JP2006197802A

JP2006197802A - メタロエンドペプチダーゼ

Info

Publication number: JP2006197802A
Application number: JP2004381655A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hatanaka; 唯史畑中; Jiro Arima; 二朗有馬
Original assignee: Okayama Prefectural Government
Current assignee: Okayama Prefectural Government
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP4631436B2

Abstract

【課題】メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物、酵素、その製法、該酵素をコードする核酸を提供すること。
【解決手段】ストレプトマイセスセプタタスＴＨ−２（ＦＥＲＭＰ−１７３２９）を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物およびメタロエンドペプチダーゼの製造方法；メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸；組換えメタロエンドペプチダーゼ；該核酸を含有したメタロエンドペプチダーゼの発現用担体、該核酸を保持した形質転換細胞並びに該形質転換細胞を培養し、メタロエンドペプチダーゼを回収する組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、メタロエンドペプチダーゼを示す培養物、メタロエンドペプチダーゼ、その製造方法、該メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸、該メタロエンドペプチダーゼの発現用担体、形質転換細胞及び組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法に関する。

メタロエンドペプチダーゼは、Ｌ−Ｔｒｐメチルエステルを加水分解して、光学活性α−アミノ酸の生成に重要な役割を果たす。

かかるメタロエンドペプチダーゼは、例えば、特定のメタロエンドペプチダーゼが有する特定の基質特異性を利用して、アミノ末端アミノ酸残基のα−アミノ基がアシル基等で修飾されているポリペプチドからそのアミノ末端ペプチドの単離や、アミノ末端アミノ酸残基のα−アミノ基が修飾されているポリペプチドおよびそのアミノ末端部の同定等に利用されている（特許文献１を参照のこと）。
特開平９−２２４６９８

本発明は、第１の側面は、他のタンパク質分解活性が実質的に検出されないこと、有機溶媒に対する耐性能を有すること、高いメタロエンドペプチダーゼ活性を示すこと、メタロエンドペプチダーゼ活性について、高い比活性を示すこと、酵素としての寿命が長いこと等の少なくとも１つの性質を有する、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物を提供することにある。また、本発明は、第２の側面は、容易に精製できること、大量に製造すること、他にタンパク質分解活性を有する酵素を実質的に伴わないこと等の少なくとも１つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法を提供することにある。本発明は、第３の側面では、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうこと、タンパク質の解析等の分析のための手段を提供すること、種々のペプチドを製造すること、医薬のための中間体化合物、リード化合物等を製造すること等の少なくとも１つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼ又は組換えメタロエンドペプチダーゼを提供することにある。また、本発明は、第４の側面では、前記メタロエンドペプチダーゼを大量に製造すること、異種細胞において、前記メタロエンドペプチダーゼを発現させること、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムをスクリーニングすること、メタロエンドペプチダーゼの生理活性を向上させること等の少なくとも１つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸を提供することにある。本発明は、第６の側面は、前記メタロエンドペプチダーゼを異種細胞において発現させること等の少なくとも１つを可能にする、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体を提供することに関する。さらに、本発明は、第７の側面では、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に発現させること、前記メタロエンドペプチダーゼを容易に精製できる状態で発現させること、メタロエンドペプチダーゼの生理活性を向上させること等の少なくとも１つを可能にする、形質転換細胞を提供することにある。本発明は、第８の側面では、容易に精製できること、効率よく製造すること、メタロエンドペプチダーゼの生理活性を向上させること等の少なくとも１つを可能にする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法を提供することにある。本発明の他の課題は、本明細書の以下の記載から明らかに導かれる。

すなわち、本発明の要旨は、
〔１〕８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、ストレプトマイセスセプタタスＴＨ−２（ＦＥＲＭＰ−１７３２９）を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物、
〔２〕８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、ストレプトマイセスセプタタスＴＨ−２（ＦＥＲＭＰ−１７３２９）を培養して培養上清を得ることを特徴とする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法、
〔３〕該メタロエンドペプチダーゼが、
（Ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列、
（Ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
（Ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、前記〔２〕載の製造方法、
〔４〕該メタロエンドペプチダーゼが、配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基が、他のアミノ酸と保存的置換されたアミノ酸配列を有し、該保存的置換が、下記アミノ酸群（１）〜（６）：
（１）グリシン及びアラニン、
（２）バリン、イソロイシン及びロイシン、
（３）アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミン、
（４）セリン及びスレオニン、
（５）リジン及びアルギニン、
（６）フェニルアラニン及びチロシン
からなる群より選ばれたアミノ酸群に属するアミノ酸残基内で行なわれるものであり、下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、前記〔３〕載の製造方法、
〔５〕（Ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列、
（Ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
（Ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する、メタロエンドペプチダーゼ、
〔６〕前記〔２〕〜〔４〕いずれか１項に記載の製造方法により得られる、前記〔５記載のメタロエンドペプチダーゼ、
〔７〕（ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
（ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列、
（ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列をコードする塩基配列、及び
（ｄ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖と、ストリンジェントな条件下にハイブリダイズする核酸の塩基配列、
からなる群より選ばれた塩基配列を含有してなり、コードされるポリペプチドが、下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性を有する、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸、
〔８〕前記〔７〕記載の核酸によりコードされる、組換えメタロエンドペプチダーゼ、
〔９〕前記〔７〕記載の核酸を含有してなる、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体、
〔１０〕前記〔７〕記載の核酸を保持してなる形質転換細胞、
〔１１〕前記〔１０〕記載の形質転換細胞を培養し、得られた培養物からメタロエンドペプチダーゼを回収することを特徴とする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法、

本発明の培養物は、他のタンパク質分解活性が実質的に検出されず、有機溶媒に対する耐性能を有し、高いメタロエンドペプチダーゼ活性及び高い比活性を示し、酵素としての寿命が長いという優れた性質を発現する。したがって、本発明の培養物によれば、タンパク質の解析等の分析を行なうことができ、種々のペプチド、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができるという優れた効果を奏する。また、本発明のメタロエンドペプチダーゼの製造方法によれば、有機溶媒に対する耐性能を有し、特定のアミノ酸配列を認識し、切断するメタロエンドペプチダーゼを、容易に精製することができ、大量に製造することができるという優れた効果を奏する。本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は組換えメタロエンドペプチダーゼによれば、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうことができ、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができるという優れた効果を奏する。さらに、本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に製造することができ、異種細胞において、前記メタロエンドペプチダーゼを発現させることができるという優れた効果を奏する。さらに、本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムをスクリーニングすることができる。本発明のメタロエンドペプチダーゼの発現用担体によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを異種細胞において発現させることができるという優れた効果を奏する。したがって、前記メタロエンドペプチダーゼの工業的な生産のための手段を提供することができるという優れた効果を奏する。さらに、本発明の形質転換細胞によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に、容易に精製できる状態で発現させることができ、該メタロエンドペプチダーゼを工業的に生産することができるという優れた効果を奏する。また、本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法によれば、前記メタロペプチダーゼを、容易に精製でき、効率よく製造することができるという優れた効果を奏する。

本明細書において、アミノ酸の表記を、３文字又は１文字で表記する場合がある。すなわち、アラニンは、Ａｌａ又はＡ、アルギニンは、Ａｒｇ又はＲ、アスパラギンは、Ａｓｎ又はＮ、アスパラギン酸は、Ａｓｐ又はＤ、システインは、Ｃｙｓ又はＣ、グルタミン酸は、Ｇｌｕ又はＥ、グルタミンは、Ｇｌｎ又はＱ、グリシンは、Ｇｌｙ又はＧ、ヒスチジンは、Ｈｉｓ又はＨ、イソロイシンは、Ｉｌｅ又はＩ、ロイシンは、Ｌｅｕ又はＬ、リジンは、Ｌｙｓ又はＫ、メチオニンは、Ｍｅｔ又はＭ、フェニルアラニンは、Ｐｈｅ又はＦ、プロリンは、Ｐｒｏ又はＰ、セリンは、Ｓｅｒ又はＳ、スレオニンは、Ｔｈｒ又はＴ、トリプトファンは、Ｔｒｐ又はＷ、チロシンは、Ｔｙｒ又はＹ、バリンは、Ｖａｌ又はＶを示す。

本発明は、１つの側面では、８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、ストレプトマイセスセプタタス（Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓ）ＴＨ−２〔Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｓｐ．ＴＨ−２と命名・表示され、寄託番号：ＦＥＲＭＰ−１７３２９（寄託日：１９９９年３月２４日）として、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１丁目１−１）に寄託されている〕を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物に関する。

本発明の培養物は、８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養して培養上清であることに１つの大きな特徴がある。

したがって、本発明の培養物は、メタロエンドペプチダーゼ以外のタンパク質分解活性が実質的に検出されないという優れた性質を発現する。そのため、本発明の培養物は、基質として認識し、切断する化合物の分解により生じる産物にばらつきが実質的に生じないため、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチド、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造に好適である。また、かかる培養物によれば、後述のメタロエンドペプチダーゼを容易に精製することができる。

また、本発明の培養物によれば、８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養して得られたものであるため、高いメタロエンドペプチダーゼ活性及び比活性を示すという優れた性質を発現する。したがって、さらに精製することなく、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチド、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造等に用いることができる。

本発明の培養物の製造に用いられる培地としては、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の生育に適した培地であり、炭素源としてグルコースを含有し、無機リン酸を含有するものであればよく、例えば、８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄とを含有し、かつ０．０５重量％ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏと０．５重量% ポリペプトンと０．５重量％酵母エキスとを含有した培地等が挙げられる。

