JP3247972B2 - A method for preparing a plasmid having both the ability to express a large amount of retrovirus gene and the processing ability after translation, and the plasmid obtained therefrom and its expression product - Google Patents
A method for preparing a plasmid having both the ability to express a large amount of retrovirus gene and the processing ability after translation, and the plasmid obtained therefrom and its expression productInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明の要旨及び産業上利用の分野 本発明は、レトロウイルス遺伝子を発現すると同時
に、翻訳後のプロセッシングをも併せて行うことができ
る発現ベクターの作製法、及び該作製法により得られる
プラスミドその発現産物に関するものである。更に詳し
くは、レトロウイルスのgag及びpol遺伝子を組換え遺伝
子技術を用いて発現させると共に、その発現産物中のプ
ロテアーゼにより該発現産物それ自身をプロセッシング
させ、gag遺伝子がコードする3種のコア蛋白、即ち、p
17、p24及びp15、並びにpol遺伝子がコードする3種の
酵素、即ち、プロテアーゼ、逆転写酵素及びインテグラ
ーゼを夫々、個別かつ単独の状態で成熟蛋白質ないしは
活性蛋白質として量産するプラスミドの作製法、及びこ
れより得られるプラスミドとその発現産物をも提供する
ものである。また、nef遺伝子を多量発現するプラスミ
ドとその発現産物であるNef蛋白をも併せて提供するも
のである。発明は、遺伝子工学による医薬品や診断剤等
の製造分野、また、研究用試薬として分子生物学、ウイ
ルス学、医学、薬学、獣医学、免疫学等の分野で利用で
きる。The present invention provides a method for producing an expression vector capable of expressing a retroviral gene and simultaneously performing post-translational processing, and a method for producing the same. The present invention relates to a plasmid obtained by the method and its expression product. More specifically, the gag and pol genes of a retrovirus are expressed using recombinant gene technology, and the expression product itself is processed by a protease in the expression product, and three core proteins encoded by the gag gene, That is, p
17, p24 and p15, and a method for producing a plasmid which mass-produces three enzymes encoded by the pol gene, that is, a protease, a reverse transcriptase and an integrase, individually and individually as a mature protein or an active protein, and The present invention also provides a plasmid obtained therefrom and an expression product thereof. In addition, the present invention also provides a plasmid that overexpresses the nef gene and a Nef protein that is an expression product thereof. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the fields of producing pharmaceuticals and diagnostic agents by genetic engineering, and in the fields of molecular biology, virology, medicine, pharmacy, veterinary medicine, immunology, etc. as research reagents.
従来技術とその問題点 [レトロウイルスの定義] レトロウイルスはウイルス
分類学上、レトロウイルス科に属するウイルスの総称で
あり、その共通の主な特徴は、エンベロープ、単鎖RNA
型ゲノム、及び逆転写酵素を有することである。このウ
イルスは直径80−100nmの球形で、そのゲノムは分子量
約3×106の線状の(+)鎖RNA2分子からなり、これ等
の2分子はインバーティッドダイマー(inverted dime
r)を形成している。また、レトロウイルス科は更に、
次の三つの亜科、オンコウイルス亜科、レンチウイルス
亜科、スプーマウイルス亜科に分類されている(R.E.F.
Matthews編「Classification and Nomenclature of Vir
uses−Fourth Report of the International Committee
on Taxonomy of Viruses」、124−128ページ、S.Karge
r AG 1982年発行)。オンコウイルス亜科に属するウイ
ルスは、RNA腫瘍ウイルスとも呼ばれ、例えば、ヒトT
細胞白血病ウイルス、ネコ白血病ウイルス、ネズミ肉腫
ウイルス、モロニーマウス白血病ウイルス、ウシ白血病
ウイルス、ブタ白血病ウイルス、トリ白血病ウイルス、
トリ肉腫ウイルス、トリ骨髄芽球病ウイルス、ラウス関
連ウイルス等が公知である。また、レンチウイルス亜科
に属するウイルスは、スローウイルス感染症を生じるウ
イルスとして知られており、例えば、エイズ病原体であ
るヒト免疫不全ウイルス1及び2型(以下夫々「HIV−
1」及び「HIV−2」と略記し、「エイズウイルス」と
略称する)、サル免疫不全ウイルス、ヒツジ脳炎を生じ
るビスナウイルス、ヒツジ肺繊維症を起こすマエディウ
イルス、ヤギ関節炎脳炎ウイルス、ウマ伝染性貧血ウイ
ルス、ウシリンパ節病変ウイルス等が公知である(“Cu
rrent Topics in AIDS"、第1巻,95−117ページ,John W
iley & Sons 1987年発行;Advances in Virus Researc
h,第34巻,189−215ページ、1988年)。スプーマウイル
ス亜科に属するウイルスは、フォーミイウイルスとも呼
ばれ、ヒト、サル、ウシ、ネコ等の哺乳類へ感染し、こ
れ等の宿主から夫々、分離されたフォーミイウイルス、
シンシチアルウイルス等が公知である。尚、本願発明に
係るレトロウイルスは、上記レトロウイルス科に属する
既知及び未知の全てのウイルスを意味するものである。Conventional technology and its problems [Definition of retrovirus] Retrovirus is a generic name of viruses belonging to the family of retroviridae in terms of taxonomy, and its main main features are envelope, single-stranded RNA.
To have a type genome, and a reverse transcriptase. The virus is spherical with a diameter of 80-100 nm and its genome consists of two linear (+)-strand RNA molecules with a molecular weight of about 3 × 10 6 , these two molecules being an inverted dimer.
r). In addition, the retroviridae
There are three subfamilies: Oncovirinae, Lentivirinae, and Spoomavirinae (REF
Matthews, `` Classification and Nomenclature of Vir
uses−Fourth Report of the International Committee
on Taxonomy of Viruses, pages 124-128, S. Karge
r AG 1982). Viruses belonging to the subfamily Oncovirinae are also called RNA oncoviruses and include, for example, human T
Cell leukemia virus, feline leukemia virus, murine sarcoma virus, Moloney mouse leukemia virus, bovine leukemia virus, porcine leukemia virus, avian leukemia virus,
Avian sarcoma virus, avian myeloblastosis virus, Rouss-associated virus and the like are known. Viruses belonging to the lentivirus subfamily are known as viruses that cause slow virus infection, and include, for example, human immunodeficiency virus types 1 and 2 (hereinafter referred to as "HIV-
1 "and" HIV-2 ", abbreviated as" AIDS virus "), simian immunodeficiency virus, visna virus causing sheep encephalitis, maedi virus causing sheep pulmonary fibrosis, goat arthritis encephalitis virus, horse transmission Known anemia virus, bovine lymph node lesion virus and the like (“Cu
rrent Topics in AIDS ", Volume 1, pp. 95-117, John W
iley & Sons 1987; Advances in Virus Researc
h, Vol. 34, pages 189-215, 1988). Viruses belonging to the subfamily Spoomaviridae are also called formiiviruses, which infect mammals such as humans, monkeys, cattle, cats, etc., and formmyviruses isolated from these hosts, respectively.
Syncytial virus and the like are known. The retrovirus according to the present invention means all known and unknown viruses belonging to the retroviridae.
[レトロウイルス遺伝子に関する基礎研究の現状] レ
トロウイルスは、ヒト及び各種動物の悪性又は致命的感
染症及び人畜共通伝染病の観点から重大なウイルスであ
るだけではなく、腫瘍の解明や遺伝子工学等の研究用材
料としても有用なウイルスである。従って、該ウイルス
に関し既に、種々の膨大な報告が為されているので、こ
こでは便宜的に、代表的なレトロウイルスに関する現状
を以下に説明する:周知の通り、レトロウイルスは1980
年以前には発癌機構の解明の材料として、また、難病を
引起こす奇妙なスローウイルス感染症の究明の観点から
注目され研究されていた。そして、1981年米国でエイズ
が発見されて以来、その治療と予防を世界レベルで確立
するための研究材料又は実験モデルとして、各種レトロ
ウイルス間の比較研究が疫学、免疫学、ウイルス学、分
子生物学等を駆使して集中的に進められ、現在既に該ウ
イルスに関する有用な報告が多数集積されている(Annu
al Review of Immunology,第6巻、139−159,1988年;Mi
crobial Pathogenesis,第5巻、149−157,1988年;“Vi
rology",B.N.Fields等編、第2巻、1437−1589ページ、
Raven Press[米国]1990年発行)。これ等のうち、代
表例として、HIV−1の遺伝子に関連の概要につき以下
に述べる。HIV−1のゲノムは逆転写酵素及びウイルス
粒子内部(コア)の構造蛋白質と複合体を形成し、プラ
イマーtRNAと共にウイルス粒子に内在する;ウイルスゲ
ノムは、約10種類の遺伝子で構成されており、基本的に
は、ウイルス増殖に必須のウイルス粒子成分をコードす
る3つの主要な遺伝子、即ち、ウイルス・コアの3種類
の構造蛋白質の前駆物質をコードするgag(group−spec
ific antigens)遺伝子、3種類の酵素の前駆体をコー
ドするpol(polymerase)遺伝子、及びエンベロープの
2種類の糖蛋白質の前駆物質をコードするenv(envelop
e)遺伝子からなる;これ等の遺伝子は、5′末端から
順にgag、pol、env、3′末端へと配列している;レン
チウイルスの特徴としては、例えば、HIVゲノムの場合
には、gag・pol・sor…env・nefの順に隣接配列してお
り、該pol遺伝子の5′末端領域の一部は、コドン解読
枠(reading frame)を異にした状態でgag遺伝子3′末
端領域の約240塩基と重複し、この重複部で翻訳時にフ
レームシフト(frame shift)が起こり終止コドンを読
み換えて翻訳が進むと考えられている;そして、斯かる
重複部を含む全長約1.5kbのgag遺伝子全領域から分子量
55kdの前駆体蛋白質が翻訳された後、プロテアーゼによ
り切断、即ち、プロセッシングされ各々、マトリックス
蛋白、キャプシド及びヌクレオキャプシドとして機能す
る3種類のgag蛋白、上述順に夫々、p17、p24及びp15に
なると考えられている。また、全長約3kbのpol遺伝子全
領域の発現により、上記酵素前駆体(分子量100kd)
が、NH2・プロテアーゼ・逆転写酵素・インテグラーゼ
・COOHの様に表記可能な融合蛋白質の状態で産生された
後、斯かる融合蛋白質それ自身が、該ウイルス由来の既
存のプロテアーゼないしは同一分子内のプロテアーゼ活
性の作用を受けて切断ないしは開裂し、いわゆる、プロ
セッシングの結果、個々の成熟蛋白質(活性蛋白質)、
即ち、プロテアーゼ(p12)、逆転写酵素(p66とp51)
及びインテグラーゼ(p32)の各酵素になると考えられ
ている(Journal of Virology、第62巻、第5号、1808
−1809ページ、1988年)。尚、上述の3種類の酵素はい
ずれも、ウイルスの増殖と成熟過程又はプロウイルス形
成過程に於いて重要な役割を夫々分担し、これ等の各機
能について、下記が確認又は推定されている:プロテア
ーゼは、翻訳後のプロセッシング、及びウイルス粒子の
コア形成ないしは成熟過程に関与すると共に、プロテア
ーゼ作用はそれ自身が由来するウイルスに対し特異性が
高い;逆転写酵素は、ウイルス増殖の基本段階であるウ
イルスゲノムRNAからDNAへの逆転写過程を触媒するRNA
依存性DNAポリメラーゼとして機能すると共に、これ以
外にも、DNAと相補的に結合したRNAだけを特異的に分解
するリボヌクレアーゼH活性、及び2本鎖DNAを生成す
るDNA依存性DNA合成活性を有することが知られており、
遺伝子組換え用材料、例えば、相補DNA合成用酵素とし
ても重宝であり、常用されている;インテグラーゼは、
DNA鎖に作用するエンドヌクレアーゼであり、ウイルス
ゲノムRNAから上述の逆転写過程を経て生成された環状
ウイルス二本鎖DNAの宿主染色体DNAへの組込み部位の認
識と切断を触媒し、プロウイルスになる過程に関与する
と考えられている(“HIV and Other Highly Pathogeni
c Viruses"、33−41ページ、Academic Press,Inc.1988
年発行;“The Control of Human Retrovirus Gene Exp
ression"、79−89ページ、Cold SpringHarbor Laborato
ry 1988年発行;細胞工学,第7巻(Suppl.1),S5−S15
ページ、1988年;エイズジャーナル、第1巻、第3号、
291−300ページ、1988年;Aids、第2巻(suppl.1),S29
−40ページ、1988年;化学と生物,第27巻、第4号、21
8−227ページ,1989年)。[Current status of basic research on retroviral genes] Retroviruses are not only important viruses from the viewpoint of malignant or fatal infectious diseases of humans and various animals, and zoonotic diseases, but also include elucidation of tumors and genetic engineering. It is a useful virus as research material. Therefore, since a large number of reports have already been made on the virus, here, for the sake of convenience, the current status of a typical retrovirus is described below: As is well known, the retrovirus is 1980.
