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JPH07501443A - 高分子量のコラーゲン様タンパク質ポリマー - Google Patents

高分子量のコラーゲン様タンパク質ポリマー

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Publication number
JPH07501443A
JPH07501443A JP5509309A JP50930993A JPH07501443A JP H07501443 A JPH07501443 A JP H07501443A JP 5509309 A JP5509309 A JP 5509309A JP 50930993 A JP50930993 A JP 50930993A JP H07501443 A JPH07501443 A JP H07501443A
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JP
Japan
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polymer
collagen
amino acids
total
same
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Pending
Application number
JP5509309A
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English (en)
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カッペロ,ジョセフ
ファーラリ,フランコ エー.
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Protein Polymer Technologies Inc
Original Assignee
Protein Polymer Technologies Inc
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25155370&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH07501443(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Protein Polymer Technologies Inc filed Critical Protein Polymer Technologies Inc
Publication of JPH07501443A publication Critical patent/JPH07501443A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高分子量のコラーゲン様タンパク質ポリマー序論 技術分野 本発明の分野は、組換え技術を使用するコラーゲン様ポリマーの生産である。
背景 コラーゲン、すなわち、天然に見いだされるタンパク質は、工業において広い用 途を見いだす。化学的に加水分解した天然のコラーゲンは加熱および冷却により 変性および復元してゼラチンを製造することかでき、これは他の応用のなかでも 写真および医学の用途において使用される。この現象の原因となるコラーゲンの 鎖の性質は、三重らせんと表示されるコンフォメーションを有する鏡開凝集物を 自発的に成形するその能力である。らせんは鏡開の弱い相互作用により安定化さ れ、これらの相互作用はグリシンにより占有される第3残基毎の位置におけるペ プチドの主鎖の密接な近位およびグリシン間の2位置におけるプロリンおよびヒ ドロキシプロリンにより提供されるキンクから生ずる。3つのキンクした鎖の形 状寸法は、三重らせん内の水素結合を可能とする。この構造はゆるく、そして水 、小さい有機および無機の分子、他のタンパク質、および細胞との相互作用に容 易にアクセス可能である。コラーゲンは多数の異なるアミノ酸配列から成るか、 より構造的に安定なセグメントの1つは処理したコラーゲン1型鎖のアミノ末端 およびカルボキシル末端に存在する。これらの末端は大きい程度に反復するトリ ペプチドの配列GPP(第2のPは]7ばしばヒドロキシル化されている)から 成る。
コラーゲンの天然の形態と対照的に、組換え的に生産されたコラーゲン様ポリマ ーはもっばら広範な種類のGXY配列から選択される単一の反復トリペプチド配 列から成ることができ、ここでXおよびYは既知の天然の配列から誘導されるか 、あるいは誘導されない、任意のアミノ酸である。コラーゲン様ポリマーは、ま た、最終のポリマーの中でブロックとして反復する、異なるトリペプチドの配列 から成ることかできる。非類似のブロックは、また、反復する方法で使用してブ ロックポリマーをつくって、追加の化学的または生物学的の官能性を提供するこ とができる。
組換え技術の出現で、コラーゲン様ポリマーを生産する機会が発生し、ここてコ ラーゲンの有利な性質を選択的に保持することができると同時に、新規な能力お よび特性を導入することができる。コラーゲン、反復トリペプチドの独自性は、 配列の高い反復性および組成物中のアミノ酸グリシンおよびプロリンの頻繁な利 用に照らして、組換え技術のための課題である。高いレベルのグリシンおよびプ ロリンをもつタンパク質をエンコードする遺伝子は、必要により、自己相補性配 列の中の高いレベルのヌクレオチドのグアニジンおよびシチジンから構成される 。こうして、遺伝子を合成するとき、鎖かループアウトし、一本鎖DNAが切除 され、遺伝子のセグメントの損失、および非効率的な転写および/または翻訳を 生じうる組換え事象か起こる実質的な機会が存在する。こうして、コラーゲンの 有利な性質を提供すると同時に、高分子量のコラーゲン様ポリマーの安定な発現 を可能とする技術および組成物を開発することにおいて実質的な関心が存在する 。
関係する文献 WO38105082号およびGoldbergら、Gene (Amst、) 80 : 305−314(+989)は、比較的低分子量のコラーゲン類似体 のタンパク質の製造を記載している。また、構造タンパク質のポリマーを記載し ているPCT/US87103360号およびPCT/ US89/ 0501 6号を参照のこと。
発明の要約 第3位置毎にグリシンを有する遺伝子を合成することによって、高分子量のコラ ーゲン様ポリマーが提供され、そしてグリシンの間に存在するアミノ酸の約60 %以下はプロリンである。複数のトリペプチド単位を有する配列を合成し、配列 を一緒に結合してマルチマーを生成し、マルチマーをクローニングし、そして最 後にマルチマーを接合して、大部分について、単細胞の微生物の中で高分子量の コラーゲン様ポリマーを発現する遺伝子を提供することによって、遺伝子を製造 する。
特定の態様の説明 高分子量のコラーゲン様ポリマーを製造する方法および組成物か提供され、ここ でグリシンはトリアド反復単位の第1アミノ酸として保持され、そして他の2つ のアミノ酸は変化して、グリシンの間のポリマーのプロリン含量をコラーゲン様 ポリマーの中のアミノ酸に基ついて6096より少なく、通常的40%より少な く、より通常3096より少なく減少する。ポリマーは種々の方法で変化し、単 一の反復単位を有し、交互する反復単位を有するか、あるいは異なる反復単位の ブロックを有する。通常、ポリマーは、ポリマーの約2096より少ない、より 通常的1096より少ないのアミノ酸配列を構成する配列をそれらの5′末端お よび3′末端に有するであろう。コラーゲン様ポリマーをエンコードする遺伝子 を合成し、適当な発現ベクターの中に挿入し、次いてこのベクターを発現宿主の 中に導入する。次いて、生ずるコラーゲン様ポリマーを分離し、精製し、そして 種々の方法で使用することができる。
本発明のポリマーは、少なくとも約30kD (キロダルトン)、より通常少な くとも約40kD、好ましくは少なくとも約50kDであり、かつ通常的+50 kDを越えない、より通常的125kDを越えない、しばしば約100kDを越 えない分子量を有することによって特徴づけられる。
ポリマーは、さらに、コラーゲンに似ており、らせんを提供し、変性および復元 し、ゲルを成形することができるなどにおいて特徴づけられる。ポリマーは好ま しくは天然のコラーゲン、とくに哺乳動物のコラーゲンの中に見いだされるトリ ペプチドのトリアドの配列を主要比率で有するであろう。本発明のポリマーは、 種々の方法において、種々の機能的単位を導入することによって修飾することが てき、ここて機能的単位に依存して、ポリマーはデザインの一部分であることか てき、第3位置に均一な交互するグリシンを提供するか、あるいは均一性を妨害 するか、あるいは反復単位のブロックの末端に存在することができる。20アミ ノ酸のいずれも存在することかてきるか、帯電したアミノ酸は通常反復する配列 の中の総数により30%より少なく、しばしば15%より少ない比率で存在する であろう。
本発明のコラーゲン様ポリマーは、それらの反復単位、反復単位のパターン、中 断する配列の挿入などに関して広く変化させることかできる。少なくとも75重 量%、通常少なくとも80重量%、より通常少なくとも85重量%はトリアド( triads)(第1アミノ酸としてグリシンをもつトリペプチド)から構成さ れているであろう。通常少なくとも5096、より通常少なくとも80%のトリ アドは天然のコラーゲン、と(に哺乳動物のコラーゲンの中に見いだされるであ ろう。
トリアドの数は、通常少なくとも約100、より通常少なくとも約150、そし て約500以下、通常約400以下であろう。
本発明の組成物は式により記載され、ここで各大文字はアミノ酸を示し、あるア ミノ酸についての1文字の記載はその特定のアミノ酸を示し、そしてその1つの 文字の記載内でない文字は任意のアミノ酸またはアミノ酸の表示したグループを 記号で表すために使用される。上付き文字は複数のトリアドが存在することを示 し、アミノ酸の文字記号はトリアドの各々において同一であるか、あるいは異な るアミノ酸を記号で表すことができる。下付き文字は常にそれが関係する記号ま たは式の反復の数を意味する。
大部分について、ポリマーはコラーゲン様ポリマーの中に少なくとも2回存在す るモチーフとして、隣接してまたは隣接しないで、次の式を育する配列を有する ことによって特徴づけられる:((GXO)、Z)。
式中、 ′ Gはグリシンであり:Xおよび0は任意のアミノ酸であり、ただしXおよび 0は約45総数%より少ない、通常約40総数%より少ない、30総数%より少 なくあることができ、そして約IO総数%より大きい、通常約15総数%より大 きい、ポリマー、通常全体のポリマーの反復配列のプロリン含量を有するように 選択され;Zは0〜50アミノ酸、より通常θ〜30アミノ酸、しばしば0〜1 5アミノ酸を有し、そして通常機能的能力を有する配列であり、そして反復GX O以外であり; nは少なくとも4でありかつ100以下、通常約75以下、しばしば約50以下 であり;そして mは少なくとも1つてあり、2であることができ、通常少なくとも約3かつ約2 0以下、通常約12以下であり、とくにnが大きくなる程、mよりは小さくなる 。
トリアドの反復配列は、ポリマーの少なくとも60重量%、通常少なくとも80 重量%である。
通常、モチーフの中の異なるトリアドの合計数は少なくとも2、より通常少なく とも3であり、かつ約24以下、より通常約16以下、は、通常約15以下、よ り通常約12以下である。プロリンを含むトリアドの数は、少なくとも40総数 %、より通常少なくとも60総数%でありかつ約98総数%以下である。すべて のトリアドは1つのプロリンを含むことができるか、好ましくは85総数%より 少ない、通常75総数%より少ないトリアドはプロリンを含む。
コラーゲン様ポリマーの1つの型は、大部分について、反復するモチーフとして 、下記のモチーフを有するであろう。
(GX”O”)、’Z’)、’ 式中、 GXOは前に定義したとおりであり;XおよびOは同一の数であり、そして2〜 10、通常3〜8、しばしば4〜6の範囲内、とくに2゜3.5またはlOてあ り、これは配列の中に存在する多数の異なるトリアドまでおよびそれらを包含し ;Zは前に定義したとおりであり:Zは1〜m1であり、通常3以下、しばしば 1〜2、好ましくはlであり、ここでZは異なるZ基を意味し、Xの定義に類似 し、モしてmlは少なくともlてあり、2、通常少なくとも約3であることがで き、かつ約20以下、通常約12以下、とくにnlが大きくなるとき、上の通り であり;そしてnlは少なくとも約2でありかつ約100以下、通常約75以下 、より通常約50以下、一般に約30以下である。
