド部をコードする核酸配列を適当に改変し、このプロペプチドの C−及びN−末端のいづれかもしくは両者に対する1もしくは複数のアミノ酸を 付加、このプロポリペプチドのアミノ酸配列における1もしくは複数の異なる部 位にある1もしくは複数のアミノ酸の置換、プロペプチドのいづれかもしくは両 末端にある1もしくは複数のアミノ酸又はアミノ酸配列中の1又は複数部位の欠 失、あるいはこのプロペプチドのアミノ酸配列における1もしくは複数の部位に ある1もしくは複数のアミノ酸の挿入をもたらし、より安定性の高いプロ酵素を 得ることにより実施できうる。 他方、安定効果はプロ酵素、又は酵素活性を有する活性又は成熟タンパク質へ と変換できるその一部と、安定化性タンパク質又はその一部とを含んで成る融合 タンパク質を構築することにより得られうる。 このプロ酵素及び/又はタンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列並びに 本発明のDNA構築体はゲノム又はcDNA起源であってよく、例えば適当な生物のゲ ノム又はcDNAライブラリーを調製し、次いでこのプロ酵素又はタンパク質分解酵 素の全体又は一部をコードするDNA配列を、例えばこのプロ酵素又はタンパク質 分解酵素のアミノ酸配列に基づいて調製した合成オリゴヌクレオチドプローブを 用いる標準技術に従うハイブリダイゼーション(Sambrookら、1989参照)により スクリーニングすることによって得られるものでありうる。 本発明のDNA配列及びDNA構築体は確立された標準方法、例えばS.L.Beaucageら (1981)Matthesら(1984)に記載のホスホアミジット法により合成的にも調製 できうる。このホスホアミジット法に従 うと、オリゴヌクレオチドを自動DNA合成装置で合成し、精製し、リゲートし、 そして適当なベクターの中にクローンする。 最後に、DNA配列及びDNA構築体は、合成、ゲノム又はcDNA起源(適宜)のフラ グメントを標準の技術に従ってリゲートすることにより調製される合成とゲノム の複合起源、合成とcDNAの複合起源又はゲノムとcDNAの複合起源であってよく、 これらのフラグメントは全DNA構築体の様々な部分に対応している。 本発明の方法におけるプロ酵素及び/又はタンパク質分解酵素の発現のために 利用する細胞は、培養すると、大量のプロ酵素及び/又はタンパク質分解酵素を 製造する適当な細胞とする。上記の通り、この細胞は天然でプロ酵素又はタンパ ク質分解酵素を製造するものであってよいが、しかし好ましくは、このプロ酵素 をエンコードする核酸配列及び/又はこのタンパク質分解酵素をエンコードする 核酸配列により形質転換されている本発明の細胞とする。この細胞は好都合には 組換タンパク質を製造するための宿主として従来から利用されている原核又は真 核細胞であってよく、例えば限定することなく、哺乳類細胞、昆虫細胞、植物細 胞又は菌類細胞であり、そして好ましくは細菌又は菌類の如くの微生物とする。 「菌類」なる語は糸状菌及び酵母を含んで成ることを意図している。 適当な細菌の例は、バチルス属のグラム陽性菌、例えばバチルス・スブチリス (Bacillus subtilis)、バチルス・リシェニホルミス(Bacillus licheniformi s)、バチルス・レンタス(Bacillus lentus)、バチルス・ブレビス(Bacillus brevis)、バチルス・ステアロサーモフィルス(Bacillus stearothermophilus )、バチルス・アルカロフィルス(Bacillus alkalophilus)、バチルス・アミ ロリケファシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)、バチルス・コアギュラン ス(Bacillus coagulans)、バチルス・メガテリウム(Bacil lus megaterium)、バチルス・サーキュランス(Bacillus circulans)、バチル ス・ラウタス(Bacillus lautus)及びストレプトマイセス(Streptomyces)属 、例えばストレプトマイセス・リビダンス(Streptomyces lividans)である。 適当なグラム陰極菌の例には、エッシェリヒア属の細菌、例えばE.コリ(E.co li)が含まれる。細菌宿主細胞の形質転換は例えばプロトプラスト形質転換によ り、又は公知の方法でコンピテント細胞を用いることにより行われうる。別の適 当な細菌細胞はシュードモナス種の細胞、例えばシュードモナス・セパシア(Ps eudomonas cepacia)、シュードモナス・フラギ(Pseudomonas fragi)、シュー ドモナス・グラジオリ (Pseudomonas gladioli)、シュードモナス・フルオレ センス(Pseudomonas fluorescens)、シュードモナス・スタッシェリ(Pseudom onas stutzeri)、シュードモナス・アルカリゲンス(Pseudomonas alcaligenes )、シュードモナス・シュードアルカリゲンス(Pseudomonas pseudoalcaligens )、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)、シュードモナス・グルメ (Pseudomonas glumae)又はシュードモナス・アエルギノーザ(Pseudomonas ae ruginosa)である。 他方、この細胞は菌類、即ち酵母又は糸状菌の細胞であってよい。酵母細胞は 例えばサッカロマイセス(Saccharomyces)属の細胞、例えばS.セレビジエ(S .cerevisiae)であってよい。糸状菌宿主生物は例えばアスペルギルス(Aspergi llus)種の株、例えばA.ニガー(A.niger)、A・ニドゥランス(A.nidulans )又はA.オリザであってよい。アスペルギルス宿主細胞を形質転換する及び組 換タンパク質の発現を得るために利用する技術は適切にはEP 238,023号に記載の 通りであってよい。他方、この菌類宿主細胞はフサリウム種の株、例えばF.オ キシスポルムであってよく、その形質転換は例えば Malardierら、1989に記載の 通りに実施してよい。 本発明の組換宿主細胞において、プロ酵素をエンコードする核酸配列及び/又 はタンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列は発現ベクター上で担持されて いるか、又はそうでなければ宿主細胞のゲノムにおいて存在していてよい。 発現を得るため、プロ酵素及び/又はタンパク質分解酵素をエンコードする核 酸配列にはプロモーターが通常先行している。このプロモーターは選定の宿主細 胞の中で強力な翻訳活性を発揮し、且つアミラーゼ、グルコアミラーゼ、プロテ アーゼ、リパーゼ、セルラーゼ又は解糖系酵素の如くの細胞外又は細胞内タンパ ク質をエンコードする遺伝子に由来しうる任意の核酸配列であってよい。特に細 菌宿主を用いるときに適当なプロモーターの例は、E.コリのlacオペロンのプ ロモーター、ストレプトマイセス・コエリカラー(Streptomyces coelicolor) アミラーゼ遺伝子dag Aプロモーター、バチルス・リシェニホルミスα−アミラ ーゼ遺伝子(amy L)のプロモーター、バチルス・ステアロサーモフィルスマル トジェンアミラーゼ遺伝子(amy M)のプロモーター、バチルス・アミロリケフ ァシエンスα−アミラーゼ(amy Q)のプロモーター、バチルス・スブチリスxyl A及びxin B遺伝子のプロモーター、等である。菌類宿主における転写にとって 、有用なプロモーターの例はA.オリザTAKAアミラーゼ、リゾムコール・ミーヘ イ(Rhizomucor miehei)アスパラギン酸プロテイナーゼ、A.ニガー中性α− アミラーゼ、A.ニガー酸安定性α−アミラーゼ、A.ニガーグルコアミラーゼ 、リゾムコール・ミーヘイリパーゼ、A.オリザアルカリ性プロテアーゼ、A. オリザトリオースリン酸イソメラーゼ又はA.ニドゥランスアセトアミダーゼを エンコードする遺伝子に由来するものである。 プロ酵素の発現に関与するその他の配列には終止及びポリアデニル化配列、並 びにリボソーム結合部位が含まれ、そしてプロモータ ーと同一の起源に由来するのが適当でありうる。 このベクターは更にベクターが課題の宿主細胞の中で発現できるようにする核 酸配列、例えば適当な複製起点、並びに選択マーカー、例えば遺伝子であってそ の生成物が宿主細胞における欠陥を補完する遺伝子、又は宿主細胞に抗生物質耐 性を与える遺伝子を含んで成りうる。 得られる組換宿主細胞の培養のために本発明の方法において利用する培養液又 は培地は課題の細胞を増殖するのに適当な任意の慣用の培地であってよい。適当 な培地、例えば最少培地又は複合培地は商業的供給者から入手するか、又は公開 の処方に従って調製できうる(例えばAmerican Type Culture Collection中のカ タログにおいて)。 酵素は培養液から、遠心又は濾過によってその培養液から細胞を分離し、必要 ならば細胞の破壊後、上清液又は濾液のタンパク質性成分を塩、例えば硫酸アン モニウムにより沈殿させ、次いで様々なクロマトグラフィー手段、例えばイオン 交換クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等により精製する ことによる慣用の手順によって回収することができ、その実際の回収法は課題の 酵素の種類に依存する。 