JPS61181398A - 形質転換酵母におけるグルカゴンの製造方法 - Google Patents
形質転換酵母におけるグルカゴンの製造方法Info
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- JPS61181398A JPS61181398A JP61009822A JP982286A JPS61181398A JP S61181398 A JPS61181398 A JP S61181398A JP 61009822 A JP61009822 A JP 61009822A JP 982286 A JP982286 A JP 982286A JP S61181398 A JPS61181398 A JP S61181398A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
くは誘導体を産生ずる方法、グルカゴンまたはその断片
もしくは誘導体をコードする合成遺伝子、相当する発現
ビヒクルおよび形質転換酵母株に関する。
されるポリペプチドホルモンである。これは、次の配列
の29個のアミノ酸からなる単鎖ポリ−!グチドである
。
hr−8ar−Asp−Tyr−8er−Lys−Ty
r−Lau−Aap−8er−Arg−Arg−Ala
−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−
L@u−M@t−Aa n −Th r
(1)グルカゴンはそ
の代謝効果のために低血糖の治療に用いられる。グルカ
ゴンはまた平滑筋ニオケる鎮痙作用と胃酸分泌抑制作用
をも示す。
臓からのグルカゴン抽出は複雑な方法であシ、多くの膵
臓が必要である。さらにグルカゴンはタンパク質加水分
解による分解を受けやすいので膵臓抽出物からの生成物
は不均質であシ、膵臓のグルカゴン含有物の約7が得ら
れるだけである。
ゴンの断片または誘導体は次の一般式で知られている: R’ −R2(II) (式中、RFiHls−8@r−Gin−Gly−Th
r−Phs −Thr−8er−Asp−Tyr−8e
r−Lys−Tyr−Leu−Asp−8er−Arg
−Arg−Ala−Gln−Asp f表わし、RはO
H,ペプチド鎖−Phe−Val−Gln−Tvp−L
euもしくは−Mat−Asn−Thriたは最後に言
及した2つのペプチド鎖と同一であるがただしこれらの
2つのペプチド鎖のアミノ酸1個以上が省略された相当
するペプチド鎖を表わす・) 式■で表わされる化合物はグルカゴンと同じ鎮痙作用と
同じ胃酸分泌抑制作用を有するが、しかしわずかの代謝
作用を示すかまたは全く示さない。
酸分泌抑制が所望される場合のみグルカゴンよシ優れて
いると思われる。
ベグチド合成で一般に知られているより困難な方法によ
って調製されうる。式■で表わされる好ましい化合物は
グルカフ9ン(1−21)である。
酸の数を示す。天然グルカゴンは29個のアミノ酸を有
し、これはグルカゴン(1−29)(tたは単にグルカ
ゴン)とする。グルカゴン(’1721)は天然産生グ
ルカゴンの最初の21個のアミノ酸残基金倉む等である
。
ンまたはその断片もしくは誘導体を調製するためのよシ
有利女工業的方法を提供するものである。
(1−21))が、このような産物をコードするDNA
配列で形質転換された酵母株培養液の上清中に均質物質
として高収率で表われるという驚くべき発見に基づく。
片もしくは誘導体音コードする遺伝子からなる複製可能
な発現ビヒクルを有する酵母株を適当な栄養培地中で培
養し続いて培養培地から発現産物を回収することからな
るグルカフ9ンまたはその断片もしくけ誘導体の高収率
産生法を提供するものである。
子であるかまたはグルカゴンのCDNA クローンもL
<Hグルカゴンのゲノムクローンから誘導されてもよい
。
適当な酵母DNA発現ビヒクルに所望産物をコードする
合成遺伝子を挿入し、適当な酵母宿主株全発現ビヒクル
で形質転換し、形質転換微生物を培養した後発現した産
物を培養ブイヨンから回収することにより調製される。
ンまたはその断片もしくは誘導体の発現をコードする合
成遺伝子からなるDNA配列を提供するものである。
をもたらす複製システムおよびグルカゴンまたはその断
片もしくは誘導体をコードするDNA配列からなる複製
可能な発現ビヒクルを提供するものである。
またはその断片もしくは誘導体奮発現しうる複製可能な
発現ビヒクルを含む形質転換酵母株を提供するものであ
る。
とによシ所望産物が高収率で産生される。
断片は非常に均質であシ、培養の間に酵母によシ産生し
た酵素によるグルカゴンの17番目と18番目の二塩基
性アミノ酸列Arg−Argの開裂は全く見られない。
的に開裂するトリグシン様エンドペプチダーゼを産生す
ることは知られているので、このようなことは非常に驚
くべきことである。
ドpMT 290の構築を示す図式、第2図はグラスミ
ドpMT 544 、 pKFN 6およびpMT61
2の構築を示す図式、第3図はグラスミドpKFN 2
3の構築を示す図式、菌4図および第5図はグラスミド
pMT 544からの一定配列のインビトロ変異誘導を
示す図式、第6図は純粋な本物のグルカゴン添加前ま次
は添加後の酵母上清のHPLC分析曲線を示し、第7図
は濃縮DEAE漏出ff7.(b r e a k t
hrough )の調製用分別グラフを示す。
コードする合成遺伝子は、アミノ酸コドン好ましくは酵
母におけるタンパク質の高発現に用いられるアミノ酸コ
ドンの使用によ)幾っかのオリゴヌクレオチドから構築
された〔ベネッツェンジエイ6エルら(B@nnetz
*n J、L、etal ) 。
ケミストリ4 (The Journal of B
iologicalCh@m1stry ) 、 2
57.3026−3031 )。
伝子を特異的に切シ出し特性決定と変異誘発を助けるこ
とができる。連結反応および反応の埋め合わせ(fil
ling 1n r+5aetlona)を妨害する可
能性のある二次構造を避ける試みがなされた。
遺伝子をグルカゴン(1−29)遺伝子から構築するこ
とができる。グルカゴン(1−21)をコードする合成
