JPS6152297A - 組換え遺伝子利用によるタンパク質の製造方法 - Google Patents

組換え遺伝子利用によるタンパク質の製造方法

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JPS6152297A
JPS6152297A JP59172387A JP17238784A JPS6152297A JP S6152297 A JPS6152297 A JP S6152297A JP 59172387 A JP59172387 A JP 59172387A JP 17238784 A JP17238784 A JP 17238784A JP S6152297 A JPS6152297 A JP S6152297A
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Kunio Yamane
山根 國男
Takashi Furusato
古里 孝
Koji Nakamura
幸治 中村
Kazutaka Omura
大村 和隆
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Oji Corn Starch Co Ltd
Nissan Chemical Corp
Asahi Soft Drinks Co Ltd
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Calpis Food Industry Co Ltd
Oji Corn Starch Co Ltd
Nissan Chemical Corp
Daicel Chemical Industries Ltd
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  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

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−ヒの利 ′ この発明は、枯草菌等の高プロプアーゼ活性を有する宿
主に異種遺伝子を導入lハこの宿主を培養して目的とす
る異種タンパク質を分泌生産させるに際し、異種タンパ
ク質を効率よく安定に分泌生産させることができる組換
え遺伝子利用によるタンパク質の!!1造方法に関する
従来技術及びその。
最近における遺伝子操作技術の進歩にJ:す、異種遺伝
子を宿主に導入し、この宿主を培養することによってそ
の遺伝子の産物として有用な物質を製造することが可能
になっている。この異種遺伝子を導入する宿主としては
、当初大腸菌が主として用いられていたが、近年、枯草
菌、酵母、好熱性細菌、放射菌などの種々の宿主も使用
されるようになり、それぞれ大腸菌にはない特性を有す
ることが認められ、異種遺伝子導入のための宿主として
注目されるようになってきた。
これらの宿主の中で、枯草菌は、宿主と1ノでの安全性
が高く、またアミラーゼなどの酵素を菌体外に分泌する
という特性を有し、このためこの特性を利用して導入し
た異種遺伝子の産物である有用物質を菌体外に分泌生産
させることができるので、宿主として非常に有用なもの
である。しかしながら、枯草菌を培養し、これに導入し
た異種遺伝子の産物として異種タンパク質を分泌生産さ
せた場合、枯草菌はそのプロテアーゼ活性が高いことな
どが原因して、分泌生産された異秤タンパク質の安定性
が悪く、異種タンパク質を効率よ(安定に製造できない
問題がある。
1」へ」」 本発明者らは、上記事情に鑑み、枯草菌等の高プロテア
ーゼ活性を有する微生物(宿主)に異種遺伝子を導入し
、これを培養して有用な異種タンパク質を分泌生産させ
るに当り、異種タンパク質を安定して効率よく分泌生産
させる方法につき種々研究を行なった結果、異種遺伝子
を導入した微生物を培iする培地に有機酸又はその塩を
添加することが有効であることを知見した。
即ち、本発明者らは、大腸菌β−ラクタマーゼ遺伝子を
枯草菌分泌系ベクター11 TUB4にり[l−ン化し
、これをプロテアーゼ活性の高い枯草菌NA64株に導
入し、これを培養する場合に、有機酸、特にカルボン酸
又はその塩を培j1すに添加づると、β−ラクタマーゼ
の生産昂が増大し、β−ラクタマーゼを効率よく安定に
分泌し1q1従って異種遺伝子をラリ人したプロテアー
ゼ活性の高い宿主を有機酸を添加した18地で培養する
ことが異種タンパク質の安定1)だ分泌生産にとって非
常に11効であることを知見し、本発明をなすに至った
ものである。
従って、本発明の目的は、異種遺伝子を導入()た高プ
ロテアーゼ活性の宿主から巽秤タンパク質を効率よく安
定にブy泌4]産させることができる組換え遺伝子利用
ににるクンバク質のrIA造方法を提供するものである
以下、本発明につき更に詳しく説明づる。
1吐些」肱 =  4 一 本発明は、異種遺伝子を導入した高プロテアーゼの宿主
を18養し、異種遺伝子に基づくタンパク質を分泌生産