A year ago, it was noted and studied as a material for elucidating the mechanism of carcinogenesis and from the perspective of investigating strange slow virus infections that cause intractable diseases. Since the discovery of AIDS in the United States in 1981, comparative studies between various retroviruses have been used as research materials or experimental models to establish treatment and prevention at a global level. Epidemiology, immunology, virology, molecular biology The virus has been intensively promoted, and many useful reports on the virus have already been accumulated (Annu
al Review of Immunology, Volume 6, 139-159, 1988; Mi
crobial Pathogenesis, Vol. 5, 149-157, 1988; "Vi
rology ", BNFields, etc., Volume 2, pp. 1437-1589,
Raven Press [USA] 1990). Among these, as a representative example, an outline related to the HIV-1 gene will be described below. The HIV-1 genome forms a complex with reverse transcriptase and a structural protein inside the virus particle (core), and is internalized in the virus particle together with the primer tRNA; the virus genome is composed of about 10 types of genes, Basically, three major genes encoding virion components essential for virus propagation, namely gag (group-spec), which encodes precursors of three structural proteins of the viral core.
env (envelop) gene, a pol (polymerase) gene encoding three types of enzyme precursors, and an env (envelop) encoding two types of envelope glycoprotein precursors
e) Consist of genes; these genes are arranged in order from the 5 'end to gag, pol, env, 3'end; characteristics of the lentivirus include, for example, gag in the case of the HIV genome. Pol · sor… env · nef The sequence is adjacent in the order of env · nef, and a part of the 5 ′ terminal region of the pol gene is about 5% of the 3 ′ terminal region of the gag gene in a different codon reading frame. It is thought that this overlaps with 240 bases, a frame shift occurs at the time of translation at the overlapping portion, and the stop codon is replaced to proceed with translation; and the gag gene of about 1.5 kb including the overlapping portion is included. Molecular weight from all regions
After the 55 kd precursor protein is translated, it is thought to be cleaved by proteases, i.e., processed, to become three gag proteins that function as matrix proteins, capsids and nucleocapsids, respectively, in the above order, p17, p24 and p15, respectively. ing. In addition, the expression of the entire pol gene region of about 3 kb in total length allows the above enzyme precursor (molecular weight 100 kd)
But after being produced in the form of representable fusion protein as the NH 2 - protease, reverse transcriptase, integrase-COOH, such fusion proteins themselves, existing proteases or the same molecule derived from said viral Is cleaved or cleaved under the action of the protease activity of, so-called processing results in individual mature proteins (active proteins),
That is, protease (p12), reverse transcriptase (p66 and p51)
And integrase (p32) (Journal of Virology, Vol. 62, No. 5, 1808).
-1809, 1988). In addition, each of the above three enzymes plays an important role in the process of virus growth and maturation or in the process of provirus formation, and the following is confirmed or estimated for each of these functions: Proteases are involved in post-translational processing and the core formation or maturation process of virions, and protease activity is highly specific for the virus from which it is derived; reverse transcriptase is a fundamental step in viral growth RNA catalyzes the reverse transcription process from viral genomic RNA to DNA
In addition to functioning as a dependent DNA polymerase, it must also have a ribonuclease H activity that specifically degrades only RNA that is complementary to the DNA, and a DNA-dependent DNA synthesis activity that generates double-stranded DNA. Is known,
It is also useful and commonly used as a material for genetic recombination, for example, an enzyme for complementary DNA synthesis;
An endonuclease that acts on DNA strands and catalyzes recognition and cleavage of the integration site into the host chromosomal DNA of circular viral double-stranded DNA generated from the viral genomic RNA through the above reverse transcription process to become a provirus ("HIV and Other Highly Pathogeni
c Viruses ", pages 33-41, Academic Press, Inc. 1988.
Published in the year: “The Control of Human Retrovirus Gene Exp
ression ", pages 79-89, Cold SpringHarbor Laborato
ry Published in 1988; Cell Engineering, Volume 7 (Suppl.1), S5-S15
Page, 1988; AIDS Journal, Volume 1, Issue 3,
291-300, 1988; Aids, Volume 2 (suppl. 1), S29
-40, 1988; Chemistry and Biology, Vol. 27, No. 4, 21
8-227, 1989).
また、全長約0.4kbのnef遺伝子領域は分子量が約27kd
の負の調節因子(negative regulatory factor)をコー
ドしており、この調節因子は、HIVゲノムの発現に抑制
的に作用してHIVの増殖を止め、潜伏感染に関与してい
ると考えられている(“Virology",B.N.Fields等編、第
2巻、1534−1535ページ、Raven Press[米国]1990年
発行)。In addition, the nef gene region having a total length of about 0.4 kb has a molecular weight of about 27 kd.
Encodes a negative regulatory factor, which is thought to be involved in latent infection by inhibiting HIV genome expression and stopping HIV growth (“Virology”, BNFields et al., Vol. 2, pp. 1535-1535, Raven Press [USA], 1990).
[遺伝子工学によるレトロウイルス遺伝子産物の量産の
現状と課題] 遺伝子工学による種々のレトロウイルス
の遺伝子産物(以下「抗原」という)の量産は、ヒト及
び動物用のワクチンや診断剤等を開発するため、世界各
地で広く行われている。その代表例として以下、エイズ
ウイルス抗原の量産につき概略する。量産の検討が行わ
れている主な抗原は、env遺伝子の前駆体糖タンパクgp1
60とそのプロセッシング産物であるgp120及びgp41等で
あり(「エイズ対策最前線」、小松敏昭編著、下巻、47
7−495ページ、シーエムシー1989年発行)、例えば、gp
160の生産では、バキュロウイルスベクターと昆虫細胞
(Proceedings of National Academy of Sciences[US
A],vol.84,pp.6924−6928,1987)、組換えワクチニア
ウイルスとBSC−40又はHeLa細胞(Nature,vol.320,pp.5
37−540,1986;同前、vol.330,pp.259−262,1987)、ア
デノウイルスベクターとA549細胞(“Vaccine 89",pp.2
07−217,Cold Spring Harbor Laboratory 1989年発行)
等の使用が報告されている。また、gp120遺伝子領域を
挿入連係したプラスミドとCHO株化細胞による該領域の
発現(Science,vol.233,pp.209−212,1986)、大腸菌に
よるgp120の生産(Science,vol.234,pp.1392−1395,198
6)等も報告されている。更に、これに関する主な公知
技術の概略を分類し列記する(以下、欧州公開特許番号
を「EP」、西ドイツ公開特許番号を「DE」、米国特許出
願番号を「US」、PCT国際特許公表番号を「WO」、そし
てフランス公開特許番号を「FR」と夫々、略記する): (1)gag、pol、env等の遺伝子の多量発現を意図した
技術(以下、使用宿主別に記載): 大腸菌(EP 331961,EP 322394,DE 3727137,DE 372401
6,EP 293792,US 88−168486,US 88−218304,US 87−110
348,EP 255190,WO 87/07296,DE 3711016,EP 227169,EP
199301,EP 219106); 酵母(ED 3804891,EP 322394,US 88−168486); (2)gag、pol、env等の遺伝子を挿入した組換えワク
チニアウイルスの作製技術: 特開平1−148183、FR 2620030,FR 2607518,FR 26000
79,FR 2587720,FR 2596771,EP 256677,WO 87/06260,WO
87/06262; (3)env遺伝子をウイルスベクターにより発現させる
技術:ポリオーマウイルス(特開平1−39991)やバキ
ュロウイルス(EP 272858,EP 265785)等の使用;及び (4)エイズウイルス抗原をB型肝炎ウイルス抗原との
融合タンパクとして発現させる技術(EP 278940)等が
公知である。[Current status and issues of mass production of retroviral gene products by genetic engineering] Mass production of various retroviral gene products (hereinafter referred to as "antigens") by genetic engineering is for the purpose of developing vaccines and diagnostic agents for humans and animals. And is widely practiced around the world. As a representative example, mass production of the AIDS virus antigen will be outlined below. The main antigen being studied for mass production is the precursor glycoprotein gp1 of the env gene.
60 and its processing products, such as gp120 and gp41 (“The Forefront of AIDS Control,” edited by Toshiaki Komatsu, II, 47
7-495, CMC 1989), for example, gp
Production of Baculovirus vector and insect cells (Proceedings of National Academy of Sciences [US
A], vol. 84, pp. 6924-6928, 1987), recombinant vaccinia virus and BSC-40 or HeLa cells (Nature, vol. 320, pp. 5).
