JP2003125791A - 酵母プロモーター - Google Patents
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Abstract
スセレビッシュ(Saccharomyces cer
eviceae)などの酵母のコード配列の発現を指令
するヌクレオチド配列に関するものである。既に酵母か
ら数種のこのようなプロモーターが単離されており、酵
母の異種コード配列の発現を指令するのに有用である。 【解決手段】特定のDNAプロモーター配列又はその変
種又は機能性部分を、野生株のサッカロミセスセレビッ
シェ中で通常該配列に隣接するであろうコード配列から
分離された形で与える。
Description
即ち酵母(例えばサッカロミセスセレビッシェ(Sac
charomyces cereviceae))のコ
ード配列の発現を指令するヌクレオチド配列に関する。
ターが単離されており、酵母の異種コード配列(cod
ing sequence)の発現を指令するのに有用
であることが証明されている。本明細書で「異種」と
は、該コード配列はプロモーターの存在する野生型微生
物の中のプロモーターにより発現が指令されるものでは
ないという意味である;普通該コード配列は野生型微生
物には全く存在しないものである。
できる酵母プロモーター及びその断片を見いだし、それ
らは予測できなかった利点を有していた。本発明は、D
NAプロモーター配列SEQ1又はその変種又は機能性
部分を、野生型のサッカロミセスセレビッシェ中で通常
該配列に隣接するであろうコード配列から分離された形
で与える。
モーターを使用すると融合蛋白が産生されるため普通は
好ましくはないが、本発明のプロモーターは、通常隣接
するコード配列の一部分を伴っていてもよい。
れぞれヌクレオチド配列が少し変化したもの及び/又は
長さが短いものであるが、比較されている2つの発現系
のパラメーター(例えば3’制御領域)は同じで、前記
の配列の下流に位置するコード配列の転写を促進する該
配列の能力の少なくとも10%(好ましくは80%、9
0%、95%又は99%)を保持しているものである。
該配列の一部の場合、このような制御活性はその部分の
み(即ち他の5’制御配列はなし)について、又はその
部分の5’又は3’に位置する別の5’制御配列ととも
に測定される。好ましくは「変種」は該配列と80%、
90%、95%又は99%の相同性を有する。
列の最も相同性のある領域と、80%、90%、95
%、99%又は100%の相同性を有する。好ましくは
この部分は少なくとも100ヌクレオチドの長さであ
り、さらに好ましくは少なくとも200、300、40
0、500、1000又は1500ヌクレオチドの長さ
である。「機能性部分」は、複合炭素源(例えばブドウ
糖又はショ糖)の存在下では制御され、このような炭素
源が存在しない場合は、グリセロール又はエタノールの
存在の有無にかかわらず脱抑制されるような該配列の能
力を保持していることが適当である。
1の3’未満に対応し、該部分は3’から5’方向に連
続的に約1.35又は1.40k塩基対まで延長してい
ることが適当であり、ここから先は(本来の環境中で
は)Ala−tRNAGCUの遺伝子のようである。天然
の形ではSEQ1の3’未満はATG開始コドンのすぐ
前にある。
ドンのすぐ上流の379塩基対領域)からなり、随時さ
らに配列の5’部分を含むことが有利である。
そして配列を変更したものは、以後本発明のプロモータ
ーと称する。
ッシェのグリセロール−3−ホスフェートデヒドロゲナ
ーゼのプロモーターであるようである(GuT2、ジー
・エフ・スプレーグとアール・クロナン(Spragu
e,G.F.and Cronan,R)、ジャーナル
・オブ・バクテリオロジー(J.Bact.)第129
巻、1335−1342頁、(1977年))。グリセ
ロール−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼコード領域
は、マウス、ウサギ、そしてショウジョウバエ(Dro
sophila malanogaster)のグリセ
ロール−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼと相同性が
あり、それらに対してそれぞれ64%、60%、そして
56%の相同性がある。グリセロール−3−ホスフェー
トデヒドロゲナーゼはグリセロールをジヒドロキシアセ
トンホスフェートに変換するのに必要な2つの酵素のう
ちの1つである;グリセロールを単一の炭素源として与
えたときは、これらは必須の遺伝子である。SEQ2
は、GUT2のプロモーターの横に位置する5’領域の
一部を示し、SEQ1領域とその上流の123塩基対そ
してATG開始コドンにより構成される。
置し、翻訳開始コドンに関して正しいリーディングフレ
ーム(reading frame)中に存在するよう
に、本発明のプロモーターは制御部位に隣接して、クロ
ーニングベクター又は発現ベクター中に位置していても
よい。開始コドンはベクター上(例えばプロモーターの
すぐ横の3’)で供給してもよいし、又は異種コード配
列の5’末端として挿入してもよい。必要であれば本発
明のプロモーターと開始コドンの間にリンカーを加える
こともできる。3’制御領域も同様にベクター上で供給
するか、又はコード配列とともに挿入することができ
る。転写停止シグナルは、菌類の転写停止とポリアデニ
ル化(polyadenylation)の正しいシグ
ナルを含有する真核細胞遺伝子の3’隣接配列(3’f
lanking sequence)であることが好ま
