JPS62175183A - 繊維状菌類中に発現する異種ポリペプチドとその製造方法及びその製造のためのベクタ− - Google Patents

繊維状菌類中に発現する異種ポリペプチドとその製造方法及びその製造のためのベクタ−

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JPS62175183A
JPS62175183A JP61203552A JP20355286A JPS62175183A JP S62175183 A JPS62175183 A JP S62175183A JP 61203552 A JP61203552 A JP 61203552A JP 20355286 A JP20355286 A JP 20355286A JP S62175183 A JPS62175183 A JP S62175183A
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ランディー エム バーカー
ダニエル カレン
グレゴリー エル グレイ
カーク ジェイ ハイエンガ
ヴァージル ビー ローリス
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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】 本出願は、1985年8月29日に提出された米国特許
番号771.374号の一部継続出願である。
(産業上の利用分野) 本発明は、繊維状菌類により発現及び分泌される異種ポ
リペプチド、及びそのポリペプチドを発現し、分泌する
ためのベクター及びそのプロセスに関するものである。
特に、本発明は、トランスフォーメーション・ベクター
及び繊維状菌類により生化学的に活性のある仔牛のキモ
シン及び異種グルコアミラーゼを発現、分泌するだめの
そのベクター使用法を開示する。
(従来の技術) 異種ポリペプチド(例えば、宿主生物により通常発現及
び分泌されないポリペプチド)をコードするDNA配列
の発現はかなりの高度な状態にまで進歩してきている。
例えば、薬学的に望ましいポリペプチド(例えば、(イ
)ヒトの成長ホルモン(]、)、(ロ)ヒトの組織プラ
スミノーゲン活性化因子(2)、(ハ)種々のヒトイン
ターフェロン(5)、(ニ)第8因子(4)、(ホ)ヒ
トの血清アルブミン(3))及び、工業的に重要な酵素
(例えば、(イ)キモシンく7)、(ロ)アルファアミ
ラーゼ<8)、(ハ)アルカリ・プロテアーゼ(9))
をコードする種々のDNA配列がクローン化され、いく
つかの異種の発現宿主中で発現することが報告されてい
る。これらの発現は原核生物(例えば、大腸菌(E、c
cli)  (10)、又は枯草菌(B、5ubtil
is)  (11)) 、又は真核生物(例えば、ザッ
カロミセス・セレビシアエ(Saccharomyce
s cerevisiae)  (7) 、クルイベロ
ミセス・ラクティス(Kluyverol′1lyce
s Iactis)(12)、又はチャイニーズ・ハム
スターのオバリー細胞(2))にヘテロポリペプチドを
コードするDNA配列をトランスフオームすることによ
り行なわれる。
異種宿主中で発現される場合、種々の宿主生物中で発現
されるポリペプチドは、それらが天然に生産されるとき
のものと同様の生物学的活性を有さない。例えば、仔牛
のキモシンは、大腸菌(E、coli) ’(13)又
はS、セレビシアエ(S、 Cerevisiae )
  (7)中で発現されたときは、非常に低い生物学的
活性しか持たない。キモシンは通常グリコジル化されな
いので、大腸菌(E、coli)中での、この低い生物
学的活性は、大腸菌が本来、ポリペプチドをグリコジル
化する能力が無いことによるものではない(14)。し
かし、このような、大腸菌(IE、coli )又はS
、セレビシアエ(S、 Cerevisiae )中で
の相対的不活性は、種々の操作によって、部分的に、そ
のように発現したポリペプチドを発現後活性化すること
によって示されるように、そのポリペプチド鎖の不適当
な折りたたみ方によっているようである。そのような操
作では、発現したキモシンを生物学的活性が増加するよ
うに、いくつかの方法で変性と再生が繰り返されよう。
例えば、(イ)尿素処理(13)、(ロ)、変性/再生
p++にさらす、(ハ)変性及びジスルフィド結合の切
断とそれに引き続く再生及び共有イオウ結合の再生成(
15)。しかし、このような変性/再生操作は、非常に
効率的というわけではないしく例えば、レンニンの生物
学的活性の回復は30%以下である(13>)、生物学
的に活性のあるポリペプチドを生産ずろのにはかなりの
時間と経費が必要となる。他の異種ポリペプチドはより
高等な真核生物宿主中で、うまく発現する(例えばホ乳
類細胞)。通常、そのようなポリペブチ)・は、その異
種ポリペプチド中のあるアミノ酸配列を認識し、グリコ
ンル化することのできる発現宿主を必要とするグリコポ
リペプチドである。しかし、このようなホ乳類組織培養
系は、しばしば、微生物系と比較して大量の異種ポリペ
プチドを分泌しない。さらにこのような系を維持するの
は技術的にテ(Lかしく、結果的に、操作に経費がかか
ることになる。
生合成デヒトロクイナーセを欠いたN、クラッザ(N、
 crassa)のa r o D変異体の相補性を含
む繊維状菌類中でのトランスフォーメーション及び発現
が報告されている(16)。それ以来、グルタメート・
デヒトロジェネース欠損N、クラソザ(N。
cra、5sa)変異体の相補性に基づくトランスフォ
ーメーションも発展してきている(17)。各々の場合
、相補性に使用されたデヒ)’ T−1クイナーゼ(q
az)とグルタメート・デヒドロジェネース(anつ遺
伝子はN クラッサ(N、 crassa) 由来のも
ので、それ故同種発現も含まれている。繊維状菌類中で
の他の同種発現の例には、△ ニドゥランス(A、n1
dulans)中の独立栄養マーカーtype(18)
及びargB (1,9) (’)相補性ヤ、Tセト−
fミグーゼをコードするA.ニドゥランス(A、 n1
dulans)遺伝頂の発現によるアセトアミド又はア
クリルアミドの利用へのΔ ニドゥランス(A.、旧d
ulans)  のトランスフォーメーションが含まれ
ろ。
繊維状菌類中での異種ポリペプチドの発現は、菌類及び
細菌類のポリペプチドのトランスフォーメーション及び
発現に限定される。例えば、オロチジン−5”−リン酸
・デカルボキンレースを欠いているΔ ニトゥランス(
A.、 n1dulans) は、N。
クラッザ(N、crassa)  由来のpyr  4
遺伝子をコードするDNA配列を含むプラスミドにより
トランスフオームされた。(21,32)A、ニガー(
A、niger )もトランスフオームによりA.ニド
ゥランス(A、n1dulans)  由来のアセトア
ミダーセ゛をコードする遺伝子を発現し、アセトアミド
及びアクリルアミドを利用している。(22)繊維状菌
類中での細菌のポリペプチドの異種発現の例には、N、
クラッサ(N、 crassa)  (23)、デクチ
トステリウム・ディスコイブラム([]ictyost
ellium discoideum) (24)及び
セファoスポ’11ウム・アクレモニウム(Cepha
lo−sporium acremonium)  (
25)中での細菌ホスホトランスフェラーゼの発現があ
る。
同種及び異種の菌類中での発現のこれら例の各々におい
て、その発現したポリペプチドはその繊維状菌類の細胞
内に維持されていた。
従って、ここで本発明の目的は、トランスフオームする
ためのベクターを含む繊維状菌類から、異種ポリペプチ
ドを発現させ、かつ分泌させるために、そのような菌類
と、そのような異種ポリペプチドを発現、分泌するだめ
のプロセスを供給することにある。
(問題点を解決するた必の手段) 本発明は、繊維状菌類から、異種ポリペプチドを発現、
分泌するだめの新しいベクターを含んでいる。該ベクタ
ーは、該異種ポリペプチドを発現、分泌するために新し
いプロセス中で用いられる。
異種ポリペプチドを発現、分泌させるために、繊維状菌
類をトランスフオームするのに用いられる該ベクターは
、異種ポリペプチドをコードするDNA配列と、与えら
れた繊維状菌類中の分泌系で機能性を示し、その異種ポ
リペプチドをコードする配列と機能的に結合するシグナ
ル配列をコードするDNA配列を包含する。該シグナル
配列は、異種ポリペプチドと正常な組み合せのシグナル
配列であるか、又は他のものに由来する場合もある。
また、そのベクターは、シグナル配列をコードするDN
A配列と機能的に結合し、繊維状菌類によって機能的に
認識されるプロモーター配列をコードするDNA配列を
含むこともある。機能的ポリアデニレーション配列が、
異種ポリペプチドをコードするDNA配列の3゛末端に
機能的に結合していることが望ましい。その後、このよ
うに合成されたポリペプチドは繊維状菌類から分泌され
る。
本発明は、広く散在する種からの異種ポリペプチドを繊
維状菌類から発現、分泌させろことができることを示し
ている。特に仔牛のキモシン、アスペルギラス・ニガー
(A.spergillus、 niger)及びフミ
コラ・クリセス(Humicola、 grises)
由来のグルコアミラーセ、及びムコール・ミエヘイ(M
ucormiehei) 由来のカルボキンル・プロテ
アーセをA。
ニドゥランス(A、旧dulans) 中で発現し、分
泌させた。加えて、仔牛のキモシンをΔ、アワモリ(A
.、awamori)  及びトリコデルマ・レエセイ
(TrICh−oclerma reesei)から発
現、分泌させた。生化学的に活性なキモシンを、さらに
処理するこよなしに、培地中に検出した。この結果は、
A、ニドゥランス(A、 n1dulans)をトラン
スフオームするのに用いたベクターが、生化学的に活性
なキモシンを作るべく酸性の環境(約p+12 )にさ
らすことを必要とするプロキモシンを分泌するよう構築
されているという意味で驚くべきものである。
一般に、機能的プロモーターをコードするDNA配列及
び、ターミネータ−配列(ポリアデニレーション配列を
含む)を含むベクターは、種々のンクナル配列及び異種
ポリペプチドをコードするDNA配列に機能的に結合し
ている。このように構築されたベクターは、繊維状菌類
をトランスフオームするのに用いた。その後、生存する
トランスフォーマントを異種ポリペプチドの発現と分泌
に対するスクリーニングにより同定する。
それよは別に、トランスフォーメーション・ベクターへ
選択特性をコードするDNA配列を組み込むことにより
、発現可能な選択特性がトランスフォーマントを単離す
るのに用いることができる。
このような選択特性の例には種々の抗体面(性(例えば
、アミノグリコシド、ベノミル等)や、栄養要求欠失を
補う遺伝子をコードする配列(pyr 4を欠失したA
.ニドゥランス(A.、n1dulans) 、A。
アワモリ(A、atvamori)  トリコデルマ・
レエセイ(Tricハoderma reesei)の
pyr 4相補性、又は、八rg Bを欠失するA、=
トウランス(A、 n1dulans )又はA.アワ
モリ(A.awamori)の八rg B相補性)又は
、栄養(例えばアセトアミダーセ)若しくは形態上のマ
ーカーを発現宿主に与える遺伝子をコードする配列、を
含んでいる。
公開された好ましい具体例では、本発明のトランスフォ
ーメーション・ベクターの構築に、Δ。
ニトウランス(A、n1dulans)由来のA N 
S −■配列をコードするDNA配列が含まれている。
この配列はベクターのトランスフォーメーション効率を
増加する。しかし、これらの配列は本発明を実施する上
で絶対に必要であるとは考えていない。
加えて、ハタテリアのプラスミドpBR325由来のあ
るDNA配列が、公開するトランスフォーメーション・
ベクターの一部を構成している。
また、これらの配列も繊維状菌類をトランスフオームす
るのに必要であると考えられていない。そのかわり、こ
れらの配列はベクター構築中、そのベクターの細菌的複
製を与える。ベクター構築中用いることができる他のプ
ラスミド配列にはpBR322(ATCC37017)
、RK−2(ATCC37125)、pMB9 (ATCC37019)、psclol(ATCC37
032)が含まれている。
公開される好ましい具体例は、実施例によって示されて
いるが、本発明の範囲を制限するものではない。
(定義) ゛ポリペプチドの発現′°とはポリペプチドをコードす
るDNA配列の発現を意味する。
゛ポリペプチド″とはペプチド結合を通して共有結合し
ているα−アミノ酸のポリマーである。
ポリペプチドは、より一般的にタンパク質と呼ばれる高
分子量のポリマーと同時に低分子量のポリマーをも含む
。加えて、ポリペプチドはホスホポリペプチド、グリコ
ポリペプチド、メタロポリペプチドである場合もある。
さらに。1つ以上のポリマー鎮が結合して1つのポリペ
プチド鎖を形成する場合もある。
ここで用いられている゛異種ポリペプチド″とは、その
ポリペプチドを発現するのに用いる繊維状菌類によって
は、通常、発現及び分泌されないポリペプチドのことで
ある。異種ポリペプチドは原核生物由来のポリペプチド
(例えば、バチルス(Bacillus)種のα−アミ
ラーゼ、バチルス(Bacillus )種のアルカリ
・プロテアーゼ、シュードモナスの種々の加水分解酵素
等)、真核生物由来のポリペプチド(例えば、修生のキ
モシン、ヒトの組織プラスミノーゲン活性化因子、ヒト
の成長ホルモン、ヒトのインターフェロン、ウロキナー
ゼ、ヒトの血清アルブミン、ファクターV■等)及び発
現宿主以外の菌類由来のポリペプチド(例えば、A、ニ
トゥランス(A、 n1dulans)  中で発現さ
れる、Δ、ニガー(A、niger >及びフミコラ・
グリセア()lumico!a、grisea )由来
のグルコアミラーゼ、Δ、ニドゥランス(A.、 n1
dulans)  中て発現される、ムコール・ミエヘ
イ(Mucor m1ehei)由来のカルボキシル・
プロテアーゼ等)を含んでいろ。
また異種ポリペプチドは、少なくとも2つの異なるポリ
ペプチドでその各々がその菌類発現宿主に対して同種又
は異種であるもの由来の、一部又は完全なポリペプチド
の組み合せを含むノ\イフリソト・ポリペプチドをも含
んでいる。そのようなハイフリット・ポリペプチドの例
には、1)A.ニガー(A.niger )のクルコア
ミラーセ゛のシグナル及びプロ配列だけをコードするD
NA配列か、又は種々の量のアミン末端側の成熟ゲルコ
アミラーセコトンと結合した形で融合したプロキモシン
をコードするDNA配列及び2)機能性シフナル配列の
みをコードするDNA配列か、又は機能性シグナルと会
合する種々の最のアミン末端ポリペプチド・フトン若し
くは成熟フトンと融合する菌類のグルコアミラーゼ又は
カルボキシ・プロテアーゼ又はヒトの組織プラスミノー
ゲン活性化因子又は成長ホルモンをコードするDNA配
列。
さらに、本発明の異種ポリペプチドは、■)上記のハイ
ブリッドポリペプチドを形成するのに用いられたものと
同様に原核、真核及び菌類生物由来のポリペプチド配列
中に存在もしくは発生する天然の7L/リツク(all
ellic)変化物 2)、異種ポリペプチド中、1つ
以上のアミノ酸の種々の欠失、挿入、置換が生ずるよう
な、例えば部位特異的突然変異などによってもたらされ
る上記異種ポリペプチドの処理変化物、も含んでいる゛
生化学的に活性のある異種ポリペプチド″とは、その能
力により媒介されることが明らかな活性型で分泌される
異種ポリペプチドで、例えば、1)天然の部分でその生
化学的活性が媒介され、2)ハイブリッド・ポリペプチ
ドの場合、ハイブリッド・ポリペプチドを構成する、少
