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JPH07222595A - 置換されたプロモーターを使用する宿主による異種起源蛋白質の製造方法 - Google Patents

置換されたプロモーターを使用する宿主による異種起源蛋白質の製造方法

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JPH07222595A
JPH07222595A JP6303910A JP30391094A JPH07222595A JP H07222595 A JPH07222595 A JP H07222595A JP 6303910 A JP6303910 A JP 6303910A JP 30391094 A JP30391094 A JP 30391094A JP H07222595 A JPH07222595 A JP H07222595A
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yeast
host
protein
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 宿主による異種起原蛋白質の増強された分泌
を促進する発現系と組換えＤＮＡを含有する宿主を使用
して所望の蛋白質を生産する方法を得る。 【構成】 本発明の具体的表現態様のひとつは、選ばれ
た蛋白質の生産のための、及び蛋白質がその中で作られ
る宿主からの同蛋白質の分泌のための発現及び分泌調節
配列であるＤＮＡ配列を含む。当該配列は、（ａ）当該
宿主中で活性があり最高でも中程度の強さのプロモータ
ーと、（ｂ）当該宿主によって認識され、開始コドンで
始まり、当該プロモーターと機能的に連結された異種起
原ＤＮＡ分泌シグナル配列を含む。発現及び分泌調節配
列は、所望の蛋白質をコードするＤＮＡ配列と機能的に
連結し、宿主を形質転換して所望の蛋白質を生産させ分
泌させるのに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宿主による異種起原蛋
白質の増強された分泌を促進する発現系と組換えＤＮＡ
分子、そのような組換えＤＮＡを含有する宿主、またそ
のような宿主を使用して所望の蛋白質を生産する方法に
関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】蛋白質は形質転換された微生
物から、微生物を典型的に破壊する細胞の溶菌のような
方法によって抽出されなければならないため、組換えＤ
ＮＡの手法で調製される蛋白質は往々にして単離するの
が困難である。溶菌が起る際に遊離される多数の異なる
有機化合物のために、そのような抽出手順で十分に純粋
な蛋白質を高収量で得ることは困難である。
【０００３】典型的な分離手順に対するひとつの興味あ
る代替手段は、選ばれた蛋白質を自分のまわりに分泌す
る宿主を持つことである。分泌された蛋白質は比較的容
易に培地から分離され、微生物は分離操作後も生存を続
け所望の蛋白質をさらに生産し分泌することができる。
【０００４】原核生物や真核生物によって本来分泌され
る蛋白質の多くは、最初はアミノ酸数個分長いアミノ末
端の延長部分を含む前駆体の形で合成される。この延長
部分は分泌リーダーあるいはシグナル配列と呼ばれ、こ
れによって前駆体蛋白質が微生物の細胞膜を通過し、培
地あるいは細胞のペリプラズム間隙に至ることが可能と
なる。分泌の途中で分泌リーダーは蛋白質から切り離さ
れ、培地あるいはペリプラズム間隙中に成熟蛋白質が生
成する。
【０００５】細菌における分泌の速さは典型的な場合非
常に遅いにもかかわらず、細菌による分泌は組換えＤＮ
Ａ技術とともにずっと使用されて来た。例えばアメリカ
合衆国特許（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎ
ｔｓ）４，４１１，９９４や４，３３８，３９７、また
ヴィラ−コマロフら（Ｖｉｌｌａ−Ｋｏｍａｒｏｆｆｅ
ｔ ａｌ）著、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃ
ｉ．ＵＳＡ、７５ ３７２７−３１（１９７８）を参照
するとよい。
【０００６】酵母の一般的な安全性や酵母発酵に関する
人類の経験は、酵母を組換えＤＮＡ技術における宿主と
して使用するための望ましい候補にした。しかしなが
ら、組換え酵母から成熟蛋白質を分泌された形で得よう
とした試みは低収量に苦しんだと報告されている。例え
ば次の文献を参照するとよい。シー・エヌ・チャンら
（Ｃ．Ｎ．Ｃｈａｎｇ ｅｔ ａｌ）「酵母におけるハ
イブリッドインベルターゼシグナルとヒトインターフェ
ロン（ＩＦＮ−α２）成熟型の認識と開裂（Ｒｅｃｏｇ
ｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｌｅａｖａｇｅ ｏｆ Ｈｙ
ｂｒｉｄ Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ Ｓｉｇｎａｌｓ ａｎ
ｄ Ｍａｔｕｒｅ Ｆｏｒｍｓ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｉ
ｎｔｅｒｆｅｒｏｎ（ＩＦＮ−α２）ｉｎ Ｙｅａｓ
ｔ）」、酵母分子生物学会要旨（Ｍｅｅｔｉｎｇ Ａｂ
ｓｔｒａｃｔｓ，Ｔｈｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏ
ｌｏｇｙ ｏｆ Ｙｅａｓｔ）コールド・スプリング・
ハーバー研究所（Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏ
ｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）ニューヨーク州コールド・
スプリング・ハーバー（Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａ
ｒｂｏｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）ｐ．３９３（１９８
３）、ビー・メイハックとエー・ハイネン（Ｂ．Ｍｅｙ
ｈａｃｋ ａｎｄ Ａ．Ｈｉｎｎｅｎ）「酵母ＰＨＯ５
プロモーター制御による外来遺伝子の高発現（Ｈｉｇｈ
Ｌｅｖｅｌｓ ｏｆＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｆ
ｏｒｅｉｇｎ Ｇｅｎｅｓ Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｙｅａｓｔ ＰＨＯ５ Ｐ
ｒｏｍｏｔｅｒ）」酵母分子生物学会要旨（Ｍｅｅｔｉ
ｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ，Ｔｈｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａ
ｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｙｅａｓｔ）コールド・ス
プリング・ハーバー研究所（Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ
Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）ニューヨーク州
コールド・スプリング・ハーバー（Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉ
ｎｇ Ｈａｒｂｏｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）ｐ．１５６
（１９８３）、エス・デー・エムル（Ｓ．Ｄ．Ｅｍｒ）
「酵母における蛋白質の局在化と遺伝子発現の研究のた
めのＭＦα１−ＳＵＣ２（α因子−インベルターゼ）遺
伝子融合（Ａｎ ＭＦα１−ＳＵＣ２ （α−Ｆａｃｔ
ｏｒ−Ｉｎｖｅｒｔａｓｅ）Ｇｅｎｅ Ｆｕｓｉｏｎ
ｆｏｒ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｌｏｃａ
ｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇｅｎｅ Ｅｘｐｒｅｓｓ
ｉｏｎ ｉｎ Ｙｅａｓｔ）」Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａ
ｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８０ ｐｐ．７０８０−８４
（１９８３）、エー・ブレークら（Ａ．Ｂｒａｋｅ ｅ
ｔ ａｌ）「サッカロミセス・セレビシアにおけるα因
子支配による合成と成熟外来蛋白質の分泌（α−Ｆａｃ
ｔｏｒ−Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎ
ｄ Ｓｅｃｒｅｔｉｏｎｏｆ Ｍａｔｕｒｅ Ｆｏｒｅ
ｉｇｎ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ Ｓａｃｃｈａｒｏｍ
ｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）」Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ
ｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８１ ｐｐ．４６４２
−４６（１９８４）、ジー・エー・ビターら（Ｇ．Ａ．
Ｂｉｔｔｅｒ ｅｔ ａｌ）「α因子遺伝子融合によっ
て支配されたサッカロミセス・セレビシアからの外来蛋
白質の分泌（Ｓｅｃｒｅｔｉｏｎｏｆ Ｆｏｒｅｉｇｎ
Ｐｒｏｔｅｉｎｓ Ｆｒｏｍ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙ
ｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｂ
ｙ α−Ｆａｃｔｏｒ Ｇｅｎｅ Ｆｕｓｉｏｎｓ）」
Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ８１
ｐｐ．５３３０−３４（１９８４）、エー・シンら
（Ａ．Ｓｉｎｇｈ ｅｔ ａｌ）「酵母におけるα因子
−インターフェロン融合蛋白質の合成、分泌及びプロセ
シング（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ ａ
ｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ α−Ｆａｃｔｏｒ
−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ ＦｕｓｉｏｎＰｒｏｔｅｉｎ