しい。適当なフランキング配列としては、例えばGUT
2遺伝子のフランキング配列であるか、又は別のもので
もよい。好ましくは停止シグナルはサッカロミセスセレ
ビッシェPGK1又はADH1のものである。本発明の
DNA構成体は、この構成体のクローニングベクター中
へと挿入とクローニングを可能にする合成オリゴヌクレ
オチドリンカーを両端に有する形で与えられることが好
ましい。本発明のプロモーター、DNAコード配列そし
て菌類の転写停止シグナルは、機能的な形で結合され
る。即ちそれらの正常な機能が維持されるように隣接し
て配列される。即ちその並び方は、発現制御配列はコー
ド配列の正しい発現を可能にし、転写停止シグナルは転
写とポリアデニル化の正しい停止を可能にするようなも
のである。これらの配列は、エンドヌクレアーゼの認識
配列を有する合成オリゴヌクレオチドリンカーにより結
合されることが好ましい。
モーターよりなる1つ又は複数のDNA挿入体、目的の
ポリペプチドをコードするDNA配列よりなるプロモー
ターの転写の制御下にあるDNA断片、そして真核細胞
転写停止シグナルを含有するDNA配列を有するハイブ
リッドベクター(hybrid vector)が与え
られる。
リッドプラスミッド又は線状DNAベクターであり、形
質転換される予定の宿主生物により選択される。
DNA断片、そして転写停止シグナルを含有する配列と
は別に、プロモーターの機能(即ち目的のポリペプチド
の発現)には必須ではないか又はそれほど重要ではない
が、例えばハイブリッドプラスミッドで形質転換した細
胞の増殖において重要な役割を果たす追加のDNA配列
を含むハイブリッドプラスミッドに関する。この追加の
DNA配列は、原核細胞及び/又は真核細胞でもよく、
染色体DNA及び/又は染色体外DNA配列を含んでい
てもよい。例えば追加のDNA配列は、プラスミッドD
NA(例えば細菌性又は真各細胞プラスミッドDN
A)、ウイルスDNA及び/又は染色体DNA(例えば
細菌、酵母又は高等真核細胞の染色体DNA)由来でも
(又は、より構成されていても)よい。好適なハイブリ
ッドプラスミッドは、細菌性プラスミッド(特に大腸菌
(Escherichia coli)プラスミッドp
BR322又は関連プラスミッド)、バクテリオファー
ジ、酵母2μプラスミッド、及び/又は酵母染色体DN
A由来の追加のDNA配列を含む。
において、追加のDNA配列は酵母の複製開始点と酵母
の選択的遺伝マーカーを有する。酵母の複製開始点を含
むハイブリッドプラスミッド(例えば自律的に複製する
断片(ars))は、形質転換後に酵母細菌中で染色体
外で維持され、糸状分裂で自律的に複製される。酵母の
2μプラスミッドDNAに相同性のある配列を含むハイ
ブリッドプラスミッドを使用することもできる。これら
のハイブリッドプラスミッドはすでに細胞内に存在する
2μプラスミッド中に組換えにより取り込まれるか、又
は自律的に複製される。取り込みベクターであるヨーロ
ッパ特許出願第251744号の取り込みベクター(i
negration vector)又はヨーロッパ特
許出願第286424号の「分解」ベクター(“dis
integration”vector)を使用するこ
ともできる。
ーカーの表現型発現による形質転換体の選択を促進する
任意のマーカー遺伝子が使用できる。酵母の適当なマー
カーとしては特に抗生物質耐性を示すもの、又は栄養要
求性(auxotrophic)酵母突然変異体の場合
は宿主の障害を補正する遺伝子である。対応する遺伝子
は、例えば抗生物質サイクロヘキシミドに対する耐性を
与え、栄養要求性酵母突然変異体(例えばURA1、U
RA3、ARG4、LEU2、HIS4、HIS3、T
RP5又はTRP1遺伝子)に無機物から栄養を取る能
力(プロトトロフィー(prototrophy))を
与える。
在する追加のDNA配列はまた、複製開始点と細菌宿主
(特に大腸菌)の選択的遺伝マーカーを有することが有
効である。酵母のハイブリッドプラスミッド中に大腸菌
の複製開始点と大腸菌のマーカーが存在することには有
用な特色がある。まず大腸菌中での増殖と増幅により大
量のハイブリッドプラスミッドDNAが得られること、
第2に大腸菌に基づく全範囲のクローニング技術が利用
できるため大腸菌中でのハイブリッドプラスミッドの作
成が便利であることである。大腸菌プラスミッド(例え
ばpBR322など)は、大腸菌複製開始点と抗生物質
(例えばテトラサイクロンやアンピシリン)耐性を与え
る大腸菌遺伝子マーカーを含み、酵母のハイブリッドベ
クターの一部として有効に使用できる。
れぞれ発現制御配列と、目的の蛋白をコードするDNA
配列よりなる1つ又は複数のDNA挿入体を含む。もし
ハイブリッドベクターが複数のDNA挿入体(例えば2
つから4つのDNA挿入体)を含む場合、これらはハイ
ブリッドベクター中で一列に並んで、又は異なる位置に
存在する。好適なハイブリッドベクターは一列に並んだ
1つ又は複数のDNA挿入体を含む。DNA挿入体は特
に頭から尾に配列している。
者に公知の方法で調製される。ハイブリッドベクターの
調製法は、本発明のプロモーター、目的のポリペプチド
をコードするDNA配列よりなり発現制御配列の転写制
御下にあるDNA断片、そして菌類の転写停止シグナル
を含有するDNA配列を含有する1つ又は複数のDNA
作成体をそのまま、又は該DNA作成体の成分をあらか
じめ決められた順序で、ベクターに導入することよりな
る。
の結合法を応用することにより作成される。プラスミッ
ドの成分は通常の制限部位及び/又は合成リンカー分子
及び/又はブラント末端結合法により結合される。
母(例えばサッカロミセスセレビッシェ又はシゾサッカ
