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JPWO2008032659A1 - Efficient secretion signal peptides and protein production methods using them - Google Patents

Efficient secretion signal peptides and protein production methods using them Download PDF

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JPWO2008032659A1
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公誠 川崎
公誠 川崎
扇谷 悟
悟 扇谷
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Abstract

本発明は、サッカロミセス・セレビシエのα1因子由来の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列において特定のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列から成る、分泌効率が高い分泌シグナルペプチドに関する。The present invention relates to a secretory signal peptide having a high secretion efficiency, comprising an amino acid sequence in which a specific amino acid is substituted with another amino acid in the secretory signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae α1 factor.

Description

本発明は、分泌シグナルペプチド及びそれらを利用したタンパク質生産方法に関する。   The present invention relates to secretory signal peptides and protein production methods using them.

タンパク質には、細胞内で合成された後、細胞内に留まるもの、細胞外に放出されるものが存在する。細胞外に放出されるタンパク質を、一般的には分泌タンパク質と呼ぶ。また、細胞内で合成された後、細胞膜や小胞体膜等に貫通した、或いは一部が挿入された形態で存在するタンパク質が存在する。これらのタンパク質は膜タンパク質と呼ばれる。   Some proteins are synthesized in the cell and then remain inside the cell, while others are released outside the cell. Proteins released outside the cell are generally called secreted proteins. In addition, there is a protein that is synthesized in a cell and then penetrates into a cell membrane, an endoplasmic reticulum membrane or the like, or exists in a partially inserted form. These proteins are called membrane proteins.

分泌タンパク質及び膜タンパク質には、それ以外のタンパク質とは異なるアミノ酸配列上の特徴があることが知られている。それらのタンパク質のN末端側には、比較的疎水性の高いアミノ酸配列がしばしば見出される。このアミノ酸配列は、「分泌シグナルペプチド」(その配列を「分泌シグナル配列」という)と呼ばれる。分泌シグナルペプチドが分泌タンパク質(細胞外への分泌)や膜タンパク質(膜への局在)の生産において重要であることは、分泌タンパク質や膜タンパク質のアミノ酸配列から分泌シグナル配列を除去することで、それぞれ細胞外への分泌や膜への局在が見られなくなることから、広く認識されている。   It is known that secretory proteins and membrane proteins have amino acid sequence characteristics different from those of other proteins. A relatively hydrophobic amino acid sequence is often found on the N-terminal side of these proteins. This amino acid sequence is called “secretory signal peptide” (the sequence is called “secretory signal sequence”). The importance of secretory signal peptides in the production of secreted proteins (extracellular secretion) and membrane proteins (membrane localization) is by removing secretory signal sequences from the amino acid sequences of secreted proteins and membrane proteins. They are widely recognized because they no longer show extracellular secretion or membrane localization.

また、分泌タンパク質又は膜タンパク質の分泌シグナルペプチドを別のタンパク質由来の分泌シグナルペプチドで置換しても、多くの場合、同様の分泌シグナルペプチド活性(分泌や膜への局在)が見られることや、生物種の異なるタンパク質由来の分泌シグナルペプチドで置換された分泌タンパク質又は膜タンパク質も同様に細胞外へ分泌されるか、或いは膜に局在されることが知られている。このように、分子生物学等の分野では、分泌シグナルペプチドは汎用的である。   In addition, when the secretory signal peptide of a secreted protein or membrane protein is replaced with a secretory signal peptide derived from another protein, in many cases, the same secretory signal peptide activity (secretion or localization to the membrane) can be observed. It is known that secreted proteins or membrane proteins substituted with secretory signal peptides derived from proteins of different species are also secreted extracellularly or localized in the membrane. Thus, secretory signal peptides are widely used in fields such as molecular biology.

分泌シグナルペプチドを用いたタンパク質の分泌生産には、次のような利点がある。   The secretory production of a protein using a secretory signal peptide has the following advantages.

(1) 細胞内で生産され、蓄積されるタンパク質の細胞内発現系では、細胞内に存在するタンパク質分解酵素等により、蓄積される目的のタンパク質が分解されてしまうことがしばしば生じる。一方、分泌シグナルペプチドを用いたタンパク質の分泌発現系では、培養液中に目的タンパク質が分泌されることから、比較的分解等の虞が少ない。   (1) In an intracellular expression system for proteins produced and accumulated in cells, the accumulated target protein is often degraded by proteolytic enzymes present in the cells. On the other hand, in a protein secretory expression system using a secretory signal peptide, the target protein is secreted into the culture medium, so that there is relatively little risk of degradation or the like.

(2) タンパク質の細胞内発現系では、目的のタンパク質を精製するためには、細胞の破砕が必要であり、且つ細胞内のあらゆる物質が夾雑物となる。一方、分泌シグナルペプチドを用いたタンパク質の分泌発現系では、生産されたタンパク質が培養液中に分泌されるため、細胞の破砕が不要であると共に、初発粗試料、即ち培養液中に目的のタンパク質以外の夾雑物が少なく、目的のタンパク質の精製が比較的容易である。   (2) In a protein intracellular expression system, cells must be disrupted in order to purify the target protein, and all substances in the cell become contaminants. On the other hand, in the protein secretory expression system using the secretory signal peptide, the produced protein is secreted into the culture solution, so that cell disruption is unnecessary and the target protein is contained in the initial crude sample, ie, the culture solution. The target protein is relatively easy to purify.

(3) タンパク質の細胞内発現系では、目的のタンパク質は限りある細胞内スペースに蓄積されるため、高濃度になると凝集体を形成する等の虞がある。一方、分泌シグナルペプチドを用いたタンパク質の分泌発現系では、培養液中に目的タンパク質が移行するため、結果として細胞内で生産されるよりも希釈され、そのような虞が少ない。この理由から、分泌発現系がタンパク質の大量生産に適しており、実用的にも医薬品の生産等でよく用いられている。   (3) In the intracellular expression system of proteins, the target protein is accumulated in a limited intracellular space, and therefore there is a risk of forming aggregates at high concentrations. On the other hand, in a protein secretory expression system using a secretory signal peptide, the target protein is transferred into the culture medium, and as a result, it is diluted rather than produced in the cell, and there is less such a possibility. For this reason, the secretory expression system is suitable for mass production of proteins and is often used practically for the production of pharmaceuticals.

(4) 分泌シグナルペプチドを用いたタンパク質の分泌発現系では、目的のタンパク質のN末端が天然型のタンパク質として得ることができる。一方、タンパク質が細胞内に留まるような細胞内発現系では、N末端がメチオニン又はホルミルメチオニンであることが多く、これにより必ずしも天然型のタンパク質と同一であるとは限らず、生化学的活性も天然型とは違う場合がある。   (4) In a protein secretory expression system using a secretory signal peptide, the N-terminus of the target protein can be obtained as a natural protein. On the other hand, in the intracellular expression system in which the protein stays in the cell, the N-terminus is often methionine or formylmethionine, which is not always the same as the natural protein, and the biochemical activity is also low. It may be different from the natural type.

出芽酵母サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のα1因子(α1 mating factor )は、分泌タンパク質であり、分泌シグナルペプチドを有する。具体的には、α1因子由来の分泌シグナルペプチドは、配列番号2記載のアミノ酸配列から成るペプチドである。当該分泌シグナルペプチドは、配列番号2において、第1番目から第19番目までのアミノ酸配列から成るプレ配列と、第20番目から第89番目までのアミノ酸配列から成るプロ配列とを含む。当該プレ配列とプロ配列とを合わせて、プレプロ配列と呼ばれる。なお、狭義には、プレ配列が分泌シグナル配列であるが、プレプロ配列を含む配列を、分泌シグナル配列と呼ぶことが多い。   The α1 factor (α1 mating factor) of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae is a secreted protein and has a secretory signal peptide. Specifically, the α1 factor-derived secretory signal peptide is a peptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2. The secretory signal peptide includes a pre-sequence composed of the first to 19th amino acid sequences and a pro-sequence composed of the 20th to 89th amino acid sequences in SEQ ID NO: 2. The pre-sequence and the pro sequence are collectively referred to as a pre-pro sequence. In a narrow sense, the pre-sequence is a secretory signal sequence, but a sequence containing a pre-pro sequence is often called a secretory signal sequence.

合成された新生α1因子は、N末端側に上述したプレプロ配列を含む分泌シグナルペプチドを有することとなる。細胞内で合成された分泌シグナルペプチドを有するα1因子は、小胞体内に移行する過程でプレ配列部分がエンドペプチダーゼにより切断され、α1因子前駆体となる。次いで、プロ配列が小胞体のKex2エンドペプチダーゼにより、配列番号2の第85番目のアルギニンと第86番目のグルタミン酸との間のペプチド結合に代表される部位で切断される。さらに、ゴルジ体のSte13エンドペプチダーゼにより、配列番号2の第87番目のアラニンのC末端側及び第89番目のアラニンのC末端側のペプチド結合に代表される部位で切断され、これらのプロセッシングを経て、成熟α1因子が合成されることとなる。合成された成熟α1因子は、細胞外に分泌される。   The synthesized nascent α1 factor has a secretory signal peptide containing the above-mentioned prepro sequence on the N-terminal side. The α1 factor having a secretory signal peptide synthesized in the cell is cleaved by an endopeptidase in the process of translocation into the endoplasmic reticulum to become an α1 factor precursor. Next, the pro sequence is cleaved by endoplasmic reticulum Kex2 endopeptidase at a site represented by a peptide bond between the 85th arginine and the 86th glutamic acid of SEQ ID NO: 2. Furthermore, it was cleaved by the Golgi Ste13 endopeptidase at sites represented by peptide bonds on the C-terminal side of the 87th alanine and the C-terminal side of the 89th alanine of SEQ ID NO: 2, and after these processings As a result, mature α1 factor is synthesized. The synthesized mature α1 factor is secreted extracellularly.

サッカロミセス・セレビシエのタンパク質由来の分泌シグナルペプチドとしては、上述したα1因子由来の分泌シグナルペプチド以外にも、例えば、α因子受容体、インベルターゼ、ホスファターゼ等のタンパク質由来の分泌シグナルペプチドが知られており、これまでに用いられている。しかしながら、これらの分泌シグナルペプチドは、そのC末端側に接続されているタンパク質やペプチドを分泌させる(膜タンパク質の場合には、膜に生産させる)能力という点では共通性を有するが、どの程度の量のタンパク質やペプチドを細胞外に輸送し、分泌させることができるか(膜タンパク質の場合には膜に生産させることができるか)という効率(以下、「分泌効率」という)は同一ではない。実際には、それらの中でも、α1因子由来の分泌シグナルペプチドがその高い分泌効率から非常によく用いられ、種々のタンパク質の分泌生産に関する多くの実績が知られている。   As the secretion signal peptide derived from the protein of Saccharomyces cerevisiae, in addition to the secretion signal peptide derived from α1 factor described above, for example, a secretion signal peptide derived from a protein such as α factor receptor, invertase, phosphatase, and the like is known, It has been used so far. However, these secretory signal peptides have commonality in terms of their ability to secrete proteins and peptides connected to the C-terminal side (in the case of membrane proteins, they are produced on the membrane), but to what extent The efficiency (hereinafter referred to as “secretion efficiency”) of whether a quantity of protein or peptide can be transported out of the cell and secreted (in the case of membrane protein, can be produced in the membrane) is not the same. In fact, among them, the α1 factor-derived secretory signal peptide is very often used because of its high secretory efficiency, and many achievements relating to secretory production of various proteins are known.

α1因子由来の分泌シグナルペプチドを用いて分泌生産させたタンパク質としては、例えば、インベルターゼ(非特許文献1)、上皮細胞増殖因子(非特許文献2)、インターフェロン-α1(非特許文献3)、β-エンドルフィン(非特許文献4)、抗CD33シングル鎖抗体(非特許文献5)、フィターゼ(非特許文献6)等が知られている。また、α1因子由来の分泌シグナルペプチドは、サッカロミセス・セレビシエのみならず、他の酵母種でも分泌シグナルペプチドとして機能し、タンパク質を分泌させることができることが知られている(非特許文献7)。さらに、α1因子由来の分泌シグナルペプチドは、メタノール酵母ピキア・パストリス(Pichia pastoris)を用いた発現系(Invitrogen社)等においても用いられている。このように、α1因子由来の分泌シグナルペプチドは、タンパク質を分泌発現させるために広く適用可能である。   Examples of proteins secreted and produced using a secretory signal peptide derived from α1 factor include, for example, invertase (Non-patent Document 1), epidermal growth factor (Non-patent Document 2), interferon-α1 (Non-patent Document 3), β -Endorphins (Non-Patent Document 4), anti-CD33 single chain antibodies (Non-Patent Document 5), phytases (Non-Patent Document 6) and the like are known. Moreover, it is known that the secretion signal peptide derived from α1 factor functions as a secretion signal peptide not only in Saccharomyces cerevisiae but also in other yeast species and can secrete proteins (Non-patent Document 7). Furthermore, α1 factor-derived secretory signal peptides are also used in expression systems (Invitrogen) using the methanol yeast Pichia pastoris. Thus, the secretory signal peptide derived from α1 factor can be widely applied to secrete and express a protein.

ところで、分泌タンパク質又は膜タンパク質由来のプレ配列やプロ配列を改変し、連結したタンパク質の分泌効率を向上させる試みがなされている。   By the way, an attempt has been made to improve the secretion efficiency of the linked protein by modifying the pre-sequence or pro-sequence derived from the secreted protein or membrane protein.

特許文献1には、プレ配列の改変に関する発明が開示されている。特許文献1記載の発明では、卵白リゾチームの天然のシグナル配列(狭義のシグナル配列)の大部分を疎水性アミノ酸であるロイシンに置換している。特許文献1の記載によれば、その改変シグナル配列をコードするDNA配列とヒトリゾチームをコードするDNA配列とを連結した融合タンパク質をコードする遺伝子をサッカロミセス・セレビシエで発現させると、天然のシグナル配列を用いた場合と比較して該タンパク質の分泌量が増大する。しかしながら、分泌量の向上は2.5倍程度にとどまっている。   Patent Document 1 discloses an invention relating to modification of a pre-sequence. In the invention described in Patent Document 1, most of the natural signal sequence (in a narrow sense) of egg white lysozyme is substituted with leucine, which is a hydrophobic amino acid. According to the description of Patent Document 1, when a gene encoding a fusion protein in which a DNA sequence encoding the modified signal sequence and a DNA sequence encoding human lysozyme are linked is expressed in Saccharomyces cerevisiae, the natural signal sequence is expressed. The amount of secreted protein is increased as compared with the case of using it. However, the increase in secretion amount is only about 2.5 times.