ｓ ｉｎ Ｙｅａｓｔ）」Ｎｕｃｌ．Ａｃ．Ｒｅｓ．１
２ ｐｐ．８９２７−３８（１９８４）、ヨーロッパ特
許出願（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎ）１２３，２２８、及びヨーロッパ特許出
願（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐａｔｅｎｔ Ａｐｐｌｉｃａ
ｔｉｏｎ）１２８，７３３、及びジー・ビターら（Ｇ．
Ｂｉｔｔｅｒ ｅｔ ａｌ）「α因子フェロモン支配に
よるサッカロミセス・セレビシアからの外来蛋白質の分
泌（Ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｐｒ
ｏｔｅｉｎｓ Ｆｒｏｍ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ
ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｂｙ α
−Ｆａｃｔｏｒ Ｐｈｅｒｏｍｏｎｅ）」Ｎｕｃｌ．Ａ
ｃ．Ｒｅｓ．１１ ｐｐ．４０４９−６３（１９８
３）。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、異種起原蛋白
質の増強された分泌を促進する発現系を提供することに
より上述の問題を解決する。我々は、多コピーベクター
中の最高でも中程度の強さのプロモーターと異種起原Ｄ
ＮＡ分泌シグナル配列とを使用した結果、強いプロモー
ターを使用する多コピーベクターによって形質転換され
た宿主の場合よりも、宿主から所望の蛋白質が高収量で
得られることを見出した。
【０００８】従って、本発明の具体的表現態様のひとつ
は、選ばれた蛋白質の生産のための、及び蛋白質がその
中で作られる宿主からの同蛋白質の分泌のための発現及
び分泌調節配列であるＤＮＡ配列を含む。当該配列は、
（ａ）当該宿主中で活性があり最高でも中程度の強さの
プロモーターと、（ｂ）当該宿主によって認識され、開
始コドンで始まり、当該プロモーターと機能的に連結さ
れた異種起原ＤＮＡ分泌シグナル配列を含む。発現及び
分泌調節配列は、所望の蛋白質をコードするＤＮＡ配列
と機能的に連結し、宿主を形質転換して所望の蛋白質を
生産させ分泌させるのに用いられる。酵母は好ましい宿
主であり、アクチン（ＡＣＴ）及びイソ−１−シトクロ
ームｃ（ＣＹＣ１）プロモーターは酵母宿主にとって好
ましいプロモーターである。エス・セレビシア（Ｓ．ｃ
ｅｒｅｖｉｓｉａｅ）は最も好ましい宿主である。宿主
がエス・セレビシア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）の時
は、分泌シグナル配列は好ましくはＭＦα１遺伝子の分
泌シグナル配列である。
【０００９】本発明はまた、上述の組換えＤＮＡ分子に
よって形質転換された宿主、及び所望の蛋白質の調製や
分泌において形質転換された宿主を使用する方法に関す
る。
【００１０】本発明がより十分に理解されるために、以
下の詳細な説明が提供される。ここでは特に以下のいく
つかの用語が使用される。
【００１１】クローン化−−非性的再生産によってある
生物体あるいはＤＮＡ配列から誘導された生物体あるい
はＤＮＡ配列の集団を得る過程。
【００１２】組換えＤＮＡ分子あるいは雑種ＤＮＡ−−
生細胞の外で末端どうしが連結され生細胞の中で維持可
能な異なるゲノム由来のＤＮＡ配列から構成される分
子。
【００１３】蛋白質−−線状に並んだ５０個以上のアミ
ノ酸を含むポリペプチド。例えば、プロインシュリン、
血清アルブミン、ヒト生長ホルモン、副甲状腺ホルモ
ン、及びインターフェロンである。しかしながらここで
使用される場合、蛋白質の中には５０個以下のアミノ酸
からなるポリペプチド鎖も含める。
【００１４】ポリペプチド−−隣接するアミノ酸のアミ
ノ基とカルボキシル基の間のペプチド結合によって互い
に連結されたアミノ酸が線状に並んだもの。
【００１５】発現−−ポリペプチドあるいは蛋白質を生
産するために遺伝子によってひき起こされる過程。転写
と翻訳が組み合わされたものである。
【００１６】転写−−遺伝子からｍＲＮＡを生産する過
程。
【００１７】翻訳−−ｍＲＮＡから蛋白質あるいはポリ
ペプチドを生産する過程。
【００１８】プロモーター−−転写を開始するためのＲ
ＮＡポリメラーゼの結合に寄与するＤＮＡの領域。細菌
の発現系ではプロモーターはリボソーム結合部位の前に
位置している。強いプロモーターとは、ＲＮＡポリメラ
ーゼに対して強い親和力があり、それゆえに高い発現速
度を得ることを助長すると期待されるものと定義され
る。中程度の強さのプロモーターは、ＲＮＡポリメラー
ゼに対して比較的低い親和力を有する。
【００１９】組換え系においては、プロモーターの強さ
は宿主、所望の蛋白質及びその組換え系の発現ベクター
によって影響を受ける。これらの因子の効果は、以下で
より十分に議論される。所望の蛋白質を分泌しない系す
なわち細胞内発現系においては、ｍＲＮＡレベルと発現
された蛋白質のレベルはプロモーターの強さに比例す
る。細胞内発現系においては、プロモーターのコピー数
の変化はプロモーターの強さが変化しても全く観察され
ない。ジェイ・メラーら（Ｊ．Ｍｅｌｌｏｒ ｅｔ ａ
ｌ）「サッカロミセス・セレビシアにおける異種起原蛋
白質の発現に影響を与える因子（Ｆａｃｔｏｒｓ Ａｆ
ｆｅｃｔｉｎｇ Ｈｅｔｅｒｏｌｏｇｏｕｓ Ｇｅｎｅ
Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙ
ｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）」Ｇｅｎｅ ３３ ｐ
ｐ．２１５−２６（１９８５）。分泌発現系において
は、我々は、プロモーターの強さが所定の宿主内で生産
される多コピー発現ベクターのコピー数に影響を与える
ことがあることを見出した。分泌発現系において、宿主
は、中程度あるいは弱いプロモーターを含む多コピーベ
クターの複製を多量に生産するであろうが、強いプロモ
ーターを含む多コピーベクターの複製は比較的少量しか
生産しないだろう。プロモーターの強さの評価は、当該
プロモーターの発現調節配列によって生産されたｍＲＮ
Ａの細胞中の全ｍＲＮＡに対する百分率を基礎とする。
表１に遺伝子のリストを示す。文献中に述べられている
ように、それらに付随したプロモーター及び付随したｍ
ＲＮＡを含む。プロモーターの強さの特徴づけも含まれ
ている。
【００２０】
【表１】
【００２１】１．ジェー・エル・ベネツェンとビー・デ
ィ・ホール（Ｊ．Ｌ．Ｂｅｎｎｅｔｚｅｎ ａｎｄ
Ｂ．Ｄ．Ｈａｌｌ）「酵母におけるコドン選択（Ｃｏｄ
ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｙｅａｓｔ）「Ｊ．
Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２５７ ｐｐ．３０２６−３１
（１９８２） ２．シー・エッチ・キムとジェー・アール・ワーナー
（Ｃ．Ｈ．Ｋｉｍ ａｎｄＪ．Ｒ．Ｗａｒｎｅｒ）「酵
母におけるリボソーム蛋白質に対するメッセンジャーＲ
ＮＡ（Ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ ＲＮＡ ｆｏｒ Ｒｉｂｏ
ｓｏｍａｌ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｉｎ Ｙｅａｓｔ）
Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．１６５ ｐｐ．７８−８９（１
９８３） ３．エッチ・ジェー・ヒメルファーブら（Ｈ．Ｊ．Ｈｉ
ｍｍｅｌｆａｒｂ ｅｔａｌ）サッカロミセス・セレビ
シアのＳＵＰ４５全能サプレッサー遺伝子の単離とその
遺伝子産物の特徴づけ（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔ
ｈｅ ＳＵＰ４５ Ｏｍｎｉｐｏｔｅｎｔ Ｓｕｐｐｒ
ｅｓｓｏｒ Ｇｅｎｅ ｏｆ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃ
ｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔ
ｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｔｓ Ｇｅｎｅ Ｐｒｏ
ｄｕｃｔ）」Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．５ ｐｐ．
８１６−２２（１９８５） ４．エム・ジェー・ドブソンら（Ｍ．Ｊ．Ｄｏｂｓｏｎ
ｅｔ ａｌ）「ＴＲＰ１ ５′領域によって支配され
たヒトインターフェロン−アルファのサッカロミセス・
セレビシアにおける発現（Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ
Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ
ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ−Ａｌｐｈ
ａ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｂｙ ＴＲＰ１ ５′Ｒｅｇｉ
ｏｎ）」Ｎｕｃｌ．Ａｃ．Ｒｅｓ．１１ ｐｐ．２２８
７−２３０２（１９８３）
【００２２】一般に、解糖系の遺伝子のプロモーターは
「強い」と考えられている。しかしながら、熟練した経
験者は、種の異なる宿主中、異なる所望の蛋白質を用い
ると、あるいは異なる多コピーベクター中ではプロモー
ターは同じ強さをもたないこともあると理解するだろ
う。例えばエス・セレビシア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａ
ｅ）においては、ＭＦα１プロモーターはＭＡＴα種の
中では活性があるが、ＭＡＴａ種の中では不活性であ
る。熟練した経験者は、プロモーターの強さは多数の因
子に依存することを察知するだろう。単にあるプロモー
ターが宿主、ベクター及び所望の蛋白質のひとつの組合
せについて適当でないからという理由だけで、そのプロ
モーターが宿主、ベクター及び所望の蛋白質の別の組合
せに対して適当でないだろうと考えることはできない。
【００２３】本発明のプロモーターは、プロモーターの
強さと多コピーベクターのコピー数の組合せが所望の蛋
白質の最適の収量をもたらすべく選択されなければなら
ない。中程度の強さのプロモーターはプロモーターの強
さとコピー数の最もよい組合せをもたらす。高いコピー
数のものと組合せる比較的弱いプロモーターも本発明の
範囲に含まれる。強いプロモーターは形質転換された宿
主中の多コピーベクターのコピー数に逆に影響を与え、
そのような形質転換体からは不満足な収量しか得られな