前記培地中におけるグルコースの含有量は、メタロエンドペプチダーゼ活性の発現を十分に誘導する観点から、好ましくは、８０ｍＭ以上であり、より好ましくは、１００ｍＭ以上であり、該グルコースによるメタロエンドペプチダーゼ活性の発現の誘導能を十分に発揮させる観点から、好ましくは、１６０ｍＭ以下であり、より好ましくは、１２０ｍＭ以下である。

なお、本発明においては、前記グルコースのかわりに、該グルコースの誘導体化合物として、例えば、培地中の他の成分と反応して生じた産物として用いてもよい。かかるグルコースの誘導体化合物としては、例えば、培地とともにオートクレーブすることにより生じる化合物が挙げられる。なお、この場合には、培地へのグルコースの配合量として、メタロエンドペプチダーゼ活性の発現を十分に誘導する観点から、最終濃度が、好ましくは、８０ｍＭ以上、より好ましくは、１００ｍＭ以上、該グルコースによるメタロエンドペプチダーゼ活性の発現の誘導能を十分に発揮させる観点から、好ましくは、１６０ｍＭ以下、より好ましくは、１２０ｍＭ以下となるように配合されていることが望ましい。

前記培地中における無機リン酸の含有量は、例えば、Ｋ₂ＨＰＯ₄の場合、メタロエンドペプチダーゼ活性の発現を十分に誘導する観点から、好ましくは、１０ｍＭ以上であり、より好ましくは、３０ｍＭ以上であり、該Ｋ₂ＨＰＯ₄によるメタロエンドペプチダーゼ活性の発現の誘導能を十分に発揮させる観点から、好ましくは、５０ｍＭ以下であり、より好ましくは、５０ｍＭ以下である。

前記Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の培養条件としては、該Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２が生育する範囲であれば、特に限定されないが、３０℃前後、例えば、２５〜３４℃で、５日間前後、例えば、３〜５日間培養する条件が挙げられる。なお、前記Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の培養は、菌体を良好に生育させる観点から、エアレーションを十分にすることが望ましく、例えば、１２５ｒｐｍで回転振盪させることが望ましい。

本発明の培養物は、前記Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養することにより得られた培養物を、細胞と培地成分とを分離しうる手段、例えば、遠心分離、限外ろ過等に供し、培地上清として得られうる。なお、本発明においては、得られた培養上清を適切な緩衝液等で透析してもよい。

本発明の培養物によるメタロエンドペプチダーゼ活性は、例えば、１００μＭＦＲＥＴＳ−ＧＲＹＦＡ〔D-A2pr(Nma)-Gly-Arg-Tyr-Phe-Ala-Phe-Pro-Lys(Dnp)-D-Arg-D-Arg〕〔Ｄ−Ａ２ｐｒ（Ｎｍａ）−は、側鎖に２−（Ｎ−メチルアミノ）ベンゾイル（Ｎｍａ）基を有するＤ−２，３−ジアミノプロピオン酸（Ｄ−Ａ２ｐｒ）基を示し、Ｌｙｓ（Ｄｎｐ）は、ε−アミノ基に２，４−ジニトロフェニル（Ｄｎｐ）基を有するリジン残基を示す；配列番号：４〕を含有した溶液を、２ｍＭＣａＣｌ₂を含む５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）に溶解した溶液〕中、測定対象となる試料を、３７℃で１分間インキュベーションし、分光蛍光光度計によりλｅｘ３４０ｎｍ、λｅｍ４４０ｎｍを測定することにより、評価されうる。なお、メタロエンドペプチダーゼの活性の１ユニットは、１分間に１μｍｏｌのＦＲＥＴＳ−ＧＲＹＦＡを消化する酵素量として算出されうる。また、前記メタロエンドペプチダーゼ活性は、例えば、インキュベーション緩衝液〔８ｍＭＣａＣｌ₂を含む０．２Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）中、リゾルフィン標識カゼインと測定対象の試料を、３７℃で１５分間インキュベーションし、その後、得られた産物に、５ｗ／ｖ％トリクロロ酢酸を添加して、反応を停止させ、上清について、５７４ｎｍの吸収を測定することにより、タンパク質分解活性としても評価されうる。ここで、タンパク質分解活性の１ユニットは、１時間あたり、１μｍｏｌのリゾルフィン〔５２４ｎｍのリゾルフィンの分子減衰係数（εｍＭ＝６．６）〕を遊離した量として定義される。

また、本発明の培養物は、有機溶媒に対して耐性能を示すという優れた性質を発現する。したがって、本発明の培養物によれば、有機溶媒を用いた反応系において、メタロエンドペプチダーゼ活性に基づく反応を行なうことができる。そのため、例えば、一連の反応を有機溶媒中で行なう必要がある化合物の製造等にも用いることができる。

本発明は、他の側面では、８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養して培養上清を得ることを特徴とする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法に関する。

本発明のメタロエンドペプチダーゼの製造方法は、本発明の培養物と同様の培養条件下にＳ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養して培地上清を得ることに１つの大きな特徴がある。したがって、本発明の製造方法によれば、前記培地上清中に、メタロエンドペプチダーゼ以外のタンパク質分解活性が実質的に検出されないため、該メタロエンドペプチダーゼを、容易に精製することができる。

また、本発明の製造方法によれば、前記培地上清におけるメタロエンドペプチダーゼが前記培養条件下での培養により増加しているため、容易に、かつ大量に効率よくメタロエンドペプチダーゼを得ることができるという優れた効果を発揮する。

本発明の製造方法としては、具体的には、例えば、
Ｉ）８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養して培養上清を得る工程、
ＩＩ）前記工程ＩＩ）で得られた培養上清を、例えば、２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．０）に対して透析し、得られた産物を、前記緩衝液で平衡化された適切なイオン交換クロマトグラフィー、例えば、２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．０）で平衡化された商品名：Ｖｉｖａｐｕｒｅ−Ｑスピンカラム（Ｖｉｖａｓｃｉｅｎｃｅ社製、プロダクト番号：ＶＳ−ＩＸ２０ＱＨＧＰ）に供し、例えば、０．５ＭＮａＣｌを含有した２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．０）で溶出する工程、
ＩＩＩ）前記工程ＩＩ）で得られた画分を、１０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）に対して透析し、得られた産物を、ハイドロキシアパタイトカラムに供して、１０〜４００ｍＭリン酸カリウムのリニアグラジェントで、２００ｍＭリン酸カリウムの溶出画分として、メタロエンドペプチダーゼを含む画分を得る工程、及び
ＩＶ）前記工程ＩＩＩ）で得られた画分を２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液に対して透析し、前記緩衝液で平衡化された適切なイオン交換クロマトグラフィー、例えば、２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．０）で平衡化された商品名：ＭｏｎｏＱＨＲ５／５カラム〔アマシャムバイオテック社製〕に供して、０〜０．５ＭＮａＣｌのリニアグラジェントで溶出し、１１５ｍＭの溶出画分として、メタロエンドペプチダーゼを含む画分を得る工程、
を含む方法等が挙げられる。なお、前記各工程において、メタロエンドペプチダーゼの活性測定は、前記と同様の手法により行なわれうる。また、各工程の間に必要に応じて、透析後の画分について、４０００×ｇで１０分間の遠心分離に供してもよい。

かかる製造方法により得られるメタロエンドペプチダーゼも本発明に含まれる。

本発明は、別の側面では、前記メタロエンドペプチダーゼに関する。

本発明のメタロエンドペプチダーゼは、より具体的には、以下の１．〜６．の性質を示す。

１．分子量
本発明のメタロエンドペプチダーゼは、１２．５重量％ＳＤＳ−ＰＡＧＥにより算出された分子量が、約３５ｋＤで、リン酸緩衝化生理的食塩水で平衡化された商品名：Ｓｕｐｅｒｄｅｘ２００１０／３００ＧＬカラム〔アマシャムバイオテック社製〕を用いたゲル濾過法（流速０．５ｍｌ／分、カラムサイズ：１ｃｍ（内径）×３０ｃｍ）により算出された分子量が、約４０ｋＤであり、単量体である。

２．分子中の金属イオンの存在
本発明のメタロエンドペプチダーゼ１分子あたり、０．９亜鉛分子を有する。

３．インヒビターの影響
ＥＤＴＡ及びホスホルアミドンにより阻害される。

４．反応至適ｐＨ
ｐＨ５〜８、好ましくは、ｐＨ５．５〜７であり、特にｐＨ６．０付近で活性が最大になる

５．金属イオンの影響
１）２ｍＭカルシウム存在下で、至適反応温度の範囲の上限が約１０℃上昇し、カルシウム非存在下かつ１５℃でインキュベーションした場合の活性に対して、約１００％の相対活性の熱安定性を示す範囲の上限が約１０℃上昇する。
２）２ｍＭＭｇＣｌ₂、２ｍＭＣｏＣｌ₂、２ｍＭＮｉＳＯ₄、２ｍＭＦｅＳＯ₄及び２ｍＭＺｎＳＯ₄の存在下では、活性が増加せず、特に、２ｍＭＮｉＳＯ₄、２ｍＭＦｅＳＯ₄及び２ｍＭＺｎＳＯ₄の添加により、最大活性の２０％未満まで活性が減少する。