なくとも1つの天然の部分により生化学的活性が媒介さ
れる。
上に定義した各異種ポリペプチドは、発現や分泌が起こ
る繊維状−類により認識される終止シグナルを含む異種
のDNA配列によりコードされている。宿主により認識
されると、その終止シグナルは、異種ポリペプチドをコ
ードするmRNAの翻訳を終了する。
パ本発明″の繊維状菌類とは真核微生物であり、副分頚
のユーマイコチナ(Eumycotina) (26>
の全ての繊維状型のものを含む。これらの菌類は、チチ
ン、セルロース及び他の複雑なポリザラカライドからな
る栄養生殖ミセリウムにより特徴づけられる。本発明の
繊維状菌類は形態学的、生理学的、遺伝学的に酵母とは
異なるものである。栄養生殖的な生育は、ハイファル(
hyphal、)な伸長によるもので、炭素代謝は義務
的に好気的である。
これに対して、S、セレビシアエ(S、Cerevis
iae)のような酵母による栄養生殖的な生育は単細胞
葉状体の出芽によるものであり、炭素代謝は発酵的であ
る。S、セレビシアエ(S、Cerevisiae)は
優勢で、非常に安定なディプロイド相を有し、アスペル
ギライ(Aspergilli)やニューロスポラ(N
ewrospora)のような繊維状菌類中ではディプ
ロイドは減数***前に僅かに存在するにすぎない。
S、セレビンアエ(S、Cerevisiae)は17
個の染色体を有するが一方、A、ニトウランス(A.、
n1clulans)及びN、クラッザ(N、 cra
ssa)はそれぞれ8個及び7個有する。S、セレヒシ
アエ(S、 Cerevisiae )と繊維状菌類と
の差に対する最近の説明は、8 セレビシアx (S、
Cerevisiae)がアスペルギラス(△sper
g i l ] us)及ヒトリコデル? (Tr]c
hot3erma )のイン)・ロンを持たないことや
、繊維状菌類の転写制御因子の多くを認識できないこと
を含んでいる。(27) 繊維状菌類の色々な種が、次にあげるゲネラ(geme
ra)を含んで発現宿主として用いることができる、ア
スペルギラス(Aspergillus) 、)リコデ
ルマ(Trichoderma) 、ニー−0スポラ(
Newrospora)、ポドスポラ(Podospo
ra) 、エンドチア・ムコーノ喧[1ndothia
 A4ucor)、コチオポラス(Cochiobol
us)及びピリクラリア(Pyricularia)。
特異的な発現宿主には、A ニトゥランス(A.、 n
1dulans)  (18,19,20,21,61
)、A、ニガー(A、niger )  (22) 、
A、アワモリ(A、awamor i)例えば、NRR
L311.2、ATCC22342(NRI’;!L3
112)、ATCC/I 4733、ATCC1433
1及びUVK↑43f株、Δ、オリザx (A、ory
zae)、例えば、ATCC11490、N クラッサ
(N、crassa)  (16,17,23)、トリ
コデルマ・レエセイ(Trichoderma ree
sei)、例えば、NRRL ]、 5709、△TC
C1,363]、56764.56765.56466
.56767、及びトリコブル?・ビリデ(Trich
o−derma viride)、例えば、ATCC3
2098及び32086、を含んでいる。
ここで用いられているように、゛′プロモーター配列″
°とは、発現の目的のためにその繊維状菌類により認識
されるDNA配列である。それは、上に定義したポリペ
プチドをコードするDNA配列に機能的に結合している
。その結合には、公開されるトランスフォーメーション
・ベクターのシグナル配列をコードするDNA配列の開
始コドンに対するプロモーターの位置どりをも含まれて
いる。
そのプロモーター配列はシグナル配列と異種ポリペプチ
ドの発現を媒介する転写及び翻訳制御配列を含んでいる
。実施例には、A ニガー(A、niger )のグル
コアミラーセ蓋39.48)、ムコール・ミエヘイ(M
ucor m1ehei)のカルボキシル・プロテアー
ゼ、Δ、ニガ〜(A、niger )のα−グルコシダ
ーセ(28)、トリコデルマ・レエセイ(Tricbo
derma reesei)のセロビオハイドロレース
I(29)、A、ニトゥランス(A.、 n1dula
ns )のtrpC(18)のプロモーター及びSV4
0の初期プロモーターのようなより高度な真核生物プロ
モーター(24)を含んでいる。
同様に、゛ターミネーター配列″は、発現宿主に認識さ
れ転写を終止するDNA配列である。これは発現される
べく異種ポリペプチドをコードするDNAの3°端に機
能的に結合している。実施例には、Δ、ニドゥランス(
A.、 n1dulans) のtrpC(18)、Δ
、ニガー(A.、niger ) (Dグ)Iiミコア
ミラーゼ39.48)、Δ ニガー(A.niger 
)のα−グルコシダーゼ(28)、及びムコール・ミエ
ヘイ(Mucor m1ehei)のカルボキシル・プ
ロテアーゼのクーミネークーが含まれるが、いかなる菌
類ターミネータ−も、本発明において機能的であるよっ
てある。
゛ボリアデレージョン配列″′とは、転写の際、発現宿
主により認識され、転写されたm R,N Aにポリア
デノシン残基を付加するDNA配列である。
それは、発現すべき異種ポリペプチドをコードするDN
Aの3゛端に機能的に結合している。実施例には、A 
ニトゥランス(Δ、 n1clulans)  のtr
pC(18)、A、ニガー(A.、niger )のグ
ルコアミラーセ゛(39,48)、A.ニガー(A、n
iger )のグルコンダーゼ(28)、2uびムコー
ル・ミエヘイ(Mucor m1ehei)のカルボキ
シルのポリアデニレーション配列が含まれろ。しかし、
いかなる菌類のポリアデニレーション配列も、本発明に
おいて機能的であるようである。
゛シグナル配列′″とは、異種ポリペプチドのアミノ末
端に機能的に結合したとき、宿主の繊維状菌類からその
異種ポリペプチドが分泌するのを助けるアミノ酸配列の
ことである。そのような/グナル配列は、異種ポリペプ
チドと正常に会合しているシグナル配列である場合もあ
るしく本来のシグナル配列)、又、他の生物由来のもの
(外来のシグナル配列)である場合もある。シグナル配
列は本来のシグナル配列を利用するか、もしくは、シグ
ナル配列と異種ポリペプチドの翻訳を許すような適正な
読み枠となるように、異種ポリペプチドをコードするD
NA配列に外来のシグナル配列をコードするDNA配列
を結合することによって、異種ポリペプチドに機能的に
結合している。本発明を実施するのに有用なシグナル配
列は、修生のプレプロキモシン(1,5)、A、ニガー
(A、niger )のグルコアミラーゼ(39)、ム
コール・ミエヘイ(Mucor m1ehei)のカル
ボキシル・プロテアーゼ及びトリコデルマ・レエセイ(
Tricoderma reesei)のセルラーセ゛
(29>、由来のシグナルを含んでいる。しかし、異種
ポリペプチドの分泌を許す全てのシグナル配列は本発明
により考慮されている。
゛′プロペプチド″もしくは゛プロ配列゛′とは、成熟
した生物学的に活性なポリペプチドのアミン末端に位置
するアミノ酸配列である。そのように位置する場合、そ
のポリペプチドをザイモゲンと呼ぶ。一般にザイモゲン
は生物学的に不活性で、サイモケンからプロペプチドが
、触媒的又は自己触媒的に切断することにより、成熟し
た活性ポリペプチドに転換することができる。
本発明の具体例中、゛′トランスフォーメー/ヨン・ベ
クター゛′とは、異種ポリ−°プチトをコードするDN
A配列及び、それと機能的に結合した異種又は同種のシ
グナル配列を二」−トするD N A配列である。さら
に、I−ランスフォーメーンヨン・ベクターは、機能的
プロモーター及びポリアデニレーション配列をニコード
するDNA配列を含むこともある。また、−1−8己の
各トランスフォーメーション・ベクターは菌予頁のトラ
ンスフォーメーション効率を高める配列と同様に、発現
1J能な選択特性をコードする配列を含むJ−ともある
パトランスフォーメー/ヨン゛°は、l−ランスフォー
メーンヨン・ベクターが繊、V、fe状菌類に導入され
るプロセスである。本発明のトランスフォーメーション
の方法により、繊維状菌類の造伝子中にトランスフォー
メーション・ベクターの全部又は一部が安定に組み込ま
れる。しかし、自己複製する染色体外トランスフォーメ
ーション・ベクターを維持するトランスフォーメーショ
ンも考えられている。
(一般的方法) DNAの゛消化゛′とは、DNA中のある位置のみに作
用する酵素でDNAを触媒的に切断することである。そ
のような酵素を制限酵素と呼び、各々の特異的部位を制
限部位と呼ぶ。。゛′部分″消化とは制限酵素による不
完全分解のことで、つまり、与えられた制限エンドヌク
レアーゼに対して、DNA基質の全ての部位ではなく、
一部が切断される条件が選ばれる。ここで用いられる種
々の制限酵素は市販されており、酵素提供者により確立
されたそれらの反応条件、補因子及びその他の必要物が
用いられる。一般に、約1マイクログラムのプラスミド
又はDNAフラグメントに対し、約1ユニツトの酵素及
び約20マイクロリツトルの緩衝溶液が使われる。通常
、37℃で約1時間のインキュベーション時間が使われ
るが、提供者の指示に従って変化することもある。イン
キュベーション後、タンパク質は、フェノール及びクロ
ロホルムによる抽出により除かれ、消化した核酸はエタ
ノール沈殿により木屑から回収する。制限酵素による消
化の後に、末端5′ リン酸をハタテリアのアルカリ・
ホスファクー士により加水分解し、連結に際し、制限部
位での他のDNAフラグメントの挿入を妨害するべく、
DNAフラグメントの2つの末端が閉鎖ループを形成す
るのを防ぐ。
制限消化物からの、決められたDNAフラグメントの゛
′回収″又は゛単離″とはポリアクリルアミド・ゲル電
気泳動による消化物の分甜、そのフラグメントの同定、
望ましいフラグメントを含むゲル画分の除去及び一般に
は電気流出によるDNAのゲルからの分離を意味する。
(30)゛連結″とは2つの二本鎖核酸フラグメント間
にホスホジエステル結合を形成するプロセスを意味する
。(30)もしも他言しない場合は、連結は、0.5マ
イクログラムの連結すべき、およそ等モル量のDNAフ
ラグメントに対し、1ユニットのT4DNAリガーセ(
パリガーゼ゛′)をつかう条件て既知の緩衝液を用いて
行なう。
パオリゴヌクレオチド′はフレア(Crea)等の方法
により(3]、 ) 、化学的に合成し、さらにポリア
クリルアミド・ケルてi′青がしブこ短かい長さの1本
鎖又は2本鎖のポリデオキンヌクレオチドである。
゛トランスフォーメーション″とは、ある生物中にDN
Aを導入し、その結果そのD NAが染色体外要素又は
染色体組み込み体として維持されることを意味する。他
言しない限り、大腸菌(Bcoli)のトランスフォー
メーションに対してここで用いる方法は塩化力ルンウム
法である(30)。
A、−トウランス(A.、n1dulans)のG19
1株(グラスコー大学、培養収集所)は、Δ、ニドゥラ
ンス(A.、n1dulans) のスフェロプラスト
ンスフォーメーンヨン・ベクターとインキュベートする
ことによりトランスフオームする。0191株の遺伝型
は、pabaΔ1(p−アミノ安息香酸要求)、fwΔ
1(色素形成)、manA2(モノアミン非利用)、及
びρyrG89(オロチジン・ホスフェート・デカルボ
キシレース欠損)である。
スフェロプラストは次の修正を加えて、バランス(Ba
ilance)  等のセロファン法により調製した。
A.ニトゥランス<A,旧dulans)の細胞壁を2
?Htjするために、まずノボザイム(Novozym
e)  2 3 4(デンマークのノホ王業(Novo
 In+jusf:ries)製)を部分的に精製した
。ノボザイム234の10[)〜500mgの試料を2
.5mnの0.6Mklに溶解する。その2.5m1画
分をQ6MkCI!.で平衡化したPD10カラム(ス
ウェーデンのファルマンアーアプスラ(Pharmac
ia−11psulla)社製)にチャージし、その酵
素を3.5mβの同様の緩衝液で流出した。 セロファ
ン・デスクをノポザイム234(5mg/mj2)中で
2時間インキュベートし、さらに0.6MKCpで洗浄
した。その消化物と洗い水を合せ、ミラクロス(カリフ
ォルニア州、う・ショク(La Jolla)のカルハ
イオケム・ベーリンク(Calbiochem−Beh
ring )社製)で濾過し、記述されているように洗
浄した(21)。50又は15mβのコニカルチューブ
で1000Xgで10分間遠心した。水中で20分間イ
ンキュベートし、2mβのポリエチレングリコール40
00溶液(2 5 0mg/mp)を加え、室温で5分
間インキユヘートシ、さらに4mffの0.4MKl、
50mMCaC R 2溶液を加えた。トランスフオー
ムしたプロI・プラストを遠心し、0.6MKCβ、5
0mMCaCβ2に再懸濁し、さらに記述のとおりプレ
ーティン’)”シタ< 2 1 )。ゼロ・コントロー
ルは、プラスミドDNΔなしの20μβの2 07II
M Tris−l( C I!.、]、mMEDTAS
pH7.4でインキユベートシたプロトプラストで行っ
た。ポジティブ・コントロールはここに述べているよう
に構築した5μgのpDJB3でのトランスフォーメー
ションを含んでいる。再生頻度は5〜10ppmのパハ
及び5 0 Qppmのウリジンを補った最少培地に希
釈物をブレーティングすることで決定した。再生は05
から5%の範囲であった。
p D J B 1に関連した低いトランスフォーメー
ション効率のために、ムコール(Mucor )酸プロ
プアーセ遺伝子を含む誘導体( p M e J B 
]−7 )は非常に低いトランスフォーメーション効率
をもつことが期待された。結果的に、A.ニドゥランス
(A..nidulans) のpMeJBl−7のト
ランスフォーマントを得るため、コトランスフォーメー
ションを用いた。これはまず、非選択性のΔNS−1を
含むベクターを構築し、さらにpMeJBl−7とAN
S−]フラクメントを含有する非選択性ベクターとの混
合物でスフェロプラストをトランスフオームすることで
成される。このアプローチのための原理は、ΔNS−1
をもつベクターは多くのコピー中に組込まれ、pMeJ
 B ]−7の組込みに対し相同的領域を与えるであろ
うということである。ΔNS− 1ベクターは、pDJ
B−3からのANS− 1のPst J − Pvu 
IT 7 ラグメント(図12Δ、13B)をpUc1
8にサブクローンすることにより調整する。(33)2
つのプラスミド(pMeJBl−7とΔNS−1を含む
ベクター)を混合しく各2.5μg)、上述のトランス
フォーメーンヨン・プロトコールに従った。
ベクターpGRG1−pGR(l及びpDJB−gam
で得られたトランスフォーマントは37℃で3又は4日
インキュベーション後、移し替えた。
5 ppmのp−アミ7安息香酸を補った最小培地寒天
プレートの中央にトランスフォーマント由来のミセリア
ル・トランスファーをイノキュレートした。最小培地プ
レートへのイノキクレーション後3〜5日たって、1m
β蒸留水、0.02%のトウィーン(Tween ) 
−20中にミセリアル・フラグメントを攪拌することに
より、胞子ザスペンジョンを調製した。およそ5X10
’の胞子を5(]mm&の次の組成の培地を含む250
mβの振とうフラスコにイノキュレートした。:(g/
I!、)マルトテキストリンM−040(アイオワ州、
ムスカチン(Muscatine ) 、グレイン・プ
ロセンング・コープ(Grain Processin
g Corp ) 50 gXNaN036 g 、 
Mg5O<  ・711200.5 g、 KCβ0.
