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JPH0560356B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0560356B2
JPH0560356B2 JP62208332A JP20833287A JPH0560356B2 JP H0560356 B2 JPH0560356 B2 JP H0560356B2 JP 62208332 A JP62208332 A JP 62208332A JP 20833287 A JP20833287 A JP 20833287A JP H0560356 B2 JPH0560356 B2 JP H0560356B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adenylate kinase
ppak3
plasmid
ppak1
pig
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62208332A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6451087A (en
Inventor
Kinichiro Miura
Izumi Kumagai
Takeshi Hibino
Satoru Misawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIKKO KYOSEKI KK
NITSUKO KYOSEKI KK
Original Assignee
NIKKO KYOSEKI KK
NITSUKO KYOSEKI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIKKO KYOSEKI KK, NITSUKO KYOSEKI KK filed Critical NIKKO KYOSEKI KK
Priority to JP20833287A priority Critical patent/JPS6451087A/en
Publication of JPS6451087A publication Critical patent/JPS6451087A/en
Publication of JPH0560356B2 publication Critical patent/JPH0560356B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブタ−アデニレートキナーゼを微生
物等を用いて大量に生産するための発現ベクター
に関する。 このブタ−アデニレートキナーゼは、 Mg−ATP+AMP⇔Mg−ADP+ADP の反応において触媒作用を行なう酸素で、アデノ
シン三リン酸(ATP)、アデニル酸(AMP)、ア
デノシン二リン酸(ADP)等の試薬の生産或い
はバイオリアクタ一等におけるATPすなわちエ
ネルギー再生用の酵素として有用なものである。 〔従来の技術〕 上記ブタ−アデニレートキナーゼは、ブタの筋
肉中に見い出される酵素で、このアミノ酸配列
は、次のものとして知られている〔エ、ヘイル他
(A.Heil、et.al.)、ヨーロピアン、ジヤーナル、
オブ、バイオケミストリー(European Journal
of Biochemistry)、43、p131(1974)〕。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an expression vector for producing large amounts of porcine adenylate kinase using microorganisms and the like. This porcine adenylate kinase uses oxygen to catalyze the reaction of Mg-ATP + AMP ⇔ Mg-ADP + ADP, and uses reagents such as adenosine triphosphate (ATP), adenylic acid (AMP), and adenosine diphosphate (ADP). It is useful as an enzyme for the production of ATP or energy regeneration in bioreactors, etc. [Prior Art] The above-mentioned pig adenylate kinase is an enzyme found in pig muscle, and its amino acid sequence is known as the following [A. Heil, et.al. .), European, Journal,
Of, Biochemistry (European Journal
of Biochemistry), 43 , p131 (1974)].

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、上記問題点を解決するための微生物
等を用いて、大量にしかも安価にブタ−アデニレ
ートキナーゼを生産させるための発現ベクターを
提供するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、ブタ−アデニレートキナーゼに
ついて鋭意研究を進めた結果、ブタ−アデニレー
トキナーゼのcDNAが次に示す塩基配列を有する
ことを知つた。
The present invention aims to solve the above-mentioned problems by providing an expression vector for producing pig adenylate kinase in large quantities and at low cost using microorganisms and the like. [Means for solving the problem] As a result of intensive research on pig adenylate kinase, the present inventors learned that the cDNA of pig adenylate kinase has the following base sequence. .