ロミセスポンベ(Schizosaccharomyc
espombe)、又はプロモーターが有効である他の
任意の宿主)中で使用できる。菌類細胞としては、ピキ
ア(Pichia)属、サッカロミセス(Saccha
romyces)属、クルイベロミセス(Kluyve
romyces)属、キャンディダ(Candida)
属、トルロプシス(Torulopsis)属、ハンゼ
ニュラ(Hansenula)属、シゾサッカロミセス
(Shizosaccharomyces)属、シテロ
ミセス(Citeromyces)属、パキソレン(P
achysolen)属、デバロミセス(Debaro
myces)属、メチュニコビア(Metshunik
owia)属、ロードスポリジウム(Rhodospo
ridium)属、ロイコスポリジウム(Leucos
poridium)属、ボツリオアスカス(Botry
oascus)属、スポリジオボラス(Sporidi
obolus)属、エンドミコプシス(Endomyc
opsis)属などがある。好適な属は、ピキア(Pi
chia)属、サッカロミセス(Saccharomy
ces)属、クルイベロミセス(Kluyveromy
ces)属、ヤロビア(Yarrowia)属そしてハ
ンゼニュラ(Hansenula)属よりなる群から選
択されるものである。その理由は、現在これらの酵母の
DNAを操作する能力は、上記の他の属の酵母より充分
に開発されているからである。サッカロミセスの例とし
ては、サッカロミセスセレビッシェ、サッカロミセスイ
タリカス(Saccharomyces italic
us)そしてサッカロミセスルーキシー(Saccha
romyces rouxii)がある。クルイベロミ
セスの例としては、クルイベロミセスフラジリス(Kl
uyveromyces flagilis)とクルイ
ベロミセスラクティス(Kluyveromyces
lactis)がある。ハンゼニュラの例としては、ハ
ンゼニュラポリモルファ(Hansenula pol
ymorpha)とハンゼニュラアノマラ(Hanse
nula anomala)そしてハンゼニュラカプス
ラータ(Hansenula capsulata)が
ある。ヤロビアリポリティカ(Yarrowia li
polytica)は適当なヤロビア種の例である。糸
状性の菌類としては、アスペルギルスニガー(Aspe
rgillus niger)がある。
ェロプラスト(spheroplast)を産生し;
(b)スフェロプラストを形質転換DNA(種々の供給
源から入手されたものであり、天然又は非天然のDNA
配列を含む)と混合し;そして(c)形質転換細胞を再
生させることにより形質転換される。次に再生した細胞
を、形質転換DNAの導入のためにスクリーニングす
る。
ミセス属、ヤロビア属そしてハンゼニュラ属の菌類細胞
は、細胞壁を酵素で消化してスフェロプラストを産生さ
せて形質転換し;次にスフェロプラストを形質転換DN
Aと混合し、カルシウムイオンとポリエチレングリコー
ルの存在下でインキュベートし、形質転換したスフェロ
プラストを再生培地中で再生することにより、形質転換
できることが証明されている。
は、ヨーロッパ特許第251744号、第258067
号、そしてW090/01063号に一般的に記載され
ており、これらは全て参考のため本明細書に引用されて
いる。
(プロシーディングズオブナショナルアカデミーオブサ
イエンシーズオブユーエスエー(Proc.Natl.
Acad.Sci.USA)第75巻、1929頁(1
978年))による、ハイブリッドベクターで酵母を形
質転換することができる。この方法は3つの段階に分類
できる: (1) 例えばカタツムリの消化管液(gut jui
ces)(例えばグルスラーゼGlusulaseR)
又はヘリカーゼ(HelicaseR))のような種々
のグルコシダーゼ調製物、又は微生物より得られた酵素
混合物(例えばザイモリアーゼ(Zymolyas
eR))を用いて、浸透圧を安定化させた溶液(例えば
1Mソルビトール)中で、酵母の細胞壁又はその一部を
除去。 (2) ポリエチレングリコールとCa2+イオンの存在
下でDNAベクターによる「裸の」酵母細胞(スフェロ
プラスト)の処理。 (3) 細胞壁の再生と寒天の固体層での形質転換した
細胞の選択。この再生はスフェロプラストを寒天中に埋
め込んで行うのが便利である。例えば溶解した寒天(約
50℃)をスフェロプラストと混合する。溶液を酵母の
増殖温度(約30℃)に冷却して固体層を得る。この寒
天層は、スフェロプラストからの必須高分子の急速な拡
散と消失を防ぐためであり、従って細胞壁の再生を促進
する。しかしスフェロプラストをあらかじめ作成した寒
天層の表面に広げることによっても、(効率は低いが)
細胞壁の再生は可能である。
択が同時にできるように、再生寒天を調製する。選択マ
ーカー(−同上)としてアミノ酸生合成経路の酵素をコ
ードする酵母遺伝子が一般に使用されるため、再生は好
ましくは酵母の最小培地寒天中で行われる。非常に効率
の高い再生が必要な場合は、以下の2段階法が有効であ
る: (1) 栄養豊富な複合培地(rich comple
x medium)中での細胞壁の再生、そして (2) 選択寒天平板への細胞層のレプリカ平板法によ
る形質転換細胞の選択。
換に使用される線状DNAベクターの場合、形質転換は
好ましくは、酵母の選択マーカーを含む第2のベクター
の存在下で行われる。この共形質転換(cotrans
formation)により、直接には選択することが
できないDNAを取り上げた宿主細胞を濃縮することが
できる。コンピタントな(competent)細胞は