させる方法において、宿主を培養する培地に有機酸及び
/又はその塩を添加することを特徴とするものである。
本発明において、宿主としては枯草菌が有効に使用でき
、本発明方法は枯草菌を宿主として用いるタンパク質の
生産に好適に採用される。この場合、枯草菌は通常用い
られるものがいずれも使用でき、−例を挙げるとBac
illus  5ubtilisNA64を挙げること
ができる。本菌株は微工研に寄託番号FERM  BP
−423として寄託されている。
上記宿主に導入する異種遺伝子は、目的とする異種タン
パク質を生産し得るものが選択される。
この場合、異種タンパク質としては、特に制限されない
が、α−インターフェロン、β−インターフェロン、γ
−インターフェロン、人の成長ホルモン、人のウロキナ
ーゼ、人のインシュリン、末@基がアミドである人のカ
ルシトニン等のベプチドホルモン、β−ラクタマーゼ、
アミラーゼ、イソメラーゼ等のタンパク酵素などが挙げ
られる。
異種遺伝子を上記宿主に導入する方法としては公知の方
法が採用でき、例えば異m 遺伝子がクローン化されて
いるプラスミドを公知の形質vi操法[Chang、 
S、  and  Cohen、 S、 N、 Mo1
ec。
Gln、Gent、、168,111 (1979)]
に従って宿主に導入することができる。
異種遺伝子を宿主に導入し、異種タンパク質を分泌生産
させるには、宿主に安定に保持される公知のベクターに
公知の方法に従って目的遺伝子をクローン化し、導入す
ればJ:い。使用するベクターの一例として、例えば枯
草菌を宿主とする場合であれば、枯草菌分泌系ベクター
であるl) TUB4 [Takeich、 Y、 e
t  at、 A<1ric、  Biol 。
Chem、、±7,159 (1983):Yamaz
aki 、 l−1,et  al、  J、3act
erial、 。
1J」し工」つ−,327(1983)7を挙げること
ができる。
なお、導入する異種遺伝子としては、真核細胞−〇  
− 或いは原核細胞より常法ににってクローン化したものの
いずれをも使用することができる。
本発明は、このようにして異種遺伝子を導入した宿主を
培養することにより、目的とする異種タンパク質を製造
するものであるが、この場合本発明においては、有機酸
及び/又はその塩を添加した培地で宿主を培養するもの
である。ここで、有機酸としてはカルボン酸が好)沓に
使用でき、特にコハダ酸、マレイン酸、フマール酸、酢
酸等が効果が高く、好ましく用いられる。また、塩とし
てはナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が使
用し得る。なお、本発明はこれら有機酸及びその塩の1
種又は2種以上を相合せて添加することができる。
有機酸或いはその塩の濃度は、添加する有機酸或いはそ
の塩の種類、培地の種類等によってR適温度が相違する
が、一般に0.1〜1Mの範囲であることが好ましい。
有(幾酸又はその塩を培地に添加する時期は、通常培養
開始時であるが、培養途中で添加することもできる。な
お、有機酸又はその塩を培地に添加した際、培地の州が
酸性の場合は、苛性ソーダ等を用いてPl−1を7付近
に調整し、使用することができる。
また、本発明では、上記の有機酸又はその塩に加えてプ
ロテアーゼ田害剤、例えばフェニルメチルスルホニルフ
ルオライド(PMSF)などを添加することができ、こ
れにより異種タンパク質を更に安定に生産することがで
きる。この場合、プロテアーゼ閉害剤の添加桁はPMS
Fの場合であれば0.01〜0.1mMとすることが好
ましい。
培養に用いる培地としては、通常用いられる天然培地或
いは合成培地のいずれで−bよく、培養する宿主の種類
に応じて適宜な培地が選択される。
例えば、枯草菌を宿主とする場合は、糖源として澱粉、
マルトース、サッカロース、グルコース等。
窒素源として醇母抽出物、硫酸アンモニウム、塩化アン
モニウム等を含む培地が好適に用いられる。
1m条件も通常の条件が採用され、特に制限されるもの
ではないが、一般に15〜45℃、好ましくは25〜4
0℃で10〜60時間振掃培養もしくは通気撹拌培養す
る方法が好適である。
異種遺伝子を導入した宿主を有機酸及び/又はその塩を
添加した培地で培養することによって分泌生産された目
的異種タンパク質は、公知の方法により培地から分離、
採取される。
11臥1」 而して、本発明の組換え遺伝子利用によるタンパク質の
製造方法は、異種遺伝子を導入した宿主を有機酸及び/
又はその塩を添加した培地で培養させるようにしたーこ
とにより、宿主が高いプロテアーゼ活性を有していても
目的とする異種タンパク質が安定に分泌生産され、効率
よく大量にタンパク質を製造することができる・bので
ある。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本
発明は下記の実施例に制限されるものではない。
[実施例] 枯草菌分泌型ベクターp TUB4を制限酵素EcoR