37-540, 1986; ibid., Vol. 330, pp. 259-262, 1987), adenovirus vector and A549 cells ("Vaccine 89", pp. 2).
07-217, Cold Spring Harbor Laboratory 1989)
Use has been reported. Further, expression of the gp120 gene region in a CHO cell line and a plasmid in which the gp120 gene region is inserted and linked (Science, vol. 233, pp. 209-212, 1986), and production of gp120 in E. coli (Science, vol. 234, pp. 1392-1395,198
6) have been reported. Furthermore, the outline of the main known technologies relating to this is categorized and listed (hereinafter referred to as “EP” for European published patent number, “DE” for West German published patent number, “US” for US patent application number, PCT international patent publication number). Are abbreviated as “WO” and French published patent numbers are abbreviated as “FR,” respectively: (1) Techniques intended for high-level expression of genes such as gag, pol, and env (hereinafter, described according to the host used): E. coli ( EP 331961, EP 322394, DE 3727137, DE 372401
6, EP 293792, US 88-168486, US 88-218304, US 87-110
348, EP 255190, WO 87/07296, DE 3711016, EP 227169, EP
Yeast (ED 3804891, EP 322394, US 88-168486); (2) Technique for producing recombinant vaccinia virus into which genes such as gag, pol, and env are inserted: JP-A-1-148183, FR 2620030, FR 2607518, FR 26000
79, FR 2587720, FR 2596771, EP 256677, WO 87/06260, WO
87/06262; (3) technology for expressing the env gene with a viral vector: use of polyoma virus (JP-A-1-39991), baculovirus (EP 272858, EP 265785), and the like; and (4) AIDS virus antigen B Techniques for expressing the protein as a fusion protein with hepatitis virus antigen (EP 278940) are known.
ところで、生ワクチン等の有効成分として使用可能な
組換えウイルスの作製技術は別として、一般に、発現ベ
クターによる有用蛋白質の工業生産では、低い生産コス
トと高い品質を確保する上で、多量発現、遺伝子産物の
宿主外への分泌、及び翻訳後のプロセッシングの3要素
は極めて重要であり、発現ベクターの構築では、これ等
の3要素を考慮に入れる必要がある。これに関し、前述
の従来技術の概略から明らかな通り、多量発現について
は種々検討され、また、分泌生産系の開発(日本農芸化
学会誌、第60巻、第5号、1035−1063ページ、1990年)
も広く進められている。しかし、翻訳後のプロセッシン
グの工夫については、遺伝子産物の精製工程の省力化
や、斯かる産物の純度等を高める上で重要であるにも拘
らず、注目されていない。従って、翻訳後のプロセッシ
ングを可能にする発現システムの開発に貴重な意義があ
ることは明確である。また、Nef蛋白は、この抗原性と
機能の観点から、エイズの診断や発症機序の解明、治療
等の分野で有用であるため、量産の確立が期待される。By the way, apart from the technology for producing a recombinant virus that can be used as an active ingredient such as a live vaccine, in general, in industrial production of a useful protein using an expression vector, in order to ensure low production cost and high quality, large amounts of gene expression and gene expression are required. The three elements of secretion of the product outside the host and post-translational processing are extremely important, and these three elements need to be taken into account in the construction of an expression vector. In this regard, as is apparent from the above-mentioned outline of the prior art, various studies have been made on high expression, and development of a secretory production system (Journal of the Japanese Society of Agricultural Chemistry, Vol. 60, No. 5, pp. 1035-1063, 1990) )
Has also been widely promoted. However, attention has not been paid to the ingenuity of post-translational processing, although it is important to save labor in the purification step of gene products and to increase the purity of such products. Therefore, it is clear that the development of an expression system that enables post-translational processing has valuable significance. In addition, Nef protein is useful in the fields of AIDS diagnosis, elucidation of onset mechanism, treatment, etc. from the viewpoint of the antigenicity and function, and thus the establishment of mass production is expected.
問題を解決するための手段 本発明者等は、前述の従来技術の課題を克服するた
め、鋭意研究を重ねた結果、レトロウイルスのgag及びp
ol遺伝子がコードする6種類の蛋白質を多量発現させ、
しかも、プロセッシングさせることに成功した。換言す
れば、本発明は、レトロウイルスのgag遺伝子産物であ
る3種のウイルスコア蛋白、p17、p24、及びp15、並び
にpol遺伝子産物である3種の酵素、プロテアーゼ、逆
転写酵素及びインテグラーゼを夫々、個別かつ単独の状
態で成熟蛋白質ないしは活性蛋白質として、安定した高
い生産収率により低コストで量産できるプラスミドの作
製を達成することにより完成された。斯かる達成は、遺
伝子組換え技術を駆使し、レトロウイルスのプロテアー
ゼ遺伝子を必須として含むよう調製した該ウイルスの遺
伝子cDNA断片を誘導可能な多量発現遺伝子内又は遺伝子
直接発現ベクター内に翻訳枠を一致させて連結したプラ
スミドを作製し、しかも、該プラスミドが期待通り、上
記遺伝子産物を多量発現し、かつ、発現されたプロテア
ーゼによる遺伝子産物それ自身のプロセッシングを確認
したことによる。尚、直接発現とは、レトロウイルス遺
伝子を、ベクター側に予め組込まれた遺伝子に由来の異
種蛋白との融合蛋白として間接的に発現させないことを
意味する。更に、本発明者等は、上記遺伝子cDNAを挿入
連係し構築したプラスミドを移入することにより形質転
換体を得ると共に、該形質転換体の培養に後述の2段階
培養法を適用することにより、その培養物中に、該cDNA
がコードする前述のコア蛋白や酵素が、融合蛋白質とし
てではなく、特異的活性を有する個々の成熟蛋白質とし
て夫々、極めて大量かつ安定に生産されることを見出し
た。更に、斯かるプロセッシングが、上記遺伝子の発現
産物である融合蛋白質の一部を占めるプロテアーゼの特
異的な活性作用によることを見出した。即ち、該プロセ
ッシングが、レトロウイルスのプロテアーゼ遺伝子に特
有の現象であることを見出した。更に、プロセッシング
された上記各蛋白質は、多量生産と精製が容易であり、
しかも、純度及び均質性が優れて高く、特に、レトロウ
イルスに固有の基質特異性の極めて高い酵素活性並びに
抗原性を併せて有することを見出した。また、極めて特
異的な抗原性を有するNef蛋白の量産をも達成した。本
発明は、これ等の知見に基づき完成されたものである。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and as a result, the retrovirus gag and p
High expression of 6 kinds of proteins encoded by ol gene,
Moreover, we succeeded in processing. In other words, the present invention relates to three viral core proteins, p17, p24, and p15, which are retroviral gag gene products, and three enzymes, proteases, reverse transcriptases and integrases, which are pol gene products. The present invention has been completed by achieving the production of plasmids which can be mass-produced at low cost with a stable and high production yield as mature proteins or active proteins, individually and individually. Such achievement is achieved by making full use of gene recombination technology to match the translation frame within a gene or a direct expression vector capable of inducing a gene cDNA fragment of the retrovirus prepared so as to essentially contain a protease gene of the virus. This resulted in the production of a ligated plasmid, and the plasmid expressed a large amount of the gene product as expected, and the processing of the gene product itself by the expressed protease was confirmed. It should be noted that the direct expression means that the retrovirus gene is not indirectly expressed as a fusion protein with a heterologous protein derived from the gene previously integrated into the vector. Furthermore, the present inventors obtained a transformant by inserting the plasmid constructed by inserting and linking the cDNA of the gene, and applying the two-step culture method described below to the culture of the transformant to obtain the transformant. In culture, the cDNA
Have been found to be produced in extremely large amounts and stably, not as fusion proteins, but as individual mature proteins having specific activity, respectively. Furthermore, it has been found that such processing is due to a specific activity of a protease occupying a part of a fusion protein which is an expression product of the above gene. That is, it has been found that the processing is a phenomenon peculiar to the retrovirus protease gene. Further, the processed proteins are easy to produce and purify in large quantities,
In addition, they have found that they have excellent purity and homogeneity, and particularly have enzyme activity and antigenicity, which are extremely high in substrate specificity unique to retroviruses. In addition, mass production of Nef protein having extremely specific antigenicity was achieved. The present invention has been completed based on these findings.
本発明によれば、レトロウイルスに係るgag、pol、お
よびnef各遺伝子がコードするを各種蛋白質の多量発現
または量産とプロセッシングが可能なプラスミドの作製
法、及びこれより得られるプラスミドとその発現産物が
提供される。斯かるプラスミドと発現産物であるコア蛋
白p17、p24及びp24、並びにプロテアーゼ、逆転写酵素
及びインテグラーゼの各酵素、そして、Nef蛋白は、レ
トロウイルス感染症の予防や治療の研究の材料として、
例えば、遺伝子工学、蛋白工学、分子生物学、レトロウ
イルス感染症に対する薬物療法剤や抗ウイルス剤の開発
等の分野での試薬として、また、ワクチン、診断剤、抗
体作製等の抗原として、極めて有用である。According to the present invention, gag, pol, and nef genes related to retroviruses encode a gene, and a method for producing a plasmid capable of large-scale expression or mass production and processing of various proteins, and a plasmid obtained therefrom and an expression product thereof Provided. Such plasmids and the expression products of the core proteins p17, p24 and p24, as well as proteases, enzymes of reverse transcriptase and integrase, and Nef protein, as materials for the study of prevention and treatment of retrovirus infection,
For example, it is extremely useful as a reagent in the fields of genetic engineering, protein engineering, molecular biology, development of pharmacotherapy and antiviral agents for retroviral infection, and as an antigen for vaccines, diagnostics, and antibody production. It is.