遺伝子は、グルカゴン(1−29)遺伝子においてグル
カゴン(16−29)K相当する制限断片をグルカゴン
(16−21)に相当する合成りNA断片で置換するこ
とにょシ構築される。合成グルカゴン(1−29)遺伝
子から他のグルカゴン断片または誘導体をコードする合
成遺伝子を調製することまたはこのような産物に対する
全遺伝子のオリゴヌクレオチド合成によシどのようにし
てこのような断片または誘導体に対する合成遺伝子を調
製するかは画業者にとって明らかであろう。
ンクローンから誘導することもできる。ウシ膵臓プレグ
ログルカゴンcDNA f単離し配列する〔エル・シイ
、oJズら(L、C,Lop@z @t、al)。
ル アカデミイ オプ サイエンス オプ ニーニスニ
ー (Proe、Natl、Acad、Sci、USA
) e80.5485−5489〕。このグレグログ
ルカゴンcDNAは、シグナル・もしくはプレーペプチ
ド、NH2末端ベグチド、グルカゴンおよび2つのカル
ゲキシ末端グルカプン様被グチド(GLP−1およびG
LP−2) ?コードする。本発明の目的の丸めにグル
カゴン配列は合成c DNAから切シ出され、特異的変
異誘導を位置させることによ1Thr(29)のコドン
の後に停止コドンを有するようにしてもよい。
ビメ分解に対して保護する機能または発現され友タンノ
々り質を原形質膜空間へ輸送し最後には細胞壁を通過し
て培養培地へ輸送するために必要な情報をもたらす機能
を有する別のメン・々り質をコードするDNA列に、所
望産物の遺伝子を融合させてもよい。
うな融合産物からグルカゴン部分を分割する手段が提供
されるべきである。このような目的のために、選択的分
割部位を有するアミノ酸配列をコードするコドンを、別
のタンノ臂り質t−コードするDNA列と所望産物の遺
伝子との間に挿入する。
物の分泌の間に分離される。たとえば2個の塩基性アミ
ノ酸(たとえばLys−Lys、 Arg−Arg、L
ys−ArgまたはArg−Lys ) fコードする
コドンをグルカゴンのN−末端に隣接して挿入する場合
には、これら塩基性アミノ酸とグルカゴン間のベグチド
結合は分泌の間に酵母によ多分割されうる。
分なアミノ酸配列を分離するために所望タンパク質のN
−末端に隣接して選択的分割部位を有するならば、所望
メン・臂り質をこの所望タン・9り質のN−末端と連結
し九別のタンパク質配列とともに分泌することもできる
。
ドしうる。別のDNA配列はさらにリーダーイグチド配
列金コードしうる。シグナルおよびリーダーベグチドは
細胞から形質発現タンパク質産物が分泌される間に形質
転換微生物によ多分割除去され、よシ簡単な所望産物の
単離方法が確保される。酵母に対する非常に好適なり−
メーイプチド系は酵母MFa1 リーダー列またはその
一部である〔クリジャンージエイ、 (Kurjan
、 J、 )およびヘルスコウィツ、アイ、 (Har
skowltz 、 [、) sセル(Cell)30
(1982)933−943)。
ナル−またはリーダー配列も使用することができ、本発
明は特定の分泌系に限定されるものではない。
物に対するDNA配列の上流に位置する。酵母宿主微生
物固有の遺伝子からのプロモーター、すなわちTPT−
()リオースホスフェート異性化酵素)遺伝子プロモー
ターが用いられる。所望産物のDNA配列の後には、転
写ターミネータ−配列、好ましくは宿主酵母微生物固有
の遺伝子からのり1ネーター配列すなわちTPT−遺伝
子または旺α1−遺伝子のターミネータ−が続くであろ
う。
列と融合する所望タンノfり質産物をコードするDNA
配列は、酵母において所望タンパク質産物の形質発現の
ための発現ビヒクルに挿入される。
は酵母の染色体へ組込まれうるプラスミドである。この
プラスミドは、宿主細胞の生存率または正常増殖に必須
の遺伝子、すなわち細胞分割、細胞壁生合成、タンi4
り質合成等をコードする遺伝子を入れることによシ宿主
微生物のグラスミド損失に対し安定化されるのが好まし
い。
に続く部分的二重鎖構造の酵素による閉鎖によシ、幾つ
かのオリプヌクレオチドから構築される。
ダイト化学(phosphoramidite che
ml−stry)を用いて自動DNA合成機において合
成される〔ニス、エル、ビュウケー・ゾ(S、L、 B
@aueage)とエム、エイテ、カルサーズ(M、L
Caruthera)(1981)テトラヒドロン
レターズ(Tetrahydronlttters )
22 、1859−1869 )かまたはジーおよび
トリヌクレオチド ブロックに接近するホスホトリエス
テルおよび?リスチレン支持体を用いる半自動的カラム
合成によシ合成される〔エイチ、イトウ()(、Ito
Lレイ、イタ(Y。
ケイ。
+ ヌクレイツク 7シド レス(Nuclaic
Ac1ds Res、 )10.1755−1769
)。連続的カップリング反応によシより小さい単位から
オリゴヌクレオチド。
1−29)をコードする合成遺伝子は次のように合成さ
れる: 33 mar(1): GAGCACTCTCAGGGTACCTTCACTT
CTGACTA (1)を、13mey個): ATTTAGAGTAGTCG[[) の存在下に 33 mar(II) :TCTAAAT
ACTTGGACTCTAGAAGAGCCCAAGA
C(II)と連結すると 66−mar(1−11)
:■ が得られる。
に13−可働、16−rn*r(v): CTTCTAGAGTCCAAGT (V)と44
− m@rα): CCGAAGCTTAGGTGTTCATCAACCA
TTGGACGAAGTCTTGGGCT■と全連結す
ることによシ合成され、73−mar(III−V−I
V) : が得られる。
@r (1−1)と73−mar(II−V−■)
をアニールし、3′−末端を酵素により延長し、その結
果得られる1 00 bpの二重鎖DNA分子を編入し
た制限部位とともに次に示す(大文字:化学合成。
−ゼを用いてプラスミド(Kpn 1とHlnd 3で
切断されたpLaC48)に挿入する。連結反応全周い
てコンピテント大腸菌細胞を形質転換する。再度形質転
換後、グルカゴン(4−29)に対する正しい配列を有