６．基質特異性
１）前記メタロペプチダーゼ活性の測定法の条件下において、前記配列番号：３に示される基質について、Ｐ１位において、Ｐｈｅ残基、Ｌｅｕ残基、Ｔｙｒ残基、Ｍｅｔ残基、Ｔｈｒ残基及びＡｌａ残基の順で選択性があり、Ｐ２位における疎水性又は塩基性の残基及びＰ３位における塩基性又は小さい残基に選択的であり、Ｐ２及びＰ３位における酸性残基に選択的でない。具体的には、Ｐ２位において、Ａｌａ残基、Ａｒｇ残基、Ｖａｌ残基、Ｐｈｅ残基及びＬｙｓ残基に対する選択性、Ｐ３位において、Ａｒｇ残基、Ｖａｌ残基及びＡｌａ残基に対する選択性を示す。
２）前記ＦＲＥＴＳ−ＧＲＹＦＡに対し、Ｋm値：５．０±１．６μＭ、ｋcat値：５．０±１．０（１／秒）、ｋcat／Ｋm：１．０±０．３０（１／秒・１／μＭ）。

また、本発明のメタロエンドペプチダーゼは、有機溶媒、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、エタノール、メタノール、エチレングリコール等、の存在下でもタンパク質分解活性、メタロエンドペプチダーゼ活性を示し、有機溶媒に対する耐性能を示す。したがって、本発明のメタロエンドペプチダーゼによれば、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうことができ、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができる。

本発明のメタロエンドペプチダーゼとしては、より具体的には、
（Ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列、
（Ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
（Ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチド等が挙げられる。

前記（Ａ）において、配列番号：２に示されるアミノ酸配列は、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２のメタロエンドペプチダーゼのアミノ酸配列である。

また、本発明においては、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法の条件下に、前記配列番号：３に示されるアミノ酸配列（認識配列）を認識し、該アミノ酸配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性、具体的には、該ペプチド結合を切断する活性を少なくとも示すものであれば、本発明のメタロエンドペプチダーゼには、前記配列番号：２に示されるアミノ酸配列のバリアントの配列を有するポリペプチドも含まれる。前記配列番号：２に示され
るアミノ酸配列のバリアントとしては、前記（Ｂ）又は（Ｃ）のアミノ酸配列が挙げられる。また、後述の核酸によりコードされるポリペプチドであって、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法の条件下に、前記認識配列を認識し、切断する活性を示すものであれば、本発明のメタロエンドペプチダーゼに含まれる。

前記アミノ酸配列のバリアントの天然の供給源となる生物は、特に限定されるものではなく、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓに分類される他の株等が挙げられる。

前記（Ｂ）のアミノ酸配列について、配列番号：２に示される配列におけるアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加（以下、「変異」ともいう）の数は、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法の条件下に、前記認識配列を認識し、切断する活性を示す範囲であればよく、少なくとも１個、好ましくは、１個〜複数個、より好ましくは、１個〜数個である。前記変異を有するアミノ酸配列は、天然に存在するアミノ酸配列、すなわち、自然発生による変異を有するアミノ酸配列であってもよく、人為的に、所望の部位又はアミノ酸残基に変異を導入したアミノ酸配列であってもよい。人為的に、所望の部位又はアミノ酸残基に変異を導入する場合、天然に存在する配列番号：２に示される配列のバリアントに準じて人為的に変異を導入してもよい。人為的な変異の導入は、例えば、慣用のＰＣＲを用いた部位特異的変異導入方法等により行なわれうる。

前記（Ｂ）のアミノ酸配列としては、特に限定されないが、例えば、配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基が、類似した物理学的性質を有する他のアミノ酸残基に置換（保存的置換）されたアミノ酸配列が挙げられる。前記保存的置換は、例えば、疎水性、電荷、ｐＫ、立体構造上における特徴等に類似した機能を発揮するアミノ酸残基との置換、本来のポリペプチドの生理活性を維持する程度にのみしか該ポリペプチドの立体構造、折り畳み構造を変化させ得ないアミノ酸残基との置換等が挙げられる。より具体的には、前記（Ｂ）のアミノ酸配列としては、配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基が、他のアミノ酸と保存的置換されたアミノ酸配列を有し、該保存的置換が、下記アミノ酸群（１）〜（６）：
（１）グリシン及びアラニン、
（２）バリン、イソロイシン及びロイシン、
（３）アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミン、
（４）セリン及びスレオニン、
（５）リジン及びアルギニン、
（６）フェニルアラニン及びチロシン
からなる群より選ばれたアミノ酸群に属するアミノ酸残基内で行なわれたものであるアミノ酸配列が挙げられる。

前記（Ｃ）において、前記配列同一性は、参照配列（例えば、配列番号：２に示されるアミノ酸配列）に対して、クエリー配列（評価対象の配列）を、適切にアラインメントし、算出された値である。具体的には、本明細書においては、前記配列同一性は、商品名：ＧＥＮＥＴＹＸ−ＭＡＣ（ソフトウェア開発株式会社製）によるマルチプルアラインメントにおいて使用可能なアルゴリズムをデフォルト値、より具体的には、Ｐｅａｒｓｏｎ及びＬｉｐｍａｎによるＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ１〜２（アミノ酸配列ベース）、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で用いて、算出された値である。

本発明においては、前記配列同一性は、少なくとも７５％、好ましくは、８０％以上、より好ましくは、８５％以上、さらに好ましくは、９０％以上、特に好ましくは９８％以上である。

また、本発明のメタロエンドペプチダーゼは、自己消化を実質的にうけにくいという優れた性質を有し、例えば、サーモライシンに比べ、より酵素としての寿命が長いという優れた性質を発現する。したがって、使用時に安定的に保存できる。

本発明は、別の側面では、（ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
（ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列、
（ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列をコードする塩基配列、及び
（ｄ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖と、ストリンジェントな条件下にハイブリダイズする核酸の塩基配列、
からなる群より選ばれた塩基配列を含有してなり、コードされるポリペプチドが、前記配列番号：３を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性を有する、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸に関する。

本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に製造することができる。また、本発明の核酸によれば、Ｓ.ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２とは異なる異種細胞において、前記メタロエンドペプチダーゼを発現させることができる。

前記（ａ）〜（ｂ）の塩基配列は、それぞれ、前記（Ａ）〜（Ｃ）のアミノ酸配列をコードする塩基配列である。

前記（ｃ）の「ストリンジェントな条件」とは、中ストリンジェントな条件、好ましくは、高ストリンジェントな条件をいう。前記「ストリンジェントな条件」としては、より具体的には、例えば、６×ＳＳＣ（１×ＳＳＣの組成：０．１５ＭＮａＣｌ、０．０１５Ｍクエン酸ナトリウム、ｐＨ７．０）と０．５重量％ＳＤＳと５×デンハルトと１００μｇ／ｍｌ変性サケ精子ＤＮＡと５０体積％ホルムアミドとを含む溶液中、室温、よりストリンジェントには、４５℃、よりストリンジェントには、６０℃で１２時間インキュベーションし、より低イオン強度、例えば、０．５×ＳＳＣ、好ましくは、０．２×ＳＳＣ、より好ましくは、０．１×ＳＳＣ等の条件及び／又はより高温、例えば、用いられる核酸のＴｍ値により異なるが、５０℃以上、好ましくは、６０℃以上、より好ましくは、６５℃以上等の条件下で洗浄等の条件下での洗浄を行なう条件が挙げられる。また、本発明においては、前記配列番号：２のアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖とストリンジェントな条件下でハイブリダイズする核酸は、該核酸によりコードされるアミノ酸配列に関して、配列番号：２のアミノ酸配列との配列同一性が、少なくとも７５％、好ましくは、８０％以上、より好ましくは、８５％以上、さらに好ましくは、９０％以上、特に好ましくは９８％以上であり、該核酸の塩基配列に関して、配列番号：２のアミノ酸配列をコードする塩基配列との配列同一性が、少なくとも７０％、好ましくは、８０％以上、より好ましくは、８５％以上、さらに好ましくは、９０％以上、特に好ましくは９５％以上となる核酸との特異的なハイブリダイゼーションが達成されうる条件であることが望ましい。

なお、本明細書においては、塩基配列の配列同一性は、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ６、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ２．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１４、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ２の条件で算出された値である

また、本発明の核酸に基づき、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムをスクリーニングするための、プローブ及びプライマー対も提供できる。

前記プローブとしては、本発明の核酸若しくはそのアンチセンス鎖の全部又は一部が挙げられる。本発明の核酸の一部又はアンチセンス鎖の一部としては、例えば、前記配列番号：２のアミノ酸配列をコードする核酸又はそのアンチセンス鎖の塩基配列（例えば、配列番号：１の塩基配列等）と、公知のデータベースの塩基配列とを比較して、例えば、３０％以下、好ましくは、２０％以下、より好ましくは、１０％以下、特に好ましくは、０％の配列同一性を示す領域中の少なくとも１２ヌクレオチド長、好ましくは、１８ヌクレオチド長以上であり、配列番号：１に示される塩基配列よりも短い長さである塩基配列からなる核酸が挙げられる。

前記プライマー対としては、本発明の核酸の塩基配列における連続した少なくとも９ヌクレオチド、好ましくは、連続した９〜４０ヌクレオチド、より好ましくは、連続した１２〜３０ヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドと、本発明の核酸の塩基配列中、前記オリゴヌクレオチドに対応する塩基配列の３’末端のヌクレオチド残基から少なくとも１００ヌクレオチド残基離れたヌクレオチド残基を含む塩基配列に対応し、かつ連続した少なくとも９ヌクレオチド、好ましくは、連続した９〜４０ヌクレオチド、より好ましくは、連続した１２〜３０ヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドとからなるプライマー対等が挙げられる。なお、前記プライマー対は、二次構造の形成、Ｔｍ値等を考慮し、慣用のプライマー設計用ソフトウェア等により、本発明のメタロエンドペプチダーゼに特有のアミノ酸配列を含有した領域、本発明の核酸に特有の塩基配列を含有した領域等を増幅するに適したプライマー対として設計されうる。