図面の簡単な説明 本発明は添付図面に更に例示するが、ここで 図1は、添付図面に更に説明してある組換トリプシン様F.オキシスポリウム プロテアーゼの発現のために利用する発現プラスミドpSX183の構築を示す。 図2はプロF.オキシスポルムプロテアーゼをプロセスするのに用いた、F. オキシスポルムのタンパク質分解酵素活性とバチルス メーチャラーゼのそれとの対比を示す。 図3A,3B,3C及び3Dは、cDNAの配列決定により決定した、p45のゲノ ムDNA配列及び推定アミノ酸配列を示す。 図4はプラスミドpDM120の地図を示す。 図5はプラスミドpSO2の地図を示す。 図6はプロF.オキシスポルムトリプシン様プロテアーゼ及びF.オキシスポ ルムp45タンパク質分解酵素の遺伝子の両方を含むA.オリザ形質転換体のSDS- PAGE分析を示す。それらのレーンは下記のもの由来の上清液を含む:レーン1、 分子量マーカー;レーン2、コントロールA.オリザ株(未形質転換);レーン 3、p45のみで形質転換されたA.オリザ;レーン4、pSX183トリプシン様プロ テアーゼのみで形質転換されたA.オリザ;レーン5−10、p45及びプロF.オ キシスポルムトリプシン様プロテアーゼの両方で形質転換されたA.オリザ株。 図7はp45との精製np1のN−末端アミノ酸配列の対比を示す。 本発明は、本発明の範囲を限定することを意図しない以下の実施例により更に 説明する。 実施例 実施例1:振盪フラスコ培養における酵素活性化 トリプシン様フサリウムプロテアーゼの収率に対するバチルス・ステアロサー モフィルス(BS)プロテアーゼの種々のレベルの効果を、最少及び複合培地のそ れぞれを伴う34℃,30℃及び26℃の培養温度での振盪フラスコ培養により評価す る。 材料及び方法 菌類株 1983年6月6日にドイッツェ・サムルング・フォン・マイクロオ 寄託した、米国特許第 5,288,627号に更に詳細してあるフサリウム・オキシスポ ルムDSN 2672。 アスペルギルス・オリザIFO 4177 トリプシン様F.オキシスポルム・プロテアーゼを発現できる組換A.オリザ株 の構築 トリプシン様F.オキシスポルムのプロ酵素形態をエンコードし、且つ添付の SEQ ID NO:1に示しているDNA配列を有するcDNAを、Nomaら(1986),Nature31 9:640-646に記載のベクターpCDV1-PLに挿入して、プラスミドpSX180を得る。cD NAのコード領域をNco I−Xba Iフラグメントとして、BamHI及び部分的にXba Iで切っておいたアスペルギルス発現プラスミドp777(EP 0,489,718)の中に挿 入する。クローンしたDNAの5′末端をベクターにつなぐため、合成リンカーDNA KFN 709/710(図1に示す)をリゲーション反応物に加える。得られるプラス ミドpSX183をA.オリザ(IFO 4177)の中に、A.ニドゥランス由来のamd Sを 担持しているプラスミドpToC90と一緒に形質転換せしめる(WO 91/17243)。形 質転換体をアセトアミド上での増殖のために選択する。 タンパク質分解酵素 Zamostら(1990)に記載のバチルス・ステアロサーモフィルス(BS)プロテア ーゼTPM-8を使用した。振盪フラスコ培養にとっては5.0AU(H)/gの活性をも つ凍結乾燥粉末形態;モデル実験(実施例3)にとっては75AU(H)/gをもつ 結晶性BS−プロテアーゼの形態。この酵素の比活性は約100AU(H)/gである。 培 養複合培地FG4P培地 15.0g/l マルトデキストリン 30.0g/l ダイズ粉 5.0g/l Bactoペプトン 15.0g/l KH2PO4 0.4g/l Pluronic(商標),pH 6.5最少培地ASPO2培地 コハク酸 10.0g/l MgCl26H2O 0.8g/l KCl 1.8g/l NaH2PO4H2O 1.0g/l Na2SO4 1.8g/l 尿素 2.0g/l クエン酸 2.0g/l 微量の金属溶液I* 0.5ml/l Pluronic 0.1ml/l pH 6.0、5N NaOHによる滅菌後:20g/lのマルトデキストリン(MDO 1)* )微量金属溶液I:14.3g/l ZnSO47H2O 2.5g/l CuSO45H2O 0.5g/l NiCl26H2O 13.8g/l FeSO47H2O 8.5g/l MnSO4H2O 3.0g/l クエン酸H2O 様々な量のBS−プロテアーゼを、ASP02培地50mlを含むバフル抜きの250mlのポ リプロピレン振盪フラスコに滅菌濾過形態で加える。この振盪フラスコに発現プ ラスミドpSX183(その構築を更に以下に説明する)で形質転換しておいたA.オ リザ(IFO 4177)の1mlの胞子懸濁物(約105胞子/ml)を接種し、そして300rp mで実施例に表示の温度でインキュベートする。4日目、上清液をトリプシン 様フサリウムプロテアーゼの存在について分析する。 トリプシン様フサリウムプロテアーゼ活性の決定 トリプシン様プロテアーゼは特異的な基質N−ベンゾイル−L−アルギニンp −ニトロアニリド塩酸塩(L-BAPNA)を用いてアッセイする。バッファー NaOHでpH 6.5に合わせた0.01Mのジメチルグルタリン酸(Sigma D4379)、0.2 Mの硼酸及び0.002Mの塩化カルシウム。基 質 L-BAPAはSigma(B3133)又はMerck(Art.10754)より入手できる。ジメチルス ルホキシド中の0.2Mのストック溶液を調製し(87mg/ml)(凍結保存)、そし て上記のバッファーで0.004Mに希釈する。アッセイ アッセイのためにトリプシン様プロテアーゼを約15μg/mlに希釈する。20μ lの希釈トリプシン様プロテアーゼを96穴マイクロタイタープレートの中で0.00 4MのL-BAPA 200μlと混合する。20μlのバッファー及び200μlの0.004MのL -BAPAを有するブランクを較正のために用いる。 吸収変化(デルタOD/min)はElisaリーダーで405nmにおいて10分間、25℃又 は室温で5分毎に測定することでモニターする。その結果を対照フサリウムトリ プシン様プロテアーゼのトリプシン含有量に相対して計算する。 BS−プロテアーゼ活性の決定 BS−プロテアーゼの活性は基質としてのN,N−ジメチルカゼイン(DMC)に より決定する。この工程において形成される第一アミノ基ハトリニトロベンゼン スルホン酸と反応して発色複合体を形成す る。この反応を50℃、pH 8.3で9分間行う。その反応をin situにおいて、時間 単位当りの吸収の変化(420nm)が計算できるように追跡する。測定時間は3分 とする。吸収変化は反応速度及び酵素活性の尺度である。この活性は酵素標準品 (Alcalase〔商標〕)に相対して、且つ標準品にとっての同じ単位で決定する。 単位はAU(H)と呼ぶ。 N,N−ジメチルカゼイン溶液(0.4%)は、4.0gのN,N−ジメチルカゼイ ンを約200mlの沸騰中の脱鉱水の中に20分間一定に撹拌しながら溶解し、得られ る溶液を9.0mlの4.0NのNaOH及び1mmoleのCaCl2を更に含んで成る11.92g Hepe sバッファー(SigmaH-3375)及び3.69gのNaClから調製した溶液と混合し、そし て1.5mlのBrij 35溶液(1000mlの水中の150.0gのBrij 35(Atlas Chemic))を 加えることにより調製する。 酵素サンプルは分析すべき0.5〜1.0gの酵素を、2%のNa2SO3溶液(200gのN a2SO3、15mlの Brij 35溶液及び1mmoleの CaCl2、10lに至るまで脱鉱水)及び 適当な酵素濃度をもたらす量のNa2SO3溶液と混合することにより作る。 その反応中に第一アミノ基と反応させる2,4,6−トリニトロベンゼンスル ホン酸溶液(0.1%)は、200mgの2,4,6−トリニトロベンゼンスルホン酸を 200mlの脱鉱水に溶解することにより調製する。 BS−プロテアーゼ活性は標準品及びサンプルの反応速度から決定し、それは6 から9minにかけての5秒毎での測定によるODの上昇(傾き)として決定する。 免疫電気泳動によるトリプシン様フサリウムプロテアーゼの決定 酵素的に活性なトリプシン様フサリウムプロテアーゼ及びその前駆体はRIEに より分析する。水平ロケット免疫電気泳動は20μlの 抗体/mlを用い、1%のアガロース(Litex HSA/HSB,1:1)で実施する。その 槽及びゲルバッファーは、41mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン及び 13mMのグリシンバッファー、pH 8.6より成る。電気泳動は15℃、2V/cmで約18 時間かけて行う。 この方法において利用する抗体は標準の手順によりウサギにおける精製トリプ シン様フサリウムプロテアーゼに対して生起させている。ウサギには精製プロテ アーゼを、週一回 250μg/投与を10週間かけて感作する。粗血清をアッセイに 用いる。 活性酵素は陽極に向って泳動し、前駆体は陰極に向う。 