する形質転換細胞(pKFN4)が同定される。
中にグルカゴン(4−29)遺伝子を挿入することによ
りグルカゴン(1−29)全コードする合成遺伝子全構
築する。連結はKpn l一部位で生じる。
21)は、グルカゴン(16−29)に相当するXba
1− Hlnd 3断片をグルカゴン(16−21)
に相当する合成Xba l −Hlnd 3断片に置換
することによシグルカコ°ン(1−29)2を転子から
構築される: 以下;52 IN (S)er ArgArg Al@ Gin A
sp EndXba 1
)(ind 35’ CTAGAAGA
GCCCAAGACTA3′ TTCTCGG
GTTCTGATTCGAグラスミド構築 グルカゴンの最初の4つのアミノ酸をコードしKpn
1位置で終わる合成オリゴヌクレオチドを、MFffl
lJ−グー配列の後で酵母ベクターに入れる〔ジェイ、
クリジャン(J、 Kurljan )とアイ。
ストラクチュア オプ ア イースト フェロモン ジ
ーンMFα(5tructur@of * Yeast
PheromoneGsne MFα)ニア ビュー
タテイブ アルファーファクター プレカーソル コン
ピテント フォアタンデム コピーズ オプ マチュア
アルファーファクター(A Putatlveα−F
actor Pre −cusor Dontains
four Tandem Copie+s ofMa
turl!α−Factor ) 、 +LA/(Ce
ll) 30(1982)933−9431゜ α−ファクターリーダーの最後のもとからのHlnd
3位置全カップリングによシ破壊する。
ThrAGCTCACTCTCAAGGTACGT
GAGAGTTC 得られるグラスミドpMT290は、MFalリーダー
のLys−Arg−Glu−Ala−Glu−Alaの
後に直ちに置かれたグルカゴン挿入部のプロモーター近
接部を有し、TPIグロモーター(TP r p)で制
御される。
カゴン(4−29)に対する配列の挿入に適する。
シグナルをも含まない。このような終結部位はクローン
タンパク質の収率を10倍はど増加すると報告されてい
る〔ジエイ、メロ−ら(J。
24 (1983)1−14:)。それゆえ酵母発現
ベクターpMT544においては、pMT 409から
のα−ファクター転写ターミネータ−(MFalや)配
列をグルカゴン挿入部の後に入れる。
−MFal、に対する挿入コード金有するプラスミドp
MT 544はいまだにN−末端GIu−Ala−Gl
u−Ala延長をコードする配列全会み、これは我々の
構築においては酵母により分子の約1が除去されるだけ
である。MF、71リーダーのC−末端Glu−Ala
−Glu−Ala fコードするDNA配列は、イン
ビトロの欠失矢然変異誘発によりpMT 544から除
かれる。
p−MFa1リーダー(Glu−Ala−Glu−Al
a f引<)〜グルカゴン(1−29)−MFαITに
対する挿入コードを含む。
ー数の酵母プラスミドCPOT (ATCCA3968
5)−\移され、これは増殖培地においてグルコースの
存在により単に選択されるだけである。得られるグルカ
ゴン(1−29)に対する酵母発現プラスミドはpMT
612の番号が付けられる。
a−Glu−Alafを引く)−グルカブ0ン(1−2
1) −MFαlTに対する挿入コードを含むプラスミ
ドは、pKFN6から、グルカゴン(16−21)’i
iコードスルXba 1− Hlnd 3断片をグルカ
ゴン(16−21)全コードする合成Xba 1− H
id 3断片に置き換えることによシ構築される。
CPOT (ATCC扁39685)へ移される。
スミドはpKFN23の番号が付けられる。
対し選択することによシトリオースホスフェートイソメ
ラーゼ(TPT)遺伝子に欠失全有する酵母(S、 e
erevlsiae)株へ形質転換する。このような株
は、一般に、単独炭素源としてのグルコースでの増殖が
不安定であり、ガラクトースラクテート培地で非常にゆ
っ〈シ増殖する。この欠陥は、TPt遺伝子における突
然変異のためであり、これは欠失によシま念はこの遺伝
子の大部分を酵母(S、 cersvislae )
LEU 2遺伝子で置き換えることKより得られる。増
殖欠失のために、TPIをコードする遺伝子を含むプラ
スミドに対し強い選択性がある。pMT612はスキゾ
サッカロマイセスポンベ(5chlzo 、 pomb
e ) TPT遺伝子を有する。
イに対する選択性により酵母(S、 aevevlsl
a@) LEU 2突然変異株へ形質転換す
る〔ニー・ヒンネン(A、 H1nn@n )、ジェイ
、ビイ、ヒックス(J、B。
R。
ースト(Transformation of Yea
st ) ” 。
サイエンス、7 s 、(1978)、1929)。
選択性によ、9TPT遺伝子に欠失を有するニス。
形質転換する。移された株KFN31は別な用途の九め
に選択される。
5は、出願人により、 D −3400)j′ッチ7)
f7、グリースバッハストラーセ8のトイチェ サムラ
ング 7オン ミクロオルガニスメニン(Deutsc
heSammluvg von Mjkroorgan
isrnsn ) (DSM )に1985年1月10
日に寄託され、寄託番号DSM 3184が付された。
にDSMに寄託され、寄託番号DSM 3608が付さ
れた。DSMは1977年のプダイスト条約により権限
を与えられた国際寄託機関であシ、上記条約のそれぞれ
9条と11条にしたがって上記寄託物の永続性と公衆に
よるこれの取得を保証するものである。
ロフェニルホスフェートなラヒに保護すしたジーおよび
トリヌクレオチド 3’−p−クロロフェニルホスフェ
ートを記載されているように調製する〔シイ、アール、
ゴッフ(G、R,Gough )、ケイ、ジェイ、コリ
ー(K、J、 Co11ier )、エイチ、エル、ワ
イス(H,L、 Welth )およびピー、ティ、ギ
ルハム(P、T、 Gilham ) (1979)ヌ
クレイツク アシド リサーチ(、NueleleAc
ids Re5earch ) 7 、1955−19
64)。
ことによシ無水物にする。