さらに、本発明の核酸によれば、前記メタロエンドペプチダーゼと同等の生理活性を示すアイソザイムを、Ｓ.ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２以外の生物から、スクリーニングすることができる。アイソザイムのスクリーニングは、本発明の核酸、前記プローブ又は前記プライマー対を用い、Ｓ.ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２以外の生物由来の核酸中の本発明の核酸、該プローブに対応する領域、該プライマー対を用いて得られたＰＣＲ増幅産物に対応する領域等を検出し、ついで、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法により、メタロエンドペプチダーゼ活性を検出できるポリペプチドをコードする核酸をスクリーニングすることにより行なわれうる。

特に、本発明の核酸及び前記プローブを用いる場合、被験試料として、例えば、生物の細胞や微生物のコロニー等の試料、該試料から抽出された核酸を膜上に固定したもの、該試料から抽出された核酸等が用いられうる。本発明の核酸又は前記プローブを用いる場合、上記のストリンジェント条件でハイブリダイゼーションを行なうことにより、アイソザイムをコードする核酸をスクリーニングできる。一方、プライマーを用いる場合、被験試料として、例えば、細胞、該細胞由来の抽出物等の試料が用いられうる。なお、ＰＣＲの際の鋳型となる核酸を損なわない範囲で前記試料中の他の成分を除去する操作を行なってもよい。かかるスクリーニングには、核酸を固定するための膜やハイブリダイゼーション緩衝液等に代表されるハイブリダイゼーション用の各種試薬、耐熱性ＤＮＡポリメラーゼ、ｄＮＴＰ混合液、ＰＣＲ用緩衝液等に代表されるＰＣＲ用試薬、プローブや増幅されたＤＮＡを検出するための試薬や微生物増殖用の培地、試料より核酸を抽出するための試薬等を適宜用いうる。

本発明は、他の側面では、本発明の核酸によりコードされる、組換えメタロエンドペプチダーゼに関する。

本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼによれば、有機溶媒存在下におけるタンパク質分解活性に基づく反応を行なうことができ、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチド、例えば、機能性ペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造を行なうことができるという優れた効果を奏する。

本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼは、以下の製造方法により得られうる。

また、本発明は、別の側面では、本発明の核酸を含有した、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体に関する。本明細書において、「発現用担体」とは、慣用の生物ベクター等を基本骨格として含有し、かつ適切な位置に本発明の核酸が作動可能に連結された核酸構築物；金粒子、リポソーム、デキストラン、リン酸カルシウム等の担体に、細胞内での発現に適したエレメント等を有する本発明の核酸を担持させた構築物等を意味する。

本発明のメタロエンドペプチダーゼの発現用担体によれば、前記メタロエンドペプチダーゼを、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２以外の細胞に導入することができ、それにより、異種細胞において、本発明のメタロエンドペプチダーゼを発現させることができる。したがって、本発明のメタロエンドペプチダーゼの工業的な生産のための手段を提供することができる。

前記生物ベクターとしては、ｐＵＣ１１８、ｐＵＣ１１９、ｐＢＲ３２２、ｐＣＲ３、ｐＣＭＶＳＰＯＲＴ、ｐＥＴｋｍＳ２〔ミシマ（ＭｉｓｈｉｍａＮ．）ら、Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．Ｐｒｏｇ．第１３巻、８６４−８６８（１９９７）〕、ｐＯＭａｌ〔ニューイングランドバイオラボ（ＮｅｗＥｎｇｌａｎｄＢｉｏｌａｂ）等の大腸菌用プラスミドベクター；λＺＡＰＩＩ、λｇｔ１１等の大腸菌用ファージベクター；ｐＹＥＳ２、ｐＹＥＵｒａ３、ｐＩＣＺα（インビトロジェン社製）等の酵母用ベクター；ｐＡｃＳＧＨｉｓＮＴ−Ａ等の昆虫細胞用ベクター；ｐＫＣＲ、ｐＥＦＢＯＳ、ｃＤＭ８、ｐＣＥＶ４等の動物細胞用ベクター等が挙げられる。かかるベクターには、適切なプロモーター（例えば、ｌａｃプロモーター、ｔａｃプロモーター、ｔｒｃプロモーター、ｔｒｐプロモーター、ＣＭＶプロモーター、ＳＶ４０初期プロモーター等）、選択用マーカー遺伝子、ターミネーター等のエレメントを適宜有していてもよい。

また、前記ベクターは、本発明のメタロエンドペプチダーゼを、慣用のタグ（例えば、Ｈｉｓタグ等）や融合パートナー（例えば、グルタチオンＳ−トランスフェラーゼ等）と融合した状態で発現させうるベクターであってもよい。

本発明は、さらに別の側面では、本発明の核酸を保持した形質転換細胞に関する。本発明の形質転換細胞は、本発明のメタロエンドペプチダーゼの発現用担体を適切な宿主に導入することにより得られる。

本発明の形質転換細胞によれば、本発明の前記メタロエンドペプチダーゼを遺伝子工学的に、容易に精製できる状態で発現させることができ、それにより、該メタロエンドペプチダーゼを工業的に生産することができる

前記宿主としては、大腸菌、酵母（例えば、メタノール資化性酵母Ｐｉｃｈｉａ等）、枯草菌等が挙げられる。

また、宿主への本発明の発現用担体の導入法としては、例えば、リン酸カルシウム法、ＤＥＡＥ−デキストラン法、エレクトロポレーション法、パーティクル銃によるボンバードメント法等が挙げられる。

宿主への本発明の発現用担体の導入により得られた細胞が、目的の形質転換細胞であることは、細胞又は該細胞の培養上清について、前記メタロエンドペプチダーゼ活性の測定法により、前記メタロエンドペプチダーゼ活性が検出されることを指標として、確認されうる。

本発明は、さらに別の側面では、本発明の形質転換細胞を培養し、得られた培養物からメタロエンドペプチダーゼを回収することを特徴とする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法に関する。

本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法によれば、本発明の形質転換細胞が用いられているため、前記メタロペプチダーゼを、容易に精製でき、効率よく製造することができるという優れた効果を奏する。

本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法においては、培地組成、培地のｐＨ、培養温度、培養時間の他、インデューサーの使用量、使用時間等について、メタロエンドペプチダーゼの発現の最適な条件を決定することによって、効率よく組換えメタロエンドペプチダーゼを生産させることができる。

形質転換細胞の培養物からメタロエンドペプチダーゼ活性を有するポリペプチドを精製するには通常の方法が用いられる。形質転換細胞が大腸菌のように細胞内にメタロエンドペプチダーゼ活性を有するポリペプチドが蓄積する場合には、培養終了後、遠心分離によって形質転換細胞を集め、得られた細胞を超音波処理等によって破砕した後、遠心分離等によって無細胞抽出液を得る。これを出発材料とし、塩析法の他、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、疎水クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー等の各種クロマトグラフィー等の一般的なタンパク質精製法により精製することができる。用いる形質転換細胞によっては発現産物が細胞外に分泌される場合がある。このような場合、培養上清から同様に精製を行なえばよい。

形質転換細胞が生産する組換えメタロエンドペプチダーゼは、それが細胞内に生産されるときは細胞内の他のタンパク質、他のポリペプチド等が共存するが、これらは発現されるメタロエンドペプチダーゼの量に比べて微量にすぎないため、その精製は極めて容易であるという優れた利点がある。また、ベクターとして菌体外分泌型のベクターを用いた場合、メタロエンドペプチダーゼが菌体外に分泌される。

本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼを用い、例えば、カレントプロトコルズインイムノロジー（ＣｕｒｒｅｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌｓｉｎＩｍｍｕｎｏｌｏｇｙ）〔ジョンＥ．コリガン（ＪｏｈｎＥ．Ｃｏｌｉｇａｎ）編集、１９９２年、ジョンワイリー＆サンズ社（ＪｏｈｎＷｅｉｌｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ）発行〕等に記載の方法に準じて、適切な動物を免疫することにより、本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼに対するモノクローナル抗体又はその抗体断片を得ることができる。前記抗体としては、本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼに特異的に結合する能力を有するものであれば、特に限定されないが、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体が挙げられる。かかる抗体又はその抗体断片によれば、本発明のメタロエンドペプチダーゼ又は本発明の組換えメタロエンドペプチダーゼのアフィニティー精製、検出、機能阻害等が可能になる。前記抗体断片としては、モノクローナル抗体を、例えば、パパインで消化することにより得られるＦａｂフラグメント、モノクローナル抗体を、例えば、ペプシンで消化することにより得られるＦ（ａｂ’）₂フラグメント等が挙げられる。

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｓｅｐｔａｔｕｓ（Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓ）ＴＨ−２の培地上清中にタンパク質分解活性が見出された。かかる培地上清中に見出されるタンパク質分解活性について、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を、５００ｍＬ容バッフルフラスコにおいて、炭素源と窒素源と０．０５重量％ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏと０．５重量% ポリペプトンと０．５重量％酵母エキスとを含む培地５０ｍＬ中、３０℃で５日間、１２５ｒｐｍで回転振盪させながら培養し、炭素源及び無機リン酸による影響を調べた。