結 果 各培養条件セットについて得られた結果を以下の表1に示す: トリプシン様フサリウムプロテアーゼ(表では「トリプシン」と表示)の前駆 体はRIEにより評価した。成熟形態はRIE及びBAPNA酵素アッセイで評価した。 30℃で培養する振盪フラスコに関し、前駆体及び成熟酵素を分析する。表1か ら、最少培地及びBS−プロテアーゼを含んで成る振盪フラスコにおいて、プロ酵 素は検出できず、一方、BS−プロテアーゼのない振盪フラスコにおいては、53mg /lのプロ酵素が決定され る。これらの結果は、BS−プロテアーゼが酵素のプロ配列を解裂できることを示 唆している。 20AU(H)/lのBS−プロテアーゼを含んで成る複合培地の中での26℃での培 養により、429mg/lの活性又は成熟トリプシン様プロテアーゼが得られ、それ に対してBS−プロテアーゼ抜きのコントロール培養では142mg/lであった(活 性酵素の収率の約3倍の上昇に相当する)。成熟トリプシン様プロテアーゼのレ ベルは最少培地においては若干低く、最大生成物量はコントロールにおいては47 mg/lであるのに対し、360mg/lであった(活性酵素の収率の約8倍の上昇に 相当する)。 本発明の方法により得られるこの上昇は複合培地よりも最少培地において有意 に高いことがわかる。フサリウムトリプシン様プロテアーゼの製造のために用い たA.オリザ組換宿主細胞自体が前記トリプシン様プロテアーゼを活性化できる タンパク質分解酵素を生成するものと考えられる。複合培地において得られるこ の見かけ上の低い効果はおそらくは、A.オリザにより生成される高レベルの天 然成熟プロテアーゼが複合培地の中で合成される事実に基づくのであろう。A. オリザ宿主細胞はおそらくもとから活性化トリプシン様プロテアーゼを生成する にもかかわらず、培養中のBS−プロテアーゼの添加の実質的な付加効果が得られ る活性トリプシン様プロテアーゼの収率に関して認められることを強調すべきで ある。 実施例2:モデル系における酵素活性化 トリプシン様フサリウムプロテアーゼのプロ酵素からプレ配列を解裂するBS− プロテアーゼの能力をモデル実験において評価する。 材料及び方法 モデル系における酵素活性化 BS−プロテアーゼ又は天然F.オキシスポルム活性化性プロテア ーゼp45(その単離は以降の実施例4に記載)のいづれかを含んで成るトリプシ ン様フサリウムプロテアーゼ前駆体及びタンパク質分解酵素溶液の希釈物をBAPA −アッセイバッファー(pH 6.5)の中で調製する。約15mg/lをトリプシン様プ ロ酵素を含む希釈物20μlを96穴マイクロタイタープレートの中で100μlのタ ンパク質分解酵素溶液と混合し、次いで25℃でインキュベートする。5及び40分 のインキュベーション後、活性又は成熟トリプシン様プロテアーゼの量を0.008 MのL-BAPA−基質100μl及び上記の方法を利用してアッセイする。BAPA−アッ セイにおけるタンパク質分解酵素のかくれた効果を試験するため、20μlのバッ ファーをトリプシン様フサリウムプロテアーゼ前駆体の代わりに使用する。 結 果 BS−プロテアーゼ抜きの最少培地中のプラスミドpSX183で形質転換されている A.オリザIFO 4177の振盪フラスコ培養由来の培養上清液を使用する。この上清 液は90mg/lのトリプシン様プロテアーゼ前駆体を含む。 18mg/lのプロ酵素を有する希釈物を3通りの濃度のBS−プロテアーゼ(0,0 .5及び5AU(H)/l)とインキュベートする。生成される活性トリプシン様プ ロテアーゼの量を5及び40分後に測定する。表2にまとめたその結果は、BS−プ ロテアーゼがトリプシン様プロテアーゼのプロ酵素のプロ配列を解裂することが でき、活性トリプシン様プロテアーゼをもたらすことを示している。更に、この アッセイにおいてBS−プロテアーゼのかくれた効果はないことが示された。アッ セイ期間中での活性又は成熟酵素の濃度変化は分析結果を左右し、従ってこのケ ースにおいては大雑把な評価のみが得られた(「〜」で示している)。 実施例3:培養液中の酵素及びプロ酵素の安定性 材料及び方法 トリプシン様フサリウムプロテアーゼの安定性の評価 活性トリプシン様フサリウムプロテアーゼの安定性は、プラスミドpSX183によ り形質転換されたA.オリザの複合培地における培養由来の培養液の上清液の30 ℃でのインキュベーション及び関連のインターバルでのサンプリングにより評価 する。形質転換及び培地は実施例1の材料及び方法の欄に記載してある。 粗トリプシン様フサリウムプロテアーゼプロ酵素の製造 粗プロ酵素は、前駆体が得られる条件下で、実施例1の材料及び方法の欄に記 載のプラスミドpSX183により形質転換されているA.オリザ(IFO 4177)の培養 より調製する:100mlのYDP(10g/lのBacto酵母抽出物、20g/lのBactoペプ トン、30g/lのデキストロース)を含むバッフル抜きの500mlの振盪フラスコ に約106個のA.オリザ培養胞子を接種し、そして125rpmで26℃で2日間インキ ュベートする。濾過により細胞材料を取り出し、そして粗前駆体を限外濾過及び その後の凍結乾燥により培地から調製する。 トリプシン様フサリウムプロテアーゼプロ酵素の安定性及び活性化の評価 プロ酵素の安定性/成熟化は上記の培養上清液に粗プロ酵素を添加し、30℃で インキュベートし、そして関連のインターバルでサンプリングすることにより評 価する。 結 果 A.オリザ形質転換体(IFO 4177/pSX183)の培養液の上清液中での活性トリ プシン様プロテアーゼの30℃での安定性を表3に示す。 表3における結果は、成熟酵素は培養液中でやや安定であることを示す。即ち 、4時間後では活性は実質的に失われず、そして20時間後に約10%のみが失われ た。 トリプシン様プロテアーゼプロ酵素の安定性及び成熟は、表3に記載の培養液 への100mg/lの粗プロ酵素の添加により評価した。その結果を表4に示す。 表4における結果から、A.オリザ(IFO 4177)は前駆体を活性化できること が明らかである。この明白さの他、その前駆体は培養液の中で不安定である。添 加した前駆体の半分が活性酵素に変換し、残り半分は分解した。 実施例4:フサリウム・オキシスポルムからのp45タンパク質分解酵素の単離及 び特性化 材料及び方法 精 製: F.オキシスポルムを9000rpmで10分遠心し、そしてその上清液を0.45μmの フィルターで濾過する。200mlの濾液をAmiconセル(PM膜)及びCentriprep-0(A micon)で0mlにまで濃縮する。5mlの濃縮物を100mlに希釈し、そして酢酸でpH を5にし、そして1mlのMono Sカラムに、以下のバッファーで流す:0.1Mのボ レート、10mMのDMG、2mMの塩化カルシウム、pH 5.2、0→0.5Mの塩化ナトリウ ムの70minにわたる勾配、それに続く、1ml/minの流速での上記のバッファーに よる10分の洗浄。1.5mlの画分を集め、そして Centricon-10(Amicon)で評価する。 Superose12(HR 10/30,Pharmacia)を用いるゲル濾過を、次の条件で行う: 0.1Mのボレート、10mMのDMG、2mMのCaCl2、pH 6.5;流速0.4ml/min;0.4mlづ つの画分を集める;200μlのサンプルをインジェクトする。 タンパク質分解酵素アッセイ: タンパク質分解酵素活性は、0.1Mのトリス、2mMのCaCl2、pH7(低めのpHに おいては、100mMのボレート、10mMのDMG、2mMのCaCl2を使用)中での37℃で30 〜60分のプレインキュベーションの後、実施例1に開示の組換プロートリプシン 様フサリウム・オキシスポルムプロテアーゼから放出されるトリプシン活性とし て測定する。トリプシン活性はマイクロタイタープレートで測定する;100μl のサンプルを100μlの基質(ストック:DMSO中の87mg/mlのL-BAPNA(Sigma) 、バッファーの中で50倍に希釈)と混合し、そして405nmでの吸収をMolecular D evices由来のThermomaxマイクロプレートリーダーを用いて測定する。 SDS-PAGE及びPVDFへのエレクトロブロッティング: SDS-PAGE(10〜27%、Novex)を製造者の仕様に従って行う:泳動すべきサン プルをサンプルバッファーに加える前にPMSFとプレインキュベートする。プロー ブロット膜(Applied Biosystems)上へのエレクトロブロッティングはNovex由 来のブロッティングモジュールを用い、3mMのNa2CO3、10mMのNaHCO3、20%のMe OH、pH 9.9の中で30Vで2時間行う。プロブロットをApplied Biosystemsによる 説明の通りに染色する。 IEF−上層: IEF(Ampholine PAG−プレート:pH 3.5〜9.5、Pharmacia)を行い、そして製 造者の仕様に従って染色する。上層を付するゲルをまず 0.1Mのトリス、2mMのCaCl2、pH 8.1の中で15分平衡にし、次いで10mlの1% のアガロース、0.1Mのトリス、2mMのCaCl2、pH8.1を加えた300μlのL-BAPNA 及び実施例1に開示の500μlの組換プロ−トリプシン様フサリウム・オキシス ポルムプロテアーゼ(〜0.25mg/ml)を上にかぶせる。 