い。プラスミドのコピー数を意味があるほど減少させる
ことなく最大の強さをもつプロモーターが選択されるべ
きである。一般に、そのプロモーターに該当する宿主中
の全ｍＲＮＡに対する百分率が０．３％以下さらに好ま
しくは最高でも０．１５％であるならば、プロモーター
としては、宿主、ベクター及び所望の蛋白質の与えられ
た組合せに対して最高でも中程度の強さのものが考えら
れる。
【００２４】リボソーム結合部位−−翻訳が開始できる
べく、ｍＲＮＡがリボソームに結合するのを助けるｍＲ
ＮＡ上の部位をコードするＤＮＡの領域。細菌の発現系
においては、リボソーム結合部位は、プロモーターの後
（下流）で所望の蛋白質を生産するために発現されるＤ
ＮＡ配列の翻訳開始シグナルの前（上流）に位置してい
る。
【００２５】遺伝子−−ｍＲＮＡの鋳型として、特定の
ポリペプチドあるいは蛋白質に特徴的なアミノ酸配列を
コードするＤＮＡの配列。
【００２６】発現調節配列−−遺伝子と機能的に連結さ
れた時、その遺伝子の発現を調節し制御するＤＮＡ配
列。そのような配列は次のものを含む。ｌａｃの系、β
−ラクタマーゼの系、ｔｒｐの系、ｔａｃ及びｔｒｃの
系、λファージの主要なオペレータ及びプロモーター領
域、ｆｄコート蛋白質のコントロール領域、ＳＶ４０の
初期及び後期プロモーター、ポリオーマ・ウイルス（ｐ
ｏｌｙｏｍａｖｉｒｕｓ）及びアデノウイルス（ａｄｅ
ｎｏｖｉｒｕｓ）から誘導されたプロモーター、メタロ
チオニン（ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｉｎｅ）プロモー
ター、グリセリン−３−リン酸キナーゼあるいは他の解
糖系酵素のプロモーター、例えばＰｈｏ５のような酸性
フォスファターゼのプロモーター、酵母α−配偶因子
（α−ｍａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ）のプロモータ
ー、及び原核生物あるいは真核生物の細胞及びそれらの
ウイルス中の遺伝子の発現を調節すると経験上知られて
いる他の配列あるいはそれらの組合せ。ＳＶ４０初期領
域において、ジヒドロ葉酸還元酵素をコードする遺伝子
と共役してチャイニーズ・ハムスター卵巣細胞（Ｃｈｉ
ｎｅｓｅ ｈａｍｓｔｅｒ ｏｖａｒｙ ｃｅｌｌｓ）
中で選択的に増幅され活発に翻訳される真核生物遺伝子
の多数の複製を含むセルライン（ｃｅｌｌ ｌｉｎｅ）
が生産されるように、動物細胞においては、遺伝子が真
核生物のプロモーターと連結されることが可能である。
熟練した経験者は、先に例としてあげたあらゆる発現調
節配列が個々の宿主、所望の蛋白質及びベクターの組合
せに使用するのに適しているわけではないことを察知す
るだろう。
【００２７】蛋白質の前駆体−−蛋白質と機能的に連結
されたシグナル配列をもつ蛋白質。典型的な場合、前駆
体は宿主内で合成される。例えば、プレプロインシュリ
ン、プレ血清アルブミン、プレヒト生長ホルモン、プレ
副甲状腺ホルモン、及びプレインターフェロンがある。
本発明に従えば、前駆体のシグナル配列の同時並行の除
去あるいは切断とともに前駆体を宿主の細胞膜を通過し
て分泌させることにより成熟蛋白質が得られる。
【００２８】ヌクレオチド−−糖部分（五炭糖）、リン
酸、及び窒素を含む複素環塩基からなるＤＮＡあるいは
ＲＮＡの単量体単位。塩基はグリコシド炭素（五炭糖の
１′炭素）を通じて糖部分と連結され、その塩素と糖の
組合せはヌクレオシドと呼ばれる。塩基がヌクレオチド
を特徴づける。四種のＤＮＡ塩基はアデニン
（「Ａ」）、グアニン（「Ｇ」）、シトシン（「Ｃ」）
及びチミン（「Ｔ」）である。四種のＲＮＡ塩基はＡ、
Ｇ、Ｃ及びウラシル（「Ｕ」）である。
【００２９】ＤＮＡ配列−−隣接する五炭糖の３′と
５′炭素の間のリン酸ジエステル結合によってひとつひ
とつが連結されたヌクレオチドの線状の連続。
【００３０】コドン−−メッセンジャーＲＮＡ（「ｍＲ
ＮＡ」）を介してアミノ酸、翻訳開始シグナルあるいは
翻訳終止シグナルをコードする３個のヌクレオチド（ト
リプレット）のＤＮＡ配列。例えば、ヌクレオチド・ト
リプレットＴＴＡ、ＴＴＧ、ＣＴＴ、ＣＴＣ、ＶＴＡ及
びＣＴＧはアミノ酸ロイシン（「Ｌｅｕ」）をコード
し、ＴＡＧ、ＴＡＡ及びＴＧＡは翻訳停止シグナルであ
り、さらにＡＴＧは翻訳開始シグナルである。
【００３１】プラスミド−−宿主細胞中で複製されるた
めの完全な「複製単位（レプリコン）」を含む染色体外
二本鎖ＤＮＡ配列。プラスミドが宿主生物内に置かれる
と、その生物の特質がプラスミドのＤＮＡのために変化
すなわち形質転換される。例えば、テトラサイクリン
（ＴｅｔＲ）遺伝子を有するプラスミドは、その前はテ
トラサイクリンに感受性だった宿主細胞をさらに耐性の
ものに形質転換する。プラスミドによって形質転換され
た宿主細胞は「形質転換された宿主」あるいは「形質転
換体」と呼ばれる。
【００３２】ファージあるいはバクテリオファージ−−
蛋白質の外殻あるいはコート（「カプシド（ｃａｐｓｉ
ｄ）」）に包まれたＤＮＡ配列を含むバクテリアのウイ
ルス。
【００３３】クローン化運搬体−−宿主細胞中で複製可
能で、例えば複製、コート蛋白質の生産あるいはプロモ
ーターあるいは結合部位の消失等のＤＮＡの必須な生物
学的機能の消失を伴わずに、その位置でそのＤＮＡ配列
が確定できる形で切断される１個あるいは数個のエンド
ヌクレアーゼ認識部位によって特徴づけられ、例えばテ
トラサイクリン耐性あるいはアンピシリン耐性等の、形
質転換された細胞の同定に使用するのに適したマーカー
を含むプラスミド、ファージＤＮＡあるいは他のＤＮＡ
配列。クローン化運搬体はベクターとしても知られてい
る。本発明においては、ベクターは「多コピー」ベクタ
ーすなわち宿主内で自分自身の多数のコピーを生産する
ことが可能、でなければならない。複数のコピーを生産
できない単一コピーベクターは本発明の範囲に含まれな
い。
【００３４】宿主−−例えば、プラスミドの遺伝子の発
現を通したポリペプチドあるいは蛋白質の生産のよう
に、クローン化運搬体による形質転換に際してクローン
化運搬体が複製しその外来生物学的機能を果すことを可
能にする生物体。
【００３５】ＤＮＡシグナル配列−−ｍＲＮＡの鋳型と
して、ポリペプチドあるいは蛋白質のアミノ末端の典型
的に疎水性のアミノ酸の配列をコードするＤＮＡ配列、
すなわち蛋白質の「シグナル配列」あるいは「分泌リー
ダー配列」。分泌のためには、そのようなＤＮＡシグナ
ル配列は、所望の蛋白質のＤＮＡ配列に機能的に連結さ
れ、その直前でかつその翻訳開始シグナル（例えばＡＴ
Ｇ）の後に位置する。蛋白質の前駆体が宿主の細胞膜を
通過して運ばれ、前駆体のシグナル配列が適切に切断さ
れ分泌過程で蛋白質が遊離されるためには、蛋白質の前
駆体のシグナル配列の一部のみが必要であるに過ぎない
と信じられている。もし宿主中で適切な成熟化（ｐｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ）が起こるとすれば、シグナル配列の組
合せあるいはシグナル配列の一部が使用されてもかまわ
ない。従って、ここで使用される「ＤＮＡシグナル配
列」という用語は、分泌のために要求されるシグナル配
列のそのような部分をコードするＤＮＡ配列を含む。
【００３６】本発明に従えば、所望の蛋白質の発現を実
現するために、本発明の発現系は、所望の蛋白質をコー
ドするＤＮＡ配列と機能的に連結され、適切な宿主を形
質転換するために使用される。その後宿主は生育に適切
な条件下で培養されればよい。所望の蛋白質はその後培
養物から単離されればよい。もちろん最適の結果は、宿
主、プロモーター、ベクター、及び生育条件の適切な選
択を含む多くの変化する要因に依存するだろう。
【００３７】多くの宿主がこれまで組換えＤＮＡ技術に
おいて使用され、経験上よく知られている。極めて多様
な宿主が本発明の方法においては有効である。これらの
宿主は例えば次のようなものを含む。大腸菌（Ｅ．Ｃｏ
ｌｉ）（例えば大腸菌ＨＢ１０１あるいは大腸菌ＭＣ１
０６１）、枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、放線菌（Ｓｔ
ｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）、及びシュウドモナス（Ｐｓｅ
ｕｄｏｍｏｎａｓ）のような細菌、酵母のようなカビ、
ＣＨＯ細胞、マウス、ブタ、ウシ、鳥類あるいは魚類細
胞のような動物細胞、組織培養における植物細胞、ヒト
組織細胞、あるいは経験上知られている他の宿主。
【００３８】適切な宿主の選択は、熟練によって認識さ
れる多くの因子によって調整される。これらは例えば、
選ばれたベクターとの和合性、所望の蛋白質の回収の容
易さ、発現の特性、生物学的安全性及び費用を含む。本
発明においては、宿主は使用されたプロモーターと使用
された分泌シグナル配列の双方を認識することができな
ければならない。さらに、多コピーベクターによって形
質転換された際に、宿主の生存能力ばかりでなく、所望
の蛋白質の宿主に対する毒性も考慮に入れられなければ
ならない。単独ではこれらのいずれの因子からも、特定
の組換えＤＮＡ分子あるいはポリペプチドに対して、絶
対的な宿主の選択を行うことはできない。その代りに、
これらの因子の均衡は、すべての宿主が特定の発現調節
配列と機能的に連結された特定のＤＮＡ配列の発現にと
って必ずしも同じように有効とは限らないという実状を
知ることによって打撃を受けなければならない。本発明
はエス・セレビシア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）に限
定されるものではないとはいえ、酵母は好ましい宿主で
あり、さらにエス・セレビシア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉ
ａｅ）は特に好ましいものである。
【００３９】種々のプロモーターが本発明の発現系にお
いて使用されてよい。しかしながら、そのプロモーター
が選ばれた宿主中で活性がありかつ最高でも中程度の強
さであることを条件とする。
【００４０】所望の蛋白質の宿主に対する毒性はプロモ
ーターの選択に影響を与える。つまり、比較的毒性の弱
い蛋白質の分泌のためには、より毒性の強い蛋白質の分
泌のためより相対的に強いプロモーターが使用され得
る。多コピーベクター中のプロモーターに付属したコー
ド領域もプロモーターの強さに影響を与える。例えば、
ｐｇｋプロモーターはそれ本来のコード領域（ＰＧＫ）
に付属した時は非常に強いが、アルファ・インターフェ
ロン遺伝子に付属した時は弱い。ジェー・メローら
（Ｊ．Ｍｅｌｌｏｒ ｅｔ ａｌ）「サッカロミセス・
セレビシアにおける異種起原遺伝子の発現に影響を与え
る因子（Ｆａｃｔｏｒｓ ＡｆｆｅｃｔｉｎｇＨｅｔｅ