成に対する支持体は、3′−0−スクシニル基を介して
アミノメチル化1チ架橋ポリスチレンビーズ(パッケム
Baeham ) と結合する完全に保護されたジ
オキシリIヌクレオシドである。
ト0mn1fIt + 6.5m内径)に充てんしたD
MTr −dA” −/リマー3μモルで開始する。H
PLCポング(コントロンKoatron LCポン
プ410)および6個の出口を有する空気作動性回転弁
(レオダイア Rheodyn* 5011型)を介
した制御装置(コントロン グログラマー Kontr
onProgrammer 200型)を用いてカラ
ムへ溶媒と反応物を流す。最初のサイクルは、トリクロ
ロ酢酸の10係クロロホルム溶液でジメトキシトリチル
基を除去し続いてクロロホルムとピリジンテ洗浄するこ
とからなる。カップリング反応は、無水ピリジン中に0
.1Mジメトキシトリチル チミジン 3’−0−p”
クロロフェニルホスフェート、0.3M l−メシチ
レンスルホニル−3−ニトロ−1,2,4−)リアゾー
ルおよびIM N−メチルイミダゾールを手動により
注入することで行ナワれる〔ビー、ニス、スプロート(
B、 S。
レターズ(Tetrahedron Letter
s )24a 5771−5774:l。室温で30
分間カップリング後、ポリマーをぎりジンとクロロホル
ムで洗う。サイクル時間は85分であった。同様な方法
で、保護されたジーおよびトリヌクレオチド 3’−0
−p−クロロフェニルホスフェートを、支持体上で成長
するオリゴヌクレオチドに連結する。完全に保護された
33−mar’i部分的に脱保護化し、37℃で24時
間ピリジン−水(4:1)中の0.5Mテトラメチルグ
アニジニウム ピリジン−2−アルドキシメートで処理
することによシ支持体から分割する〔シイ、ビイ、リー
セ(C,B、 Reese )、アール、シイ、チトマ
ス(R,C,Titmaa )およびエル、ヤウ(L、
Yau ) (1978) テトラヘドロン レタ
ーズ、2727−2730 )。 24時間55℃にて
濃アンモニアで処理することによシ塩基性保護基を除去
する。最後に、室温で30分間80%酢酸水溶液で処理
することによシジメトキシトリチル基を除く。記載され
ているようにCI8カラム中でHP LCに2す33−
me r(I) k精製する〔エイチ、ジェイ、フリ
ッツ(H,J、 Fr1tz )、アール ベ271/
ジ、 (R,Bslagajs )、イー。
。
4 、 I) −X”(R−J、 L@es)およびエ
イチ、シイ、コーラナ(H,J、Khorana )(
1978)バイオヶミストリイ(Biochemist
ry )、17.1257−1267]。
(V)、44− ma r儀が合成され、α−ファクタ
ーリーダー配列とグルカゴン(1−29)遺伝子の融合
に対する合成グルカゴン(1−4)リンカ−として2つ
のオリがヌクレオチド(10−merと18−mer)
が使用される。33−m@rl、グルカゴン(1−21
)の遺伝子構築に用いられる2個の19−merおよび
26− ram r突然変異誘発性欠失プライマーは、
自動DNA合成機(アプライド バイオシステムズAp
pl饅ad Bfomygtems 380 A型)中
で ホスホラミシト ケミストリイおよび市販されてい
る反応物を用いて合成される。
リがヌクレオチドを記載されているようにイー末端でラ
ベルする〔ケイ、ノリス(K、Norrim)、エフ、
ノリス(F、Norrim )、エル、クリスf−?ン
セン(F、ChrisNanasn )および!X、
74 /l/(N、rt■)(1983)ヌクレイツ
ク アシドリサーチ(Nuclefc Ac1ds R
@5earch ) 11 *5103−5112:
l。
10ピコモルと11120ピコモルの混合物を5分間6
0℃で加熱し水中で急冷する。132mMトリス−HC
L (PH7,4) 101’l −20mM Mg
Cl2.2mM ATP 、20tnM DTT、
100 All/IrLl ゼラチンおよび0.5μ
lT4リガーゼ(200単位)を加える。16℃で2.
5時間連結反応を行ない、ここ 。
1)をPAGE変性および緩衝液溶出によシ精製する。
にて2.5時間[25ピコモルの存在下に5’ −52
P−4Uf&化GID20 ヒzモルJ−■20 ヒ*
モルと連結する。得られる73−mar (III−V
−fV)をPAGE変性および緩衝液溶出によシ精製す
る。
、5mMMgC22,10mV DTTおよび50 p
g/atゼラチン中の(1−11)および(1−V−I
V) そレソれ2ピコモルt−80℃にて3分間加熱
し、次いで30分間かけて45℃まで冷却する。45℃
で15分間アニーリングした後、反応混合物を16℃ま
で冷却し1 pi dNTP−mix (dATP 、
dCTP 、 dGTP 。
メラ−虻!、フレノウフラグメント(3,5単位)を加
える。
でフェノール抽出によシ単離され、エタノールで析出さ
れる。DNAはKpn 1とHInd3t−消化し、プ
ラスミドpLa 048 (独自のKpn 1とH1n
43部位を有するpBR322の誘導体)からの大きな
Kpn 1− Hlnd 3断片と連結する。
大腸菌細胞へ形質転換させる。制限酵素分析(Xbal
、Kpn 1およびHlnd3)およびDNA配列〔ニ
ー・マキサム(A−Maxam )およびダプリュ・ギ
ルバート(W、 G11b@rt ) (1980)
メソード エンザイモール(Methods Enz
ymol−)65.499−560〕によシ、合成グル
カゴン(4−29)遺伝子を含むグラスミドpKFNJ
を有するコロニーが同定され友。
の構築 グラスミドp285を制限酵素Xbalで切断し、次イ
でフレノウポリメラーゼとデオキシリゾヌクレオチドト
リホスフェートで処理することによりプラントエンドす
る。フェノールで抽出しエタノールで析出させ再懸濁後
、DNA f: Hl nd 3 で切断し10.5k
b断片を単離する。この断片は、TPIプロそ一ター〔
ティ、アルパー(T、 Alb@r )とシイ・カワサ
キ(Q、 Kawasaki )、ジャーナルオツ モ
レキュラー 7プライド ジェネト(J、 Mo1.