52g。
K H2PO,68g、1mβ微量元素溶液、1mAM
ΔZLI  DF−60p消泡剤(イリノイ州、ガーニ
イー(Gurnee) 、マゼフ1ケミカル中インク(
Mazef Chemical  Inc、  )、1
0ppmp−アミノ安息香酸、及び50ppmストレブ
トマインン硫酸塩。MAZUに代って、保集血清アルブ
ミンもしくは他の適当な界面活性剤のようなものも用い
ることができる。ムコール(Mucor )酸プロテア
ーゼ分泌はアスペルギラス(Aspergillus 
)完全培地(II2当り20gのテ゛キストロース、1
gペプI・ン、20gのマルト抽出物)でテストした。
アスペルギラス・ニトウランス(Aspergillu
snidulans) )ランスフォーマントによるキ
モシン分泌の炭赤源制御は、5%デンプンの代りに、1
%のフラクトス、スクロース又はデキストD−スを補っ
た同様の培地に対する−に連のデンプン培地中での分泌
を測定することにより検定した。全ての場合において、
培地は37℃、ロータリー・ンエカー(150rpm)
でインキ1、ベートした。pDJB3由来のトランスフ
ォーマントはコントロールとして使われた。
種々の分泌されたキモシン及びl、コール・ミニヘイ(
Mucor m1ehei )のカルボキシル・プロテ
ア−セのウェスターン・プロットがトービン(Toν)
旧n)等の方法に従って行われた(35)。
キモシン・培地中の高塩濃度とこの塩のゲル電気泳動へ
の影響のために、脱塩ステップが必要である。予め作ら
れたG−25カラム(ファルマシア(Pharmaci
a  ) 、P D 10 )をpH6,0の50mM
Na28PO4で平衡化した。培地の2.5mβをその
カラムにかけた。タンパク質を3.5mβの同緩衝液で
流出させた。プロット上に存在ずろ異種ポリペプチドは
、まずニトロセルロース・プロットをウサギの抗−キモ
シン(36)又はウサギの抗−ムコール・ミエヘイ(M
ucor m1ehei )カルボキシル・プロテアー
セ血清(36)と接触させた。次にそのプロットをホー
スラディツシュ・パーオキシデース(カルフォルニア、
リッチモンド バイオ−ラット社)と結合させたヤギー
抗−ウサギ血清と接触し、展開した。ゲルにかける前に
、50μβの溶媒(キモシンの場合には脱塩する)を2
5μβのSDS試料緩衝液と混合した。最終濃度が1%
となるようβ−メルカプトエタノールを加えた。
その試料を95℃で5分間処理した後、40〜50μp
の試料をゲルにチャージした。また各ゲルには各2pR
の650.65.6.5 μg /mβのキモシン・標
準物質と分子量マーカーをチャージした。
pmeDJl−7)ランスフォーマントのウェスタン・
プロットをゲル浸透を行なわないこと以外、同様に分析
した。
プロテアーゼ活性は、ソコール(Sokol  ) 等
(37)により述べられた方法により検出した。
ルリア(Luria )培地に1〜1.5%のスキム・
ミルク(ディフコ(Difco ) )を補ない、その
30〜35mβを150mmのンヤーレに注いだ。培地
2〜5μβ画分をシャーレにスポットし、そのプレート
を加湿箱中37℃で1晩インキュベ−トシた。その活性
はプレート上に生ずるミルクのクロッティングの量をm
m単位で測定することに基づいて決定した。そのプレー
トを100’CHII/mβモジくは16.6 CII
U/m I!のレンニン(CHU−Chr ハンセン単
位、コペンハーゲン、A./S  XChr−ハンセン
・ラボラトリ−(Hamsen′s Laborato
rium)希釈物で共スポツテイングした。凝結帯の直
径(mm )と酸素濃度は、対数関係にある。
プロテアーゼのタイプを区別するのに、カルボキシル・
プロテアーゼのキモシンタイプの阻害剤であるペプスタ
チンを、キモシン由来のプロテアーゼ活性の阻害のため
使用した。キモシン変異株試料とコントロール培地を、
プロテアーゼ活性分析にかける前に、DMSO中IQm
Mペプスクチンを100倍希釈したもので5分間ブレイ
ンキュベートした。
5%デンプン培地中のpDJB −gam −1,)ラ
ンスフォーマントによるグルコアミラーゼ分泌は、p−
ニトロフェノール−α−グルコピラノント(PNPΔG
)(38)をフリーのグルコースとp−ニトロフエノキ
ザイドへの転換を触媒するグルコアミラーゼの活性に基
づく方法により検定した。基質、PNPΔG、をDMS
O中150mg/mpに溶解、3−15μp画分をpH
4,30,2M酢酸ソーダ、1mM塩化カルシウム溶液
200 μβて希釈した。25μpの試料をミクロクイ
クー・プレートのウェルに入れる。等量の0から10シ
ク−y (5igma ) A ・ニガー(Δ nig
er ) −+−ニット/mβ(MO,セントルイス、
シグマケミカル社(Sigma Chemical C
o、 ) )の範囲の標準物質を各々別のウェルに入れ
る。各ウェルに、2.25から11.25mg/m R
のPNPΔG溶液200μβを加える。反応は60℃で
30分から1時間行った。
その時間は、酵素濃度に依存する。反応は、50μ1)
2tVl)ルズマーベースを加えることにより停止した
。プレートを4051mで測定し、酵素濃度は検量線か
ら算出した。
他言がない場合、染色体DNAは次のような操作で繊維
状菌類から抽出した。繊維状菌類を適当な培地で3から
4日間生育させた。マイセリアは、細かいチーズクロス
で培地を濾過することで収穫し、50 mM Tris
−HCl、pH7,5,5mMEDTΔの緩衝液で洗浄
した。過剰の液体はマイセリアをチーズクロスで押しつ
けることにより取除いた。
湿ったマイセリア約3から5グラムを同量の殺菌済、酸
洗浄済砂と乳鉢、乳棒で混合した。その混合物を5分間
すりつぶして、細かいペーストを作った。さらに10m
1の50 m Mtris−HCl、pH7,5,5m
MEDTΔを加えて、5分間その混合物をすりつぶした
。そのスラリーを50mβのキャップ付遠心管に注ぎ、
25mAのフェノール−クロロホルムで抽出した(同体
積の50 m Mtris−HCA 、 pH7,5,
5mMEDTΔで平衡化したもの)。低速遠心により相
分離させ、その水層に対し、3回抽出をくり返した。そ
の水層を合せて(総体積約20mf!、)、殺菌済遠心
管中で、2mβの3M酢酸す) IJウム、pH5,4
と混合した。氷冷したイソプロパツール(25mβ)を
加え、その遠心管を1時間−20℃で放置した。その遠
心管を高速で遠心し核酸をペレット化し、上清は捨てた
。そのペレットを30分間風乾させ、その後400pR
の10 m 1Vltris−HCR、pHV、 5.
1mMEDTA (TE緩衝液)にサスペンドした。膵
リボヌクレアーゼ(MD、セントルイス、シグマケミカ
ル社(Sigma Chemical Co、)  )
をmA当り10μgの濃度になるように添加し、室温で
30分間インキュベートする(30)。その後、リボヌ
クレアーセ′はフェノール−クロロホルム抽出により取
り除く。水層を慎重に取って、40μβの3M酢酸ソー
ダ、p++ 5.4を含む試験管に移す。その溶液に水
冷エタノールを重層し、界面にDNAが沈澱するので、
それをガラス棒でまきとる。このDNAを乾燥し、少量
のTE緩衝液(100〜200μj2>に溶解する。D
NA濃度は260nmの吸収により決定した。
選択したトランスフォーマント中のキモシンDNA配列
の染色体組込みを確かめるためにサウザーン・ハイブリ
ダイゼーションを行った(30)。
トランスフォーマントの胞子サスペンションをアスペル
ギラス(Aspergillus )の完全培地にイノ
キュレートし、ロータリー・シェーカー中で、37℃、
24〜48時間インキュベートした。培地は非選択的で
、5ppmのp−アミノ安息香酸を補い、独立栄養の親
株の生育のため十分なウラシルが含まれている。実際に
は、これらサウザーンはトランスフォーマントの安定性
に対するテストも行った。マイセリアの濾過後、砂です
りつぶし、先に述べたようにDNAを精製した。さらに
トランスフォーマン)DNAを種々の制限酵素で消化し
、フラグメントをアガロース・ゲル電気泳動により分離
した。コントロール・レーンは消化したpDJB3 ト
ランスフォーマントDNA及び非消化DNAを含んでい
る。ゲルをエチジウム・フロマイトで染色し、写真擦影
し、ニトロセルロース又はニドラン(NH,キーン(K
eene ) 、シュL/イチャー及びシュIル(Sc
hleicher and 5chue11 )製)に
ブロツトシ、放射性ラベルしたプラスミド又は特異的フ
ラグメントで探った。
実施例 1 アスペルギラス ニドゥランス(Aspergillu
snidulans )によるアスペルギラス・ニガー
(A.spergillus niger )のグルコ
アミラーゼの発現と分泌 Δ、pGA1の構築 アスペルギ゛ラス・ニガ゛−(A.spergillu
s niger )(培養番号7 (Culture 
# 7 ) 、、 CΔ、ザウス・ザンフランシスコ(
South San Francisco ) 、カル
チャー・コレクション・ジェネンカー(じulture
[:ollect、+on Gcnencor ) )
を猾しい曝気下、30℃で3日間生育させた。染色体D
NAは先に述ベブこ方法て行 っ ブこ。
合成オリゴヌクレオチドをハイフリタイセーンヨン・プ
ローブとして使用し、アスペルギラス・ニガー(Asp
ergillus niger )由来のクルコアミラ
ーゼ遺伝子の検出を行った。そのオリゴヌクレオチドの
長さは28塩基長(28mar)で、公表されているグ
ルコアミラーセを二フードする配列の最初の9173フ
トンに相当する。(39)MetSerPheArgS
erLeuLeu八1aLeuSer5 ′へTGTC
GTTへCGATCTCTACTビGCCロT6八3 
′そのオリゴヌクレオチドは、製造業者により指示され
た試薬と方法を用いてバイオサーチ(Bi。
5earch )製自動DNA合成機(CΔ、サンラフ
ァ工/l/ (San Rafael ) 、バイオサ
ーチ(Bio 5earch)製)で合成した。アスペ
ルギラス、ニガー(A.spergillus nig
er )のゲノムDNΔに対し、サウザーン法によりグ
ルコアミラーゼ配列の存否を分析した(30)。簡羊に
言うさ、アスペルギラス・ニガー(A.spergil
lus niger ) DNA10μgをBcoR1
制限エンドヌクレアーセで消化する。
消化したDNAを標準法に従って1%アガロース・ケル
電気泳動にかける(30)。DNAを10x S SC
(1,5M NaC,i!、0.15 Mクエン酸3ナ
トリウム)中のプロッティングにより、ゲ゛ルからニト
ロセルロース膜(NH,キーン(1(eene )、シ
、(ノイチャー及びン:w、 x /l/ (Schl
eicher &5chuell )製)に移す(30
)。80℃の真空オーブンで焼くことにより、DNAを
ニトロセルロースに固定し、放射性ラベルしたオリゴヌ
クレオチドプローブを用いて、低塩濃度(2,40)ハ
イブリダイゼーションを行う。合成オリゴヌクレオチド
の放射性ラベル化は7 Q m M Tris−HCl
(pH7,5) 10 mM MgCA2.5 mtv
lジチオスレイトール、3 Q pmole合成オリゴ
ヌクレオチド、2 Q pmoleのガンマ(32p)
ΔTP(Ip、シカゴ、7フーシヤム(Amersha
m ) 、比活性5000ci/m mol ) 、及
び5ユニツトのT4ポリヌクレオチド、キナーセにュー
・インクランド、バイオラブ(New−England
  −Biolabs )を含む50μn反応溶液中3
7℃で行なわれる。ハイブリダイゼーション後、フィル
ターを2XSSC10,1%ラウリル硫酸す) IJウ
ム(SDS)で15分間洗浄し、37℃、2XSSCで
2度洗う。フィルターを空気乾燥後、サラン・ラップ(
ダウ・ケミカル(Dow Chemical )で包み
、−70℃でコダックのX Omat−ARX線 フィ
ルムにかけてオートラジオグラフ像を得た。オートラジ
オグラフ像後、ハイブリダイゼーションのバンドが3.