ｒｏｌｏｇｏｕｓ Ｇｅｎｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｉｎ Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉ
ａｅ）」Ｇｅｎｅ．３３ ｐｐ．２１５−２６（１９８
５）。プロモーターを選択する際には、メローら（Ｍｅ
ｌｌｏｒ ｅｔ ａｌ）によって述べられた強いプロモ
ーター、ｓｕｐｒａのように、強いプロモーターと異種
起原遺伝子の連結は強いプロモーターを相当弱くするだ
ろうことも正しく認識しなければならない。プロモータ
ーの強さはそのように多くの変化する要因に影響される
ため、あるプロモーターが一つの宿主−ベクター−所望
の蛋白質の組合せに使用するのに強すぎるという事実
は、そのプロモーターの異なる組合せでの使用を排除す
るものではない。
【００４１】本発明から作製された組換えＤＮＡ分子に
おける使用について考慮されてよいプロモーターは、酵
母エス・セレビシア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）につ
いては、ＡＣＴ（アクチン）遺伝子、ＣＹＣ１（イソ−
１−シトクロムＣ）遺伝子、ＵＲＡ３遺伝子のプロモー
ターを含む。キムとワーナー（Ｋｉｍ ａｎｄ Ｗａｒ
ｎｅｒ）Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．１６５ ｐｐ．７９−
８９（１９８３）（ｍＲＮＡレベル約０．００８％）。
分泌発現系については、エス・セレビシア（Ｓ．ｃｅｒ
ｅｖｉｓｉａｅ）を用いる使用に対して適当でない強い
プロモーターは、例えばＧ３ＰＤＨ及びエノラーゼのプ
ロモーターを含む。
【００４２】大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）及び枯草菌（Ｂ．
ｓｕｂｔｉｌｉｓ）のような細菌を用いる使用について
の分泌発現系における望ましいプロモーターは、最高で
も中程度の強さのものでなければならない。ｔｒｐ、ｔ
ｒｃ、ｌａｃプロモーターのような強いプロモーターは
一般に避けられるべきである。しかしながら、もし中程
度の誘導生育条件が選ばれたとしたら、中程度のプロモ
ーターの強さは、ｔｒｐあるいはｌａｃプロモーターの
ような制御されたプロモーターを用いて都合よく調整さ
れただろう。
【００４３】実施例においては、我々は生育のすべての
時期を通して活性のあるプロモーターを使用した。もし
生育の間にプロモーターが停止させられたとしたら、プ
ロモーターが誘導されない限り、ベクターのコピー数の
調整はおそらく起こっていなかっただろう。しかしなが
ら、制御されたプロモーターは多分有利な点を与えなか
っただろう。おそらく、高コピー分泌構成系における強
いプロモーターの作動開始は、大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）
によるインシュリンの分泌のように、ただちに宿主を溶
菌しただろう。
【００４４】上記において議論したように、我々は、分
泌発現系について、もしプロモーターが宿主−ベクター
−所望の蛋白質の系において強ければ宿主は多コピーベ
クターのコピーをほとんど作らず（すなわちコピー数が
少く）、より弱いプロモーターを持つ多コピーベクター
からより多いコピーが作られ（すなわちコピー数がより
多く）、その結果所望の蛋白質の収量が向上することを
発見した。しかしながら、最大のコピー数がＣＹＣ１プ
ロモーター構成系について見られたため（表２）、実施
例３において議論されるＣＹＣ１プロモーターより弱い
プロモーター（例えばＣＹＣ７あるいはｔｒｐ１）の使
用は、コピー数がより高いために収量を向上させないだ
ろう。最低の強さのプロモーターはそのプロモーターの
強さによって制限され、また最も強いプロモーターは制
限されたコピー数しか与えない。いかなる理論にも拘束
されることを望むものではないが、強いプロモーターと
結合された高コピー数のものは結果的に高レベルのｍＲ
ＮＡ、所望の蛋白質の過剰分泌あるいはその両方をもた
らすと思われる。強いプロモーターを持つベクターによ
って形質転換された細胞を含む形質転換体の集合におい
ては、その集合の中にコピー数の異なるものの混在が発
生する。強いプロモーターを持ち高いコピー数を持つ細
胞は生育を停止し最終的には溶菌するだろうし、それに
対してより低いコピー数と同じ強いプロモーターを持つ
形質転換体は生き残るだろう。その集合は最終的に低い
コピー数の形質転換体だけを含むことになろう。一般的
には、ティー・ジェー・シルハビーら（Ｔ．Ｊ．Ｓｉｌ
ｈａｖｙ ｅｔ ａｌ）「蛋白質局在化の機構（Ｍｅｃ
ｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｌｏｃａｌｉ
ｚａｔｉｏｎ）」Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｒｅｓ．４７
ｐｐ．３１３−３４（１９８３）を参照するとよい。
【００４５】多コピーベクターと、特に本発明の発現系
の挿入のためにそのベクター中で選ばれる部位は種々の
因子、例えば特定の制限酵素に感受性の部位の数、発現
される蛋白質の大きさ、ベクターの配列に相関した開始
あるいは停止コドンの配置のような発現の特性、及び熟
練した経験者によって認識される他の因子によって決定
される。ベクターの選択は、これらの因子の均衡によっ
て決定され、すべての選択が与えられたひとつの場合に
ついて等しく効果的であるわけではない。好ましいベク
ターは、染色体及び非染色体ＤＮＡから誘導された複製
の開始点を含むプラスミドである。酵母エス・セレビシ
ア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）においては、種々のＡ
ＲＳ及び２μ型ベクター（ボツティンら（Ｂｏｔｓｔｅ
ｉｎ ｅｔ ａｌ））が好ましい。大腸菌（Ｅ．Ｃｏｌ
ｉ）においては、ＣｏｌＥ１、ｐＢＲ３２２及びＲＰ４
プラスミドのような多コピープラスミド、あるいはＭ１
３及びラムダファージベクターが使用され得る。動物細
胞については、ウシ乳頭腫ウイルスを基礎とするベクタ
ーのような非組み込み型の多コピーベクターが好まし
い。ベクターの選択も選ばれたプロモーターによって影
響されるだろう。最適のプロモーターとベクターの系
は、分泌された蛋白質の毒性（高すぎるコピー数あるい
は強すぎるプロモーターに基づく過剰生産による）を比
較的弱くしかもたらさないだろうし、また結果的により
高い分泌のレベルが得られる可能性がある。
【００４６】本発明の異種起原分泌シグナル配列は宿主
によって認識され正しく成熟化（プロセシング）されな
ければならない。当該シグナル配列は、自然界に存在す
るシグナル配列、自然界に存在するシグナル配列の有効
な部分、あるいは２個あるいはそれ以上のシグナル配列
あるいはシグナル配列の有効な部分の組合せを含んでも
よい。当該シグナル配列は、プロモーター及び開始シグ
ナル、ＡＴＧの双方と機能的に連結されなければならな
い。好ましくは、当該シグナル配列は翻訳開始シグナル
から始まる。好ましい実施態様においては、当該シグナ
ル配列は、それ自身の蛋白質の分泌を促進するために宿
主によってすでに使用されたシグナル配列から選択され
る。
【００４７】所望の蛋白質はいかなるポリペプチドある
いは蛋白質を含んでもよいし、また融合蛋白質、蛋白質
前駆体、未成熟蛋白質あるいはアミノ酸のいかなる所望
の配列を含んでもよい。しかしながら好ましくは、本発
明の所望の蛋白質は何らかの微生物あるいは細胞によっ
て分泌される蛋白質、及びそれ以外のアミノ酸配列を含
む。そのような分泌性の蛋白質及びそれ以外のアミノ酸
配列の例は、血清蛋白質、β−エンドルフィンのような
鎮痛性ポリペプチド、ソマトスタチン、インシュリン、
生長ホルモン（ヒト及びウシ）、黄体形成ホルモン、Ａ
ＣＴＨ、膵臓ポリペプチド蛋白質前駆体、プレプロイン
シュリン、プロインシュリン、及びインシュリンのＡ及
びＢ鎖を含む。本発明の所望の蛋白質は、選択された宿
主によって本来培地中に分泌される蛋白質及びそれ以外
のアミノ酸配列を含んでもよい。
【００４８】本発明の所望の蛋白質は選択された宿主に
よって分泌されることを必要としない。実施例６におい
て示されるように、宿主は、選ばれたシグナル配列と機
能的に連結された所望の蛋白質を作製し、小胞体の中へ
所望の蛋白質を正しく成熟化（プロセシング）する必要
があるだけである。もし所望の蛋白質が宿主の分泌経路
に入れば、当該所望の蛋白質について配糖化のような利
益が得られるかもしれない。しかしながら分泌は、所望
の蛋白質にとって好ましい結果である。もしウシ乳頭腫
ウイルスから誘導されたベクター（ディ・ディマイオら
（Ｄ．Ｄｉｍａｉｏ ｅｔ ａｌ）「マウス及び細菌細
胞の双方の中でプラスミドとして繁殖するウシ乳頭腫ウ
イルスベクター（Ｂｏｖｉｎｅ Ｐａｐｉｌｌｏｍａ−
Ｖｉｒｕｓ Ｖｅｃｔｏｒ ｔｈａｔ Ｐｒｏｐａｇａ
ｔｅｓ ａｓ ａ Ｐｌａｓｍｉｄ ｉｎ Ｂｏｔｈ
Ｍｏｕｓｅ ａｎｄ Ｂａｃｔｅｒｉａｌ Ｃｅｌｌ
ｓ）」Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳ
Ａ．７９ ｐｐ．３０−３４（１９８２））のような非
組み込み型の多コピーベクターが中程度の強さのプロモ
ーターと連結されて使用されるならば、本発明は動物細
胞においても有用かもしれない。
【００４９】これらに限定されるものではないが、以下
の実施例は本発明をさらに進んで説明するのに役に立つ
であろう。
【００５０】
【実施例】実施例１ ＭＦα１／ＳＭＣ ＤＮＡ配列の調製 本実施例では、形質転換された酵母の調製を述べる。そ
れは後の実施例において比較の目的のために使用され
る。本実施例の形質転換された酵母は、ＭＦα１分泌リ
ーダとＳＭＣをコードするＤＮＡ配列に機能的に連結さ
れたＭＦα１プロモーター（それは以下に示されるよう
に酵母の中で強いプロモーターである）を含むプラスミ
ドを有する。他の実施例ではＭＦα１プロモーターのＡ
ＣＴ及びＣＹＣ１プロモーターによる置換、及び種々に
形質転換された酵母の分泌レベルの比較を述べる。さら
に、他の実施例では、ＳＭＣ以外の所望の蛋白質をコー
ドするＤＮＡ配列によって特徴づけられるプラスミドを
有する形質転換された酵母の調製を述べる。
【００５１】我々はまずＭＦα１前駆体（ｐｒｅ−ＭＦ
α１）及びその付随する発現調節系についての遺伝子を
単離し、それから我々はそのＭＦα１プロモーターとシ
グナル配列をＳＭＣのＤＮＡ配列に機能的に連結した。
ＭＦα１の前駆体をコードするＤＮＡ配列はすでにジェ
ー・クリアンとアイ・ヘルスコウィッツ（Ｊ．Ｋｕｒｊ
ａｎ ａｎｄ Ｉ．Ｈｅｒｓｋｏｗｉｔｚ）によって配
列決定されている。「酵母フェロモン遺伝子（ＭＦα）
の構造：推定されているα因子前駆体は成熟α因子の４