任意の型のDNAを取り上げるため、選択ベクターで形
質転換した大多数の細胞は追加のDNA(例えば上記の
線状DNAベクター)を持っている。目的のポリペプチ
ドの産生に当たっては、当業者に公知の方法を用いて突
然変位や選択により、形質転換宿主細胞を改良すること
ができる。突然変異は例えば紫外線照射又は適当な化学
試薬により行うことができる。プロテアーゼA又はBの
欠損した株が特に好ましく、このような株は一般的に入
手することができる。
リゴペプチドを含む)をコードする。ポリペプチドとし
ては、フィブロネクチン又はその一部(例えばヨーロッ
パ特許第20751号に記載のコラーゲン又はフィブリ
ン結合部分)、ウロキナーゼ、プローウロキナーゼ、C
D4の1−368部分(ディー・スミス(D.Smit
h)ら、サイエンス(Science)第328巻、1
704−1707頁(1987年))、血小板由来増殖
因子(コリンズ(Collins)ら、ネーチャー(N
ature)第316巻、748−750頁(1985
年))、形質転換増殖因子β(デリンク(Derync
k)ら、ネーチャー(Nature)第316巻、70
1−705頁(1985年))、ホンビルブラント因子
(VonWillebr and’s Factor)
の1−272部分(ボンタム(Bontham)ら、ヌ
クレイックアシッズリサーチ(Nucl.AcidsR
es.)第145巻、7125−7127頁)、フィブ
ロネクチンのカテプシンD断片(585−1578)、
α1−アンチトリプシン、プラスミノーゲンアクティベ
ーターインヒビター、第VIII因子、α−グロビン、
β−ブロビン、ミオグロビン、神経増殖因子、LACI
(リポ蛋白関連凝固インヒビター)(ジー・ジェイ・ブ
ローズ(Broze,G.J.)、バイオケミストリー
(Biochemistry)第29巻、7539−7
546頁(1990年))、ラクトフェリン(ジェイ・
フレッチャー(Fletcher,J.)、「免疫、腫
瘍、炎症における鉄」(“Iron in Immun
ity,Cancer&Inflammatio
n”)、1989年、ウィリーアンドサンズ(Will
ey&Sons)、エム・デソウサとジェイ・エイチ・
ブロック(de Sousa,M.& Brock,
J.H.)編)又は血小板由来内皮細胞増殖因子(PD
ECGF)(エフ・イシカワ(Ishikawa,
F.)、ネーチャー(nature)第338巻、55
7−562頁(1989年))、又はこれらの保存的変
種がある。ポリペプチドはまた、HSA又はそのN−末
端部分と他のポリペプチド(例えば上記したもの)との
融合物でもよい。好ましくはポリペプチドは天然に存在
するヒト血清アルブミン、修飾ヒト血清アルブミン又は
これらのいずれかの断片(このような修飾型や断片が
「変種」である)、又はα−又はβ−グロビンである。
これらの変種は、HSAの少なくとも1つの生理学的機
能を果たし、(当業者によりHSAの型又は断片と見な
される)構造的(特に3次元構造)にHSAに充分類似
の全ての型のHSA又はHSAの断片を含む。
ビン又は脂肪酸に関して)の少なくとも50%(好まし
くは80%、又は95%)、及び/又はその作用の少な
くとも50%(好ましくは80%又は95%)を保持す
るHSAの変種又は断片が含まれる。このような性質は
ジェイ・アール・ブラウンとピー・ショックレイ(Br
own,J R & Shockley,P)(198
2年)、脂肪−蛋白相互作用(Lipid−Prote
in interaction)第1巻、26−68
頁、ピー・シー・ジョストとオー・エィチ・グリフィス
(Jost,PC&Griffith,O H)編)に
討論されている。
れているHSAの部分は、本発明のプロモーターの使用
により発現される有用なHSA断片の例である。
の融合物として発現される。HSAの場合はこれは例え
ば、天然のHSAリーダー、サッカロミセスセレビッシ
ェのαメーティング因子(mating facto
r)、クルイベロミセスラクティス(Kluyvero
myces lactis)キラー毒素リーダー、又は
天然のHSAリーダーと上記酵母リーダーのいずれかと
の融合物である。即ちリーダーはSEQ4とSEQ5の
いずれか、又はいずれかの配列の保存的に修飾された変
種(WO90/01063に記載)である。
ドを発現させるために発酵される。ポリペプチドは公知
の方法(例えば((もしポリペプチドが分泌されない場
合)細胞を分離し、上澄液を集め、濃縮しそしてクロマ
トグラフィーでポリペプチドを分離)により精製され
る。
しないところで(グリセロールとエタノールの存在にか
かわらず)脱抑制され、これは酵母の大量培養に有用で
ある。即ち本発明は形質転換した酵母を大量に増殖さ
せ、培地から複合炭素源を枯渇させて単純な炭素源(例
えばグリセロール又はエタノール)を添加して目的のポ
リペプチドの発現を誘導する方法を与える。
関して説明する。図1から9は、それぞれプラスミッド
pXL5、pAYE274、pAYE275、pAYE
334、pAYE276、pAYE323、pAYE3
24、pSAC35そしてpAYE321の制限酵素地
図である。図10は、異なる時間に撮った標識RNAを
示すゲルの写真である。図11は、図10に対応するグ
リセロール−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼのプロ
モーターの発現の経時変化を示す写真である。図12は
プラスミッドpDXL200の制限酵素地図である。図
13はプラスミッドpDVX2の制限酵素地図である。
図14はプラスミッドpDVX4の制限酵素地図であ
る。