また、タンパク質分解活性を、以下のように決定した。１．５ｍＬ容試料チューブ中、基質溶液［ユニバーサルプロテアーゼ基質〔リゾルフィン標識カゼイン、ロシュモレキュラーバイオケミカルズ（ＲｏｃｈｅＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ）社製〕、４ｍｇ／ｍＬ水］５０μＬと、インキュベーション緩衝液〔８ｍＭＣａＣｌ₂を含む０．２Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）〕５０μＬと測定対象の試料溶液１００μＬとを混合し、得られた反応混合物を、３７℃で１５分間インキュベーションした。その後、前記混合物に、５ｗ／ｖ％トリクロロ酢酸４８０μＬを添加することにより反応を停止させた。ついで、前記混合物を、３７℃で１０分間インキュベーションし、ついで、２００００×ｇ、５分間で遠心分離した。得られた上清４００μＬと、０．５ＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．８）６００μＬとをピペットでとり、１．５ｍＬ容キュベットに入れ、混合した。その後、試料の代わりに蒸留水を反応混合物に添加したブランクに対して、その５７４ｎｍの吸収を直ちに測定した。なお、タンパク質分解活性の１ユニットは、アッセイ条件下で１時間あたり、１μｍｏｌのリゾルフィンを遊離した量として定義した。また、５２４ｎｍのリゾルフィンの分子減衰係数（εｍＭ＝６．６）を、タンパク質分解活性を算出するのに用いた。また、タンパク質量を、タンパク質アッセイキット〔バイオラッド（Ｂｉｏ−Ｒａｄ）社製〕を用いて、製造者の説明書に従って、測定した。

その結果、炭素源のなかでも、グルコースを含む培地でＳ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を培養した場合、フルクトース等の他の炭素源を含む培地で培養した場合に比べ、培地上清中に見出されるタンパク質分解活性が高くなることがわかった。

ついで、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の培地上清中のタンパク質分解活性に対するグルコース及びＫ₂ＨＰＯ₄の影響を調べた。その結果を図１に示す。

図１に示されるように、培地中におけるグルコース含有量の増加により、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の培地上清中に見出されるタンパク質分解活性が増加した。また、２．０重量％グルコースと０．８重量％Ｋ₂ＨＰＯ₄とを含む培地を用いた場合、培地上清の比活性及びＳＳＭＰ含有量が最も高かった。したがって、以下の実施例において、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の培養には、培地〔組成：２．０重量%（１１０ｍＭ）グルコース、０．８重量％（４５ｍＭ）Ｋ₂ＨＰＯ₄、０．０５重量％ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、０．５重量% ポリペプトン、０．５重量％酵母エキス、残部水〕を用いた。

また、前記培養上清について、リゾルフィンカゼインの分解活性を調べた。その結果、前記培養上清中には、タンパク質分解活性を示す酵素は１種類しか見出されなかった。したがって、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２により、工業的に、タンパク質分解活性を示す酵素を製造できることが示唆された。

Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２を、５００ｍＬ容バッフルフラスコにおいて、培地〔組成：２．０重量%（１１０ｍＭ）グルコース、０．８重量％（４５ｍＭ）Ｋ₂ＨＰＯ₄、０．０５重量％ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、０．５重量% ポリペプトン、０．５重量％酵母エキス、残部水〕５０ｍＬ中、３０℃で５日間、１２５ｒｐｍで回転振盪させながら培養し、培養物を得た。

なお、以下の操作について、特に言及しない限り、全ての実験を４℃で行なった。また、タンパク質分解活性の測定は、前記実施例と同様に行なった。

前記培養物２０ｍＬを、限外ろ過装置（ミリポア社製、０．４５μｍ孔径）に供して、培地ろ過物を得た。得られたろ過物を、２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．０）に対して透析した。

透析後に得られた産物を、７４００×ｇで１０分間で遠心分離した。得られた試料を、前記２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．０）で平衡化した商品名：Ｖｉｖａｐｕｒｅ−Ｑスピンカラム〔Ｖｉｖａｓｃｉｅｎｃｅ社製〕に供し、ついで、前記カラムに結合したタンパク質を、０．５ＭＮａＣｌを含有した２５ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）緩衝液で溶出させた。得られた溶出液を、１０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）に対して透析した。

透析後に得られた産物を、７４００×ｇで１０分間遠心分離した。得られた上清を、１０ｍＭリン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）で予め平衡化した商品名：バイオスケールＣＨＴ２−Ｉハイドロキシアパタイトカラム〔バイオラッド（Ｂｉｏ−Ｒａｄ）社製；０．７ｃｍ（内径）×５．２ｃｍ、流速：１ｍｌ／分〕に供し、１０ｍＭ〜４００ｍＭのリン酸カリウム（ｐＨ７．０）によるリニアグラジェントによる溶出により、２００ｍＭリン酸カリウムの溶出画分として、高いタンパク質分解活性を有する画分を得た。得られた画分を、２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）緩衝液に対して透析した。

透析後に得られた産物を、７４００×ｇで１０分間遠心分離した。得られた上清を、２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）緩衝液で予め平衡化した商品名：ＭｏｎｏＱＨＲ５／５カラム〔アマシャムバイオテック（ＡｍｅｒｓｈａｍＢｉｏｔｅｃｈ）社製；０．５ｃｍ（内径）×５ｃｍ、流速：１ｍｌ／分〕に供し、０〜０．５ＭＮａＣｌのリニアグラジェントで溶出し、１１５ｍＭの溶出画分として高いタンパク質分解活性を有する画分を得た。

Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２の培地上清からのタンパク質分解活性を有する酵素の精製表を表１に示す。

また、商品名：ＭｏｎｏＱＨＲ５／５カラムに供した後に得られた画分について、１２．５重量％ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＰＡＧＥ）用ゲル〔バイオラッド（Ｂｉｏ−Ｒａｄ）社製〕に供した。その結果を図２に示す。

表１及び図２に示されるように、タンパク質分解活性を有する酵素を、培養濾過物（培地上清）２０ｍＬから３ステップ手順により、純度２．２倍、収率１６．６％で、均一に精製することができた。また、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの結果より、前記タンパク質分解活性を有する酵素は、約３５ｋＤの分子量を有することがわかった。

さらに、前記商品名：ＭｏｎｏＱＨＲ５／５カラムに供した後に得られた画分を、リン酸緩衝化生理的食塩水で平衡化された商品名：Ｓｕｐｅｒｄｅｘ２００１０／３００ＧＬカラム〔アマシャムバイオテック（ＡｍｅｒｓｈａｍＢｉｏｔｅｃｈ）社製〕に供した。なお、分子量マーカーとして、ゲル濾過用タンパク質分子マーカー.（オリエンタル酵母株式会社製）を用いた。

その結果、タンパク質分解活性を有する酵素は、分子量約４０ｋＤの単量体であることがわかった。

（１）タンパク質分解活性を有する酵素に対するインヒビターの影響
前記実施例２で得られた酵素を、２４μｇ／ｍＬのタンパク質濃度に調整し、酵素溶液を得た。得られた酵素溶液２０μＬと、インヒビター溶液［プロテアーゼインヒビターセット〔ロシュモレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)〕］５μＬと、８ｍＭＣａＣｌ₂を含む０．２Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）１２．５μＬとを混合し、３７℃で１０分間インキュベーションした。ついで、得られた混合物に、ユニバーサル基質溶液（Ｈ₂Ｏ中、４ｍｇ／ｍＬ）１２．５μＬを添加し、得られた混合物を３７℃で１０分間インキュベーションした。その後、得られた産物を、３０００×ｇで５分間、遠心分離し、上清を得た。得られた上清１００μＬと０．５ＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ８．８）１５０μＬとを、９６ウェルマイクロプレートのウェルに添加し、混合した。

その後、得られた混合物について、残存活性を、マイクロプレートリーダーにより５７０ｎｍでプレート中の溶液の吸収を測定することにより、決定した。その結果を、表２に示す。

表２に示されるように、前記実施例２で得られた酵素は、ＥＤＴＡ及びホスホルアミドンにより特に阻害された。これは、かかる酵素がメタロエンドペプチダーゼファミリーに属することを示す。以下、かかるＳ．ｓｅｐｔａｔｕｓ由来のメタロエンドペプチダーゼをＳＳＭＰともいう。

（２）ＳＳＭＰ中の亜鉛量の解析
原子吸光分析法による、ＳＳＭＰに存在する亜鉛の解析を行なった。その結果、１酵素分子あたり、０．９亜鉛分子が測定された。

（３）ＳＳＭＰのタンパク質分解活性へのｐＨの影響
前記実施例１におけるタンパク質分解活性の測定において、インキュベーション緩衝液に用いる緩衝液として、ｐＨ５．３、ｐＨ５．５、ｐＨ５．８、ｐＨ６．１及びｐＨ６．５それぞれの酢酸緩衝液、ｐＨ６．０、ｐＨ６．３、ｐＨ６．８、ｐＨ７．１及びｐＨ７．４それぞれのリン酸カリウム緩衝液並びにｐＨ７．０、ｐＨ７．２、ｐＨ７．６、ｐＨ７．９及びｐＨ８．２それぞれのＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液を用いて、ＳＳＭＰのタンパク質分解活性を測定した。結果を、図３に示す。なお、図３中、相対活性は、最も高い活性を示したｐＨにおける活性を１００として算出した値により示した。

その結果、図３に示されるように、活性は、ｐＨ６．０付近で至適化され、弱酸性条件下で最大であった。

（４）ＳＳＭＰのタンパク質分解活性へのカルシウムイオンの影響
ＳＳＭＰ活性及び安定性へのカルシウムイオンの影響を調べた。

ＳＳＭＰ溶液（２４μｇ／ｍＬ）２０ｍＬを、０〜１０ｍＭカルシウム存在下に、３７℃で５分間プレインキュベーションした。ついで、得られた混合物を用い、前記実施例１のタンパク質分解活性の測定と同様に、活性を測定した。図４のパネル（Ａ）に結果を示す。なお、相対活性は、カルシウム非存在下の場合の活性を、１００として算出した値で示す。