個の縦に一並に並んだコピーを含む（Ｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ ｏｆ ａＹｅａｓｔ Ｐｈｅｒｏｍｏｎｅ Ｇｅｎ
ｅ（ＭＦα）：Ａ Ｐｕｔａｔｉｖｅα−Ｆａｃｔｏｒ
Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ Ｃｏｎｔａｉｎｓ Ｆｏｕｒ
Ｔａｎｄｅｍ Ｃｏｐｉｅｓ ｏｆ Ｍａｔｕｒｅ α
−Ｆａｃｔｏｒ）」Ｃｅｌｌ３０ ｐｐ．９３３−４３
（１９８２）。我々は、ケー・エー・ナスミスとエス・
アイ・リード（Ｋ．Ａ．Ｎａｓｍｙｔｈ，ａｎｄ Ｓ．
Ｉ．Ｒｅｅｄ）によって作製されたライブラリー（「酵
母における相補化による遺伝子の単離：細胞周期遺伝子
の分子クローン化（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｎ
ｅｓ ｂｙＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｙ
ｅａｓｔ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ ｏｆ
ａ Ｃｅｌｌ−Ｃｙｃｌｅ Ｇｅｎｅ）」Ｐｒｏｃ．
Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ７７ ２１１９
−２３（１９８０））を用いてエス・セレビシア（Ｓ．
ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）からそれらのＭＦα１前駆体及
びその付随する発現調節配列をコードする遺伝子を単離
した。ｃｄｃ２８遺伝子の単離とクローン化のためには
ナスミスとリード（Ｎａｓｍｙｔｈ ａｎｄＲｅｅｄ）
において述べられたｃｄｃ２８変異株を使用する代り
に、我々は公表されたＭＦα１前駆体の９７番目から１
０２番目のアミノ酸に相当する次のオリゴヌクレオチド
を使用した。
【００５２】
【数１】
【００５３】１個の分泌リーダーと４個のＭＦα１くり
返し配列を含むＭＦα１分泌前駆体は図１の（ａ）に示
されている。点刻された領域はＭＦα１くり返し配列の
間のスペーサ領域を示す。図１の（ｂ）に示されたよう
に、４個のＭＦα１くり返し配列を所望の異種起原蛋白
質で置換する前に、１．７ｋｂのＥｃｏＲＩ断片上に位
置するＭＦα１前駆体遺伝子と付随する発現調節配列は
選択されたクローン化ベクターｐＵＣ１８にサブクロー
ン化された。その結果得られたプラスミド（ｐ２２０／
３）はその時ＭＦα１プロモーター、ＭＦα１シグナル
配列及びＭＦα１ＤＮＡをコードする配列を含んでい
た。ＭＦα１プロモーターとＭＦα１シグナル配列から
ＭＦα１をコードする配列を単離するために、我々はビ
ー・エー・オーストラら（Ｂ．Ａ．Ｏｏｓｔｒａ ｅｔ
ａｌ）の文献で述べられた手順を用いて、プラスミド
ｐ２２０／３に変異誘発をかけた。「部位指示的変異誘
発によって突き止められたポリオーマウイルス中央Ｔ抗
原の形質転換活性（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ Ａｃｔ
ｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｏｍａ Ｖｉｒｕｓ Ｍｉ
ｄｄｌｅ−Ｔ Ａｎｔｉｇｅｎ Ｐｒｏｂｅｄ ｂｙ
Ｓｉｔｅ−Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉ
ｓ）」Ｎａｔｕｒｅ ３０４ ｐｐ．４５６−５９（１
９８３）。変異誘発の結果以下に示すように、都合のよ
いＢｇｌＩＩ部位が分泌リーダーとＭＦα１ＤＮＡ配列
のくり返しをコードする配列の間の連結部に導入され
た。
【００５４】修飾されたオリゴマー：
【数２】
【００５５】もとの配列：
【数３】
【００５６】その結果得られたプラスミドｐ２５４と名
づけられた（図２）。ＭＦα１プロモーターの５′末端
に見出されるＢｇｌＩＩ部位での意図されない切断を避
けるためにはそれはさらに修飾された。我々は、Ｂｇｌ
ＩＩを用いる切断及びＤＮＡポリメラーゼＩの大（クレ
ニュー（Ｋｌｅｎｏｗ））フラグメント及びデオキシヌ
クレオチド三リン酸を用いる突出末端の埋め込み及びＴ
４リガーゼを用いるその後の連結によってこの望ましく
ないＢｇｌＩＩ部位を作り変えた。当該プラスミドにお
ける異なる切断を与えるために（実施例５及び６）、同
じリジン−アルギニン間の（ｌｙｓ−ａｒｇ）切断部位
に相当する位置に、上述の変異誘発に似た手順で、１個
のＳｔｕＩ部位が導入された。
【００５７】修飾されたオリゴマー：
【数４】
【００５８】ＢｇｌＩＩ部位：
【数５】
【００５９】我々は、その後、唯一のＮｃｏＩ部位で始
まる合成ＳＭＣ遺伝子を有する５００ｂｐ ＨｉｎｄＩ
ＩＩ断片をＭＦα１プロモーター及び分泌リーダーを含
んだ（上述の）プラスミドｐ２５４のＨｉｎｄＩＩＩ部
位に挿入することによってＭＦα１／ＳＭＣ（分泌リー
ダー／所望の蛋白質）を作製し、図２に示されたよう
に、プラスミドＦ−９を得た。合成ＳＭＣ遺伝子はジー
・ブエルら（Ｇ．Ｂｕｅｌｌ ｅｔ ａｌ）らの文献に
述べられている。「ソマトメジンＣ（ＩＧＦ−１）をコ
ードする合成遺伝子の大腸菌における発現の最適化（Ｏ
ｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｉｎ Ｅ．Ｃｏｌｉ ｏｆ ａ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
Ｇｅｎｅ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｓｏｍａｔｏｍｅｄｉｎ
−Ｃ（ＩＧＦ−１））」Ｎｕｃｌ．Ａｃ．Ｒｅｓ．１
３ ｐｐ．１９２３−３８（１９８５）。我々はその後
に、図２に示されたように、プラスミドＦ−９のΔで示
した部分を除去するためにＢｇｌＩＩとＮｃｏＩを用い
てプラスミドＦ−９を切断し、同時にＳ１処理と再連結
を行いｐＳ３０／２５を得た。ＭＦα１分泌リーダーと
ＳＭＣ構造ＤＮＡ配列の正しい融合遺伝子は次の配列を
有していた（グリシンはＳＭＣの最初のアミノ酸であ
る）。
【００６０】（分泌リーダー）
【数６】
【００６１】結果として、ＳＭＣ蛋白質が酵母によって
正しく分泌されるためにＳＭＣのＤＮＡ配列がＭＦα１
分泌リーダーに機能的に連結された。
【００６２】図２に略述されたように、我々はそのＭＦ
α１／ＳＭＣ融合遺伝子を、大腸菌と酵母双方について
選択マーカー（大腸菌はｂｌａ、酵母はＵＲＡ３）ばか
りでなく大腸菌と酵母の複製開始点（それぞれｏｒｉと
２μの複製開始点）も有する酵母のシャトルベクターに
導入した。本発現ベクターを用いて形質転換したエス・
セレビシア（Ｓ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）によるＳＭＣ
分泌速度は図３に示されている。
【００６３】実施例２ ＡＣＴ／ＭＦα１／ＳＭＣ ＤＮＡ配列の調整 酵母のアクチンをコードするＤＮＡ配列はディ・ガルウ
ィッツとアイ・スレス（Ｄ．Ｇａｌｌｗｉｔｚ ａｎｄ
Ｉ．Ｓｕｒｅｓ）の文献に述べられている「分離した
酵母遺伝子の構造：サッカロミセス・セレビシアにおけ
るアクチン遺伝子の全塩基配列（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆ ａ Ｓｐｌｉｔ Ｙｅａｓｔ Ｇｅｎｅ：Ｃｏｍ
ｐｌｅｔｅ Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｏｆｔｈｅ Ａｃｔｉｎ Ｇｅｎｅ ｉｎ Ｓａｃｃ
ｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）」Ｐｒｏ
ｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ．７７ ｐ
ｐ．２５４６−５０（１９８０）。アクチンをコードす
るｍＲＮＡのレベル（ディ・ガルウィッツら（Ｄ．Ｇａ
ｌｌｗｉｔｚ ｅｔ ａｌ）「酵母サッカロミセス・セ
レビシアにおけるアクチン遺伝子：５′及び３′末端地
図の作製、両端からの解析及び推定された調節配列（Ｔ
ｈｅ Ａｃｔｉｎ Ｇｅｎｅ ｉｎ ｔｈｅＹｅａｓｔ
Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａ
ｅ：５′ａｎｄ３′Ｅｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｆｌａｎ
ｋｉｎｇ ａｎｄ ＰｕｔａｔｉｖｅＲｅｇｕｌａｔｏ
ｒｙ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ）」Ｎｕｃｌ．Ａｃ．Ｒｅ
ｓ．９ｐｐ．６３３９−５０（１９８１））は、ＡＣＴ
プロモーターは中程度の強さのプロモーターであること
を示唆する。表１を参照するとよい。またヒメルファー
ブ（Ｈｉｍｍｅｌｆａｒｂ）、ｓｕｐｒａも参照すると
よい。
【００６４】本実施例及び以下の実施例の構成において
当該ＡＣＴプロモーターを使用するために、我々はプロ
モーターの末端部分に都合のよい制限酵素部位を配置し
た。図４に示されるように、プラスミドｐＹＡ３０１
は、４ｋｂのＥｃｏＲＩ−ＢａｍＨＩ断片上にＡＣＴ遺
伝子とその付随する発現調節配列を含む。プラスミドｐ
ＹＡ３０１は、ｐＢＲ３２２に挿入されたｐＹＡ２０８
（ガルウィッツとスレス（Ｇａｌｌｗｉｔｚ ａｎｄ
Ｓｕｒｅｓ）、ｓｕｐｒａ）の４ｋｂ ＥｃｏＲＩ−Ｂ
ａｍＨＩのサブクローンである。我々はプラスミドｐＹ
Ａ３０１を唯一のＸｈｏＩ部位で切断しそれをＢａｌ３
１で処理した。経験上決定されたＢａｌ３１処理の時間
の後で、我々はそのプラスミドをＥｃｏＲＩで切断し、
その突出末端はＤＮＡポリメラーゼＩの大（クレニュー
（Ｋｌｅｎｏｗ））フラグメントを用いて埋められた。
最後に、その処理されたプラスミドは希釈した条件下で
再連結された。その結果得られたプラスミドのおよそ半
分が、ｐΔ４であると正しく同定され、１個のＥｃｏＲ
Ｉ部位を含んでいた。これらのＥｃｏＲＩ部位は、埋め
られたＥｃｏＲＩ末端をＡＣＴプロモーターのＢａｌ３
１末端に連結することによって形成された。再連結され
たプラスミドのＡＴＧ開始コドン付近における種々のｐ
Δ４プロモーター末端の構造は図４の（ｂ）に示されて
いる。
【００６５】単離されたＡＣＴプロモーターをＭＦα１
シグナル配列とＳＭＣの融合遺伝子に機能的に連結する
ために、我々はＡＣＴプロモーターの３′末端をＭＦα
１／ＳＭＣ融合遺伝子のアミノ末端と配偶させた。我々
は、オーストラら（Ｏｏｓｔｒａ ｅｔ ａｌ）、ｓｕ
ｐｒａの文献に記載された手順を使用し、次のような変
異誘発を行うことによって、ＭＦα１分泌リーダーのＡ
ＴＧ開始コドンの上流に（すなわち翻訳の読み取り方向
でより前に）１個のＥｃｏＲＩ部位を導入することによ
ってこの目的を果した。
【００６６】修飾されたオリゴマー
【数７】
【００６７】もとの配列
【数８】