一方、特許文献2には、プロ配列の改変に関する発明が開示されている。特許文献2には、α1因子由来のプロ配列の3つあるうちの1つの糖鎖付加部位(例えば、配列番号2における第23番目のアスパラギン)とその糖鎖付加認識配列(第23番目のアスパラギンとそれに続く2アミノ酸)とをコードする部分を残し、それよりC末端側にあるプロ配列の一部或いは全部を欠失させたプロ配列をコードする遺伝子と、その3'末端側にKex2切断部位をコードする遺伝子とを連結し、さらにその3'末端側にインシュリン様物質タンパク質をコードする遺伝子を連結した融合タンパク質をコードする遺伝子を構築したことが開示されている。特許文献2の記載によれば、その融合タンパク質をコードする遺伝子をサッカロミセス・セレビシエで発現させると、天然のプロ配列を用いた場合と比較して、該タンパク質の分泌量が増大する。しかしながら、分泌量の増大は3倍に満たず、劇的に向上したとは言い難い。   On the other hand, Patent Document 2 discloses an invention related to modification of a prosequence. Patent Document 2 discloses one glycosylation site (for example, the 23rd asparagine in SEQ ID NO: 2) and its glycosylation recognition sequence (the 23rd asparagine) of the three pro-sequences derived from α1 factor. And the subsequent 2 amino acids), the gene coding for the pro sequence from which part or all of the pro sequence on the C-terminal side has been deleted and the Kex2 cleavage site on the 3 'end side It was disclosed that a gene encoding a fusion protein was constructed in which a gene encoding insulin was linked and a gene encoding an insulin-like substance protein was further linked to the 3 ′ end thereof. According to the description in Patent Document 2, when a gene encoding the fusion protein is expressed in Saccharomyces cerevisiae, the amount of the protein secreted is increased as compared with the case where a natural prosequence is used. However, the increase in secretion is less than 3 times, and it is difficult to say that it has improved dramatically.

近年、医薬としてのタンパク質、工業用酵素の生産はもとより、文部科学省の「タンパク質3000」プロジェクトにみられるように、生化学的現象解明のためのタンパク質試料の提供の手段として、所望のタンパク質が簡便且つ多量に生産できるタンパク質発現系の開発が強く求められている。そのため、タンパク質の分泌発現系は、分泌効率の向上という点においてさらなる改善の必要性がある。   In recent years, as a means of providing protein samples for the elucidation of biochemical phenomena as seen in the “Protein 3000” project of the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, as well as the production of proteins as pharmaceuticals and industrial enzymes, There is a strong demand for the development of protein expression systems that can be produced easily and in large quantities. For this reason, there is a need for further improvement in the secretory expression system of proteins in terms of improving the secretion efficiency.

また、膜タンパク質が合成される際には、シグナル配列による小胞体膜の通過という、分泌タンパク質と共通したメカニズムを利用することが一般的に知られている。従って、上述した分泌シグナルペプチドは、膜タンパク質を効率的に生産することにも適応可能であると考えられる。
特許第2564536号公報 特許第2793215号公報 Emr, S.D., Schekman, R., Flessel, M.C., Thorner, J., 「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」, 1983年, 第80巻, p.7080-7084 Brake, A.J., Merryweather, J.P., Coit, D.G., Heberlin, U.A., Masiarz, F.R., Mullenback, G.T., Urdea, M.S., Valenzuela, P., Barr, P.J., 「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」, 1984年, 第81巻, p.4642-4646 Singh, A., Lugovoy, J., Kohr, W., Perry, L.J., 「Nucleic Acids Research」, 1984年, 第12巻, 第23号, p.8927-8938 Bitter, G.A., Chen, K.K., Banks, A.R., Lai, P-H., 「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」, 1984年, 第81巻, p.5330-5334 Emberson, L.M., Trivett, A.J., Blower, P.J., Nicholls, P.J., 「JOURNAL OF IMMUNOLOGICAL METHODS」, 2005年, 第305巻, 第2号, p.135-151 Xiong, A.S., Yao, Q.H., Peng, R.H., Han, P.L., Cheng, Z.M., Li, Y., 「JOURNAL OF APPLIED MICROBIOLOGY」, 2005年, 第98巻, 第2号, p.418-428 Kalandadze, A., Galleno, M., Foncerrada, L., Strominger, J.L., Wucherpfennig, K.W., 「THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY」, 1996年, 第271巻, 第33号, p.20156-20162
In addition, it is generally known that when a membrane protein is synthesized, a mechanism common to secreted proteins, such as passage through the endoplasmic reticulum membrane by a signal sequence, is used. Therefore, it is considered that the secretory signal peptide described above can be adapted to efficiently produce a membrane protein.
Japanese Patent No. 2564536 Japanese Patent No. 2793215 Emr, SD, Schekman, R., Flessel, MC, Thorner, J., `` Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America '', 1983, 80, p.7080-7084 Brake, AJ, Merryweather, JP, Coit, DG, Heberlin, UA, Masiarz, FR, Mullenback, GT, Urdea, MS, Valenzuela, P., Barr, PJ, `` Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America '', 1984, 81, p.4642-4646 Singh, A., Lugovoy, J., Kohr, W., Perry, LJ, `` Nucleic Acids Research '', 1984, Vol. 12, No. 23, p.8927-8938 Bitter, GA, Chen, KK, Banks, AR, Lai, PH., `` Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America '', 1984, 81, p. 5330-5334 Emberson, LM, Trivett, AJ, Blower, PJ, Nicholls, PJ, `` JOURNAL OF IMMUNOLOGICAL METHODS '', 2005, Vol.305, No.2, p.135-151 Xiong, AS, Yao, QH, Peng, RH, Han, PL, Cheng, ZM, Li, Y., `` JOURNAL OF APPLIED MICROBIOLOGY '', 2005, Vol. 98, No. 2, p.418-428 Kalandadze, A., Galleno, M., Foncerrada, L., Strominger, JL, Wucherpfennig, KW, "THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY", 1996, 271, 33, p.20156-20162

上述したように、分泌タンパク質や膜タンパク質の生産効率を現在よりもさらに向上させることは極めて重要な課題である。   As described above, it is an extremely important issue to further improve the production efficiency of secreted proteins and membrane proteins.

そこで、本発明は、例えば、従来用いられてきた分泌シグナルペプチドよりも分泌効率が高い分泌シグナルペプチドを同定し、提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to identify and provide a secretory signal peptide having higher secretory efficiency than, for example, conventionally used secretory signal peptides.

上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、サッカロミセス・セレビシエのα1因子由来の分泌シグナルペプチドにおいて、特定のアミノ酸残基を他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチドが、天然型のα1因子由来の分泌シグナルペプチドと比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を少なくとも3倍以上に向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of earnest research to solve the above problems, a secretory signal peptide composed of an amino acid sequence in which a specific amino acid residue is substituted with another amino acid in a secretory signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae α1 factor is a natural type. As compared with the secretory signal peptide derived from α1 factor, the secretory production amount of the protein linked to the C-terminal side can be improved at least 3 times, and the present invention has been completed.

本発明は以下を包含する。   The present invention includes the following.

(1)以下の(a)又は(b)の分泌シグナルペプチド。   (1) The following secretion signal peptide (a) or (b):

(a)配列番号2記載のアミノ酸配列において、第19番目のアラニン、第20番目のアラニン、第21番目のプロリン、第22番目のバリン、第23番目のアスパラギン及び第24番目のトレオニンから成る群より選択される少なくとも1つのアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチド
(b)上記(a)の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列において、上記第19番目〜第24番目のアミノ酸以外の位置で、1又は数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列から成り、且つ配列番号2記載のアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチドと比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を3倍以上向上させる、分泌シグナルペプチド
(2)上記第19番目のアラニンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、(1)記載の分泌シグナルペプチド。
(a) A group consisting of the 19th alanine, the 20th alanine, the 21st proline, the 22nd valine, the 23rd asparagine and the 24th threonine in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 A secretory signal peptide consisting of an amino acid sequence in which at least one selected amino acid is replaced with another amino acid
(b) in the amino acid sequence of the secretion signal peptide of (a) above, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added at positions other than the 19th to 24th amino acids. And a secretory signal peptide that improves the secretory production amount of the protein linked to the C-terminal side by 3 times or more compared to the secretory signal peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. (2) The 19th alanine is The secretory signal peptide according to (1), which is substituted with another amino acid.

(3)上記第19番目のアラニンがバリンに置換されていることを特徴とする、(1)又は(2)記載の分泌シグナルペプチド。   (3) The secretion signal peptide according to (1) or (2), wherein the 19th alanine is substituted with valine.

(4)上記第20番目のアラニンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、(1)記載の分泌シグナルペプチド。   (4) The secretion signal peptide according to (1), wherein the 20th alanine is substituted with another amino acid.

(5)上記第20番目のアラニンがトレオニンに置換されていることを特徴とする、(1)又は(4)記載の分泌シグナルペプチド。   (5) The secretory signal peptide according to (1) or (4), wherein the 20th alanine is substituted with threonine.

(6)上記第21番目のプロリンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、(1)記載の分泌シグナルペプチド。   (6) The secretory signal peptide according to (1), wherein the 21st proline is substituted with another amino acid.

(7)上記第21番目のプロリンがロイシンに置換されていることを特徴とする、(1)又は(6)記載の分泌シグナルペプチド。   (7) The secretory signal peptide according to (1) or (6), wherein the 21st proline is substituted with leucine.

(8)上記第22番目のバリンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、(1)記載の分泌シグナルペプチド。   (8) The secretory signal peptide according to (1), wherein the 22nd valine is substituted with another amino acid.

(9)上記第22番目のバリンがフェニルアラニン又はアラニンに置換されていることを特徴とする、(1)又は(8)記載の分泌シグナルペプチド。   (9) The secretory signal peptide according to (1) or (8), wherein the 22nd valine is substituted with phenylalanine or alanine.

(10)上記第23番目のアスパラギンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、(1)記載の分泌シグナルペプチド。   (10) The secretory signal peptide according to (1), wherein the 23rd asparagine is substituted with another amino acid.

(11)上記第23番目のアスパラギンがチロシンに置換されていることを特徴とする、(1)又は(10)記載の分泌シグナルペプチド。   (11) The secretory signal peptide according to (1) or (10), wherein the 23rd asparagine is substituted with tyrosine.

(12)上記第24番目のトレオニンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、(1)記載の分泌シグナルペプチド。   (12) The secretion signal peptide according to (1), wherein the 24th threonine is substituted with another amino acid.

(13)上記第24番目のトレオニンがアラニンに置換されていることを特徴とする、(1)又は(12)記載の分泌シグナルペプチド。   (13) The secretory signal peptide according to (1) or (12), wherein the 24th threonine is substituted with alanine.

(14)(1)〜(13)のいずれか1記載の分泌シグナルペプチドをコードするDNA。   (14) A DNA encoding the secretory signal peptide according to any one of (1) to (13).

(15)(14)記載のDNAを含むDNA断片。   (15) A DNA fragment comprising the DNA according to (14).

(16)(14)記載のDNAを含む組換えベクター。   (16) A recombinant vector comprising the DNA according to (14).

(17)(1)〜(13)のいずれか1記載の分泌シグナルペプチドと外来タンパク質とを連結した融合タンパク質。   (17) A fusion protein obtained by linking the secretion signal peptide according to any one of (1) to (13) and a foreign protein.

(18)上記分泌シグナルペプチドのC末端側に上記外来タンパク質が連結されていることを特徴とする、(17)記載の融合タンパク質。   (18) The fusion protein according to (17), wherein the foreign protein is linked to the C-terminal side of the secretory signal peptide.

(19)(17)又は(18)記載の融合タンパク質をコードするDNA。   (19) DNA encoding the fusion protein according to (17) or (18).

(20)(19)記載のDNAを含むDNA断片。   (20) A DNA fragment containing the DNA according to (19).

(21)(19)記載のDNAを含む組換えベクター。   (21) A recombinant vector comprising the DNA according to (19).

(22)(20)記載のDNA断片又は(21)記載の組換えベクターを有する形質転換体。   (22) A transformant having the DNA fragment according to (20) or the recombinant vector according to (21).

(23)宿主が酵母であることを特徴とする、(22)記載の形質転換体。   (23) The transformant according to (22), wherein the host is yeast.

(24)上記酵母がサッカロミセス・セレビシエであることを特徴とする、(23)記載の形質転換体。   (24) The transformant according to (23), wherein the yeast is Saccharomyces cerevisiae.

(25)(22)〜(24)のいずれか1記載の形質転換体を培養し、上記外来タンパク質を分泌発現又は膜に発現させることを特徴とする、タンパク質生産方法。   (25) A protein production method, wherein the transformant according to any one of (22) to (24) is cultured, and the foreign protein is secreted or expressed in a membrane.

本発明によれば、サッカロミセス・セレビシエを始めとする種々の生物種の細胞等を宿主とした場合における、連結したタンパク質の高い分泌効率を示す分泌シグナルペプチドが提供される。本発明に従えば、タンパク質の分泌生産性が向上し、産業上、又は研究用試料としてのタンパク質の供給手段が大きく改善される。   According to the present invention, there is provided a secretory signal peptide that exhibits high secretion efficiency of a linked protein when cells of various species such as Saccharomyces cerevisiae are used as hosts. According to the present invention, protein secretion productivity is improved, and the means for supplying protein as an industrial or research sample is greatly improved.

本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願2006-249721号の明細書及び/又は図面に記載される内容を包含する。   This specification includes the contents described in the specification and / or drawings of Japanese Patent Application No. 2006-249721, which is the basis of the priority of the present application.

図1は、各変異体及び野生型の培養上清におけるルシフェラーゼ(CLuc)についての相対発光強度を示す。FIG. 1 shows the relative luminescence intensity for luciferase (CLuc) in each mutant and wild type culture supernatant. 図2は、各変異体及び野生型の培養上清におけるルシフェラーゼ(CLuc)についての菌体量(OD600)当たりの発光値(相対値)を示す。FIG. 2 shows the luminescence value (relative value) per bacterial cell amount (OD600) for luciferase (CLuc) in each mutant and wild type culture supernatant.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に係る分泌シグナルペプチドは、サッカロミセス・セレビシエのα1因子由来の分泌シグナルペプチドの変異体である。具体的には、以下の(a)又は(b)の分泌シグナルペプチドである。   The secretory signal peptide according to the present invention is a variant of the secretory signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae α1 factor. Specifically, it is the following secretion signal peptide (a) or (b).

(a)配列番号2記載のアミノ酸配列において、第19番目のアラニン、第20番目のアラニン、第21番目のプロリン、第22番目のバリン、第23番目のアスパラギン及び第24番目のトレオニンから成る群より選択される少なくとも1つのアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチド;
(b)上記(a)の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列において、上記第19番目〜第24番目のアミノ酸以外の位置で、1又は数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列から成り、且つ配列番号2記載のアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチドと比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を3倍以上向上させる、分泌シグナルペプチド。
(a) A group consisting of the 19th alanine, the 20th alanine, the 21st proline, the 22nd valine, the 23rd asparagine and the 24th threonine in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 A secretory signal peptide consisting of an amino acid sequence in which at least one selected amino acid is replaced with another amino acid;
(b) in the amino acid sequence of the secretion signal peptide of (a) above, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added at positions other than the 19th to 24th amino acids. And a secretory signal peptide that improves the secretory production amount of the protein linked to the C-terminal side by 3 times or more as compared with a secretory signal peptide consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2.