例えば、Xが3であり、ZはOアミノ酸であり、がっmlが1である場合、次の 式が得られる: ((GX’O’)(GX”O”XGX30’))、’式中、 XIは特定のアミノ酸であり、X!は同一であるか、あるいは異なるアミノ酸な どであり、かっOに類似することがてき:そしてnlは一般に少なくとも約2、 より通常的4であり、かつ約33以下、通常約25以下である。
本発明の化合物を合成する1つの技術は、それ自体法の式の特定のモチーフに導 く。
((α)、(β)e(α)、’l 。
式中、 αは1〜9トリアド、通常2〜6トリアド、好ましくは2〜4トリアド、通常プ ロリンを有する少なくとも1つのトリアド、より通常プロリンを有する少な(と も2つのトリアドを有し。
βは1〜24トリアド、通常2〜18トリアド、より通常3〜9トリアドを有し : eは少なくとも3、通常少なくとも6てあり、かつ約50以下、通常約36以下 であり: gは少なくともlてあり、かつ約20以下、通常約12以下、より通常約8以下 であり; aおよびalは同一であるか、あるいは異なることができる;aは少なくとも1 てあり、かつ約6以下、通常約3以下であり、ただしaまたはalは0であるこ とができる。
理解されるように、存在するトリアドの数が大きくなるほど、所望の分子量を提 供するために要求される反復の数は小さくなる。
好ましい態様において、これらの拡張されたモチーフは、大部分について、次の 式を有する: (GU”B’)、(GX”0”)、’(GU”B’)、Z”)、’G+ X”+  O’+ Z’+ m’およびnlのすべては前に定義したとおりであり; UおよびBは任意のアミノ酸であり、しばしばトリアドの少なくとも1つのトリ アドの中に存在するプロリンが存在しくまた、XおよびOの定義を参照のこと、 これらはここにおいて含まれる);UおよびbはXおよび0に類似する意味を有 し、異なるトリアド(トリペプチド)単位の中の同一であるか、あるいは異なる アミノ酸を示し;そして pおよびplは1〜6、より通常2〜4であり、そして2つのpは同一であるか 、あるいは異なることができ、通常同一であるが、ただしpは0であることもで きる。
グリシン以外のとくに興味あるアミノ酸は、次のものを包含する:アラニン(A )、イソロイシン(■)、ロイシン(L)、バリン(V)、セリン(S)、スレ オニン(T)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、リジン(K)、アルギ ニン(R)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、ヒスチジン(H)、 およびプロリン(P)、好ましくは中性の極性アミノ酸、例えば、SまたはT、 あるいは中性の脂肪族アミノ酸、例えば、A、T、L、またはVの少なくとも1 つである。通常、芳香族疎水性アミノ酸、例えば、F。
YおよびWは回避され、そして脂肪族疎水性アミノ酸(L、 V、I)は、いや しくも、プロリンが存在するとき、通常使用されるであろう。構造的考慮につい て、プロリン、アラニン、バリン、セリン、スレオニン、グルタミンまたはアス パラギンをXまたは0位置に含有するトリアド配列はいっそう安定な三重らせん を成形する。安定性の増加は、また、0位置にヒドロキシプロリンを含有するド リアトにより与えられる。トリプトファンおよび千ロジンを含有するトリアドは 通常利用されない。三重らせんの高次のアセンブリーについて、XまたはO位置 に、しかしことにX位置にグルタミン酸またはアスパラギン酸を含有するトリア ド、およびXまたは0位置に、しかしことに0位置にリジンまたはアルギニンを 含有するトリアドは好ましい。
少なくとも1つのトリアドが第2位置にプロリンを有する場合、より好ましくは 2つのトリアドが第2位置にプロリンを存するが、あるいは少なくとも1つのト リアドが第3位置にプロリンを有することはとくに重要であり、時には第3位置 にプロリンを有する2つのトリアドが得られると、第1および第2の位置にプロ リンを有する少なくとも2つのトリアドかしばしば存在する。大部分について、 モチーフにおけるトリアドの少なくとも30%、より通常少なくとも5096は 第2または第3の位置にプロリンを有し、そして両者の位置にプロリンをもつ多 少の、通常35総数%以下のトリアドが存在することかある。
組換えコラーゲン様ポリマーにおいて利用されるトリアドの選択は、性質、例え ば、らせんの安定性、水和、溶解度、ゲル化点、生物分解性、および免疫原性に 影響を与えるためになされる。例えば、免疫原性を最小するために、簡単な側鎖 をもつアミノ酸、例えば、グリノン、アラニン、セリン、バリン、およびプロリ ンから成るトリアドを利用する。より複雑なアミノ酸を必要とするとき、それら のアミノ酸はへキサペプチド、ノナペプチド、またはこれらのアミノ酸を含有す る天然のコラーゲンの鎖からのより長いトリアド配列を利用することによって組 み込むことかできる。
大きい程度に、本発明のポリマーの多数は、次の式により描写することかできる 。
J’、((GU”Bb)、”(GX”0’)、’(GO″B’)、”)Z、)、 ’)J”。
式中、 記号のすへては前述したが、ただし JlおよびJ2は同一であるか、あるいは異なり、そして約1〜40アミノ酸、 より通常約1〜3oアミノ酸のアミノ酸配列であり、そして便利な任意の配列で あることができ;2つのrは同一であるか、あるいは異なり、そして0またはl であり。
2つのp2は同一であるか、あるいは異なり、そして0またはp】である。
モチーフを定める種々の反復配列は、下記の配列により例示することができる: GAPGPAGPK; GAPGPAGPPGAH; GSPGAPGPA;  GAPGPAGSRGDPGPA;GANGAPGPAGPAGAPGPP;  GAQGPAGPGGAPGPAGPG; GAPGPAGAS;GPAGAP GSRGDPGAPGPP; GVSGPRGPAGAPGPP; and G AQGPAGPGとくに重要なトリアドは、次のものを包含する: GAP、  GPA、 GPP。
GAS、 GPG、 GPS、 GAQ、 GSP、 GSQ、 GLQ、 G PR,GPK、 GAK、 GAR,GER,GDR,GEo、 GDA。
GAHおよびGEA ここでそれらのトリアドと他のトリアドとの組み合わせはとくに重要であり、ト リアドの少なくとも約30総数%、通常少なくとも約50総数%、示したトリア ドの範囲内に入る、より通常少なくとも約60総数%、しばしば少なくとも80 総数%が存在する。さらに、任意の1つの単位の中のトリアドの数は広く変化す ることができ、望ましくは数は3,5またはその多数倍である。
GUB配列を定める配列は、次のものを包含する:GAHGPAGPK: GA HGPAGPR; GAVGAPGPK; GPAGAPGEP; オヨヒGV SGPRGAP 遺伝子はPCT/ US87/ 02822号に記載されている方法により合成 できる。とくに、遺伝子は下記のプロトコールに従い合成される。
一般に、少なくとも12のアミノ酸、かつ通常約60以下のアミノ酸をコードす る、比較的短いオリゴヌクレオチドの鎖が合成される。相補的鎖をアニーリング し、クローニングし、そして配列決定して、正しい配列か得られたことを確立す る。末端は平滑末端であるか、あるいは互い違いであることができ、通常互い違 いである。次いて、配列をマルチマー化し、結合し、そしてクローニングベクタ ーの中に挿入する。適当な宿主の中に形質転換した後、クローンを単位のオリゴ マー化について分析し、そして適当なサイズの単位を選択し、そして発現のため に使用する。異なる配列のフランキング反復単位を望むとき、このモチーフをエ ンコードする配列をフランキング反復単位の間の適当な制限部位に挿入し、こう して引き続いて遺伝子を適当なフランキング単位で切除することができる。次い で、フランキング単位をもつモチーフをエンコードする生ずる配列を切除し、オ リゴマー化し、そして、前述したように、クローニングし、そして所望の配列お よびサイズを有することに関して同定することができる。
本発明のタンパク質は、適当な単細胞の宿主、例えば、大腸菌(E、coli) 、枯草菌(B、 5ubtilis)、酵母菌、S、ボンベ(pombe) 、 サツカロミセス・セレビシアエ(S、 cerevisiae)など、真菌、ニ ュウーロスボラ(Neurospora)、アスペルギルス(Aspergi  l Ius)などを形質転換することによって生産される。広範な種類の発現ベ クターは文献に記載されてきており、そしてここで例示する必要はない。発現ベ クターは誘発可能なあるいは構成的プロモーターを提供することができ、ここで 本発明のタンパク質は連続的に発現するか、あるいは誘発後のみ発現することが できる。多数の発現ベクターは適当なプロモーター、終結配列、および開始配列 と終結配列との間のポリリンカーを有するので、所望の遺伝子を便利にポリリン カーの中に挿入してプロモーターの転写のコントロール下にすることができる。
さらに、ベクターは1または2以上のマーカーを有することができ、前記マーカ ーは形質転換された宿主における選択を可能とする。ベクターは、また、染色体 外の維持またはゲノムの中への組込みを可能とする。マーカーは毒素、例えば、 抗生物質に対する耐性、あるいは両栄養性宿主のプロトトロピーに対する相補性 を提供することかできる。発現ベクターの選択は、ある数の因子、例えば、宿主 、経済性、操作の容易性などに依存する。
いったん発現ベクターがクローニングされると、通常それを分析して、遺伝子が 存在しそしていかなる修飾もなされてないことを確実にする。次いで、発現宿主 を発現培地の中で成長させ、十分な時間か経過した後、細胞を溶解し、そしてタ ンパク質を分離する。ある場合において、タンパク質は比較的不溶性であり、し たがって、種々の手段、例えば、遠心により細胞破片から分離することができる 。純度に依存して、タンパク質はそのまま使用することができるか、あるいは不 純物を抽出する種々の溶媒を使用する抽出によりさらに精製して、所望の生産物 を不溶性の形態で残すことができる。
必要に応じて、希酸性溶液を使用してタンパク質を可溶化し、次いて透析により タンパク質を沈澱させることができる。使用する条件は、生産する特定のタンパ ク質、その溶解度、汚染物質の性質、究極的用途などとともに変化する。
コラーゲン様ポリマーの小さいセグメント、例えば、15〜36アミノ酸を含む 小さいペプチドを製造することができる。これらのセグメントは、適当な免疫原 に接合させることによってハブテンとして使用することができ、そして生ずる免 疫原をその配列に対して特異的な抗血清またはモノクローナル抗体の生産のため に使用することができる。こうして、本発明のコラーゲン様ポリマーに特異的に 結合する抗体を生産することができる。本発明のポリマーの溶解度に依存して、 抗体を親和精製、ウェスタンプロット上のポリマーの同定、または新規な構造を 生成するためのポリマーの非共有結合の架橋なとのために使用することができる 。
本発明の組成物は、種々の用途、構造単位、薬物などの使用を見いだすことがで きる。本発明のコラーゲン様ポリマーは、材料、例えば、繊維、膜、フィルム、 コーティング、ヒドロゲル、コロイド懸濁液および成形品の成形において、これ らの材料に、および天然に見いだされる源または合成源からの種々の表面に、独 特の特性を付与するときに育用であり、特性は通常水の吸収、生物適合性、また は有機または無機の性質の非タンパク質化合物、例えば、ハロゲン化銀、色素な どとの相互作用に関連する。1−100ミルのコーティングは、天然に見いださ れる源および合成源からの種々の表面への付着性をもって、使用を見いだすこと ができる。これらのポリマーの顕著な性質は、特定の温度における熱可逆的ゲル 化、それらの固有の生物適合性およびそれらの生物吸収である。したがって、本 発明のポリマーは写真フィルムにおいて、創傷の包帯として用途を見いだし、新 生血管の形成、眼の応用、骨のセメント、人工器官のためにマトリックス、成長 する培養物のためのコーティング、移植または注射可能なデリバリ−系などを可 能とする。
さらに、天然のコラーゲンは架橋するので、消化および分子量の減少なしで、紡 糸、造形などのために再溶解することができない。
こうして、コラーゲン様ポリマーは所望のコラーゲンの特性を保持し、そして処 理することができる。
下記の実施例によって、本発明をさらに説明する。これらの実施例は本発明を限 定しない。
実験 高分子量のコラーゲン様タンパク質のポリマーの製造方法A、小規模。プラスミ ドDNAを1.5mlの培養物から沸騰手順またはアルカリ性溶解法により調製 した(Maniatisら、Mo1ecular C1on−ing:A La boratory Manual、Co1d Spring Harbor L aboratory、コールド・スプリング・ハーバ−(1982)。
B、大規模。1リツトルの適当な抗生物質を含むルリア(Luria)ブロス中 で、プラスミドを有する菌株を一夜成長させた。細胞を10、0OOX g テ 5分間遠心し、そしてl0m1の氷冷TE (10mM Tris−HCI、p H8,1mM EDTA)の中に再懸濁させた。細胞を再び遠心し、4mlのT BS(TEおよび25%W/V)の中に懸濁させ、そして渦形成によりホモジナ イゼイションした。試料を次の工程のために氷上に保持した。リゾチーム(10 mg/mlのI ml)を細胞懸濁液に添加し、そして5分間インキュベー’i  a ンした後、2mlノ0.5M EDTA pl(l11.oを添加した。