80dlacZデルタM15、デルタ(lacZYA−
argF)U169、recA1、endA1、hsd
R17(rk -、mk +)、supE44、ラムダ、thi
−1、gyrA、relA1)を使用した。M13ベク
ターの増殖のために、大腸菌XL1−ブルー(ストラー
タジーン(Stratagene)、endA1、hs
dR17(rk -、mk +)、supE44、thi−1、
ラムダ、recA1、gyrA96、relA1、(l
ac−)、[F’、proAB、lacIqZデルタM
15、Tn10、(tetr)])を使用した。組換え
アルブミン発現の宿主としてサッカロミセスセレビッシ
ェDB1cir°(a、leu2)を使用した。使用し
た他のサッカロミセスセレビッシェ株はAH22cir
+(a、can1、leu2、his4);BJ199
1cir+(α、prbl−1122、pep4−3、
leu2、trp1、ura3−52)とS22cir
+(α、ade1、ade2、ura1、his7、t
yr1、lys7、gal1、gut2)である。酵母
細胞は30℃で、適当な炭素源を補ったYEP(1%
(W/V)酵母エキス、2%(W/V)バクトペプト
ン)栄養寒天(nutrientagar)上で行っ
た。サッカロミセスセレビッシェ形式転換体は、50m
lの円錐形振盪フラスコ中の10ml YEP、2%
(W/V)ショ糖中で、30℃、200rpmで72時
間増殖させた。1%(W/V)電気泳動品質のアガロー
スを含有するYEPを50℃に冷却してHSA抗体平板
を調製した。次に適当な炭素源と共に2.5%(V/
V)になるようにウサギ抗−ヒトアンブミン抗血清(キ
ャンビオ(Cambio)、ケンブリッジ(Cambr
idge)、英国)を加え、栄養培地(nutrien
t medium)をシャーレのなかに注ぎ、冷却させ
た。
atis)ら、1982年、モレキュラークローニン
グ、実験室マニュアル(Molecular Clon
ing,A Laboratory Manual);
コールドスプリングハーバー(Cold Spring
Harbor);サンブルーク(Sambrook)
ら、1989年(第2版))。DNA断片は遠心分離に
よりアガロースゲルからなるルーチン的に回収した(ビ
ー・フォーゲルスタイン(Vogelstein,
B.)、アナリティカルバイオケミストリー(Ana
l.Biochem)、第160巻、115−118頁
(1987年))。放射標識DNAは[α−32P]dA
TP(アマーシャムインターナショナル(Amesha
mInternational PLC)とランダムプ
ライマー標識法(エー・ピー・フェインバーグとビー・
フォーゲルスタイン(Feinberg,A Pand
Vogelstein,B.)、アナリティカルバイ
オケミストリー(Anal.Biochem)、第13
7巻、266−267頁(1984年))を用いて行っ
た。制限エンドヌクレアーゼ、T4 DNAリガーゼ、
T4 DNAポリメラーゼそして大腸菌DNAポリメラ
ーゼI(クレノウ断片)はベーリンガーマンハイム(B
oehringer−Mannnheim)社より入手
した。
ゲナーゼ(GUT2)酵母プロモーター断片は、酵母D
NAのBglII制限により得られた断片のゲノムライ
ブラリーから得た。BglII制限断片は、単純ヘルペ
ス(Herpes Simplex)のチミジンキナー
ゼ(TK)遺伝子を含むプラスミッドの単一のBglI
I部位に挿入された。プロモーター断片がチミジンキナ
ーゼ遺伝子の前にクローン化される場合のみ、このプラ
スミッドで形質転換した酵母は葉酸アンタゴニスト(例
えばスルファにルアミドとアメトプテリン)の存在下で
増殖する(グッディ(Goodey)ら、モレキュラー
アンドジェネラルジェネティックス(Molecula
r and General Genetics)第2
04巻、505−511頁(1986年)、参考のため
本明細書中に引用されている)。
定することにより、活性プロモーターを有するプラスミ
ッドを選択した。
のBglII制限断片中に封じ込めた(図1)。グリセ
ロール−3−ホスフェートデヒドロゲナーゼプロモータ
ーの1.48k塩基対の断片の配列を決定した(SEQ
2)。酵母プロモーターの3’末端上にSfiI制限エ
ンドヌクレアーゼ部位を導入してプロモーター断片を修
飾した。
る。
HA)の発現 GUT2プロモーターの282塩基対のPstI−Rs
aI断片(即ちSEQ1の1031−1036位のCT
GCAGから1314−1317位のGTACまで)と
56塩基対の二本鎖オリゴヌクレオチドリンカー (この5’−3’鎖はSEQ13を構成する)をM13
mp18のPstIとHindIII部位に挿入し(ヤ
ニッシュ−ペロン(Yanisch−Perron)
ら、ジーン(Gene)第33巻、103−109頁
(1985年))プラスミッドpAYE274(図2)
を作成し、単一のSfiI5’部位を翻訳開始部位に導
入した。EcoRIとPstIでpAYE274を線状
化し、pXL5(図1)からの2.3kbのEcoRI
−PstI断片で再び環状化し、pAYE275を作成
した(図3)。これをEcoRI−HindIIIで消
化し2.3kbのGUT2プロモーター断片を精製し
た。
の段階で使用される)の作成は、同時継続出願第892
7480.7号に記載されているが、本明細書でも繰り
返して記載する。
ody)ら、1987年:イーストバイオテクノロジー
(Yeast Biotechnology)、401
−429頁、ディー・アール・ベリー、アイ・ラッセル
とジー・ジー・スチュアート(Berry,D.R.,
Russell,I.and Stewrt,G.