配列番号2に示されるアミノ酸配列から成るペプチドは、サッカロミセス・セレビシエのα1因子由来の分泌シグナルペプチドである。配列番号2に示されるアミノ酸配列において、第1番目から第19番目のアミノ酸配列がプレ配列であり、一方、第20番目から第89番目のアミノ酸配列がプロ配列である。また、配列番号1に示される塩基配列は、サッカロミセス・セレビシエのα1因子由来の分泌シグナルペプチドをコードする遺伝子(cDNA)である。   The peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 is a secretory signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae α1 factor. In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2, the first to 19th amino acid sequences are pre-sequences, while the 20th to 89th amino acid sequences are pro-sequences. The base sequence shown in SEQ ID NO: 1 is a gene (cDNA) encoding a secretory signal peptide derived from Saccharomyces cerevisiae α1 factor.

上記(a)記載の分泌シグナルペプチドは、α1因子由来分泌シグナルペプチド(配列番号2記載のアミノ酸配列)において、第19番目のアラニン、第20番目のアラニン、第21番目のプロリン、第22番目のバリン、第23番目のアスパラギン及び第24番目のトレオニンから成る群より選択される少なくとも1つのアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチドである。このアミノ酸置換により、酵母等の宿主において、野生型α1因子由来分泌シグナルペプチド(即ち、配列番号2記載のアミノ酸配列から成るペプチド)と比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を3倍以上(例えば、3〜20倍、好ましくは5〜20倍)向上させることができる。或いは、このアミノ酸置換により、酵母等の宿主において、野生型α1因子由来分泌シグナルペプチド(即ち、配列番号2記載のアミノ酸配列から成るペプチド)と比較して、C末端側に連結したタンパク質の膜(細胞膜、小胞体膜等)への局在を向上させることができる。   The secretion signal peptide described in (a) above is the 19th alanine, the 20th alanine, the 21st proline, the 22nd in the α1 factor-derived secretion signal peptide (amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2). A secretory signal peptide comprising an amino acid sequence in which at least one amino acid selected from the group consisting of valine, the 23rd asparagine and the 24th threonine is substituted with another amino acid. By this amino acid substitution, the secretory production amount of the protein linked to the C-terminal side in the host such as yeast is compared with the secretion signal peptide derived from the wild type α1 factor (that is, the peptide consisting of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2). It can be improved by 3 times or more (for example, 3 to 20 times, preferably 5 to 20 times). Alternatively, by this amino acid substitution, a protein membrane linked to the C-terminal side in a host such as yeast as compared with a secretory signal peptide derived from wild-type α1 factor (that is, a peptide consisting of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2) ( Localization to cell membranes, endoplasmic reticulum membranes, etc. can be improved.

なお、上述したアミノ酸位置での置換は、単独であっても、或いは2以上を組合わせてもよい。   The substitution at the amino acid position described above may be single or a combination of two or more.

ここで、他のアミノ酸とは、上述した各位置の野生型α1因子由来分泌シグナルペプチドの特定のアミノ酸以外のいずれのアミノ酸であってよいが、各位置においては、下記のアミノ酸に置換されることが好ましい。   Here, the other amino acid may be any amino acid other than the specific amino acid of the secretory signal peptide derived from the wild-type α1 factor at each position described above, but at each position, the following amino acid is substituted. Is preferred.

(1) 第19番目のアラニン:バリン、ロイシン又はイソロイシンへの置換
(2) 第20番目のアラニン:トレオニン又はセリンへの置換
(3) 第21番目のプロリン:ロイシン、バリン又はイソロイシンへの置換
(4) 第22番目のバリン:フェニルアラニン又はアラニンへの置換
(5) 第23番目のアスパラギン:チロシン又はフェニルアラニンへの置換
(6) 第24番目のトレオニン:アラニン又はバリンへの置換
(1) 19th alanine: substitution with valine, leucine or isoleucine
(2) 20th alanine: substitution with threonine or serine
(3) 21st proline: substitution with leucine, valine or isoleucine
(4) 22nd valine: substitution with phenylalanine or alanine
(5) 23rd asparagine: substitution to tyrosine or phenylalanine
(6) 24th threonine: substitution with alanine or valine

一方、上記(b)記載の分泌シグナルペプチドは、(a)記載の分泌シグナルペプチドにおいて、上記第19番目〜第24番目のアミノ酸以外の位置で、さらに1又は数個(例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個)のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列から成り、且つ野生型α1因子由来分泌シグナルペプチドと比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を3倍以上向上させることができるものである。第19番目〜第24番目のアミノ酸以外の位置としては、例えば、第18番目や第25番目のアミノ酸が挙げられる。   On the other hand, the secretion signal peptide described in the above (b), in the secretion signal peptide described in (a), in the position other than the 19th to 24th amino acids, one or several (for example, 1-10) (Preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3) of amino acid sequence is deleted, substituted or added, and compared to the secretory signal peptide derived from wild-type α1 factor on the C-terminal side. It is possible to improve the production of secreted protein by more than 3 times. Examples of positions other than the 19th to 24th amino acids include the 18th and 25th amino acids.

さらに、本発明に係る分泌シグナルペプチドには、上記(a)記載の分泌シグナルペプチドの第19番目〜第24番目のアミノ酸の位置における所定のアミノ酸置換を保持し、上記(a)記載の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列と少なくとも70%以上、80%以上、90%以上、好ましくは95%以上のアミノ酸配列同一性を有し、且つ野生型α1因子由来分泌シグナルペプチドと比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を3倍以上向上させることができるペプチドも含まれる。   Furthermore, the secretion signal peptide according to the present invention retains a predetermined amino acid substitution at the 19th to 24th amino acid positions of the secretion signal peptide described in (a) above, and the secretion signal described in (a) above It has at least 70%, 80%, 90%, preferably 95% or more amino acid sequence identity with the amino acid sequence of the peptide, and on the C-terminal side compared to the secretory signal peptide derived from wild type α1 factor Peptides that can improve the secreted production of linked proteins by more than 3 times are also included.

本発明に係る分泌シグナルペプチドは、外来タンパク質と連結された融合タンパク質とすることができる。ここで、外来タンパク質とは、本発明に係る分泌シグナルペプチドに対して外因的なタンパク質を意味する。当該外来タンパク質には、ペプチドも含まれる。   The secretory signal peptide according to the present invention can be a fusion protein linked to a foreign protein. Here, the foreign protein means a protein exogenous to the secretory signal peptide according to the present invention. The foreign protein includes a peptide.

ここで、外来タンパク質としては、特に限定されるものではなく、天然に存在する分泌タンパク質、膜タンパク質、又は他の非分泌性タンパク質のいずれであってもよい。ただし、非分泌性タンパク質を分泌シグナルペプチドと連結した場合においては、分泌が全く見られないケースも多い。そこで、本発明においては、非分泌性タンパク質の中でも分泌が達成されるタンパク質を外来タンパク質とする。なお、分泌タンパク質又は膜タンパク質を連結する場合には、当該タンパク質が天然に有する分泌シグナルペプチドを除いた成熟タンパク質を本発明に係る分泌シグナルペプチドに連結することが好ましい。例えば、分泌タンパク質又は膜タンパク質の分泌シグナルペプチド部分は、成熟タンパク質をN末端アミノ酸分析に供することによって、cDNAの塩基配列から得られる推定アミノ酸配列とこれを比較して知ることができる。或いは、SignalP3.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/及びNielsen H.ら, (1997) Protein Engineering, 10:1-6)等のシグナルペプチド予測プログラムによって推定することも可能である。   Here, the foreign protein is not particularly limited, and may be any secreted protein, membrane protein, or other non-secretory protein that exists in nature. However, when a non-secretory protein is linked to a secretory signal peptide, there are many cases in which no secretion is observed. Therefore, in the present invention, among non-secretory proteins, a protein that can be secreted is defined as a foreign protein. In addition, when connecting secretory protein or membrane protein, it is preferable to connect the mature protein except the secretory signal peptide which the protein has naturally to the secretory signal peptide according to the present invention. For example, the secretory signal peptide portion of the secreted protein or membrane protein can be known by comparing the deduced amino acid sequence obtained from the base sequence of cDNA by subjecting the mature protein to N-terminal amino acid analysis. Alternatively, estimation is performed by a signal peptide prediction program such as SignalP3.0 (http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/ and Nielsen H. et al. (1997) Protein Engineering, 10: 1-6). Is also possible.

外来タンパク質の例としては、タンパク質又はペプチドの各種ホルモン(インシュリン等)、エリスロポエチン、サイトカイン(インターフェロン等)、各種酵素(インベルターゼ、アミラーゼ等)が挙げられる。或いは、近年のゲノムの大規模解析により発見された、機能が未知であるタンパク質も対象とすることができる。   Examples of foreign proteins include various hormones (such as insulin) of proteins or peptides, erythropoietin, cytokines (such as interferon), and various enzymes (such as invertase and amylase). Alternatively, proteins with unknown functions discovered by large-scale genome analysis in recent years can also be targeted.

本発明に係る分泌シグナルペプチドに対して外来タンパク質を連結する位置は、本発明に係る分泌シグナルペプチドと外来タンパク質とがそれぞれの機能又は活性を有するように適宜選択することができるが、本発明に係る分泌シグナルペプチドのC末端側に外来タンパク質が連結されることが好ましい。   The position at which the foreign protein is linked to the secretory signal peptide according to the present invention can be appropriately selected so that the secretory signal peptide according to the present invention and the foreign protein have their respective functions or activities. It is preferable that a foreign protein is linked to the C-terminal side of the secretory signal peptide.

本発明に係るDNAは、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNA又は上述の融合タンパク質をコードするDNA(以下、「本発明に係る融合タンパク質をコードするDNA」という)である。特に、本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAを含むDNA断片又は組換えベクターを宿主に導入することで、融合タンパク質中の外来タンパク質を分泌発現又は膜に発現させることができる。また、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAを発現ベクター(プロモーター等を有し、タンパク質生産を主目的に用いられるベクター)に予め組み込むことにより、外来タンパク質生産のためのプラスミド構築を容易にすることが可能である。   The DNA according to the present invention is a DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention or a DNA encoding the above-described fusion protein (hereinafter referred to as “DNA encoding the fusion protein according to the present invention”). In particular, by introducing a DNA fragment or a recombinant vector containing DNA encoding the fusion protein according to the present invention into a host, the foreign protein in the fusion protein can be secreted or expressed on a membrane. In addition, the DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention is preliminarily incorporated into an expression vector (a vector having a promoter and the like and used mainly for protein production) to facilitate the construction of a plasmid for the production of foreign proteins. Is possible.

以下では、本発明に係る融合タンパク質をコードするDNA、又はそれを含むDNA断片若しくは組換えベクターの作製を説明する。   Hereinafter, production of DNA encoding the fusion protein according to the present invention, or a DNA fragment or recombinant vector containing the DNA will be described.

先ず、本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAの作製では、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAと外来タンパク質をコードするDNAとを準備する。本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAの準備では、例えばサッカロミセス・セレビシエのゲノムDNAを鋳型として、α1因子由来分泌シグナルペプチドをコードする領域の両端の塩基配列に相補的なプライマーを用いたPCRによって、野生型α1因子由来分泌シグナルペプチドコード領域を増幅する。次いで、増幅させたPCR産物に対して、公知の変異導入法(例えばKunkel法や変異導入を目的とした合成オリゴヌクレオチドをプライマーとして用いたPCR)によって、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAを作製できる。或いは、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAを化学合成することも可能である。   First, in preparation of DNA encoding the fusion protein according to the present invention, DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention and DNA encoding the foreign protein are prepared. In preparation of DNA encoding a secretory signal peptide according to the present invention, for example, PCR using primers complementary to the nucleotide sequences at both ends of the region encoding α1-factor-derived secretory signal peptide using Saccharomyces cerevisiae genomic DNA as a template To amplify the wild type α1 factor-derived secretory signal peptide coding region. Next, the amplified PCR product is subjected to a known mutagenesis method (for example, PCR using the Kunkel method or a synthetic oligonucleotide for mutagenesis as a primer) to encode the secretory signal peptide according to the present invention. Can be produced. Alternatively, it is also possible to chemically synthesize DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention.

一方、所望の外来タンパク質をコードするDNAは、外来タンパク質が由来する生物のゲノムDNA、cDNA、mRNA等を鋳型として、該外来タンパク質コード領域の両端の塩基配列に相補的なプライマーを用いたPCRによって増幅することで得ることができる。或いは、外来タンパク質をコードするDNAが既にクローン化されている場合には、例えば、該DNAを含むベクターより、制限酵素でベクターから切り出すことで得ることができる。或いは、外来タンパク質をコードするDNAを化学合成することもできる。   On the other hand, DNA encoding a desired foreign protein is obtained by PCR using primers complementary to the base sequences at both ends of the foreign protein coding region, using genomic DNA, cDNA, mRNA, etc. of the organism from which the foreign protein is derived as a template. It can be obtained by amplification. Alternatively, when DNA encoding a foreign protein has already been cloned, it can be obtained, for example, by cutting out from the vector with a restriction enzyme from the vector containing the DNA. Alternatively, DNA encoding a foreign protein can be chemically synthesized.

本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAと外来タンパク質をコードするDNAとの連結においては、コドンのフレームが合うように連結させる。本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAと外来タンパク質をコードするDNAとの連結の際の位置関係は、上述したように、発現される融合タンパク質が機能するように適宜選択することができるが、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAの3'末端側に外来タンパク質をコードするDNAが機能的に連結されることが好ましい。連結手段としては、酵素(DNAリガーゼ)の反応によるものが一般的である。或いは、既に連結された状態の配列を有する二本鎖DNAを化学合成してもよい。   When the DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention and the DNA encoding the foreign protein are linked, they are linked so that the codon frames match. As described above, the positional relationship between the DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention and the DNA encoding the foreign protein can be appropriately selected so that the expressed fusion protein functions. The DNA encoding the foreign protein is preferably operably linked to the 3 ′ end of the DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention. As a linking means, an enzyme (DNA ligase) reaction is generally used. Alternatively, double-stranded DNA having sequences already linked may be chemically synthesized.