【００６８】我々はその結果得られたプラスミドをｐ２
６９／２０と名付けた。
【００６９】我々は、上述の通り単離されたＡＣＴプロ
モーターを含んだｐＥＸ７（図４）のＢａｍＨＩ−Ｅｃ
ｏＲＩ断片を（ＭＦα１分泌リーダーを有する）プラス
ミドｐ２６９／２０のＥｃｏＲＩ−ＳａｌＩ断片に連結
し、図５に示されたように、その断片をｐＵＣ８ベクタ
ーのＢａｍＨＩ及びＳａｌＩ切断点の間に挿入した。我
々はその結果得られたプラスミド（ｐ３０９／１）を、
プラスミドｐ３０９／１のＭＦα１分泌リーダー領域を
プラスミドｐＳ３０／２５のＳＭＣ遺伝子に連結された
分泌リーダー領域で置換することによってさらに修飾し
た。プラスミドｐＳ３０／２５は図２に示されている。
その修飾は、プラスミドｐ３０９／１をＰｓｔＩ及びＨ
ｉｎｄＩＩＩで切断することによって行われた。大きい
方の断片が単離され、ｐＳ３０／２５プラスミドをＰｓ
ｔＩとＨｉｎｄＩＩＩで部分消化した結果得られたｐＳ
３０／２５の断片と連結された。その結果得られたプラ
スミドｐ３５５／１（ＡＣＴプロモーター／ＭＦα１分
泌リーダー／ＳＭＣ構造ＤＮＡ配列）は図５に示すよう
に酵母シャトルベクターに移され、その結果プラスミド
ｐ３６４／１が形成された。本プラスミドで形質転換さ
れた酵母によるＳＭＣ分泌の速さは図３に示されてい
る。
【００７０】実施例３ ＣＹＣ１／ＭＦα１／ＳＭＣプラスミドの調製 誘導条件下で、イソ−１−シトクロムＣ（ＣＹＣ１）の
量は酵母の全細胞蛋白質のおよそ０．２％であり、その
コードするｍＲＮＡの量は全ポリ（Ａ）ＲＮＡの約０．
０５％である。アール・エス・ジトマーとビー・ディ・
ハール（Ｒ．Ｓ．Ｚｉｔｏｍｅｒ ａｎｄ Ｂ．Ｄ．Ｈ
ａｌｌ）酵母シトクロムＣメッセンジャーＲＮＡ。ＣＹ
Ｃ１遺伝子産物の試験管内翻訳と特異的免疫沈澱（Ｉｎ
Ｖｉｔｒｏ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐ
ｅｃｉｆｉｃ Ｉｍｍｕｎｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏ
ｎ ｏｆ ｔｈｅ ＣＹＣ１ Ｇｅｎｅ Ｐｒｏｄｕｃ
ｔ）」Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２５１ ６３２０−２
６（１９７６）。従って、ＣＹＣ１プロモーターは弱い
プロモーターである。
【００７１】ＣＹＣ１プロモーター／ＭＦα１分泌リー
ダー／ＳＭＣをコードする配列を構築するために、我々
は、プラスミドｐ３５５／１由来のＳＭＣ遺伝子と正し
く融合したＭＦα１分泌リーダーを有するＥｃｏＲＩ−
ＨｉｎｄＩＩＩ断片を単離した。以上は図５に示されて
いる。我々は、プラスミドｐ４４６／１を得るためにｐ
ＥＸ−２のＥｃｏＲＩとＨｉｎｄＩＩＩ部位の間にこの
断片を挿入した（図５参照）。
【００７２】ｐＥＸ−２は、ジェー・エフ・アーンスト
とアール・シー・チャンの文献（Ｊ．Ｆ．Ｅｒｎｓｔ
ａｎｄ Ｒ．Ｃ．Ｃｈａｎ）「アミノグリコシド系抗生
物質に超感受性のエス・セレビシア変異株の特徴（Ｃｈ
ａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓ．ｃｅｒｅｖ
ｉｓｉａｅ Ｍｕｔａｎｔｓ Ｓｕｐｅｒｓｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ ｔｏ Ａｍｉｎｏｇｌｙｃｏｓｉｄｅ Ａｎｔ
ｉｂｉｏｔｉｃｓ）」Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．１６３
ｐｐ．８−１４（１９８５）に述べられている。
【００７３】ベクターｐ４４６／１はＣＹＣ１プロモー
ターの調節下、ＭＦα１／ＳＭＣ融合遺伝子を発現し
た。本ベクターによって形質転換された酵母からのＳＭ
Ｃ分泌の速さは図３に示されている。
【００７４】実施例４ 発現ベクター上のＵＲＡ３遺伝子及びＬＥＵ２遺伝子双
方を用いたＭＦα１、ＡＣＴ 及びＣＹＣ１プロモーター
を使用するＳＭＣの分泌の比較ＭＦα１ 分泌リーダーとＭＦα１、ＡＣＴ、及びＣＹＣ
１プロモーターを基礎とする三種のＳＭＣ発現ベクター
の構築は以上に述べた。これらのベクターのそれぞれは
酵母における分泌のための酵母ＵＲＡ３遺伝子を含んで
いた。我々はまた酵母ＬＥＵ２遺伝子を用いる選択に基
づくベクターを構築した。ＬＥＵ２遺伝子のプラスミド
の発現は部分的欠失のために低い。ロイシンが含まれな
い培地上での形質転換体の生育を与えるためには、ＬＥ
Ｕ２型発現ベクターの比較的高いコピー数が必要とされ
る。イー・エルハートとシー・ピー・ホーレンベルグ
（Ｅ．Ｅｒｈａｒｔ ａｎｄ Ｃ．Ｐ．Ｈｏｌｌｅｎｂ
ｅｒｇ）、「サッカロミセス・セレビシアの２μＤＮＡ
組換えプラスミド上の欠失したＬＥＵ２遺伝子の存在は
キュアリング及び高いコピー数が原因である（Ｔｈｅ
Ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ａ Ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ Ｌ
ＥＵ２ Ｇｅｎｅ ｏｎ ２μ ＤＮＡ Ｒｅｃｏｍｂ
ｉｎａｎｔ Ｐｌａｓｍｉｄｓ ｏｆ Ｓａｃｃｈａｒ
ｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ ｉｓ Ｒｅｓｐｏ
ｎｓｉｂｌｅ ｆｏｒ Ｃｕｒｉｎｇａｎｄ Ｈｉｇｈ
Ｃｏｐｙ Ｎｕｍｂｅｒ）」Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏ
ｌ．１５６ ｐｐ．６２５−３５（１９８３）。組換え
ＤＮＡ実験でＵＲＡ３遺伝子あるいはＬＥＵ２遺伝子を
有する酵母の使用を議論するためには、ディ・ボツティ
ンら（Ｄ．Ｂｏｔｓｔｅｉｎ ｅｔ ａｌ）の文献を参
照するとよい。「不十分な宿主、酵母（ＳＨＹ）：組換
えＤＮＡ実験のための生物学的封じ込めのための真核生
物の系（Ｓｔｅｒｉｌｅ Ｈｏｓｔ Ｙｅａｓｔ（ＳＨ
Ｙ）：ａ Ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏ
ｒ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ
ｆｏｒ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔ ＤＮＡ Ｅｘｐｅｒ
ｉｍｅｎｔｓ）」Ｇｅｎｅ ８ ｐｐ．１７−２４（１
９７９）。
【００７５】我々は、ＵＲＡ３プラスミドを用いて使用
されたものに似た手順を使い、選択されたプロモーター
／ＭＦα１分泌リーダー／ＳＭＣ構造配列をプラスミド
ｐＪＤＢ２０７に挿入することによってＬＥＵ２型ベク
ターを構築した。その結果得られたプラスミドの構造は
図６に示されている。プラスミドｐＪＤＢ２０７はジェ
ー・ディ・ベッグス（Ｊ．Ｄ．Ｂｅｇｇｓ）「多コピー
酵母ベクター（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｃｏｐｙ Ｙｅａｓ
ｔ Ｖｅｃｔｏｒｓ）」、酵母の分子遺伝学（Ｍｏｌｅ
ｃｕｌａｒ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ ｉｎ Ｙｅａｓｔ）、
アルフレッド・ベンゾン・シンポジウム（Ａｌｆｒｅｄ
Ｂｅｎｚｏｎ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ）１６ ３８３−
９５（１９８１）に述べられている。
【００７６】我々は、プラスミドｐＥＸ−２（ジェー・
エフ・アーンストとアール・シー・チャン（Ｊ．Ｆ．Ｅ
ｒｎｓｔ ａｎｄ Ｒ．Ｃ．Ｃｈａｎ）、ｓｕｐｒａに
述べられている）から誘導された三種のＵＲＡ型ベクタ
ーと三種のＬＥＵ２型ベクターで酵母種ＢＪ１９９１を
形質転換した。我々は、組換え酵母種の二種をドイッチ
ェ・サムルング・フォン・ミクロオーガニスメン（Ｄｅ
ｕｔｓｃｈｅ Ｓａｍｕｌｕｎｇ Ｖｏｎ Ｍｉｋｒｏ
ｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ）（西ドイツ培養コレクション
（Ｗｅｓｔ Ｇｅｒｍａｎ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌ
ｅｃｔｉｏｎ））に寄託した。一種、ＹＥ４３９は、Ａ
ＣＴプロモーター／ＭＦα１分泌リーダー／ＳＭＣ構造
配列を有するＬＥＵ２型ベクターである。それは１９８
５年１０月３０日に寄託され、ＤＳＭ３５７８に相違な
いと確認された。もうひとつの種、ＹＥ４６６は、ＣＹ
Ｃ１プロモーター／ＭＦα１分泌リーダー／ＳＭＣ構造
配列を有するＬＥＵ２型ベクターである。それは１９８
５年１０月３０日に寄託されＤＳＭ３５７９に相違ない
と確認された。形質転換体は、トリプトファン及びロイ
シン（ＵＲＡ３型ベクターのために）、あるいはトリプ
トファン及びウラシル（ＬＥＵ２型ベクターのために）
を含む、エフ・シャーマンら（Ｆ．Ｓｈｅｒｍａｎ ｅ
ｔ ａｌ）、「酵母遺伝学の方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉ
ｎ ＹｅａｓｔＧｅｎｅｔｉｃｓ）」コールド・スプリ
ング・ハーバー研究所、ニューヨーク州コールド・スプ
リング・ハーバー（１９８１）に述べられた「ＳＤ」培
地中で６００ｎｍにおける光学密度２まで生育された。
我々はこれらの培養物を、４％カザアミノ酸及びトリプ
トファンを含むＳＤ培地からなる生産培地に接種するの
に使用した（接種量は生産培地の終容積の１０％だっ
た）。生育の間の適当な時期に培養物の０．５ｍｌが小
型遠心機を用いて沈澱された。我々は、もとの培養物の
容積の１／１０の細胞沈澱物を５分間煮沸することによ
ってドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）サンプル緩衝液
に再懸濁した。同緩衝液は、ユー・ケー・ラエムリ
（Ｕ．Ｋ．Ｌａｅｍｍｌｉ）「バクテリオファージＴ４
の頭部の会合途中の構造蛋白質の切断（Ｃｌｅａｖａｇ
ｅ ｏｆ ｔｈｅ ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰｒｏｔｅｉ
ｎｓ Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｏｆ
ｔｈｅＨｅａｄ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｐｈａｇｅ
Ｔ４）」Ｎａｔｕｒｅ ２２７ ｐｐ．６８０−８５
（１９７０）に述べられている。次に我々は、ラジオイ
ムノアッセイ（ニコル研究所式診断法（Ｎｉｃｈｏｌｓ
ＩｎｓｔｉｔｕｔｅＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）、カリ
フォルニア州サン・ジュアン・カピストラーノ（Ｓａｎ