図４のパネル（Ａ）に示されるように、カルシウムの最終濃度が、２ｍＭを超えた場合、ＳＳＭＰ活性は、阻害された。

また、ＳＳＭＰ溶液（２４μｇ／ｍＬ）２０ｍＬを、最終濃度２ｍＭカルシウム存在下に、３７℃で５分間プレインキュベーションした。ついで、得られた混合物を用い、前記実施例１のタンパク質分解活性の測定と同様に、活性を測定した。図４のパネル（Ｂ）に結果を示す。なお、相対活性は、至適温度における活性を１００として算出した値で示す。

さらに、ＳＳＭＰ溶液の濃度を、０．１ｍｇタンパク質／ｍＬの濃度に調整した。前記ＳＳＭＰ溶液を、サーマルサイクラー（タカラバイオ社製、商品名：ＴａＫａＲａＰＣＲサーマルサイクラーＭＰ）を用いて、最終濃度２ｍＭカルシウム存在下又は非存在下に、１５〜８０℃で１０分間インキュベーションした。インキュベーション後、残存活性を、タンパク質分解活性から決定した。結果を図４のパネル（Ｃ）に示す。なお、残存活性は、１５℃でのインキュベーションの場合の活性を１００として算出した値で示す。

その結果、図４のパネル（Ｂ）及びパネル（Ｃ）に示されるように、カルシウムの存在により、カルシウム非存在下での至適温度及び熱安定性に比べ、至適温度及び熱安定性が約１０℃シフトした。なお、同条件下、２ｍＭＭｇＣｌ₂、２ｍＭＣｏＣｌ₂、２ｍＭＮｉＳＯ₄、２ｍＭＦｅＳＯ₄及び２ｍＭＺｎＳＯ₄を用いても活性の増加は見られなかった。特に、２ｍＭＮｉＳＯ₄、２ｍＭＦｅＳＯ₄及び２ｍＭＺｎＳＯ₄の添加により、最大活性の２０％未満まで活性が減少した。

（１）蛍光エネルギー転移（ＦＲＥＴＳ）コンビナトリアルライブラリーによる基質特異性の解析
ＦＲＥＴＳ−２５Ｘａａライブラリー〔ペプチド研究所製〕は、図５に示される構造を有し、アミノ末端Ｄ−２，３−ジアミノプロピオン酸（Ｄ−Ａ２ｐｒ）残基の側鎖に結合した高い蛍光２−（Ｎ−メチルアミノ）ベンゾイル（Ｎｍａ）基を含み、Ｌｙｓのε−アミノ基に連結した２，４−ジニトロフェニル（Ｄｎｐ）基により効率よく消光するという性質を有する基質のライブラリーである。

図５に示されるＦＲＥＴＳ−２５Ｘａａライブラリー（４７５ペプチド基質の全て）と、２ｍＭＣａＣｌ₂を含む５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）と、実施例２で得られた精製ＳＳＭＰ５０ｎｇとを混合し、３７℃でインキュベーションし、λｅｘ３５５ｎｍ及びλｅｍ４６０ｎｍでの蛍光強度の増加について、商品名：ＡＲＶＯ１４２０マルチラベルカウンター〔パーキンエルマー（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）社製〕を用いて、モニターした。なお、ＸａａがＧｌｙであるＦＲＥＴＳ−２５Ｇｌｙの２種の分解産物を用いて、検量線を作成し、該検量線に基づき、ＳＳＭＰのＦＲＥＴＳ−２５Ｘａａに対する基質特異性を評価した。結果を図６に示す。

その結果、図６に示されるように、基質中のＰ１位（図５中、Ｘａａ）におけるアミノ酸残基について、ＳＳＭＰは、Ｐ１位において、降順で、Ｐｈｅ残基、Ｌｅｕ残基、Ｔｙｒ残基、Ｍｅｔ残基、Ｔｈｒ残基及びＡｌａ残基に選択性があった。

ついで、二次スクリーニングのために最もよい基質として、Ｘａａが、Ｐｈｅ残基であるＦＲＥＴＳ−２５Ｐｈｅと、２ｍＭＣａＣｌ₂を含む５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）と、２００ｎｇの精製ＳＳＭＰ２００ｎｇとを混合し、３７℃で５分間インキュベーションし、ついで、ＥＤＴＡを反応混合物に添加して、反応を停止させ、基質の切断速度を商品名：ＡＲＶＯ１４２０マルチラベルカウンター〔パーキンエルマー（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）社製〕で測定した。これにより、基質中のＰ２位（図５中、Ｙａａ）及びＰ３位（図５中、Ｚａａ）に対するＳＳＭＰによる選択性を調べた。なお、ＸａａがＧｌｙであるＦＲＥＴＳ−２５Ｇｌｙの２種の分解産物を用いて、検量線を作成し、該検量線に基づき、ＳＳＭＰのＦＲＥＴＳ−２５Ｘａａに対する基質特異性を評価した。

その結果、得られた産物は、反応前の試料に比べ、約１５％まで消化された。また、得られた産物を、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）−質量分析（ＭＳ）に供し、ＳＳＭＰにより消化されたＦＲＥＴＳ−２５Ｐｈｅ由来の配列を同定した。

図７に示されるように、ＳＳＭＰは、Ｐ２位のＴｙｒ、Ａｌａ、Ａｒｇ、Ｖａｌ、Ｐｈｅ及びＬｙｓに対する選択性並びにＰ３位のＡｒｇ、Ｖａｌ及びＡｌａに対する選択性を示した。すなわち、ＳＳＭＰは、Ｐ２位における疎水性又は塩基性の残基及びＰ３位における塩基性又は小さい残基に選択的であり、ＳＳＭＰは、Ｐ２及びＰ３位における酸性残基に選択的でないことがわかる。

（２）反応速度論的解析
前記（１）の結果に基づき、コンセンサス基質：
D-A2pr(Nma)-Gly-Arg-Tyr-Phe-Ala-Phe-Pro-Lys(Dnp)-D-Arg-D-Arg
（ＦＲＥＴＳ−ＧＲＹＦＡ；配列番号：４）をデザインし、合成した。２ｍＭＣａＣｌ₂を含む５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）で、前記コンセンサス基質を、１．６〜１００μＭとなるように希釈し、各基質溶液４９０μＬを得た。得られた希釈溶液４９０μＬを、３７℃で５分間プレインキュベーションした。精製ＳＳＭＰ（２．５ｎｇ／μＬ）１０μＬを前記基質溶液に添加し、ついで、得られた混合物を、３７℃で１分間インキュベーションした。なお、サーマルセルホルダーに設置した前記混合物について、Ｈｉｔａｃｈｉ分光蛍光光度計Ｆ−４５００を用い、λｅｘ３４０ｎｍ、λｅｍ４４０ｎｍを測定した。反応速度は、Ｎｍａ溶液を用いてプロットした標準曲線から推定した。

その結果、前記コンセンサス基質に対するＫm、ｋcat及びｋcat／Ｋmは、それぞれ、５．０±１．６μＭ、５．０±１．０（１／秒）及び１．０±０．３０（１／秒・１／μＭ）であった。

（１）ＳＳＭＰのＮ末端アミノ酸配列及び内部アミノ酸配列の決定
前記実施例２で得られた精製ＳＳＭＰを、１２．５重量％ＳＤＳ−ＰＡＧＥに供した。ついで、得られたゲル中のタンパク質を、商品名：トランスブロットＳＤセル〔バイオラッド（ＢｉｏＲａｄ）社製〕を用い、製造者の説明書に準じて、商品名：シーケブロットＰＶＤＦ〔バイオラッド（ＢｉｏＲａｄ）社製〕にエレクトロブロッティングした。ブロットされたＳＳＭＰについて、プロテインシークエンサーに供して、Ｎ末端アミノ酸配列を同定した。また、ＳＳＭＰを、トリプシンで処理し、トリプシン処理ペプチド断片を得た。得られたトリプシン処理ペプチド断片を、ＬＣ−ＭＳにより解析し、内部アミノ酸配列を同定した。なお、アミノ酸配列の解析において、Ｉｌｅ及びＬｅｕは、同じ分子量のため、互いに区別できなかった。Ｇｌｎ及びＬｙｓは、分子量がほぼ等しいため、互いに区別化できなかった。

その結果、ＳＳＭＰのＮ末端アミノ酸配列は、GTGTSTYSGNVPLTT（配列番号：５）であった。下線部の配列を用いて、センスプライマーを作製した。また、ＳＳＭＰの内部アミノ酸配列は、TGSGF(Q/K)(I/L)EDGAR（配列番号：６）、TYNSPTYDNSK（配列番号：７）TTYFTSTTNYK（配列番号：８）及びAATWTA(I/L)NVK（配列番号：９）であった。下線部の配列を用いて、アンチセンスプライマーを作製した。

（２）インバースＰＣＲによるｓｓｍｐ遺伝子のクローニング
ゲノムＤＮＡを、ホップウッド（Ｄ．ＡＨｏｐｗｏｏｄ）らの方法〔ＡＬａｂｏｒａｔｏｒｙＭａｎｕａｌ，ＴｈｅＪｏｈｎＩｎｅｓＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｗｉｃｈ，１９８５年、第７０頁−第８４頁〕に準じて、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２から調製した。