ApplIed、 G@net、 )、1 (1982
)。
8(19g3年11月1日)に記載されている。
−TPT?l有し、酵母株Z 33 (ATCC420
681)で寄託される。プラスミドpBo@15 (K
pn 1 部位を含む合成H1nc 2 、 Hlnd
3挿入部を備えたptyc 8の誘導体)t−制限酵
素Nd+1で切断し、上述のようにフレノウポリメラー
ゼを用いてプラント一二ノドし、Kpn lで切断し、
最後に0.3kbの断片を単離する。上述したように調
製された合成グルカゴン(1−4)リンカ−を用いて、
pUc8挿入部のKpn 1部位をM Fa lリーダ
ー配列の263位のH1nd3部位と接続することによ
り、これら2つの断片を連結する。多重コピーの挿入を
避けるために、リンカ−を連結前にホスホリル化しない
。MF、 1リーダーの最後の固有H1t+d3部位は
リンカ−によりて改質されない。連結混合物を7ミピシ
リン耐性要求性大腸菌へ形質転換する。
第1図)が得られる。
;よび遺伝子に続く転写終結配列上も含む発現プラスミ
ドを得るために、9MT290からの6.5kb Xh
o 1− Kpm 1断片f pMT 409 (0,
7kb)(ba 1− BamH1欠失を有する9MT
183)からの5、 l lcb Hlnd 3− X
ho 1断片およびpKFN 4からのグルカゴン(4
−29)?コードする合成Kpn 1− Hlnd 3
断片と連結する。プラスミドpMT 183は2.1
kb Sph l −BamH3挿入部を含むYEP1
3の誘導体である。挿入部はスキゾサツカo−rイセス
?ンベ(Sahizxosmaeharomyess
porlbs )からのアルコールデヒドロrナーゼプ
ロモーターの制御下にニス・セレグイシアエ(S。
る。そのBamH3隣接部における挿入部はまた転写終
結を特定するMFa1遺伝子からの配列をも含む、連結
混合物をアンピシリン耐性を選択する大腸菌へ形質転換
する。得られるグラスミドの1つ、9MT544(第2
図)はグルカゴン(1−29)の発現をコードする予想
された制限パターンを示すが、まだN−末端Glu−A
la−Glu−Ala伸展部をコードする配列上も有す
る。Glu−Ala−Glu−Aim fコードする配
列全インビトロ変異誘発によfi pMT544から除
くとpKFN6が得られる。pMT 544をグルカゴ
ン遺ダ子における固有のXba1部位で切断することに
よシ直線化する。Exo■ヌクレアーゼ処理によシ得ら
れた二重鎖DNAの3′−末端から5′−モノヌクレオ
チド全除去する。Exol[lヌクレアーゼ処理を23
℃で行ないこの条件下で線状グラスミドの各3′−末端
から約250個のヌクレオチドが除かれる〔エル・グオ
(L、Guo)およびアール・ダブリユニー・(R,W
U、)(1983)、メソード イン エンザイモロジ
イ(M@thods InEnzymology )
100 、60−96 )。キナーゼ化26−roar
変異誘発性欠失グライマーd(CTTTGGATAAA
AGACACTCTCAAGGT)全突然変異位置まで
アニールする(第4図)。クレノウボリメラーゼを用い
た充てんとT4すが一ゼを用いた連結により二重鎖環状
DNAが作られる。グルカゴン遺伝子における最初のX
ba1部位はフレノウ充てんとそれに続く連結によシ破
壊される。大腸菌(MT 172 )の形質転換後、5
′−P−標識化26rner欠失変異誘発性グライマー
を用いてコロニーハイブリッド法によシ突然変異体が同
定される。
at l消化により分析し、これにより12個の塩基の
予想された欠失が確認される。8個の突然変異体のうち
3個は“純粋な1突然変異体であるがこれらからのプラ
スミドはそれにもかかわらず再度大腸菌(MT172)
へ形質転換される。
o 1およびQ、9 kb BamH1−Kpn 1断
片(グルカゴン(4−29)遺伝子を含む)を12 b
p欠失を有する2つのグラスミドからの6.5 kb
Xho’l −Kpnl断片と連結することによシ、
グルカゴン遺伝子における破壊されたXba1部位を再
構築する(第5図参照)。
172)と形質転換細胞から単離されたグラスミドkX
ba1部位(Xba 1 十EeoR1消化)の存在に
ついてスクリーニングする〕。4個のグラスミドからの
Xba 1− SaL 1断片のDNA配列決定によシ
欠失を確認する〔エイ・マクサム(A。
ert)(1980)メソード イン エンザイモロジ
イ(Msthods in Enz)rmology
) 65 + 499−560〕。別の用途のために1
つのグラスミド、pKFN6 が選択される。
u−Almを引く)−グルカゴン(1−29)−MFα
ITを含むpKFN6からの2.1 kbBamHl
−Sph 1(部分)断片を、ニス・ポンベ(S、 p
ombe )を含むプラスミドCPOTの約11 kb
BamHl −5ph 1断片に連結する。連結混合
物をアンピシリン耐性選択性大腸菌へ形質転換する。得
られたプラスミドはpMT612であった(第2図参照
)。
の構築両方ともpKFN6からの0.9kbBamH1
−Hlnd 3断片と11 kb Xba l −Ba
mH1断片をグルカゴン(16−21) 2コードする
合成の19 bp Hlnd3−Xbal断片に連結す
る(上記参照)。連結混合物をアンピシリン耐性選択性
大腸菌(MT 172 )へ形質転換する。12個の形
質転換体からのプラスミドf Bam H1+Xbat
1消化によシ分析する。プラスミドの1つからの2.l
kbBamH1−Sph 1 (部分)断片をニス・ボ
ンベTPT遺転子全含むプラスミドCPOTからのほぼ
llkbBamHl −Sph 1断片と連結する。連
結混合物全アンピシリン耐性選択性大腸菌(MT 17
2 )へ形質転換する。
3十’ Pst 1 )および0.7 kb 32P−
標識化5at1−8ph 1断片のDNA配列決定によ
り、合成グルカゴン(1−21)含有グラスミドpKF
N23を有するコロニーが同定される。
