JPS60199385A - プラスミドベクタ−pTP20−10 - Google Patents

プラスミドベクタ−pTP20−10

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JPS60199385A
JPS60199385A JP59054975A JP5497584A JPS60199385A JP S60199385 A JPS60199385 A JP S60199385A JP 59054975 A JP59054975 A JP 59054975A JP 5497584 A JP5497584 A JP 5497584A JP S60199385 A JPS60199385 A JP S60199385A
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JP
Japan
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plasmid vector
resistance
ptp20
plasmid
dna
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JP59054975A
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JPH0147998B2 (ja
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Masahiro Iwakura
正寛 巖倉
Tsukasa Sakai
坂井 士
Keishiro Tsuda
津田 圭四郎
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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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)
  • Health & Medical Sciences (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】 本発明は、宿主菌に導入した場合、宿主菌がアンピシリ
ン、テトラサイクリン及びトリメトプリムに苅して耐性
を役得することができるプラスミドpTP20−10 
(以下p’rp 20−10と略す)に関するものであ
る。
近年、分子生物学及び遺伝子工学の発展を背景に組替え
DNA手法を用いて有用な物質を生み出す方法、例えば
大腸菌などの細菌に異種DNAを導入し、その遺伝子を
発現させるなどの手法によって有用な物質を生み出す方
法が脚光を浴びつつあり、最近ではこの遺伝子組替え手
法に、より、インターフェロン、インシュリン、成長ホ
ルモン等極めて有用な物質の実用化に向けて研究開発が
行なわれている。
上記の異種DNAを導入し、その遺伝子を発現させるた
めの手段として一般にプラスミドベクターと呼ばれるも
のが利用される。プラスミドベクターは、宿主に導入さ
れた場合、導入されていない宿主と容易に識別しうるよ
うに宿主に薬剤などに対する抵抗性を与える遺伝子、す
なわち遺伝標識(以下マーカーと略す)を有することが
必要である。例えば、プラスミドベクターpBR322
はテトラサイクリン(以下Tcと略す)耐性及びアンピ
シリン(以下んと略す)耐性を、p ACYC184は
クロラムフェニコール耐性及びん耐性をマーカ−として
有している。
プラスミドベクターに異種遺伝子を挿入する方法として
、適当な制限酵素によってプラスミドベクターを切断し
、この切断に用いた制限酵素の切断によって得られるの
と同一の末端構造を有する異種DNA (一般には、プ
ラスミドベクターの切断に使用した制限酵素を用いた切
断によって得られるDNA断片を用いる)とを、DNA
IJガーゼという酵素を用いて連結して再び連状化する
方法が、普通に行なわれる。このようにして作られる組
換えプラスミドを宿主に導入し、目的のプラスミドが導
入された宿主菌を増殖させ、挿入された異種DNAに暗
号化されたタンパク質の生産を行うのである。ところが
、組換えプラスミドを作成する過程において、プラスミ
ドベクターのみが再選状化したものが得られ、異種DN
Aが挿入されたプラスミドを有する宿主を見いだすのが
困難となることがある。このことを防ぐために異種DN
Aが、プラスミドベクターの特定の部位に挿入された場
合、特定のマーカーが不活性化するようにプラスミドベ
クターを構築することが行なわれる。
例えば、前出のプラスミドベクターpBR322におけ
る制限酵素BamHIの切断部位へ異種DNAを挿入す
ることにより、Tc耐性マーカーが不活性化される。こ
のような部位は挿入失活部位と呼ばれる。挿入失活部位
へ異種DNAを挿入すればマーカーが1個失なわれるこ
とになる。したがって、プラスミドベクターは、なるべ
く多くの種類のマーカーを有することが望ましい。
また、異種DNAを挿入する部位としては、特定の制限