〔実施例〕〔Example〕

ブタ−アデニレートキナーゼcDNAの調製 ブタの筋肉組織をすりつぶし、グアニジウムイ
ソチオシアネートでタンパクを変性させ、塩化セ
シウム密度勾配遠心分離で、RNAを分離した。
次に、これをオリゴdTセルロースカラムを用い
て精製し、ポリアデニレートRNAを得た。この
ポリアデニレートRNAを鋳型として逆転写酵素
を用いて、cDNA−RNAの二本鎖を作り、この
うちRNAを大腸菌リボヌクレアーゼHで分解し、
大腸菌DNAポリメラーゼにより、二本鎖の
cDNAを調製した。 上記で得たcDNAをターミナルトランスフエラ
ーゼで処理し、両3′末端にオリゴdCをつけ、プ
ラスミドpUC9(宝酒造(株)社製)をPstlで切断した
両末端に同様にしてオリゴdGをつけたものに、
挿入した。 このcDNAをサンガー法により分析した結果、
前記に示した塩基配列を有することが分つた。 発現ベクターの調製 (pPAK1) 上記プラスミドpUC9のPstIサイトにクローニ
ングしていたブタ−アデニレートキナーゼの
cDNAを制限酵素PstIで切り出し、両末端のG、
C部分をBal31ヌクレアーゼ除去した後、クレノ
ー酵素でブラントエンドにし、これを市販のプラ
スミドpKK223−3(フエルマシア社製、tacプロ
モーターを有するpBR322由来のプラスミド)の
SmaIサイトにつないだ。この改変プラスミドを
pPAK1とした。 この調製したプラスミドの塩基配列は、サンガ
ー法で確認した。 (pPAK1−2) 次に、上記pPAK1にホスフアイト法により合
成した5′−
CAGGAAACAGAATTCATGGAAGAGAAGC
TG−3′(AGGA部はSD配列、ATG部はアミノ末
端メチオニンコドン)をプライマーとして位置特
異的変異導入法により導入し、SD配列とアミノ
末端メチオニンコドン間の距離が10塩基のベクタ
ーpPAK1−2を調製した。 すなわち、第1図に示しように、pPAK1を制
限酵素PvuI及びScaIで切断したPtacサイト部と
同じpPAK1を制限酵素SmaIとBamHIで切断し
たAmprサイト部とに、上記合成プライマーを添
加し、100℃の温度で、3分間変性させ、30℃、
30分間保持して、再生し、次いで、4℃で、30分
間保持した。 次いで、上記プライマーを導入したプラスミド
を、DNAポリメラーゼ、4種のdNTP及び
T4DNAリガーゼで環状二本鎖とし、それを用い
て大腸菌を形質転換した。 目的物は、上記合成プライマーの放射性ラベリ
ングしたものをプローブとしてハイブリダイゼー
シヨン法でスクリーニングした。 この調製したプラスミドの塩基配列は、サンガ
ー法で確認した。このプラスミドをpPAK1−2
とした。 (pPAK3) 上記pPAK1−2にホスフアイト法により合成
した5′−AGAATTCATGATGGAAG−3′(ATG
部はアミノ末端メチオニンコドン)をプライマー
として位置特異的変異導入法により導入し、ベク
ターpPAK3を調製した。これは結果として、上
記ベクターpPAK1−2アイノ末端メチオニンコ
ドンの直前にATGを挿入したことになつている。
尚、この挿入したATGコドンとSD配列間は10塩
基である。 すなわち、第2図に示すように、pPAK1−2
を制限酵素PvuI及びScaIで切断したPtacサイト
部と同じpPAK1−2を制限酵素SmaIとBamHI
で切断したAmprサイト部とに、上記合成プライ
マーを添加し、100℃の温度で、3分間変性させ、
30℃、30分間保持して、再生し、次いで、4℃
で、30分間保持した。 次いで、上記プライマーを導入したプラスミド
を、DNAポリメラーゼ、4種をdNTP及び
T4DNAリガーゼで環状二本鎖とし、それを用い
て、大腸菌を形質転換した。 目的物は、上記合成プライマーの放射性ラベリ
ングしたものをプローブとしてハイブリダイゼー
シヨン法でスクリーニングした。 この調製したプラスミドの塩基配列は、サンガ
ー法で確認した。このプラスミドをpPAK3とし
た。 (pPAK3−1〜3−3) 上記プラスミドpPAK1−2及びpPAK3の調製
と同様と操作で、pPAK3のSD配列と挿入した
ATGコドン間の塩基配列をAGAATTC、
AAGAATTC、AATTCAGAATTC、と7塩
基、8塩基、12塩基に変え、それぞれpPAK3−
1、pPAK3−2及びpPAK3−3とした。これら
の調製したプラスミドの塩基配列は、サンガー法
で確認した。 ブタ−アデニレートキナーゼの発現 上記で調製したプラスミドを大腸菌E.coli
JM109にそれぞれ導入し、これを50μg/mlのア
ンピシリンを含むLB培地〔バクトトリプトン
(Bacto−tryptone)10g/、バクトイースト
エキストラクト(Bacto−yeast extract)5
g/、NaCl10g/、PH7.5〕で培養し、1m
Mのイソプロピルチオガラクトシド(IPTG)に
より誘導した。一晩培養後、遠心分離で菌体を集
め、ソニケータで菌体を壊した後、遠心分離で上
清を集め、さらに回転数25000rpmの超遠心分離
機で1時間遠心分離し、その上清をとつた。この
上清について、エンザイムリンクドイムノソルベ
ントアツセイ(ELISA)とピルベートキナーゼ
とラクテートデヒドロゲナーゼを組み合わせ、還
元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの
340nm吸収の減少を測定した活性を求める酵素
アツセイによりブタ−アデニレートキナーゼの同
定を行つた。 一方、発現量の比較は、遠心分離で集めた菌体
を直接可溶化し、SDS−ポリアクリルアミドゲル
電気泳動を行い、クマシーブルーで染色後、デン
シトメーターでタンパクバンドの強度を測定する
ことにより行つた。 この結果、pPAK1を導入したものは、ほとん
ど発現せず、pPAK1−2のものは、菌体全タン
パクの1%、pPAK3では、菌体全タンパクの70
%、pPA3−1、pPAK3−2及びpPAK3−3で
は、それぞれ55%、55%、35%であつた。 そして、pPAK3が挿入された菌株はE.coli
JM 109 pPAK3、FERM BP−1452として微工
研に寄託されている。 このように、ブタ−アデニレートキナーゼのア
ミノ末端メチオニンコドンの直前にATGの塩基
配列を挿入することによりブタ−アデニレートキ
ナーゼの生産量が著しく高まることが分かる。さ
らに、SD配列と挿入したATGコドン間の距離は
10塩基がより好ましいことも分かつた。 〔発明の効果〕 本発明は、発現ベクターにブタ−アデニレート
キナーゼのアミノ酸配列をコードする塩基と当該
塩基配列のアミノ末端メチオニンコドンの直前に
ATGの塩基配列とを含ませたため、大量にしか
も安価にブタ−アデニレートキナーゼを生産する
ことができるという格別の効果を奏するものであ
る。
Preparation of Pig Adenylate Kinase cDNA Pig muscle tissue was ground, proteins were denatured with guanidinium isothiocyanate, and RNA was isolated by cesium chloride density gradient centrifugation.