10分間インキュベーションした後、50m1のブロティナーゼK (40mg / ml )を添加し、次いで10分後15m1の溶解緩衝液(0,1%トリト ンX−100、ImM EDTA、 50mM Tris−HCI 、 pi( 8)を添加した。15〜20分後、細胞のリゼイトを35.0OOX g l: おいて90−120分間遠心した。上澄み液(19,8m1)をプラスチック管 に20mgのCsC1および400μmの臭化エチジウム(10mg/ ml) とともに移した。溶解後、この混合物を2本のポリアロマ−超遠心機の管の中に 分割して入れ、加熱密閉し、そしてベックマン(Beckman)Ti65モー ターで60、000rpmにおいて24時間遠心した。下のプラスミドDNAの バンドを管から皮下注射針で取り出した。臭化エチジウムを等しい体積のNaC 1飽和イソプロパツールで3回抽出した。2体積の820をDNA溶液に添加し 、次いでDNAをエタノールで沈澱させた。
2 膜タンパク質化 フェノール抽出を、便利な体積、典型的には100μm〜10m1のDNA試料 について実施した。DNA試料を0.OIM TriS−f(CI 、 pH7 ,5,1mM EDTAの中に希釈し、そして等しい体積の水飽和フェノールを 添加した。試料を短時間渦形成し、そして氷上に3分間配置した。マイクロフー ジ(microfuge)の中で3分間遠心した後、水性層を新しい管に取り出 し、そして等しい体積のクロロホルム、イソアミルアルコール(24:I)で1 回抽出した。
3、 フェノール沈澱 水性緩衝液中のDNAをエタノール沈澱により濃縮した。 のDNA試料に、1 /10体積の3Mの酢酸ナトリウムpH7,5および2〜3体積の冷いエタノー ルを添加した。このDNAを30分間−70°Cにおいて、あるいは−夜−20 °Cにおいて沈澱させ、次いでマイクロフージ中で4°Cにおいて15分間遠心 した。ペレットを200μmの冷い80%エタノールで1回洗浄し、そして再び 4℃において10分間遠心した。空気乾燥または凍結乾燥後、ベレットを適当な 緩衝液の中に再懸濁させた。
4、DNAのホスファターゼ処理 A、Iμm (25単位)の仔つシ腸ホスファターゼ(ベーリンガー・マンヘイ ム(Boehringer Mannheim))を制限酵素の消化反応に直接 添加し、そして37°Cにおいて30分間インキユベーソヨンすることによって 、DNAのホスファターゼ処理を実施した。ホスファターゼを65°Cにおいて 60分間不活性化した後、フェノール抽出により膜タンパク質化した。
B、DNAのホスファターゼ処理を、また、制限酵素の消化からエタノール沈澱 させたDNAを20mM Tris−HCI 、 pH8,0、10mM Mg C1*の中に2ong/mlの最終DNA濃度に再懸濁させることによって実施 した。シュリンプのアルカリ性ホスフ了ターゼを2U/μgのDNAに添加し、 そしてこの混合物を37°Cにおいて1時間インキュベーションし、65°Cに おいて20分間不活性化し、次いで12. OOORPMにおいて30分間遠心 することによってプロバインド(Probind)フィルター(ミリボア(Mi  l1ipore))に通過させた。次いで、 DNAをエタノール沈澱させ、 そして適当な緩衝液の中に再懸濁させた。
5、DNAのリン酸化 アニーリング前のリン酸化を、ポリヌクレオチドキナーゼ3′−ホスファターゼ 不含(ベーリンガー・マンヘイム)の使用により実施した。この反応は37℃に おいて30分間次の成分を含有する50μmの反応体積の中で実施した:I2. 5μgのDNA、 5μmの10×キナーゼ緩衝液(0,5M Tris p) 17.5、l0mM スペルミジン、0.1mM MgC1*、150mM D TT、ImM EDTA) 、および2ulのポリヌクレオチドキナーゼ(IO u/μm)。リン酸化後、TEAB中で平衡化したバイオ−スピン(Bio−3 pin) 6カラム(バイオラド(BioRad))を使用して、DNA鎖から 塩類およびグリセロールを除去した。
6、DNAポリメラーゼ1とのフィルイン反応50mM Tris−HCI S pH7,4,50mM KCI 15mM MgC1z、および400mMの4 つのデオキシヌクレオチドトリホスファターゼを含有する緩衝液の中に、DNA を再懸濁させた。IO単位のクレノーDNAポリメラーゼ(BRL)を添加し、 そしてこの反応を室温において15分間進行させた。次いて、 DNAをフェノ ール抽出しそしてエタノール沈澱させた。
7、 制限エンドヌクレアーゼを使用する消化(x rAA1緩衝液(IOXA A緩衝液は330mM Tris−アセテート、p)17.9.660mM リ ン酸カリウム、 100mM 酢酸マグネシウム、50mM ジチオスレイトー ル(DTT)およびImg/mlのウシ血清アルブミン(ヌクレアーゼ不含)〕 中で、DNAを制限エンドヌクレアーゼ(REN)で消化した。可能なときはい っでも、DNAの濃度をlμg/25μm以下に保持した。インキュベーション は37°Cにおいて大部分の制限エンドヌクレアーゼについて1〜4時間の間実 施したが、ただしBa1l、 Ban+およびNaelの消化物は一夜インキユ ベーションした。
8、DNAの分析用アガロースゲルの電気泳動ゲル分析のためのDNA試料に、 0.2体積の負荷緩衝液(5×電気泳動緩衝液、O,0I96プロモフ工ノール 色素、50mM EDTA、および50%グリセロール)を添加した。次いて、 試料を1.0% (w/v)アガロースゲルを含有する水平の浸漬電気泳動単位 のレーンの中に負荷した。電気泳動緩衝液はIXTAcまたは1/2XTBEで あった。
IXTACは、酢酸でpH7,8に調節した、40mM Tris=塩基、IO mMEDTAてあった。I/2XTBEは、0.045M Tris=塩基、0 .045Mホウ酸であった。ゲルを40〜50Vにおいて18時間の間展開し、 次いて取り出し、そして0.5g/mlの臭化エチジウムで30分間染色した。
DNAのバンドを長波長の紫外線トランスイルミネーター上で可視化した。
9、 調製用アガロースゲルの電気泳動手順および材料は、分析用アガロースゲ ルの電気泳動についてと同一であった。唯一の差は、精製すべきDNA断片のサ イズに依存して0.5〜2.596 (w/ v )の濃度範囲の低融点([、 MP)のアガロースの使用することである。臭化エチジウムで可視化した後、L MPアガロースゲルからDNA制限断片を切除した。アガロースのライゲーショ ンのために、使用した緩衝液はl xTAE(50mM Trisアセテート) DNAを含有するゲル断片を70°Cにおいて5分間溶融し、そしてTEI(I OmM Tris−HCI’、 pH7,5,0,2M NaC1)てほぼ5倍 に希釈した。ゲル溶液をNACSカラム(BRL)に適用した。このカラムを5 mlの同一緩衝液で洗浄した。結合したDNAを+000bpより小さいDNA 断片について300μIのTe3(lomM Tris−11cI 、 pH7 ,5,1,OM NaC1)て溶離するか、あるいはより大きい断片についてT e3(IOmM Tris −HCl 、po 7.5.2 M NaC1)で 溶離した。溶離したDNAをエタノール沈澱により濃縮した。
Il、DNAのライゲーノヨン 粘着末端を結合するための反応混合物は次の成分を含有した:20μmの最終反 応体積で18gのDNA、IXAA緩衝液(上の工程6を参照) ImM AT Pおよび20単位のT4 DNAリガーゼ(BRL) 、ライゲーションを15 °Cにおいて16〜18時間または室温において1〜2時間進行させた。平滑末 端のライゲーションのために、反応混合物は20μmの反応体積てlugDNA 、25mM Tris−HCI 、 pi(7,5,5mMMgC12,5mM  DTT 、0.25mM スペルミジン、 200ng BSA、l mM塩 化へキサミンコバルト(HCC)、0.5M ATPおよび400単位のT4  DNAリガーゼ(NEB)を含有した。ライゲーションは室温において30分〜 1時間の間進行させた。
12、アガロースDNAライゲーションアガロースを65℃において溶融し、次 いて室温を37°Cに低下させ、そしてライゲーション緩衝液(5X= l00 mM Tris−HCI 、 p)l 7.5.50mM MgCL、50mM  DTT、1 mM ATP)を添加した1次いで管を室温に配置し、そしてリ ガーゼを添加しく100単位の74 DNAリガーゼ(NEB)、反応体積は通 常50μlてあった。反応を15°Cにおいて16〜18時間イされている変更 された手順を使用して、mRNAを調製した。カナマイラン(50gg/ml) を補充したLB培地中で、細胞を30°Cまたは42°Cにおいて成長させた。
OD@。。1.0において10m1の細胞を回転し、そして細胞のペレットを1 0m1のプロトプラスト化緩衝液(15mM Tris−HCI 、 pH8, 0,0,45M スクロース、8 mM EDTA)の中に再懸濁させた。80 μmのリゾチームを50mg/mlにおいて添加し、次いてこの混合物を氷上で 15分間インキユベーソヨンした。細胞懸濁液をRC−5B遠心機を使用してS S −340−ターの中で7. OOORPMで回転した。
ペレットを0.5mlの溶解緩衝液(10mM Tris−tlcI 、 pt l 8.0、I Om!JNaC1、ImM クエン酸ナトリウム、 1.5% w/v 5DS)および15μmのDEPCの中に再懸濁させた。この懸濁液を おだやかに混合し、次いて1.5mlのエッペンドルフ(Eppendorf) 管に移し、37℃において5分間インキュベーションし、次いて氷上に冷却した 。250μm飽和NaC1(40%w / v )を添加し、おだやかに混合し 、そして氷上のインキュベーションをさらに10分延長した。このスラリーを4 °Cにおいて15分間回転した。上澄み液を2本の1.5mlの管に入れ、そし て1mlの10096エタノールを各々に添加した。RNAを冷時沈澱させ、次 いて4°Cにおいて200分間回転せた。ペレットを70%エタノール中で洗浄 し、そして乾燥させた。次いてRNAを0.1mlの8.0の中に再懸濁させ、 そして0D26゜および0D210を採取してRNAの回収および純度を測定し た。10m1の成長する細胞からの合計のRNA(5%mRNA、 9594  tRNA+ rRNA)の平均の回収は0.5〜1.omgであった。
2、 ノザンプロット分析 前述したように精製したRNAをアガロースゲル上で展開させ、そしてMani atisら、Mo1ecular Cloning:A Laboratory  Manual、ColdSpring Harbor Laboratory 、コールド・スプリング+ハーバ−(+982)、1)l) 202−203に 記載されている手順に従い、転移緩衝液として10×SSCを使用して、ニトロ セルロースに移した。ECL遺伝子検出キット(アマーンヤム(Amersha m))を、プローブの標識化、ハイブリダイゼーション条件および検出のために 使用した。これらの手順は次の文献に記載するように実施した: ECL遺伝子 検出システムRPN2101、バージョン2、アマ−ジャム・インターナショナ ル(AmershamInternational)pcl 。
200m1の無菌のしブロスの培養物を、小1白金耳の大腸菌(ε、coli) 細胞とインキユベーシヨンした。これを農場しなから37°Cにおいて、OD、 。。かほぼ0.5なるまて、インキュベーションした。培養物を氷上に10分間 配置し、そして6.QOOXgを10分間遠心した。細胞ペレットを100m1 の氷冷0.1M MgCItの中に再懸濁させ、氷上に30〜40分間保持し、 そして再び遠心した。ペレットを氷冷100mM CaCLの中に再懸濁させ、 無菌の試験管に移し、そして氷上で24時間インキユヘーションした。次いて、 能力細胞のアリコートを取り、そして−70°Cにおいて貯蔵した。
Z 大腸菌(E、coli)の形質転換凍結した能力細胞noアリコートを氷上 で融解した。50μmの細胞に、0.1〜1μgのDNAを添加し、そしてこの 混合物を氷上で30分間インキユペーンヨンした。管を氷から取り出し、そして 42°Cの浴に2分間入れた。Lブロス(I ml)を添加し、そして形質転換 混合物を農場しながら所望の温度(通常30″Cまたは37°C)において2時 間インキュベーションした。次いで、形質転換体の1/10を適当な抗生物質を Lブロス上にプレートしそして、必要なときに、XGALおよびIPTGを添加 した。
配列 の合成ペプチドを、免疫原として使用するためにキーホールリンペットヘモシア ニンにカップリングした。この物質をウサギの中で抗体を調製するために、アン チボディーズ・インコーホレーテッド(Ant 1bodies、 Inc、  )に送った。完全フロインドアジュバント中のin+g/mlの濃度でペプチド 接合体を第0日に使用して、ウサギを免疫化した。動物にフロインド不完全アジ ュバントを第30日に再注射し、そして第60日に力価決定した。抗原として合 成ペプチドを使用するマイクロタイターRIAにより、陽性の血清を検出した。