5キロ塩基対のBcoR1フラグメントに対応して明確
に確認できる。
アスペルギラス・ニガー(Aspergillus n
iger )のゲノムDNAをEcoR1で消化し、標
準法(30)に従って、ポリアクリルアミド・ゲル電気
泳動によってサイズ別に分画した。3から4kbのザイ
ズのDNAフラクメントが切られ、ゲルから溶出した(
30)。このDNAフラクメントを大腸菌(Esche
ric:hia col i )のクローニングベクタ
ーpBR322(ATCC37017)において、りT
i1−ン・ライフラリ−を作るのに用いた。クローニン
グ・ベクターを1EcoR]で切断し、ハタテリア・ア
ルカリ・ホスファターゼ(ベセスダ・リサーチ・ラフ(
Betbesda Rosearch l、abs)製
)で脱リン酸化した3、典型的な脱リン酸化反応は、5
0μpの50 m Mtris−11cp(pH8,0
)、50mMNaC1,中1μgの消化ベクターDNA
と1ユニットのアルカリホスファターゼにより行った。
その反応物を65℃で1時間インキュベートした。オス
ファクーゼはフェノール−クロロホルム抽出により除去
した。それからBCOR1による、選ばれたザイスのア
スペルギラス・ニガー(AspergilluSnig
er )のDNAを1EcoR]て切断し脱リン酸化し
たpBR322と連結した。典型的な連結反応は次のも
のを含んでいる;各1100nのベクター及び挿入DN
A、IユニットのT4  DNAリガーセ(ベセスダ・
リサーチ・ラブ(BethesdaRescarch 
Labs))、25 m M Tris −11c、f
7 (pH75)、10mM MgCn2.10 mM
ジチオスレイトノベ及びl mMATP力月0μβ体積
中に存在する。連結反応は16℃で18から24時間イ
ンキュベートする。連結したDNAは、モリソン(Mo
rrison )の方法く41)により調製した大腸菌
(E、 coli) 294のコンピテント細胞(AT
CC31446)をトランスフオームするのに用いた。
トランスフォーマントを、最終濃度50μg/mβのカ
ルベネシリンを含むL B寒天プレート(30)で選択
した。グルコアミラーゼ遺伝子配列をもつトランスフォ
ーマントは、プローブとして、グルコアミラーゼ特異的
28量体を使ったコロニー・ハイブリダイゼーション法
(30)によって同定した。ハイブリクイズしたコロニ
ーを14M mし、プラスミドDNAをアルカリ−3D
S−ミニスクリーン操作(30)により、その各々から
単離した。この方法で選択したプラスミドは全て合成り
ルコアミラーゼプローブにハイブリダイズする3、 5
 k bのEcoR1フラグメントを含んでいた。その
ようなpGaj2と命名したプラスミドを、さらに解析
するた杓に選んだ。pGap中の挿入物から1.1 k
bのEcoR1−Bgβ■フラク゛メントをMl、 3
mp9 (42)にサブクローンし、グイデオキン・チ
ェーン・クーミネーション法(43)により部分的に配
列決定し、そのクローン化DNAがグルコアミラーゼ遺
伝子をコードしていることを確かめた。pGa、gl中
に含まれる3、 5 k bのBcoRlフラグメント
の制限エンドヌクレアーゼ切断地図を図1に示した。そ
れは、既知のpBR322の制限部位に関する方向製を
知るために、単−及び2重の制限消化によって作られた
。(44)BypGa5の構築 pGapのヌクレオチド配列及び制限地図はpGapが
全グルコアミラーゼ・コード領域と221ヌクレオチド
の5′側DNAを含んでいることを示した。この5′側
領域の配列は、驚くべきことに、ΔTGの開始コドンの
」1流に存在する。TATΔAΔT及びCΔΔTボック
スのある典型的な真核生物ブロモ−クー配列出回じであ
る(48)。
しかし、アスペルギラス・ニガー(Aspergill
usniger)のグルコアミラーゼ遺伝子のかなり上
流の活性化部位が最終的なトランスフォーメーション・
ベクター中に含まれることを確かめるために、5′側の
少なくとも1..000bpのDNAを含む大きいゲノ
ムフラグメントをクローン化した。すでに述べたと同じ
サウザーン・プロッティング実験により、pGapから
の放射性ラベルしたEcoR1クルコアミラーゼフラグ
メントとハイブリクイズする6、 5 k bのCla
 lフラグメントを同定した。
そのBcoR1フラグメントはアルファー[:32P 
:] −dCTP (アマ−ジャム、比活性3000 
ci/m not  )をつかってニック・トランスレ
ーション(30)により放射性ラベルした。ラベル反応
は、製造業者により提供された説明に従って、ニック・
トランスフームヨン・キット(ベセスダ・リサーチ・ラ
ブ(Bethesda R15earch l、abs
 )を用いた。フィルターはハイブリダイズされ、高塩
濃度条件で洗浄した(30)。
ハイブリダイゼーションにより同定した6、5kbのC
la  Iフラグメントを先に述べたような方法でクロ
ーン化した。アスペルギラス・ニガー(Aspergi
llus niger )のI) N Aを[:]a 
 Iで消化し、ポリアクリルアミド・ゲル電気泳動によ
りサイズ別に分画した。55から3kbの間に移動した
DNAフラグメントを切り出し、ゲルから流出した。こ
のフラクションをC1a  I切断し、脱リン酸したp
BR325と連結した(45)。この連結混合物を大腸
菌(E、 coli> 294のコンペテント細胞をト
ランスフオームするのに用いた。トランスフォーマント
は、カルヘネンリン(50μg/mn)を含むLB寒天
プレート上で選択した。
グルコアミラーゼ遺伝子配列を含むコロニーをコ0ニー
・ハイフリダイゼーションにより同定した(30)。ハ
イブリダイズしたコロニーから抽出したプラスミドDN
Aは、先にpGaj2中にクローン化した3、 5 k
 bのBcoR1フラグメントを含んでいた。これらの
組換えプラスミドは、ンークエント・プライマーとして
合成オリコヌクレオチド(28量体)をつかったスーパ
ーコイル・DNA配列決定法により確認されたように、
アスペルギラス・ニガー(Aspergillus n
iger )のグルコアミラーゼ遺伝子をコードしてい
た。その5.5 k bのCla  Iフラグメントの
制限エントヌクレアーセ切断地図を、pBR325中に
クローン化したDNAを単−及び二重消化することによ
り構築した。
ベクターDNΔ中の制限部位を参照点として用い、その
フラグメントの方向を決めた。この制限地図を図1に示
した。グルコアミラーゼ遺伝子の位置は、pGa5′の
制限部位を、先に公表されているり′ルコアミラー士遺
伝子のそれと比較することにより決定した(39.47
.48)。地図のデータから、クローン化フラグメント
内に、およそ3、3 k bの5′側フランキングDN
Aと約1kbの3′側フランキングDNAが含まれるこ
とが確かめられた。
1985年8月28日、プラスミドルGa5は大腸菌(
E、 coli) 294中、ATCCに預けられ、5
3249番と命名された。
C,アスペルギラスーニガー(A.spergillu
s niger)のグルコアミラーゼの発現及び分泌の
ためのベクター グルコアミラーゼ遺伝子を含むpGa5由来の6.5に
、bのC]aI7ラグメントを大腸菌(E、 coli
 )−アスペルギ゛ラス・ニド′嘗シランス(Aspe
rgillusnidulans )のシャトルベクタ
ーp D J B 3中に、図2に示すごとくクローン
化した。pDJB3シャトルベクターは、大腸菌(E、
coli)のプラスミドpBR325由来の選択可能な
ベータ・ラクトアミラーゼ遺伝子及び複製開始点、アス
ペルキラス・ニドウランス(A.spergillus
 n1clulans)のG191株においてウリジン
に対する栄養要求を救済するニューオスポラ・クラッザ
(Newsporacrassa )由来のpyr  
4遺伝子、アスペルギラスニドウランス((A.spe
rgillus n1dulans) iこおいて安定
な組込みトランスフォーマントを高頻度に出現させるア
スペルギラス・ニドゥランス(Aspergillus
 n1dulans)由来のANSIとして知られる配
列、クローニングのだめの唯一のBcoR1及びCβa
I制限部位を有している。pDJBは図14に示したよ
うに構築した。プラスミドpFB6 (32)をBgl
  mで完全消化し、さらに旧nd■で部分消化した。
pyr 4遺伝子(およそ2kb)を含むフラグメン)
Bをゲル電気泳動により精製し、旧ndl]JとBam
旧で消化したpBR,325(フラグメントA)と連結
し、プラスミドpDJB1を生成した。
EcoR1で消化したpFB6に巳coR1で消化した
A、=ドウランス(A.、 n1clulans)ゲ゛
ツムDNA(0191株又はFGSC#4−由来の株)
を連結することにより、ANS−1配列をクローン化し
た。生じたpFB6中のEcoR1フラグメント・プー
ルを用い、ura3−3・セレビンアエ(S。
Cerevisiae)  (例えば、ATCC447
69,44770等)をトランスフオームした。自己複
製プラスミドplntAをS、セレヒ゛シアエ(S、c
erevisiae)から精製する。plntAをBc
oRlて消化し、ANS−1フラグメントをゲル電気泳
動で精製し、3coRlで消化したpDJBlと連結し
、プラスミドpDJB2を生成した。pDJB2をEC
OR1で部分消化し、DNAポリメレース1 (クレノ
ー)で処理し、再連結によりプラスミドpDJB3を生
成した。ANS−1フラグメントの部分的ヌクレオチド
配列及び制限地図を図13Δと13Bに示 しゾこ。
プラスミ)pGa5をCf1a  1て消化し、大きい
方のフラグメント(フラグメントΔ)をアガロース・ゲ
ル電気泳動によりベクターから分離した。
このフラグメントを、口βaIで消化し、脱リン酸化し
たpDJB3と連結した(フラグメントB)。
この連結混合物を用いて、大腸菌(E、 coli )
 294のコンペテント細胞をトランスフォーマントた
。このトランスフォーマントをカルベネンリンヲ補った
(50μg/mβ)LB寒天プレート上で選択した。こ
れらのトランスフォーマント由来のプラスミドDNΔの
解析は、期待どおり、グルコアミラーゼ・フラグメント
が挿入されていることを示した。両方向を向いたグルコ
アミラーゼ・フラグメントが種々のトランスフォーマン
トをスクリーニンクすることにより得られた。pDJB
 −gam  1と命名した1つのプラスミドをアスペ
ルギラス・ニトウランス(A.spergillus 
 n+dulans )のプロトプラスト 意に選択した。
D グルコアミラーゼの発現と分泌 前述したように、アスペルギラス・ニトウランス(As
pergillus nidulans )のG191
株をp I)JB−gamlでトランスフオームした。
前述したように、pDJB−gam−174 、9、1
0、11及び13と命名した5個のトランスフォーマン
トのグルコアミラーゼ活性を分析した。結果を表1に示
す。
表   1 5に れから分るように各pI)J B −gam −1 )
ランスフォーマントはコントロール以上のグルコアミラ
ーゼ活性を生じ、これはトランスフオームした菌類から
生物学的に活性のあるグルコアミラーゼが発現、分泌し
ていることを示している。
実施例 2 アスペルギラス・ニドゥランス(Δspergillu
snidulans )からの仔牛キモシンの発現と分
泌天然の仔牛キモシンの前駆体くプレプロキモシン)、
モジ<ハアスペルギラス・ニガー(Aspergill
us  niger )のグルコアミラーゼとプロキモ
シンに対するDNA配列が精密に融合している融合前駆
体をコードするよう発現ベクターを構築した。これらベ
クターの構築の戦略は次のようなステップを含んでいる
。まず、グルコアミラーゼ・プロモータ一部分と、グル
コアミラーゼの5′側コ一ド領域部分を含むDNA配列
をプレプロキモシンのアミン末端部分に対応するDNA
配列の上流にクローン化した。次に、そのDNAフラグ
メント間のヌクレオチドを、特異的プライマ一配列をつ
がい、M 1. 3の部位特異的突然変異(40)によ
り欠失させた。最後に、融合した配列を含むDNAセグ
メントはプロキモノン配列の残りの部分とともに、アス
ペルキラス・ニガー(Aspergillus nig
er)のグルコアミラーゼ遺伝子の5′及び3′制御配
列をもつ発現ベクター中に組込んだ。これらのステップ
は図3から図7に概略を示した。
A.mp19GAPRの構築 プラスミドpGa.5を用いて、グルコアミラーゼ・プ
ロモータ一部分とコード領域のアミン末端セグメントを
有する337bpのEcoR l −Rsa  I D
 N△フラグメント(フラグメントΔ)を誘導した。
フラグメントΔをECOR 1と3ma  Jで消化し
たM13ml11.9RF−DNAと連結した(フラグ
メントB)。
その連結混合物を用いて大腸菌(E, coli) J
 Mlol (ΔTCC33876)をトランスフオー
ムした。対応するRF−DNAの制限解析により、クリ
ア・プラークをフラグメント△に対し分析した。mpl
 9 R −Rsd と命名したフラグメントΔを、5
8 含む1つの単離物をPst  ]とXba  Iて消化
し、大きい方のフラグメント(フラグメントC)を単離
した。小さい方のxba■−Pst■配列(フリクメン
)D)は、5′側のプレプロキモシン配列を含むpR3
(49)から誘導し、電気泳動により精製したのち、フ
ラグメントCと連結することにより、図3に示したよう
なファージ・テンプレートmp19cΔPRを作った。
B1部位特異的欠失突然変異 図8に示したように、m1119GAPR△C1を部位
特異的突然変異により、グルコアミラーゼのシグナルペ
プチトコドンとプロキモシンに対するコドンの間のヌク
レオチドを欠失させることによりmp19GAPRから
誘導した。このようにm p 1.9GΔPR△C1に
おいては、グルコアミラーゼのシグナルペプチトコドン
は、プロキモシンの最初のコドンと精密に融合しである
。部位特異的突然変異は、一本領M 1.3テンブート
で、第2の鎖の合成開始に唯一のオリゴヌクレオチドを
使用すること以外は、先に述べられた方法(40)で行
なわれた。(図4)(40)。mp19GΔPR△C1
を誘導するのに用いられた合成オリゴヌクレオチド′は
5 ′GCTCGGGGTTGGCAGCTG八G八T
CACCAG3 ′である。望へしへ欠失が起こったプ
ラークは、以前に述べた放射性ラベルしたプライマーと
のハイフリダイヤ−/ヨンにより同定lまた。
mp19GAPR△C3においては、グルコアミラーゼ
の開始コドンの直前のヌクレオチドとプレプロキモシン
のATC開始コドンの間のヌクレオチドを合成オリゴヌ
クレオチド(フプライマ−3)を用いた部位特異的突然
変異により結合している。
5  ′ACTC口CCC八CCGへAATGAGGT
GTCTCGT 3  ′図8に示すように、結果的に
その突然変異は、グルコアミラーゼプロモーター領域は
プレプロキモソンの開始コドンと精密に結合させている
C9仔牛キモンンの発現上分泌のためのベクターの構築 図4に示されているように、グルコアミラーゼ配列と5
′プロキモンン配列の各融合物(mp19GAPR△C
1及びmp19GAPR△C3)は、アスペルギラス・
ニドゥランス(Aspergillusnidulan
s )のトランスフォーメーションベクターpDJB3
において、3′プロキモシン配列とサツカロミセス、セ
レビシアx (Saccharomycescerev
isiae )のホスホグリセレートキナーセ(PGK
)のクーミネーターと結合している。mp19GAPR
△C1とmp19GAPR八C3の複製型全C3oR1
とPSt 1で消化した。その小さい方のフラグメント
(フラグメント1)を単離した。プラスミドpBR32
2もEcoR1とPst 1で消化し、その大きい方の
ベクターフラグメント(フラグメント2)を単離した。
フラグメント1と2を連結し、大腸菌(し、coli 
) 294をトランスフオームするのに用いた。
プラスミドpBR322GAPR△C1もしくはpBR
322GAPR八C3を含むテトラサイクリン耐性コロ
ニーを単離した。フラグメント2も大腸菌(E、 co
l i )のポリメレース1 (クレノー・フラグメン
ト)で処理した。生じたプラントエンドフラグメントを
連結により環状化し、大腸菌(E、coli ) 29
4をトランスフオームするのに用いた。プラスミドpB
R322△RPを含む1つのテトラサイクリン耐性コロ
ニーを単離し、旧nd■とSal Iで消化した。その
大きい方のベクターフラグメント(フォーマント3)を
単離した。プラスミドpCR160を旧ndI[及びP
st Iで消化シ、フラグメント5(3’プロキモンン
、コドンを融合したイーストのPGKクーミネーターを
含む)を単離した。フラグメント3.4及び5を連結し
、大腸菌(E、coli) 294をトランスフオーム