Next, this was purified using an oligo dT cellulose column to obtain polyadenylate RNA. This polyadenylate RNA is used as a template and reverse transcriptase is used to create a cDNA-RNA double strand, of which RNA is degraded with E. coli ribonuclease H.
Double-stranded DNA polymerase
cDNA was prepared. The cDNA obtained above was treated with terminal transferase and oligo dC was added to both 3' ends, and oligo dG was added to both ends of plasmid pUC9 (manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.) which had been cut with Pstl. To things,
Inserted. As a result of analyzing this cDNA by Sanger method,
It was found that it had the base sequence shown above. Preparation of expression vector (pPAK1) Porcine adenylate kinase cloned into the PstI site of the above plasmid pUC9.
Cut out the cDNA with the restriction enzyme PstI, and
After removing the C portion with Bal31 nuclease, it was made blunt-ended with Klenow enzyme, and this was transformed into a commercially available plasmid pKK223-3 (manufactured by Fermacia, a pBR322-derived plasmid with a tac promoter).
Connected to SmaI site. This modified plasmid
It was named pPAK1. The base sequence of this prepared plasmid was confirmed by Sanger method. (pPAK1-2) Next, 5′-
CAGGAAACAGAATTCATGGAAGAGAAGC
Vector pPAK1-2, in which the distance between the SD sequence and the amino-terminal methionine codon is 10 bases, was introduced by position-directed mutagenesis using TG-3' (AGGA part is SD sequence, ATG part is amino-terminal methionine codon) as a primer. was prepared. That is, as shown in FIG. 1, the above synthetic primer was added to the Ptac site obtained by cutting pPAK1 with the restriction enzymes PvuI and ScaI and the Amp r site obtained by cutting the same pPAK1 with the restriction enzymes SmaI and BamHI. Denature for 3 minutes at a temperature of 30°C,
Hold for 30 minutes to regenerate, then hold at 4°C for 30 minutes. Next, the plasmid into which the above primers were introduced was treated with DNA polymerase, four types of dNTPs and
This was made into a circular double strand using T4 DNA ligase, and used to transform E. coli. The target product was screened by a hybridization method using the radiolabeled synthetic primer described above as a probe. The base sequence of this prepared plasmid was confirmed by Sanger method. This plasmid is pPAK1-2
And so. (pPAK3) 5′-AGAATTCATGATGGAAG-3′ (ATG
The vector pPAK3 was prepared by position-directed mutagenesis using the amino-terminal methionine codon as a primer. This resulted in the insertion of ATG immediately before the aino-terminal methionine codon of the vector pPAK1-2.
Note that there are 10 bases between the inserted ATG codon and the SD sequence. That is, as shown in Figure 2, pPAK1-2
pPAK1-2, which is the same as the Ptac site cut with restriction enzymes PvuI and ScaI, was cut with restriction enzymes SmaI and BamHI.
The above synthetic primer was added to the Amp r site section cut with , and denatured at a temperature of 100°C for 3 minutes.