Kage口およびG11ck(1979) 、ラジオイムノアッセイの方法(M ethods of Radio−immunoassay)、Jaffeおよ びBerman (福) 、Academic Press、p、328゜DC P IおよびDCP2配列の合成ペプチドと反応する抗血清が得られた。
前述の手順に従い、配列(GAPGPAGPPGSRGDPGPP) 2 (D CP−(AB) t”)を有する追加のペプチドを合成し、これをまた免疫原と して使用するためにキーホールリンペットヘモシアニンniカップリングした。
次いて、ポリクローナル抗血清を前述したように調製し、これはDCP3配列の 合成ペプチドに結合した。
前述の手順に従い、配列(GAPGAPGSQGAPGLQ) 2YMKを有す る追加のペプチドを合成し、これをまた免疫原として使用するためにキーホール リンベットヘモシアニンにカップリングした。次いで、ポリクローナル抗血清を 前述したように調製し、これはCLP3.1配列の合成ペプチドに結合した。
Z タンパク質のポリアクリルアミドゲルの電気泳動成長する培養物からのほぼ 10’の大腸菌(E、coli)細胞を、10.000×gで5分間の遠心によ り沈降させた。細胞ペレットを100−150μmの2×試料緩衝液(100m M Tris−1(CI 、 pH6,8,4%SDS、 1096β−メルカ プトエタノール、60%グリセロールまたはスクロース)の中に再懸濁させ、そ してチクマー(Tekmar)超音波崩壊器を使用して30秒間超音波処理した 。試料をほぼ5分間沸騰させ、そして20〜100μlのリゼイトを5OS−ポ リアクリルアミドゲル(7,5〜16%W/ v )上に負荷した。ゲルをLa emmli(Nature、 27 : 8O−685(1970))の手順に 従い調製した。ゲルの中のタンパク質を10%メタノール、7.5%酢酸中で2 %クーマツシー・ブリリアント・ブルーで1時間染色し、そして10%メタノー ル、7.5%酢酸中で一夜脱染した。
3、 タンパク質の発現の分析 30°Cにおいて成長させた一夜の培養物を使用して、250m1のフラスコ中 に含有された50m1のLB培地を接種した。カナマイシンを50pg/mlの 最終濃度で添加し、そして培養物を30°Cにおいて撹拌(200rpm) L 、なからインキュベーションした。培養物がOD・ooに到達したとき、40m 1を42°Cに前項て加温した新しいフラスコに移し、そして同一温度において ほぼ2時間インキュベーションした。培養物(30°Cおよび42°C)を氷上 で冷却し、そして00.。。を取った。細胞を遠心により集め、次いで1.0の 00.。。のアリコートに分割し、そして適当な抗体を使用するウェスタン分析 を実施するために使用した。
4、 ゲル中のタンパク質のイムノブロッティングタンパク質の電気泳動後、フ ランキングガラス板をポリアクリルアミドゲルから取り出した。ゲル表面を転移 緩衝液(2mMTris−HCI、192mM グリシン、20%メタノール) で湿らした。1片のニトロセルロース紙(Sartorius、5M11307 )を転移緩衝液で飽和させ、そしてゲルの上に横たえた。フィルターとゲルとの 間の気泡を除去した。ゲルおよびニトロセルロースのフィルターを、製造業者( バイオ−ラド)により特定する転移ユニットの中に入れた。転移を200mAに おいて3〜4時間進行させた。次いで、ニトロセルロースのフィルターを取り出 し、そしてアミド−シュワルツ(Amido −Sch−wartz)で3分間 染色しく0.05%アミド(Amido)ブラック、45%脱イオンH,014 596メタノール、10%酢酸)そしてH,0中で脱染した。
フィルターをrBI、0TTOJ (5%w/v脱脂ドライミルク、Tris  −HCI、pH7,4,0,9%w/ v NaCl、0.2%w/vアジ化ナ トリウム)中で室温において少なくとも10分間インキュベーションした。フィ ルターを0.5×プロツト(Blotto)(2,5%脱脂ドライミルク、Tr is−MCI、pH7,4,0,9%w/v NaCl、0.2%w/vアジ化 ナトリウム)中で適当に希釈した(1:50〜I:500)血清の中に入れ、そ して室温においてほぼ16時間おだやかに撹拌した。フィルターを1時間5回交 換のTSA(50mM Tris−HCI 、 pH7,4,0,9% NaC 1,0,2%アジ化ナトリウム)で洗浄した。プロットをI X IO7cpm の1211−プロティン八を含有する15m1のBLOTTO溶液の中に入れ、 そして室温にお(Xで2時間おだやかに撹拌した。フィルターを最小量の7回交 換のTSAで2時間洗浄し、脱イオンH20で1回すすぎ、そして空気乾燥した 。プロットをサランラップで覆い、そしてオートラジオグラフアミノ酸組成をH entiCkSOnおよびMeredith(+984)のPTC誘導手順によ り決定した。タンパク質試料を、5.7Nの一定に沸騰するHCIて108°C において24時間の間真空中で加水分解した。PITCとの反応後、移動塩基と してO,IM NH,OAc pH6,78中の0〜50%(7)7セトニトリ ルの直線の勾配でウォーターズ(Waters)+00E系およびスペルコ(S upelco)CI8カラムの1(PLC逆相クロマトグラフィーにより、アミ ノ酸誘導体を254μmにおいて検出した。)lentickson、 R,L 、およびMeredith、 S、 C,(1984)逆相高性能液体クロマト グラフィーによりア製造業者により提供される標準の対称無水物化学を使用する アプライド・バイオシステムス(Applied Biosystems)43 0A型ペプチド合成装置上の固相合成により、合成ペプチドを製造した。各段階 におけるカップリング収量を、5arinら(1981)の定量的ニンヒドリン 法により決定した。合成ペプチドを固体の支持体から切断し、そしてアミノ酸ブ ロッキング基を無水HPにより除去した(StewartおよびYoung、( 1984)) 、粗製のペプチドをセファデックス(Sephadex)G−5 0のクロマトグラフィーにより脱塩した。 5arin、V、に、、Kent。
ラド合成(Solid Phase Peptide 5ynthesis)  、Pierce ChemicalCompany 6イリノイ州a−)クツオ ード、13p、 85−89゜N、N−ジイソプロピルホスホルアミダイト、調 節した孔のガラスカラムおよびすべての合成試薬は、アプライド・バイオシステ ムス(Applied Biosystems)、カリフォルニア州フォスター シティ−から入手した。アプライド・バイオシステニス381A型DNA合成装 置により10倍過剰の保護されたホスホルアミダイトおよび合成支持体力ラムに 結合した1μMのヌクレオチドを使用するホスファイトトリエステル法により、 合成オリゴヌクレオチドを製造した。合成に使用した化学は、合成装置とともに 使用するために推奨された標準プロトコールであり、そして記載されている(M atteucciら、J、 Amer。
Chem、Soc、、103:3185−3319(1981))。脱保護およ び固体の支持24・ 245−248(+983)に記載されている標準の手順 に従い実施した。
アプライド・バイオシステムス(Applied Biosystems)(1 984)により推奨されるように除去された保護基の光学密度により測定した反 復収率は、97.5%より大きかった。粗製のオリゴヌクレオチドの混合物を、 1984年11月9日のアプライド・バイオシステムスのプロトコール(Use r Bulletin No、 13)に記載されている調製用ゲル電気泳動に より精製した。アクリルアミドゲルの濃度は、オリゴマーの長さに依存して10 〜20%の間で変化した。精製したオリゴマーを紫外線シャドウィングにより同 定し、ゲルから切除し、そして粉砕およびソーク手順により抽出した(Smit h、 Methods in Enzymology、65371−379(+ 980))。
2、DNAの配列決定 DNA配列は次の文献に記載されている方法により決定した・ManLatis ら、Mo1ecular Cloning : A Laboratory M anual、Co1cl SpringHarbor t、aboratory  、コールド・スプリング・ハーバ−、ニューヨーク; Norrander  ら、Gene(1983)26: +01−106 ;Sangerら、Pro c。
Natl、Acad、Sci、USA、74:5463−5467:Biggi nら、Proc、 Natl。
Acad、 Sci、USA、80:3963−3965;およびSanger ら、FEBS Letters。
87: 107−110゜ 問題の範囲を含有する断片をM13mp+8またはMI3mp19の多重クロー ニング部位の中にクローニングした(Maniatisら、(1982)および Norranderら、(1983)) 、−木組DNAを調製し、そしてプラ イマー伸長法(Sangerら、(+977)およびBigginら、(198 3))により標識として″6S−デオキシアデノンン5′−(アルファーチオ) −トリホスフェートにニュー・イングランド・ニュークリアー(New Eng landNuclea、r))を使用して配列決定した。ある場合において、逆 転写酵素(モレキュラー・ジェネティクス(Molecular Geneti cs))を使用して、Zagurskyら(Gene Anal、 Tech、  (1985) 2 : 89−94)により利用されたジデオキシ・デオキシ ヌクレオシドトリホスフェート比においてプライマーを伸長した。′!Pまたは ”Sde標識化したデオキシアデノランをこれらの反応において使用した。いく つかのG−Cに富んだ配列の中に出現する圧縮人工物は、デオキシグアノシント リホスフェートをG反応から排除し、そしてデオキシイノシントリホスフェート (P−Lバイオケミカルス)を代わりに37.5μMの濃度で使用することによ って克服された。他の混合物において、G反応におけるジデオキシGTPの濃度 は0.5mMであった。すべての配列は8Mの尿素を含有する6または8%のポ リアクリルアミドゲル上で展開された( Sangerら、(+978))。配 列のために使用したプライマーはP−Lバイオケミカルスから購入した。
3、二本鎖プラスミドDNAのジデオキシDNA配列の決定プラスミドDNAを 前に記載されたように調製した(大腸菌(E、 coli)からのプラスミドD NAの調製、小規模、Maniatisら)。プライマーを前述したようにDN A合成装置を使用して合成し、そしてM+3の配列について前述した手順に従い プラスミドDNAにアニーリングした。
配列決定の手順はセクエナーゼ(SequenaseXユナイテッド・スティン ・バイオケミカルス(IJnites 5tates Biochemical s))を使用して実施し、そして条件は供給業者により推奨されるものであった 。すべての配列を前述したようにポリアクリルアミドゲル上で展開した。
実施例2 DCPl、2および3の構造 DCPI (CzAt4C2)4 DCP2 (C,A、、C,)。
DCP3 (C2(AB)+zCt)4ここで A = GAPGPAGPP B =GSRGDPGPP C= GAHGPAGPK DNAのデザイン DCPポリマーの構造か複雑であるために、遺伝子モノマーのデザインは次の通 りであったコ 1、Ct単位のデザインおよび合成(5′および3′)2、A単位のデザインお よび合成 3、AB単位のデザインおよび合成 プラスミドpPTO134の構成 アクセプターベクターPPTOI34をデザインし、そしてDCPポリマーの遺 伝子の構成要件を入れるように特別に構成した。このベクターはそのMC5(多 重クローニング部位)の中に−Fokl RENのための2つの認識部位を含有 する。
これらの部位を含有する2つのポリヌクレオチド鎖を、実施例1に記載するよう に合成しそして精製した。
0−AI S’ −GTCCTGCCGAτGCTCにAGATGGTGCAT GCATにTACATCCGAGTACTTCGATO+Bl 3’ −ACG CCTACCAGC丁CTACC八CGTACGTACAへGτAGGCTCA TGAACC丁Aアニーリング後、BELnl RENおよびEcoRV RE Nで消化したpSY937(特許出願第PCT/US87102822号を参照 のこと)と、2つのオリゴヌクレオチド鎖を結合した。ライゲーション混合物の 生成物を大腸菌(E、coli)の中にクローニングし、そして抗生物質のクロ ランフェニコールを含有する細菌のプレート上で選択した。個々のコロニーから のプラスミドDNAを、5cal RENおよび5tul RENで消化した後 、アガロースゲルの電気泳動上で分析した。1つのプラスミドpPTO]24は  待したDNA断片を含有した。