本発明に係る組換えベクターは、適当なベクターに本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAを挿入することにより得ることができる。使用するベクターは、宿主中で複製可能なものであれば特に限定されず、例えばプラスミド、シャトルベクター、ヘルパープラスミド等が挙げられる。シャトルベクターを用いた場合には、例えば該ベクターに大腸菌(Escherichia coli)で該ベクターが自立的に複製可能ならしめるDNA配列を含めることにより、タンパク質発現に利用する宿主と大腸菌との双方で細胞内に保持され、複製されるようにすることができる。また該ベクター自体に複製能がない場合には、宿主の染色体に挿入すること等によって複製可能となるDNA断片であってもよい。   The recombinant vector according to the present invention can be obtained by inserting the DNA encoding the fusion protein according to the present invention into an appropriate vector. The vector to be used is not particularly limited as long as it can replicate in the host, and examples thereof include plasmids, shuttle vectors, helper plasmids and the like. When a shuttle vector is used, for example, by including a DNA sequence that allows the vector to replicate autonomously in Escherichia coli, both the host used for protein expression and the E. coli cells And can be replicated. Further, when the vector itself does not have replication ability, it may be a DNA fragment that can be replicated by insertion into a host chromosome.

本発明に係る組換えベクターでは、宿主において転写開始活性を有するプロモーターが本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAの5'末端側に機能的に連結されていることが好ましい。即ち、本発明に係る組換えベクターには、宿主に適したプロモーターが本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAの5'末端側に機能的に連結されるように挿入されていることが好ましい。プロモーターとしては、誘導性であっても非誘導性(構成的)であってもよい。タンパク質の分泌生産性という観点より、用いる宿主において転写開始活性が強力であると認知されているもの、例えば、サッカロミセス・セレビシエ解糖系の酵素をコードする遺伝子由来のプロモーターが望ましい。例えば、そのようなプロモーターとしては、TDH3(グリセロアルデヒド三リン酸デヒドロゲナーゼ)遺伝子由来のプロモーター等が挙げられる。   In the recombinant vector according to the present invention, it is preferable that a promoter having transcription initiation activity in the host is operably linked to the 5 ′ end of the DNA encoding the fusion protein according to the present invention. That is, it is preferable that a promoter suitable for the host is inserted into the recombinant vector according to the present invention so as to be functionally linked to the 5 ′ end of the DNA encoding the fusion protein according to the present invention. The promoter may be inducible or non-inducible (constitutive). From the viewpoint of protein secretion productivity, a promoter whose transcription initiation activity is recognized to be strong in the host to be used, for example, a promoter derived from a gene encoding an enzyme of Saccharomyces cerevisiae glycolysis is desirable. For example, examples of such a promoter include a promoter derived from a TDH3 (glyceraldehyde triphosphate dehydrogenase) gene.

或いは、本発明に係る組換えベクターの作製では、プロモーター、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNA及び外来タンパク質をコードするDNAをそれぞれ別々に挿入し、連結することにより構築することもできる。   Alternatively, the recombinant vector according to the present invention can be constructed by inserting and ligating the promoter, the DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention and the DNA encoding the foreign protein separately.

一方、本発明に係るDNA断片では、上述の本発明に係る組換えベクターの作製に準じて、宿主において転写開始活性を有するプロモーターが本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAの5'末端側に機能的に連結されていることが好ましい。   On the other hand, in the DNA fragment according to the present invention, a promoter having transcription initiation activity in the host is located on the 5 ′ end side of the DNA encoding the fusion protein according to the present invention in accordance with the preparation of the recombinant vector according to the present invention described above. Preferably they are functionally linked.

なお、上述した本発明に係る組換えベクター又はDNA断片の作製に準じて、例えば、外来タンパク質生産用DNA断片又は組換えベクターとして、本発明に係る分泌シグナルペプチドをコードするDNAを含むDNA断片又は組換えベクターを作製することもできる。次いで、分泌発現又は膜発現対象の外来タンパク質をコードするDNAを当該DNA断片又は組換えベクターに適宜挿入する。   Incidentally, in accordance with the production of the above-described recombinant vector or DNA fragment according to the present invention, for example, as a foreign protein-producing DNA fragment or recombinant vector, a DNA fragment containing the DNA encoding the secretory signal peptide according to the present invention or Recombinant vectors can also be produced. Next, DNA encoding a foreign protein to be secreted or membrane expressed is appropriately inserted into the DNA fragment or recombinant vector.

さらに、本発明に係る融合タンパク質をコードするDNAを含む本発明に係るDNA断片又は組換えベクター(以下、「本発明に係る組換えベクター等」という)を宿主中に導入することにより形質転換体を作製する。宿主としては、特に限定されるものではないが、例えば各種酵母を含む真性菌類及び動物細胞が挙げられる。酵母としては、いずれの酵母であってもよいが、例えば、サッカロミセス・セレビシエ、シゾサッカロミセス・ポンベ(Shizosaccharomyces pombe)、ピキア・パストリス、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、ハンセヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)が挙げられ、形質転換法や遺伝子操作技術が確立されているという観点から、特にサッカロミセス・セレビシエが好ましい。また、サッカロミセス・セレビシエのα1因子由来分泌シグナルペプチドは、サッカロミセス・セレビシエ以外の異種の酵母でも機能できることが確認されている(非特許文献7)。その他の菌類としては、アスペルギルス(Aspergillus)属、ペニシリウム(Penicillium)属、トリコデルマ(Trichoderma)属、リゾプス(Rhizopus)属、ムコール(Mucor)属等が挙げられる。   Further, a transformant by introducing a DNA fragment or a recombinant vector according to the present invention containing a DNA encoding the fusion protein according to the present invention (hereinafter referred to as “recombinant vector according to the present invention”) into a host. Is made. Although it does not specifically limit as a host, For example, the true fungi and animal cell containing various yeast are mentioned. The yeast may be any yeast, for example, Saccharomyces cerevisiae, Shizosaccharomyces pombe, Pichia pastoris, Candida albicans, Hansenula polymorpha. Saccharomyces cerevisiae is particularly preferable from the viewpoint that transformation methods and genetic manipulation techniques are established. In addition, it has been confirmed that the α1-factor-derived secretory signal peptide of Saccharomyces cerevisiae can function in heterologous yeasts other than Saccharomyces cerevisiae (Non-patent Document 7). Examples of other fungi include the genus Aspergillus, the genus Penicillium, the genus Trichoderma, the genus Rhizopus, and the genus Mucor.

宿主への本発明に係る組換えベクター等の導入方法は、宿主にDNAを導入する方法であれば特に限定されず、例えば電気穿孔法(エレクトロポレーション法)、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法等が挙げられる。また、YIp系等のベクター或いは染色体への置換・挿入等の酵母等の形質転換法であってもよい。さらに酵母等を含む真性菌類又は動物細胞への本発明に係る組換えベクター等の導入方法は、一般的学術書や学術論文等に記載されているいかなる方法によってもよい。   The method for introducing the recombinant vector according to the present invention into the host is not particularly limited as long as it is a method for introducing DNA into the host. For example, electroporation (electroporation), spheroplast method, lithium acetate method Etc. Alternatively, a YIp-based vector or a transformation method such as yeast for substitution / insertion into a chromosome may be used. Furthermore, the method of introducing the recombinant vector according to the present invention into eubacteria or animal cells containing yeast or the like may be any method described in general academic books or academic papers.

また、プロモーターと本発明に係る融合タンパク質をコードする遺伝子とが連結された本発明に係るDNA断片を、その両端に宿主染色体DNA配列と相同性を有するDNAを付加することで、ベクターを用いずに、宿主が本来有する相同組換え機能により、宿主細胞の染色体DNAに組み込むことも可能である。該DNA断片の宿主の導入は、上述の本発明に係る組換えベクター等の導入方法に準じて行うことができる。   In addition, by adding a DNA fragment according to the present invention in which a promoter and a gene encoding the fusion protein according to the present invention are linked, a DNA having homology with the host chromosomal DNA sequence is added to both ends thereof, without using a vector. In addition, it can be incorporated into the chromosomal DNA of the host cell by the homologous recombination function inherent in the host. The introduction of the DNA fragment into the host can be performed according to the above-described method for introducing the recombinant vector according to the present invention.

本発明に係る組換えベクター等が宿主に組み込まれたか否かの確認は、PCR法、サザンハイブリダイゼーション法、ノーザンハイブリダイゼーション法等により行うことができる。例えば、形質転換体からDNAを調製し、DNA特異的プライマーを設計してPCRを行う。その後は、増幅産物についてアガロースゲル電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動等を行い、臭化エチジウム、SYBR(登録商標) Green液等により染色し、そして増幅産物をバンドとして検出することにより、形質転換されたことを確認する。また、予め蛍光色素等により標識したプライマーを用いてPCRを行い、増幅産物を検出することもできる。さらに、マイクロプレート等の固相に増幅産物を結合させ、蛍光、酵素反応等により増幅産物を確認する方法を採用してもよい。   Whether or not the recombinant vector according to the present invention has been incorporated into the host can be confirmed by PCR, Southern hybridization, Northern hybridization or the like. For example, DNA is prepared from the transformant, PCR is performed by designing a DNA-specific primer. Thereafter, the amplified product is subjected to agarose gel electrophoresis, polyacrylamide gel electrophoresis, capillary electrophoresis, etc., stained with ethidium bromide, SYBR (registered trademark) Green solution, etc., and the amplified product is detected as a band. Confirm that it has been transformed. Moreover, PCR can be performed using a primer previously labeled with a fluorescent dye or the like to detect an amplification product. Furthermore, a method may be employed in which the amplification product is bound to a solid phase such as a microplate and the amplification product is confirmed by fluorescence, enzyme reaction, or the like.

次いで、得られた形質転換体を生育可能な条件下で培養する。いずれの場合においても、形質転換体の培養条件は宿主の特性及び所望の外来タンパク質の安定性等を考慮して設定されることが望ましい。例えば、本実施例に示すように、出芽酵母サッカロミセス・セレビシエを宿主としてウミホタル由来ルシフェラーゼ(外来タンパク質に相当する)を分泌発現させる場合には、酵母が生育し且つルシフェラーゼが失活しないように、培養温度は、例えば4〜37℃、好ましくは20〜30℃に設定する。また培地のpHは、例えば3.5〜6.5、好ましくは5.5〜6.0に設定すればよい。培養時間は、例えば1〜120時間、好ましくは対数増殖期である1〜24時間である。   Next, the obtained transformant is cultured under conditions that allow it to grow. In any case, it is desirable that the culture conditions for the transformant are set in consideration of the characteristics of the host and the stability of the desired foreign protein. For example, as shown in this example, when the budding firefly luciferase (corresponding to a foreign protein) is secreted and expressed using the budding yeast Saccharomyces cerevisiae as a host, the culture is performed so that the yeast grows and the luciferase is not inactivated. The temperature is set to, for example, 4 to 37 ° C, preferably 20 to 30 ° C. The pH of the medium may be set to 3.5 to 6.5, preferably 5.5 to 6.0, for example. The culture time is, for example, 1 to 120 hours, preferably 1 to 24 hours in the logarithmic growth phase.

外来タンパク質が分泌タンパク質となる場合には、外来タンパク質の分泌生産量の評価は、該外来タンパク質の生産量を特異的に測定できる限り、いかなる方法によってもよく、例えば、培養液を遠心分離に供することで得られた培養上清について、該外来タンパク質の有する酵素活性、生理活性等を指標として測定可能である。また、対象の外来タンパク質に特異的な抗体を利用したウエスタンブロット法、ELISA等の一般的な免疫学的手法によって、外来タンパク質の分泌生産量を測定することができる。或いは、蛍光顕微鏡やフローサイトメトリーを使った方法であってもよい。   When the foreign protein becomes a secreted protein, the secretory production amount of the foreign protein may be evaluated by any method as long as the production amount of the foreign protein can be specifically measured. For example, the culture solution is subjected to centrifugation. The culture supernatant thus obtained can be measured using the enzyme activity, physiological activity, etc. of the foreign protein as indicators. In addition, the amount of foreign protein secreted can be measured by a general immunological technique such as Western blotting or ELISA using an antibody specific to the target foreign protein. Alternatively, a method using a fluorescence microscope or flow cytometry may be used.

一方、外来タンパク質が膜タンパク質となる場合には、形質転換体を分離した後、膜画分を分離することで、上述した分泌タンパク質の分泌生産量の測定方法に準じて細胞膜等の膜への局在量を測定することができる。或いは、形質転換体をそのまま、外来タンパク質に特異的な抗体を用いたフローサイトメトリー等に供することで、細胞膜への局在量を測定してもよい。   On the other hand, when the foreign protein is a membrane protein, the transformant is separated, and then the membrane fraction is separated, so that it is applied to the membrane such as a cell membrane according to the above-described method for measuring the secretory protein production. The amount of localization can be measured. Alternatively, the amount of localization on the cell membrane may be measured by subjecting the transformant to flow cytometry using an antibody specific for the foreign protein as it is.

このようにして、分泌生産された所望の外来タンパク質は、培養上清から通常のタンパク質精製法、例えば硫安塩析、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、疎水相互作用クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、等電点電気泳動、ポリアクリルアミドゲル電気泳動等によって精製することができる。   In this way, the desired foreign protein secreted is produced from the culture supernatant by conventional protein purification methods such as ammonium sulfate salting out, ion exchange chromatography, size exclusion chromatography, hydrophobic interaction chromatography, high performance liquid chromatography. , Affinity chromatography, isoelectric focusing, polyacrylamide gel electrophoresis, and the like.

以上に説明したように、本発明に係る分泌シグナルペプチドによれば、宿主において外来タンパク質を効率的に分泌生産することができる。本発明に係る分泌シグナルペプチドを使用したタンパク質発現系は、分泌タンパク質発現系である。分泌タンパク質発現系は、細胞内に所望のタンパク質を蓄積させる発現系よりも、初発粗試料、即ち培養液中に所望のタンパク質以外の夾雑物が少なく、精製が比較的容易であるという利点を有する。   As described above, according to the secretory signal peptide of the present invention, a foreign protein can be efficiently secreted and produced in a host. The protein expression system using the secretory signal peptide according to the present invention is a secretory protein expression system. The secreted protein expression system has the advantage that the initial crude sample, that is, the culture solution contains fewer contaminants other than the desired protein and is relatively easy to purify, compared to the expression system that accumulates the desired protein in the cell. .

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to these Examples.

本実施例では、本発明に係る分泌シグナルペプチドの改良された分泌機能により分泌される外来タンパク質として、ウミホタル(シプリディナ・ノクティルカ(Cypridina noctiluca))由来のルシフェラーゼ(以下、「CLuc」と称する)を用いた。   In this example, as a foreign protein secreted by the improved secretory function of the secretory signal peptide according to the present invention, a luciferase (hereinafter referred to as `` CLuc '') derived from Cypridina noctiluca is used. It was.

一方、宿主としては、サッカロミセス・セレビシエを用いた。   On the other hand, Saccharomyces cerevisiae was used as the host.

発現プラスミドpCLuRA-TDH3は、サッカロミセス・セレビシエにおいて、CLucを分泌発現させる発現ベクターであり、国際公開第2006/132350号パンフレット(国際出願PCT/JP2006/311597号;日本国特許出願2005-169768号を優先権の基礎とする)に開示されている。   The expression plasmid pCLuRA-TDH3 is an expression vector for secreting and expressing CLuc in Saccharomyces cerevisiae.International Publication No. 2006/132350 (International Application PCT / JP2006 / 311597; Japanese Patent Application No. 2005-169768 takes precedence. On the basis of rights).