するのに用いた。プラスミドpBR,322GAPR△
C1もしくはpBR322GΔPR△C3を含むテトラ
サイクリン耐性のトランスフォーマント プラスミドpCR 1 6 0は、イースト中のプラス
ミドとして、その維持を許すイーストの2μm複製オリ
ジン、イーストの選択マーカーとしてのイーストのTR
P− 1遺伝子、プラスミドp B R322由来の大
腸菌(E, col i )の複製オリジン及びアンピ
シリン耐性遺伝子、及びプロレンニン発現ユニットヲ含
んでいる。プロレンニン発現ユニットは、イーストのP
GK遺伝子由来のプロモーター、プロレンニンコード領
域及びPCK遺伝子由来のクーミネーターを含んでいる
。このプラスミドの構築は次のような方法で図9に示さ
れろように行った。プラスミドYEplPT (50)
を旧ndIIIて部分消化し、さらにtEcoRlて完
全消化し、ベクター・フラグメントΔを単離した。第2
のプラスミドpPGK−1600(51)をEcoR1
及び旧ndllIで部分消化し、PGKプロモーターフ
ラグメントBを単離した。フラグメントΔとBを連結し
、中間体pintl を作り、再びP、coRIと1イ
1ndlで部分消化して、ベクターフラグメン)Cを単
離した。PGKクーミネーターフラグメントDを単離し
、さらにプラスミドpB1を旧ndlJJと3an  
3Aで消化した(52)。PR,1(49>DNAを1
3coR1とBCβ1で切断することにより、プロレン
ニンフラク゛メントEを単離した。フラグメントC1D
及びEを連結し、イーストの発現プラスミドpCR16
0を生成した。PGKプロモーター、構造遺伝子及びタ
ーミネータ−のヌクレオチド配列が報告されている(5
3)。
プラスミドpBR322GAPR△C1とpBR322
GAPR△C3は各々のプロキモンンに対する完全な転
写ユニッ)・を含んでいろ。この転写ユニットはは前駆
体プロキモシンを一]−1・する配列、グルコアミラー
ゼ・プロモーター及びイーストのPGKクーミネークー
を含んでいる。しかし、これらのプラスミド透導体及び
後に述べるプラスミドpBR322GΔPR△C2及び
pBR322GΔPR△4  (pint I C1−
4)と命名した。
図5)は、A、ニドゥランス(A 、 n1dulan
s )のG191にトランスフオームされたとき、検出
されうるキモンンを生産しなかった。これらの誘導体プ
ラスミドが何故キモシンを発現及び分泌できないかは、
分っていない。しかし、引き続く結果を照らしてみると
、これらプラスミド中のイース)PKGクーミネークー
もしくは短かいグルコアミラーゼプロモーター配列はA
 ニドゥランス(A、 n1dulans) G 19
1により認識されないようである。これらの結果に基づ
き、さらにpBR322GAPR△Cプラスミドを修正
した。
次のようなステップで、その転写ユニットを、アスペル
ギラス・ニトゥランス(A.spergillusni
clulans )のトランスフォーメーション・ベク
ターpDJB3に移した。付加的にグルコアミラーゼの
5′フランキング配列をそのプロモーターの丁度5′側
に組込み、発現を制御するのに関係するかなり上流の活
性化部位の存在を確保した。
さらに、PKGクーミネークーを、PGの5由来のA。
ニガー(Δ niger )のグルコアミラーゼのター
ミネータ−と置き換えた。特に図5中、各プラスミド(
pBR322GAPR△C1又はpBR322GAPR
△C2>をla l で消化し、フラグメント6を単離
した。またプラスミドpDJB3もC1a lで消化し
、バクテリア・アルカリ・オスファターゼで処理して、
自己連結を妨いだ。
この消化したプラスミド(フラグメント7)をフラグメ
ント6と結合し、プラスミドpINTI−1又はpIn
tl−3を含む、アンピシリン耐性コ0ニーを単離した
。これらのプラスミドをXho  TとNsi  Iで
消化し、より大きいベクターフラグメント(フラグメン
ト8)を単離した。広範囲の5′及び3′のフランキン
グ配列と同様、全クルコアミラーセ遺伝子を含むプラス
ミドpGa5をXho  ■とN511で消化し、より
小さいフラグメント(フラグメント9、およそ1.70
0’bpの5′側の配列を含んでいる)を単離した。フ
ラグメント8と9を連結し、大腸菌(B、coli) 
294をトランスフオームした。プラスミドplnt 
2−1又はpint 2−3を含むアンピシリン耐性コ
ロニーを単離した。
これらのプラスミドは、グルコアミラーゼ・ターミネー
ターではなく、イーストのPGKクーミネーターを含ん
でいる点で、最終的ベクターとは決定的に異なる(図7
参照)。
キモシン発現ベクターを構築する上での付加的ステップ
図6に概説しである。プラスミドpR1(49)を用い
て、プロキモンンのcDNΔの3′端を含む小さなりc
ll−Asp718DNΔフラグメントくフラグメント
A)をIJ離した。フラグメントΔを引きつつき、PO
Cl8中にクローン化し、Δsp7]、8とBam H
Iで消化した(フラグメン)B)。同様にプラスミドp
Ga5から12kbのC1a I −Asp 71.8
のDNA7ラクメント(フラグメントD)を単1jlし
、八cc  l及び八sp7]、8で切断したPOCl
2(フラグメントC)にクローン化した。生じた中間体
プラスミド、PUC−inllとPUC−int  2
をSal  1とHindllで消化し、フラグメント
EとFを屯離した。さらにこれらのフラグメントを連結
し、HindIII−△5p718フラグメン)・(フ
ラグメントH)」−、クルコアミラーゼ・ターミネーク
ー配列が引き続く、プロキモシンの3′末端を含むPU
C−int、3を生成した。
pBR−1inkと命名した新しいクローニング・ベク
ターを、pBR322の唯一のBam H1部位に合成
オリゴヌクレオチドを挿入することにより作った。この
リンカ−は次の配列を内包している。
5  ′ GATCCATCGATCTCG八G八T[
:Gへ’rC3へ3へ ′ GTAGCTAGAGCT
CTAGCTACCT八G5’このベクターの大きい方
のfliへdllT −Xho  Iフラグメント(フ
ラグメントG)を電気泳動により精製した。同様にプラ
スミドplnt2−]及びplnt 2−3のXho 
 I−ASp7 ]、 8制限フラグメントを電気泳動
的に精製した。一連の三種の連結反応において、異なる
■−フラクメントとフラグメントG及びl(を連結して
、中間体plnt 3−1とp’tnt 3−3を生成
した。これらの重要な中間体は、グルコアミラーセ・プ
ロモーター領域種々のンク゛ナル及びプロキモシン(又
はプレプロキモシン)配列へのプロペプチド融合体が最
後にグルコアミラーセ・ターミ洋−クー領域を従えろ形
で全て便利なCffa  I制限部位内に含んでいろ。
p B R−1inkのリンカ−中のもののように、あ
るla  I部位は、大腸菌(E、 coli )のD
NAメチル化により■害されるので、プラスミドpin
t 3−1からplnt 3−4までのものは、0M4
8(ΔTCC39099)と命名した大腸菌(fE、 
coli )のdam −株にトランスフオームし、そ
こからプラスミドを再単離した。メチル化されていない
DNAをC,i!a  Iで消化し、電気泳動により、
フラグメントJを屯離した。引きつづいて、各々のクル
コアミラーゼープロキモシン融合体からのフラグメント
JをpDJB3  (フラグメントK)の唯一のla 
 1部位にクローン化し最終的発現ベクターpcRc 
1とpGRC3を生成した。
D、修生キモシンの発現と分泌 先に述べたように、アスペルギラス・ニドゥランス(A
spergillus n1dulans )のG19
1にpGRGl及びpGRC,3をトランスフオームし
た。
5個のpGRGl及び5個のpGRC3)ランスフォー
マントを解析した。ウェスクーン解析(示されていない
)は、各トランスフォーマントが、抗キモシンと反応し
、仔ウシのキモシンと同じか又はわずかに高分子量の位
置まで移動するタンパク質を分泌した。より高分子量分
子種は不適正なプロセンング、裸地効果又はグルコシル
化によるものかもしれない。組込みはザウザーン・ハイ
ブリダイゼーソヨン(結果は示していない)により、ひ
とつのトランスフォーマントに対し確かめた。各トラン
スフォーマントもキモンン活性検定した。この検定結果
を表Hに示す。
表■ p D J 83  1.   0−0.13pGRG
1  5   0−1.5 pGRG3  5  0.05−7.0これらの結果は
、pcRcl及びpGRC3の双方ともpDJB3コン
トロール以上の種々のレベルのプロテアーゼを分泌する
ことを示している。
たまたま、pDJB3コントロール培地中にバックグラ
ンドのタンパク分解活性が検出された。後に示されるよ
うに、このトランスフォーマントのタンパク分解活性は
、キモシンを1つのメンバーとするカルボキシル・プロ
テアーゼのアスパラギン酸ファミリーと会合している。
実施例 3 アスペルギラスーニトゥランス(Aspergillu
snidulans )からの融合ポリペプチドの発現
と分泌Δ ニドゥランス(A.n1dulans)から
発現・分泌させるだめの2つの融合ポリペプチドを構築
した。1つの融合ポリペプチドは、アスペルギラス・ニ
ガー(△spergillus niger)のグルコ
アミラーゼのプロ配列と最初の10ケのアミノ酸を含む
アミン末端側の領域と、仔牛のプロキモシンを構成する
カルボキンル末端側領域を含んでいる。
第2の融合ポリペプチドはアスペルギラス・ニガー(Δ
spergillus niger)のグルコアミラー
ゼのプロ配列のみのアミノ末端領域と仔牛のプロキモシ
ンのカルボキンル末端領域を含んでいる。
Δ、融合ポリペプチドを発現及び分泌するためのベクタ
ー 上記の融合ポリペプチドをコードするベクターを前述の
pcp、clとp G RG 3を構築したときと同様
の操作に従って、mp19GAPRから、特異的配列を
欠失させることにより構築した。図8に示すように、m
p19GAPR△C2において、グルコアミラーゼ・プ
ロペプチドコドンと、プロキモシンのコドンの間のヌク
レオチドは上述の部位特異的突然変異により欠失させた
。この突然変異のために合成したオリゴヌクレオチド′
(プライマー?)の配列は 5  ′TG八TへTCC八八へへG[:GCTGAG
ATCACC八63 ′である。
このへ然変異は、グルコアミラーゼ・プロモーター、ン
グナル・ペプチド及びプロペプチド・コドンをプロキモ
シンの最初のコドンに融合することを意図している。m
p19GAPR△C4において、成熟グルコアミラーゼ
の10番目のコドンと、プロキモシンのコドンとの間の
ヌクレオチドを合成オリゴヌクレオチド(プライマー4
)を用いたM 1.3の部位特異的突然変異により欠失
させた。
5  ′TG八GへAACGΔAGCGGCTG八Gへ
TCAC口八Gへ’この欠失によりり゛ルコアミラーゼ
・プロモーター領域、ングナルペプチド配列、プロペプ
チド配列、成熟グルコアミラーゼの10番目までのコド
ンを、図8に示すようにプロキモシンのコドンに融合し
た。これらの発現及び分泌ベクターをpcR2とpGR
G4と命名し、Δ、ニドゥランス(Δ、 n1dula
ns)をトランスフオームするのに用いた。
B、pGR2とpGR4でトランスフオームしたアスペ
ルギラス・ニドゥランスくΔspergillus旧+
1lulans )からのキモシンの発現と分泌光に述
べたように、pGRG2とpGRG4)ランスフォーマ
ントを培養した。その培地を、ウェスタン・プロットに
より、キモシン活性を検定し、pGRG I及びpG、
RG3で得られたものと同じ結果を与えた。pGRG2
)ランスフォーマントの組込みはサウザーン解析により
確かめられたく結果は示していない)。キモシン検定の
結果を表■に示した。
表   ■ pDJB3  1  0−0.13 pGRG2  1. 0.001−0.42pGRG4
  6 0.004−0.75再度、各トランスフォー
マントはpDJB3コントロール以上のプロテアーゼ活
性を示し、そのトランスフォーマントにより、プロテア
ーゼが発現及び分泌されていることを示した。pGRG
lとpGRG3の場合と同様に、それらプロテアーゼは
、ペプスクチン阻害で確かめられたように、カルボキシ
ルプロテアーゼのアスパラギン酸ファミリーに属してい
る。重要なことは、これらの結果により、繊維状菌類の
中で、ハイブリットポリペプチドが発現していることが
示されていることである。
実施例 4 ペプスクチン阻害研究 キモシンを含む種々の構築を含む上記ベクターの3個に
ついて、前に述べたようなペプスクチン叩害検定解析を
行った。結果を表■に示す。
表■ ペプスタチンとプレインギュベートした試料は活性が著
しく減少し、トランスフォーマントにより生産されるプ
ロテアーゼが、キモシンがその一員である酸プロテアー
ゼのアスパラギン酸ファミリーに属することを示した。
ウエスクーン解析からのデータと共にこのデータは、生
物学的に活性なキモシンが、pGRG l、pctマG
2、pGRG3、及びpGRG4でトランスフオームし
たΔ。
ニトウランス(A 、 n1dulans )のG19
1により発現及び分泌されることを示している。
実施例■及び実施例IIIにおける異なるベクター構築
物に対して検出されたキモシン活性の程度は、各トラン
スフォーマンヨン・ベクター内に組込まれた種々のング
ナルの認識の程度の差を反映しているのかもしれない。
特別な構築物においては、キモシン活性の変化は菌類ゲ
ノム中に組込まれるベクターのコピー数やもしくは、そ
のような組込みの位置に関係しているようだ。
実施例 5 炭素源研究 1つのベクターpcRc4でΔ、ニドゥランス(A 、
 n1dulans )をトランスフオームし、その後
、先に述べた種々の炭素源について生育させてみた。
この検定結果を表5に示す。
表   V 種々の炭素源により生産されるキモシン活性(μg/m
β) デンプン クルコース フラクトース スクロースpD
JB3  0     0     0     0p
GRG4  3.5    3.5    0.9  
  1.75これらの結果は、明らかに、キモシンが炭
素源とは無関係に分泌されていることを示している。
これは、グルコアミラーゼ・プロモーターの転写制御が
、Δ、ニガー(Δ、 niger )中でのものと違い
、デンプンにより誘導されるのではないことを示してい
る。
実施例 6 ムコール・ミエヘイ(Mucor m1ehei )の
カルボキシル・プロテアーゼの発現と分泌 A、カルボキシルプロテアーゼのゲノムプローブムコー
ル・ミエヘイ(Mucor m1ehei )の酸プロ
テアーゼの部分的−次構造(54)は低い遺伝的冗長性
の領域に対して調査された。187〜191残基(ブタ
のペプシン番号システムを用いた)のtry−try 
−phe −trp −asp 、を選んだ。このアミ
ノ酸に対応するコード配列に相補的なオリゴヌクレオチ
ド 5  ’ −GC(G/A>TCCC八(G/八)AA
 (G/A>TA (G/八)TA−3′を合成しく3
1)、ガンマ−1:32P ) −ATPとT4のポリ
ヌクレオチドキナーゼを用いてラベルした(30)。
B、ムコール・ミエヘイ(Mucor m1ehei 
)のカルホキシル・プロテアーゼのクローニンク゛l、
コー/l、−ミニヘイ(Mucor m1ehei )
  (オランダ370.75.セントシル・プリュー・
ブーア・シメルカルチャーズ(Central Bur
eau VoorSchimmelcultures 
) )由来のケノムDNへを次のように調製した。YM
E培地(3g/pイーストエクストラク)・、3g/、
+2マルトエクストラクト、5g/βペプトン、10g
/βクルコース)中で生育した細胞を遠心により集菌し
、0.5MNaCpにより2度洗って、凍結乾燥した。
さらに細胞膜を細胞に砂を加えて、乳鉢と乳棒でその混
合物をすりつぶすことにより破壊した。生じた粉を、2
5%ショ糖50 mM Tris −HCII]88.
0 )、1.0mMEDTΔを含む溶液に懸濁(乾燥重
量クラム当り]、5mff)した。SDSを最終濃度0
1%となるように加え、そのサスペンションを半分量の
フェノールで1度、半分量のクロロホルムで3度抽出し
た。最終的な木屑を10 m M Tris −DCI
!。
(pt18.0)、1mMEDTAに対シテ、ヨ<透析
した。それからDNAを、酢酸ナトリウム(p115.
5)が0.3 Mの濃度になるように加え、さらに冷エ
タノールの25倍容を加えることにより沈澱させた。こ
のDNA画分を製造業者の指示に従って種々の制限エン
トヌクレアーセで消化し、ザウザーン法を用いて、先に
述べられたプローブの配列と相補的な配列に対して分析
した。およそ2,5kb(キロベース)の正のハイブリ
ダイズバンドを11indlTI消化1) N A中に
同定した。)lindlll消化ゲノムDNAをポリア
クリルアミドゲル電気泳動により分離し、2.0〜3.