発現 ニス・セルヴイシアエ株362(tau 2 ) fO
,D、 600が2.1になるまでYPD培地〔ジャー
マンら(Sharman et、a、1. ) 、メソ
ートインイースト ジェネティックス(Msthods
InYeast Genetics )、:r−ル)
xプリンクハーバ−ラデラトリイ(Co1d Spri
ng HarborLaboratory ) y 1
981 )で増殖する。培養液10Q++tlt−遠心
分離によシ採取し、水lQmlで洗い、再度遠心分離し
、(1,2Mソルビトール、25 mM Na 2 E
DTA p’ = 8−0−6−7 ’9A”ジチオト
レイトール)10ゴに再懸濁する。懸濁液を30℃で1
5分間インキュベートし、遠心分離し、細胞を(1,2
Mソルビトール、10 mV Na2EDTA。
イムNOマozym■234)のlQa/に再懸濁する
。
心分離によシ集め、1.2Mソルビトール10dとCA
S (1,2Mソルビトール、10 mMCa CL
2.10 mM )リス(トリス−トリス(ヒドロキシ
メチル)−アミノメタン)IJ(=7.5)10d中で
洗い、CAS 2 rrllに再懸濁する。形質転換の
ためにCAS−再懸濁細胞0. l lni!をほぼl
μIのプラスミドpMT 544と混合し、室温で15
分間放置する。(20%、j?リエチレングリコール4
000.10 mM CaCl2.10 mM )リス
ー−7,5) の14を加え、混合物をさらに30分
間室温で放置する。混合物を遠心分離し、被レノ) i
SO8(1,2Mソルビトール、33 % v/v
YPD 16.7 mMCaCt2.14plj/rn
loイシン)の0. l d中に再懸濁させ、30℃で
2時間インキ−ベートする。
トール0.57中に再懸濁させる。寒天上層〔ジャーマ
ンらのSC培地(グレート イン イースト ジェネテ
ィックス、コールド スプリング7”i 、p4−
ラNラトリイ、1981)、ロイシンを排除し、1.
2Mソルビトール+2.5%寒天ヲ淀むもの15iA!
を52℃で加え、この懸濁液を同種の寒天固化ソルビト
ール含有培地を含むグレートの上面に注入する。30℃
にて38後形質転換コロニー1−選び、再単離し、液状
培養を開始するのに使用する。このような形質転換体の
1つMT556(= MT 362/ pMT 544
)をさらに特性決定のために選択する。
全培地SC(ジャーマンら、グレート インイーストジ
ェネティックス、コールド スゲリング ハーバ−ラ?
ラトリイ、1981)で増殖する。21の流れ防止フラ
スコ中の11培養液を30℃で攪拌してO−0,600
r+m 7〜10までとなるようにする。次いで培養物
を遠心分離し、さらに別の分析のために上清を除く。
ッセイによ!+MT556からの上清中でグルカゴン様
免疫活性(GLI ) i測定する〔ヘディング エル
、ジ4 、 (Heding L、G、 )、(198
3)ハンドブック オプ エクス硬リメンタル ファル
マコロジ4 (Handbook of Experi
rnentalPharmaeology )、グルカ
フ9ンI;ビイ、ジェイ。
グリンガーフエアラーク(Sprlngsr Verl
ag ) pp 1g9−202〕。この抗体はグルカ
ゴン分子の中心にある配列を識別する。
9)の発現レベルは177ナノモル/l上清である。
%エタノールをアルコール濃度5 % (v/v)が得
られるまで添加する。上清全セダーパック(Sep −
Pak )■カラム(ウォーターズWaters )で
濃縮し、上清533dに相当する濃縮液の2/′3’に
抗グルカゴンイムノンルベントカラムで精製する。
ターズ ミクロデンドノやツク(μBondopak
)C−18カラA(3,9X300m)中HPLCで分
別する。A緩衝液およびB緩衝液は、それぞれ0.1
% TFA(H2O)と0.07%TFA (MeCN
)である。カラムを25%B(流速:1.5d/分)
で平衡化し、被プチドをMeCNの直線状勾配(1チ/
分)で溶出し、276nmで検出する。
物と同じ領域で溶出する。この分画を濃縮し、再度溶解
し、アミノ酸配列分析を施す。単離された4グチドの配
列分析をガスフェーズセフエン・ト(Gas Phas
s S@qu@ncsr )で行なう〔モーディ。
チム、エル・(Thim、L)、ヴアルベルデ、アイ、
(Valvarde 。
ミカル ソサイアティーズ レター(FEBSL@tt
、)、172(1984)、 142−148〕。
容量 GLI(抗体K −6248)収率d
ナノモル 係 上清 800 142 100セグ
−パック 濃縮液 2 111 78抗グ
ルカゴン カラム 0.2 29 20)I
PLC2,0118 配列決定結果から発現産物は3つのペプチドからなるこ
とがわかる: Glo−Ala−Glu−Alm−グルカフ9ン(1−
29) 33%Glu−Aim−ダルカプン(1−
29) および 33%グルカゴン(1−29)
33%3つのペプチドは示唆し
た相対量で存在する。
損なわれていないこともわかる。
現 ニス・セレヴイシアエ(S、 c@r・マ1sia・)
株MT 501 (E2−7B X Ell
−3C(*/a 、Δti/ΔtpI。
の修正を伴壜りて例4で記載したように97M612で
形質転換する=1)形質転換前に株MT 501 k
YP GaL (196パクト酵母抽出物、2%バクト
ペプトン、2係ガラクトース、1%ラクテート)でO,
D、 600が0.6になるまで増殖する。2) S
O8溶液はYPDの代わシにYPG凰Lt−含む。1つ
の形質転換体MT615(−MT 501 / pMT
612 ) t−さらに特性決定の九めに選択する。
しYPD培地(ジャーマンら、メソード インイースト
ジェネティックス、コールド スプリング ハーバ−
ラがラトリイ、 1981)で、O,D、 600が1
5になるまで増殖する。
行なう。最初に、上清からのペプチドをメルク(Mer
ck)C18のカラムに結合し、60チエタノールで溶