酵素によって切断される部位を利用するのであるから、
切断される部位はプラスミドベクターにつき一ケ所であ
ることが必要である。
最近、種々の制限酵素が開発されてきているので、なる
べく多(の制限酵素を利用できるようにプラスミドの構
築をすることが望ましい。すなわち、なるべ(多くの制
限酵素によって、各々−ケ所ずつ切断されるような部位
を有するプラスミドベクターの構築が望ましい。
さらに、挿入したDNA中の遺伝子の発現が期待される
ことから、効率よく遺伝子発現をも行うことができるよ
うにプラスミドベクターを構築することが望ましい。
本発明者らは、このような事情に鑑み、多種のマーカー
を有し、多種の異種DNAの挿入部位を有しくすなわち
、プラスミドベクターを一ケ所のみ切断する制限酵素の
数が多いこと)、かつ、挿入したDNA中の遺伝子の発
現を効率よく行なわしめるプラスミドベクターを得るべ
く鋭意研究を重ねた結果、すでに本発明者らが構築して
いるプラスミドベクターpTP30−5(特開昭58−
46100号公報に記載。以下、pTP30−5と略す
)が、Tc耐性、Ap耐性及びトリメトプリム(発下T
pと略す)耐性の3種のマーカーを有するが、制限酵素
3al I及びpstI部位が、各々2ケ所以上あると
いう欠点を有すること、また、プラスミドpTP6−1
0(特願昭58−973叫こ記載。以下p’rp6−1
0と略す)において、Tp耐性マーカーであるジヒドロ
葉酵還元酵素(以下、DHFRと略す)遺伝子の発現効
率が非常に高く、pTP6−10を有する宿主は、DH
FRが全可溶性タンパク質の約9.3%におよぶまで生
産されるが、Ap耐性とTp耐性の2種のマーカーしか
有していないという欠点に着目し、両者の特長を有し、
欠点を排除したプラスミドベクターを構築することを種
々検討し、プラスミドベクターpBR322△Eco(
特開昭57−192400号公報に記載。以下pBR3
22△Ecoと略す)の一部と、p’rp 6−10の
一部とが結合した組換えプラスミドの作製方法を考案す
るに至り、その作製方法に従い組換えプラスミドを作製
し、本発明を完成するに至ったのである。
本発明のp’l’p20−10は分子量が約5.6キロ
塩基対であり、制限酵素AvaI、BamHI、Bal
 I 、、 EcoRI、EcoRV、H4ndIII
、5alI、Pvu I 、 PvuII、及びPst
■によってそれぞれ一ケ所ずつ切断され、Ap耐性、T
c耐性及びTp耐性マーカーを有し、かつ第1図に示さ
れる制限酵素開裂地図を有するプラスミドベクターであ
る。さらに、pTP20−10を有する宿主は、約1.
87j−ニット/rn9タンパクのDHFRを生産する
こと、すなわち、全可溶性タンパク質の約4696にお
よぶまでDHFRを生産できるのである。
本発明のpTP20−10の創成方法は後述の実施例に
述べる通りであるが、pTP20−10は、全く新規な
プラスミドベクターである。そして、pTP20−10
は、E、 coli K12 C600株に導入されて
安定状態に保たれ、pTP20−10を含有するE、 
coli K12C600株は微工研にFERMP−と
して寄託されている。
第1図は本発明のpTP20−10 (約5.6キロ塩
基対)の制限酵素開裂地図を示している。A、Bm、B
+、RI−RV、H2、H3、S、Pvl、Pv2及び
Pは、それぞれ制限酵素Ava L BamHL Ba
t I、EcoRI。
EcoRI、 EcoRV、Hinc II 、Hin
d III、5alI、PvuI。
Pvu n及びPst Iの切断部位を示し、tet、
 amp 及びfolはそれぞれTc耐性遺伝子、Ap
耐性遺伝子及び1耐性遺伝子を意味し、その矢印は発現
方向を現わしている。
本発明のpTP20−10には、7ケ所の挿入失活部位
が存在する。制限酵素部位BamHI 、 EcoRV
・HindII[及びSat IはTc耐性の挿入失活
部位であり、制限酵素部位pvu I及びPst Iは
Ap耐性の挿入失活部位であり、また、制限酵素部位E
coRIは邦耐性の挿入失活部位である。
本発明のpTP20−10には、発現効率の高まったb
耐性遺伝子が存在する。Tp耐性遺伝子の産物であるD
HFRの生産量は、すでに本発明者らが創成しているp
TP30−5を含有するE、 coli K 1206
00株のDHFRの生産量、0.215ユニツト/〜タ
ンパクの約10倍近くの値である。この性質を利用する
と、p’rP20−10中のT9耐性遺伝子上に存在す
る制限酵素EcoRI部位に異種遺伝子を挿入すること
により、挿入した遺伝子の発現を効率的に行うことが期
待できる。すなわち、“物質生産用プラスミドベクター
”として利用できることが期待されるのである。
次に本発明の実施例を示す。なお、実施例における菌体
からのプラスミドの分離は、Tanaka及びWeis
blumの方法[T、 Tanaka、 B、 Wei
sblum ; J、 Bacteriology。
121.354 (1975))に、またプラスミドD
NAの宿主への導入は、Novgardらの方法(M、
 VNovgarc%に、Kee+n、J、J、Mon