アミノ酸分析及びアミノ酸配列決定: 凍結乾燥サンプルのマイクロ波促進蒸気相加水分解はMDS-2000加水分解ステー ション(CEM)を用いて行う。1%のフェノール(スキャベンジャー)を含む6 NのHClを、蒸気相を作り上げるために用いる。加水分解時間は70psiで20分とす る(〜148℃)。加水分解したサンプルを凍結乾燥し、そして内部標準品として の500pmol/μlのサクロシン及びノルバリン20μlの中に再溶解させる。分析 はHewlett-Packard由来のAmino Quantを用い、その製造者の仕様に従って行う; 1mlのサンプルをインジェクトする。アミノ酸配列決定はApplied Biosystems由 来の476 A Protein Sequencerを用い、その製造者の仕様に従って行う; オンラインHPLCのために予備混合バッファーを使用する。 結 果 F.オキシスポルム培養液からのp45の精製 p45タンパク質分解酵素を、陽イオン交換クロマトグラフィー(Mono S)、そ れに続くSuperose 12でのゲル濾過を利用し、濃縮及び濾過培養液から精製する 。Mono S由来の画分を、実施例1に開示のプロ−トリプシン様フサリウム・オキ シスポルムプロテアーゼからのトリプシン様活性の放出としてタンパク質分解酵 素活性をアッセイすることにより選定する。Superose 12カラム由来のタンパク 質分解酵素含有画分をMono S−画分についてと同一のアッセイ手順を利用して同 定する。精製したタンパク質分解酵素はSDS-PAGE上で 45kDaの単一バンドとして認められた。メーチャラーゼの2つのアイソフォーム がIEF(pH3.5〜9.5)において、pI 8.4及び8.17のそれぞれにおいて認められた 。 アミノ酸分析からの結果は、このタンパク質分解酵素(p45)が配列表の中の SEQ ID N0:3で示しているN−末端アミノ酸配列を有することを示唆している 。 精製F.オキシスポルムp45(メーチャラーゼ)は高い比活性を示す。 ゲル濾過カラム由来の所望のタンパク質分解酵素(メーチャラーゼ)画分をプ ールし、そして調製IEF装置の上に載せる。アンペアが安定したらサンプルを100 0Vで1時間流し、次いで500Vで更に30分流し、その後3mlのフラクション30本 を集める。一本の画分のみがSDS-PAGEで認められるタンパク質分解酵素を含んで いた。p45の活性のバチルスメーチャラーゼのそれとの対比を図2に示す。p45 メーチャラーゼは金属タンパク質である。 金属プロテアーゼはペプチド骨格の加水分解に関与する触媒性亜鉛金属中枢を 含む。この活性亜鉛中枢はこれらのプロテアーゼを、活性がカルシウムの存在に 依存しているカルパインと区別せしめる。金属プロテアーゼとしてのプロテアー ゼの確認は、1,10−フェナントロリン(1mM)による亜鉛中枢の除去、それに 続く全活性を復帰するためのZn2+(0.1〜100μM)による滴定により成し遂げら れる。 表5は実施例1に開示されているトリプシン様フサリウム・オキシスポルムプ ロテアーゼが1,10−フェナントロリンにより阻害されないことを示しており、 その理由はインヒビターを添加してもしなくても、それぞれ33.8×10-4及び34.0 ×10-4Abs/minという類似のトリプシン活性結果による。実施例1の材料及び方 法に開示の プロ−トリプシン様フサリウム・オキシスポルムプロテアーゼ又はフサリウム・ オキシスポルムメーチャラーゼサンプルは単独ではトリプシン活性を全く含まな いが(表1)、組合せると、メーチャラーゼは実施例1の材料及び方法の欄に開 示の組換プロ−トリプシン様フサリウム・オキシスポルムプロテアーゼを解裂さ せ、活性トリプシンプロテアーゼをもたらす(表5)。しかしながら、フサリウ ムメーチャラーゼの完全なる再生は1mMのZn2+の添加により起こる。EDTA(1mM )を1,10−フェナントロリンの代わりに用いても類似の結果が得られる。 実施例5:フサリウム・オキシスポルムp45遺伝子のクローニング F.オキシスポルムp45遺伝子の一部をPCRにより先ずクローンする。一のプ ライマーはN末端タンパク質配列(SEQ ID N0:4)を用いてデザインし、そし てリバースプライマーは内部メーチャラーゼペプチド配列(SEQ ID N0:5)よ りデザインする。PCRはフサリウム・オキシスポルムから単離したDNAプライマー 及びゲノムD NAを用いて実施する。ゲノムDNAは以下のようにして単離する。約15gのウェッ ト重量のF.オキシスポルムをMY50培地(50g/lのマルトデキストリン、2g /lの MgSO4、10g/lのKH2PO4、2g/lのクエン酸、10g/lの酵母抽出物 、2g/lの尿素、2g/lのK2SO4、0.5mlの微量金属溶液;5NのNaOHでpH= 6)中で増殖させる。菌糸体を16mlのTE(10mMのトリス・HCl、1mMのEDTApH=8 .0)に懸濁し、2本のチューブに分け、そして約12gの0.45〜0.52mmのガラスビ ーズ(Thomas Scientific)を各チューブに加える。これらのサンプルを粘度の 著しい低下が起こるまで30秒間の間隔でボルテックス及び氷冷に交互にかける。 更にこれらのサンプルを2回、30秒間隔でボルテックスにかける。2.5mlの20% のSDSを各サンプルに加える。これらのサンプルを反転により混合し、室温で10 分インキュベートし、そして再び混合する。サンプルを室温で3.5Kで8分間遠 心する。上清液を50μlのポリプロピレンチューブの中で合わせる。このサンプ ルをフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)で平衡に した等容量のTEで抽出し、次いで10,000rpm、4℃で10分遠心する。その上清液を 300μlの10mg/mlのプロテイナーゼKで37℃で30分処理する。そのDNAを上記の ようにしてフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(P/C/I)抽 出し、エタノール沈殿させ、そして5mlのTEに溶かす。そのサンプルを150μl の10mg/lのRNAase Aで65℃で15分処理し、次いで37℃で15分処理する。このサ ンプルを再びプロテイナーゼKで処理し10mg/ml 100μl、1.5時間、37℃)、 次いでP/C/Iで2回抽出し、そしてエタノール沈殿させる。そのDNAを曲っ たパスツールピペット上に巻き取り、そして80%のエタノール5mlに移す。この サンプルを10,000rpmで3分遠心する。そのDNAペレットを簡単に乾かし、次いで 1mlのTEに溶かす。 PCRを以下の通りにして、F.オキシスポルムp45メーチャラーゼ遺伝子の一 部をクローンするために用いる:50〜100ngのF.オキシスポルムゲノムDNAを1 ×Taqバッファー(Boehringer Mannheim)中の約100pmoleづつの合成PCRプライ マーDNA並びに50μlの容量における100mMづつの濃度のdGTP,dATP,dTTP及びdC TPと混合する。Taq DNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim)1〜5単位を加え 、そしてPCRインキュベーションは95℃で5分、次いで35サイクルの〔95℃で30秒 :50℃で1分:72℃で1分〕とする。このPCR反応は長さ約1.0及び1.3kbの2本の DNAフラグメントを生成する。これらのフラグメントをゲノム電気泳動により単 離し、精製し、そしてE.コリ複製プラスミドの中にクローンし、次いで分子生 物学の当業者に公知の標準方法を利用して配列決定する。1.0kbのDNAフラグメン トは、DNAの翻訳物と直接的にタンパク質配列決定から得られるアミノ酸配列と の対比により、F.オキシスポルムp45遺伝子を含むことが見い出された。従っ て、この1.0kbのPCR作製DNAフラグメントを、F.オキシスポルムゲノム DNAラ イブラリーから成熟遺伝子全体をクローンするプローブとして用いる。 ラムダファージ中のゲノムDNAライブラリーを、F.オキシスポルムゲノムDNA から、Sambrookら、1989,Molecular Cloning:ALaboratory Manual,Cold Spri ng Harbor,NYに見い出せるかの如くの方法を利用して調製する。全部で50μg のゲノムDNAを10mMのトリス(pH=7.5)、50mMのNaCl、7mMのMgCl2、7mMの2 −メルカプトエタノール及び4単位の制限酵素Sau3Aを含む200μlの容量の中で 37℃で1分消化させる。分子サイズ10〜20kbの部分消化DNAをアガロースゲル電 気泳動により単離し、次いで透析膜に電気溶離させ、そしてElutip-Dカラム(Sc hleicher and Schuell)を用いて濃縮する。制限酵素BamHIで切断、且つホスフ ァターゼ(Clonetech )で処理したEMBL4のファージのラムダアーム1μgを25μlの容量で、標準条 件下で(Sambrookら、1989,Molecular Cloning:ALaboratory Manual,Cold Sp ring Harbor,NY)300〜400μgのSau3A切断ゲノムDNAとリゲートさせる。