出し、次いでウォーターズ(Waters ) HPL
CSPイオン交換体中で分別する。
調製の間トレーサーとして用いる ■−グルカプンが
定量的に析出するために、部分的に成功するだけである
。第二の方法は、MT615上清液中のベグチド?SP
セファデックスに結合し、逆相HPLCによシ溶出し分
別することである。抗グルカゴン血清K 6248およ
びに5563(これはグルカフ9ンのC末端部分を識別
する)を用いて〔ヘディング z A/−ジ(・(H@
ding L、G、)、(1983)ハンドズック オ
プ エクスイリメンタル ファ/L/ −2:20ジ4
(Handbook of Exp@rirnent
alPharmacology )、グルカブ0ン■
: ビイ、ジェイ。
ション オプ ・々ンクレアティック アンドガツト
グルカゴン イン プラズマ (Rmdlologleal d@terminati
on ofpancreatlc and gut
gulcmgon in plasmm)、ダイアヘ
トロギア(Diabstologim ) 7 、10
−1.9]によシ測定される。
ッチ1)へ加え、800111t−次のようにじて分別
する。試料を5憾エタノール溶液に調整し、メルク リ
クロプレッ7’ (Merck Liehroprsp
)C18(25−40μ)の4.8X1.5αカラム
へ約200m1/hrで加える。25ミリモル/l・ギ
酸アンモニウム、pH3,5中の5チエタノールおよび
同じ緩衝液中の15%エタノール5Qdでカラムラ洗浄
した後、保持されたペプチドをエタノールの60チギ酸
アンモニウム溶液で溶出する。
チの両方ともを減じるため)と、1′■−グルカゴンの
塊を含む多久の析出物が形成される。これはpH3−5
でのSPイオン交換剤の計画的使用を予め排除する。析
出物’1p)19.0で溶解し、pH4,0で再度沈で
んさせる。ウォーターズDEAEイオン交換体中で分別
するために、試料’1201ア七トニトリル中の2.5
ミリモル/l・ギ酸アンモニウム−7,5に溶かす。試
料を施こすと ■−グルカゴンが結合しない。それゆ
え、DEAEカラムからの漏出液を減圧下に濃縮し、ヌ
クレオシル(Nuclsosil ) 5 μC1Bの
250X4.6mカラム上で逆相HPLCによシベグチ
ドを分別する。
オン交換体を使用してもよい)2Nfe200dのMT
615 (パッチ2)(pHを4.3に調整)へ加え
、懸濁液を室温で20分間攪拌する。SPセファデック
スを直径2.5 cmのガラス製クロマトグラフィカラ
ム中で戸去し、25ミリモル/l・ギ酸アンモニウム、
pH3,5の50PILlで洗い、結合した。J4fチ
ドを500ミリモル/l・ギ酸アンモニウムpH8,4
で溶出する。ヌクレオシルC18の250X4.6mカ
ラム中で逆相HPLCによシこの溶出液からグルカブ9
ンを単離する。
分布ヲ、グルカゴン11−15およびグルカゴンのC−
末端部を識別する抗体(それぞれに6248およびに5
563 ) f用いてRIAによシ測定する。
より評価される。使用される方法は、グルカゴンを加え
ることなく試料を分析し、次いで内1部標準グルカゴン
を加えて“グルカゴン”全同定スることである。次いで
、“グルカゴン”の聞ピークを、試料中のHPLC”グ
ルカゴン”のfte算定するのに用いる。ピーク高さの
算定に対する基線は1グルカゴン1ピークと隣接する[
J、V、 )レースである。グルカゴン1■(290ナ
ノモル)/dが270 nraで2.0m の吸収率
を有すると仮定され九。
LC″グルカゴン1とGL、Tの含有量t−第1表に示
す・ 未処理MT615上清(パッチ1)単独のHPLC分析
曲線(上側図)および3μIグルカゴン添加後のHPL
C分析曲線(下側図)′!!−第6図に示す。カラムは
、25チアセトニトリル中の100ミリモに/l・ギ酸
77 モニ+7 ム、pH3,5テ1.0#!//分に
て平衡化されたマーチェレイーナrル ヌクレオシル(
Macher@y−Nag@l Nueleosil
) 5 iクロンC18,250X4.6晴である。
液で溶出する(3分間25チから30%、次いで35分
間30幅から401)。流出液の昔吸収率をフルスケー
ル0.08A単位で280nmにて測定する。HPLC
”グルカゴン”は上側図にハツチされる。ペプチドピー
ク(at 20.38 )がグルカゴンの添加によシ増
加することがわかシ、この物質が)IPLC″″グルカ
ゴン”ではないかと思われる。
。HPLC分14’l第6図のように行なうが、ただし
U、V、吸収率は280nm、フルスケール1、28
A単位で測定する。上側図は濃縮DEAE漏出液の調製
用HPLC分離を示し、下側図は画分におけるGLIの
分布を示す。カラムからの流出at−減圧下に減少させ
、凍結乾燥し、GLr分析のために60%エタノール中
の0.1%酢酸に溶かす。
ルカゴンであることがわかる。
デン、HPLC′″グルカゴンaおよびGLl、の回収
を第2表に示し、パッチ2からのHPLC”グルカゴン
“の回収を第3表に示す。
/l(1(PLCで判定されるように)の範囲でグルカ
ゴンを産生ずることがわかる。
発物質(20Qiz) 192SPPi(215
d) 40 (21%)”sp溶出液(lsa
/) 117(61チ)apt、c−cls(1
d) 118(61%)a)“グルカゴン1は非
常に低いピークで、定量するのが難しい。
現 ニス、セレヴイシアエ(S@ cereviaiae
)株MT 663 (2/α、Δt、1/ΔtpS、
PI3)4−3 /pep4−3 )を、例6で記載の
ようにpKFN 23 で形質転換する。1つの形質
転換体KFN31(= MT 663/ pKFN 2
3 ) をさらに特性決定のために選択する。株KF
N 31 ’li−MT 613 についテ記載した
ように(例6参照)増殖し0.0.600=15とする
。
よ、j7 I(PLC分析で測定する:溶媒A : H
2O中のトリフロロ酢酸(TFA ) 0.1%v/v
溶媒Bニアセトニトリル(MsCN)中のTFA 0.