G.)編、アレンアンドアンウィン社(Allenn
and Unwin)発行)をBamHIで部分消化し
て線状化した。5’の突き出た末端をT4DNAポリメ
ラーゼでブラント末端にし、二本鎖オリゴヌクレオチド
リンカー: で結合させた。ADH1ターミネーター(termin
ator)の3’末端でBamHI部位がNotI制限
部位に置き変わっている組換えプラスミッドpAYE3
34(図4)を選択した。
pAYE334からの450塩基対のHindIII−
NotI ADH1ターミネーター断片を、それ自身の
NotI認識部位(5’−GCGGCCGC−3’)が
BamHI部位に導入されBamHI部位を破壊してい
るpAT153に結合し(ツイッグとシェラット(Tw
igg and Sherratt)、1980年)、
pAYE276を作成した(図5)。
−SstIIで線状化し、3’のへこんだ(reces
sed)末端をT4DNAポリメラーゼとdNTPで埋
め、過剰のNotIリンカー(5’−GCGGCCGC
−3’)で再環状化してプラスミッドpAYE323を
作成した(図6)。このプラスミッドをHindIII
で線状化し、二本鎖オリゴヌクレオチドリンカー: (この5’−3’鎖はSEQ13を構成する)と、Xh
oIで線状化したmp19.7(ヨーロッパ特許出願第
201239号)から放出される1.9k塩基対のHA
cDNA断片で再環状化し、S1ヌクレアーゼでプラン
ト末端にした後HindIIIで消化してプラスミッド
pAYE324を作成した(図7)。プラスミッドpA
YE324(図7)中に作られた3.72k塩基対のN
otI制限断片は、次に単一のNotI制限部位を含有
する適当な酵母複製ベクター(例えばpSAC35、図
8)に移し、pAYE321(図9)のようなプラスミ
ッドを作成することができる。
チュリフェ(Chinery and Hinchli
ffe)(カレントジェネティクス(Curr.Gen
et.)第16巻、21−25頁(1989年))とヨ
ーロッパ特許第286424号に記載されたpSAC3
の誘導体である。LEU2選択マーカーは、pSAC3
のSnaBI部位に挿入されたYEP13(ジェイ・ア
ール・ブローチ(Broach J R)ら、セル(C
ell)第16巻、827−839頁(1979年))
からの1.95k塩基対のSalI−HpaI断片であ
る。LEU2遺伝子は単一のTthL11I部位を有す
る。この酵素で処理した後大腸菌DNAポリメラーゼI
のクレノウ断片で処理して5’の突き出た末端を除去し
た。ブラント末端と線状化したDNAを配列 の二本鎖オリゴヌクレオチドと結合させて、NotI認
識部位を挿入してpSAC35を作成した。
囲の蛋白をコードするDNA断片を修飾するのに、多く
の方法があることが当業者には認識できるであろう。
HSA分泌ベクター(pAYE321)について記載す
る。このベクターは5つの異なる酵母株を形質転換する
のに使用されている:これら5つの全ての株は培養上澄
液中にHSAを分泌した。プロモーターの制限下にある
HSAの発現のタイミングも調べた。細胞が後期対数増
殖期に達すると、まずHSA mRNAが検出された。
培養物が静止期に入ってからも高レベルのHSA mR
NAが維持された。
NotI制限部位がその横に存在する全プロモーター/
HSA分泌カセットを有するpAT153ベースのベク
ターである。この3.175k塩基対の分泌カセットは
以下の特徴を有する: 1) 上記したように(SEQ7)ATGの上流の30
から40塩基対の間の部位で4つのヌクレオチドの置換
が導入されている以外は、天然のプロモーターATG環
境を含む1.35k塩基対のプロモーター断片。 2) 成熟HSAの分泌を指令する天然のHSA/α−
因子融合リーダー配列(W090/01063)。 3) 酵母アルコールデヒドロゲナーゼADH1ターミ
ネーター領域。
ー/HSA分泌カセットを精製しpSAC35(図8)
の単一のNotIクローニング部位に挿入してプラスミ
ッドpAYE321を作成した(図9)。
YE321でロイシンのプロトトロフィー(proto
trophy)にした:即ち株1[cir°]株2[c
ir°]、株3[cir°]、株4[cir°]、株5
[cir°]。形質転換は基本的にベッグズ(Begg
s)の記載する方法(ネーチャー(Nature)第2
75巻、104−109頁(1978年))に従い実施
したが、以下の変更を行った。1.2Mのソルビトー
ル、10mM CaCl2と12.5μlの20%(W
/V)ポリエチレングリコール3350(シグマ)、1
0mMCaCl2、10mMトリス/塩酸(pH7.