ラム ダファージはこのリゲーション混合物から、市販のキット(Gigapack Go1d II, Stratagene)を用い、製造者の仕様に従って調製した。約18,000個の組換ラムダ ファージのプレート培養及びフィルターリフトの生成(N+filter,Amersham) は標準の方法を利用して行う(Sambrookら、1989,Molecular Cloning:A Labor atory Manual,Cold Spring Harbor,NY)。これらのフィルターを非放射能核酸 検出のため、Genius Kit(Boehringer Mannheim)とのハイブリダイゼーション のために製造者により供給された仕様を利用して処理した。p45メーチャラーゼ プローブとして用いたDNAは上記の1.0kbのPCRフラグメントである。そのプロー ブをDIGラベリングキット及びその製造者により供給される仕様を用い、ジオキ シゲニン(DIG)のPCR組込みによりラベルする。15ngの1.0kbのp45フラグメン トを1×のTaqバッファー(Boehringer Mannheim)、100pmoleづつのN−末端プ ライマー(SEQ ID NO:4)及び内部リバースプライマー(SEQ ID NO:5)を含 む1×のDIGラベリング混合物(Boehringer Mannheim)並びに1〜5単位のTaq ポリメラーゼ(Boehringer Mannheim)〔全容量80μl〕の中で混合する。反応 条件は:95℃で3分;35×〔95℃、30秒;50℃、1分;72℃、1分〕とする。DI Gラベルプローブを用いるフィルターハイブリダイゼーション及び洗浄条件はGen ius Kit製造者により提出の仕様を利用して行った。 ハイブリダイズ用ファージはLumiphos 530により製造者(Boehringer Mannhei m)に記載の通りにして識別化させたアルカリ性ホスファターゼコンジュゲート 化抗−ジゴキシゲニン抗体により検出する 。DNA調製品はQiagen Lamda Midi Kit(QIAGEN.Inc.)を用いて陽性ラムダクロ ーンから作る。一の調製品由来のDNAを制限酵素EcoRIで消化し、そして6.3kbの フラグメントをプラスミドpUC118にサブクローンする。このサブクローン部分の DNA配列の分析はp45遺伝子の全コード領域を同定せしめる(図3及びSEQID N0: 6を参照のこと)。 p45 cDNAのクローニング 全RNA及びポリーA RNAを既に公開されているプロトコール(ChirgwinらBioche mistry 18:5294-5299(1989),Aviv and Leder,Proceedings of the Nationa l Academy of Sciences,USA 69:1408-1412(1972),Sambrookら、1989,Mole cular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,NY)に従い、以下 の改良を伴って、F.オキシスポルムから調製する。詳しくは、菌糸体を液体窒 素の中で微粉末へと粉砕し、次いで4Mのグアニジウムチオシアネート、0.5% のNa−ラウリルサルコシン、25mMのNa−クエン酸塩及び0.1Mの2−メルカプト エタノール pH=7.0を含む溶解バッファーの中で室温で30分撹拌して再懸濁さ せる。細胞塊を低速遠心(5000rpmで30分)により除去する。一般に、ポリ−A R NA画分はBoehringer Mannheimから得られるオリゴ(dT)セルロースを用いて単 離する。 ポリA RNAはヘアーピン/RNase H法(Sambrookら、1989,Molecular Cloning :A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,NY)を利用してcDNAを作るのに 用いる。 詳しくは、5μlの水の中の5μgのポリA RNAを70℃に熱し、次いで氷の上 に置く。ポリA RNA、50mMのトリス(pH=8.3)、75mMのKCl、3mMのMgCl2、10mM のDTT、1mMづつのdGTP dATP dTTP及びdCTP、40単位のRNasin 10μgオリゴ(dT 12-18)プライマー、 並びに1000単位のSuperScript II RNase H-逆転写酵素(Bethesda Research Lab oratories)を含む全部で50μlの反応混合物を調製する。この混合物を45℃で 1時間インキュベートする。次に30μlの10mMのトリス(pH=7.5)、1mMのEDT A、40μgのグリコーゲン担体(Boehringer Mannheim)、0.2容量の10Mの酢酸 アンモニウム及び2.5容量のエタノールを加えて核酸を沈殿させる。遠心後、そ のペレットを20mMのトリス(pH=7.4)、90mMの KCl、4.6mMの MgCl2、10mMの硫 酸アンモニウム、16μMのβNAD+、100pMづつのdGTP dATP dTTP dCTP、44単位 のE.コリDNAポリメラーゼI、N 6.25単位のRNase H、並びに10.5単位の DNAリ ガーゼの中に再懸濁させる。第二鎖のDNA合成をこの溶液の中で16゜Cで3時間行 う。このDNAをエタノール沈殿により濃縮し、次いでそのペレットを30mMのNa− 酢酸塩(pH=4.6)、300mMのNaCl、1mMのZnSO4、0.35mMの DTT、2%のグリセロ ール及び30単位のMung Beanヌクレアーゼ(Bethesda Research Laboratories)3 0μlの中に30℃で30分かけて再懸濁する。このDNA溶液を70μlの10mMのトリス (pH=7.5)、1mMのEDTAで中和し、フェノール抽出し、そしてエタノール沈殿 させる。このペレットを7.5単位のT4ポリメラーゼ(Invitrogen)で37℃で15 分、50μlのバッファー(20mMのトリス−酢酸塩pH7.9、10mMのMg−酢酸塩、50m MのK−酢酸塩、1mMのDTT、0.5mMづつのdGTP dATP dTTP dCTP)中で処理する。 この手順の結果はDNAリンカーの付加にとって及び任意のベクターへのクローニ ングにとって適切であるブラント末端を有する二本鎖cDNAである。 EcoRIリンカーを有するcDNAをアガロースゲル上でサイズ分画して分子サイズ 0.7kb以上のcDNAを得る。このcDNAをゲルから電気溶離により回収し、そしてフ ェノール抽出及びエタノール沈殿により精製する。サイズ分画したcDNAをラムダ cDNAライブラリーを構築す るのに用いる。このcDNAをラムダZIPLOXアーム(Gibco BRL)にクローンする。 全長cDNAラムダクローンはプローブとして467bpのジゴキシゲニンラベル化フラ グメント(ゲノムクローンのbp 336−803)を用い、従来述べられているプラー クリフト及びDNAハイブリダイゼーションの技術を用いて同定する。全長cDNAを プラスミドpZL1において、その製造者により述べられている通りに回収する(株 及びプラスミドはGibco BRL由来)。このゲノムDNAは長さ2049bpであり、そして 3つのイントロンを含む。推定18個のアミノ酸のシグナル配列、226個のアミノ 酸のプロ領域及び388個のアミノ酸の成熟領域より成るプレプロ−p45プロテア ーゼの推定コード領域をSEQ ID NO:6及び図3に示す。 実施例6:p45タンパク質分解酵素及びトリプシン様プロテアーゼの両者の同一 の微生物宿主(A.オリザ)における同時発現 ここに記載の実施例において、トリプシン様プロテアーゼのその他の成熟化の 開示を記載する。 2102bpのBamHI/NruIゲノムプレプロ−p45プロテアーゼフラグメントをTAK Aアミラーゼプロモーターとアミログルコシダーゼ(AMG)ターミネーターとの間 に挿入する。これを成し遂げるため、この遺伝子の5′末端をPCR技術を利用し て改変させてBamHI部位をATG開始コドンのすぐ上流に導入する。この遺伝子の 3′末端には、終止コドンの下流の内因性NruI部位を利用する。p45発現プラ スミドをpDM120と呼ぶ(図4)。pyr G−A.オリザ宿主株をプラスミドpDM120 及びpSO2で同時形質転換させる。プラスミドpSO2はA.オリザpyr Gマーカーを 含む(図5参照のこと)。 A.オリザの形質転換はプロトプラスト法により行う(Christensenら Biote chnology 6:1419-1422(1988),Yeltonら Proceedings of the National Acad emy of Sciences(USA)81:1470-1474(198 4)。一般的には、A.オリザ菌糸体をリッチな栄養培養液の中で増殖させる。 菌糸体を濾過、遠心等の技術によって培養液から分離させる。酵素調製品Novozy me(商標)(Novo Nordisk)を、リン酸ナトリウムでpH=5.8に緩衝された1.2M の MgSO4の如くの浸透圧安定化性バッファー中の菌糸体に加える。その懸濁物を 30℃で60分、撹拌しながらインキュベートする。このプロトプラストを回収し、 そしてそのプロトプラストをSTC(1.2Mのソルビトール、10mMのCaCl2、10mMの トリス−HCl pH=7.5)の如くのカルシウム含有浸透圧安定化性バッファーの中 に再懸濁させる。