(lkbのDNAを含むゲルフラグメントを先に述べた
ように電気流出した。ムコール・ミエヘイ(Mucor
 m1ehei )の酸プロテアーゼ遺伝子に対応する
配列に富んでいると考えられろこの電気流出DNAをエ
タノール沈澱した。クローニング・ベクターpBR32
2(ATCC37017)を旧ndlJJで消化し、バ
クテリア・アルカリ・ホスファターセで脱リン酸した。
典型的には10μp反応液中、1.0mgのベクターと
100mgの大きさのそろったDNAを、ATPとT4
DNA IJガーセの存在下で結合した。その反応物は
、カルンウム・ンヨック操作(30)により、大腸菌(
E、coli) 294にトランスフオームした。約2
、OXl、04のアンピンリン耐性コロニーヲ得り。
これらのおよそ98%が、テトラザイクリンを含む培地
中で生育てきないことによって示されるように、クロー
ン化挿入物を含んでいる。これらのコロニーについて、
DNAプローブの配列と相補的な配列の存否を標準的な
コロニー・ハイブリダイゼーション操作により検定した
。プラスミドpMe 5 ′mucを含む、正のハイブ
リダイズしたコロニーは、予想される2、5kbの大き
さのtl i n d“■挿入物を含むことが分った。
このフラグメントの末端をM13シークエンシング・ベ
クターにザックローンしく33)、その配列をグイデオ
キシ・チェーン・クーミ不−ンヨン法により決定した。
1つの末端は、酸プロテアーゼ遺伝子の、既知アミン末
端アミノ酸配列に対応する配列を含んでいた。
隣接する3′領域をよりC末端側のコード配列を得るた
めに配列決定した。その配列決定の戦略は図10に示し
である。このように、そのタンパク質の成熟型に対する
全てのコード配列が得られた。
そのフラグメントの5′末端は成熟型アミン末端に対応
するコドンの112bp (塩基対)上流に生ずること
が分った。この」−流領域は読み枠に合った開始コドン
を含まないのでプロペプチドの一部となると考えられる
。5′側の翻訳されない配列同様、開始コドンを含むD
NAを得るためにより5′側のクローンを次のようにし
て単離した。
pMe5 ′CRa tlind In挿入物の旧nd
 III −Cla I 813bp5′側ザブフラグ
メントを単離し、ニックトランスレーション法によりラ
ベル化した(30)。
このラベル化フラグメントをザウザーン法によりCla
 I消化したムコール・ミエヘイ(Mucor m1e
hei)ゲノムDNAをつり上げるのに用いた。この実
験でおよそ1300bpの分子量に対応するハイブリダ
イゼーションの単一バントがgBHされた。このザイズ
の大きさのそろったDNAを単離し、C1aIで消化し
、脱リン酸化したpBR322に、上述の方法でクロー
ン化した。
およそ9000のアンピシリン耐性コロニーを得た。そ
れらの約90%はテトラザイクリン含有培地で生育でき
ないことで示されるようなりローン化挿入物を含んでい
た。これらのコロニーに対し、ニックトランスレートし
たプローブのものに相補的な配列の存否について標準的
コロニー・ハイフリダイセーンヨン操作により検定した
。プラスミドpMe  2を含む正のハイフリダイスを
するコロニーは期待されるように1,3kbのC1a 
 I挿入物を含んでいることが分った。このフラグメン
トの末端の配列決定が、1つの末端はpMe 5 ’C
la中の旧ndllIフラグメントのCla  1部位
近傍の配列に対応しており、図10に示されるフラグメ
ントの配向をとっていたことを示した。さらに、C1a
  Iフラグメントの配列決定が開始コドンと5′側の
非翻訳配列を明らかにした。全コード配列と、5′側及
び3′側のフランキング配列を図10に示した。その誘
導した一次構造と、直接的にアミノ酸の配列決定により
決定したものとの比較で、ムコ−/l/ (Mucor
 )タンパク質は69残基のアミノ酸が延長している前
駆体として作られることが分った。一般にリーター配列
中に存在する構造特性に基ついて、−21から−1の残
基がリーク−ペプチドを包含し、21から69の残基が
、キモシン及びペプシンを含む他の酸プロテアーゼのザ
イモゲン型中にみられるものと同類のプロペプチドを包
含しているらしい。(55) C,ムコール・ミエヘイ(Mucor m1ehei 
)のカルボキシル・プロテアーゼの発現及び分泌ベクタ
ームコール・ミエヘイ(Mucor m1ehei )
のカルボキシル・プロプアーゼを発現し、分泌するため
のベクターは、コード配列、5′側フランキング配列(
プロモーター)、及び3′側フランキング配列(ターミ
ネークー及びポリアデニレーション部位)を含む全ての
本来のムコール・ミエヘイ(Mucor m1ehei
 )酸プロテアーゼ転写ユニットを含んでいる。
このベクターを作るための全戦略は図12に示シタ。ア
スペルギラス・ニドゥランス (Aspergillus n1dulans )のト
ランスフォーメーシ−3ンーベクターpDJB1をCl
a  IとBcoR1で消化し、より大きいベクターフ
ラグメント(フラグメントI)を単離した。プラスミド
pMe  5 ′ClaをEcoR1とCla  Iで
消化し、フラグメント2を単離した。このフォーマント
は約500bpの5′側フランキング配列とともに、酸
プロテアーゼの5′側コドンを含んでいる。フラグメン
ト1と2を連結し、大腸菌(B、coli) 294を
トランスフォーA Lだ。プラスミドpMe J Bi
ntを含むアンピシリン耐性コロニーを単離した。この
プラスミドをCla  Tで消化し、自己連結を防ぐた
於に、バクテリア・アリカリ・オスファクー士で処理し
、フォーマント3と命名した。プラスミドpMe  2
をCla  Iで消化し、より小さいフラグメント(フ
ラグメント4)を単離した。このフラグメントはムコー
ル・ミエヘイ(lJucor m1ehei )の酸プ
ロテアーゼの3′側コドンと、約1800pbの3′側
フランキング配列を含んでいる。フラグメント3と4を
連結し、大腸菌(E、coli> 294をトランスフ
オームした。プラスミドpMe J 131−7を含む
アンピンリン耐性コロニーを単離した。このベククーラ
、アスペルギラス・ニドゥランス(Aspergill
us n1dulans )にトラフ ニア、 7 オ
ー ムした。
D、アスペルギラス・ニド1クランス(Δspergi
llus旧山+1ans )に上山+1ans・ミニヘ
イ(Mucormiehei  )のカルボキシル・プ
ロテアーゼの発現と分泌 6個のトランスフォーマントのサウザーン・プロプ) 
解析Liアスペルギラス・ニドゥランス(Asperg
illus n1dulans )ゲノム中に、全ムコ
ール・ミエヘイ(Mucor m1ehei )酸プD
 テアーゼ遺伝子が存在することを示した(結果は示し
ていない)。さらに、各トランスフォーマントはウェス
タン・プロット(結果は示していない)と酸プロテアー
ゼ活性の解析を行った。プロテアーゼ検定の結果を表■
に示した。
表   Vl 1           0. OO320、007 40、OO5 50、005 60,012 これらの実験は、ムコール・ミエヘイ(M u c o
 rmiebei)のカルボキシル・プロテアーゼに対
する特異的抗体と反応し、ミルクの凝固活性をもつタン
パク質の発現と分泌を示している。そのタンパク質は、
本来のくムコール・ミエヘイ(M u c o rmi
ehci )由来のタンパク質の分子量より、わずかに
大きい、見かけの分子量をもつことが、電気泳動解析に
より分った。これは、アスペルギラス・ニトウランス(
ΔspergilluSnidulans )がこノ/
” IJコプロティンヲ、ムコール・ミエヘイ(Muc
or m1ehci )とは異なるレベルのクリコンル
化を行うことを示しているのかもしれない。アスペルギ
ラス・ニトゥランス(△spcrgillusnidu
lans )由来のムコール・ミエヘイ(Mu c o
 rmicl)ei)酸プロテアーゼは、本来のものと
同様の特異的活性をもっているようであるので、それは
成熟型にまでプロセンング(細胞によってか、又は自己
触媒的に)されているらしい。キモシンやペプチンのよ
うな他の酸プロテアーゼの非プロセンンク型はプロセン
ングをうけて(自己触媒的に)活性を示すザイモゲンで
ある。種々のトランスフォーマントの中での発現のいろ
いろなレベルは、アスペルギラス・ニドゥランス(△s
pergillusnidulans )ゲノム中での
プロテアーゼ遺伝子の位置又はコピー数を反映している
らしい。しかし、生物学的に活性なカルボキンル・プロ
テアーゼの発現及び分泌は、Δ、ニドウランス(Δ、 
n1dulans)がムコール9ミニヘイUucor 
m1ehei )のカルボキンル・ブ丁コテアーセ′の
プロモーター、ングナル及びクーミネーターシグナルを
認識していることを示している。
実施例 7 Δ、アワモリ (A、 av+amori  )及びト
リコデルマ・レエセイ(Trichoderma re
esei ) pyrG栄養要求性変異株からの、pG
RGl−4によってコードされたキモシンの発現と分泌 pcRc 1からpGRG4までのプラスミド(pGR
Gl−4)も、A、アワモリ (Δaν)計or +)
 及iJ )リコデルマ・レエセイ(Trichode
rma reesei )のオルチシン−5′−リン酸
デカルボキンレース(OMPCase)欠失変異株をト
ランスフオームするのに用いた。pGRGl−4プラス
ミドによりコードされているN。
クラッザ(N 、 Crassa)由来のpyr 4遺
伝子は、ウリジンのない条件で、これらOM P Ca
5e変異株ヲ補ない、うまくトランスフォーマントを単
離させた。このようなΔ、アワモIJ (A 、 av
+amori  )及びT、レエセイ (T 、 re
esei )のトランスフオームした変異株はその培地
中に検出可能量の生物学的に活性なキモシンを分泌した
A、pyrG栄養要栄養要求性成 Δ、アワモリ(A、 awamori  )及びT レ
エセイ(T、 reesei )のpyr G栄養要求
性変異体を得るのに用いた方法は、ピリミジン・アナロ
タの5=フルオロ−オロチン酸(FOA)に関する迩択
を含んでいる(56)。FOAが野性株を死滅させる機
構は分っていない。しかし、FOAに対するO M P
 Ca5e−欠失変異株の耐性という見地から、その毒
性が、FOAの5−フルオロ−UMPへの転換を通して
起こるらしい。細胞の死がフッ素化したりボヌクレオチ
ド又はデオキンリボヌクレオチドによるものかどうかは
明らかではない。次に示したのがT、l/Iセイ(T 
、 reesei )とA、ア’7%す(Δ、 awa
mori )のOMPCase−欠失(FOA−耐性)
変異株を単離する方法である。
1、トリコデルマ・レエセイ (Tr ichoder
mareesei ) T レエセイ(T、 reesei )のP37株(N
RRL  15709)の新鮮な胞子サスペンションを
0.01%のトウィーン80を含む滅菌した蒸留水で洗
浄した。この胞子サスペンジョン15ミリリツトル(1
ミリリットル当り1.X107ケの胞子)を滅菌済マグ
ネソクスクーラーロツドとともに滅菌シャ−レ(1,o
OX20mm)の中に入れた。フタ−を取り、暗闇中、
U■赤光源ら25cm離して、その胞子を254%mの
紫外光(LI V )で照射した(1平方センチメート
ル当り、7000マイクロワツト)。胞子を一定にカク
ハンした。
UV照射を3分間続けた(これは70%の胞子を殺すの
に十分な時間である)。照射した胞子を50mp遠心管
中に集め、光回復を防ぐために暗闇中に一時間保存した
。胞子を遠心によりペレフト化し、そのペレットを0.
01%のトウィーン−80を含む200μβの滅菌水に
阿懸濁した。
そのザスペンジョンを希釈し、015%のFOA(フロ
ツグ、ゲインズウ゛イル(Gainsville)、S
CMスペシャルティー、ケミカルズ(Specialt
yChemicals ) )を含むYNB寒天培地(
アミノ酸を除いた0、7%のイーストの窒零塩基、10
mMウリジン、2%寒天)」乙にプレーディンクしたく
56)。37℃、4日間のインキ」ベーンコン後、75
ケのコロニーをI” OAを含む新鮮なYNB培地に選
びとった。75ケのコロニー中62ケが生育し、最小寒
天培地(6g/ RNaNO2,0,52g/ I2 
KcI! 、 1.52g/ β K112PD、  
、  1ml’ β(数量元素溶液、1%グルコース、
0.1%Mgs[]、、20 g/ I2寒天)及び1
 mg/mβのウリジンを加えた最小培地につまようし
て植え込んで、ウリジン栄養要求性を調べた。62ケの
中熱物の全てがウリジン入りの最小寒天培地で生育した
が、そのうち9ケが最小寒天培地のみては生育できなか
った。これら9ケの株を再び、最小培地及びウリジン入
り最小培地に植え込んだ。その株のうちの2つがウリジ
ンを補った。最小寒天培地でのみ生育した。
このうち、′F レエセイ(T 、 reesei )
 pyr G 29と命名したものは、最小」Σり地の
みでは、生育できないがウリジン入りの最小培地ではよ
く生育した。2,7′スペルギラス アワモリΔspe
rgillusawamori  ) (i)A、77モリ (Δ、 awamori  ) 
UVK 143[−株のグリコアミラーセのハイパープ
ロデュザーの生産 A、アワモリ (Δ、 a+vamori  )のNR
RL3112株の胞子は、30℃でポテト・デキス)o
−ス寒天培地(PDΔ、ディフコ社)上で5〜7日間生
育させて得た。プレート表面を滅菌した01%トウィー
ン蒸留水溶液で洗い、しずかに胞子をはがずことにより
胞子を収穫した。胞子を遠心により洗浄し、最終的にl
XlO7から2×108胞子/mβの濃度となるように
同緩衝液に再懸濁した。調製物を4℃で保存した。
胞子2mβを滅菌シャーレに加えた。シャーレのフタを
除いて、胞子を紫外線(UV)ランプ(15ワツト、殺
菌用)にさらした。露光時間及びランプからの距離等の
条件は、胞子が90から99.9%死滅するように調整
した。生存した胞子をPDΔ培地」二にブレーティング
し、個々の独立したコロニーを形成させた。
個々の突然変異させたコロニーからの胞子を、5%コー
ンミール、0.5%イースト・イノストラクト、2%コ
ーン・ステープリカーを含み、p1145に調整後25
 Q+njl!フラスコ中で滅菌した5QmAのスクリ
ーニング培地にイノキュレートした。しかし、炭素源と
して、コーン又はコーン・スクーチを含む、どのような
培地でも同様の結果を与えるであろう。培養を一定にカ
クハンしながら30〜35℃で4〜5日間行った。検定
のため、試料は毎日又は運転の最後を取り出した。
グルコアミラーゼ活性の見積りは無色の基質(ハラ−ニ
トロ−フヱニルーアルファーグルコシド、PNPΔG)
からの色形成基(パラ−ニトロ−フェノール)の放出を
測定して行った。
次の方法を用いた。
基質−180mgPNPACをpf+4.7の0.1M
酢酸ソーダ緩衝液25 []nlにとかし、4℃に保存
しブこ。
検定、基質1mlを40℃のウォーターハスで平衡化す
る。02mI2.の試料(又は希釈試料)を加え、40
℃で30分間インキキュートする。9mβの0. I 
M Na2Co3をカクハンしながら加え、色が出てく
るJ:で室温で15分間放置する。その混合物をワット
マン(Wattman )の42濾紙で濾過し、適当な
分光光度計で420nmの吸収を測定する。すべての変
異株のP N PΔG 1−’ベルを親株により生産さ
れる標べf、値と比較し、親株のPNPΔG加水分解に
対する百分率として報告する。
[JVK143fと命名した1つのグルコアミラーセハ
イパープロデューシンク株を栄養要求突然変異により選
択した。
(11)栄養要求性突然変異 A ア’7%υ (A、avtamari  ) tJ
VK I 431株からの胞子の調整、UV突然変異、
及び変異体解析を次の修正に従い、T、レエセイ(T 
、reesei)と同様に行った。
a、LIV光による70%死滅に25分必要とした。
b、YNB寒天培地の代りに最小培地を用いた。
c、FOΔ濃度を0.1%とした。
15のpyr G変異株がみつかった。この単離物のう
ちの3つを、pyr 4〜5、pyr4−7、pyr4
−8と命名し、トランスフォーメーション実験のために
選択した。
B、Δ、アワモリ (A 、 avtamorl)及び
T、レエセイ(T 、reeSei )のpyr栄養要
求性株のトランスフォーメーンヨン Δ アワモリ(A 、 awamori )及び′■゛
、レエセイ(T 、 reesei )の栄養要求株を
Δ、ニトゥランス(Δ、 n1dulans)に対して
、以前に述べた操作を修正してトランスフォーマントた
。およそ1×108ケの胞子を、2%グルコース、0.