5)中で、10μl脱イオン水中の形質転換DNAを5
0μlのスフェロプラストと静かに混合させ、氷の上に
15分間保持した。さらに500μlの20%(W/
V)ポリエチレングリコール3350(シグマ)、10
mMCaCl2、10mMトリス/塩酸(pH7.5)
を添加してから、スフェロプラストを5mlの1.2M
ソルビトール選択寒天培地と静かに混合し、平板に広げ
た。各株からの2つの独立の形質転換体を、10mlの
YEP(1%W/V 酵母エキス、2%W/Vバクトペ
プトンそして2%W/Vブドウ糖)中で、200rpm
で攪拌して30℃で72時間増殖させた。
Aが検出され、プロモーターは酵母中の異種蛋白の発現
/分泌を指令することができることを示していた。
1リットルのシェークフラスコに株1pAYE321を
接種し、30℃、200rpmでインキュベートした。
接種後24時間目、48時間目、72時間目、96時間
目、120時間目に試料(20ml)を採った。各時間
で培養物の光学密度と分泌されたHSAを測定した。次
に遠心分離により試料を細胞ペレットと培養上澄液に分
離した。上澄液に分泌されたHSAの濃度はロケットゲ
ル電気泳動で測定し、細胞ペレットからRNAを抽出し
た。ゲル電気泳動で各時間のRNAを各成分に分離し、
ノーザンブロットを行い、PGKとHSA構造遺伝子に
相同性のある放射標識DNAをプローブとして検出し
た。リングイスト(Linguist)の方法(ネーチ
ャー(Nature)第293巻、311−314頁
(1981年))により酵母細胞からRNAを抽出し
た。10μgの全酵母RNAを1.0%アガロース−ホ
ルムアルデヒドゲル上で溶解し、20×SSPEからポ
ールバイオダイン(Paul bio−dyne)ナイ
ロン膜上にバキュームブロットし、クロチェックとシー
ベット(Kroczek and Siebet)の方
法(アナリティカルバイオケミストリー(Anal.B
iochem)第184巻、90−95頁(1990
年))に従い、紫外線で架橋させた。6×SSPE、5
×デンハルツ(Denhardts)、0.1%(W/
V)SDS、100μg/mlの変性したニシンの精子
DNA中で50℃で18時間ハイブリダイゼーションを
行った。洗浄のストリンジャンシー(washing
stringency)は0.2×SSPE、0.1%
(W/V)SDS、50℃であった。
中の光学密度とrHAのレベルを示す。接種後最初の時
間の24時間目では、PGK mRNAが観察された
が、HSAの分泌もHSA mRNAも検出されなかっ
た。接種後48時間目では、PGKとHSAのmRNA
が細胞内に検出される。分泌されたHSAは培養上澄液
中に観察されるため、HSA mRNAは翻訳に使用す
ることができる。次の3つの時間点(接種後72時間
目、96時間目、120時間目)では、HSA mRN
Aのみが観察され、PGK mRNAは消失していた。
培養上澄液中に観察されるHSAのレベルは、これより
前の時間より増加していたが、それ以上の増加は見られ
なかった。従って以下の結論が得られる: 1) 増殖の初期にHSA遺伝子は発現されず、PGK
の発現を反映していない。 2) 後期対数期と静止増殖期にいはHSA遺伝子が発
現され、HSAが分泌される。 3) 静止期中HSA mRNAのレベルは維持され
る。
バッチ(fed batch)であろうが、又は連続培
養であろうが、発酵容器の調節された環境中では発現の
タイミングは操作することができる。単一の炭素源とし
て抑制性の炭素源(例えばショ糖又はブドウ糖)を与え
ると、異種蛋白の発現は抑制される。従って宿主生物の
増殖は異種蛋白の合成により防げられない。オペレータ
ーがあらかじめ決めた点でショ糖又はブドウ糖を非抑制
性の炭素源(例えばグリセロール又はエタノール)に交
換することができる。これらの条件下では、異種蛋白の
発現は脱抑制される。従って目的の生成物の合成を最適
化するように産生を調節することができる。
AYE321を30℃で200rpmで72時間増殖さ
せた。対照実験でブドウ糖の代わりにショ糖を与えた
が、最終的なHSA分泌レベルは同じである。他のすべ
ての実験でHSA分泌の刺激が観察される。その結果を
以下の表1に示す。最適な炭素源は1%(V/V)エタ
ノールと1%(V/V)グリセロールの組合せのようで
ある。一目では刺激効果はそれほど大きくないようであ
るが、ショ糖を炭素源として得られた値はショ糖とエタ
ノールを炭素源として得られた値であることに注意すべ
きである。ショ糖を過剰にして培養を続けると、分泌さ
れるHSAのレベルは大きく低下するであろう。
ス(diastaticus)変種のグルコアミラーゼ
を発現し、分泌させるためのプラスミッドpDVX4に
ついて記載する。
00(図12)の作成であり、これは以下のDNA配列
を含んでいた: a) 修飾したGUT2プロモーター(pAYE27
5)の0.34k塩基対のSmaI−SfiI断片 b) SfiI、BglIIそしてHindIIIの制
限酵素部位を含む合成オリゴヌクレオチドリンカー合成
オリゴヌクレオチドリンカー 5’−3’修飾領域と2つのオリゴヌクレオチドはそれ
ぞれSEQ15、SEQ8、SEQ9として記載されて
いる。
ネーター(アール・エー・ヒッツェマン(Hitzem
an,R A)ら、ネーチャー(nature)第29
3巻、717頁(1981年))。 d) サッカロミセスセレビッシェのCUP−1遺伝子
とそのフランキング配列(flanking sequ
ecnces)はそれぞれ0.7k塩基対のKpnI−
XbaI断片と0.38k塩基対のBamHI−Kpn
I断片上に存在した(エム・カリン(karin,M)
ら、プロシーディングズオブナショナルアカデミーオブ
サイエンシーズ(proc.Natl.Acad.Sc
i.)第81巻、337頁(1984年))。CUP−
1遺伝子は醸造酵母の形質転換の選択的遺伝子マーカー
として使用した。
塩基対の細菌性DNA(pUC9)(チネリとヒンチュ
リフェ(Chinery and Hinchliff
e)、カレントジェネチックス(Curr.Gene
t.)第16巻、21−25頁(1989年))。 f) 2μmDNA:2μm複製開始点を含有する2.