次いて、新しいMC3はpsY1367に動いた。このプラスミドはpsY12 99の誘導体である(特許出願第PCT/US87102822号を参照のこと )。
プラスミドI)SYI299をNcil RENで消化し、そして大きいDNA 断片をアガロースゲルの電気泳動およびNACS精製により精製した。精製した DNA断片をDNAポリメラーゼで処理しく実施例1参照)、結合し、次いでF oklで消化した後、大腸菌(E、coli)株HBIOIの中で形質転換した 。単一のコロニーからのプラスミドDNAを精製し、そして制限消化により分析 した。1つのプラスミドpsY1366は正しく、2つのポリヌクレオチド鎖を 、実施例1に記載するように合成しそして精製した。
1Banill Fok1 1+^l 5’ −CTACATGTGT丁ACACATCCCGTGC1、! jl 3’ −CCCAGATにTACACAATcTGTAGCにCACCオ リゴヌクレオチドj11.Aおよび1. Bをアニーリングし、モしてBan1 l RENおよびコI RENで消化したプラスミドpsY1366と結合した 。このライゲーション反応の生成物を大腸菌(E、coli)株HBIOIの中 に形質転換した。形質転換されたクローンからのプラスミドDNAを精製し、そ してFoklで消化した。Poklで線状化されたクローンを配列決定した。プ ラスミドpsY1367は所望のMCS配列を含有し、そして引き続く構成のた めに選択した。
プラスミドpPTO124およびpsY1367をNrulおよびNcolで消 化し、そしてDNA断片をアガロースゲルの電気泳動およびNACS精製により 精製した。pPT0124からの小さい断片(はぼ500bp)をpsY136 7からの大きい断片と結合した。ライゲーション混合物の生成物を大腸菌(B、 coli)の中に形質転換した。単一のコロニーからのプラスミドDNAを精製 し、そして制限消化およびDNA配列決定により分析した。1つのプラスミドp PTO134は所望の配列を含有し、そしてDCP構成のためにアクセプターベ クターとして使用した。
C単位の合成およびアセンブリー 4つのオリゴヌクレオチド鎖を実施例1におけるように合成しそして精製した。
オリゴヌクレオチド鎖の各対は、C2単位、5′または3′C2単位をエンコー ドする。
2−At 5′ −arccrchccccccxacAccxcccA)c、 cccccacATaacccxcchcccccc入AAオリゴヌクレオチド 1112.Aおよび2. Bをアニーリングし、モしてPok lで消化したプ ラスミドpPTO134のDNAと結合した。このライゲーション生成物を大腸 菌(E、coli)株HBIOIの中に形質転換した。形質転換されたコロニー からのプラスミドDNAを精製し、そして5filで消化した。5filで線状 化したコロニーを配列決定した。
プラスミドpPTO135は所望のC1配列を含有し、そして引き続く構成のた めに選択した。
鎖2.Cおよび2. Dを、412. Aおよび2. Bにおけるように、アニ ーリングし、結合し、そして形質転換した。形質転換されたコロニーからのプラ スミドDNAを精製し、そしてBan1l RENで消化した。Ban l l で線状化したクローンを配列決定した。プラスミドpp’r。
137およびpPTO138は正しいC,DNA配列を含有した。
プラスミドpPTO135およびpPTO137を」肪I RENおよび」座I  RBNで消化した。C1(鎖A+B)を含有するpPTO135からの大きい 断片を、C6断片(鎖C+D)を含有するpPTO137の小さい断片と結合し た。ライゲーション生成物を大腸菌(E、 COI i)株HBIOIの中に形 質転換した。形質転換体からのプラスミドDNAを精製し、そして2つの消化、 それぞれ、−シリ−I 5tul RENおよび一謀頭1− S剋I RENを 実施した。両者の消化においてほぼ5oobpのDNA断片を解放するクローン を配列決定した。プラスミドpPTO140は、表2に示すように、正しいC= Ct配列を含有し、そしてDCP遺伝子モノマーの構成のために使用した。
表2 GAHGPAC,PKGAHCPAGPKGGTGCCCATGGCCCAG  CM;G ACCGkMGCACCTCACCCTCCCGCA(iGTCCC :AAACCkCGGGTACCGC;GTCGTCCTGC;CTTTCCT CGAGTGCCAGGCCGTCCACGCTTTOkHGPAGP1’、G AHC;PAGPKDCPIおよび2遺伝子モノマーの構成2つのポリヌクレオ チド鎖を、実施例Iに記載するように合成しそして精製した。
A、をエンコードする2つのオリゴヌクレオチド鎖(3Aおよび3B)をアニー リングし、そしてFokl RENで前以て消化したプラスミドDNA pPT O134と結合した。ライゲーション混合物の生成物を大腸菌(E、coli) 株)IBIOIの中に形質転換した。形質転換体からのプラスミドDNAをPs tl RENで消化し、そして線状化されたクローンを配列決定した。プラスミ ドpPTO142は正しいことが発見され、そしてA、単位のマルチマー化のた めに使用した。
pPTO142からのプラスミドDNAをFokl RIENで消化し、モして A。
単位を含有する断片をアガロースゲルの電気泳動により分離し、そしてNACS カラムを使用して精製した(実施例1参照)。DNA断片を自己結合し、そして ライゲーション生成物をFokl RENで前以て消化したpPTO134と結 合した。ライゲーション混合物の生成物を大腸菌(E、 coli)株HBIO Iの中に形質転換した。形質転換体からのプラスミドDNAを精製し、そしてF okl RENで消化した。A、に相当する162bpのDNAインサートを含 有するクローンを配列分析のために選択した。プラスミド吐TO144は期待す るDNA配列を含有し、そして引き続く構成のために選択した。pPTO144 からのプラスミドDNAをFokl RENで消化し、そして消化により発生し た2つのDNA断片をアガロースゲルの電気泳動により分割した。より小さいD NA断片をNACSカラムにより精製した(実施例I参照)。A、コーディング 配列を有するDNA断片を、前以てFoklで消化したプラスミドDNApPT O140と結合した。ライゲーション生成物を大腸菌(E、 coli)株HB IOIの中に形質転換した。個々のコロニーからのプラスミドDNAを、Fok lで消化することによって、多重A 、 DNA断片を含有するインサートにつ いて分析した。A6〜A□の範囲のいくつかのサイズのインサートが見いだされ た。1つのクローンpPTO147(表3に示す)は所望のDCP2遺伝子モノ マー配列ClAlIC!を含有することが同定され、そしてこれをそれ以上の構 成のために使用した。
DCPIポリマー遺伝子を構成するために必要である、DCP l遺伝子モノマ ー配列C2A□C1を含有するクローン(表4参照)は、引き続く継代の間に高 度に不安定であることが発見された。この不安定性は、アクセプタープラスミド の高いコピー数に帰属された。この理由で、このプラスミドからの遺伝子モノマ ーをpBR322の中に再クローニングした(F、 Bol 1varら、(+ 977)Gene、2 :95−113)。C*Ax4Ct遺伝子断片を含有す るプラスミドDNAをプラスミドから−Nrul RENおよびEcoRV R ENを使用する消化、アガロースゲルの電気泳動により分離し、そしてNACS カラムで精製した。このDNA断片を、EcoRV RENおよびNrul R ENて消化したプラスミドpBR322DNAと結合した〈実施例1におけるア ガロースのライゲーションを参照のこと)。このライゲーション生成物を大腸菌 (E、 col i)株HBIOIの中に形質転換し、そして100μg/ml の抗生物質アンピシリンを含有する細菌のプレート上で選択した。個々のコロニ ーからのプラスミドDNAをアガロースゲルの電気泳動により分析した。インサ ートを含有するするクローンをいくつかのRENを使用する消化により分析し、 そして1つのpPTO153をDCP+ポリマー遺伝子の構成のために選択した 。このプラスミドは安定であった。
表3 G A HG P A G、P K G 八 HGPAGPKCCACGGGT ACCGGGTCGTCCTにGCTTTCCTCGAGTGCCAGGCCG TCCAGGCTTTGA)IGPAGPKGAHGPAGPKG[;TGCT CACGGCCCAGCAGにTCCGJIJIGGGCGCC;CATGGC CCAGCへGC:CCCGk入ACCACGAGTCCCGGGTCCTCC AにCCTτCCCC,CGCCTACCGG(、TCGTCCGC,GCTT 丁GAMGPAGPKGA)IGPAにPKGC,TC,CCCATC,CCC CAGC八CGACCへ八八ACGAへへTCACGGTCCGGCACCTC CC入AACCAC(:CGTACCGGCTCGTCCτGfl:CTTTC CTC(1;AGTGCCM:GCCGTCCAGGCTTTGAHGPAGP KGAHGPAGPKDCP lポリマー遺伝子の構成 りNA pPTO153からのプラスミドをAcy +で消化し、引き続いてF okl RENで消化した。DCPI遺伝子モノマーを含有するDNA断片、7 83bl) 、をアガロースゲルの電気泳動により分離し、そしてNACSカラ ムを使用して精製した(実施例1参照)。モノマー遺伝子の断片を、Ban1  RENで消化したpsY1262(特許出願第PCT/US87102822号 参照)と結合した。ライゲーション生成物を大腸菌(E、coli)株)IBI O+の中に形質転換し、そして抗生物質カナマイシンを含有する細菌プレート上 の成長のために選択した。個々のコロニーからのプラスミドDNAを、」肋旧R ENおよびPvull RENを使用する消化およびアガロースゲルの電気泳動 により、多重DCPIモノマー断片を含有するインサートについて分析した。1 つのクローンpPTO164は遺伝子モノマー(783bp)を含有した;他の クローンpPTO165はわずかに大きい断片(はぼ1200bp)を含有した ;そして第3のクローンpPT0166は遺伝子の2量体(1566bl))を 含有した。
DCPIタンパク質の発現の分析 プラスミドpPTO164,pPTO165またはpPTO166を含有する大 腸菌(E、coli)株HB101を30°Cにおいて0.7のOD*o。に成 長させ、次いで42°Cに2.0時間シフトした。これらの細胞により生産され たタンパク質を、DCP−C,A!ペプチドの抗血清と反応する新規なタンパク 質のバンドについて、ウェスタンプロット分析により分析した。はぼ45kDの 見掛けの分子量をもつバンドが、プラスミドpPTO164を含有する培養物に おいて観察された。pPTO165をもつ68kDのバンドおよびpPTO16 6をもつバンドの薄いじみが観察された。
pPTO166を含有する菌株における検出可能な発現の低いレベルのために、 DCPIクローンにより生産されたmRNAを分析した。mRNAを実施例1に おいて前述したように調製した。ノザンプロット分析(実施例1参照)により、 プローブとしてDCP2モノマー配列を使用して、すへてのクローンからのDC P特異的mRNAは、全長であることが示され、そしてDCP遺伝子サイズに無 関係にほぼ同一レベルで合成された。
DCPI pPTO!66561アミノ酸配列 分子量; 46.409ダルト ン[(GAHGPAGPK12 (GAFGPAGPP124 (GAHGPA GPK1212DCP2ポリマー遺伝子の構成 化断片をアガロースゲルの電気泳動により分割した。483bpのDCP2遺伝 子断片を切除し、そしてNACSカラムにより精製した(実施例1参照)。精製 した断片を、Ban1 REN消化したpsY1262と結合した。
このライゲーション生成物を大腸菌(B、coli)株HBIOIの中に形質転 換し、そして形質転換体を抗生物質カナマイシンを含有する細菌プレート上の成 長について選択した。個々のクローンからのプラスミドDNAを精製し、モして DCP2遺伝子モノマーの断片の多重挿入について分析した。500〜3.0O Obpのサイズのいくつかのクローンが得られた。結果について表5を参照のこ と。
DCP2タンパク質の発現の分析 プラスミドpPT0155〜0163を含有する大腸菌(E、 col i)株 1(BIOIを30°Cにおいて00g。。に成長させ、次いで42℃2時間シ フトした。これらの細胞により生産されたタンパク質を、DCP−CIAtペプ チド特異的抗血清と反応性のバンドについてウェスタンプロット分析により分析 した。結果について表5を参照のこと。