このプラスミドpCLuRA-TDH3は、野生型α1因子由来分泌シグナルペプチド(アミノ酸配列:配列番号2)とCLucの成熟タンパク質(配列番号3に示すCLucのアミノ酸配列において、1-18番目のアミノ酸配列(CLucの分泌シグナルペプチドに相当する配列)を除いたアミノ酸配列)との融合タンパク質をコードする遺伝子(以下、「αCLuc遺伝子」という)を含んでいる。   This plasmid pCLuRA-TDH3 is composed of a secreted signal peptide derived from a wild type α1 factor (amino acid sequence: SEQ ID NO: 2) and a mature protein of CLuc (amino acid sequence 1-18 in CLuc amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3) And a gene encoding a fusion protein (hereinafter referred to as “αCLuc gene”).

さらにプラスミドpCLuRA-TDH3には、αCLuc遺伝子の上流(5'側)に、サッカロミセス・セレビシエのTDH3(系統的遺伝子名:YGR192C)遺伝子のプロモーターが作動可能に組み込まれている。よって、このプロモーターが作動することで、αCLuc遺伝子が発現され、α1因子由来分泌シグナルペプチドの機能によってCLucが細胞外に分泌されることとなる。   Furthermore, in the plasmid pCLuRA-TDH3, the promoter of the Saccharomyces cerevisiae TDH3 (systematic gene name: YGR192C) gene is operably incorporated upstream (5 ′ side) of the αCLuc gene. Therefore, by operating this promoter, the αCLuc gene is expressed, and CLuc is secreted outside the cell by the function of the α1 factor-derived secretory signal peptide.

また、プラスミドpCLuRA-TDH3には、大腸菌において機能するプラスミド複製に必要なDNA配列及びアンピシリン耐性遺伝子を含んでいる。従って、このプラスミドは、サッカロミセス・セレビシエ及び大腸菌の双方で複製され、保持されるシャトルベクターである。   The plasmid pCLuRA-TDH3 contains a DNA sequence necessary for plasmid replication that functions in E. coli and an ampicillin resistance gene. Thus, this plasmid is a shuttle vector that is replicated and maintained in both Saccharomyces cerevisiae and E. coli.

配列番号4に示す塩基配列は、プラスミドpCLuRA-TDH3の部分塩基配列であり、TDH3遺伝子のプロモーター、αCLuc遺伝子及びそれらの5'側と3'側の塩基配列を示している。   The base sequence shown in SEQ ID NO: 4 is a partial base sequence of the plasmid pCLuRA-TDH3, and shows the promoter of the TDH3 gene, the αCLuc gene, and the 5 ′ side and 3 ′ side base sequences thereof.

〔実施例1〕変異型α1因子由来分泌シグナルペプチド(本発明に係る分泌シグナルペプチドに相当)を用いたCLucの分泌発現
1-1. 変異型α1因子由来分泌シグナルペプチド遺伝子ライブラリーの構築
プラスミドpCLuRA-TDH3において、α1因子由来分泌シグナルペプチドをコードする領域(配列番号4に示す塩基配列において第701番目から第955番目の塩基の間に相当する領域)をターゲットとして、Error Prone PCR(誤りがちPCR)を施した。このError Prone PCRでは、以下のオリゴDNAプライマーを使用した。
[Example 1] Secretory expression of CLuc using a mutant α1-factor-derived secretory signal peptide (corresponding to the secretory signal peptide according to the present invention)
1-1. Construction of a mutant α1 factor-derived secretory signal peptide gene library In the plasmid pCLuRA-TDH3, a region encoding the α1 factor-derived secretory signal peptide (from the 701st to the 955th in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4) Error Prone PCR (error-prone PCR) was performed using a region corresponding to the base) as a target. In this Error Prone PCR, the following oligo DNA primers were used.

sg1-f: CACCAAGAACTTAGTTTCGAGGG(配列番号5)
sg2-r: TCAGGTTCGTAAGGACAGTCCTG(配列番号6)
このError Prone PCRの反応液の組成は以下の通りであった:Taq DNA polymerase(Roche社、5 unit/μl) 1μl; 10xPCR buffer without magnesium ion 10μl; Error Prone PCR用デオキシヌクレオチド混合溶液10μl; 25mM塩化マグネシウム28μl; 5mM塩化マンガン5.0μl; プラスミドpCLuRA-TDH3溶液(150ng/μl) 1μl; sg1-f(配列番号5)(10pmol/μl)3μl; sg2-r(配列番号6)(10pmol/μl) 3μl; 滅菌水39μl。
sg1-f: CACCAAGAACTTAGTTTCGAGGG (SEQ ID NO: 5)
sg2-r: TCAGGTTCGTAAGGACAGTCCTG (SEQ ID NO: 6)
The composition of this Error Prone PCR reaction solution was as follows: Taq DNA polymerase (Roche, 5 unit / μl) 1 μl; 10 × PCR buffer without magnesium ion 10 μl; Deoxynucleotide mixed solution 10 μl for Error Prone PCR; 25 mM chloride Magnesium 28 μl; 5 mM manganese chloride 5.0 μl; Plasmid pCLuRA-TDH3 solution (150 ng / μl) 1 μl; sg1-f (SEQ ID NO: 5) (10 pmol / μl) 3 μl; sg2-r (SEQ ID NO: 6) (10 pmol / μl) 3 μl ; 39 μl of sterile water.

なお、上述のError Prone PCR用デオキシヌクレオチド混合溶液の組成は以下の通りであった:100mM dCTP 100μl; 100mM dTTP 100μl; 100mM dGTP 20μl; 100mM dATP 20μl; 滅菌水760μl。   The composition of the above-mentioned Error Prone PCR deoxynucleotide mixed solution was as follows: 100 mM dCTP 100 μl; 100 mM dTTP 100 μl; 100 mM dGTP 20 μl; 100 mM dATP 20 μl;

Error Prone PCRは、94℃で1分(変性)、45℃で1分(アニーリング)及び72℃で1分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。なお、このError Prone PCRによって得られるDNA断片は、配列番号4に示す塩基配列において第678番目から第990番目の塩基の間の領域に相当する。   Error Prone PCR was performed in 30 cycles of 94 ° C. for 1 minute (denaturation), 45 ° C. for 1 minute (annealing), and 72 ° C. for 1 minute (extension). The DNA fragment obtained by Error Prone PCR corresponds to a region between the 678th to 990th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4.

次いで、Error Prone PCRによって得られたPCR反応溶液全量を1%アガロースで電気泳動した結果、約300bpのDNA断片を確認した。このDNA断片を、シグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製し、10μlのTE緩衝液(10mM Tris-HCl、1mM EDTA, pH8.0)に溶解させ、「DNA溶液A」とした。「DNA溶液A」にはError Prone PCRによりランダム点突然変異が導入されたDNA分子が含まれる。Subsequently, the entire PCR reaction solution obtained by Error Prone PCR was electrophoresed with 1% agarose. As a result, a DNA fragment of about 300 bp was confirmed. This DNA fragment was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation and dissolved in 10 μl of TE buffer (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 8.0) to obtain “DNA solution A”. “DNA solution A” contains DNA molecules into which random point mutations have been introduced by Error Prone PCR.

また、配列番号4に示す塩基配列において第460番目から第700番目の塩基の間の領域をPCRにて増幅した。このPCRでは、以下のオリゴDNAプライマーを使用した。   In addition, a region between the 460th to 700th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 was amplified by PCR. In this PCR, the following oligo DNA primers were used.

SQ-GPD1-F0: CATGTATCTATCTCATTTTCTTAC(配列番号7)
sg1-r: CCCTCGAAACTAAGTTCTTGGTG(配列番号8)
このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase(東洋紡績) 0.4μl; 10x KOD plus buffer 2μl; 2mM each dNTP mixture 2μl; 25mM硫酸マグネシウム0.8μl; SQ-GPD1-F0(配列番号7)(10pmol/μl) 0.6μl; sg1-r(配列番号8)(10pmol/μl) 0.6μl; プラスミドpCLuRA-TDH3溶液(1ng/μl) 1μl; 滅菌水12.6μl。
SQ-GPD1-F0: CATGTATCTATCTCATTTTCTTAC (SEQ ID NO: 7)
sg1-r: CCCTCGAAACTAAGTTCTTGGTG (SEQ ID NO: 8)
The composition of this PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase (Toyobo) 0.4 μl; 10 × KOD plus buffer 2 μl; 2 mM each dNTP mixture 2 μl; 25 mM magnesium sulfate 0.8 μl; SQ-GPD1-F0 ( SEQ ID NO: 7) (10 pmol / μl) 0.6 μl; sg1-r (SEQ ID NO: 8) (10 pmol / μl) 0.6 μl; Plasmid pCLuRA-TDH3 solution (1 ng / μl) 1 μl; Sterile water 12.6 μl.

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、50℃で30秒(アニーリング)及び68℃で1分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。このPCRによって得られたPCR反応溶液全量を1%アガロースで電気泳動した結果、約250bpのDNA断片を確認した。このDNA断片を、シグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製し、10μlのTE緩衝液に溶解させ、「DNA溶液B」とした。PCR consists of one cycle of 2 minutes at 94 ° C (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 50 ° C (annealing) and 1 minute at 68 ° C (extension). Performed in 30 cycles. As a result of electrophoresis of the entire PCR reaction solution obtained by this PCR using 1% agarose, a DNA fragment of about 250 bp was confirmed. This DNA fragment was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation and dissolved in 10 μl of TE buffer to obtain “DNA solution B”.

さらに、配列番号4に示す塩基配列において第968番目から第1663番目の塩基の間の領域をPCRにて増幅した。このPCRでは以下のオリゴDNAプライマーを使用した。   Furthermore, the region between the 968th to 1663th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 was amplified by PCR. The following oligo DNA primers were used in this PCR.

sg2-f: CAGGACTGTCCTTACGAACCTGA(配列番号9)
SQ-CLuc-CR1: TGGACAACCGTCAAACTCCTGGTTGATCTT(配列番号10)
このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase 0.4μl; 10x KOD plus buffer 2μl; 2mM each dNTP mixture 2μl; 25mM硫酸マグネシウム0.8μl; sg2-f(配列番号9)(10pmol/μl) 0.6μl; SQ-CLuc-CR1(配列番号10)(10pmol/μl) 0.6μl; プラスミドpCLuRA-TDH3溶液(1ng/μl) 1μl; 滅菌水12.6μl。
sg2-f: CAGGACTGTCCTTACGAACCTGA (SEQ ID NO: 9)
SQ-CLuc-CR1: TGGACAACCGTCAAACTCCTGGTTGATCTT (SEQ ID NO: 10)
The composition of this PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase 0.4 μl; 10 × KOD plus buffer 2 μl; 2 mM each dNTP mixture 2 μl; 25 mM magnesium sulfate 0.8 μl; sg2-f (SEQ ID NO: 9) (10 pmol) 0.6 μl; SQ-CLuc-CR1 (SEQ ID NO: 10) (10 pmol / μl) 0.6 μl; Plasmid pCLuRA-TDH3 solution (1 ng / μl) 1 μl; Sterile water 12.6 μl.

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、50℃で30秒(アニーリング)及び68℃で1分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。このPCRによって得られたPCR反応溶液全量を1%アガロースで電気泳動した結果、約700bpのDNA断片を確認した。このDNA断片を、シグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製し、10μlのTE緩衝液に溶解させ、「DNA溶液C」とした。PCR consists of one cycle of 2 minutes at 94 ° C (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 50 ° C (annealing) and 1 minute at 68 ° C (extension). Performed in 30 cycles. As a result of electrophoresis of the entire PCR reaction solution obtained by this PCR with 1% agarose, a DNA fragment of about 700 bp was confirmed. This DNA fragment was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation and dissolved in 10 μl of TE buffer to obtain “DNA solution C”.

次いで、得られたDNA溶液A、DNA溶液B及びDNA溶液Cの混合物を鋳型として、PCRを行った。このPCRによって得られるDNA断片は、配列番号4に示す塩基配列において第460番目から第1663番目の塩基の間の領域に相当する。しかしながら、Error Prone PCRによって得られたDNA溶液Aを鋳型の一部として使用しているので、α1因子由来分泌シグナルペプチドをコードする領域に、点突然変異が導入されたDNA分子が含まれる。   Next, PCR was performed using the obtained mixture of DNA solution A, DNA solution B and DNA solution C as a template. The DNA fragment obtained by this PCR corresponds to the region between the 460th to 1663th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4. However, since DNA solution A obtained by Error Prone PCR is used as a part of the template, the region encoding the α1-factor-derived secretory signal peptide contains a DNA molecule into which a point mutation has been introduced.

このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase 1μl; 10x KOD plus buffer 5μl; 2mM each dNTP mixture 5μl; 25mM硫酸マグネシウム2μl; SQ-GPD1-F0(配列番号7)(10pmol/μl) 1.5μl; SQ-CLuc-CR1(配列番号10)(10pmol/μl) 1.5μl; DNA溶液A 3μl; DNA溶液B 1μl; DNA溶液C 1μl; 滅菌水29μl。   The composition of this PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase 1 μl; 10 × KOD plus buffer 5 μl; 2 mM each dNTP mixture 5 μl; 25 mM magnesium sulfate 2 μl; SQ-GPD1-F0 (SEQ ID NO: 7) (10 pmol) 1.5 μl; SQ-CLuc-CR1 (SEQ ID NO: 10) (10 pmol / μl) 1.5 μl; DNA solution A 3 μl; DNA solution B 1 μl; DNA solution C 1 μl;

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、50℃で30秒(アニーリング)及び68℃で1分20秒(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。このPCR反応によって得られたPCR反応溶液の一部を1%アガロースで電気泳動した結果、約1.2kbpのDNA断片を確認した。残りのPCR反応溶液を、シグマ社GenEluteTM PCR Clean-Up Kitとエタノール沈殿で精製し、50μlのTE緩衝液に溶解させ、「DNA溶液D」とした。PCR consists of 1 minute at 94 ° C for 2 minutes (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 50 ° C (annealing) and 1 minute 20 seconds at 68 ° C (extension). The cycle was performed in 30 cycles. As a result of electrophoresis of a portion of the PCR reaction solution obtained by this PCR reaction with 1% agarose, a DNA fragment of about 1.2 kbp was confirmed. The remaining PCR reaction solution was purified by Sigma GenElute PCR Clean-Up Kit and ethanol precipitation and dissolved in 50 μl of TE buffer to obtain “DNA solution D”.