2k塩基対HindIII断片(ジェイ・アール・ブロ
ーチ(Broach J R)(1982年)。「酵母
サッカロミセスセレビッシェの分子生物学:生活史と遺
伝」(“TheMolecular Biology
of the yeast Saccharomyce
s cerevisiae:Life Cycle a
nd Inheritance”)中の酵母プラスミッ
ド2μmサークル(The yeast plasmi
d 2μm circle)。ジェイ・エヌ・ストラー
サーン、イー・ダブリュー・ジョーンズとジェイ・アー
ル・ブローチ(Strathern,J N,E W
Jones and JR Broach)編、コール
ドスプリングハーバー(Cold Spring Ha
rbor)、445頁)。2μmDNAの全DNA配列
も知られている(ジェイ・エル・ハートレイとジェイ・
イー・ドネルソン(Hartley,j L and
Donelson,J E)、ネーチャー(Natur
e)第226巻、860頁、(1980年))。
伝子はサッカロミセスセレビッシェのジアスタティカス
変種から単離した(ピー・ケー・ミーデン(Meade
nP K)ら、ジーン(Gene)第34巻、325頁
(1985年)、PCT/GB85/00599;パル
ド(Pardo)ら、(エフ・イー・ビー・エス・レタ
ーズ(FEBS.Lett)第239巻、179−18
4頁(1988年)はDEX1プロモーターとそのオー
プンリーディングフレームの一部について記載してい
る)。DEX1遺伝子を有する2.75k塩基対のBg
lII断片をpDXL200中の単一のBglII部位
にクローン化し、DNA配列をSEQ10とし、そのコ
ードする蛋白はをSEQ11として現れた。得られたプ
ラスミッド、pDVX2(図13)をXbaIで消化し
て、細菌性DNAを含有する小さい断片(2.7k塩基
対)を除去した。ゲル精製の後大きいXbaI断片を醸
造酵母中に形質転換し、このプラスミッドをpDVX4
とした(図14)。
母株を、ヘキソキナーゼVU定量法(ベーリンガーマン
ハイム社(Boehringer Mannhei
m))を用いて、グルコアミラーゼ産生について測定し
た。すべての例で銅耐性形質転換体は多量の細胞外グル
コアミラーゼを産生した。
pAYE274、pAYE275、pAYE334、p
AYE276、pAYE323、pAYE324、pS
AC35そしてpAYE321の制限酵素地図である。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
る。
ある。
間に撮った標識RNAを示すゲルの写真である。
ェートデヒドロゲナーゼのプロモーターの発現の経時変
化を示す。
である。
る。
る。
3)
Claims (10)
- 【請求項1】 野生型のサッカロミセスセレビッシェ
(Saccharomyces cerevisia
e)中で通常隣接しているコード配列から分離された、
配列表中の配列No.1(SEQ1)の配列を有するDN
Aプロモーターの変種又はその機能性部分であって、そ
の下流に位置するコード配列の転写を促進する該DNA
プロモーターの能力の少なくとも80%を有し、 ただし、該DNAプロモーターは含まない、上記変種又
は機能性部分。 - 【請求項2】 変種又は機能性部分が、該DNAプロモ
ーターと少なくとも80%の相同性を有する、請求項1
に記載のプロモーター。 - 【請求項3】 変種又は機能性部分が、少なくとも20
0ヌクレオチドの長さがある、請求項1又は2に記載の
プロモーター。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれか一項に記載の
プロモーターを含むクローニングベクター又は酵母発現
ベクターにおいて、異種コード配列が該プロモーターの
下流に位置し、翻訳開始コドンに対して正しいリーディ
ングフレーム中にあるように制限部位に隣接した、該プ
ロモーターを含む上記ベクター。 - 【請求項5】 請求項4に記載されたように挿入された
異種コード配列よりなる、請求項4に記載の酵母発現ベ
クター。 - 【請求項6】異種コード配列はヒト血清アルブミン又は
その変種又はその一部をコードし、随時分泌リーダー配
列を有する、請求項5に記載の酵母発現ベクター。 - 【請求項7】 異種コード配列はサッカロミセスセレビ
ッシェのジアスタティカス(diastaticus)
変種のグルコアミラーゼをコードする、請求項6に記載
の酵母発現ベクター。 - 【請求項8】 請求項5から7のいずれか一項に記載の
発現ベクターで形質転換した酵母。 - 【請求項9】 請求項8に記載の酵母を発酵させて、該
異種コード配列で発現されるポリペプチドを少なくとも
部分的に精製することよりなる、ポリペプチドの調製方
法。 - 【請求項10】 請求項9に記載の方法において、最初
酵母をポリペプチドの発現を抑制する1つ又は複数の炭
素源中で増殖させ、次に炭素源を非抑制性の化合物又は
このような化合物の混合物に変えることによりなる、上
記方法。
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