Ｊｕａｎ Ｃａｐｉｓｔｒａｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎ
ｉａ））を使用して、再懸濁した細胞沈澱物中の及び培
養液中のＳＭＣレベルを希釈後に測定した。
【００７７】６個の構成系すべてについて、全ＳＭＣの
１０％以下が細胞に付随していた。我々が培養液中に存
在するＳＭＣを精製し、それを分析したところ、アミノ
末端の及びカルボキシル末端のアミノ酸はヒトＳＭＣと
同一であり、分泌されたＳＭＣの生物学的活性はヒトＳ
ＭＣと同じであることがわかった。驚くべきことに、使
用された最も弱いプロモーター、ＣＹＣ１が、図３及び
図７及び表２に示されたように最も高いＳＭＣの分泌値
を結果的に与えた。最も強いプロモーターが最も高い分
泌値を与えると予想されたであろうから、これは意外だ
った。予想に反して、ＣＹＣ１構成系を有する形質転換
体は最も遅く生育しＳＭＣ分泌のすでに言明された至適
曲線を示した。このことは、細胞の溶菌とＳＭＣの分解
の存在を示している（図７参照）。
【００７８】予想に反した結果の理由を確定するため
に、我々はここに述べられた形質転換体における生産培
地中での３日後のＳＭＣプラスミドのコピー数と転写レ
ベルを解析した。その結果は表２に示されている。我々
は分泌系におけるコピー数とプロモーターの強さとの間
の逆の関係を発見した。最も弱いプロモーター（ＣＹＣ
１）を持つ分泌系が最も高いコピー数を有することがわ
かった。ＭＦα１構成系は最も低いコピー数を有してい
た。平均のＳＭＣ転写レベルはＵＲＡ３及びＬＥＵ２構
成系双方についてコピー数に比例していることがわかっ
た。さらに、ＬＥＵ２構成系にあっては、ｍＲＮＡレベ
ルは分泌レベルに比例していた。ＵＲＡ３構成系にあっ
ては、増加したｍＲＮＡに付随したＳＭＣ分泌レベルの
意味のある増加はなかった。理論に拘束されることを望
むものではないが、ＵＲＡ３プラスミド消失の百分率が
高いために、ＵＲＡ３構成系の有するＳＭＣ分泌レベル
に対する効果は同一ではないと思われる。
【００７９】かなりのＵＲＡ３形質転換体は実際にほと
んどあるいは全くＵＲＡ３発現プラスミドを有していな
い。このような非生産的形質転換体は全体にわたるＳＭ
Ｃの分泌にほとんど寄与しない。考えられるところで
は、かなりのＵＲＡ３形質転換体はまた高いコピー数と
強力なプロモーターの強さを有している。遅い生育と弱
められた生存能力のためこれらの形質転換体はＳＭＣの
分泌にほとんど寄与しなかっただろう。この示唆された
機構はＬＥＵ２ベクターには適用されない。なぜなら、
ロイシンのない培地で生育させた形質転換体におけるＬ
ＥＵ２型ベクターの最小のコピー数は約３５であるから
である（エルハートとホレンベルグ（Ｅｒｈａｒｔ ａ
ｎｄ Ｈｏｌｌｅｎｂｅｒｇ）、ｓｕｐｒａ）。さら
に、使用された生産培地はロイシンを含むため（ウラシ
ルは含まない）、この培地では増加したコピー数はＬＥ
Ｕ２ベクター−形質転換体の成育に要求されない。従っ
て、ＬＥＵ２で形質転換された酵母種はコピー数とｍＲ
ＮＡ含量に関してはＵＲＡ３ベクターにより均質である
と思われる。
【００８０】ＵＲＡ３の転写にあっては、たとえ分泌レ
ベルがかなり一定のままであったとしても、ｍＲＮＡレ
ベルはプロモーターの強さが弱くなるにつれて増加し
た。この傾向はＵＲＡ３構成系についての比較的低いコ
ピー数を反映すると思われる。ＬＥＵ２の転写について
は、ｍＲＮＡの最小のレベルとＳＭＣの分泌を得るため
の少なくとも４０のコピー数が要求されると思われる。
【００８１】表２はＳＭＣのアクチン転写に対する実際
の割合を与えるものではなく、数字は比較の目的のため
だけのものである。
【００８２】６個のプラスミド構成系全てについての形
質転換頻度も表２に示されている。すべてのＵＲＡ３型
ベクターについてほぼ同じ形質転換頻度が得られた。し
かしながら、ＬＥＵ２型ベクターについては劇的な差異
が見られた。ＭＦα１プロモーター構成系は酵母中では
全く形質転換されることができなかった。ＡＣＴプロモ
ーター構成系については比較的高い頻度が観察された。
また対照（ｐＪＤＢ２０７）及びＡＣＴ構成系と比較す
ると、より低い形質転換の頻度がＣＹＣ１構成系の特徴
だった。我々は実際ＭＦα１構成系を有する１個のまれ
なＬＥＵ２型ベクターを得た。しかしながらこの形質転
換体は、表２で括弧で示されたように、少量のＳＭＣの
合成を指示する再配列されたプラスミドを含んでいた。
この結果、ＭＦα１プロモーターはＬＥＵ２の欠陥によ
る効果を圧倒するのに十分高いコピー数を可能にしない
ことを示唆する。
【００８３】従って、分泌の速さ、細胞の生存の能力、
プロモーターの強さ及びベクターのコピー数は相互関係
を有すると思われる。
【００８４】
【表２】
【００８５】実施例５ ＴＮＦの分泌 我々は図８に示されるようにＭＦα１／ＳＭＣ融合遺伝
子について上に述べた通りの手順を用い、ＭＦα１分泌
リーダーとヒト腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）をコードする遺
伝子との融合遺伝子を構築した。さらに我々はＴＮＦの
分泌に対するプロモーター置換の効果を解析した。
【００８６】我々はベクターｐＴＮＦ１１（図８参照）
を構築するために次の３個の断片を連結した。（１）プ
ロモーターとＳｔｕＩ部位で終るＭＦα１の分泌リーダ
ー（すでに述べられたｓｕｐｒａ）を有する１．２ｋｂ
のＥｃｏＲＩ−ＳｔｕＩ断片、（２）酵母２μの複製開
始点と酵母における選択のためのＵＲＡ３遺伝子（すで
に述べられたｓｕｐｒａ）を有するｐＥＸ−２の９ｋｂ
のＥｃｏＲＩ−ＨｉｎｄＩＩＩ断片、（３）ＴＮＦ遺伝
子を有する平滑末端にされたＨｉｎｄＩＩＩ断片（０．
９ｋｂ）。３個目の断片を単離する手順はディ・ペニカ
ら（Ｄ．Ｐｅｎｎｉｃａ ｅｔ ａｌ）「ヒト腫瘍壊死
因子：前駆体の構造、発現及び細胞障害性因子との相同
（Ｈｕｍａｎ Ｔｕｍｏｒ Ｎｅｃｒｏｓｉｓ Ｆａｃ
ｔｏｒ：Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｅ
ｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｈｏｍｏｌｏｇｙ ｔｏ
Ｌｙｍｐｈｏｔｏｘｉｎ）」Ｎａｔｕｒｅ ３１２
ｐｐ．７２４−２９（１９８４）に開示されている。我
々は、ＴＮＦ遺伝子の５′末端近傍に位置するＡｖａＩ
部位からの延長によってＴＮＦ遺伝子５′末端を再生成
するために合成オリゴヌクレオチドリンカーを用いて、
その平滑末端にされたＨｉｎｄＩＩＩ断片を生成させた
（バリンがＴＮＦの最初のアミノ酸である）。ＭＦα１
とＴＮＦ遺伝子の連結部は次の配列を有していた。
【００８７】
【数９】
【００８８】ＭＦα１プロモーターではなく、ＡＣＴプ
ロモーターを基礎とするＴＮＦ分泌ベクターの構築も図
８に示されている。我々はｐＡＣＴ−ＴＮＦ−ＥＸを構
築するために次の３個の断片を連結した。（１）ＴＮＦ
遺伝子に融合したＭＦα１分泌リーダーの大部分（すで
に述べられたｓｕｐｒａ）を有するｐＴＮＦ１１由来の
１．２ｋｂ ＰｓｔＩ−ＨｉｎｄＩＩＩ断片、（２）Ａ
ＣＴプロモーターとＭＦα１リーダーの一部（すでに述
べられたｓｕｐｒａ）を有する、図５に示されたよう
な、ｐ３５５／１由来の０．５ｋｂ ＢａｍＨＩ−Ｐｓ
ｔＩ断片、（３）ｐＥＸ−２（すでに述べられたｓｕｐ
ｒａ）の９ｋｂＢａｍＨＩ−ＨｉｎｄＩＩＩ断片。
【００８９】我々はｐＴＮＦ１１あるいはｐＡＣＴ−Ｔ
ＮＦ−ＥＸを用いて酵母種ＢＪ１９９１を形質転換しＵ
ｒａ＋の原栄養株を選択した。形質転換体はウラシルを
欠くＳＤ液体培地中で選択的に生育された。エフ・シャ
ーマンら（Ｆ．Ｓｈｅｒｍａｎ ｅｔ ａｌ）、ｓｕｐ
ｒａにおいて開示されたＹＰＤ培地を含む振とうフラス
コは最小量の培養物（終容積の１０％）で接種が行わ
れ、回転振とう機上で３０℃で保持された。培養途中の
適当な時期に、我々は小型遠心機を使用してその酵母培
養物のサンプル１ｍｌを１分間遠心した。次に我々は細
胞沈澱物をザイモラーゼ（ｚｙｍｏｌａｓｅ）で処理し
てスフェロプラストを生成させた。我々はそれからその
スフェロプラストをもとの培養物容積の２０％の１％ト
ライトンＸ−１００を使用して溶解し、次に短い遠心分
離の処置によって細胞残滓の除去を行った。
【００９０】我々は、ＴＮＦを含むサンプルを１２．５
％のＳＤＳアクリルアミドゲル上で電気泳動し、常法に
よって蛋白質をニトロセルロースに移した。我々は蛋白
質のブロットをヒトＴＮＦに対するウサギ抗体で標識
し、ペルオキシダーゼと共役されたブタ抗ウサギ抗体を
使用してＴＮＦ／抗ＴＮＦ複合体を含むブロットの領域
を目に見えるようにした。培養液中及び細胞抽出物中の
最大のＴＮＦ発現の結果は表３に示されている。結果
は、ＭＦα１プロモーターがＡＣＴプロモーターによっ
て置換された時にＴＮＦの分泌の意味のある改善が得ら
れたことを示した。生産された全ＴＮＦのわずか１０−
２０％が細胞に付随していた。
【００９１】
【表３】
【００９２】実施例６ ＴＰＡの分泌 ヒト、ティッシュ・プラスミノーゲン・アクチベータ
（ＴＰＡ）をコードする遺伝子はＴＰＡの最初のアミノ
酸に相当する位置に１個の都合のよいＢｇｌＩＩ部位を
有する。ディ・ペニカら（Ｄ．Ｐｅｎｎｉｃａ ｅｔ
ａｌ）、「大腸菌におけるヒト、ティッシュ型プラスミ
ノーゲン・アクチベータｃＤＮＡのクローン化と発現
（Ｃｌｏｎｉｎｇ ａｎｄ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏ
ｆ Ｈｕｍａｎ ｏｆ Ｔｉｓｓｕｅ−ｔｙｐｅ Ｐｌ
ａｓｍｉｎｏｇｅｎ Ａｃｔｉｖａｔｏｒ ｃＤＮＡ
ｉｎ Ｅ．Ｃｏｌｉ）」Ｎａｔｕｒｅ ３０１ ｐｐ．
２１４−２１（１９８３）。ＭＦα１分泌リーダーとの
正しい融合遺伝子を与えるために、我々は、リジン−ア
ルギニン連結部に相当するＭＦα１の位置に都合のよい
ＢｇｌＩＩ部位を導入した。以下の構成系におけるＭＦ
α１／ＴＰＡ融合点の構造は次のようなものである。
【００９３】
【数１０】
【００９４】我々は図９に示されたように、ＭＦα１プ
ロモーターと分泌リーダーを有するＢｇｌＩＩ断片を先
に構築したベクターｐＰＡＹ４の唯一のＢｇｌＩＩ部位
に挿入した。この方法で、ＰＨＯ５のプロモーターと分
泌リーダーがＭＦα１プロモーターと分泌リーダーによ
って置き換えられた。我々は図９に示されたように、Ｐ
ＨＯ５とＭＦα１プロモーターをＡＣＴプロモーターに
よって置換することにより、その結果得られた発現ベク
ター、ｐＭＦ−ＴＰＡをさらに修飾し、発現ベクターｐ
ＡＣＴ−ＭＦ−ＴＰＡを得た。双方のＴＰＡ構成系に存
在するＰＨＯ５プロモーターは通常の（高リン酸）生産
培地中で抑制される。よって、以下に述べられた発現の
効果はＭＦα１プロモーターの活性によるものである。
なぜなら、試験は通常の（高リン酸）培地中で行われた
からである。