Hold at 30°C for 30 minutes to regenerate, then 4°C
and held for 30 minutes. Next, the plasmid containing the above primers was treated with DNA polymerase, dNTP and
This was made into a circular double strand using T4 DNA ligase, and used to transform Escherichia coli. The target product was screened by a hybridization method using the radiolabeled synthetic primer described above as a probe. The base sequence of this prepared plasmid was confirmed by Sanger method. This plasmid was named pPAK3. (pPAK3-1 to 3-3) Insert the SD sequence of pPAK3 using the same procedure as for the preparation of plasmids pPAK1-2 and pPAK3 above.
The base sequence between the ATG codons is AGAATTC,
Changed to AAGAATTC, AATTCAGAATTC, 7 bases, 8 bases, 12 bases, respectively, pPAK3-
1, pPAK3-2 and pPAK3-3. The base sequences of these prepared plasmids were confirmed by Sanger method. Expression of pig adenylate kinase The plasmid prepared above was added to E. coli.
JM109 and LB medium containing 50 μg/ml ampicillin [Bacto-tryptone 10 g/, Bacto-yeast extract 5
g/, NaCl 10 g/, PH 7.5] and 1 m
It was induced by isopropylthiogalactoside (IPTG) of M. After culturing overnight, the bacterial cells were collected by centrifugation, broken with a sonicator, the supernatant was collected by centrifugation, and the supernatant was further centrifuged for 1 hour in an ultracentrifuge at 25,000 rpm. Totsuta. This supernatant was analyzed using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in combination with pyruvate kinase and lactate dehydrogenase to detect reduced nicotinamide adenine dinucleotide.
Porcine adenylate kinase was identified by an enzyme assay for activity determined by a decrease in absorption at 340 nm. On the other hand, expression levels can be compared by directly solubilizing bacterial cells collected by centrifugation, performing SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, staining with Coomassie blue, and measuring the intensity of protein bands with a densitometer. I went. As a result, the cells into which pPAK1 was introduced showed almost no expression, those with pPAK1-2 expressed only 1% of the total bacterial protein, and those with pPAK3 expressed 70% of the total bacterial protein.
%, pPA3-1, pPAK3-2, and pPAK3-3 were 55%, 55%, and 35%, respectively. The strain into which pPAK3 was inserted is E. coli.
JM 109 pPAK3, deposited with the Institute of Fine Technology as FERM BP-1452. Thus, it can be seen that the production of pig adenylate kinase is significantly increased by inserting the ATG base sequence immediately before the amino terminal methionine codon of pig adenylate kinase. Furthermore, the distance between the SD sequence and the inserted ATG codon is
It was also found that 10 bases is more preferable. [Effects of the Invention] The present invention provides an expression vector containing a base encoding the amino acid sequence of porcine adenylate kinase and a base immediately before the amino terminal methionine codon of the base sequence.
Since it contains the base sequence of ATG, it has the special effect of being able to produce pig adenylate kinase in large quantities and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、プラスミドpPAK1−2を、また第
2図は、プラスミドpPAK3を位置特異的変異導
入法により調製する過程の概略を示した図であ
る。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the process of preparing plasmid pPAK1-2 and FIG. 2 is plasmid pPAK3 by position-directed mutagenesis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ブタ−アデニレートキナーゼのアミノ酸配列
をコードする塩基配列と当該塩基配列のアミノ末
端のメチオニンコドンの直前のATGの塩基配列
とを含んでなるブタ−アデニレートキナーゼ発現
ベクター。 2 ブタ−アデニレートキナーゼのアミノ酸配列
をコードする塩基配列が、 【表】 【表】 で表されることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のブタ−アデニレートキナーゼ発現ベクタ
ー。
[Scope of Claims] 1. Porcine adenylate kinase expression comprising a nucleotide sequence encoding the amino acid sequence of porcine adenylate kinase and an ATG nucleotide sequence immediately before the methionine codon at the amino terminus of the nucleotide sequence. vector. 2 Claim 1, characterized in that the base sequence encoding the amino acid sequence of porcine adenylate kinase is represented by [Table] [Table]
Porcine adenylate kinase expression vector as described in .
JP20833287A 1987-08-24 1987-08-24 Swine adenylate kinase manifestation vector Granted JPS6451087A (en)

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JP2747379B2 (en) * 1991-05-31 1998-05-06 昭和アルミニウム株式会社 Heat exchanger
JP3566045B2 (en) * 1997-10-02 2004-09-15 アルプス電気株式会社 Device for mounting recording media

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EUROPIAN JOURNAL OF BIOCHEMISTRY=1974 *

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