ＳＳＭＰのＮ末端アミノ酸配列及び内部アミノ酸配列からデザインした２つの縮重プライマー（各４μＭ）：
5’-GG(GC)AACGT(GC)CC(GC)CT(GC)AC(GC)AC-3’（配列番号：１０）、及び
5’-TCGTA(GC)GT(GC)GG(GC)(GC)(AT)GTTGTA-3’（配列番号：１１）
と、ＧＣ−ＲＩＣＨＰＣＲシステム〔ロシュモレキュラーバイオケミカル(Roche Molecular Biochemicals)社製〕と、０．５ＭＧＣ−ＲＩＣＨリゾルーションソルーション（商品名）とを用い、前記Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２のゲノムＤＮＡを鋳型として、ＰＣＲを行ない、ｓｓｍｐ遺伝子の一部からなるＤＮＡ断片を増幅した。前記ＰＣＲのサーマルプロファイルは、９５℃で３分インキュベーションし、９５℃で３０秒と５４℃で３０秒と７２℃で４５秒とからなる反応を１０サイクル、９５℃で３０秒と、５４℃で３０秒と７２℃で４５秒（ただし、１サイクル毎に５秒延長）とからなる反応を２０サイクル、７２℃で７分間の伸長を行なう条件とした。

ＰＣＲ産物を、商品名：ｐＧＥＭ−ＴＥａｓｙ〔プロメガ（Ｐｒｏｍｅｇａ）社製〕にクローン化し、シークエンスした。

ついで、クローン化されたＰＣＲ産物の内部ＤＮＡ配列プライマー：
5’-ACCAACTCCACCGACACCTGG-3’（配列番号：１２、配列番号：１のヌクレオチド番号：２０８３−２１０３に対応）、及び
5’-CTTGTCGGTGCCGTTGTTGGC-3’（配列番号：１３、配列番号：１のヌクレオチド番号：ヌクレオチド番号：２４５５−２４７５の相補鎖に対応）
と、商品名：ＰＣＲＤＩＧプローブ合成キット〔ロシュモレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)〕とを用い、９５℃２分のインキュベーション後、９５℃１０秒と６０℃３０秒と７２℃２分とを１サイクルとする１０サイクルの反応を行ない、ついで、９５℃１０秒と６０℃３０秒と７２℃２分（ただし１サイクル毎に２０秒増やす）とを１サイクルとする２０サイクルの反応を行ない、７２℃で７分間インキュベーションすることにより、ジゴキシゲニン（ＤＩＧ）標識プローブを合成した。

前記Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２のゲノムＤＮＡを種々の制限酵素で消化し、１．０重量％アガロースゲルで電気泳動した。得られたゲルを、商品名：ＨｙｂｏｎｄＮ（アマシャムバイオサイエンス社製）にブロッティングした。得られた膜と、前記ＤＩＧ標識プローブと、商品名：ＥａｓｙＨｙｂ（ロシュ社製）とを、４２℃一晩ハイブリダイゼーションを行なった。ついで、膜を、２×ＳＳＣと０．１重量％ＳＤＳとを含む溶液を用いて２５℃で５分間２回洗浄し、０．１×ＳＳＣと０．１重量％ＤＳＤとを含む溶液を用いて６８℃で１５分間２回洗浄した。その後、商品名：Ａｎｔｉ-ＤｉｇｏｘｇｅｎｉｎＡＰＦａｂフラグメントと、ＮＢＴ／ＢＣＩＰＳｔｏｃｋｓｏｌｕｔｉｏｎ（ロシュ社製）とを用いて、シグナルを検出した。

その結果、約１．６ｋｂのＶａｎ９１Ｉ消化断片、約１．１ｋｂのＳａｌＩ消化断片及び３．３ｋｂのＡｐａＩ消化断片がプローブとハイブリダイズした。

ついで、これらの断片を、アガロース電気泳動で回収し、セルフライゲーションした。ライゲーション産物を鋳型とし、ｓｓｍｐ遺伝子の部分ＤＮＡ断片からデザインしたプライマー（各１μＭ）のセット：
Ｖａｎ９１Ｉ消化断片の増幅のために、
5'-TACCTGCTGTCCGAGGGCAGC-3'（配列番号：１４、配列番号：１のヌクレオチド番号：2638-2658に対応）、及び
5'-CGCCCCGTCTTCGAGCTGGAAGCC-3'（配列番号：１５、配列番号：１のヌクレオチド番号：1999-2022の相補鎖に対応）；
ＳａｌＩ消化断片の増幅のために、
5'-TACCTGCTGTCCGAGGGCAGC-3'（配列番号：１６、配列番号：１のヌクレオチド番号：２６３８−２６５８に対応）、及び
5'-GTAGAAGTCCCAGGTGACGGC-3'（配列番号：１７、配列番号：１のヌクレオチド番号：２１４９−２１６９の相補鎖に対応）；
ＡｐａＩ消化断片の増幅のために、
5'-TGCGCTGTCGGAGGCGGTGG-3'（配列番号：１８、配列番号：１のヌクレオチド番号：２９８９−３００８に対応）、及び
5'-CGCCGAGCCGCTCTGCACTCC-3'（配列番号：１９、配列番号：１のヌクレオチド番号：１３６９−１３８９の相補鎖に対応）
と、０．５Ｍ商品名：ＧＣ−ＲＩＣＨリゾルーションソルーションと、ＧＣ−ＲＩＣＨＰＣＲシステム〔ロシュモレキュラーバイオケミカルズ(Roche Molecular Biochemicals)社製〕とを用いて、ＰＣＲを行なった。

前記ＰＣＲのサーマルプロファイルは、アニーリング温度を５８℃、伸長時間を、Ｖａｎ９１Ｉ消化断片の場合、４５秒、ＳａｌＩ消化断片の場合、２５秒、ＡｐａＩ消化断片の場合、６０秒としたことを除き、上記と同様である。得られたＰＣＲ産物を、商品名：ｐＧＥＭ−ＴＥａｓｙ〔プロメガ（Ｐｒｏｍｅｇａ）社製〕にクローン化し、シークエンスした。結果を図８に示す。

図８に示されるように、得られた塩基配列（配列番号：１、ＤＤＢＪデータベースアクセッション番号：ＡＢ１８０３６）は、全ｓｓｍｐ遺伝子の塩基配列を含む。

前記配列番号：１に示される塩基配列と、Ｎ末端アミノ酸配列解析及び内部アミノ酸配列解析の結果から、配列番号：１のヌクレオチド番号：２９０２−２９０４にインフレーム終止コドンＴＧＡが存在することがわかる。

推定アミノ酸配列から、Ｎ末端プレ配列（３３アミノ酸残基）及びＮ末端プロ配列（１８４アミノ酸残基）を有すると思われる。また、前記配列番号：１に示される塩基配列において、推定リボソーム結合部位（図８中、「ＳＤ」）が、Ｎ末端プレ配列に対応する塩基配列の上流に見出された。推定リボソーム結合部位からＮ−プレ配列に対応する塩基配列の領域において、ＡＴＧ開始コドンはなかったが、ヌクレオチド１２８８−１２９０に見出されたＴＴＧコドンが、開始コドンとして同様に作用することが推定された。

ｓｓｍｐ遺伝子のオープンリーディングフレームは、１６１７ヌクレオチド長であり、推定分子量５６２３２を有する５３８アミノ酸のＳＳＭＰをコードすることが推定された。成熟ＳＳＭＰ酵素の算出された分子量は、３４０６２であり、図２に示されるＳＤＳ−ＰＡＧＥ解析に基づき算出された分子量（約３５ｋＤ）と一致した。

培養上清５０μＬと、５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．０）と、２ｍＭＣａＣｌ₂ ２９５０μＬと、脱イオン水（対照）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エタノール（ＥｔＯＨ）、エチレングリコール（ＥＧ）又はメタノール（ＭｅＯＨ）１０００μＬとを混合した。得られた混合物を、３０℃で、１６０ｒｐｍ／分で回転振盪しながらインキュベーションした。対照として、前記脱塩水を用いた混合物について、４℃で静置してインキュベーションした。なお、インキュベーション開始から０時間、２０．１時間後、６８．１時間後、１１５．９時間後、１８７．４時間後、２８７．０時間後及び３５５．０時間後それぞれに、混合物から１０μＬ容量の溶液をサンプリングした。

前記溶液１０μＬを、５０μＭＦＲＥＴＳ−ＧＲＹＦＡと２ｍＭＣａＣｌ₂ とを含む５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．０）４９０μＬに添加し、３７℃でインキュベーションし、５−１０秒の反応速度をλＥｘ／Ｅｍ＝３４０／４４０ｎｍ（３４０ｎｍで励起、４４０ｎｍで発光）により測定した。結果を図９に示す。

図９に示されるように、培養上清に見出されるタンパク質分解活性は、有機溶媒存在下においても安定して見出された。したがって、ＳＳＭＰが、有機溶媒に対して耐性であることが示唆される。

比較例１

市販のサーモライシンについて、２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）で一晩透析し、透析前及び透析後のサーモライシン１０μｇを１５重量％ＳＤＳ−ＰＡＧＥに供した。結果を図１０に示す。

その結果、図１０に示されるように、サーモライシンは、透析により自己消化をうけることがわかる。一方、本発明のメタロエンドペプチダーゼは、図２に示されるように、透析後であっても、自己消化産物が検出されず、酵素としての寿命がサーモライシンに比べても長いことがわかる。

本発明により、タンパク質の解析等の分析、種々のペプチドの製造、医薬のための中間体化合物、リード化合物等の製造のたけの手段が提供される。

図１は、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２によるプロテアーゼ産生におけるグルコース及びＫ₂ＨＰＯ₄の影響に示す図である。培地Ａ−Ｅは、グルコース、Ｋ₂ＨＰＯ₄、０．０５％ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ、０．５重量％ポリペプトン及び０．５重量％酵母エキスを含む。グルコース含有量及びＫ₂ＨＰＯ₄含有量を図中に示す。黒バーは、培地上清のタンパク質分解活性を示し、バーは、比活性を示す。