【００９５】我々は上に述べられたように、ＢＪ１９９
１種の酵母細胞を形質転換するために各プラスミド、ｐ
ＡＣＴ−ＭＦ−ＴＰＡ及びｐＭＦ−ＴＰＡを使用し、Ｌ
ｅｕ＋の原栄養株を選択した。我々は形質転換体をＳＤ
培地中で選択的に生育させた。我々はＹＰＤ培地を含む
振とうフラスコにそのＳＤ培養物を接種し（終容積の１
０％）、３０℃で培養した。培養途中の適当な時期に、
我々は実施例４においてすでに述べられたように細胞抽
出物を調製した。我々は、エー・グラネリ−ピペルノと
イー・ライヒ（Ａ．Ｇｒａｎｅｌｌｉ−Ｐｉｐｅｒｎｏ
ａｎｄ Ｅ．Ｒｅｉｃｈ）「生物学的液体中のプロテ
アーゼ及びプロテアーゼ−阻害剤複合体の研究（Ａ Ｓ
ｔｕｄｙ ｏｆ Ｐｒｏｔｅａｓｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏ
ｔｅａｓｅ−Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ Ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ
ｉｎ ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄｓ）」Ｊ．Ｅ
ｘｐ．Ｍｅｄ．１４８ ｐｐ．２２３−３４（１９７
８）において述べられたように、フィブリノーゲン−プ
ラスミノーゲン寒天平板上でのハロー形成によって細胞
分画中のＴＰＡ活性を測定した。表４に示された結果
は、ＡＣＴプロモーターによるＭＦα１プロモーターの
置換は、アルファ配偶因子融合遺伝子を使用する酵母に
よる異種起原蛋白質の分泌を得るのに有利であることを
示した。
【００９６】
【表４】
【００９７】表４において示されたように、生産された
ＴＰＡの大部分が細胞に付随し、生産された全ＴＰＡの
わずか５％だけが培地中に出現した。しかしながら、以
下の証拠は酵母のＴＰＡが分泌経路に入っていたことを
示唆した。
【００９８】（１）発現されたＴＰＡは生物学的に活性
があり、このことは正しい折りたたみが行われているこ
とを示していた。分泌シグナル配列を用いないで酵母中
でＴＰＡを発現させる試みは不活性なＴＰＡを生産し
た。また、（２）細胞に付随したＴＰＡは配糖化されて
いた。少なくとも小胞体のルーメンへの分泌は配糖化が
起るためには必要である。
【００９９】熟練した経験者にとっては、本発明の精神
あるいは範囲から外れることなく本発明において種々の
異なる表現形式が可能で、また我々の基本的な構成は本
発明の過程及び構成物を利用する他の実施態様を提供す
るために変更され得ることは明らかである。従って、本
発明の範囲は実施例として述べられた特定の実施態様に
基づいてではなく、この文書に添付された請求の範囲に
基づいて定められなければならないことが正しく認識さ
れるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はＭＦα１分泌前駆体の構造を示す説明
図であり（点刻された領域はＭＦα１くり返し配列を隔
てるスペーサー領域を示し、分泌過程で分泌リーダーは
矢印で示された位置で切断される）、（ｂ）は所望の異
種起原蛋白質と融合したアルファ配偶因子（ａｌｐｈａ
ｍａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）（ＭＦα１）分泌リー
ダーを含む酵母分泌前駆体の構造の一般的な図を示す説
明図である（分泌過程で分泌リーダーは矢印で示された
位置で切断される）。
【図２】ＭＦα１発現調節配列とＳＭＣ遺伝子の融合遺
伝子の構造及びＭＦα１／ＳＭＣ融合遺伝子の酵母発現
ベクターへの挿入を示す説明図である。
【図３】生育（６００ｎｍにおける光学密度によって反
映される）とＵＲＡ３型の発現ベクターで形質転換され
た酵母種ＢＪ１９９１（Ｙｅａｓｔ ｓｔｒａｉｎ Ｂ
Ｊ１９９１）の培養液中のＳＭＣレベルを示す特性線図
である（ＣＹＣ１プロモーター構造（Ｐ４４６／１）を
有するものは（●）で、ＡＣＴプロモーター構造（ｐ３
６４／１）を有するものは（▲）で、ＭＦα１プロモー
ター構造（Ｐ３３６／１）を有するものは（■）で示さ
れている）。
【図４】（ａ）はＥｃｏＲＩ部位で終るアクチンプロモ
ーター断片の構造を示す説明図であり、（ｂ）はアクチ
ン及びｐＥＸ−５、ｐＥＸ−７、及びｐＥＸ−８ベクタ
ーそれぞれのプロモーター終結部分のＤＮＡの構造を示
す説明図である。
【図５】ＡＣＴ及びＣＹＣ１プロモーターを基礎とした
ＳＭＣ分泌ベクターの構築を示す説明図である。
【図６】酵母ＬＥＵ２遺伝子を基礎としたＳＭＣ分泌ベ
クターの構造を示す説明図である。
【図７】生育（６００ｎｍにおける光学密度によって反
映される）とＬＥＵ２型の発現ベクターで形質転換され
た酵母種ＢＪ１９９１（Ｙｅａｓｔ ｓｔｒａｉｎ Ｂ
Ｊ１９９１）の培養液中のＳＭＣレベルを示す特性線図
である（ＣＹＣ１プロモーター構造を有するもの（５０
４／５）は（●）で、ＡＣＴプロモーター構造を有する
もの（ｐ４８２／１８）は（▲）で、ＭＦα１プロモー
ター構造を有するもの（ｐＭＦ−ＳＭＣ、再配列された
もの）は（■）で示されている）。
【図８】ＴＮＦのための分泌ベクターの構築を示す説明
図である。
【図９】ＴＰＡのための分泌ベクターの構築を示す説明
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１２Ｎ 15/09 ＺＮＡ (Ｃ１２Ｐ 21/02 Ｃ１２Ｒ 1:865） (Ｃ１２Ｎ 1/19 Ｃ１２Ｒ 1:865）

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）ＡＣＴおよびＣＹＣｌプロモータ
    ーよりなる群から選択される酵母プロモーター；およ
    び、（ｂ）前記プロモーターに機能的に連結された異種
    起源酵母分泌シグナル配列を含むＤＮＡ配列により形質
    転換された酵母宿主を培養してなる所望の蛋白質の製造
    方法。
  2. 【請求項２】 前記分泌シグナル配列がＭＦα１分泌シ
    グナル配列である特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ＤＮＡ配列が前記分泌シグナル配列
    に機能的に連結された所望の蛋白質をコードするＤＮＡ
    配列をさらに含む特許請求の範囲第１項または第２項に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記所望の蛋白質が微生物あるいは細胞
    によって分泌されうる特許請求の範囲第３項に記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 前記所望の蛋白質が血清蛋白質、鎮痛性
    ポリペプチド、β−エンドルフィン、ソマトスタチン、
    ＳＭＣ、インシュリン、ヒト生長ホルモン、ウシ生長ホ
    ルモン、黄体形成ホルモン、ＡＣＴＨ、膵臓ポリペプチ
    ド蛋白質前駆体、ＴＰＡ、ＴＮＦ、プレプロインシュリ
    ン、プロインシュリン、インシュリンのＡ鎖およびイン
    シュリンのＢ鎖よりなる群から選択される特許請求の範
    囲第３項または第４項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 （ａ）ＡＣＴおよびＣＹＣｌプロモータ
    ーよりなる群から選択される酵母プロモーター；およ
    び、（ｂ）前記プロモーターに機能的に連結された異種
    起源酵母分泌シグナル配列を含むＤＮＡ配列を含む多コ
    ピー発現ベクターにより形質転換された酵母宿主を培養
    してなる所望の蛋白質の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記分泌シグナル配列がＭＦα１分泌シ
    グナル配列である特許請求の範囲第６項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ＤＮＡ配列が前記分泌シグナル配列
    に機能的に連結された所望の蛋白質をコードするＤＮＡ
    配列をさらに含む特許請求の範囲第６項または第７項に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記所望の蛋白質が微生物あるいは細胞
    によって分泌されうる特許請求の範囲第８項に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記所望の蛋白質が血清蛋白質、鎮痛
    性ポリペプチド、β−エンドルフィン、ソマトスタチ
    ン、ＳＭＣ、インシュリン、ヒト生長ホルモン、ウシ生
    長ホルモン、黄体形成ホルモン、ＡＣＴＨ、膵臓ポリペ
    プチド蛋白質前駆体、ＴＰＡ、ＴＮＦ、プレプロインシ
    ュリン、プロインシュリン、インシュリンのＡ鎖および
    インシュリンのＢ鎖よりなる群から選択される特許請求
    の範囲第８項または第９項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記多コピー発現ベクターがプラスミ
    ドおよび多コピーファージよりなる群から選択される特
    許請求の範囲第６〜１０項のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記多コピー発現ベクターがＡＲＳ型
    プラスミド、２μ型プラスミド、ＣｏｌＥ１型プラスミ
    ド、ｐＢＲ３２２、ＲＰ４プラスミド、Ｍ１３ファージ
    およびラムダファージよりなる群から選択される特許請
    求の範囲第６〜１１項のいずれかに記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記プロモーターが前記宿主中の前記
    多コピー発現ベクターのコピー数を物質的に減らさない
    特許請求の範囲第６〜１２項のいずれかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記プロモーターが前記宿主内の全ｍ
    ＲＮＡの０．３％未満生産させる特許請求の範囲第１〜
    １３項のいずれかに記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記プロモーターが前記宿主内の全ｍ
    ＲＮＡの最高０．１５％生産させる特許請求の範囲第１
    ４項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記宿主がＳ．ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ
    である特許請求の範囲第１〜１５項のいずれかに記載の
    方法。
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