形質転換用DNAを約100μlのプロトプラスト懸濁物に加え、次 いで200μlのPEG溶液(60%のPEG4000、10mMのCaCl2、10mMのトリス−HCl、pH =7.5)を加え、そしてこの混合物を室温で20分インキュベートする。更に1ml のPEG溶液を加え、そしてこの溶液を再び室温で20分インキュベートする。形質 転換させたプロトプラストを8mlのSTCバッファーで希釈し、そして選択プレート にまく。アセトアミド(増殖のための唯一の窒素源)プレートを、外性的に供給 されたamd Sマーカーを含む形質転換体を選択するのに利用できうる。外性的に 供給されたpyr G遺伝子を含む形質転換体にとっては最少プレートを利用できう る。 形質転換体をM400Da培地(マルトデキストリン50.0g/L;MgSO4・7H2O、2.0 g/L;KH2PO4、2.0g/L;クエン酸、4.0g/L;酵母抽出物、8.0g/L; 尿素、2.0g/L;微量金属溶液(前記)、0.5ml/L;5NのNaOHでpH=6.0) の中で37℃で増殖させ、次いで培養液をp45の生産についてSDS/PAGEにより分 析する。約45kDにおいて泳動する主要バンドは少なくとも一の形質転換体DLM7種 において決められ、そしてp45はコントロール培養物においては認められない。 DLM7において生産された組換p45はタンパク質配 列分析によって分析し、そしてN−末端残基はF.オキシスポルムから生成され たp45の成熟N末端と一致していた。従って、p45はA.オリザにおいて作られ たときは適正にプロセスされている。 p45及びトリプシン様プロテアーゼの両方を発現する宿主生物を作るため、株 DLM7をトリプシン様プロテアーゼを含むプラスミドpSX233及び選択マーカーとし てのA.ニドゥランスamd S遺伝子を含むpToC90で同時形質転換させる。プラス ミドpSX233はプラスミドpSX183の誘導体であり、それにおけるトリプシン様プロ テアーゼ前駆体遺伝子の始まりにあるDNAリンカーはGGATCCTCGAATTCTCTTCAGATCT CTTCACCATGG(SEQ ID N0:7)からGGATCCACCATGG(SEQ ID N0:8)へと標準の 分子生物学技術を利用して改変されている。下線を付したATGはメチオニン開始 コドンの位置を示している。共形質転換体をFG4P培地の中で増殖させ、次いでL- BAPNAアッセイを利用してF.オキシスポリウムトリプシン様プロテアーゼ活性 について分析する。6つの形質転換体が、p45を含まないコントロール株よりも 有意に多くのトリプシン様プロテアーゼを作った。これらの形質転換体培養物( 及びコントロール)由来の上清液をSDS/PAGEにより分析する(図6)。全ての 形質転換体が、同一の宿主生物由来のトリプシン様プロテアーゼ及びp45メーチ ャラーゼの両方の生産を示した。この結果は、トリプシン様プロテアーゼ及びF .オキシスポルムp45メーチャラーゼの同一の宿主細胞(A.オリザ)における 同時発現が、活性トリプシン様プロテアーゼの有意に高まった発現をもたらすこ とを示している。 実施例7:アスペルギルス・オリザ由来の中性金属プロテアーゼ(npI)の精製 及び一次特性化 材料及び方法 精 製: 10lのA.オリザ1560(7Cl-58)培養液を回収する。9lの培養液を獲得し、 そして0.1μmの中空ファイバー(Amicon)で濾過し、そしてカットオフ値5kDa のスパイラル式限外濾過カートリッジ(Amicon)で700mlにまで濃縮する。 300mlを1000m1(<1.5mS、pH7.1)にまで希釈し、そして0.1Mのボレート、10 mMのDMG、2mMのCaCl2、pH 6.2で5ml/minの流速で平衡にしておいた150ml(直 径2.6cm)のQ-Sepharoseカラムの上に載せる。このカラムを1050mlの0→1Mに 至るNaCl勾配6ml/minを用いてバッファー洗浄及び溶離させる。12mlの画分を 集め、そして実施例1に開示のプロートリプシン様フサリウム・オキシスポルム プロテアーゼ成熟活性についてアッセイする。メーチャラーゼ含有画分をプール し、そしてYM3膜で濃縮する。 次にこのプールを80mlに希釈し(<1.5mS,,pH7.5)、20mMのトリス、2mMのC aCl2、pH 7.5で平衡にした20mlのMono Qカラム(直径1.6cm)に載せ、そして300 mlの0→0.5Mに至るNaCl勾配で6ml/minの流速で溶離させる。4.5mlの画分を 集め、そしてメーチャラーゼ活性について試験する。活性を有する画分をプール し、そしてCentriprep-10で濃縮する。 3mlのMQ1を、 100mMのボレート、10mMのDMG、2mMのCaCl2、pH 6.2、流速 1ml/minで平衡にしたHiLoad Superdex 200 16/60カラムを用いてゲル濾過に かける。1mlの画分を集める。メーチャラーゼ活性を有する画分をプールする。 更なる精製工程は、フェニル−Superose 5/5(流速0.5ml/min、1.7→0Mに 至る60分かけての(NH42SO4勾配〔25mMのトリスpH7中〕、1mlづつの画分の回 収)又はCH Superose 4Bに複合させたバシトラシン(15mlのカラム、直径1.6cm 、流速2ml/min、0→100%のB、80分(A:25mM酢酸塩 pH5;B:0.1Mの トリス、 1MのNaCl、25%のイソプロパノール、pH7.5)、3mlづつの画分の回収)のい づれかに基づくパイロット実験により確立する。2mlのS2を各実験のためにPD -10で脱塩し(3.5mlの対応バッファーで溶離)、3mlを載せる。メーチャラーゼ 活性を有する画分をプールする。バシトラシンーカラムを用いて多めの量を精製 する;3mlのS12+3mlのS13+1mlのS2をPD-10で25mMの酢酸塩、pH5に脱 塩し、そして10mlをカラムに載せる。メーチャラーゼ活性を有する画分をプール し、そしてCentricon-10及びMicrocon-10で濃縮する。 バシトラシンのカップリング: バシトラシンの活性化CH Sepharose 4B(Pharmacia)へのカップリングは製造 者の説明に従って行う。6.6gのCH Sepharose(1mMのHClの中で膨潤させ、そし てカップリングバッファーの中で洗浄)を使用し、そして0.1MのNaHCO3、0.5M のNaCl pH8中の0.25g(18250単位)のバシトラシン(Sigma)に室温で2時間 かけて複合させる。余計な活性基は0.1Mのトリス、pH8でブロックし、そして0 .1Mの酢酸塩、0.5MのNaCl、pH4で洗う。 メーチャラーゼアッセイ: メーチャラーゼ活性は0.1Mのトリス、2mMのCaCl2、pH7.5(低めのpHでは、C aCl2を含むボレート/DMG又は酢酸バッファーのいづれかを使用)中での37℃で の30分のプレインキュベーション後、実施例1に開示のプロートリプシン様フサ リウム・オキシスポルムプロテアーゼ(〜25μg/ml)からのトリプシン活性の 放出として測定する。トリプシン活性はマイクロタイタープレート:100μlの基 質(ストック:DMSO中の87mg/mlのL-BAPNA(Sigma)、バッファー中で50倍希釈 )の中で測定し、そして405nmでの吸収はMolecular Devices由来のThermomaxマ イクロプレートリーダーを用い て測定する。 SDS-PAGE及びPVDFへのエレクトロブロッティング: SDS-PAGE(10〜27%、Novex)を製造者の仕様に従って行う(125V、2時間) :泳動すべきサンプルをサンプルバッファーに加える前にPMSFとプレインキュベ ートする。プローブロット膜(Applied Biosystems)上へのエレクトロブロッテ ィングはNovex由来のブロッティングモジュールを用い、3mMのNa2CO3、10mMのN aHCO3、20%のMeOH、pH9.9の中で25Vで2.5時間行う。プロブロットをApplied B iosystemsによる説明の通りに染色する。 IEF−上層: IEF(Ampholine PAG−プレート:pH3.5〜9.5、Pharmacia)を行い(1500V、5 0mA、1.25時間)、そして製造者の仕様に従って染色する。上層を付するゲルは まず0.1Mのトリス、2mMのCaCl2、pH7の中で15分平衡にし、次いで1%のアガ ロース、0.1Mのトリス、2mMのCaCl2、pH7を加えたL-BAPNAストック(50倍希 釈)及び実施例1に開示のプロートリプシン様フサリウム・オキシスポルムプロ テアーゼ(粗濃縮培養液1mg/ml;50倍希釈)を上にかぶせる。カゼイン上層は 上層バッファー中に1%のスキムミルクを施すことにより行う。 アミノ酸配列決定: アミノ酸配列決定はApplied Biosystems由来の476A Protein Sequencerを用い 、その製造者の仕様に従って行う;予備混合バッファーをオンライHPLCのために 用いる。 結 果 上記の精製手順は3300倍以上の精製度をもたらす(純度>95%(SDS-PAGE)) 。精製npIはSDS-PAGEで46kD前後の分子量、そしてIEFで4.5前後のpIを有する。 