本発明の構成は、次の通りである: (I)レトロウイルスの遺伝子の選択とそのcDNA断片の
調製:レトロウイルスの遺伝子に関しては、前述の「定
義」に基づくレトロウイルスが有するgag、pol、レトロ
トランスポゾン等の遺伝子を使用できる。更に詳しく
は、例えばHIVの場合、コア蛋白、p17、p24及びp15をコ
ードするgag領域内の各遺伝子、プロテアーゼ、逆転写
酵素、及びインテグラーゼをコードするpol領域内の各
遺伝子等を使用する。これ等の遺伝子の発現には、プロ
テアーゼ遺伝子の使用を必須とし、レトロウイルスに係
る上記例示の各遺伝子のうち、少なくとも又は最短、プ
ロテアーゼ遺伝子領域を含むよう調製したレトロウイル
ス遺伝子cDNA断片を、多量発現遺伝子内に解読枠を一致
させて挿入連係することにより使用する。尚、組換えDN
A技術による遺伝子発現では、レトロウイルスゲノムがR
NAであるため、上記各遺伝子は、これと相補的なcDNA断
片に変換して使用する。斯かるcDNA断片は、宿主染色体
に組込まれているプロウイルスゲノムやクローン化され
た非組込み型の環状DNAから調製することができる。ま
た、ウイルス粒子から抽出したゲノムRNAを鋳型として
使用し、逆転写酵素を用いる公知の常法により作製した
cDNAライブラリーから選別し調製することも可能であ
る。しかしながら、上述の調製では危険度の高いレトロ
ウイルスを直接取扱うため、生物災害防止の観点から、
必ずしも容易ではない。従って、該ウイルスによる生物
災害を回避すると共に、上記調製工程の省力化を図るに
は、公知かつ既製のレトロウイルスゲノムcDNAクローン
の使用が推奨される。即ち、前述に引用の総説中に見ら
れる通り、現在既に、種々のレトロウイルスゲノムのク
ローニング、制限酵素地図の作成、塩基配列の決定等が
世界各地の研究者により報告されているので、これ等の
成果の活用が安全かつ簡便であり、望ましい。例えば、
既製のトリ肉腫ウイルスゲノムクローンであるプラスミ
ドpSRA2(Journal of Virology,第36巻、50−61ペー
ジ、1980年)、HIV−1プロウイルスゲノムクローンで
あるプラスミドpNL3−1、pNL3−2及びpNL4−3(Jour
nal of Virology,第59巻,284−291ページ、1986年)、H
IV−1のpol遺伝子クローンであるE.coli UT481/pNLH40
2(微工研条寄第2417号)のプラスミドpNLH402、E.coli
JM109/pCV91(微工研条寄第3195号)、E.coli JM109/p
NLH122(微工研条寄第3196号)等が入手可能であり、使
用できる。cDNA断片の調製は、公知の常法、例えば、上
述のクローンから必要領域のDNAを制限酵素で切出した
後、フェノール抽出、クロロフォルム処理、エタノール
沈澱等により精製し行うことができる。尚、DNA断片の
切出しに使用する制限酵素は、各クローンの制限酵素地
図を参考にして適宜選択できる。例えば、上記pNLH402
のpol遺伝子全領域のDNA断片の切出しを所望の場合、制
限酵素Hin d III(Journal of Virology,第59巻、284−
291ページ、1986年)を用いることができる。The constitution of the present invention is as follows: (I) Selection of retrovirus gene and preparation of cDNA fragment thereof: With regard to the retrovirus gene, gag, pol, Genes such as retrotransposons can be used. More specifically, in the case of HIV, for example, each gene in the gag region encoding core protein, p17, p24 and p15, each gene in the pol region encoding protease, reverse transcriptase, and integrase, and the like are used. Expression of these genes requires the use of a protease gene, and at least or the shortest of the above-described genes relating to the retrovirus, at least the shortest, a retrovirus gene cDNA fragment prepared to contain the protease gene region, is expressed in large amounts. It is used by inserting and linking the reading frames in the gene so as to match. In addition, recombinant DN
In gene expression by A technology, the retroviral genome
Since it is NA, each of the above genes is used after being converted into a cDNA fragment complementary thereto. Such a cDNA fragment can be prepared from a provirus genome integrated into the host chromosome or a cloned non-integrated circular DNA. In addition, using genomic RNA extracted from virus particles as a template, it was prepared by a known conventional method using reverse transcriptase.
It is also possible to select and prepare from a cDNA library. However, in the above-described preparation, since a high-risk retrovirus is directly handled, from the viewpoint of prevention of biological disasters,
Not always easy. Therefore, in order to avoid biohazards caused by the virus and save labor in the preparation step, it is recommended to use a known and ready-made retrovirus genomic cDNA clone. That is, as seen in the review cited above, cloning of various retrovirus genomes, creation of restriction enzyme maps, determination of nucleotide sequences, and the like have already been reported by researchers all over the world. Utilization of the results is safe, simple, and desirable. For example,
Plasmid pSRA2 (Journal of Virology, 36, 50-61, 1980), a ready-made avian sarcoma virus genomic clone, plasmids pNL3-1, pNL3-2, and pNL4-3, HIV-1 proviral genomic clones (Jour
nal of Virology, Vol. 59, pp. 284-291, 1986), H.
E. coli UT481 / pNLH40, a pol gene clone of IV-1
Plasmid pNLH402 of E.coli
JM109 / pCV91 (Microtechnical Laboratories No. 3195), E.coli JM109 / p
NLH122 (Microtechnical Laboratory No. 3196) and the like are available and can be used. The cDNA fragment can be prepared by a conventional method known in the art, for example, after excising DNA of a necessary region from the above-mentioned clone with a restriction enzyme, and then purifying by phenol extraction, chloroform treatment, ethanol precipitation and the like. Restriction enzymes used for excision of DNA fragments can be appropriately selected with reference to a restriction enzyme map of each clone. For example, the above pNLH402
If it is desired to cut out a DNA fragment of the entire region of the pol gene, the restriction enzyme Hind III (Journal of Virology, Vol. 59, 284-
291 p. 1986).
(II)レトロウイルス遺伝子発現プラスミドの構築、及
び該プラスミドを移入した形質転換体の作製:上述に従
って調製したレトロウイルスゲノムcDNA断片を、公知の
常法、例えば、T4DNAリガーゼを用いて多量発現遺伝子
内又は遺伝子直接発現ベクター内に挿入連係することに
より、レトロウイルス遺伝子発現プラスミドを構築す
る。尚、本発明に係る上記用語「プラスミド」は便宜的
表記のために使用されており、実質的には広くレトロウ
イルス遺伝子を発現するレプリコンを意味する。従っ
て、斯かるプラスミドの構築には、公知又は市販の発現
用のベクター、例えば、腸内細菌科のプラスミドベクタ
ーpSN508系列(米国特許第4,703,005号)、酵母のプラ
スミドベクターpJM105(特開昭62−286930)とpBH103系
列(特開昭63−22098)、弱毒水痘ウイルス・ベクター
(特開昭53−41202)、弱毒マレック病ウイルス・ベク
ター(欧州公開特許第334530号)、大腸菌のプラスミド
ベクターpUR290系列(EMBO Journal、第2巻、1791−17
94、1983年)、pSN5182(Journal of Bacteriology、第
157巻、909−917ページ、1984年)及びpT7−7(Procee
dings of the National Academy of Sciences[USA]、
第82巻、1074−1078ページ、1985年)等が使用できる。
発現ベクターの構築に於いて重要なことは、上述の遺伝
子を発現量の多い遺伝子と連係することである。例え
ば、上述のpUR290を用いる場合にはlacZ遺伝子の下流
に、pSN5182ではpstS遺伝子の下流に、また、pT7−7で
はT7プロモーター支配下のpT7−7由来のオリゴペプチ
ド遺伝子の下流に夫々、該遺伝子を挿入連係することが
好ましい。また、斯かる該遺伝子の挿入連係に際し、注
意すべき点は、翻訳が円滑に進行するよう遺伝子相互の
コドン解読枠を一致させることにある。例えば、HIV−
1、HIV−2、サル免疫不全ウイルス、モロニーマウス
白血病気ウイルス等のcDNA断片を挿入連係する場合、斯
かるウイルスのプロテアーゼはpol遺伝子領域にコード
されているので、このpol遺伝子の解読枠が多量発現遺
伝子のそれと一致するよう連係する。また、トリ肉腫ウ
イルスのプロテアーゼはpol遺伝子領域とは解読枠が異
なるgag遺伝子領域にコードされており、ヒトT細胞白
血病ウイルスやウシ白血病ウイルス等のプロテアーゼ遺
伝子はgag遺伝子ともpol遺伝子とも解読枠が異なる。こ
の様な場合には、多量発現遺伝子、プロテアーゼ遺伝子
及びpol遺伝子間相互の解読枠を一致させる工夫を要す
る。斯かる工夫により、各種酵素遺伝子の発現量は保証
される。尚、上記解読枠の一致は、制限酵素、ヌクレア
ーゼBal31、マングビーン(mung bean)ヌクレアーゼ等
の酵素を用いる公知の常法により達成できる。また、構
築した発現ベクターを移入し形質転換体を得る目的で用
いる最適な受容細胞は、その発現ベクターの複製と発現
とを許容する感受性宿主細胞から選択し、同時に、斯か
る宿主細胞のうち、構築した発現ベクターの移入が容易
かつ確実に検出できる細胞を厳選して使用する。例え
ば、発現用ベクターとして上述のpSN系列を用いる場合
には受容菌として、該ベクター移入による形質転換体を
薬剤耐性をマーカーとして選別できる大腸菌C75株微工
研菌寄第10191号)の使用が好ましく、また、pUR290系
列及びpT7−7を用いる場合には、このベクターが移入
された形質転換体をアンピシリン耐性をマーカーとして
選別できる大腸菌UT481株(Journal of Bacteriology、
第163巻、376−384ページ、1985年)及び大腸菌BL21(D
E3)株(Journal of Molecular Biology、第189巻、第
1号、113−130ページ、1986年)等が夫々、使用でき
る。斯かる受容細胞への発現ベクターの移入は、公知の
常法、例えば、塩化カルシウム法(Journal of Molecul
ar Biology、第53巻、154−162ページ、1970年)により
行うことができる。また、上述gagやpol遺伝子発現プラ
スミドが移入された形質転換体は、上記マーカーが陽性
のコロニーから選別する。次に、選別された形質転換体
コロニーから該発現ベクターDNAを抽出の後、制限酵素
で切断し、これをアガロースゲル電気泳動にかけ、挿入
連係されたDNA断片のサイズを測定すると共に、該遺伝
子DNA断片の存在が確認されたコロニーを、レトロウイ
ルス遺伝子発現の形質転換体クローンとして採用する。
例えば、前述の発現用ベクターpUR290にpNLH402に由来
のpol遺伝子全領域が挿入連係された場合には、約4kbの
EcoR I断片が検出される。(II) Construction of a retrovirus gene expression plasmid and preparation of a transformant transfected with the plasmid: The retrovirus genomic cDNA fragment prepared as described above was ligated into a gene expressed in a large amount using a conventional method, for example, T4 DNA ligase. Alternatively, a retroviral gene expression plasmid is constructed by inserting and linking into a gene direct expression vector. The term “plasmid” according to the present invention is used for convenience notation, and means a replicon that expresses a retroviral gene substantially and widely. Therefore, to construct such a plasmid, a known or commercially available expression vector, for example, a plasmid vector pSN508 series of Enterobacteriaceae (US Pat. No. 4,703,005), a yeast plasmid vector pJM105 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-286930) ) And pBH103 series (JP-A-63-22098), attenuated varicella virus vector (JP-A-53-41202), attenuated Marek's disease virus vector (European Patent No. 334530), and a plasmid vector pUR290 series of E. coli (EMBO) Journal, Volume 2, 1791-17
94, 1983), pSN5182 (Journal of Bacteriology, Chapter
157, 909-917, 1984) and pT7-7 (Procee
dings of the National Academy of Sciences [USA],
82, pp. 1074-1078, 1985).