07% v/vカラム: RP−C18ノテー・リフ(
Novo −pak)■。
rn//分 倹 出: 280 nmにおける四−吸収率溶出方法:
0−2分:10%B/90%Aで平均的溶出2−22分
:10%B790%Aから 30%B/70%Aへ1%MscV分 に相当しながら勾配溶出 標準品二合成グルカゴン(1−21) (ノボ インダストリイ A/S ) 上記)(PLC法において、グルカゴン(1−21)は
保持時間17.36分で溶出する。異なった量の酵母株
KFN31上清を注入することによυ、グルカゴン(1
−21)の発現レベルを測定する:0.88 μmol
/ l (”HPLC”−グルカゴン(1−21))。
メルク。
v/v)エタノール含有 50 mM NH4HCO3
30’で洗う。次いでカラムを5%(、/v)エタノー
ル含有50 mM NH4HCO3で平衡化する。96
係エタノール23.5dを上清4501nlへ加え、混
合物を一晩カラムへ一ンプ注入する(流速25 rnl
/h )。
15rugで洗い、ペプチド物質金60%(V/、)エ
タノール含有NHaHCOs 50 mMで溶出する。
A6と7に溶出し、これら分画をプールし、減圧遠心分
離〔サパント バキューム セントリフニーJ (Sa
vantvacuum centrlfuge ) :
]により 1 #!tまで濃縮してエタノールを除去す
る。25 mM HEPES緩衝液(PH=7.4)1
mをこの濃縮液へ加え、これを予め25 mM HEP
ES緩衝液(、、F(−7,4) I Q7で平鳶化シ
た抗−グルカゴンセファロースカラム(1,5X 2.
51M)へ捲こす。捲用後、カラム全室温で30分間放
置し、その後25 mM HEPES緩衝夜(PI”I
=7.4)10dで洗う。4デチド物質を20 s (
v/v)酢酸で溶出し、溶出液のpH1NI(40Hで
7.0に調節する。
でKmし、グルカゴン(1−21>全上述の方法を用い
て逆相HPLCによりさらに精製する。試1斗をそれぞ
れ100μ!容俗の5つのアリコートに分ける。保持時
間17.36分に相当するピークとして溶出するペプチ
ド物質を集める。ペプチド物質を減圧遠心分離により乾
燥し、0.1%(v/v)酢酸100μlに再溶解する
。グルカゴン(1−21)の全収率は85%である。
テム、エル・(Th1m 、 L、 )およびモーディ
、エイ、ジェイ、 (Moody r A−J−)+パ
イオキミカエ バイオフィジカ アクタ(Blochi
m。
34−141)およびアミノ酸配列分析〔モーディ、エ
イ、ジェイ、。
ル ソサイアティーズ レターズ(FEBSL@tt−
)p 1り2 (1984)、 142−148
mlにより特性決定を行なう。結果全それぞれ第4表お
よび第5表に示す。
ン(1−21)のアミノ酸配列分析 G 1 n sおよびG 1 n 20から計算される
平均反応収率は90チである。
式、 第2図はプラスミドpMT 544 * pKF’N
6およびpMT612の構築を示す画成1 第3図はプラスミドpKFN 23の構築を示す図式、
第4図および第5図はプラスミドpMT544からの一
定の配列のインビトロ突然変異誘発を示す図式、 第6図は純粋な真生グルカゴン添加前および後の酵母上
清のHPLC分析曲線金示し、第7図は濃縮DEAE漏
出液の調製用分別グラフを示す。 以下会白
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、グルカゴンまたはその断片もしくは誘導体の発現を
コードする遺伝子からなる複製可能な発現ビヒクルを含
む形質転換酵母株を適当な栄養培地で培養し、続いて発
現産物を回収することからなる酵母におけるグルカゴン
またはその断片もしくは誘導体を産生する方法。 2、グルカゴンまたはその断片もしくは誘導体の発現を
コードする遺伝子が合成遺伝子である特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3、遺伝子がグルカゴン(1−29)の発現をコードす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4、合成遺伝子がグルカゴン(1−21)の発現をコー
ドする特許請求の範囲第2項記載の方法。 5、酵母においてグルカゴンまたはその断片もしくは誘
導体の発現をコードする合成遺伝子からなるDNA配列
。 6、好ましくは酵母において高度発現に用いられるアミ
ノ酸コドンからなる特許請求の範囲第5項記載のDNA
配列。 7、合成遺伝子がグルカゴン(1−29)の発現をコー
ドする特許請求の範囲第5項または第6項記載のDNA
配列。 8、合成遺伝子がグルカゴン(1−21)の発現をコー
ドする特許請求の範囲第5項または第6項記載のDNA
配列。 9、酵母において分泌をもたらす配列をコードするリー
ダーを合成遺伝子の上流に隣接して挿入された特許請求
の範囲第5項〜第8項のいずれか1に記載のDNA配列
。 10、酵母において安定な保持をもたらす複製システム
およびグルカゴンまたはその断片もしくは誘導体をコー
ドするDNA配列からなる複製可能な発現ビヒクル。 11、さらに発現産物のプロセッシングおよび分泌をも
たらす配列からなる特許請求の範囲第10項記載の複製
可能な発現ビヒクル。 12、特許請求の範囲第10項または第11項記載の複
製可能な発現ビヒクルを含む形質転換酵母株。
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