1]PTOI55 1 603 201 検出されずpPTO15621035 34540 pPTO1573146748960 pPT0158 4 1899 633 80pPTO15952331777 100pPTO16062763921Lみ pPTO161731951065検出されずpPTO1627+ 3240  1080 検出されずpPTO1637+ 3420 1140 検出されずD CP2 pPTO159777アミノ酸 分子量:64.094ダルトンMDP VVLQRRDffNPGVTQl、NRLAAHPPFASDPM[(GAH GPAGPに12 (GAPGPAGPpH2(GAHGPAGPK12]5G AMDPにRYQnSAGRYH1’QLWCQKDCP3のモノマーの構成 (AB) tをエンコードする4つのオリゴヌクレオチド鎖を、記載したように 、合成しそして精製した(実施例1参照)。
4、Al 5’ −GTI;CTCCCに(:ACCTCCACAA丁ATTA TTC’TA(iAGGTGAcccAにGACCCCCTf −31 4+Bl 3’ −AGGCCCTGC;ACGTCTTA丁A)+TkAGA TCTCCACTCGGTCC丁GGCGCkCcAC@ r’ 4、C15’ −GGCCCACCG(、CTAGCCGTGGCGATCCG GGACCACCGG−4、D) コ’ −ACGTCCGGGTGGCCCA TCにC;CACCCrCTAGGCCCTGGTGGCC−GTGCACCT C;C,CC(JGCGCT:、TCCC,CCTGC,AT ’ −3’CA CCT(:にACCCGCTCC;CCCAC(:CCGACCTACATC− 5’オリゴヌクレオチドjJI4.Aおよび4.Bをアニーリングし、そして− Fokl RENて消化したDNAプラスミドpPTO134(実施例1参照) と結合した。このライゲーション生成物と大腸菌(B、 coli)株HBIO Iの中に形質転換した。形質転換されたコロニーからのプラスミドDNAを精製 し、そして」旦1および一紀工1で消化した。はぼ800bpの断片を含有する コロニーを配列決定した。鎖4.Aおよび4、Bの所望の配列を含有するプラス ミドpPTO139を引き続く構成のために選このライゲーション生成物を大腸 菌(E、coli)株HBIOIの中に形質転りの組み合わせた挿入に相当する DNA断片を含有するクローンを配列決定した。表6に示すように正しい(AB )、DNA配列を含有するプラスミドpPTOI43を、それ以上の構成のため に選択した。
表6 cxpcp A cppcs RcopcppGAPGPAGPPGSRGDP GPP(AB)!遺伝子断片を含有する断片をアガロースゲルの電気泳動により 分離し、そしてNACSカラム上で精製した。次いで、DNA断片をFokl  RENで消化したpPTO134と結合した。ライゲーション生成物を大腸菌( E、coli)株HBIOIの中に形質転換し、そして抗生物質クロランフェニ コールを含有する細菌プレート上の成長について選択した。個々のコロニーから のプラスミドDNAを、Fokl RBNを使用する消化により、多重(AB)  JNA断片を含有するインサートについて分析した。(AB)、のlコピーか ら数コピーまでの範囲のいくつかのクローンが得られた。(AB)@を含有する 1つのクローンpPTO169を、DCP3遺伝子モノマーの構成のための中間 体として使用した。
(AB)、遺伝子断片をpPTOI69からFokl RENを使用する消化、 アガロースゲルの電気泳動およびNACS精製により精製した。次いで、このD NA断片を前辺てBan1 RENで消化したDNAプラスミドpPTO140 と結合した。ライゲーション生成物を大腸菌(E、coli)株HBIOIの中 に形質転換し、そして形質転換体を抗生物質クロランフェニコールを含有する細 菌プレート上で選択した。個々のコロニーからのプラスミドDNAを、Fokl  RENを使用する消化により、(AB)、遺伝子断片の多重コピーを含有する インサートについて分析した。c、(AB) + 2G。
(表7に示す)を含有する1つのクローンpPTO171を、引き続く構成のた めのDCP3遺伝子モノマーとして選択した。
表7 GGTGCTCACCGCCCAにCAGGTCCG鮎GGGCGCGCATG GCCCAGCAGGCCCGAAACCJCGAGtGCCGC:GTCGT CCAGGCττCCCGCGCGTACCGGGTCGTCCGにGCTTT OAI’1GPAGPKGAHGPAGPKGAI(CPAGPKCAHGPA GPKDCP3ポリマー遺伝子の構成 pPTOI71からのプラスミドDNAをFokl RENで消化し、そしてD CP3遺伝子モノマーを含有する断片をアガロースゲルの電気泳動およびNAC S精製により精製した。次いでDCP3モノマーを自己結合し、次いてBan1  RENで消化したDNAプラスミド1)SYI262と結合した。
ライゲーション生成物を大腸菌(E、coli)株HBIOIの中に形質転換し 、そして抗生物質カナマイシンを含有する細菌プレート上の成長について選択し た。個々のコロニーからのプラスミドDNAを精製し、そしてXcml REN およびPvull RENで消化後、DCP3遺伝子モノマーの断片の多重コピ ーを含有する挿入について分析した。それぞれ、DCP3のモノマー、2量体、 3量体および4量体の形態を含有するクロー ンpPTOI73. pPTO+ 74. I)PTOI75およびpPTo 176を発現の分析について選択し た。
DCP3タンパク質の発現の分析 DCP3プラスミドpPTOI73. pPTO174,pPTOI75または pPTOI76を含有する大腸菌(E、 cal i)株HBIOIを3o″c において0.7ノOD6゜。に成長させ、次いで42°Cに2時間シフトした。
これらの細胞により生産されたタンパク質を、ウェスタンプロット分析により、 DCP−(AB)tペプチドに対して特異的な抗血清と反応性の新規なタンパク 質バンドについて分析した(結果について表8を参照のこと)。しかしながら、 全長のポリマーの発現は遺伝子のサイズの増加とともに減少した。プローブとし てDCP3モノマーを使用するノザン分析において、これらのクローンにおける 全長のmRNAの合成が等しいレベルであることか示された。
pPTO173192730928 pPTO1742168356164 pPTOI75 3 2439 813 98pPTO17643195106 5135DCP3 pPTO1761065アミノ酸 分子量: 91.966 ダルトンMDPVVLQRRDWENPGVTQLNRLAA)IPPFAsD PM((GAjiCPACPK12 ((GAPGPAGPPI (GSRGD PGPPI 112 (CAHGPAGPK12)4(:mPGRYQLSAG RYHQL■CQKDCP4. 5、および6の構造 DCP4〔C2(DB)I2C2〕4 DCP5 (C,(DB)、C,)。
DCF’6 (C2D24Ct) t ここで・ B = GSRGDPGPP C= GAHGPAGPK D = GAQGPAGPG DCP4および5の遺伝子モノマーの構成(DB)、をコードする、3つの二本 鎖DNA区画を、実施例1に記載されているように、合成し、精製しそしてアニ ーリングした。
5、Bl 3’ −τGTCCCTGGCCCCCCTGGTCCACCGAG AGCτCCGCTAGGiCCCAGGAGGCCCACf 5−1)l 3’−、TGTTCCTCC;CCGTCCGGGACCACCG TCGGCGCCACTAGGCCCGGGTGGCCCAbQ 3つのDNA区画を別々にクローニングした。最初の2つの鎖区画(5,Aおよ び5.B)を、前身てBan1 RENで消化したpPT0138に結合した。
ライゲーション生成物を大腸菌(E、 coli)株HBIOIの中に形質転換 し、そして抗生物質クロランフェニコールを含有する細菌プレート上の成長につ いて選択した。個々のコロニーからのプラスミドDNAをEco1091 RE NおよびStu RENで消化し、そしてアガロースゲルの電気泳動により分析 した。適当なサイズのDNA断片を含有するプラスミドDNAを配列決定し、そ してpPTO221を引き続く構成において使用した。
オリゴヌクレオチド鎖の第2対(5,0および5.D)を、DNAを配列決定し た。1つのクローンpPTO222は期待した配列を有し、そして引き続く構成 について使用した。
pPTO222からのプラスミドDNAをFokl RENで消化し、そして第 2対のオリゴヌクレオチド1(5Cおよび5D)を含有する断片(54bl)) をアガロースゲルの電気泳動および引き続いてNAC3精製により分離した。こ のDNA断片を−Banl RENで前以て消化したpPTO222と結合した 。ライゲーション生成物を大腸菌(E、coli)の中に形質転換し、そして単 一のコロニーからのプラスミドDNAを、Dralll RENおよび5tul  RENて消化後、アガロースゲルの電気泳動により分析した。1つのクローン pPTO223を、DNA配列決定後、第3の配列決定されたDCP遺伝子断片 についてのアクセプターベクターのために選択した。
プラスミドpPTO223を−Banl RENで消化し、そして第3対のオリ ゴヌクレオチド(5,Eおよび5.F)と結合した。ライゲーション反応の生成 物を大腸菌(E、 col i)株)IBIOIの中に形質転換し、そして抗生 物質クロランフェニコールを含有する細菌プレート上の成長について選択した。
個々の形質転換体からのプラスミドDNAを精製し、そしてFokl RENお よび±l RENで消化した。正しい断片サイズを含有するクローンを配列決定 した。所望の配列を含有する、表IOニ示ス、1 つc7) ’) ロー ンp PTO224を、DCP4C上4オヨヒDCP/ マーの引き続く構成において 使用した。
CGrに(JCAGGGACC:GGCGGGACCAGGTGにCTCτCG AGGCGATCCGC:GτCCTCCCCCACGTcTCCeTGGCC GCCCTGCTCCACccAGAGCTCCG CTAGCCecAGGA GGCGkQGPkGPGGSRODPGPPGGrGCACAkGGkCCG GCkGG CCCTGGTOGCAG CC0CGGTGATCCGGGCC CACcGccxccτG’XTCCTC;GCCGTCCGGGACCACC GTCGG CGCCACTAGCCCCGGCTGGOGAQGPAGF’G G5RGDPGPPCGTGCTCAAGGACCにGCTGGCCCAGGC GGTTCCCGTGGAGACCC(:GGTCCACCGCCACGAGT TCClGCCCOACCC,CGTCCC; CCAAGC; C; CAC CTCTII;にCCCCkGGTGGCGAQGPAGPGG5RGDPGP P消化し、そして(OB)、を有する消化断片をアガロースゲルの電気泳動によ り分離し、そしてNACSカラムで精製した。精製した断片を自己結合させ、次 いで−Banl RENで消化したpPTO140の中にクローニングした。ラ イゲーション生成物を大腸菌(E、coli)株1(BIOIの中に形質転換し た。個々のコロニーからのプラスミドDNAを、Poklを使用する消化により 、(DB)IDNA断片を含有するインサートについて選択した。(DB) z 〜(DB) 、 2の範囲のいくっがのサイズのインサートが見いだされた。1 つのクローンpPTO229は所望のDCP5モノマー配列Cz(DB)set を含有すると同定され、そして引き続く構成のために使用した。DCP4遺伝子 モノマー配列Ct(DB)+tCtを含有するクローンは、DCPIの構成の間 に観察されたように、引き続く継代の間に高度に不安定であることが発見された 。引き続いて、新しいプラスミドをDCP4遺伝子モノマー断片のためのアクセ プターとして使用するために構成した。
プラスミドpAcYc184(ChangおよびCohen、 J、Bacje riol、134.1141−1156 [1977] )を±I RENで消 化し、アガロースゲルの電気泳動により精製し、そしてほぼ2000bpに相当 するDNA断片をさらにNACSカラムで精製した。このDNA断片をDNAポ リメラーゼでフィルインしく実施例1参照)次いで自己結合させた。ライゲーシ ョン混合物の生成物を大腸菌(E、coli)株1(Blotの中に形質転換し 、そして30μg/mlでクロランフェニコールを含有する細菌プレート上で選 択した。
個々のプラスミドからのプラスミドDNAをEco47111を使用する消化に より線状化した。1つのクローンpPTO235をDCP4モノマーのためのア クセプターベクターとして使用した。
DCP4遺伝子モノマー断片を含有するプラスミドDNAを、Dral REN および−ハラIt RENを使用する消化および引き続くアガロースゲルの電気 泳動によりプラスミドから分離した。DCP4遺伝子モノマー断片を含有するア ガロースのスプライスを、前以てEco47rl[RENで消化したプラスミド pPTO235と結合し、そしてアガロースゲルの電気泳動およびNACSカラ ムにより精製した。このライゲーション生成物を大腸菌(E、coli)株HB IOIの中に形質転換し、そして30μg/m+でクロランフェニコールを含有 する細菌プレート上で選択した。個々のクローンからのプラスミドDNAをNr ul RENおよびEcoRV RENを使用する消化により分析した。DCP 5遺伝子モノマー断片を含有する1つのクローンpPTO237を、DCP4ポ リマー遺伝子の構成のために選択した。