一方、プラスミドpCLuRA-TDH3の塩基配列のうち、配列番号4に示す塩基配列において第526番目から第1555番目の塩基の間の領域を欠いた領域をPCRにて増幅した。このPCRでは以下のオリゴDNAプライマーを使用した。   On the other hand, in the base sequence of plasmid pCLuRA-TDH3, a region lacking the region between the 526th to 1555th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 was amplified by PCR. The following oligo DNA primers were used in this PCR.

SQ-GPD1-R0: CAGCTTTTTCCAAATCAGAGAGAGCAG(配列番号11)
mut-CLuc-CF1: TCTCTGGCCTCTGTGGAGATCTTAAAATGA(配列番号12)
このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase 1μl; 10x KOD plus buffer 5μl; 2mM each dNTP mixture 5μl; 25mM硫酸マグネシウム2μl; SQ-GPD1-R0(配列番号11)(10pmol/μl) 1.5μl; mut-CLuc-CF1(配列番号12)(10pmol/μl) 1.5μl; プラスミドpCLuRA-TDH3溶液(1ng/μl) 1μl; 滅菌水33μl。
SQ-GPD1-R0: CAGCTTTTTCCAAATCAGAGAGAGCAG (SEQ ID NO: 11)
mut-CLuc-CF1: TCTCTGGCCTCTGTGGAGATCTTAAAATGA (SEQ ID NO: 12)
The composition of the PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase 1 μl; 10 × KOD plus buffer 5 μl; 2 mM each dNTP mixture 5 μl; 25 mM magnesium sulfate 2 μl; SQ-GPD1-R0 (SEQ ID NO: 11) (10 pmol) 1.5 μl; mut-CLuc-CF1 (SEQ ID NO: 12) (10 pmol / μl) 1.5 μl; plasmid pCLuRA-TDH3 solution (1 ng / μl) 1 μl; sterile water 33 μl.

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、50℃で30秒(アニーリング)及び68℃で7分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。このPCR反応によって得られたPCR反応溶液の一部を1%アガロースで電気泳動した結果、約6.5kbpのDNA断片を確認した。残りのPCR反応溶液を、シグマ社GenEluteTM PCR Clean-Up Kitで精製し、エタノール沈殿を行った後、50μlのTE緩衝液に溶解させ、「DNA溶液E」とした。PCR consists of 1 cycle at 94 ° C for 2 minutes (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 50 ° C (annealing) and 7 minutes at 68 ° C (extension). Performed in 30 cycles. As a result of electrophoresis of a part of the PCR reaction solution obtained by this PCR reaction with 1% agarose, a DNA fragment of about 6.5 kbp was confirmed. The remaining PCR reaction solution was purified by Sigma GenElute PCR Clean-Up Kit, ethanol precipitated, and dissolved in 50 μl of TE buffer to obtain “DNA solution E”.

このようにして得られたDNA溶液DとDNA溶液Eとにそれぞれ含まれるDNA断片は、配列番号4に示す塩基配列において第460番目から第525番目の塩基の間の配列及び第1556番目から第1663番目の塩基の間の配列を共有している。   The DNA fragments contained in each of DNA solution D and DNA solution E thus obtained have a sequence between the 460th to 525th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 and the 1556th to 5th bases. The sequence between the 1663th base is shared.

サッカロミセス・セレビシエは、一般に細胞内で高い確率で相同組換えを起こす。そこで、DNA溶液DとDNA溶液Eとを同時にサッカロミセス・セレビシエに導入すれば、サッカロミセス・セレビシエ内で環状DNA(α1因子由来分泌シグナルペプチドをコードする領域に点突然変異が導入された変異型プラスミドpCLuRA-TDH3)が相同組換えにより再構成され、サッカロミセス・セレビシエはこの再構成されたプラスミドで形質転換され得る。   Saccharomyces cerevisiae generally undergoes homologous recombination with high probability in cells. Therefore, if DNA solution D and DNA solution E are simultaneously introduced into Saccharomyces cerevisiae, a circular plasmid (a mutant plasmid pCLuRA in which a point mutation has been introduced into the region encoding the secretory signal peptide derived from the α1 factor in Saccharomyces cerevisiae) -TDH3) is reconstituted by homologous recombination, and Saccharomyces cerevisiae can be transformed with this reconstituted plasmid.

そこで、DNA溶液DとDNA溶液Eとの等量混合液を用いて、サッカロミセス・セレビシエBY4743ΔPRB1株を形質転換した。形質転換は、Zymo Research社のFrozen-EZ Yeast Transformation IIを用いて該製品のプロトコルに従って行った。   Therefore, Saccharomyces cerevisiae BY4743ΔPRB1 strain was transformed using an equal volume mixture of DNA solution D and DNA solution E. Transformation was performed using Frozen-EZ Yeast Transformation II from Zymo Research according to the product protocol.

1-2. 変異型α1因子由来分泌シグナルペプチド遺伝子のスクリーニング
上記第1-1節で形質転換されたサッカロミセス・セレビシエを、ウラシルを含まない合成寒天平板培地(0.67% Yeast nitrogen base without amino acids(ベクトンディッキンソン)、40μg/mlアデニン、20μg/ml L-アルギニン一塩酸塩、100μg/ml L-アスパラギン酸、100μg/ml L-グルタミン酸ナトリウム一水和物、20μg/ml L-ヒスチジン、60μg/ml L-ロイシン、30μg/ml L-リジン塩酸塩、20μg/ml L-メチオニン、50μg/ml L-フェニルアラニン、375μg/ml L-セリン、200μg/ml L-トレオニン、40μg/ml L-トリプトファン、30μg/ml L-チロシン、150μg/ml L-バリン、30μg/ml L-イソロイシン、2%D-グルコース及び2%寒天:以下では、単に「SD-ura寒天培地」という)に塗布し、30℃で3日間培養し、形質転換体(以下では、単に「変異体」と称する)のコロニーを形成させた。
1-2. Screening for Secretory Signal Peptide Gene Derived from Mutant α1-Factor Saccharomyces cerevisiae transformed in Section 1-1 above was synthesized from a synthetic agar plate (0.67% Yeast nitrogen base without amino acids) containing no uracil. Dickinson), 40 μg / ml adenine, 20 μg / ml L-arginine monohydrochloride, 100 μg / ml L-aspartic acid, 100 μg / ml L-glutamic acid sodium monohydrate, 20 μg / ml L-histidine, 60 μg / ml L- Leucine, 30 μg / ml L-lysine hydrochloride, 20 μg / ml L-methionine, 50 μg / ml L-phenylalanine, 375 μg / ml L-serine, 200 μg / ml L-threonine, 40 μg / ml L-tryptophan, 30 μg / ml L -Tyrosine, 150 μg / ml L-valine, 30 μg / ml L-isoleucine, 2% D-glucose and 2% agar: Hereinafter, simply applied to “SD-ura agar medium” and cultured at 30 ° C. for 3 days Transformants (hereinafter simply referred to as “mutants”) Colonies) were formed.

変異体の各コロニーを、コロニーピッカー装置を用い、合成液体培地(SD-ura寒天培地から寒天を除き、最終濃度200mMのリン酸カリウム緩衝液(pH6.0)を加えたもの:以下では、単に「buffered SD-ura培地」という)が各ウェルに0.95mlずつ分注された96穴ディープウェルプレート(各ウェル2ml容積)に接種した。ただし、96穴のうち6穴には、対照として変異導入されていないプラスミドpCLuRA-TDH3で形質転換されたサッカロミセス・セレビシエBY4743ΔPRB1株(以下では、単に「野生型」と称する)を接種した。   For each colony of the mutant, using a colony picker device, a synthetic liquid medium (agar is removed from SD-ura agar medium and a final concentration of 200 mM potassium phosphate buffer (pH 6.0) is added: A 96-well deep well plate (2 ml in each well) in which 0.95 ml of “buffered SD-ura medium” was dispensed in each well was inoculated. However, 6 of the 96 wells were inoculated with a Saccharomyces cerevisiae BY4743ΔPRB1 strain (hereinafter simply referred to as “wild type”) transformed with a plasmid pCLuRA-TDH3 that was not mutated as a control.

変異体及び野生型のサッカロミセス・セレビシエが接種されたディープウェルプレートを、30℃で48時間、1200rpmにて振盪培養した。その後、培養液を各ウェル当たり50μlずつ、同じ培地が各ウェルに0.95mlずつ分注された96穴ディープウェルプレート(各ウェル2ml容積)に96穴フォーマットそのままに移植した。次いで、移植された培養液を含むディープウェルプレートを、30℃で48時間、1200rpmにて振盪培養した。   Deep well plates inoculated with the mutant and wild type Saccharomyces cerevisiae were cultured with shaking at 1200 rpm for 48 hours at 30 ° C. Thereafter, the culture broth was transplanted as it was in a 96-well format into a 96-well deep well plate (2 ml in each well) in which 0.95 ml of the same medium was dispensed into each well, 50 μl per well. Subsequently, the deep well plate containing the transplanted culture solution was subjected to shaking culture at 1200 rpm for 48 hours at 30 ° C.

培養後、ディープウェルプレートを遠心分離し、各ウェルにつき培養上清を20μlずつ96穴フォーマットそのままに96穴プレート(黒色)に移した。   After the culture, the deep well plate was centrifuged, and 20 μl of the culture supernatant per well was transferred to the 96-well plate (black) as it was in the 96-well format.

次いで、ベルトールド社Centro LB 960を用いてそれぞれのウェルに、ウミホタルルシフェリン溶液(1μMウミホタルルシフェリン、100mM Tris-HCl, pH7.5)を80μl加え、発光強度(1秒積算)を測定した。   Next, 80 μl of Cypridina luciferin solution (1 μM Cypridina luciferin, 100 mM Tris-HCl, pH 7.5) was added to each well using Bertoled Centro LB 960, and the luminescence intensity (1 second integration) was measured.

結果の一例を図1に示す。図1は、各変異体及び野生型の培養上清におけるルシフェラーゼ(CLuc)についての相対発光強度(RLU)を示す。各バーは、1つの変異体又は野生型の結果である。右端の6本のバーは野生型の相対発光強度を示し、その他は変異体の相対発光強度を示している。   An example of the results is shown in FIG. FIG. 1 shows the relative luminescence intensity (RLU) for luciferase (CLuc) in each mutant and wild type culture supernatant. Each bar is the result of one mutant or wild type. The six bars at the right end show the relative emission intensity of the wild type, and the others show the relative emission intensity of the mutants.

図1に示すような変異体の中から、野生型6クローンが示す相対発光強度平均値の3倍以上の相対発光強度を示した変異体を選択した。   From the mutants as shown in FIG. 1, mutants having a relative luminescence intensity of 3 times or more of the average relative luminescence intensity exhibited by the wild type 6 clones were selected.

1-3. 野生型の3倍以上の相対発光強度を示す変異体におけるアミノ酸置換の特定
上記第1-2節で選択した変異体からタカラバイオの「Genとるくん酵母用」を用いてプラスミドを含むDNAを抽出・精製した。
1-3. Identification of amino acid substitutions in mutants with a relative luminescence intensity more than 3 times that of the wild type From the mutants selected in Sections 1-2 above, using Takara Bio's “Gen Torukun Yeast” plasmids The contained DNA was extracted and purified.

次いで、抽出・精製したDNAを使用して、大腸菌DH5α株を形質転換した。形質転換した大腸菌を、アンピシリンナトリウム(100μg/ml)を含むLB(10g/l NaCl, 10g/l Bacto Trypton, 5g/l酵母エキス)寒天平板培地に塗抹し、コロニーを形成させた。   Subsequently, Escherichia coli DH5α strain was transformed using the extracted and purified DNA. The transformed E. coli was smeared on LB (10 g / l NaCl, 10 g / l Bacto Trypton, 5 g / l yeast extract) agar plate medium containing ampicillin sodium (100 μg / ml) to form colonies.

形成したそれぞれの1コロニーから常法によりプラスミドを抽出・精製し、配列番号4における第1番目から第2700番目の塩基の間の塩基配列を調べた。その結果、以下の変異体のアミノ酸置換を特定した(以下の記述において、例えば「G79A」とは、配列番号2に示すアミノ酸配列において、第79番目のグリシン(G)がアラニン(A)に置換されていることを表す。アミノ酸の一文字記号は国際純正・応用化学連合(IUPAC)が定める記号である)。   A plasmid was extracted and purified from each formed colony by a conventional method, and the nucleotide sequence between the 1st to 2700th bases in SEQ ID NO: 4 was examined. As a result, amino acid substitutions of the following mutants were specified (in the following description, for example, “G79A” means that the 79th glycine (G) is substituted with alanine (A) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. (The one-letter symbols for amino acids are symbols defined by the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)).

(1) A19V変異体(以下、この変異体から得られたプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αA19V]」と称する)
(2) P21L/D43V/E45G変異体
(3) V22F変異体(以下、この変異体から得られたプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αV22F]」と称する)
(4) T24A変異体(以下、この変異体から得られたプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αT24A]」と称する)
(5) A20T/I33V変異体
(6) V22A/T26T変異体(ここで「T26T」とは、26位のトレオニンをコードする塩基配列について、アミノ酸置換を伴わない塩基置換があることを意味する)
(7) N23Y/L64W変異体
なお、プラスミドpCLuRA-TDH3[αA19V]、pCLuRA-TDH3[αV22F]及びpCLuRA-TDH3[αT24A]について、全塩基配列を調べた結果、表記のアミノ酸置換に対応する塩基置換以外の変異が生じていないことを確認した。
(1) A19V mutant (hereinafter, the plasmid obtained from this mutant is referred to as “pCLuRA-TDH3 [αA19V]”)
(2) P21L / D43V / E45G mutant
(3) V22F mutant (hereinafter, the plasmid obtained from this mutant is referred to as “pCLuRA-TDH3 [αV22F]”)
(4) T24A mutant (hereinafter, the plasmid obtained from this mutant is referred to as “pCLuRA-TDH3 [αT24A]”)
(5) A20T / I33V mutant
(6) V22A / T26T mutant (where `` T26T '' means that there is a base substitution without amino acid substitution in the base sequence encoding threonine at position 26)
(7) N23Y / L64W mutant In addition, as a result of examining the entire nucleotide sequence of plasmids pCLuRA-TDH3 [αA19V], pCLuRA-TDH3 [αV22F] and pCLuRA-TDH3 [αT24A], the base substitution corresponding to the indicated amino acid substitution It was confirmed that no other mutations occurred.

1-4. プラスミドpCLuRA-TDH3[αP21L]の作製
以下のようにしてP21L単独アミノ酸置換変異プラスミド(以下、このプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αP21L]」と称する)を作製した。
1-4. Construction of Plasmid pCLuRA-TDH3 [αP21L] A P21L single amino acid substitution mutant plasmid (hereinafter referred to as “pCLuRA-TDH3 [αP21L]”) was constructed as follows.

先ず、PCRにより直鎖状のpCLuRA-TDH3[αP21L]のDNA断片を作製した。作製にあたりPCRに使用したオリゴDNAプライマーは、以下のものであった。   First, a linear pCLuRA-TDH3 [αP21L] DNA fragment was prepared by PCR. The oligo DNA primers used for PCR in the preparation were as follows.

