JPS63291586A - 変異型エクオリン遺伝子 - Google Patents

変異型エクオリン遺伝子

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JPS63291586A
JPS63291586A JP12637487A JP12637487A JPS63291586A JP S63291586 A JPS63291586 A JP S63291586A JP 12637487 A JP12637487 A JP 12637487A JP 12637487 A JP12637487 A JP 12637487A JP S63291586 A JPS63291586 A JP S63291586A
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
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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】 〔技術の分野〕 本発明は、変異型エクオリン遺伝子ならびに変異型エク
オリン蛋白の製造法に関する。
更に詳しくは、合成オリゴヌクレオチドを用いた11!
基特異的変異法により作成した変異エクオリン遺伝子と
これを用いた上記蛋白の製造法に関するものであり、エ
クオリン分子中の2つ以上のシスティン残基をセリン残
基へ変換した遺伝子に係る。
〔従来の技術とその問題点〕
天然に存在するエクオリンは、海洋に生息する発光オワ
ンクラゲから分離、精製して得られるいわゆる発光蛋白
であり、高い利用価値を持った生体微量活性物質として
知られている。すなわち、エクオリンはCa2・、 S
r2・等の金属イオンで発光することから、微量のCa
2・(10−9M)の検出試薬として利用され、特に細
胞間のCa2・の測定には、有効であることが認められ
ている。しかし、その生産量は極めて少なく、研究用試
薬としてすら不足している状態である。
そこで先づ我々は、発光オワンクラゲより、cDNA遺
伝子を分離同定し、pAQ440と名付けた(特開昭8
1−135586号)、さらに組換えIINA技術を用
いて大腸菌内でエクオリンを産生せしめることにも成功
しく特願昭60−280259号)、このエクオリン蛋
白を用いてCa2・等の金属イオンの検出に利用できる
ことも示した(特願昭61−103849号)。
また、その発光のメカニズムに関して1部位特異的変異
法により、その構造と機能の解析も行って来た(特願昭
81−245108.81−245109 ) 。
しかし、エクオリンの再生過程すなわち、アポエクオリ
ン、基質セレンテラジン、分子状酸素、2−メルカプト
エタノールの存在で、カルシュラムによる発光回部なエ
クオリンが再構成されるが、この過程で還元剤である2
−メルカプトエタノールが高濃度に必要であることが知
られている。
2−メルカプトエタノールが何故必要なのかは不明であ
るが、エクオリン蛋白(アポエクオリン)の−5−S−
結合を一9H,H3−に変換する可能性が示唆される。
そこで1組換えDNAの技術を用いてエクオリン再生時
に還元剤である2−メルカプトエタノールの存在を必要
としない、変異エクオリン蛋白を製造することは非常に
意味がありそれはエクオリンの再生メカニズムの解明に
つながり、さらには蛋白工学的に意義の深いことであり
、該理解は学術、産業的にも利用価値がある。
工・フォリン蛋白に係る以上の技術的事情にかんがみ、
本発明者らは組換えON^技術を用い、天然型エクオリ
ン遺伝子(PAQ440)の変異体を作成し、この遺伝
子を利用して大腸菌内で変異型エクオリン遺伝子を産生
せしめることに成功した。
そして、2−メルカプトエタノールの存在を必要とする
ことなく、エクオリンへの可成が可能であるアポエクオ
リンを、後述の本発明に係る変異型ン残基となりうる塩
基配列、 TGOのa@Cに変換し、セリン残基に変換
を行い、アポエクオリン分子内よりシスティン残基を除
去をすることにより得ることができた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、下記(1)の構成を有する。
(1)エクオリン遺伝子pAQ440の下記塩基配列に
おいて、 GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
GGGGGGGGAATGCAATTCATCTTTG
CATCAAAGAATTACATCAAATCTCT
AGTTGATCAACTAAATTGTCTCGAC
AACAACAAGCAAACATGACAAGCAA
ACAATACTCAGTCAAGCTTACATCA
GACTTCGACAACCCAAGATGGATTG
GACGACACAAGCATATGTTCAATTT
CCTTGATGTCAACCACAATGGAAAA
ATCTCTCTTGACGAGATGGTCTACA
AGGCATCTGATATTGTCATCAATAA
CCTTGGAGCAACACCTGAGCAAGCC
AAACGACACAAAGATGCTGTAGAAG
CCTTCTTCGGAGGAGCTGGAATGAA
ATATGGTGTGGAAACTGATTGGCCT
GCATATATTGAAGGATGGAAAAAAT