上層IEF−ゲル(実施例1に開示のプロ −トリプシン様フサリウム・オキシスポルムプロテアーゼ及びL-BAPNAを上層に 付した)はメーチャラーゼ活性がpI4.5前後で生じることを示し、そこではカゼ インの清浄化も認められる。精製npIをN−末端アミノ酸配列決定にかけると、 一種の配列が得られる(最初数サイクルでは多少のバッグランドが含まれる)。 このアミノ酸配列はSDS−ゲルからPVDF−膜にブロットした46kDaバンドから得ら れるN−末端アミノ酸配列に対応する。図7に報告のアミノ酸配列を示す。N− 末端アミノ酸配列はF.オキシスポルム由来のp45についてのN−末端配列と64 %相同性である(図7)。プロテアーゼpH最適性は5.0〜6.0前後であることが見 い出せた。実施例1に開示のプロートリプシン様フサリウム・オキシスポルムプ ロテアーゼとのインキュベーションを様々なpHの希釈バッファー中で行う。 微生物の寄託 以下の生物学的材料はアグリカルチュラル・リサーチ・サービス・パテント・ カルチャー・コレクション(NRRL)、ノーザン・レジオナル・リサーチ・センタ ー,1815,ユニバーシティー ストリート,ペオリア,イリノイ,61604,米国 に寄託してある。 これらの種は、本特許出願の係属中に特許及び商標庁により37 C.F.R.§1.14 及び35 U.S.C.§122並びにブダペスト条約の条件のもとで資格の与えられるも のと決定された者が、その培養物を確実に入手できる条件のもとで寄託されてい る。この寄託物は各寄託株 の生物学的に純粋な培養物を示す。この寄託物は本願又はその関連出願の提出さ れる国における特許法が必要とするならば入手できる。しかしながら、寄託物の 入手性は、政府当局により認められる特許権に反して本発明を実施する承諾であ ると解釈してはならない。 本発明を詳しく説明したきたが、本発明はそれらの具体例に限定されない。任 意の均等態様も本発明に属する。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく様々 な改良を本発明に施すことができることを理解するであろう。かかる改良も本発 明の範囲に属する。 明細書中の引用文献
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年4月25日 【補正内容】 請求の範囲 1.プロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の培養により活性酵素を製造 するための方法であって、その活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵素を活性酵 素に変換することのできる、糸状菌から入手できるタンパク質分解酵素の存在下 において前記培養を行い、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを 含んで成り、ここで前記タンパク質分解酵素は培養の前及び/又は最中にその培 養液に加えるものとする、前記方法。 2.プロ酵素の形態において酵素を発現する糸状菌細胞の培養により活性酵素 を製造するための方法であって、その活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵素を 活性酵素に変換することのできるタンパク質分解酵素の存在下において前記培養 を行い、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを含んで成り、ここ で前記タンパク質分解酵素は培養の前及び/又は最中にその培養液に加えるもの とする、前記方法。 3.プロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の培養により活性酵素を製造 するための方法であって、亜鉛ベース金属プロテアーゼの存在下において前記培 養を行い、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを含んで成り、こ こで前記タンパク質分解酵素は培養の前及び/又は最中にその培養液に加えるも のとする、前記方法。 4.プロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の培養により活性酵素を製造 するための方法であって、その活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵素を活性酵 素に変換することのできる、糸状菌から入手できるタンパク質分解酵素の存在下 において前記培養を行い、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを 含んで成り、 ここで前記タンパク質分解酵素は前記プロ酵素を発現する細胞の中に存在してい る組換DNA配列によりエンコードされ、且つ発現されるものとする、前記方法。 5.プロ酵素の形態において酵素を発現する糸状菌宿主細胞の培養により活性 酵素を製造するための方法であって、その活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵 素を活性酵素に変換することのできるタンパク質分解酵素の存在下において前記 培養を行い、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを含んで成り、 ここで前記タンパク質分解酵素は前記プロ酵素を発現する細胞の中に存在してい る組換DNA配列によりエンコードされ、且つ発現されるものとする、前記方法。 6.プロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の培養により活性酵素を製造 するための方法であって、亜鉛ベース金属プロテアーゼの存在下において前記培 養を行い、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを含んで成り、こ こで前記タンパク質分解酵素は前記プロ酵素を発現する細胞の中に存在している 組換DNA配列によりエンコードされ、且つ発現されるものとする、前記方法。 7.前記細胞の培養の最中に異なる量の前記タンパク質分解酵素を加える、請 求項4,5又は6記載の方法。 8.前記細胞から発現される前記プロ酵素が、培養液中で、前記活性酵素より も安定性が低い、請求項1〜7記載の方法。 9.前記プロ酵素を発現する細胞が前記プロ酵素をエンコードする核酸配列に より形質転換されている、請求項1〜8記載の方法。 10.製造すべき前記酵素がヒドロラーゼ、オキシドリダクターゼ、イソメラー ゼ、オキシダーゼ又はトランスフェラーゼである、請求項1〜9記載の方法。 11.製造すべき前記酵素がプロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ 、セルラーゼ、キシラナーゼ、ペクチナーゼ、ペルオキシダーゼ、ラッカーゼ又 はトランスグルタミナーゼである、請求項1〜9記載の方法。 12.製造すべき前記酵素がトリプシン様プロテアーゼである、請求項11記載の 方法。 13.製造すべき前記酵素が、フサリウム属の株、例えばF.オキシスポリウム 、F.メリスモイデス、F.レドレンス、F.サムビュシナム、F.ソラニ又は F.バーチシロイデスの株に由来する、請求項1〜12記載の方法。 14.製造すべき前記酵素が番号DSM 2672のもとでドイッツェ・サ 国に寄託されているF.オキシスポルムの株に由来する、請求項1〜13記載の方 法。 15.前記プロ酵素がプレプロ酵素として発現される、請求項1〜14記載の方法 。 16.前記タンパク質分解酵素が金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、アス パラギン酸プロテアーゼ又はシステインプロテアーゼである、請求項1,2,4 又は5記載の方法。 17.前記タンパク質分解酵素が中性金属プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ 又はスブチリシンである、請求項1,2,4又は5のいづれか1項記載の方法。 18.前記タンパク質分解酵素が、前記タンパク質分解酵素をエンコードする核 酸配列により形質転換されている宿主細胞をそのタンパク質分解酵素を製造する のに適する条件下で培養し、次いでその培養物からそのタンパク質分解酵素を回 収することにより製造される、請求項1〜7記載の方法。 19.前記プロ酵素及び/又はタンパク質分解酵素を発現する細胞 が微生物である、請求項1〜18記載の方法。 20.前記微生物が細菌又は菌類である、請求項19記載の方法。 21.前記微生物がグラム陽性菌、例えばバチルス又はストレプトマイセス属の 細菌、グラム陰性菌、例えばエッシェリヒア属の細菌、酵母、例えばサッカロマ イセス属の酵母、又は糸状菌、例えばアスペルギルスもしくはフサリウム属の糸 状菌である、請求項19記載の方法。 22.プロ酵素をエンコードする核酸配列及びそのプロ酵素を活性酵素に変換す ることのできる糸状菌から入手できるタンパク質分解酵素をエンコードする核酸 配列を抱えている組換宿主細胞であって、そのプロ酵素はこの活性酵素よりも安 定性が低く、ここでこの組換宿主細胞におけるこれらの核酸配列のうちの少なく とも一方が組換核酸配列である、前記細胞。 