P21L-for: CTAGTCAACACTACAACAGAAGATG(配列番号13)
P21-rev: AGCAGCTAATGCGGAGGATGCT(配列番号14)
プライマーP21L-forの5'末端の「CTA」なる配列は、プロリンコドンをロイシンコドンに置換する配列である。
P21L-for: CTAGTCAACACTACAACAGAAGATG (SEQ ID NO: 13)
P21-rev: AGCAGCTAATGCGGAGGATGCT (SEQ ID NO: 14)
The sequence “CTA” at the 5 ′ end of the primer P21L-for is a sequence in which the proline codon is replaced with a leucine codon.

このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase(東洋紡績)0.4μl; 10x KOD plus buffer 2μl; 2mM each dNTP mixture 2μl; 25mM硫酸マグネシウム0.8μl; P21L-for(配列番号13)(10pmol/μl) 0.6μl; P21-rev(配列番号14)(10pmol/μl) 0.6μl; プラスミドpCLuRA-TDH3溶液(1ng/μl) 1μl; 滅菌水12.6μl。   The composition of this PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase (Toyobo) 0.4 μl; 10 × KOD plus buffer 2 μl; 2 mM each dNTP mixture 2 μl; 25 mM magnesium sulfate 0.8 μl; P21L-for (SEQ ID NO: 13) (10 pmol / μl) 0.6 μl; P21-rev (SEQ ID NO: 14) (10 pmol / μl) 0.6 μl; Plasmid pCLuRA-TDH3 solution (1 ng / μl) 1 μl; Sterile water 12.6 μl.

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、50℃で30秒(アニーリング)及び68℃で8分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。このPCRによって得られたPCR反応溶液全量を1%アガロースで電気泳動した結果、約7.5kbpのDNA断片を確認した。このDNA断片をシグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製した。PCR consists of one cycle of 2 minutes at 94 ° C (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 50 ° C (annealing) and 8 minutes at 68 ° C (extension). Performed in 30 cycles. As a result of electrophoresis of the entire PCR reaction solution obtained by this PCR using 1% agarose, a DNA fragment of about 7.5 kbp was confirmed. This DNA fragment was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation.

次いで、得られたDNA断片の両5'末端をT4ポリヌクレオチドキナーゼによってリン酸化した。これをDNA基質としてT4 DNAリガーゼにより連結し、環状化させた。環状化させたDNAについてエタノール沈殿を行った後、50μlのTE緩衝液に溶解した。   Subsequently, both 5 ′ ends of the obtained DNA fragment were phosphorylated by T4 polynucleotide kinase. This was ligated with T4 DNA ligase as a DNA substrate and circularized. The circularized DNA was subjected to ethanol precipitation and then dissolved in 50 μl of TE buffer.

さらに、この環状化されたDNAを鋳型として再度PCRを行った。用いたプライマーは、以下のものであった。   Furthermore, PCR was performed again using the circularized DNA as a template. The primers used were as follows.

FAR-f: AACCCTCACTAAAGGGAACAAAAGCTGGCT(配列番号15)
mut-CLuc-R: AACTCCTTCCTTTTCGGTTAGAGCGGATGT(配列番号16)
このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase(東洋紡績) 1μl; 10x KOD plus buffer 5μl; 2mM each dNTP mixture 5μl; 25mM硫酸マグネシウム2μl; FAR-f(配列番号15)(10pmol/μl) 1.5μl; mut-CLuc-R(配列番号16)(10pmol/μl) 1.5μl; 上記環状化DNA溶液1μl; 滅菌水33μl。
FAR-f: AACCCTCACTAAAGGGAACAAAAGCTGGCT (SEQ ID NO: 15)
mut-CLuc-R: AACTCCTTCCTTTTCGGTTAGAGCGGATGT (SEQ ID NO: 16)
The composition of the PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase (Toyobo) 1 μl; 10 × KOD plus buffer 5 μl; 2 mM each dNTP mixture 5 μl; 25 mM magnesium sulfate 2 μl; FAR-f (SEQ ID NO: 15) (10 pmol / μl) 1.5 μl; mut-CLuc-R (SEQ ID NO: 16) (10 pmol / μl) 1.5 μl; 1 μl of the above circularized DNA solution; 33 μl of sterilized water.

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、50℃で30秒(アニーリング)及び68℃で3分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。   PCR consists of 1 cycle at 94 ° C for 2 minutes (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 50 ° C (annealing) and 3 minutes at 68 ° C (extension). Performed in 30 cycles.

このPCRによって得られるDNA断片は、配列番号4に示す塩基配列において第1番目から第2663番目の塩基の間の領域である。   The DNA fragment obtained by this PCR is a region between the 1st to 2663th bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4.

次いで、このPCRによって得られたPCR反応溶液の一部を1%アガロースで電気泳動した結果、約2.5kbpのDNA断片を確認した。残りのPCR反応溶液を、シグマ社GenEluteTM PCR Clean-Up Kitとエタノール沈殿で精製した。Next, as a result of electrophoresis of a part of the PCR reaction solution obtained by this PCR using 1% agarose, a DNA fragment of about 2.5 kbp was confirmed. The remaining PCR reaction solution was purified by Sigma GenElute PCR Clean-Up Kit and ethanol precipitation.

精製後のDNA断片を、制限酵素BamHI(配列番号4に示す塩基配列において第40番目の塩基から始まる6塩基が認識サイト)とXbaI(配列番号4に示す塩基配列において第2576番目の塩基から始まる6塩基が認識サイト)とで二重消化した後、全量を1%アガロースで電気泳動した。電気泳動後、約2.5kbpのDNA断片を、シグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製し、TE緩衝液に溶解させ、「DNA溶液F」とした。The purified DNA fragment begins with restriction enzymes BamHI (recognition site starting from the 40th base in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4) and XbaI (2576th base in the base sequence shown in SEQ ID NO: 4) After double digestion with 6 bases (recognition site), the whole amount was electrophoresed with 1% agarose. After electrophoresis, a DNA fragment of about 2.5 kbp was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation and dissolved in TE buffer to obtain “DNA solution F”.

一方、プラスミドpCLuRA-TDH3を、同様に、制限酵素BamHIとXbaIとで二重消化した後、全量を1%アガロースで電気泳動した。電気泳動後、約5kbpのDNA断片を、シグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製し、TE緩衝液に溶解させ、「DNA溶液G」とした。On the other hand, plasmid pCLuRA-TDH3 was similarly double digested with restriction enzymes BamHI and XbaI, and then electrophoresed with 1% agarose. After electrophoresis, a DNA fragment of about 5 kbp was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation and dissolved in TE buffer to obtain “DNA solution G”.

次いで、DNA溶液FとDNA溶液Gとを等量混合し、T4 DNAリガーゼにより連結した。この反応溶液を用いて大腸菌DH5α株を形質転換した。形質転換した大腸菌をアンピシリンナトリウム(100μg/ml)を含むLB寒天平板培地に塗抹し、コロニーを形成させた。   Next, equal amounts of DNA solution F and DNA solution G were mixed and ligated with T4 DNA ligase. Escherichia coli DH5α strain was transformed with this reaction solution. The transformed E. coli was smeared on a LB agar plate medium containing ampicillin sodium (100 μg / ml) to form colonies.

形成した1コロニーから常法によりプラスミドを抽出・精製し、全塩基配列を調べた結果、目的とするP21L置換に対応する塩基置換が生じていること、及び他の変異が生じていないことを確認した。   As a result of extracting and purifying the plasmid from the formed colony by a conventional method and examining the entire base sequence, it was confirmed that the base substitution corresponding to the target P21L substitution had occurred and that no other mutation had occurred. did.

このようにして、pCLuRA-TDH3[αP21L]を作製した。   In this way, pCLuRA-TDH3 [αP21L] was produced.

1-5. プラスミドpCLuRA-TDH3[αA20T]の作製
以下のようにしてA20T単独アミノ酸置換変異プラスミド(以下、このプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αA20T]」と称する)を作製した。
1-5. Construction of Plasmid pCLuRA-TDH3 [αA20T] A20T single amino acid substitution mutant plasmid (hereinafter referred to as “pCLuRA-TDH3 [αA20T]”) was constructed as follows.

先ず、PCRにより直鎖状のpCLuRA-TDH3[αA20T]のDNA断片を作製した。作製にあたりPCRに使用したオリゴDNAプライマーは、以下のものであった。   First, a linear pCLuRA-TDH3 [αA20T] DNA fragment was prepared by PCR. The oligo DNA primers used for PCR in the preparation were as follows.

A20T-c: ACTCCAGTCAACACTACAACAGA(配列番号17)
A20-rev: AGCTAATGCGGAGGATGCTGCG(配列番号18)
プライマーA20T-cの5'末端の「ACT」なる配列は、アラニンコドンをトレオニンコドンに置換する配列である。
A20T-c: ACTCCAGTCAACACTACAACAGA (SEQ ID NO: 17)
A20-rev: AGCTAATGCGGAGGATGCTGCG (SEQ ID NO: 18)
The sequence “ACT” at the 5 ′ end of the primer A20T-c is a sequence in which an alanine codon is replaced with a threonine codon.

このPCRの反応液の組成は以下の通りであった:KOD plus DNA polymerase(東洋紡績)0.4μl; 10x KOD plus buffer 2μl; 2mM each dNTP mixture 2μl; 25mM硫酸マグネシウム0.8μl; A20T-c(配列番号17)(10pmol/μl) 0.6μl; A20-rev(配列番号18)(10pmol/μl) 0.6μl; プラスミドpCLuRA-TDH3溶液(1ng/μl) 1μl; 滅菌水12.6μl。   The composition of this PCR reaction solution was as follows: KOD plus DNA polymerase (Toyobo) 0.4 μl; 10 × KOD plus buffer 2 μl; 2 mM each dNTP mixture 2 μl; 25 mM magnesium sulfate 0.8 μl; A20T-c (SEQ ID NO: 17) (10 pmol / μl) 0.6 μl; A20-rev (SEQ ID NO: 18) (10 pmol / μl) 0.6 μl; plasmid pCLuRA-TDH3 solution (1 ng / μl) 1 μl; sterile water 12.6 μl.

PCRは、94℃で2分(抗ポリメラーゼ抗体の失活)を1サイクル、並びに94℃で15秒(変性)、48℃で30秒(アニーリング)及び68℃で8分(伸長)のサイクルを30サイクルで行った。このPCRによって得られたPCR反応溶液全量を1%アガロースで電気泳動した結果、約7.5kbpのDNA断片を確認した。このDNA断片をシグマ社GenEluteTM MINUS EtBr SPIN COLUMNSとエタノール沈殿で精製した。PCR consists of one cycle of 2 minutes at 94 ° C (inactivation of anti-polymerase antibody) and 15 seconds at 94 ° C (denaturation), 30 seconds at 48 ° C (annealing) and 8 minutes at 68 ° C (extension). Performed in 30 cycles. As a result of electrophoresis of the entire PCR reaction solution obtained by this PCR using 1% agarose, a DNA fragment of about 7.5 kbp was confirmed. This DNA fragment was purified by Sigma GenElute MINUS EtBr SPIN COLUMNS and ethanol precipitation.

次いで、得られたDNA断片の両5'末端をT4ポリヌクレオチドキナーゼによってリン酸化した。これをDNA基質としてT4 DNAリガーゼにより連結し、環状化させた。この反応溶液を用いて大腸菌DH5α株を形質転換した。形質転換した大腸菌をアンピシリンナトリウム(100μg/ml)を含むLB寒天平板培地に塗抹し、コロニーを形成させた。   Subsequently, both 5 ′ ends of the obtained DNA fragment were phosphorylated by T4 polynucleotide kinase. This was ligated with T4 DNA ligase as a DNA substrate and circularized. Escherichia coli DH5α strain was transformed with this reaction solution. The transformed Escherichia coli was smeared on an LB agar plate medium containing ampicillin sodium (100 μg / ml) to form colonies.

形成した1コロニーから常法によりプラスミドを抽出・精製し、全塩基配列を調べた結果、目的とするA20T置換に対応する塩基置換が生じていること、及び他の変異が生じていないことを確認した。   As a result of extracting and purifying the plasmid from the formed colony by a conventional method and examining the entire base sequence, it was confirmed that the base substitution corresponding to the target A20T substitution had occurred and that no other mutation had occurred. did.

このようにして、pCLuRA-TDH3[αA20T]を作製した。   In this way, pCLuRA-TDH3 [αA20T] was produced.

1-6. プラスミドpCLuRA-TDH3[αV22A]及びpCLuRA-TDH3[αN23Y]の作製
上記第1-5節のプラスミドpCLuRA-TDH3[αA20T]の作製方法に準じて、V22A単独アミノ酸置換変異プラスミド(以下、このプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αV22A]」と称する)及びN23Y単独アミノ酸置換変異プラスミド(以下、このプラスミドを「pCLuRA-TDH3[αN23Y]」と称する)を作製した。ただし、PCRで用いたプライマーは、pCLuRA-TDH3[αV22A]については以下のものであった。
1-6. Preparation of Plasmids pCLuRA-TDH3 [αV22A] and pCLuRA-TDH3 [αN23Y] According to the method for preparing the plasmid pCLuRA-TDH3 [αA20T] described in Section 1-5 above, the V22A single amino acid substitution mutant plasmid (hereinafter referred to as the plasmid pCLuRA-TDH3 [αN23Y]) This plasmid was referred to as “pCLuRA-TDH3 [αV22A]”) and N23Y single amino acid substitution mutant plasmid (hereinafter this plasmid was referred to as “pCLuRA-TDH3 [αN23Y]”). However, the primers used in PCR were as follows for pCLuRA-TDH3 [αV22A].

V22A: GCTAACACTACAACAGAAGATGAAA(配列番号19)
V22-rev-c: TGGAGCAGCTAATGCGGAGGAT(配列番号20)
一方、pCLuRA-TDH3[αN23Y]についてPCRで用いたプライマーは以下のものであった。
V22A: GCTAACACTACAACAGAAGATGAAA (SEQ ID NO: 19)
V22-rev-c: TGGAGCAGCTAATGCGGAGGAT (SEQ ID NO: 20)
On the other hand, the primers used in the PCR for pCLuRA-TDH3 [αN23Y] were as follows.

N23Y: TACACTACAACAGAAGATGAAACGG(配列番号21)
N23-rev-c: GACTGGAGCAGCTAATGCGGAG(配列番号22)
それぞれのプラスミドについて、全塩基配列を調べた結果、目的とするアミノ酸置換に対応する塩基置換が生じていること、及び他の変異が生じていないことを確認した。
N23Y: TACACTACAACAGAAGATGAAACGG (SEQ ID NO: 21)
N23-rev-c: GACTGGAGCAGCTAATGCGGAG (SEQ ID NO: 22)
As a result of examining the entire nucleotide sequence of each plasmid, it was confirmed that a base substitution corresponding to the intended amino acid substitution had occurred and that no other mutation had occurred.