TGGCTACTGATGAATTGGAGAAATA
CGCCAAAAACGAACCAACGCTCATC
CGTATATGGGGTGATGCTTTGTTTG
ATATCGTTGACAAAGATCAAAATGG
AGCCATTACACTGGATGAATGGAAA
GCATACACCAAAGCTGCTGGTATCA
TCCAATCATCAGAAGATTGCGAGGA
AACATTCAGAGTGTGCGATATTGAT
GAAAGTGGACAACTCGATGTTGATG
AGATGACAAGACAACATTTAGGATT
TTGGTACACCATGGATCCTGCTTGC
GAAAAGCTCTACGGTGGAGCTGTCC
CCTAAGAAGCTCTACGGTGGTGATG
CACCCTAGGAAGATGATGTGATTTT
GAATAAAACACTGATGAATTCAATC
AAAATTTTCCAAATTTTTGAACGAT
TTCAATCGTTTGTGTTGATTTTTGT
AATTAGGAACAGATTAAATCGAATG
ATTAGTTGTTTTTTTAATCAACAGA
ACTTACAAATCGAAAAAGTAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
AAAAAAAA(ア)〜(ニ)に示すいづれかの塩基
が所定の他の塩基に変換されてなる変異遺伝子。
(7)569番目の塩基GをCに、590番目の塩基G
をCに変換した変異遺伝子。
(4)590番目の塩基GをCに、674番目の塩基q
をCに変換した変異遺伝子。
(ハ)674番目の塩基GをCに、569番目の塩基G
をCに、変換した変異遺伝子、もしくは(=)569番
目の塩基GをCに1.590番目の塩基GをCに、67
4番目の塩基GをCに変換した変異遺伝子。
本発明の変異型遺伝子は、添付図に示すような工程によ
って製造できる0本発明の方法では、合成オリゴヌクレ
オチドを用い、塩基特異的変異法によりエクオリン遺伝
子へ後述する変異を導入した。該変異法としては、限定
されないが例えば、ギ’r−/ブーデュプレックス法(
Morinaga et al。
Bio/Techonology J2 63B−83
9(1984))を採用できる。同法は、例えば後述の
表1に示すように、変異源として合成オリゴヌクレオチ
ドを用いる。
か−る合成オリゴヌクレオチドは市販の自動DNA合成
装置を用いて合成でき、精製は好ましくは高速液体クロ
マトグラフィーを用いて行う、精製品は、公知方法で末
端リン酸化を行い、プラスミド作成のためのプライマー
とする。
他方、図に示すプラスミド PAQ440の…R1−…
dmフラグメントとAat IIフラグメントを用い、
Aat IIフラグメントについては、公知方法で脱リ
ン酸化処理する。
以上のようにして得られたpAQ440に基づく二つの
フラグメントを前述の末端リン酸化されたプライマーと
共に、例えば、三段階の処理(所定温度、所定時間処理
)を行って、アニーリングを行う、該段階とは、例えば
(100℃、5分)、(30℃、30分)および(4℃
、30分)のような順序からなる組合せである。
次に、得られた変異pAQ遺伝子を用いて次のようにj
、coliへのトランスフォーメーションを行う、すな
わち、例えば上述のようにして得られたdXTP(X=
G、A、T、C)とKIenow7ラグメント(大腸菌
ポリメレース)とをT4−リガーゼの存在下に反応させ
、二重鎖を作成する。かくして生成したプラスミドニ重
鎖を公知方法によって、j、coliにトランスフォー
メーションを行う、そして上述のそれぞれの変異源プラ
イマーをプローグとして変異体プラスミド(pA944
0の変異体)をコロニーハイブリダイゼーションにより
スクリーニングを行う。
変異体の確認法としては限定されないが、例えば(Ha
ttori  et  al、  Anal、  Bi
ochem、  152 232−238.1988+
7)dideoxt法により、塩基配列を決定し、変異
塩基の検出を行う、この方法で得られた。lカ所変異を
有する変異プラスミドを用いて上述の操作をくり返すこ
とにより、2カ所、及び3カ所変異を有する変異プラス
ミドを作成した。
次に、本発明では、上述の変異エクオリン遺伝子を用い
てエクオリン蛋白の大腸菌内での産生を行う。
すなわち、そのI!i要としては、変異pAQ440遺
伝子の…dm−…旧のcDにAフラグメント断片をla
cのプロモーターを有するプラスミドpucs−2ノ)
Iindm −EcoR1部分ニクローニングを行い得
られたプラスミドを大腸菌例えばHBIOI(0121
QiQ)株にトランスホーメーションし、この大腸菌と
発現誘導体例えばIPTGを用いて変異エクオリン蛋白
を大腸菌内で産生させる。
該産生方法ならびに集菌方法は、公知方法に従う、集菌
された菌体は、適当な公知のバッファー液に溶解させ、
公知方法(例えば超音波処理)で菌体を破壊し、遠心処
理して上清を取得し、測定酵素溶液とする。
この溶液に対する発光の測定方法は、該溶液の所定量に
基質(セレンテラジン)と還元剤(2−メルカプトエタ
ノール)の所定量を混合したもの鴬と、2−メルカプト
エタノールを加えない未混合の溶液を、2〜3時間水冷
下に熟成して得られた測定液を光電管測定装置中の反応
セルに移し、さらに該セルに所定量のCaCl2溶液を
注入し、生成する発光を測定する。