What is important in the construction of an expression vector is to link the above-mentioned gene with a gene having a high expression level. For example, when the above-described pUR290 is used, the gene is downstream of the lacZ gene, downstream of the pstS gene in pSN5182, and downstream of the oligopeptide gene derived from pT7-7 under the control of the T7 promoter in pT7-7, respectively. Is preferably linked. It should be noted that such gene insertion should be coordinated so that codon reading frames of the genes coincide with each other so that translation proceeds smoothly. For example, HIV-
1. When cDNA fragments such as HIV-2, simian immunodeficiency virus, and Moloney murine leukemia virus are inserted and linked, since the protease of such virus is encoded in the pol gene region, the pol gene has a large amount of open reading frame. Cooperate to match that of the expressed gene. In addition, the protease of avian sarcoma virus is encoded in the gag gene region, which has a different reading frame from the pol gene region, and the protease genes of human T-cell leukemia virus, bovine leukemia virus, etc., have different reading frames from the gag gene and the pol gene. . In such a case, it is necessary to devise a method for matching the mutual reading frames among the large-expression gene, the protease gene and the pol gene. By such a measure, the expression levels of various enzyme genes are guaranteed. The agreement of the reading frames can be achieved by a known method using enzymes such as a restriction enzyme, nuclease Bal31, and mung bean nuclease. In addition, the optimal recipient cells used for the purpose of obtaining a transformant by transferring the constructed expression vector are selected from susceptible host cells that permit the replication and expression of the expression vector, and at the same time, among such host cells, Cells that can easily and reliably detect the transfer of the constructed expression vector are carefully selected and used. For example, when the above-described pSN series is used as an expression vector, it is preferable to use, as a recipient bacterium, an Escherichia coli C75 strain, which can be used to select a transformant obtained by transferring the vector as a marker for drug resistance, No. 10191). When the pUR290 series and pT7-7 are used, a transformant into which this vector has been transferred can be selected using ampicillin resistance as a marker for the E. coli UT481 strain (Journal of Bacteriology,
163, pp. 376-384 (1985) and E. coli BL21 (D
E3) strain (Journal of Molecular Biology, Vol. 189, No. 1, pp. 113-130, 1986) can be used, respectively. The transfer of the expression vector into such a recipient cell can be performed by a known method, for example, the calcium chloride method (Journal of Molecule).
ar Biology, Vol. 53, pp. 154-162, 1970). In addition, the transformant into which the gag or pol gene expression plasmid has been transferred is selected from colonies positive for the marker. Next, after extracting the expression vector DNA from the selected transformant colonies, the expression vector DNA was cut with a restriction enzyme, and subjected to agarose gel electrophoresis to measure the size of the inserted and linked DNA fragment. A colony in which the presence of the fragment has been confirmed is adopted as a transformant clone expressing the retrovirus gene.
For example, when the entire pol gene derived from pNLH402 is linked to the expression vector pUR290 described above, about 4 kb
An EcoRI fragment is detected.
(III)形質転換体クローンによるレトロウイルス遺伝
子発現の確認、及び該形質転換体の培養による各種蛋白
の大量生産:形質転換体クローンによる遺伝子発現の確
認は、例えば、ウェスタンブロット法を用いて、該クロ
ーン培養物の粗抽出液を分析して行うことができる。粗
抽出液は、例えば、形質転換体を公知の培地中で培養の
後、低速遠心により集菌し、これをドデシル硫酸ナトリ
ウムと2−メルカプトエタノールで処理し、次いで、高
速遠心にかけ、その上清を採取することにより調製でき
る。また、ウェスタンブロット法は、多種多様に市販さ
れている各種材料を用い、常法に従って、次の順序で行
うことができる:上記粗抽出液をポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動にかける;分離した蛋白質をトランスブロッ
トセルを用いてニトロセルロース膜上に転移させる;該
膜をゼラチン液に浸しブロッキングする。そして以下、
例えば、斯かる膜上の被検体がHIVのpol遺伝子産物の場
合には、HIVキャリアー血清と一次反応させる;これを
洗浄の後、更に、ペルオキシダーゼ標識抗ヒトIgG抗体
と二次反応させる;これを洗浄の後、過酸化水素液と発
色剤で発色させ、HIVキャリアー血清と特異的に反応す
るバンドを検出することにより、上記クローンでのpol
遺伝子の発現を確認する。尚、上記被検体がHIV以外の
他のレトロウイルスに由来の遺伝子産物の場合には、HI
Vキャリアー血清を使用せず、一次反応には該当するレ
トロウイルス抗血清を、二次反応には該抗血清が由来の
ヒト又は動物のIgGに対する抗体を夫々、使用する。gag
やpol遺伝子の発現が確認された形質転換体の培養によ
る各種コア蛋白、プロテアーゼ、逆転写酵素、及びイン
テグラーゼ各酵素の大量生産は、次の通り行う:該形質
転換体の本培養用シードを調製するため、例えば、形質
転換体が大腸菌の場合、LB培地中で、菌体濃度が2×10
9〜8×109細胞/mlに達するまで、30〜40℃で12〜35時
間培養する;次に、予め調製した培養用培地1000に対
し、斯かるシード1〜10を接種混合の後、前培養と後
培養からなる2段階培養を行う。前培養は、シード細胞
の増殖並びに発現ベクターの増幅を目的として行うもの
であり、10〜40℃で1〜24時間、好ましくは、15〜37℃
で2〜12時間行い、例えば、大腸菌の場合には、培養下
の菌体濃度、即ち、培養液濁度OD600nm=0.1〜2.0を目
安として前培養を終了する。次いで、斯かる前培養の完
了に伴い、該培養系を後培養へ移行させる。後培養は、
発現ベクターに連係の酵素遺伝子の転写と翻訳、及び翻
訳後の該遺伝子産物が改編され、活性を有する個々の単
独な成熟タンパク質となるプロセッシングを確保すると
同時に、翻訳後の酵素遺伝子産物が宿主細胞に由来のタ
ンパク分解酵素により無秩序に分解され失活することを
避けるため、細心の注意と創意の下で設定されるべきで
ある。尚、後培養は、前培養に比べ相対的に低温の方が
望ましく、10〜40℃で1〜40時間、好ましくは、15〜37
℃で3〜35時間行なう。また、使用する発現ベクターの
性質を考慮し、例えば、後培養開始時に、培地中のリン
酸の飢餓化、培地中へのインデューサーの添加混合等を
行うことにより、発現の促進や誘導を図ることができ
る。また、上述の2段階培養を行うことにより、レトロ
ウイルスの各コア蛋白、プロテアーゼ、逆転写酵素、及
びインテグラーゼ各酵素が、融合タン、バク質の状態で
はなく、個々に独立した活性タンパク質、即ち、個別か
つ単独の成熟タンパク質として、通常、培地1当り約
1〜30mgの高収量で生産される。(III) Confirmation of retrovirus gene expression by transformant clone and mass production of various proteins by culturing the transformant: Confirmation of gene expression by transformant clone is carried out, for example, by Western blotting. The analysis can be performed by analyzing a crude extract of the clone culture. The crude extract is obtained, for example, by culturing the transformant in a known medium, collecting cells by low-speed centrifugation, treating the cells with sodium dodecyl sulfate and 2-mercaptoethanol, and then subjecting the cells to high-speed centrifugation. Can be prepared. In addition, Western blotting can be performed using a wide variety of commercially available materials in accordance with a conventional method in the following order: the crude extract is subjected to polyacrylamide gel electrophoresis; Transfer onto a nitrocellulose membrane using a blot cell; immerse the membrane in gelatin solution and block. And below
For example, if the analyte on the membrane is an HIV pol gene product, it is subjected to a primary reaction with an HIV carrier serum; after washing, it is further reacted with a peroxidase-labeled anti-human IgG antibody; After washing, color was developed with a hydrogen peroxide solution and a color former, and the band specifically reacting with the HIV carrier serum was detected.
Check gene expression. When the subject is a gene product derived from a retrovirus other than HIV, HI
The V-carrier serum is not used, and the primary reaction uses the relevant retroviral antiserum, and the secondary reaction uses an antibody against human or animal IgG derived from the antiserum. gag
Mass production of various core proteins, proteases, reverse transcriptases, and integrase enzymes by culturing transformants in which the expression of the pol gene has been confirmed is performed as follows: For preparation, for example, when the transformant is Escherichia coli, the cell concentration is 2 × 10 5 in LB medium.
Until reaching 9 to 8 × 10 9 cells / ml, and cultured 12 to 35 hours at 30 to 40 ° C.; Next, to the culture medium 1000 previously prepared, after inoculation mixing such seed 1-10, Two-stage culture consisting of pre-culture and post-culture is performed. The preculture is performed for the purpose of growing seed cells and amplifying the expression vector, and is performed at 10 to 40 ° C for 1 to 24 hours, preferably, 15 to 37 ° C.
For 2 to 12 hours, for example, in the case of Escherichia coli, the pre-culture is terminated based on the cell concentration under culture, that is, the culture solution turbidity OD600nm = 0.1 to 2.0. Next, upon completion of such pre-culture, the culture system is transferred to post-culture. Post-culture
The transcription and translation of the enzyme gene linked to the expression vector, and the translated gene product are remodeled to ensure the processing of individual active mature proteins, while the translated enzyme gene product is transferred to the host cell. It should be set with extreme care and ingenuity to avoid random degradation and inactivation by the proteolytic enzymes of origin. The post-culture is preferably performed at a relatively low temperature as compared with the pre-culture, and at 10 to 40 ° C for 1 to 40 hours, preferably 15 to 37 hours.
C. for 3 to 35 hours. In addition, in consideration of the properties of the expression vector to be used, for example, at the start of post-culture, the promotion or induction of expression is performed by starvating the phosphate in the medium, adding and mixing an inducer in the medium, and the like. be able to. In addition, by performing the two-step culture described above, each core protein of the retrovirus, protease, reverse transcriptase, and each enzyme of the integrase are not in the form of a fusion protein or a bacterium, but independently active proteins, that is, As a separate and separate mature protein, it is usually produced in high yields of about 1-30 mg per medium.