Iで消化し、4.9キロベースと1.9キロベースのD
NA断片をアガ「1−スグル電気泳動にかけてそれぞれ
精製した。、4.9キロベースのDNA断片はDNAポ
リメラーゼ■(クレノーフラグメント)処理し、付着末
端を平滑末端とした。
この断片とリン酸化tlindlTIリンカ−をリガー
ゼ反応液中でT4 DNAリガーゼを用いて連結した。
連結後、l−1indT[[で潤化し、再度T4 ON
Aリガーゼを用いて連結し、これを枯草菌に導入し、約
0.2キロベースが自然に欠失した4、7キロベースの
プラスミドを49だ。一方、1.9キロベースのDNA
断片は更にAlu丁で消化し、424ベースの断片を精
製したくこの断片には枯草菌α−アミラーゼ道伝子のプ
ロモーター、SD配列、シグナル配列に相当するDNA
塩基配列が含まれている)。この424ベースの断片と
リン酸化1−(indl[リンカ−をT4 DNAリガ
ーゼを用いて連結した後、l−1indlで消化し、こ
れと先に冑た4、7キロベースのプラスミドを1lin
dll[で消化したものとをT4DNAリガーゼで連結
した。これを枯草菌に導入し、5.1キロベースのプラ
スミドを14だ。
L)BR322よりβ−ラクタマーゼ渭伝子部分を含む
断片を精製し、この断片にリン酸化1−find■を連
結した後、これと先に得た5、1キロベースのプラスミ
ドを)lindlllで消化したものとをT4 DNA
リガーゼで連結し、枯草菌NA64株に導入した。ニト
ロセフインを用いる検定方法[0’ Callagha
n、 C,H,et  at。
△ntimicrob 、 Agents  Chcm
other、。
上、283 (1972)]により]β−ラクタマーゼ
遺伝がクローン化されたプラスミドを有する菌を選択し
た。
次に、このようにして得られた大腸菌β−ラクタマーゼ
遺伝子をクローン化したプラスミドを保有する枯草菌N
A64株の培養を下記方法により行なった。
鹿1プロ劃 下記に示す組成の培地LOOy、fを500711容肩
付きフラスコに入れ、121℃で15分間殺菌した。
3 acto  peptone         1
%3 acto  yeast  extract  
   0 、5%NaCア             
0.5%グルコース           0.2%P
H7,2 これに硫酸カナマイシン(明治製菓社gA)を1011
’;&/、iとなるように添加し、更に上記のβ−ラク
タマーゼ遠伝子をクローン化したプラスミドを保有する
枯草菌NA64株を一白金耳接種し、37℃で一夜振需
J8差1ノだ。これを500 Orpmで10分間遠心
し、沈殿した菌体を100 yRの殺菌した新鮮な上記
組成の培地に懸濁し、接種菌液とした。
上記組成の培地に第1表に示す有機酸をそれぞれ0.5
Mとなるように添加し、苛性ソーダを用いて1−41を
7.2に調整し、この200 xlを500厭容肩付き
フラスコに入れ、121℃で15分間殺菌した。殺菌後
、硫酸カナマイシン及びPMS F (S tgma社
製)を第1表に示す濃麿となるように添加した。これに
上記接種菌液4藪を加え、37℃、100往復/分で振
盪培養し、所定時間毎に培養液1厭をサンプリングした
。この培養液につぎ、660 nmの吸光度及び培養上
清のβ−ラクタマーゼ活性をO’ Callaghan
等の方法を用いて測定した。その結果を第1表に示す。
第1表の結果より、コハク酸、酢酸、マレイン酸、フマ
ール酸を0.5M添加することによってこれら有機酸無
添加のものくコントロール)に比べそれぞれ最大11倍
、2.3倍、7.4倍。
2.2倍のβ−ラクタマーゼを生産し得ることが知見さ
れる。
一    14   −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高プロテアーゼ活性を有する宿主に異種遺伝子を導
    入し、この宿主を培養して上記異種遺伝子に基づくタン
    パク質を分泌生産させる方法において、上記宿主を有機
    酸及び/又はその塩を添加した培地で培養することを特
    徴とする組換え遺伝子利用によるタンパク質の製造方法
    。 2、宿主が枯草菌である特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 3、異種遺伝子が大腸菌β−ラクタマーゼ遺伝子である
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4、有機酸がカルボン酸である特許請求の範囲第1乃項
    至第3項いずれか記載の方法。 5、カルボン酸がコハク酸、マレイン酸、フマール酸又
    は酢酸である特許請求第4項記載の方法。
JP59172387A 1984-08-21 1984-08-21 組換え遺伝子利用によるタンパク質の製造方法 Granted JPS6152297A (ja)

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