測定対象となった本発明の合成オリゴヌクレオチド(プ
ライマー)を後述実施例1の表1に、プライマーのエク
オリン活性を同じく表2に示す。
表1,2により、エクオリン遺伝子の塩基配列を変異す
ることにより、2−メルカプトエタノール未添加におい
てもエクオリンが可成することが明白である。
とくに、3カ所すべてのシスティン残基をセリン残基に
変換したC1+2+35では、はとんど完全に可成され
ることが明らかである。
以下実施例によって本発明を説明する。
〔実施例〕
1)合成オリゴヌクレオチドを用いた塩基特異的変異法
によるエクオリン遺伝子(PAQ440)への変異の導
入(図に示す) 塩基特異的変異法は、Morinagaら(Bio/T
ech−nolog22巻63B−839(1984)
 )のギ’?−/ブーディプレックス法により行った。
すなわち、表1に示すように、変異源として合成オリゴ
ヌクレオチド(プライマーとして)を用いた0合成オリ
ゴヌクレオチドは、  ABI社の自動DNA合成装置
で合成し、高速液体クロマトグラフィーで精製し、T4
−キナーゼで末端リン酸化を行い用いた。プラスミドp
AQ440のEcoRI−HindmフラグメントとA
at IIフラグメントを用い、Aat Uフラグメン
トはアルカリフォスファターゼ処理し脱リン酸化を行っ
た。この2つのフラグメントとプライマーとともに、 
100℃、5m1n処理後、30℃、3m1n、4℃、
 30m1nと放置し、アニーリングを行い、12℃、
12時間テdxTP(X−G、A、〒、C)  とKl
enowフラグメント(大腸菌ボリメレース)と〒4−
リガーゼの存在下、反応させ、二重鎖を作成する。
生成したプラスミド二重鎖を常法によりE、coliに
トランスフォーメーションを行い、それぞれの変異源プ
ライマーをプローブとして変異体プラスミド(pAQ4
40の変異体)をコロニーハイブリタイゼーションによ
りスクリーニングを行い、変異体の確認は、1atto
ri ら(Anal、 Biochem。
152232−238.1988)c7)dideox
7法により、塩基配列を決定し、変異塩基の検出を行っ
た。
2)種々の変異エクオリン遺伝子を用いて大腸菌内での
産生 変異pAQ44G遺伝子のHindm−瞼R夏のcDN
Aフラグメント断片を lacのプロモーターを有する
プラスミドpUc9−2のHindm−瞼R1部分にク
ローニングを行い、大腸菌)18101(D1210i
Q)株にトランスフォーメーションを行い、発現誘導体
IPTOにより大腸菌内で産生させた。
すなわち、変異遺伝子を含むpucs−2プラスミドの
12時間培養菌体の1/100量を50mg/mlのア
ンピシリンを含む10■皇のL−broth培地に添加
後。
37℃で2時間培養し、IPTGを最終濃度1mMにな
るように添加し、さらに37℃で2時間培養後、集菌を
行い、該菌体を5鵬文のM3塩溶液で洗節する。この洗
浄物を10mM EDTAを含む2.5mMの20g)
! Tris−MCIバッファー(PH7,13)に溶
解させた後、超音波処理(60秒)で菌体を破壊し、 
10.00Orpmで10分間遠心分離後、上清を測定
酵素液として用いた。
測定方法は、該酵素溶液1層文に基質セレンテラジン8
ggおよび2−メルカプトエタノール10gJLを添加
あるいは2−メルカプトエタノール10濤交を未添加の
後、氷上で2〜3時間放置し、光電管測定装置中の反応
セル中に移し、さらに205M CaC1z1.5mM
を注入することにより、生成する発光を測定した。
結果を表2に示した。
表1.塩基特異的変異法に用いた合成オリゴヌクレオチ
ド(プライマー)と変異位置 表2.大1yA菌で産生した変異エクオリンの可成(2
−メルカプトエタノールの添加の効果)註、ここで10
0%は3.OX 10−9・光量子7秒C1+23は 
1番目と2番目のシスティンをセリンへと変換した変異
体。
C2+33は 2番目と3番目のシスティンをセリンへ
と変換した変異体。
C3+lSは 3番目と1番目のシスティンをセリンへ
と変換した変異体。
C1+2+33は 1番目と2番目と3番目のシスティ
ンをセリンへと変 換した変異体。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明の実施例に係る塩基特異的変異法を示
す。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エクオリン遺伝子pAQ440の下記塩基配列に
    おいて、 【遺伝子配列があります】 (ア)〜(ニ)に示すいづれかの塩基かつ所定の他の塩
    基に変換されてなる変異遺伝子。 (ア)659番目の塩基Gおよび、590番目の塩基G
    がそれぞれCに変換されている。 (イ)590番目の塩基Gおよび、674番目の塩基G
    がそれぞれCに変換されている。 (ハ)674番目の塩基Gおよび、569番目の塩基G
    がそれぞれCに変換されている、もしくは(ニ)569
    番目の塩基G、590番目の塩基Gおよび、674番目
    の塩基GがそれぞれをCに変換されている。
JP12637487A 1986-10-15 1987-05-23 変異型エクオリン遺伝子 Granted JPS63291586A (ja)

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