図２は、Ｓ．ｓｅｐｔａｔｕｓＴＨ−２由来の精製ＳＳＭＰのＳＤＳ−ＰＡＧＥの結果を示す図である。レーン１は、低分子量タンパク質マーカー（分子量、９４，０００、６７，０００、４３，０００、３０，０００、２０，１００及び１４，４００）、レーン２は、２μｇの精製ＳＳＭＰを示す。

図３は、ＳＳＭＰのタンパク質分解活性のｐＨの影響を示す図である。活性は、最も高いｐＨ〔酢酸緩衝液（ｐＨ６．１）〕の相対活性として示す。黒丸印は、酢酸緩衝液、黒三角印は、リン酸カリウム緩衝液、黒四角は、Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液を示す。

図４は、ＳＳＭＰのタンパク質分解活性の活性及び熱安定性におけるカルシウムの影響を示す図である。パネル（Ａ）は、ＳＳＭＰ活性におけるカルシウム濃度の影響を示す。活性は、最も高い至適温度における場合の相対活性として示す。パネル（Ｂ）は、ＳＳＭＰ活性の至適温度におけるカルシウムの影響を示す図である。活性は、最も高い至適温度における場合の相対活性として示す。パネル（Ｃ）は、ＳＳＭＰ活性の熱安定性におけるカルシウムの影響を示す。１５℃でのインキュベーションにおける相対活性として示す。白丸は、カルシウム非存在下、黒丸は、２ｍＭカルシウム存在下を示す。

図５は、ＦＲＥＴＳ−２５Ｘａａコンビナトリアルライブラリーの構造を示す。Ｘａａは、システインを除く１９天然アミノ酸のそれぞれを取り込んだ定位置である。それぞれ決まったＸａａについて、Ｙａａ位における５アミノ酸残基（Ｐ、Ｙ、Ｋ、Ｉ及びＤ）の混合物を、Ｚａａ位の５アミノ酸残基（Ｆ、Ａ、Ｖ、Ｅ及びＲ）の混合物とともに取り込んだ。

図６は、ＦＲＥＴＳ−２５Ｘａａコンビナトリアルライブラリーを用いたＰ１位の一次スクリーニングを示す図である。

図７は、ＦＲＥＴＳ−２５Ｐｈｅを用いたＰ２位及びＰ３位の二次スクリーニングを示す図である。パネル（Ａ）は、ＦＲＥＴＳ−２５Ｐｈｅの構造を示す。パネル（Ｂ）は、ＦＲＥＴＳ−２５Ｐｈｅを用いて決定したＰ２及びＰ３選択性を示す。相対蛍光強度を、ＬＣ−ＭＳによるピーク面積から決定した。切断部位を矢印で示す。

図８は、ｓｓｍｐ遺伝子の塩基配列を示す図である。ｓｓｍｐ遺伝子の推定−３５及び−１０配列に下線を付す。高プリン配列、ＡＧＧＡＧＡ、開始コドンの上流５ヌクレオチドはリボソーム結合（ＳＤ）配列として働く。亜鉛結合のコンセンサス配列（ＨＥＸＸＨ）を囲んだ。ｓｓｍｐ遺伝子のシグナル配列は、Argクラスター領域（Arg残基は、太字で示す）及び疎水性領域（斜線）に分けることができた。シグナルペプチドについての推定切断部位（白三角）を示す。ＳＳＭＰ成熟の際、二次切断（部位は、黒三角により示される）は、恐らく、分泌後に起こる。アミノ酸配列から推定される一次構造において、Ｎ末端配列（下線）及び内部配列（二重線）が見出された。

図９は、有機溶媒耐性を示す図である。

図１０は、サーモライシンの自己消化を示す図である。図中、パネル（Ａ）は、透析前のサーモライシンのＳＤＳ−ＰＡＧＥの結果であり、パネル（Ｂ）は、２０ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．０）で一晩透析した後のサーモライシンのＳＤＳ−ＰＡＧＥの結果である。

配列番号：３は、ＳＳＭＰの基質のコンセンサス配列のアミノ酸配列である。第２位のＸａａは、Ｆ、Ａ、Ｖ、Ｅ又はＲである。第３位のＸａａは、Ｐ、Ｙ、Ｋ、Ｉ又はＤである。第４位のＸａａは、Ｆ、Ｌ、Ｙ、Ｍ、Ｔ、Ａ、Ｈ、Ｒ、Ｓ、Ｉ、Ｋ、Ｑ、Ｎ、Ｗ、Ｖ、Ｇ、Ｅ、Ｐ又はＤである。

配列番号：４は、ＳＳＭＰの基質のコンセンサス配列のアミノ酸配列である。第１位のＧｌｙは、側鎖に２−（Ｎ−メチルアミノ）ベンゾイル基を有するＤ−２、３−ジアミノプロピオン酸基を有する。第８位のＬｙｓは、ε−アミノ基に２、４−ジニトロフェニル基を有する。

配列番号：６において、第６位のＸａａは、Ｑ又はＫである。第７位のＸａａは、Ｉ又はＬである。

配列番号：９において、第７位のＸａａは、Ｉ又はＬである。

配列番号：１０は、ＳＳＭＰの部分配列を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１１は、ＳＳＭＰの部分配列を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１２は、ＳＳＭＰ内部配列プライマーの配列である。

配列番号：１３は、ＳＳＭＰ内部配列プライマーの配列である。

配列番号：１４は、Ｖａｎ９１Ｉ断片を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１５は、Ｖａｎ９１Ｉ断片を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１６は、ＳａｌＩ断片を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１７は、ＳａｌＩ断片を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１８は、ＡｐａＩ断片を増幅するためのプライマーの配列である。

配列番号：１９は、ＡｐａＩ断片を増幅するためのプライマーの配列である。

Claims

８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、ストレプトマイセスセプタタスＴＨ−２（ＦＥＲＭＰ−１７３２９）を培養して培養上清として得られる、メタロエンドペプチダーゼ活性を示す培養物。
８０〜１６０ｍＭグルコースと、１０〜５０ｍＭＫ₂ＨＰＯ₄との存在下に、ストレプトマイセスセプタタスＴＨ−２（ＦＥＲＭＰ−１７３２９）を培養して培養上清を得ることを特徴とする、メタロエンドペプチダーゼの製造方法。
該メタロエンドペプチダーゼが、
（Ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列、
（Ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
（Ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、請求項２記載の製造方法。
該メタロエンドペプチダーゼが、配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基が、他のアミノ酸と保存的置換されたアミノ酸配列を有し、該保存的置換が、下記アミノ酸群（１）〜（６）：
（１）グリシン及びアラニン、
（２）バリン、イソロイシン及びロイシン、
（３）アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミン、
（４）セリン及びスレオニン、
（５）リジン及びアルギニン、
（６）フェニルアラニン及びチロシン
からなる群より選ばれたアミノ酸群に属するアミノ酸残基内で行なわれるものであり、下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用するポリペプチドである、請求項３記載の製造方法。
（Ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列、
（Ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列、及び
（Ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列、
からなる群より選ばれたアミノ酸配列を有し、かつ下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する、メタロエンドペプチダーゼ。
請求項２〜４いずれか１項に記載の製造方法により得られる、請求項５記載のメタロエンドペプチダーゼ。
（ａ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列、
（ｂ）配列番号：２において、少なくとも１個のアミノ酸残基の置換、欠失、挿入又は付加を有するアミノ酸配列をコードする塩基配列、
（ｃ）配列番号：２に示される配列に対し、ＦＡＳＴＡアルゴリズムで、ＫＴＵＰ２、ｅｘｐｅｃｔｖａｌｕｅ１０．０、Ｃｏｓｔｔｏｏｐｅｎｇａｐ１１、Ｃｏｓｔｔｏｅｘｔｅｎｄｇａｐ１の条件で算出された配列同一性が、少なくとも７５％であるアミノ酸配列をコードする塩基配列、及び
（ｄ）配列番号：２に示されるアミノ酸配列をコードする核酸のアンチセンス鎖と、ストリンジェントな条件下にハイブリダイズする核酸の塩基配列、
からなる群より選ばれた塩基配列を含有してなり、コードされるポリペプチドが、下記式：

（式中、Ｘａａは、フェニルアラニン残基、ロイシン残基、チロシン残基、メチオニン残基、スレオニン残基、アラニン残基、ヒスチジン残基、アルギニン残基、セリン残基、イソロイシン残基、リジン残基、グルタミン残基、アスパラギン残基、トリプトファン残基、バリン残基、グリシン残基、グルタミン酸残基、プロリン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｙａａは、プロリン残基、チロシン残基、リジン残基、イソロイシン残基又はアスパラギン酸残基を示し、Ｚａａは、フェニルアラニン残基、アラニン残基、バリン残基又はグルタミン酸残基、アルギニン残基を示す）
に示される配列（配列番号：３）を認識し、該配列番号：３のアミノ酸番号：４のアミノ酸残基とアミノ酸番号：５のアミノ酸残基との間のペプチド結合に作用する活性を有する、メタロエンドペプチダーゼをコードする核酸。
請求項７記載の核酸によりコードされる、組換えメタロエンドペプチダーゼ。
請求項７記載の核酸を含有してなる、メタロエンドペプチダーゼの発現用担体。
請求項７記載の核酸を保持してなる形質転換細胞。
請求項１０記載の形質転換細胞を培養し、得られた培養物からメタロエンドペプチダーゼを回収することを特徴とする組換えメタロエンドペプチダーゼの製造方法。