DCP4ポリマー遺伝子の構成 pPTO237カラ0)マーyスミFDNA ヲFokl REN テm化り、 f:。DCP4遺伝子モノマーを含有するDNA断片をアガロースゲルの電気泳 動により分離し、そしてNACSカラムにより精製した(実施例1参照)。次い で、このモノマー遺伝子断片を、Ban1 RENで消化したpsY1262と 結合し、ホスファターゼで処理し、そしてアガロースゲルの電気泳動およびNA CSカラムにより精製した。ライゲーション生成物大腸菌(E、 coli)株 HBIO+の中に形質転換し、そして形質転換体を50μg/mlで抗生物質カ ナマイシンを含有する細菌プレート上で成長について選択した。個々のコロニー からのプラスミドDNAを精製し、そしてDCP4遺伝子モノマー断片の多重挿 入について分析した。DCP4遺伝子モノマーの1. 2または4コピーを含有 するいくつかのクローンが得られた。それぞれ遺伝子モノマーの1,2および4 コピーを含有するプラスミド吐TO247,pPTO248、およびpPTO2 49をタンパク質の発現の分析のために選択した。
DCP4タンパク質の発現の分析 プラスミドpPTO247,pPTO248、およびpPTO249を含有する 大腸菌(E、coli)株HB101を30°Cにおいて0.7の0D−ooに 成長させ、次いで42°Cに2.0時間シフトした。これらの細胞により生産さ れたタンパク質を、ウェスタンプロット分析により、DCP−Ct(Ih)ペプ チド特異的抗血清と反応性の新規なタンパク質バンドについて分析した。全長の 生産物に相当する反応性バンドが各クローンで観察された。
DCP4 pPTO2491065アミノ酸 分子量: 91.533ダルトン 4(G朋CPACPK12 H(cxQGpxcpc)(csRcopcpp) 112(cAJ4cpAcpに)2)4DCP5ポリマー遺伝子の構成 りCP5遺伝子モノマーを含有するpPTO229からのプラスミドDNAを、 Fok RENで消化した後、アガロースゲルの電気泳動および引き続くと結合 した。ライゲーション生成物を大腸菌():、 cot i)株HBIOIの中 に形質転換し、そして50μg/mlで抗生物質カナマイシンを含有する細菌プ レート上で成長について選択した。個々のコロニーからのプラスミドDNAを精 製し、そしてDCP5遺伝子モノマー配列C,(DB)、C。
の多重コピーを含有するインサートについて分析した。それぞれ、プラスミドp PTO231およびpPTO232はDCP5遺伝子モノマーの3および4コピ ーを含有し、そして発現の分析のために使用した。
ひCP5タンパク質の発現の分析 プラスミドpPTO231およびpPTO232を含有する大腸菌(E、 co l i)株HB101を30°Cにおいて0.7のOD、。。に成長させ、次い で42°Cに2.0時間シフトした。これらの細胞により生産されたタンパク質 を、ウェスタンプロット分析により、DCP−C2A2ペプチド特異的抗血清と 反応性の新規なタンパク質について分析した。全長の生産物に相当する反応性バ ンドが各クローンで観察された。
DCP5 pPTO232633アミノ酸 分子量: 55.288ダルトンM DPWLQI’1RDWENPGVTQL+JRIJAJ(PPf’ASDPM ((GAFIGPAGPK12 [(GAQGPAGPGI(GSRGDPGP Pl]6 (GAI(GPAGPK12 )4GAKDPGRMQLSAGRY HYQL四CQKDCP6遺伝子モノマーの構成 り4をエンコードする4つのオリゴヌクレオチドを、実施例1に記載するように 、合成し、精製し、そしてアニーリングした。
6、Al 5 ’ −GTGC)k(JGGGACCC,GCGGGTCCAG GCGGTGCTCAAGGACCCGCAGGCCCTTaττAAG (EcoO10911 6+C) 5’ −GCCCTGにTGにCGCTCAAGGTCCCGCT1 1.CCCCAにGAGGCGCGCAGGGTCCGGC`GGT− 6+D) コ’−(:ACCACCGCにACTτCCICCCCC,ACCG C:GTCCTCCGCGCGTCCCAGGCCC,TCbk− 鎖6Aおよび6Bから成る最初のオリゴヌクレオチドセグメントを、前以てBa n RENで消化したpPTOI38に結合した。ライゲーション生成物を大腸 菌(E、co目)株1(8101の中に形質転換し、そして抗生物質クロランフ ェニコールを含有する細菌プレート上で成長について選択した。個々のコロニー からのプラスミドDNAをEcoO1091RENおよびXmn1 RUNで消 化し、そしてアガロースゲルの電気泳動により分析した。正しいサイズの断片を 含有するプラスミドDNAを配列決定し、そして正しい配列を含有する1つのク ローンpPTO219を引き続く構成のために使用した。
プラスミドpPTO219を皿I RENおよび」並01091で消化し、そし て第2対のオリゴヌクレオチド(6Cおよび6D)と結合した。
ライゲーション生成物を大腸菌(E、coli)株HBIOIの中に形質転換し 、そして抗生物質クロランフェニコールを含有する細菌プレート上の成長につい て選択した。形質転換体からのプラスミドDNAを精製し、そしてFokl R ENおよびBan1 RENで消化した。正しい断片を含有するクローンを配列 決定した。表11に示す配列を含有する1つのクローンpPTO220をDCP 6遺伝子モノマーの引き続く構成において使CGTGCACM;GGACCGG C(、CCTCCAGCCC(:TGCTCAACGACCGCC八GGCCC TGGTCCACへTGTCCCTGGCCCCCCAGC;TCCGCCAC GAG丁τcc’rcccccTcccccAcc八GAQGPAGPGへAQ GPAGPにGGCにCTCAAGGTCCGGCTGCCCCAGGA(iに C0CGCAGにGTCCGCCAGC;TCCにGGACCGIにAGττC CAGにCCCACCGCGTCCTCCGCCCCTCCCA(:CCCGT CCAGCCCCτGAQGPAGPGGAQ(iPAGPGD4配列を含有す るプラスミドDNAをFokl RENおよびBan1 RENて消化し、そし てD4を含有する消化断片をアガロースゲルの電気泳動および引き続< NAC 3精製により分離した。精製した断片を自己結合し、引き続いてBan1 RE Nで消化したDNAプラスミドpPTO140と結合した。ライゲーション生成 物を大腸菌(E、 coli)株HBIOIの中に形質転換し、そして抗生物質 クロランフェニコールを含有する細菌プレート上の成長について選択した。DC P6遺伝子モノマー(C2−C2によりフランキングされた(D 、)、)を含 有する形質転換体pPTO242を引き続く構成のために使用した。
DCP6ポリマー遺伝子の構成 pPTO242からのプラスミドDNAはFokl RENて消化した。DCP 6遺伝子モノマーを含有するDNA断片をアガロースゲルの電気泳動により分離 し、そしてNACSカラムにより精製した。次いでモノマー遺伝子断片を、前以 てBan1 RENで消化したpsYI262と結合し、ホスファターゼで処理 し、そしてゲル電気泳動およびNACSカラムにより精製した。ライゲーション 生成物を大腸菌(E、coli)株HBIOIの中に形質転換し、そして形質転 換体を50μg/mlで抗生物質カナマイシンを含有する細菌プレート上で成長 について選択した。個々のコロニーからのプラスミドDNAを精製し、そしてD CP6遺伝子モノマー配列C2D2−C2の多重挿入について分析した。DCP 6遺伝子モノマーの1〜4反復の範囲のいくつかのクローンが得られた。それぞ れ遺伝子モノマーの1.2.3および4反復を含有するプラスミドpPTO24 3゜pPTO244,pPTO245およびpPTO246をタンパク質の発現 の分析について選択した。
DCP6タンパク質の発現の分析 プラスミドpP70243〜プラスミドpPTO246を含有する大腸菌(E。
coli)株HB101を30°Cにおいて0.7のODgoaに成長させ、そ して42°Cに2.0時間シフトした。これらの細胞により生産されたタンパク 質を、ウェスタンプロット分析により、DCP−C,A、ペプチド特異的抗血清 と反応性の新規なタンパク質について分析した。
表11 pPTO2431927309検出されずpPTO2442+683 561  72pPTO24532439813110pPTO246431951065 140KDPVVLQ限Φ疵NPG買QLNRIツムHPPFAS(IPM++ G入HGPAGPKI2 (GAQGPAGPGI24 (GAHC;PACP に)214精製されたDCP6の性質 質であった。アミノ酸の組成の分析により、生産物は主としてアミノ酸のグリシ ン、アラニン、プロリンおよびグルタミンから成ることが示された。合計のアミ ノ酸のうちのグリシン十アラニン+プロあった。DCP6ポリマーのこれらのア ミノ酸の理論比は1.90:1.00:1、00 : 0.43である。
精製した生産物を合成し、そして元素組成について分析した。化学分析は生産物 が50.5%の炭素、6.78%の水素、19.5%の窒素、11.3%の水お よび0.1%より少ない非燃焼性灰を含をすることか学生産物はほぼ85.7% のタンパク質から成り、そしてそのタンパク質のほぼ98.6%はDCP6であ る。
乾燥した生産物は水中に極めて可溶性である。8重量%またはそれより大きい溶 液を容易に生成することができる。室温またはそれプラスミドpPT0285の 構成 (5′[連続する1) CTACCTA(3′[連続する])、V した。
このライゲーション反応の生成物を大腸菌(E、coli)株)(Blotの中 に形質転換した。形質転換体からのプラスミドDNAを精製し、そしに選択した 。
ClF3.1遺伝子モノマーの構成 ■に、DNAの4つの二本鎖の区画を化学的に合成した。
断片1: 断片2: 断片3: 断片4: 断片3の2つの鎖をリン酸化した後、ポリヌクレオチドキナーゼでの断片を個々 にアニーリングした。
次いで、断片を前身てBan1 RUNおよびEcoRV RtENで消化した pPT0285の中に結合し、そしてさらにNACSカラムにより精製した精製 しそしてPvullおよびSac I rで消化した;正しいサイズのインサー トを含有するクローンをさらにEcoRlといくつかの制限エンドヌクレアーゼ との組み合わせで分析して、配列決定前に、独特制限エンドヌクレアーゼの存在 を決定した。1つのクローンは有望に見え、そして配列決定した。プラスミドp PTO291は表12に示す配列をこのプラスミドを使用してClF3.1モノ マーを構成した。1(CCライゲーション法(実施例1参照)を使用して、断片 3を断片4と結合した。ライゲーション混合物の生成物を2%低分子量アガロー スゲル中で電気泳動させ、そしてライゲーション生成物に相当するバンドをゲル から切除し、そして前以てBan1l RENおよび5naBI RENで消化 したpPTO291プラスミドDNAと結合し、そしてアガロースゲルの電気泳 動およびNACSカラムにより精製した。
ライゲーション反応の生成物を大腸菌(E、coli)株HBIOIの中に形イ ンサートを含有するこれらのクローンを配列決定した。プラスミドpPTO29 2は所望のClF3.1モノマー配列を含有した(表13参照)。
ClF3.1ポリマー遺伝子の構成 プラスミドDNA psY1262をBan1 RENで消化した。消化混合物 を2つのアリコートに分割した。実施例1に記載するように、一方を仔つシ腸ホ スファターゼで処理し、そして他方をシュリンプアルカリ性ホスファターゼ(S AP)で処理した。
pPTO292からのプラスミドDNAをアガロースゲルの電気泳動により分割 した。180bpのClF3. l断片を切除し、そしてNACSカラムにより 精製しく実施例1参照)次いで前述したように調製したプラスミドpsY126 2と結合した。
このライゲーション反応の生成物を大腸菌(E、 coli)株HBIOIの中 に形質転換した。形質転換体をカナマイシンに対する耐性について選択した。個 々の形質転換体からのプラスミドDNAを、ClF3.1多重DNA挿入のため のサイズの増加について分析した。はぼ1.0kbp〜3、5kbllの範囲の サイズのいくつかのクローンが得られた。遺伝子モノマーのそれぞれ6. 9. 11.13および17反復を含有する5つのクローンI)PTO293〜pPT O297をタンパク質の発現の分析のために選択した。
ClF3.1タンパク質の発現の分析 30℃において成長させたプラスミドpPTO293〜pPTO297を含有す る大腸菌(E、coli)株)IBIOIの一夜の培養物を別々に使用して、2 50m1のフラスコの中に含有される50m1の培地を接種した。カナマイシン を50μg/mlの最終濃度に添加し、そして培養物を30°Cにおいて撹拌( 20Orpm) シながらインキュベーションした。培養物が0.8の00.。
。 到達したとき、40m1の各培養物を42°Cに前以て加温した新しいフラスコ に移し、そして同一温度においてほぼ2時間インキュベーションした。培養物( 30°Cおよび42°C)を氷上で冷却し、モしてOD、。。