(IV)発現ベクターにより量産された各コア蛋白、プロ
テアーゼ、逆転写酵素、及びインテグラーゼ各酵素の精
製:この工程は、公知の常法を組合わせて用いることに
より達成できる。例えば、沈澱剤、遠心、濾過等による
形質転換体培養物の採取;超音波処理、加圧減圧処理、
ホモジナイザー等により形質転換体細胞の破壊ないしは
破砕による粗抽出液の調製;珪酸や活性炭による吸脱着
処理、塩析、有機溶媒による沈澱等による精製;超遠心
法、カラムクロマトグラフィー、電気泳動法等を用いる
分画による高度精製;また、珪酸及び活性炭に吸脱着の
後、密度勾配遠心にて分画する遺伝子産物の精製法(特
開昭63−297)等の常法により、上記各蛋白ないしは各
酵素の精製が可能である。(IV) Purification of each core protein, protease, reverse transcriptase, and integrase enzyme mass-produced by the expression vector: This step can be achieved by using a combination of known conventional methods. For example, collection of a transformant culture by a precipitant, centrifugation, filtration, etc .;
Preparation of crude extract by disruption or disruption of transformant cells using a homogenizer, etc .; purification by adsorption / desorption treatment with silica or activated carbon, salting out, precipitation with an organic solvent, etc .; ultracentrifugation, column chromatography, electrophoresis, etc. Highly purified by fractionation used; or by adsorbing and desorbing to silicic acid and activated carbon, and then purifying the gene product to be fractionated by density gradient centrifugation (JP-A-63-297) by a conventional method such as Enzyme purification is possible.
本発明の作成法により得られる発現ベクターはアンプ
ル、バイアル瓶等の小型容器内で密封された状態、又は
宿主に移入した状態で提供される。また、本発明に係る
発現ベクターにより量産される各コア蛋白、プロテアー
ゼ、逆転写酵素及びインテグラーゼ各酵素は、液状、乾
燥粉末、又は濾紙や膜等に吸着の状態で、アンプル、バ
イアル瓶等の小型容器内に密封し、提供できる。液状の
場合はそのまま必要量使用し、乾燥の場合は、蒸溜水で
溶解し乾燥前の体積まで戻した後、必要量使用する。濾
紙や膜等に吸着の場合には、使用書に指定の溶液で湿潤
させた後、使用する。The expression vector obtained by the method of the present invention is provided in a sealed state in a small container such as an ampoule or a vial, or in a state transferred to a host. In addition, each core protein, protease, reverse transcriptase and integrase each enzyme mass-produced by the expression vector according to the present invention is in the form of a liquid, a dry powder, or adsorbed on filter paper or a membrane, such as an ampoule or a vial. Can be provided sealed in a small container. In the case of a liquid, use the necessary amount as it is, and in the case of drying, dissolve it in distilled water and return to the volume before drying, then use the required amount. In the case of adsorption on filter paper, membrane, etc., use it after wetting it with the solution specified in the instruction manual.
(V)nef遺伝子発現プラスミドの構築、Nef蛋白の量産
・確認・精製・使用:これ等は、前述(I)から(IV)
の記載と同様の要領で行うことができる。但し、nef遺
伝子は、HIVのゲノムにおいてgagやpol遺伝子から離れ
た位置にあり、Nef蛋白の産生には翻訳後のプロセッシ
ング過程を必要としないので、該蛋白は、単一種の蛋白
として生産させた方が合理的かつ省力的である。それ
故、Nef蛋白の量産は、ブロセッシングを考慮すること
なく、nef遺伝子を単独で多量発現させることにより達
成できる。即ち、nef遺伝子発現プラスミドは、nef遺伝
子cDNA断片を多量発現遺伝子または遺伝子直接発現ベク
ターに挿入連係することにより作製する。尚、nef遺伝
子cDNA断片は、HIVゲノム中のnef遺伝子領域や、nef遺
伝子cDNAを有するプラスミドpNL4−3(Journal of Vir
ology,第59巻、284−291ページ、1986年)やプスミドpN
LH152(微工研条寄第 号)等を用いて調製で
きる。(V) Construction of nef gene expression plasmid, mass production / confirmation / purification / use of Nef protein: These are described in (I) to (IV) above.
Can be performed in the same manner as described above. However, since the nef gene is located at a position distant from the gag and pol genes in the HIV genome and does not require post-translational processing for the production of the Nef protein, the protein was produced as a single protein. It is more rational and labor-saving. Therefore, mass production of Nef protein can be achieved by expressing a large amount of the nef gene alone without considering processing. That is, the nef gene expression plasmid is prepared by inserting and linking the nef gene cDNA fragment into a large expression gene or a direct gene expression vector. The nef gene cDNA fragment can be obtained from the plasmid pNL4-3 (Journal of Virgin) containing the nef gene region in the HIV genome or the nef gene cDNA.
ology, Vol. 59, pp. 284-291 (1986)) and psmid pN
It can be prepared using LH152 (Microtechnical Laboratory No.).
以下、本発明の具体例につき実施例を挙げて説明す
る。但し、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるも
のではない。Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to examples. However, the present invention is not limited only to the following examples.
参考例1 逆転写酵素活性の測定:反応液の組成が50mMのトリス
・HCl(pH8.3),50mMの塩化カリウム,10mMの塩化マグネ
シウム,3mMのジチオスライトール,0.1%(W/V)のノニ
デットP−40(シェル石油社[米国]製)20μg/mlの
(rA)n・(dT)12-18(ファルマシア社[スウェーデ
ン]製),0.5mMのTTP(チミジントリフォスフェイト),
1μCiの[3H]・TTPで検体5μlを含めて50μlとし
て、37℃にて10分間インキュベートした。反応液を直ち
に氷冷し、濾紙DE81(ワットマン社[英国]製)にて濾
過し、フィルターを5%リン酸ソーダ液にてよく洗浄
し、更に水洗後エタノールで洗い、乾燥して、液体シン
チレーションカウンターにてcpmを測定した。Reference Example 1 Measurement of reverse transcriptase activity: The composition of the reaction solution was 50 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM potassium chloride, 10 mM magnesium chloride, 3 mM dithiothreitol, 0.1% (W / V). Nonidet P-40 (manufactured by Shell Sekiyu Kabushiki Kaisha [USA]) 20 μg / ml (rA) n · (dT) 12-18 (manufactured by Pharmacia Kabushiki Kaisha), 0.5 mM TTP (thymidine triphosphate),
50 μl including 1 μCi of [ 3 H] · TTP including 5 μl of the sample was incubated at 37 ° C. for 10 minutes. The reaction solution was immediately cooled on ice, filtered through filter paper DE81 (manufactured by Whatman [UK]), and the filter was washed well with 5% sodium phosphate solution, further washed with water, washed with ethanol, and dried to obtain liquid scintillation. The cpm was measured with a counter.
実施例1 レンチウイルスのpol遺伝子を挿入連係した発現ベク
ターの構築:HIVプロウイルスゲノムDNAを保有するプラ
スミドpNL4−3(Journal of Virology,59(2):284−
291,1986)のDNAを5μg,5μlのHind III,20μlの5
×RM(50mMトリス・HCl,pH7.5,35mM MgCl2、300mM NaC
l)を加え、蒸留水で全量を100μlとして、37℃にて1
時間,インキュベート後、TE(10mMトリス・HCl,pH7.5,
1mM EDTA)で飽和したフェノールにて抽出し、水層をク
ロロホルム処理して、エタノール沈澱した。沈澱を10μ
lのTEに溶解した内の1μlと、Hind IIIで開裂し、ア
ルカリ性ホスファターゼ処理したプラスミド、pHSG398
DNA0.1μg(1μl),更に、2μlの10×ライゲーシ
ョン緩衝液(660mMトリス・HCl,pH7.6,66mM MgCl2,100m
M DTT,1mM ATP)を加えたものに、1μlのT4DNAリガー
ゼを添加し、全量を蒸留水で20μlとした後、15℃にて
12時間、インキュベートした。次いで、この反応液によ
り大腸菌JM103株を塩化カルシウム法(Journal of Mole
cular Biology,53:154,1970)により形質転換し、クロ
ラムフェニコール20μg/ml含有のLB平板培地(1%(W/
V)Bacot−trypton,0.5%(W/V)Bacto−yeast extrac
t,1%(W/V)NaClおよび1.5%(W/V)寒天)にて、クロ
ラムフェニコール耐性コロニーを選択した。クロラムフ
ェニコール耐性クローンより常法によりプラスミドDNA
を抽出し、プラスミドpNL4−3DNA由来の約4.0kbの断片
を含むクローンをHind III切断により選別し、クローン
pNLH402を得た。Example 1 Construction of an Expression Vector Linked with Lentiviral pol Gene Insertion: Plasmid pNL4-3 Having HIV Provirus Genomic DNA (Journal of Virology, 59 (2): 284-
5 μg, 5 μl of Hind III, 20 μl of 5
× RM (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 35 mM MgCl 2 , 300 mM NaC
l), make up the total volume to 100 μl with distilled water, and add 1
Time, after incubation, TE (10 mM Tris-HCl, pH 7.5,
Extraction was performed with phenol saturated with 1 mM EDTA, and the aqueous layer was treated with chloroform and precipitated with ethanol. 10μ precipitate
1 μl of a solution dissolved in 1 l of TE, and a plasmid cleaved with Hind III and treated with alkaline phosphatase, pHSG398
0.1 μg (1 μl) of DNA and 2 μl of 10 × ligation buffer (660 mM Tris-HCl, pH 7.6, 66 mM MgCl 2 , 100 mM
M DTT, 1 mM ATP), 1 μl of T4 DNA ligase was added, and the total amount was made up to 20 μl with distilled water.
Incubated for 12 hours. Next, Escherichia coli JM103 was subjected to the calcium chloride method (Journal of Mole
LB plate medium containing 20 μg / ml of chloramphenicol (1% (W /
V) Bacot-trypton, 0.5% (W / V) Bacto-yeast extrac
Chloramphenicol resistant colonies were selected at (t, 1% (W / V) NaCl and 1.5% (W / V) agar). Plasmid DNA from chloramphenicol-resistant clones
And a clone containing a fragment of about 4.0 kb derived from plasmid pNL4-3 DNA was selected by Hind III digestion, and cloned.
pNLH402 was obtained.
5μlのプラスミドpNLH402 DNA(5μg)に5μl
のHind IIIと10μlの5×RMを加え、全量を蒸留水で50
μlとし、37℃で1時間インキュベートし、フェノール
抽出、クロロホルム処理後、エタノール沈澱した。この
沈澱に10μlの5×RMと5μlのBgl IIを加え、全量を
蒸留水で50μlとしてよく溶解し、37℃で再び1時間イ
ンキュベートし、フェノール抽出、クロロホルム処理
後、エタノール沈澱させたDNAは10μlのTEに溶解し
た。5 μl of plasmid pNLH402 DNA (5 μg)
Of Hind III and 10 μl of 5 × RM, and the whole amount is
After incubating at 37 ° C. for 1 hour, phenol extraction and chloroform treatment were performed, followed by ethanol precipitation. 10 μl of 5 × RM and 5 μl of Bgl II were added to the precipitate, and the whole amount was dissolved in distilled water to 50 μl, and the mixture was dissolved well at 37 ° C., incubated again at 37 ° C. for 1 hour, and subjected to phenol extraction and chloroform treatment, followed by ethanol precipitation of 10 μl. Dissolved in TE.