5%イーストイイノトラクトに1mg/mβのウリジン
を補ったイースト・イノストラクト・グルコース(YE
G)培地にイノキュレートした。その培養を37℃ンエ
ーカー中で(20Orpm ) 12−LL 5時間行
った(T、レエセイ(T 、 reesei )は30
℃で行った)。遠心により、ジャームリンクを収穫し、
滅菌したYEC培地で1度洗った。その後、滅菌した2
 0 Qmβプラスデックビン(N、Y、コーニング、
コーニング社製)中で、0.6MKCl。
0.5%ノボザイム(Novozyme) 234 (
デンマーク、ノボ工業(Nova !ndustrie
s ) ) 、0.5%Mg5Oa  ・7I]20.
0.05%仔牛修生アルフミンを含む50%YEG培地
を用い、30℃でインキクベートした。150rpmの
カクハンを30分間行った後、そのプロトプラスト・づ
スペンジョンをさらに1時間上記のようにインキュベー
トし、0.6MKCβで湿らせた滅菌済ミラクロス(カ
リフォルニア、ラジョラ(LaJolla ) 、カル
バイオ・ケム・ベーリング社(Calbiochem 
Behring Corp)製)で濾過した。濾過した
プロトプラストを遠心し、洗浄して、先に述べた各プラ
スミドpGRG1−4でトランスフオームした。A、ア
ワモリ(Δ、 av+amori  )のトランスフォ
ーメーンヨンには次の修正を行った。
1、、 0.6 M KC,i!の代りに0.7MKC
Rを用いた。
2、トランスフォーメーション及び再生培地全浸透圧的
に安定化するため0,6MKCβの代りに1.2Mソル
ビトールを用いた。
CA、ア’7モリ(Δ、 awamori  )及びT
、レエセイ(T、 reesei)  トランスフォー
マントの解析A、  7ワモリ(Δ、alI+amor
i )及びT、レエセイ(T、 reesei )のト
ランスフォーマント双方とも、培養培地中にキモシンポ
リペプチドを分泌した。これは、特異的キモシン抗体と
反応するキモシン・ポリペプチド及び酵素的に活性なキ
モシンということに対して、培養濾液を分析することに
よって決定した(結果は示していない)(ウェスタン・
イムノブロッティング技術及びエンザイム・イムノ・ア
ッセイ)。
実施例 8 アスペルギラス(Δsperg i l lus )種
のarg B栄養要求変異株からの異種ポリペプチドの
発現と分泌。
アスペルギラス(Aspergillus)種のarg
 B栄養要求株からの異種ポリペプチドの発現と分泌も
行った。
この実施例は、A、ニドゥランス(Δ 旧dulans
)由来のarg B遺伝子と、プラスミドp G RG
 1−、−4の異種ポリペプチドをコードするDNA配
列を含むベクターによる、Δ、ニドゥランス(Δ。
n1dulans)及びΔ アワモリ(A. a+・)
amori )のarg B栄養要求株の相補製トラン
スフォーメーンヨンについて述べている。arg B遺
伝子は、オルニチン・トランス力ルハミラーセー(OT
C)をコードしている。
ここで用いた遺伝子マーカー、bi八へ arg B2
 、metG 1を含むΔ ニドゥランス(Δ、 n1
dulans)のarg B栄養要求株は、ボーランド
、ワルンヤワ、アル・ウジヤス゛ドウスキー(A.l、
 11 jasdov7sk i e )400−47
8、ワルシャワ大学遺伝学科、P。
ウニグレンスキー(P、 Weglenski )博士
から人手したものである。Δ、アワモリ(A.aν+a
mori  )arg B変異株は次のように誘導した
A、7スペルギラス・アワモリ(Δspergillu
sawamori )のarg B栄養要求変異株の弔
離Δ、アワモリ (Δ、 av+amori  )のし
JVK 143株の胞子の新鮮なサスペンションを調製
し、95%の胞子が死滅するのに十分な露光時間以外は
、先に述べたものと同様にUV突然変異を行った。
それから胞子を遠心し、滅菌水で洗って、25mβの滅
菌した最小培地に再懸濁した。これらのサスペンション
を激しく曝気しながら37℃ンエーカでインキ、ベート
した。このような条件下で野性型の胞子は出芽し、栄養
増殖マイセリアへと成育していくが、栄養要求株はそう
はならない。培地を3日間、6から8時間毎に滅菌した
ミラクロスで無菌的に濾過した。この段階で、はとんど
の野生型マイセリアを除き、一方出芽しない栄養要求株
はミラクロス・フィルターを通過する(フィルタレーン
ヨン・エンリッチメント)。各濾過ステップにおいて濾
過した胞子を遠心し、新鮮な最小培地に再懸濁した。3
8間の濃縮ののぢ、胞子を希釈し、50m1V4のシト
ルリンを補った最小寒天培地にブレーティングした。そ
のプレートを37℃で2〜311間インキュベートした
。個々のコロニーをこれらのプレートからつまようじで
2つのスクリーニング・プレートに移した。1つのプレ
ートは1.OmMのオルニチンを含む最小寒天培地で、
他方は5[]mMントルリンを含む最小寒天培地である
。これらのスクリーニングプレー1・にコDニーを移す
のは次のような原理による。OTC(arg B遺伝子
産物)はアルギニン生合成経路の中でオルニチンのシト
ルリンへの変換を触媒する。
このように、arg B変異株(OTCを欠いている)
はシトルリンを添加した最小培地では生育するが、オル
ニチンを添加した最小培地では生育できない。
この方法によって、およそ4000個のコロニーをスク
リーニングして、15個のarg B変異株を得た。Δ
、アワモリ(A 、 awamori ) arg B
 3と命名した1つの株は最小培地では全く生育を示さ
ないが、アルギニン又はシトルリンを添加した最小培地
ではよく生育する。○TC活性レベルを決定する検定(
57)は、argB3変異株は、野生株より少なくとも
30倍も少ない○TC活性を生産することを示した。こ
れらのデータに従って、Δ、アワモリ(Δ、 awam
ori ) arg B 3株をトランスフォーメーシ
ョン実験のために選択した。
B、アスペルギラス(Aspergillus )種の
トランスフォーメーションのための、argBに基づく
プロキモシン発現ベクターの構築 この構築において(図15参照)、最初のステップは、
トランスフォーメーション促進配列ANS−1と選択可
能なarg B遺伝子を同じプラスミド上で結合するこ
とである。これを行うために、A ニトウランス〈Δ、
 n1dulans)由来のarg B遺伝子を含むプ
ラスタ)pBB116 (59)をPStIとBam 
HIで消化し、arg B構造遺伝子を含む、目的とす
るフラグメントΔを単離した。プラスミドpDJB2 
(59)をBCOR1とPst 1で消化し、ΔNS−
1配列を含む、目的のフラグメントBを単離した。フラ
グメント△とBを、プラスミドベクターPUC18(3
3)の大きい方のEcoR1−Bam HIフラグメン
トを含むフラグメントCと結合し、三つの部分が連結し
ているプラスミドpΔRG−DJBを作った。
この構築の第2ステツプとして、C1a I部位を含む
合成りNAポリリンカーをpΔRG−DJB中に挿入し
、種々のプロキモシン発現ユニットを含むC1a Iフ
ラグメントの挿入を可能にした。プラスミドpAR(、
DJBをBamHIで消化し、さらにバクテリア・アル
カリ・ホスファターゼで脱リン酸した。指示された合成
りNAポリリンカーをT4ポリヌクレオチドキナーゼで
リン酸化し、切断したp A RG −、−D J B
と連結してpcJl、61−を生成した。このプラス−
、l−を[Ia rの消化に対して耐性であると分った
ので、まず、Cla I Kg位のメチル化を防ぐため
に、大腸菌(E、 coli )のdam−変異株GM
48をトランスフオームするのに用いた。0M48)ラ
ンスフォーマン)・からのプラスミドの単離してうまく
口a1て切断し、ノ\クチリア・アルカリ・ホスファタ
ーゼで脱リン酸した。
この構築の最終ステップでは、Cla Iで切断したp
cJ16Lベクターを、プラスミドpcRc1〜pGR
G4からの各(’:1a  Iプロキモンン発現フラグ
メントと結合した。生じた4つのブラスミ1−8pCJ
::GR,G1〜pCJ: :GRG4を原栄養株に対
し、A、二Fウランス(Δ n1dulans)及びΔ
、アワモリ(Δ、av+amori )のarg B変
異株をトランスフオームするのに用いた。生じたトラン
スフォーマントをプロキモシンポリペプチトの発現に対
し分析した。
C9A.ニドゥランス(A 、 n1dulans )
及び△。
アワモリ(Δ awamori  )のトランスフォー
マントの分析 pCJ ・ ・GRG 1〜pCJ :  :GRG4
でトランスフオームしたΔ、アワモリ(A、awama
ri  )及びΔ、ニトウランス(A 、 n1dul
ans )から分泌したキモシンポリペプチドをミルク
凝固検定及びエンザイト・イム/“rツセイ及びウェス
タン・イム/フロラティング技術により検出した。各々
の場合(結果は示していない)、トランスフオームした
菌類は、培養培地中に生物学的に活性のあるキモシンを
分泌した。
実施例 9 A、ニドウラyス(A 、 n1dulans)からの
、フミコラ・グリセア(llumicola gris
ea )のグルコアミラーゼの発現と分泌 菌類フミコラ・グリセア(flumicola gri
sea )から、グルコアミラーゼ遺伝子を単離し、タ
ローン化した。それから、この遺伝子をarg B発現
プラスミドpcJ16r−に連結した。生成したベクタ
ー、pCJ:R8HI及びpCJ:R3H2を、フミコ
ラ・グリセア(llumicola grisea )
のグルコアミラーゼを発現、分泌させるべく、argB
欠失A.ニトゥランス(Δ、n1dulans)  (
実施例8)をトランスフオームするのに用いた。
A.フミコラ・グリセア(Humicola gris
ea )のグルコアミラーゼ遺伝子の単離とクローニン
グ。
1、 7ミコラψグリセア□Iumicola gri
sea )のグルコアミラーゼの!’+’r製 正しいH,グリセア(H,grisea)  (ザーモ
イデ7 (thermoidea)の変化物・NRRL
 1.5219)のグルコアミラーゼをΔ、E、スティ
リー社(Δ、 E、 5taley Company)
から人手した。その酵素を、4.6mmX 250mm
のジンクロムパック(SynchromPak ) C
4逆相カラムでのクロマトグラフィーにより、同質なも
のに精製した。最初、カラムを0.05%トリエチルア
ミン及び0.05%トリフルオロ酢酸(溶液Δ)で0.
5mβ/minの流速で平衡化した。グルコアミラーゼ
試料注入後、カラムを溶液Δで2分間洗い、それから、
毎分5%の溶液Bの勾配を40%溶媒Bになるまで流し
た。その後、勾配を分当り0.5%の溶媒Bとなるよう
に変え、グルコアミラーゼはおよそ55%溶媒Bのとき
に流出してきた。この時点で、グルコアミラーゼは、S
DSポリアクリルアミドゲル電気泳動によって均一であ
ると判定された。
2、H,グリセア(J−f、 grisea )のグル
コアミラーゼのアミノ酸配列 精製したH 、グリセア(H,grise )のグルコ
アミラーゼのアミノ末端配列を先に述べた方法で得たく
60)。配列は、次のようである。
八人VDTFINTEKPSAXNSLここに示した、
これら及び他の文字によるペプチド配列は、各文字が次
のアミノ酸に対応するアミノ酸を意味している。
アミノ酸    3文字記弓・  1文字記号さらに付
加的アミノ酸配列決定を行うた必のペプチドフラグメン
トを得るために、精製したクルコアミラーセ(1mg/
mβ)を、108℃で2時間、2%酢酸により消化した
。その物質を直接、上記のように平衡化したジンクロム
バク’) (Synchrom−pak)C4カラム(
4,8mmX 100mm)に注入した。100%溶媒
Δ(上記参照)で2分間洗った後、そのペプチドを溶媒
Cの直線勾配で流出したく毎分1%)。溶媒Cは、プロ
パツール中、0.05%トリエチルアミンと0.05%
トリフルオロ酢酸を含んでいるものである。この時点で
、三つのペプチドをさらに解析する為に選んだ。ひとつ
のペプチド(CA3)は直接配列決定した。他の2つの
ペプチド(GAIとCA2)の混合物は次のように4.