このようにして、pCLuRA-TDH3[αV22A]及びpCLuRA-TDH3[αN23Y]を得た。   In this way, pCLuRA-TDH3 [αV22A] and pCLuRA-TDH3 [αN23Y] were obtained.

1-7. 再現実験(1)
プラスミドpCLuRA-TDH3、pCLuRA-TDH3[αA19V]、pCLuRA-TDH3[αP21L]、pCLuRA-TDH3[αV22F]及びpCLuRA-TDH3[αT24A]を用いて、それぞれサッカロミセス・セレビシエBY4743ΔPRB1株を形質転換した。
1-7. Reproduction Experiment (1)
Saccharomyces cerevisiae BY4743ΔPRB1 strains were transformed with plasmids pCLuRA-TDH3, pCLuRA-TDH3 [αA19V], pCLuRA-TDH3 [αP21L], pCLuRA-TDH3 [αV22F] and pCLuRA-TDH3 [αT24A], respectively.

形質転換後、SD-ura寒天培地上のコロニーをそれぞれ3つずつ任意に選択して、96穴ディープウェルプレート(各ウェル2ml容積)の各穴(ウェル)に0.95mlずつ分注されたbuffered SD-ura培地にそれぞれ接種した。接種後のディープウェルプレートを、30℃で48時間、1200rpmにて振盪培養した。   After transformation, 3 colonies on the SD-ura agar medium were arbitrarily selected, and 0.95 ml was dispensed into each well of a 96-well deep well plate (2 ml volume for each well). -Inoculated each in ura medium. The deep well plate after inoculation was shake-cultured at 1200 rpm for 48 hours at 30 ° C.

培養後、培養液を各ウェル当たり50μlずつ、同じ培地が各ウェルに0.95mlずつ分注された96穴ディープウェルプレート(各ウェル2ml容積)に96穴フォーマットそのままに移植した。   After culturing, the culture solution was transplanted as it was in a 96-well format into a 96-well deep well plate (2 ml volume of each well) in which 0.95 ml of the same medium was dispensed into each well.

次いで、移植された培養液を含むディープウェルプレートを、30℃で48時間、1200rpmにて振盪培養した。   Subsequently, the deep well plate containing the transplanted culture solution was subjected to shaking culture at 1200 rpm for 48 hours at 30 ° C.

培養後、各ウェルの培養液から100μlずつを透明な96穴プレートに移し、600nmにおける吸光度(即ち、菌体密度)を測定した(ブランクはbuffered SD-ura培地)。さらに、ディープウェルプレートを遠心分離し、上記第1-2節で説明した方法と同じ方法により培養上清中のルシフェラーゼ(CLuc)についての相対発光強度(RLU)を測定した。   After the culture, 100 μl of the culture solution in each well was transferred to a transparent 96-well plate, and the absorbance at 600 nm (that is, the cell density) was measured (the blank is buffered SD-ura medium). Furthermore, the deep well plate was centrifuged, and the relative luminescence intensity (RLU) of luciferase (CLuc) in the culture supernatant was measured by the same method as described in Section 1-2 above.

結果を以下の表1に示す。

Figure 2008032659
The results are shown in Table 1 below.
Figure 2008032659

表1から明らかなように、野生型(プラスミドpCLuRA-TDH3)と比較して、A19V変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αA19V])とP21L変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αP21L])では少なくとも7倍、V22F変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αV22F])では少なくとも4倍、T24A変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αT24A])では少なくとも3.5倍の菌体量(OD600)当たりの発光値の増強、即ちルシフェラーゼタンパク質分泌量の増加が観察された。   As is clear from Table 1, the A19V mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αA19V]) and the P21L mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αP21L]) are at least 7-fold compared to the wild type (plasmid pCLuRA-TDH3). , Enhancement of luminescence value per cell (OD600) at least 4 times in the V22F mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αV22F]) and at least 3.5 times in the T24A mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αT24A]), ie, luciferase An increase in protein secretion was observed.

1-8. 再現実験(2)
プラスミドpCLuRA-TDH3、pCLuRA-TDH3[αA19V]、pCLuRA-TDH3[αA20T]、pCLuRA-TDH3[αP21L]、pCLuRA-TDH3[αV22A]、pCLuRA-TDH3[αV22F]、pCLuRA-TDH3[αN23Y]及びpCLuRA-TDH3[αT24A]を用いて、それぞれサッカロミセス・セレビシエBY4743ΔPRB1株を形質転換した。
1-8. Reproduction Experiment (2)
Plasmids pCLuRA-TDH3, pCLuRA-TDH3 [αA19V], pCLuRA-TDH3 [αA20T], pCLuRA-TDH3 [αP21L], pCLuRA-TDH3 [αV22A], pCLuRA-TDH3 [αV22F], pCLuRA-TDH3Y [αT24A] was used to transform Saccharomyces cerevisiae BY4743ΔPRB1 strain, respectively.

形質転換後、SD-ura寒天培地上のコロニーをかき取り、1mlのbuffered SD-ura培地が予め分注されたディープウェルプレートの各ウェルに植菌した。各変異体(形質転換体)につき、6ウェルづつ植菌した。植菌後のディープウェルプレートを、30℃で45時間、1200rpmにて振盪培養した。   After transformation, colonies on the SD-ura agar medium were scraped and inoculated into each well of a deep well plate into which 1 ml of buffered SD-ura medium had been dispensed in advance. For each mutant (transformant), 6 wells were inoculated. The deep well plate after inoculation was cultured with shaking at 1200 rpm for 45 hours at 30 ° C.

培養後、培養液を各ウェル当たり50μlずつ、同じ培地が各ウェルに0.95mlずつ分注された96穴ディープウェルプレートに96穴フォーマットそのままに移植した。   After culturing, the culture solution was transplanted in a 96-well format as it was to a 96-well deep well plate in which 0.95 ml of the same medium was dispensed into each well, 50 μl per well.

次いで、移植された培養液を含むディープウェルプレートを、30℃で23時間、1200rpmにて振盪培養した。   Subsequently, the deep well plate containing the transplanted culture solution was subjected to shaking culture at 1200 rpm for 23 hours at 30 ° C.

培養後、各ウェルの培養液から50μlずつを透明な96穴プレートに移し、600nmにおける吸光度(即ち、菌体密度)を測定した。さらに、ディープウェルプレートを遠心分離し、上記第1-2節で説明した方法と同じ方法により培養上清中のルシフェラーゼ(CLuc)についての相対発光強度(RLU)を測定した。ただし、分注するルシフェリンの濃度は5μMとした。また、相対発光強度を菌体密度で除し、さらに野生型の値が1になるように正規化した。   After culturing, 50 μl of the culture solution in each well was transferred to a transparent 96-well plate, and the absorbance at 600 nm (ie, cell density) was measured. Furthermore, the deep well plate was centrifuged, and the relative luminescence intensity (RLU) of luciferase (CLuc) in the culture supernatant was measured by the same method as described in Section 1-2 above. However, the concentration of luciferin to be dispensed was 5 μM. In addition, the relative luminescence intensity was divided by the cell density and further normalized so that the wild-type value was 1.

結果を、図2及び以下の表2に示す。図2において、各バーは表記した各変異体又は野生型の結果であり、横軸は菌体量(OD600)当たりの発光値(相対値)を示す。なお、図2及び表2における結果は、上記において各変異体又は野生型が植菌された後、移植された6ウェル(N=6)由来の各培養液からの平均値及び標準偏差である。

Figure 2008032659
The results are shown in FIG. 2 and Table 2 below. In FIG. 2, each bar represents the result of each mutant or wild type, and the horizontal axis represents the luminescence value (relative value) per bacterial cell amount (OD600). The results in FIG. 2 and Table 2 are the average value and standard deviation from each culture solution derived from 6 wells (N = 6) transplanted after each mutant or wild type was inoculated in the above. .
Figure 2008032659

図2及び表2から明らかなように、野生型(プラスミドpCLuRA-TDH3)と比較して、A19V変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αA19V])とP21L変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αP21L])では約20倍、V22A変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αV22A])では約15倍、A20T変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αA20T])、V22F変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αV22F])、N23Y変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αN23Y])及びT24A変異体(プラスミドpCLuRA-TDH3[αT24A])でもそれぞれ5倍以上の菌体量(OD600)当たりの発光値の増強、即ちルシフェラーゼタンパク質分泌量の増加が観察された。   As is clear from FIG. 2 and Table 2, the A19V mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αA19V]) and the P21L mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αP21L]) are compared with the wild type (plasmid pCLuRA-TDH3). About 20 times, V22A mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αV22A]) about 15 times, A20T mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αA20T]), V22F mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αV22F]), N23Y mutant (Plasmid pCLuRA-TDH3 [αN23Y]) and T24A mutant (plasmid pCLuRA-TDH3 [αT24A]) are observed to increase luminescence value per microbial mass (OD600) more than 5 times, that is, increase luciferase protein secretion It was done.

本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。   All publications, patents and patent applications cited herein are incorporated herein by reference in their entirety.

Claims (25)

以下の(a)又は(b)の分泌シグナルペプチド。
(a)配列番号2記載のアミノ酸配列において、第19番目のアラニン、第20番目のアラニン、第21番目のプロリン、第22番目のバリン、第23番目のアスパラギン及び第24番目のトレオニンから成る群より選択される少なくとも1つのアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチド
(b)上記(a)の分泌シグナルペプチドのアミノ酸配列において、上記第19番目〜第24番目のアミノ酸以外の位置で、1又は数個のアミノ酸が欠失、置換又は付加されたアミノ酸配列から成り、且つ配列番号2記載のアミノ酸配列から成る分泌シグナルペプチドと比較して、C末端側に連結したタンパク質の分泌生産量を3倍以上向上させる、分泌シグナルペプチド
The following secretion signal peptide of (a) or (b).
(a) A group consisting of the 19th alanine, the 20th alanine, the 21st proline, the 22nd valine, the 23rd asparagine and the 24th threonine in the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 2 A secretory signal peptide consisting of an amino acid sequence in which at least one selected amino acid is replaced with another amino acid
(b) in the amino acid sequence of the secretion signal peptide of (a) above, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added at positions other than the 19th to 24th amino acids. And a secretory signal peptide that improves the secretory production amount of the protein linked to the C-terminal side more than 3 times compared to the secretory signal peptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
上記第19番目のアラニンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、請求項1記載の分泌シグナルペプチド。   The secretion signal peptide according to claim 1, wherein the 19th alanine is substituted with another amino acid. 上記第19番目のアラニンがバリンに置換されていることを特徴とする、請求項1又は2記載の分泌シグナルペプチド。   The secretory signal peptide according to claim 1 or 2, wherein the 19th alanine is substituted with valine. 上記第20番目のアラニンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、請求項1記載の分泌シグナルペプチド。   The secretion signal peptide according to claim 1, wherein the 20th alanine is substituted with another amino acid. 上記第20番目のアラニンがトレオニンに置換されていることを特徴とする、請求項1又は4記載の分泌シグナルペプチド。   The secretion signal peptide according to claim 1 or 4, wherein the 20th alanine is substituted with threonine. 上記第21番目のプロリンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、請求項1記載の分泌シグナルペプチド。   The secretory signal peptide according to claim 1, wherein the 21st proline is substituted with another amino acid. 上記第21番目のプロリンがロイシンに置換されていることを特徴とする、請求項1又は6記載の分泌シグナルペプチド。   The secretory signal peptide according to claim 1 or 6, wherein the 21st proline is substituted with leucine. 上記第22番目のバリンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、請求項1記載の分泌シグナルペプチド。   The secretion signal peptide according to claim 1, wherein the 22nd valine is substituted with another amino acid. 上記第22番目のバリンがフェニルアラニン又はアラニンに置換されていることを特徴とする、請求項1又は8記載の分泌シグナルペプチド。   The secretion signal peptide according to claim 1 or 8, wherein the 22nd valine is substituted with phenylalanine or alanine. 上記第23番目のアスパラギンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、請求項1記載の分泌シグナルペプチド。   The secretory signal peptide according to claim 1, wherein the 23rd asparagine is substituted with another amino acid. 上記第23番目のアスパラギンがチロシンに置換されていることを特徴とする、請求項1又は10記載の分泌シグナルペプチド。   The secretory signal peptide according to claim 1 or 10, wherein the 23rd asparagine is substituted with tyrosine. 上記第24番目のトレオニンが他のアミノ酸に置換されていることを特徴とする、請求項1記載の分泌シグナルペプチド。   The secretion signal peptide according to claim 1, wherein the 24th threonine is substituted with another amino acid. 上記第24番目のトレオニンがアラニンに置換されていることを特徴とする、請求項1又は12記載の分泌シグナルペプチド。   The secretory signal peptide according to claim 1 or 12, wherein the 24th threonine is substituted with alanine. 請求項1〜13のいずれか1項記載の分泌シグナルペプチドをコードするDNA。   A DNA encoding the secretory signal peptide according to any one of claims 1 to 13. 請求項14記載のDNAを含むDNA断片。   A DNA fragment comprising the DNA according to claim 14. 請求項14記載のDNAを含む組換えベクター。   A recombinant vector comprising the DNA according to claim 14. 請求項1〜13のいずれか1項記載の分泌シグナルペプチドと外来タンパク質とを連結した融合タンパク質。   A fusion protein in which the secretory signal peptide according to any one of claims 1 to 13 and a foreign protein are linked. 上記分泌シグナルペプチドのC末端側に上記外来タンパク質が連結されていることを特徴とする、請求項17記載の融合タンパク質。   The fusion protein according to claim 17, wherein the foreign protein is linked to the C-terminal side of the secretory signal peptide. 請求項17又は18記載の融合タンパク質をコードするDNA。   A DNA encoding the fusion protein according to claim 17 or 18. 請求項19記載のDNAを含むDNA断片。   A DNA fragment comprising the DNA according to claim 19. 請求項19記載のDNAを含む組換えベクター。   A recombinant vector comprising the DNA according to claim 19. 請求項20記載のDNA断片又は請求項21記載の組換えベクターを有する形質転換体。   A transformant comprising the DNA fragment according to claim 20 or the recombinant vector according to claim 21. 宿主が酵母であることを特徴とする、請求項22記載の形質転換体。   The transformant according to claim 22, wherein the host is yeast. 上記酵母がサッカロミセス・セレビシエであることを特徴とする、請求項23記載の形質転換体。   The transformant according to claim 23, wherein the yeast is Saccharomyces cerevisiae. 請求項22〜24のいずれか1項記載の形質転換体を培養し、上記外来タンパク質を分泌発現又は膜に発現させることを特徴とする、タンパク質生産方法。   A method for producing a protein, wherein the transformant according to any one of claims 22 to 24 is cultured, and the foreign protein is secreted or expressed in a membrane.
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