一方、発現用ベクターpUR290(The EMBO Journal,2
(2):1791−1794,1983)の5μgに5μlのHind II
I,10μlの5×RMを加え、蒸留水にて50μlにしたもの
を37℃で1時間インキュベートし、フェノール抽出、ク
ロロホルム処理後、エタノール沈澱を行い、これに5×
RM(NaClの濃度は500mM)を10μlとBamH Iを5μl、
更に蒸留水を35μl加え、完全に沈澱を溶解し、37℃で
再び1時間インキュベートし、フェノール抽出、クロロ
ホルム処理後、エタノール沈澱させたDNAを10μlのTE
に溶解した。On the other hand, the expression vector pUR290 (The EMBO Journal, 2
(2): 1791-1794,1983) and 5 μl of Hind II.
I, 10 μl of 5 × RM was added, the mixture was made up to 50 μl with distilled water, incubated at 37 ° C. for 1 hour, subjected to phenol extraction, chloroform treatment, ethanol precipitation, and 5 ×
10 μl of RM (NaCl concentration is 500 mM) and 5 μl of BamHI,
Further, 35 μl of distilled water was added to completely dissolve the precipitate, and the mixture was again incubated at 37 ° C. for 1 hour, and after phenol extraction and chloroform treatment, 10 μl of DNA precipitated with ethanol was added.
Was dissolved.
次に、上記のHind IIIとBamH Iで切断したpUR290(1
μl)と、Hind IIIとBgl IIで切断した。pNLH402(1
μl)を混合し、10×ライゲーション緩衝液2μlおよ
び1μlのT4DNAリガーゼを加え、全量を蒸留水にて20
μlとし、15℃にて12時間インキュベートした。この反
応液にて大腸菌UT481株(Journal of Bacteriology,16
3:376−384,1985)を前述の塩化カルシウム法にて形質
転換し、アンピシリン20μg/ml含有のLB平板培地にてア
ンピシリン耐性コロニーを選別し、更に、pNL4−3由来
の3.8kbの断片を含むクローンをEcoR I切断にて挿入断
片のサイズを測定することにより選別し、クローンUT48
1/pPG280を得た。即ち、このクローンはプラスミドpUR2
90上のlacZ遺伝子の3′末端部に3.8kbのHIV pol遺伝子
領域が連結されており、lacZとpolの遺伝子産物は融合
蛋白(約230kd)として発現し、その後プロセスされて
各種酵素が産生されると推定される。Next, pUR290 (1) cut with Hind III and BamHI described above.
μl) and cut with Hind III and Bgl II. pNLH402 (1
μl), 2 μl of 10 × ligation buffer and 1 μl of T4 DNA ligase were added, and the whole volume was distilled water.
μl and incubated at 15 ° C. for 12 hours. E. coli UT481 strain (Journal of Bacteriology, 16
3: 376-384, 1985) by the calcium chloride method described above, ampicillin-resistant colonies were selected on an LB plate medium containing 20 μg / ml of ampicillin, and a 3.8 kb fragment derived from pNL4-3 was further isolated. The clones containing the clone UT48 were selected by measuring the size of the inserted fragment by EcoRI digestion.
1 / pPG280 was obtained. That is, this clone was constructed using plasmid pUR2
A 3.8 kb HIV pol gene region is linked to the 3 'end of the lacZ gene on 90, and the lacZ and pol gene products are expressed as a fusion protein (about 230 kd) and then processed to produce various enzymes. It is estimated that.
実施例2 形質転換体の培養によるレンチウイルスのプロテアー
ゼ、逆転写酵素、およびインテグラーゼ各酵素の生産:
形質転換体クローンUT481/pPG280をアンピシリン20μg/
ml含有のLB培地(Bacto−tryptone 1%(W/V),Bacto−
yeast extract 0.5(W/V)およびNaCl 1%(W/V))
で、37℃にて18時間培養後、1/100容量を新鮮LB培地
(アンピシリン20μg/ml含有)に加え、25℃にて前培養
した。培地の濁度OD600nmが0.5に到達した時、IPTG(Is
opropyl−thiogalactoside,シグマ社[米国]製)を1mM
加え、更に25℃にて18時間培養を続けた。遠心操作(50
00rpm,5分)で菌体を集め、1/25容量の40mMトリス・HC
l,pH8.0(0.1mM EDTA,5mM MgCl2,0.1%(W/V)TritonX
−100および10mMの2−メルカプトエタノールを含む)
に浮遊し、超音波処理(30秒間処理を5回,19.5KHz,300
W)後、遠心操作(19,000rpm,60分)により、上清を分
離した。この洗抽出液中のHIV pol遺伝子産物を検討す
るため、粗抽出液の逆転写酵素活性を測定した結果を第
1図に示す。期待される有意な逆転写酵素活性が認めら
れた。また、ウエスタンブロット法による分析も行っ
た。即ち、集めた菌体に4%(W/V)のドデシル硫酸ナ
トリウム(SDS)と1%(W/V)の2−メルカプトエタノ
ールを加え、5分間煮沸処理し、遠心操作(10,000rpm,
5分間)した上清を、0.1%(W/V)SDS−10%(W/V)ポ
リアクリルアミドのゲルを用いて電気泳動し、トランス
ブロットセル(バイオラッド社[米国]製)を用いてニ
トロセルロース膜(S&S社[西独]製)にブロット
後、常法通り3%(W/V)のゲラチン液に浸しブロッキ
ングした。次いで、フィルターをHIVキャリアー血清と
一次反応させ、洗浄後、ペルオキシダーゼ標識ヤギ抗ヒ
トIgG血清(バイオラッド社[米国]製)と二次反応さ
せた。最後にフィルターを洗浄後、50mlのTBS(20mMト
リス・HCl,pH7.4,500mM NaCl)に0.4mlのDAB(3,3′−d
iaminobenzidine tetrahydrochloride)と30%(W/V)
の過酸化水素液15μlを加えた発色液に浸し、15分間室
温にて発色させ、フィルターを蒸留水で洗浄し、反応を
停止した。第2図に結果を示した。HIV pol遺伝子を保
有しないベクターpUR290による形質転換菌UT481/pUR290
の粗抽出液では、HIVキャリアー血清と反応する特異な
バンドは見られないが、UT481/pPG280の粗抽出液中に
は、HIVのpol遺伝子産物である分子量66kdと51kdの逆転
写酵素,32kdのインテグラーゼおよび12kdのプロテアー
ゼのバンドを認めることが出来た。逆転写酵素が、β−
ガラクトシダーゼより切断されていることは、第3図の
陰イオン交換体MonoQ(ファルマシア社[スウェーデ
ン]製)カラムクロマトグラフィーの結果からも容易に
分かる。即ち、逆転写酵素活性はβ−ガラクトシダーゼ
活性と完全に分離した画分に認められた。よって、HIV
pol遺伝子産物はβ−ガラクトシダーゼとの融合蛋白と
して産生されるが、pol遺伝子産物のプロテアーゼによ
り、プロテアーゼ、逆転写酵素およびインテグラーゼの
領域が特異的に切断され、菌体中に蓄積されるものと推
察される。Example 2 Production of Lentiviral Protease, Reverse Transcriptase, and Integrase Enzymes by Culture of Transformants:
Transformant clone UT481 / pPG280 was added to ampicillin 20 μg /
ml of LB medium (Bacto-tryptone 1% (W / V), Bacto-
yeast extract 0.5 (W / V) and NaCl 1% (W / V)
After culturing at 37 ° C. for 18 hours, 1/100 volume was added to a fresh LB medium (containing 20 μg / ml of ampicillin) and pre-cultured at 25 ° C. When the turbidity OD 600 nm of the medium reaches 0.5, IPTG (Is
opropyl-thiogalactoside, Sigma [USA]) 1mM
In addition, the culture was further continued at 25 ° C. for 18 hours. Centrifugation operation (50
(00 rpm, 5 minutes) to collect the cells, 1/25 volume of 40 mM Tris-HC
l, pH 8.0 (0.1 mM EDTA, 5 mM MgCl 2 , 0.1% (W / V) TritonX
Containing -100 and 10 mM 2-mercaptoethanol)
And ultrasonic treatment (5 treatments for 30 seconds, 19.5KHz, 300
After W), the supernatant was separated by centrifugation (19,000 rpm, 60 minutes). FIG. 1 shows the results of measuring the reverse transcriptase activity of the crude extract in order to examine the HIV pol gene product in the washed extract. Expected significant reverse transcriptase activity was observed. In addition, analysis by Western blotting was also performed. That is, 4% (W / V) sodium dodecyl sulfate (SDS) and 1% (W / V) 2-mercaptoethanol were added to the collected cells, and the mixture was boiled for 5 minutes and centrifuged (10,000 rpm,
The resulting supernatant was subjected to electrophoresis using a gel of 0.1% (W / V) SDS-10% (W / V) polyacrylamide, and was subjected to transblot cell (Bio-Rad, USA). After blotting on a nitrocellulose membrane (manufactured by S & S [West Germany]), the membrane was blocked by immersion in a 3% (W / V) gelatin solution as usual. Next, the filter was subjected to a primary reaction with an HIV carrier serum, washed, and then subjected to a secondary reaction with a peroxidase-labeled goat anti-human IgG serum (Bio-Rad, USA). Finally, after washing the filter, 0.4 ml of DAB (3,3'-d) was added to 50 ml of TBS (20 mM Tris-HCl, pH 7.4, 500 mM NaCl).
iaminobenzidine tetrahydrochloride) and 30% (W / V)
Was immersed in a coloring solution to which 15 μl of a hydrogen peroxide solution was added, and the color was developed at room temperature for 15 minutes. The filter was washed with distilled water to stop the reaction. FIG. 2 shows the results. Transformant UT481 / pUR290 by vector pUR290 without HIV pol gene
No specific band reacting with the HIV carrier serum was observed in the crude extract of UT481 / pPG280, but in the crude extract of UT481 / pPG280, reverse transcriptase of molecular weight 66 kd and 51 kd, which is the HIV pol gene product, and 32 kd Integrase and 12 kd protease bands could be seen. Reverse transcriptase
The fact that it is cleaved from galactosidase can be easily seen from the results of column chromatography of the anion exchanger MonoQ (Pharmacia [Sweden]) in FIG. That is, the reverse transcriptase activity was observed in the fraction completely separated from the β-galactosidase activity. Therefore, HIV
Although the pol gene product is produced as a fusion protein with β-galactosidase, the protease, reverse transcriptase and integrase regions are specifically cleaved by the pol gene product's protease and accumulate in the cells. Inferred.