ahan:Qene、3. 279 (1979)) 
lこ従った。
実施IPJ 1 p’rP20−10の作製。
pBR322△Eco (特開昭57−192400号
公報に記載)約5 trgを400 alの反応液I 
(7mM Tris−FIce、 pH7,4、7mM
 MgCl2. 7 rrM 2−メルカプトエタノー
ル、60 mM NaC1)中で、10ユニツトの制限
酵素pst Iを用いて37°C】時間DNA切断反応
を行った後、8パlのI M Tris HCl、 p
H8,0,4μmのI M Mg CI2.5μmのI
 M CaCl2. 8 /11の5MNaC1及び1
!、+の0.25 Mエチレンジアミン四酢酸、pl−
I8(以下EDTAと略す)、を加えて25°C1こ保
った。この反応液に、2ユニツトのエキソヌクレアーゼ
BAL 31 を加え、4分間反応を行なわせた。反応
は、400μlの水飽和フェノールを加え撹拌した後、
遠心分離を行い水層とフェノール層とに分け、水層を取
り、これを50mMのTris−HCI、pH7,4に
透析した。
次に、p’rp 6−10 (特願昭58−9735に
記載)約5μgを400/I+の反応液中で1.10ユ
ニツトの制限酵素Pvu nを用いて37℃1時間DN
A切断反応を行った後、8μmのIMTris HCI
、 pH8,0,4μmのI M Mg CI2.5μ
mのIM CaC1z、8すlの5MNaCl及び1μ
mのEDTAを加えて25°Cに保った。この反応液に
、2ユニツトのエキソヌクレアーゼBAL31を加え、
10分間反応を行なわせた。反応は、400μmの水飽
和フェノールを加え撹拌した後、遠心分離を行い水層と
フェノール層とに分け、水層を取り、これを50mMの
Tris−HCI、 pH7,4に透析した。このよう
にして得られた液から50μmを取り、これに前述のp
BR322△Ecoを処理しで得られる透析後の液から
507I+取り両者を混ぜ、これに300 /11のエ
タノールを加え、−20°Cで一晩放置すること1こよ
り、含まれるDNAを沈でんさせた。DNA沈でんを遠
心分離により集め、エタノール液をすてた後、真空デシ
ケータ中でDNAを乾燥した。
このようにして得られたDNAを20μmのリガーゼ反
応液(66mM Tris HCI、 pH7,4,7
mMMgC12,10mMジチオトレイトール、5mM
ATP)に溶解した。
これに5ユニツトのT4DNA!Iガーゼを加え、16
°Cで12時間連結反応を行った。この連結混合物を、
Norgardらの方法に従ってE、 cot i K
 12 C600株に取り込ませた。この処理菌体を、
50μg/lnlのアンピシリンナトリウム、10/J
g/lnlの塩酸テトラサイクリン及び50μg/ln
lのトリメトプリムを含む栄養寒天培地上に塗布し、3
7°Cで24時間放置することにより、6個のコロニー
を得ることができた。このうちから適当iこ1個のコロ
ニーを選び、Tanaka及びWeisblumの方法
1こ従って、菌体からプラスミドを調整し、これをp’
rp 20−10と名付けた。
p’rp 20−10を再度E、 coli K 12
 C600株に導入したところ、約105/μgプラス
ミドの頻度で、Tc耐性、へp耐性でかつTp耐性に形
質を転換させることができた。
実施例2 pTP20−10の構造。
実施例1において得られたp’rp20−10の制限酵
素開裂地図を決定するために、表に示す制限酵素による
切断を行い、これをアガロースゲル電気泳動法により分
析し、λフアージDNAの制限酵素HindlII切断
によって得られるDNA断片を分子サイズのマーカーと
して、各切断によって得られるDNA断片の分子サイズ
を決定したところ以下の表に示す結果が得られた。
AvaI 5.6 Bam HI 5.6 Bat I 5.6 Eco RI 5.6 EcoRV 5.6 Hinc II 3.2+1.3+1.1Hind m
 5.6 Sal I 5.6 Pvu I 5.6 Pvu n 5.6 Pst I 5.6 Eco R1+ Ava I 3.3 +2.3Eco
 RI + Bam HI 4.4 + 1.2Eco
 RI + Bal I 3.3 + 2.3Eco 
RI + Eco RV 4.6 +1.0Eco R
I+Hincn 3.2 + 1.3+0.9+062
Eco RI +HindIIl 4.7 + 0.9
Eco RI + Sal I 4.1 + 1.5E
co RI + Pvu I 4.5 +1.1Eco
RI + Pvun 2.9+2.7EcoRI +P
st I 4.4+1.2I(ind III 十Av
a I 4.2 + 1.4Hind Ill + B
amHI 5.3 +0.3Hind m +Bal 
I 4.2 +1.4HindI[I→−Eco RV
 5.5 + 0.1Hind Ill +Hinc 
n 3.2+ 1.1 +0.7+0.6HindII
I −ト 5alI 5.O+0.6Hind III
 + P vu I 3.6 +2.0HindI[十
Flu II 3.6+2.0HindIII+ Rt
 I 3.5+2.1PvuII + AvaI 5.