、8mmx 250mmのジンクロムバク(Synch
−rompak ) C4カラムでさらに精製した。G
AlとCA2の混合物を3倍容の溶媒Δで希釈し、カラ
ムに注入した。2分間洗浄した後、そのペプチドを溶媒
りの直線勾配で流出した(毎分05%)。
溶媒りは35%プロパノ−ルー65%アセトニトリル中
に0.05%トリエチルアミン、005%トリフルオロ
酢酸を含むものである。分離したGAlとCA2は再び
同様な方法で精製され、−L述に従ってアミノ酸の配列
決定がなされた。ペプチドGΔ1、CA2、CA3の配
列は、次のとおりである。
GAI   PI、lN5ITVPIKATGXAVO
YKYIKVXQLGA2   AAVRPLINPE
KPIAWNXLK八NIGPNG八3  1NTIE
KへIAWNKLへANIGPNGKAAPGAAAG
VVI八5PSRTD3、 合成オリゴヌクレオチドプ
ローブH,グリセア(ト10grisca)のクルコア
 ミラーゼ遺伝子をコードするゲノ1. D N Aは
、次のようにクローン化した。48ケのオリゴヌクレオ
チドの合成混合物を、グルコアミラーゼ遺伝子を検出す
るハイブリダイゼーション・プローブとして用いた。オ
リゴヌクレオチドの長さは17塩基(17量体)で、H
,グリセア(H、grisea )のグルコアミラーゼ
由来の6ケのアミノ酸〈上記、G△1ペプチドのアンダ
ーラインの個所)の配列に対応している。
Gln Tyr Lys Tyr lle Lys5 
 ’ CAA  TAT へAへ TAT  ATT 
 AA   3  ’CGCC 48ケのオリゴヌクレオチドの混合物は6ケのブールで
、その各々が8ケの異なる合成17量体を含むよう合成
した。
ブール1 : 5 ′CAATATAAATATATT
AA 3 ′  CG ブール   CG ブー/しへ人 : 5  ′CA八TへTへAATAT
ATCAA  3  ’  CG ブール   CG ブール へへへ G ブール   CG オリゴヌクレオチドは、製造業者により指定された試薬
と方法に従い、バイオザーチ社製自動DNA合成機(C
A,ザン・ラフアニル、パイオサ−チ社)。
4゜正しいオリゴヌクレオチド・プローブの選択1−(
、グリセア(i−1、grisea )由来のゲノl、
 D NAを、サウザーン法により(30)、グルコ“
rミラーゼ配列の存否について分析した。手短かに、1
−i 、グリセア(H,grisea) DNAをBa
m HI制限エンドヌクレアーゼで消化した。この消化
したI) NAの6画分(各プローブ・プール当り1ケ
)を、1%アガローズ・ゲル電気泳動により、サイズ別
に分画した。先に述べた方法で、そのDNAをニトロセ
ルロースにプロッティングしたあと、そのD N Aは
、80’jで真空オーブン中、ニトロセルロース−Lに
固定した。そのフィルターを、Ram l(I消化DN
Aの6画分に従って6片に切り、各小片を18時開、合
成オリゴヌクレ引チトプローブのプールの1つと低塩濃
度で)\イブリダイズさせた(2.40)。(そのプロ
ーブは、以前に述べたように、ガンマ(32plΔTP
とT4ポリヌクレオチドキナ−士を用いて放射性ラベル
しである。)ハイブリダイゼーション後、そのフィルク
ーを2xssc、0.1%SDSを用い、37℃で15
分間洗い、さらに同温度で2XSSCを用いて2度洗っ
た。フィルターを空気乾燥し、ザランラップで包み、そ
して、コダック(Kodak )のX Omat−AR
X線フィルムにかけて、オートラジオグラフ像を得た。
オートラジオグラフの現像後、3.7kbのBam H
Tフラグメントに対応するかすかなハンドが、プール3
でハイブリダイズした小片に見ることができた。
ハイブリダイゼーション・シグナルを改善するために、
8ケの個々のオリゴヌクレオチドとして、プール3を再
合成した。8ケの各オリゴヌクレオチドをプローブとし
て、ザウザーン・ハイブリダイゼーション実験をくり返
した。それらの17量体プローフのうぢの1つがH,グ
リセア(HgriSea)のゲノムDN△の3.7 k
bBam HIフラグメントとハイブリダイズすること
が分った。そのオリゴヌクレオチドの配夕IJIま5′
C八GTAC八八GTATATC八八である。この17
量体はH、グリセア(It、 gr 1sea)のクル
コアミラーセ遺伝子のクローニングのためのハイブリダ
イゼーション・プローブとして用いブこ。
5グルコアミラ一ゼ遺伝子配列のクローニング1−(、
グリセア(l(、gTisea )のゲノムDNΔをB
am )−i Iで消化し、標準法(30)従ってポリ
アクリルアミド・ゲル電気泳動によりサイズ別に分画し
た。2から/4kbまでの大きさのDNAフラグメント
を切り出しケ“ルから流出させた。このDNA画分を大
腸菌(E、 coli )クローニング・ベクターpB
R322(ΔRCC37017)中にクローン・ライブ
ラリーを作るのに用いた。そのクローニング・ベクター
をBan t(Iで消化し、バクテリア・アルカリ・ホ
スファターゼで脱リン酸化した。そのホスファターゼを
フェノール−クロロホルム(] : lv/v )で抽
出し除去した。Bam )i Tで切断し、大きさの決
ったI(、グリセア(H。
grisea) DNAを、Bam HIで切断し、脱
リン酸化したpBR322に連結した。このように連結
したDNAを、モリソン(Morrison)  (4
1)の方法により調製した大腸菌(E、coli) 2
94 (ΔTCC31446)のコンペテント細胞をト
ランスフオームするのに用いた。トランスフォーマント
を50量g/mj!の濃度でカルベネシリンを含むL 
B寒天プレー) (30)で選択した。グルコアミラー
セ遺伝子配列をもつトランスフォーマントは、プローブ
として特異的17量体く」−述)を使うことにより、コ
ロニー・ハイブリダイゼーション法(30)により同定
した。ハイブリダイズしたコロニーは精製され、その各
々から、アルカリ−8DSミニスクリ一ン操作(30)
によってプラスミドを単離した。このようにして選び出
されたブラスミl=は、全て、グルコアミラーゼ特異的
17量体プローブにハイブリダイズする3、7kbのB
amHIフラグメントを含んでいた。p RS H1と
命名したその1つのプラスミドが次の解析のだ約に選ば
れた。
pR8)(Iからの600bpの5an3Aフラグメン
トをハタラジオファージM13mp(33)にサブクロ
ーンし、部分的にグイデオキン・ヂエーン・ターミネー
ション法により配列決定を行って、そのクローン化した
DNAが、グルコアミラーゼ遺伝子をコードしているこ
とを確かめた。pR8Hl中に含まれる3、7kbのB
am f−i 17ラクメントの制限エントヌクレアー
セ切断地図を図16に示した。pBR’322中、既知
の制限部位に対するDNΔフラグメントの配向に、1ケ
所及び2ケ所の制限消化が生ずる(44)。我々が得た
DNAの配列データと、制限地図に基つき、り゛ルコア
ミラーゼ遺伝子の全コード配列が、p RS Hl中の
3.7kbのBam l−11フラグメント内に含まれ
る確率が高いことが分った。
B フミコラ・グリセア(1−1umicola、 g
risea )のグルコアミラーゼ遺伝子を含むarg
 Bベクターの構築 p RS H1からの3.7kb  flam HIフ
ラグメントを、選択可能な、Δ、ニドゥランス(△。
n1dulans>由来のarg B遺伝子を含むpc
Jl、6■−中にクローン化した(面配向を含んで)(
図17)。生じたベクター、pcJiR3l(1及びp
CJ 1R3H2をarg欠失Δ、ニトゥランス(A.
n1clulans)をトランスフオームするのに用い
た。
CH,グリセア(1−1,grisea )のグルコア
ミラーセの発現と分泌 原栄養トランスフォーマントを精製し、単一の炭素源と
してデンプンを含んだ最小培地にイノキュレートした(
この培地は、p++を50に調整したこと以外は、キモ
ンンの生産の際に述べたものと同一のものである)。培
養濾液について、I−1,グリセア(f(、grisc
a )のグルコアミラーセ活性の検定を行った。図18
は、pcJjR8H1でトランスフオームしたΔ、ニド
ウランス(Δ。
n1tlulans )によるI」 グリセア(H、g
risea )のクルコアミラーセの細胞外生産を示し
ている。ネガティブ・コントロールとしては、トランス
フオームしていないarg B欠失Δ、ニドウランス(
A.n1dulans )を用いた。
先に特に好ましい具体例を記述したが、本発明がそれに
制限されるものではないことは理解されよう。この分野
に精通した人に七っては、公開された具体例に対して、
種々の修正がなされるであろうし、そのような修正が本
発明の範囲を逸脱するものではないことは明らかであろ
う。
次の文献目録中にまとめられ、そして各々、先のテキス
ト中にカッコ付数字で示した参照資料を参考のため組み
入れた。
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【図面の簡単な説明】
第1図はpGal及びpGa5にアスペルギラス・ニガ
ー(Δspergillus niger)のグルコア
ミラーゼを挿入した制限地図である。 第2図はpD J B −gam −]の構成を示す。 第3図はml)19GAPRの構成を示す。 第4.5.6及び7図はpGRGl、pGRG2、pG
RG3及びpGRG4の構成を示す。 第8図はILI)19GAPRからmp 19GAPR
△C1〜C4を発生させるために用いた戦略を示す。 第9図はpcR160の構成を示す。 第10図は5′及び3′7−77キング(f Iank
ing)配列を含むムコール・ミエヘイ(Mucor 
m1ehei )カルボキシル・プロテアーゼ遺伝子の
部分的な制限地図である。 第11図Δ、B及びCは完全なコード配列及び5′及び
3′フランキング配列を含むムコール・ミxヘイ(Mu
cor mjehei )カルボキシル◆プロテアーゼ
のDNA配列である。 第12図はpMeJB−7の構成を示す。 第13図へ及びBは部分的なヌクレオチド及びANS−
1の制限地図である。 第14図はpDJB−3の構成を示す。 第15図はプラスミドpCJ:GRGI〜pCJ:GR
G4の構成を示す。 第16図はpR3H1からの3.7 kb  Ram 
HIフラグメントの制限エンドヌクレアーゼ***地図で
ある。 第17図はpCJ:R3HI及びpCJ:R3H2の構
成を示す。 第18図はA.ニドゥランス(Δ、 n1dulans
)からのH、グリセア()(、grisea )グルコ
アミラーゼの発現を示す。 八LO ・h 発、 )鉢 へ −←  づ<   LDo   t−t←  Oくcf
−I     (D←    P−1←    2口〇
    −〇>〇  −υ  慴<   −t−s< 
  ct。 1←     口υ    Ilj←    0(鈎○
なE  諾ゴ  2g  に8 おご 幻○  ■←  鈎O−O飄← xOぶHト一く    幻←    +C>υE−1Ω
バー    −ト    メ0   −01’)C1s
−+o     ス←    唖ト    コ←々〉 
 巳試 ;呂  t8 二じ 幻〇     −c)cl:○    コロ    0
0工ご  :試  :〉  二じ 公に 二と  フ巳  !5 旨 巳

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)異種ポリペプチドをコードするDNA配列で、繊
    維状菌類中で発現することができ、かつ該異種ポリペプ
    チドの分泌をうながすことができるDNA配列。
  2. (2)異種ポリペプチドをコードするDNA配列及びそ
    れと機能的に結合するシグナル配列を含有する、繊維状
    菌類にトランスフォームするためのベクターで、該シグ
    ナル配列が該繊維状カビの分泌系で機能的であるベクタ
    ー。
  3. (3)上記シグナル配列が上記異種ポリペプチドに対し
    て天然のものである特許請求の範囲第2項記載のベクタ
    ー。
  4. (4)上記天然のシグナル配列及び上記ヘテロ配列が(
    イ)仔牛のプリプロキモシン、(ロ)ムコール・ミエヘ
    イ(Mucor miehei)のプリプロカルボキシ
    ル・プロテアーゼ及び(ハ)A.ニガー(A.nige
    r)のプリプログルコアミラーゼ、をコードするDNA
    配列からなるグループから選択したものである特許請求
    の範囲第3項記載のベクター。
  5. (5)上記シグナル配列が上記異種ポリペプチドに対し
    、外来のものである特許請求の範囲第2項記載のベクタ
    ー。
  6. (6)上記外来のシグナル配列が、(イ)仔牛のプリプ
    ロキモシン、(ロ)A.ニガー(A.niger)のグ
    ルコアミラーゼ、及び(ハ)ムコール・ミエヘイ(Mu
    cor miehei)のカルボキシル・プロテアーゼ
    、のシグナル配列をコードするDNA配列を含むグルー
    プから選択したものである特許請求の範囲第5項記載の
    ベクター。
  7. (7)前記シグナル配列をコードする前記DNA配列に
    機能的に結合する転写及び翻訳制御配列を含む前記繊維
    状菌類により機能的に認識されるプロモーター配列をコ
    ードするDNA配列をさらに含む特許請求の範囲第2項
    記載のベクター。
  8. (8)上記プロモーター配列をコードする上記DNA配
    列が、(イ)A.ニガー(A.niger)のグルコア
    ミラーゼ及びムコール・ミエヘイ(Mucor mie
    hei)のカルボキシル・プロテアーゼのプロモーター
    配列をコードするDNA配列からなるグループから選択
    したものである特許請求の範囲第7項記載のベクター。
  9. (9)前記異種ポリペプチドをコードする前記DNA配
    列に機能的に結合した、機能性ポリアデニレーション配
    列をコードするDNA配列をさらに含む特許請求の範囲
    第2項記載のベクター。
  10. (10)上記ポリアデニレーション配列が、A.ニガー
    (A.niger)のグルコアミラーゼ又はムコール・
    ミエヘイ(Mucor miehei)のプロテアーゼ
    のポリアデニレーション配列をコードするDNA配列か
    らなるグループから選択したものである特許請求の範囲
    第9項記載のベクター。
  11. (11)前記繊維状菌類中で発現可能な分泌特性をコー
    ドするDNA配列をさらに含む特許請求の範囲第2項記
    載のベクター。
  12. (12)上記分泌特性が、(イ)N.クラーサ・ピル4
    (N.crassa pyr4)(ロ)A.ニドゥラン
    ス(A.nidulans)のアセトアミダーゼ、(ハ
    )A.ニドゥランス・アルグB(A.nidulans
     argB)及び(ニ)A.ニドゥランス・トリプC(
    A.nidulans trpC)をコードするDNA
    配列からなるグループから選択したものである特許請求
    の範囲第11項記載のベクター。
  13. (13)前記繊維状菌類中への前記ベクターのトランス
    フォーメーション効率を増加させ得るDNA配列をさら
    に含む特許請求の範囲第2項記載のベクター。
  14. (14)菌類へのトランスフォーメーション効率の増加
    のための上記DNA配列がANS−1である特許請求の
    範囲第13項記載のベクター。
  15. (15)前記の分泌される異種ポリペプチドが酵素であ
    る特許請求の範囲第2項記載のベクター。
  16. (16)上記酵素が(イ)キモシン、(ロ)プロキモシ
    ン、(ハ)プリプロキモシン、(ニ)A.ニガー(A.
    niger)のグルコアミラーゼ、(ホ)フミコーラ・
    グリセア(Humicola grisea)のグルコ
    アミラーゼ、及び(ヘ)ムコール・ミエヘイ(Muco
    r miehei)のカルボキシル・プロテアーゼから
    なるグループから選択したものである特許請求の範囲第
    15項記載のベクター。
  17. (17)前記の分泌される異種ポリペプチドがホ乳類の
    ポリペプチドである特許請求の範囲第2項記載のベクタ
    ー。
  18. (18)前記の分泌される異種ポリペプチドが生化学的
    に活性をもつものである特許請求の範囲第2項記載のベ
    クター。
  19. (19)特許請求の範囲第1項記載のDNA配列を含む
    繊維状菌類。
  20. (20)異種ポリペプチドを発現及び分泌することがで
    きる繊維状菌類。
  21. (21)上記繊維状菌類が(イ)アスペルジラス(As
    pergillus)種、(ロ)トリコデルマ(Tri
    choderma)種、及び(ハ)ムコール(Muco
    r)種を含むグループから選択したものである特許請求
    の範囲第20項記載の繊維状菌類。
  22. (22)上記繊維状菌類がA.ニドゥランス(A.ni
    dulans)、A.アワモリ(A.awamori)
    、又はムコール(Mucor)種である特許請求の範囲
    第20項の繊維状菌類。
  23. (23)上記異種ポリペプチドが、(イ)キモシン、(
    ロ)プロキモシン、(ハ)プリプロキモシン、(ニ)A
    .ニガー(A.niger)のグルコアミラーゼ、(ホ
    )フミコラ・グリセア(Humicola grise
    a)のグルコアミラーゼ、及び(ヘ)ムコール・ミエヘ
    イ(Mucor miehei)のカルボキシル・プロ
    テアーゼからなるグループから選択した酵素である特許
    請求の範囲第20項記載の繊維状菌類。
  24. (24)上記の分泌する異種ポリペプチドがホ乳類のポ
    リペプチドである特許請求の範囲第20項記載の繊維状
    菌類。
  25. (25)(イ)異種ポリペプチドを発現し、該繊維状菌
    類から該異種ポリペプチドの分泌をうながすことができ
    るDNA配列を含むベクターを繊維状菌類にトランスフ
    ォームすること、及び(ロ)該異種ポリペプチドを発現
    及び分泌すること、を含む異種ポリペプチドの製造方法
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