23.プロ酵素をエンコードする核酸配列及びそのプロ酵素を活性酵素に変換す ることのできるタンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列を抱えている組換 糸状菌宿主細胞であって、そのプロ酵素はこの活性酵素よりも安定性が低く、こ こでこの組換宿主細胞におけるこれらの核酸配列のうちの少なくとも一方が組換 核酸配列である、前記細胞。 24.プロ酵素をエンコードする核酸配列及びその亜鉛ベース金属プロテアーゼ をエンコードする核酸配列を抱えている組換宿主細胞であって、そのプロ酵素は この活性酵素よりも安定性が低く、ここでこの組換宿主細胞におけるこれらの核 酸配列のうちの少なくとも一方が組換核酸配列である、前記細胞。 25.前記プロ酵素をエンコードする核酸配列及び/又はタンパク質分解酵素を エンコードする核酸配列が発現ベクター上で担持されている、請求項22〜24記載 の組換宿主細胞。 26.プロ酵素をエンコードするDNA配列及びそのプロ酵素を活性酵素に変換で きる糸状菌から入手できるタンパク質分解酵素を抱え、そのプロ酵素がその活性 酵素よりも安定性が低い、DNA構築体。 27.プロ酵素をエンコードするDNA配列及びそのプロ酵素を活性酵素に変換で きる亜鉛ベース金属プロテアーゼをエンコードするDNA配列を抱え、そのプロ酵 素がその活性酵素よりも安定性が低い、DNA構築体。 28.請求項27記載のDNA構築体を抱えている組換発現ベクター。 29.細菌又は菌類である、請求項22又は24記載の組換宿主細胞。 30.グラム陽性菌、例えばバチルス又はストレプトマイセス属の細菌、グラム 陰性菌、例えばエッシェリヒア属の細菌、酵母、例えばサッカロマイセス属の酵 母、又は糸状菌、例えばアスペルギルスもしくはフサリウム属の糸状菌である、 請求項29記載の組換宿主細胞。 31.請求項1〜30のいづれか1項記載の方法により製造された活性酵素。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI (C12N 15/09 C12R 1:69) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AU,BB,BG,BR,BY,CA, CN,CZ,FI,HU,JP,KR,LK,LU,L V,MG,MW,NO,NZ,PL,RO,RU,SD ,SK,UA,VN (72)発明者 ハストループ,スベン デンマーク国,デーコー―2400 コベンハ ウンベー.,フレデリクスボルウバイ 10 3テーホー (72)発明者 ブラナー,スベン デンマーク国,デーコー―2800 リングビ ー,ベトスメデバッケン 7アー (72)発明者 ヨルゲンセン,ビルス ラウン デンマーク国,デーコー―2860 ソボル ゥ,フルーバイ 18 (72)発明者 クリステンセン,トーベ デンマーク国,デーコー―2800 リングビ ー,ノデバエント 3 (72)発明者 ヨルゲンセン,ビルギッテ ボイヤー デンマーク国,デーコー―2980 コッケダ ル,ブロムステラガー 206 (72)発明者 シャスター,ジェフリー アール. アメリカ合衆国,カリフォルニア 95616, デイビス,リガッタ レーン 2619 (72)発明者 マデン,マーク アメリカ合衆国,カリフォルニア 94523, プレザントヒル,オールド クオリー ロ ード #25 688 (72)発明者 モイヤー,ドナ エル. アメリカ合衆国,カリフォルニア 95616, デイビス,コーウェル ブールバード 5219 (72)発明者 ヒューゲルサン,クラウス デンマーク国,デーコー―2400 コペンハ ーゲン ナームロゼ フェンノートシャッ プ,ティングスクリベルバイ 16 3.テ ーベー.

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.プロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の培養により活性酵素を製造 するための方法であって、その活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵素を活性酵 素に変換することのできるタンパク質分解酵素の存在下において前記培養を行い 、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを含んで成り、ここで前記 タンパク質分解酵素は培養の前及び/又は最中にその培養液に加えるものとする 、前記方法。 2.プロ酵素の形態において酵素を発現する細胞の培養により活性酵素を製造 するための方法であって、その活性酵素とは異なり、且つそのプロ酵素を活性酵 素に変換することのできるタンパク質分解酵素の存在下において前記培養を行い 、次いでその培養液から前記活性酵素を回収することを含んで成り、ここで前記 タンパク質分解酵素は前記プロ酵素を発現する細胞の中に存在している組換DNA 配列によりエンコードされ、且つ発現されるものとする、前記方法。 3.前記細胞の培養の最中に異なる量の前記タンパク質分解酵素を加える、請 求項2記載の方法。 4.前記細胞から発現される前記プロ酵素が、培養液中で、前記活性酵素より も安定性が低い、請求項1又は2記載の方法。 5.前記プロ酵素を発現する細胞が前記プロ酵素をエンコードする核酸配列に より形質転換されている、請求項1又は2記載の方法。 6.製造すべき前記酵素がヒドロラーゼ、オキシドリダクターゼ、イソメラー ゼ、オキシダーゼ又はトランスフェラーゼである、請求項1又は2記載の方法。 7.製造すべき前記酵素がプロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼ 、キシラナーゼ、ペクチナーゼ、ペルオキシダーゼ、ラッカーゼ又はトランスグ ルタミナーゼである、請求項6記載の方法。 8.製造すべき前記酵素がトリプシン様プロテアーゼである、請求項7記載の 方法。 9.製造すべき前記酵素が、フサリウム属の株、例えばF.オキシスポリウム 、F.メリスモイデス、F.レドレンス、F.サムビュシナム、F.ソラニ又は F.バーチシロイデスの株に由来する、請求項8記載の方法。 10.製造すべき前記酵素が番号DSM 2672のもとでドイッツェ・サ 国に寄託されているF.オキシスポルムの株に由来する、請求項9記載の方法。 11.前記プロ酵素がプレプロ酵素として発現される、請求項1又は2記載の方 法。 12.前記タンパク質分解酵素が金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、アス パラギン酸プロテアーゼ又はシステインプロテアーゼである、請求項1又は2記 載の方法。 13.前記タンパク質分解酵素が中性金属プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ 又はスブチリシンである、請求項8〜10のいづれか1項記載の方法。 14.前記タンパク質分解酵素が、前記タンパク質分解酵素をエンコードする核 酸配列により形質転換されている宿主細胞をそのタンパク質分解酵素を製造する のに適する条件下で培養し、次いでその培養物からそのタンパク質分解酵素を回 収することにより製造される、請求項1又は3記載の方法。 15.前記プロ酵素及び/又はタンパク質分解酵素を発現する細胞が微生物であ る、請求項1又は2記載の方法。 16.前記微生物が細菌又は菌類である、請求項15記載の方法。 17.前記微生物がグラム陽性菌、例えばバチルス又はストレプトマイセス属の 細菌、グラム陰性菌、例えばエッシェリヒア属の細菌、酵母、例えばサッカロマ イセス属の酵母、又は糸状菌、例えばアスペルギルスもしくはフサリウム属の糸 状菌である、請求項16記載の方法。 18.プロ酵素をエンコードする核酸配列及びそのプロ酵素を活性酵素に変換す ることのできるタンパク質分解酵素をエンコードする核酸配列を抱えている組換 宿主細胞であって、そのプロ酵素はこの活性酵素よりも安定性が低く、ここでこ の組換宿主細胞におけるこれらの核酸配列のうちの少なくとも一方が組換核酸配 列である、前記細胞。 19.前記プロ酵素をエンコードする核酸配列及び/又はタンパク質分解酵素を エンコードする核酸配列が発現ベクター上で担持されている、請求項18記載の組 換宿主細胞。 20.プロ酵素をエンコードするDNA配列及びそのプロ酵素を活性酵素に変換で きるタンパク質分解酵素をエンコードするDNA配列を抱え、そのプロ酵素がその 活性酵素よりも安定性が低い、DNA構築体。 21.請求項20記載のDNA構築体を抱えている組換発現ベクター。 22.請求項20記載のDNA構築体又は請求項21記載の組換発現ベクターを抱えて いる組換宿主細胞。 23.細菌又は菌類である、請求項18又は22記載の組換宿主細胞。 24.グラム陽性菌、例えばバチルス又はストレプトマイセス属の細菌、グラム 陰性菌、例えばエッシェリヒア属の細菌、酵母、例え ばサッカロマイセス属の酵母、又は糸状菌、例えばアスペルギルスもしくはフサ リウム属の糸状菌である、請求項23記載の組換宿主細胞。 25.請求項1〜17のいづれか1項記載の方法により製造された活性酵素。
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