0+0.6Pvul[+ BamHI 3.9+ 1.
7Pvun + Bal I 5.1 +0.5Pvu
II + EcoRV 3.7+1.9PvuIr −
ト Hinc If 1.8 + 1.4 + 1.3
 + 1.1Pvun + 5alI 4.2+1.4
Pvul[+ Pvul 4.O+1.6Pvun +
 PsiI 4.1+1.5この表に示された結果より
、第1図に示す制限酵素開裂地図を決定した。
実施例3 p TP 20−10を含有するE、coli K12
 C600株のDHFRHF性。
p T P 20−10を含有するE、 co! i 
K12 C600株(以下、p’rp 20−10株と
略す)を、40ゴのST十Ap培地C2g/lのグルコ
ース、Ig/lのに2 HPO4、5g/lのイースト
エキス、5 g/lのポリペプトン及び50W/lのア
ンピシリンナトリウムの組成を有する培地)中で、好気
的に37℃で、タレットユニットが120になるまで培
養した。菌体を遠心分離により集め、50 mMのリン
酸カリウム緩衝液(pH7,0) (以下KPBと略す
)で洗った後、2ゴのKPBにけんだ(し、2分間音波
破砕を行い20000回転1時間の遠心分離を行い、得
られた上清について、DHFRの活性及びタンパク濃度
の測定を行った。DHFRの活性の値は、37°Cにお
いて13.8ユニツ) / mlの値であり、用いた上
清のタンパク濃度は7.38 m9 / mlの値であ
った。これから比活性を計算すると、1.87ユニツト
/タタンパクという値が得られた。すでに本発明者らが
明らかにしているように(特願昭58−9735に記載
)完全に精製されたDHFRの比活性は407ユニツ)
/mrタンパクであるので、上記の結果は、pTP20
−10株から得られた音波破砕遠心分離上清、すなわち
、可溶性タンパクの約4,6%がDHFRであることを
示している。同様の測定を、プラスミドを含有しないE
、 coli K]2 C600株について行ったとこ
ろ、DHFRの比活性は、0、010 ユニット/ダタ
ンパクという値であり、この菌株においては、可溶性タ
ンパクの約0025%がDHFRであることが示された
【図面の簡単な説明】
第1図は、p’rp20−10の制限酵素開裂地図であ
り、図中符号は制限酵素及び各耐性マーカー遺伝子を表
わし、A、Bm、Bl 、RI、RV、H2、H3、S
、Pvl、Pv2及びPは、それぞれ制限酵素AvaI
。 BamHI 、 Bol I、 EcoRI、 Eco
RV、 HinclI、HindlI[、Sat l5
PvuI 、 Pvun及びPst Iを示し、tet
、 amp及びfolは、それぞれTc耐性遺伝子、A
p耐性遺伝子及びTp耐性遺伝子を示している。また、
数字の単位はキロ塩基対を示している。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分子量が5.6キロ塩基対であり、宿主にアンピ
    シリン耐性、テトラサイクリン耐性及びトリメトプリム
    耐性を与えることができ、かつ、第1図に示される制限
    酵素開裂地図を有するプラスミドベクターpTP20i
    0゜
  2. (2)プラスミドベクターpTP20−10を含有する
    Eschericl)ia coli K12 C60
    0株。
JP59054975A 1984-03-22 1984-03-22 プラスミドベクタ−pTP20−10 Granted JPS60199385A (ja)

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