を取った。細胞を遠心により集め、そして1.0のOD@。。のアリコ−トに分 割し、このこれらのアリコートを使用して、ClF3.1ペプチド特異的抗血清 を使用するドツトプロットおよびウェスタンプロット分析を実施した(実施例1 参照)。結果について表14を参照のこと。
精製およびアミノ酸分析のために、より大きい培養物を使用した。
表14 pPTO2936125141745 pPTO2949179159765 pPTO295112151717751)PTO2961325118379 0pPTO2971732311077130プラスミドpPT0293〜pP TO297を含有する大腸菌(B、 coli)株HBIOIを前述したように 成長させた。これらの細胞により生産されたタンパク質を、5DS−PAGEに より、ClF3.1特異的抗血清に対して反応性の検出について分析した。各分 析において、それぞれ45kD〜130kDの見掛けの分子量の強い反応性のバ ンドが観察された。
pPTO2971077アミノ酸 分子量:91.266ダルトンKDPwLQ RRDWEN?にVTQLtlRfJJ’J(PPFASDPH(GAPGAi ’GS凶APGLQ16BGAMDPGRMQLSAGRY)fYQLWCQK 上の結果から明らかなように、高分子量のコラーゲン様ポリマーを生産すること ができる。これらのポリマーは、各トリアドの第1アミノ酸がグリシンである反 復するトリアドにより特徴づけられる。
天然のコラーゲンに比較してプラスミドの百分率を低下させることによって、コ ラーゲンに類似するが、独特の特性を享受する、種々の有用なコラーゲン様ポリ マーが生成される。それらの生成物はフィルム、繊維、成形品としての用途を見 いだし、繊維、フィルム、実験器具または他の表面、例えば、補形物の装置など の上の他の天然または合成のポリマーまたはコーティングと混合された。
この明細書の中に述べたすべての刊行物および特許出願は、本発明が関係する分 野における技術水準を示す。すべての刊行物および特許出願を、各個々の刊行物 または特許出願が特定的にかつ個々に引用によって加えるべきことが示されるの と同じ程度に、ここに引用によって加える。
本発明を例示および実施例により理解を明瞭にする目的で多少詳細に説明したが 、添付した請求の範囲の範囲内である種の変化および変更を実施できることが理 解されるであろう。
フロントページの続き (51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号Cl2N 15109 //A61L 27100 D 7252−4CF 7252−4C P 7252−4C D06M 16100 Z 7199−38(C12P 21102 C12R1:19) I

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.invitroで製造された構成体からの単細胞生物の中で発現さされ、 少なくとも80重量%の第1アミノ酸としてグリシンを有するトリアドからなり 、そして前記トリアドの少なくとも40総数%は少なくとも1つのプロリンから なり、ここで前記トリアドの全体のプロリン含量は45総数%より少なく、そし て少なくとも2つの反復単位の(GXo)mからなり、ここでG,Xおよびoは 個々のアミノ酸を記号で表し、そしてGはグリシンであり、そしてXおよび0は 各トリアドの中の同一であるか、あるいは異なるアミノ酸であり、そしてnは少 なくとも4である、ことを特徴とする、少なくとも約30KDのコラーゲン様ポ リマー。
  2. 2.前記ポリマーはアミノ酸の少なくとも15総数%のプロリンからなり、そし て約150KD以下である、請求の範囲1のコラーゲン様ポリマー。
  3. 3.プロリンからなるトリアドの数が少なくとも60総数%である、請求の範囲 2のコラーゲン様ポリマー。
  4. 4.トリアドの反復配列を有し、前記トリアドの各々は第1アミノ酸としてグリ シンを有しそして次の式:▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 Gはグリシンであり、 Xおよび0は任意のアミノ酸であり、ただしXおよびoは少なくとも約10総数 %のかつ約45総数%より少ない配列のプロリン含量を有するように選択され、 Zは0〜50アミノ酸を有しそして反復GXo以外であり、nは4〜100の範 囲であり、そして mは少なくとも1つである、 の配列の少なくとも1つの反復からなる、少なくとも約30Kdのコラーゲン様 ポリマー。
  5. 5.少なくとも1つのGXoはGAP、GPA、GPP、GAS、GPS、また はGDPから成る、請求の範囲4のコラーゲン様ポリマー。
  6. 6.前記配列が約40〜95総数%のプロリンを含むトリアドからなる、請求の 範囲5のコラーゲン樣ポリマー。
  7. 7.約45総数%より少ないプロリンを有し、そして式:【配列があります】 式中、 J1およびJ2は同一であるか、あるいは異なり、そして約1〜50アミノ酸の アミノ酸配列であり、 Gはグリシンであり、 XおよびOは任意のアミノ酸であり、ただしXおよびOは少なくとも約15総数 %のかつ約45総数%より少ないポリマーのプロリン含量を有するように選択さ れ、 Zは0〜50アミノ酸のアミノ酸配列であり、xおよびOは各トリアドの中のX およびOが同一であるか、あるいは異なることができることを示し、 zは各Zの中のアミノ酸配列が同一であるか、あるいは異なることができること を示し、 UおよびBは任意のアミノ酸であり、 uおよびbは個々のトリアドの中の同一であるか、あるいは異なるアミノ酸を示 し、 n1は約4〜75の範囲であり、 各rは同一であるか、あるいは異なり、そして0または1であり、p2は0〜6 の範囲であり、そして m1は約1〜20の範囲である、 を有する、少なくとも約30Kdのコラーゲン様ポリマー。
  8. 8.請求の範囲1のコラーゲン様ポリマーをエンコードするDNA配列。
  9. 9.請求の範囲4のコラーゲン様ポリマーをエンコードするDNA配列。
  10. 10.少なくとも約30KDおよび45総数%より少ないプロリンのコラーゲン 様ポリマーをエンコードするDNA配列からなる単細胞の微生物であって、前記 コラーゲン様ポリマーは、invitroで製造された構成体からの前記単細胞 生物の中で発現されることができ、 少なくとも80重量%の第1アミノ酸としてグリシンを有するトリアドからなり 、そして前記トリアドの少なくとも40総数%は少なくとも1つのプロリンから なり、ここで前記トリアドの全体のプロリン含量は45総数%より少なく、そし て少なくとも2つの反復単位の(GXO)mからなり、ここでG,Xおよびoは 個々のアミノ酸を記号で表し、そしてGはグリシンであり、そしてXおよび0は 各トリアドの中の同一であるか、あるいは異なるアミノ酸であり、そしてnは少 なくとも4である、ことを特徴とする、単細胞の微生物。
  11. 11.少なくとも約30KDのコラーゲン様ポリマーをエンコードするDNA配 列からなる単細胞の微生物であって、前記コラーゲン様ポリマーは、次の式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 Gはグリシンであり、 Xおよびoは任意のアミノ酸であり、ただしXおよびoは少なくとも約10総数 %のかつ約45総数%より少ない配列のプロリン含量を有するように選択され、 Zは0〜50アミノ酸を有しそして反復GXo以外であり、nは4〜100の範 囲であり、そして mは少なくとも1つである、 の配列の少なくとも1つの反復からなる、単細胞の微生物。
  12. 12.少なくとも約30kDのコラーゲン様ポリマーをエンコードするDNA配 列からなる単細胞の微生物であって、前記コラーゲン様ポリマーは、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 J1およびJ2は同一であるか、あるいは異なり、そして約1〜50アミノ酸の アミノ酸配列であり、 Gはグリシンであり、 Xおよびoは任意のアミノ酸であり、ただしXおよびoは少なくとも約15総数 %のかつ約45総数%より少ないポリマーのプロリン含量を有するように選択さ れ、 Zは0〜50アミノ酸のアミノ酸配列であり、xおよびoは各トリアドの中のX およびoが同一であるか、あるいは異なることができることを示し、 zは各Zの中のアミノ酸配列が同一であるか、あるいは異なることができること を示し、 UおよびBは任意のアミノ酸であり、 uおよびbは個々のトリアドの中の同一であるか、あるいは異なるアミノ酸を示 し、 n1は約4〜75の範囲であり、 各rは同一であるか、あるいは異なり、そして0または1であり、p2は0〜6 の範囲であり、そして m1は約1〜20の範囲である、 を有する、単細胞の微生物。
  13. 13.少なくとも約30kDのコラーゲン様ポリマーをエンコードする遺伝子か らなるDNA配列であって、前記コラーゲン様ポリマーは、in vitroで 製造された構成体からの単細胞生物の中で発現されることができること、 少なくとも80重量%の第1アミノ酸としてグリシンを有するトリアドからなる こと、そして 少なくとも2つの反復単位の(GXo)mからなり、ここでGはグリシンであり 、XおよびOは各トリアドの中の同一であるか、あるいは異なり、そしてnは少 なくとも6であり、ここで前記ポリマーの中の15〜45総数%のプロリンを有 するように選択されること、単細胞の微生物の中で前記遺伝子の5′末端におい て機能的な転写開始調節領域、 単細胞の微生物の中で前記遺伝子の3′末端において機能的な転写終止調節領域 、および を特徴とし、 ここで前記遺伝子は前記調節領域の転写調節下にある、DNA配列。
  14. 14.前記遺伝子が、次の式: ((GXO)nZ)m 式中、 Gはダリシンであり、 XおよびOは任意のアミノ酸であり、ただしXおよびOは少なくとも約10総数 %のかつ約45総数%より少ない配列のプロリン含量を有するように選択され、 Zは0〜50アミノ酸を有しそして反復GXO以外であり、nは4〜100の範 囲であり、そして mは少なくとも1つである、 の配列の少なくとも1つの反復からなるコラーゲン様ポリマーをエンコードする 、請求の範囲12のDNA配列。
  15. 15.前記遺伝子が、式: J1r((GUxBb)p2(GXxOo)n1(GUuBb)p2Zr)m1 )J2式中、 J1およびJ2は同一であるか、あるいは異なり、そして約1〜50アミノ酸の アミノ酸配列であり、 Gはグリシンであり、 XおよびOは任意のアミノ酸であり、ただしXおよびOは少なくとも約15総数 %のつ約45総数%より少ないポリマーのプロリン含量を有するように選択され 、 Zは0〜50アミノ酸のアミノ酸配列であり、xおよびoは各トリアドの中のX およびOが同一であるか、あるいは異なることができることを示し、 zは各Zの中のアミノ酸配列が同一であるか、あるいは異なることができること を示し、 UおよびBは任意のアミノ酸であり、 uおよびbは個々のトリアドの中の同一であるか、あるいは異なるアミノ酸を示 し、 nlは約4〜75の範囲であり、 各rは同一であるか、あるいは異なり、そして0または1であり、p2は0〜6 の範囲であり、そして m1は約1〜20の範囲である、 のコラーゲン様ポリマーをエンコードする、請求の範囲12のDNA配列。
  16. 16.in vitroで製造された構成体からの単細胞生物の中で発現され、 少なくとも80重量%の第1アミノ酸としてグリシンを有するトリアドからなり 、そして 少なくとも2つの反復単位の(GXO)nからなり、ここでGはグリシンであり 、XおよびOは各トリアドの中の同一であるか、あるいは異なり、そしてnは少 なくとも6であり、ここで前記ポリマーの中の15〜45総数%のプロリンを有 するように選択される、ことを特徴とする、少なくとも約30kDのコラーゲン 様ポリマーを生産する方法であって、 前記方法は、 請求の範囲12のDNA配列からなる単細胞の微生物を前記遺伝子を発現するた めに十分な時間の間成長させ、そして前記コラーゲン様ポリマーを分離する、こ とからなる方法。
  17. 17.in vitroで製造された構成体からの単細胞生物の中で発現され、 少なくとも80重量%の第1アミノ酸としてグリシンを有するトリアドからなり 、そして 少なくとも2つの反復単位の(GXO)mからなり、ここでGはグリシンであり 、Xおよび0は各トリアドの中の同一であるか、あるいは異なり、そしてnは少 なくとも6であり、ここで前記ポリマーの中の15〜45総数%のプロリンを有 するように選択される、ことを特徴とする、少なくとも約30kDのコラーゲン 様ポリマーからなる成形された物品。
  18. 18.前記成形された物品がゲル、フィルムまたは繊維である、請求の範囲26 の成形された物品。
  19. 19.請求の範囲1のコラーゲン様ポリマーまたは前記コラーゲン様ポリマーの 断片に応答して製造された抗体組成物。
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