実施例3 レンチウイルスのプロテアーゼを多量に産生するベク
ターの構築:実施例1で得たpol遺伝子発現プラスミドp
PG280のDNA5μgに、5μlのHind III,20μlの5×RM
を加え全量を蒸留水で100μlとし,37℃で1時間インキ
ュベートし、フェノール抽出,クロロホルム処理後、エ
タノール沈澱した。この沈澱に5μlのBal Iと10μl
の5×RM(−NaCl)を加え、全量を蒸留水で50μlとし
てよく溶解し、37℃で再び1時間インキュベートし、フ
ェノール抽出,クロロホルム処理後,エタノール沈澱し
た。この沈澱に5μlの10×ポリメラーゼ緩衝液(670m
Mトリス・HCl,pH8.8,67mM MgCl2,166mM(NH4)2SO4,100
mM 2−メルカプトエタノール,67mM EDTA)と5μlの10
×NTP溶液(各3.3mM dATP,dGTP,dTTPおよびdCTP)と1
μlのT4DNAポリメラーゼを加え、全量を蒸留水で50μ
lとしてよく溶解し、37℃で15分インキュベートし、フ
ェノール抽出,クロロホルム処理後,エタノール沈澱し
た。この沈澱を10μlのTEに溶解した内の1μlに2μ
lの10×イゲーション緩衝液を加えたものに、1μlの
T4DNAリガーゼを添加し、全量を蒸留水で20μlとした
後、15℃で12時間インキュベートした。この反応液にて
大腸菌UT481株を前述の塩化カルシウム法にて形質転換
し、アンピシリン20μg/ml含有のLB平板培地にてアンピ
シリン耐性コロニーを選別し、更に、pNL4−3由来の0.
55kbの断片を含むクローンをEcoR I切断にて挿入断片の
サイズを測定することにより選別し、クローンUT481/pL
B550−3を得た。Example 3 Construction of a Vector Producing Lentiviral Protease in Large Amount: The pol Gene Expression Plasmid p Obtained in Example 1
5 μg of PG280 DNA, 5 μl of Hind III, 20 μl of 5 × RM
Was added to make a total volume of 100 μl with distilled water, incubated at 37 ° C. for 1 hour, extracted with phenol, treated with chloroform, and precipitated with ethanol. Add 5 μl Bal I and 10 μl
5 × RM (-NaCl) was added, and the whole amount was dissolved in distilled water to 50 μl, well dissolved, incubated again at 37 ° C. for 1 hour, extracted with phenol, treated with chloroform, and precipitated with ethanol. 5 μl of 10 × polymerase buffer (670 mM)
M Tris · HCl, pH8.8,67mM MgCl 2, 166mM (NH 4) 2 SO 4, 100
mM 2-mercaptoethanol, 67 mM EDTA) and 5 μl of 10
× NTP solution (3.3 mM dATP, dGTP, dTTP and dCTP each) and 1
μl of T4 DNA polymerase and add 50 μl with distilled water.
The mixture was well dissolved as 1 and incubated at 37 ° C. for 15 minutes, extracted with phenol, treated with chloroform, and precipitated with ethanol. This precipitate was dissolved in 10 μl of TE, and 2 μl was added to 1 μl.
1 μl of 10 × Igation buffer, 1 μl
T4 DNA ligase was added, and the total volume was adjusted to 20 μl with distilled water, followed by incubation at 15 ° C. for 12 hours. Escherichia coli UT481 strain was transformed with this reaction solution by the above-mentioned calcium chloride method, ampicillin-resistant colonies were selected on an LB plate medium containing 20 μg / ml of ampicillin, and further, pNL4-3-derived 0.
A clone containing the 55 kb fragment was selected by measuring the size of the inserted fragment by EcoR I digestion, and clone UT481 / pL
B550-3 was obtained.
HIV−1(レンチウイルス)のプロテアーゼを多量に
産生するベクターの構築:pNLH402(実施例1)をBgl II
及びKpn Iで切断し、生じた約1.7kbのDNA断片を回収
し、更にNla IVで切断した。この時生じた約1.2kbのDNA
断片をクローニングベクターpUC19のHinc II部位に挿入
・連結し、pUN40を得た。pUN40をBamH I及びPst Iで切
断し、生じた約1.2kbのDNA断片を、BamH I及びPst Iで
開裂した発現ベクターpUR291(The EMBO Journal,2
(2):1791−1794,1983)及びpT7−7(Proc.Natl.Aci
d.Sci.USA,82:1074−1078,1985)に挿入し、pPG401及び
pTP440をそれぞれ構築した。pPG401をBal I及びPst Iで
切断し、T4DNAポリメラーゼ処理の後、自己連結させる
ことによりpPG421を得た。また、pTG440をBal I及びPst
Iで切断し、T4DNAポリメラーゼ処理の後、自己連結さ
せることによりpTP442を得た。pPG401,pPG421,pTP440及
びpTP442はHIV−1のプロテアーゼを発現する。pPG401
及びpPG421では、発現の宿主としてUT481株及びJM103株
を用いた。pTP440及びpTP442では、発現の宿主としてBL
21(DE3)株を用いた。Construction of a vector producing a large amount of HIV-1 (lentivirus) protease: pNLH402 (Example 1) was replaced with Bgl II
And Kpn I, and the resulting DNA fragment of about 1.7 kb was recovered and further cut with Nla IV. About 1.2 kb of DNA generated at this time
The fragment was inserted and ligated into the Hinc II site of the cloning vector pUC19 to obtain pUN40. pUN40 was digested with BamH I and Pst I, and the resulting DNA fragment of about 1.2 kb was digested with BamH I and Pst I into an expression vector pUR291 (The EMBO Journal, 2).
(2): 1791-1794, 1983) and pT7-7 (Proc. Natl. Aci.
d. Sci. USA, 82: 1074-1078, 1985), pPG401 and
pTP440 was constructed respectively. pPG401 was digested with Bal I and Pst I, treated with T4 DNA polymerase, and then self-ligated to obtain pPG421. In addition, pTG440 was replaced with Bal I and Pst
After digestion with I, treatment with T4 DNA polymerase and self-ligation, pTP442 was obtained. pPG401, pPG421, pTP440 and pTP442 express the HIV-1 protease. pPG401
And pPG421, UT481 strain and JM103 strain were used as expression hosts. In pTP440 and pTP442, BL was used as the host for expression.
21 (DE3) strain was used.
実施例4 形質転換体によるレンチウイルスのプロテアーゼの多
量生産:形質転換体クローンUT481/pLB550−3をLB培地
(アンピシリン20μg/ml含有)で37℃にて18時間培養
後、1/100容量を新鮮LB培地(アンピシリン20μg/ml含
有)に加え、37℃にて前培養した。培地の濁度OD600nm
が0.5に達したとき、IPTG(Isopropyl β−D−Thiogal
actoside,シグマ社[米国]製)を1mM加え、更に37℃に
て6時間培養を続けた。遠心操作(500rpm,5分)で菌体
を集め、4%(W/V)のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)
と1%(W/V)の2−メルカプトエタノールを加え、5
分間煮沸処理し、遠心操作(10,000rpm,5分間)した上
清を0.1%(W/V)SDS−15%(W/V)ポリアクリルアミド
のゲルを用いて電気泳動し、以下、実施例2に記述した
とおり、ウエスタン・ブロット法で解析した。UT481/pU
R290の粗抽出液ではHIVキャリアー血清と反応する特異
なバンドは見られないが、UT481/pLB550−3の粗抽出液
では12kdのプロテアーゼのバンドを認めることが出来
た。尚、pLB550−3によるプロテアーゼの産生量はpPG2
80の数倍であった。このクローンはプラスミドpUR290の
lacZ遺伝子の3′末端部に0.55kbのHIV pol遺伝子が連
結されており、lacZ−pol遺伝子産物は分子量約140kdの
融合タンパクとして産生され、その後、プロセスされて
分子量約12kdのプロテアーゼが産生されると推定され
る。Example 4 Large-scale production of lentivirus protease by transformant: After culturing transformant clone UT481 / pLB550-3 in LB medium (containing 20 μg / ml of ampicillin) at 37 ° C. for 18 hours, 1/100 volume was freshened. It was added to an LB medium (containing 20 μg / ml of ampicillin) and precultured at 37 ° C. Medium turbidity OD 600 nm
Reached 0.5, IPTG (Isopropyl β-D-Thiogal
Actoside, Sigma (USA)) was added at 1 mM, and the culture was continued at 37 ° C. for 6 hours. Collect cells by centrifugation (500 rpm, 5 minutes), 4% (W / V) sodium dodecyl sulfate (SDS)
And 1% (W / V) of 2-mercaptoethanol,
The mixture was boiled for 10 minutes, centrifuged (10,000 rpm, 5 minutes), and the supernatant was subjected to electrophoresis using a gel of 0.1% (W / V) SDS-15% (W / V) polyacrylamide. The analysis was performed by Western blotting as described in the above section. UT481 / pU
No specific band reacting with the HIV carrier serum was observed in the crude extract of R290, but a 12 kd protease band was observed in the crude extract of UT481 / pLB550-3. The amount of protease produced by pLB550-3 was pPG2
It was a multiple of 80. This clone is the plasmid pUR290
A 0.55 kb HIV pol gene is ligated to the 3 'end of the lacZ gene, and the lacZ-pol gene product is produced as a fusion protein with a molecular weight of about 140 kd, and then processed to produce a protease with a molecular weight of about 12 kd It is estimated to be.
実施例5 オンコウイルスのプロテアーゼ遺伝子およびpol遺伝
子を挿入連係した発現ベクターの構築:トリ肉腫ウイル
スDNAクローンpSRA2(Journal of virology、第36巻、5
0−61ページ、1980年)のDNA5μgに5μlのBamH Iと2
0μlの5×RMを加え、蒸留水で全量を100μlとして37
℃にて1時間インキュベートした。この反応液を1%
(W/V)低融点アガロースゲルで電気泳動の後、1.8kbの
DNA断片を含むゲルを切り出し、フェノール抽出,クロ
ロホルム処理後,エタノール沈澱した。このDNAの沈澱
を10μlのTEに溶解した内の1μlに、BamH Iで開裂し
てアルカリ性ホスファターゼ処理したプラスミドpUR291
DNA1μl(0.1μl),更に、2μlの10×ライゲーシ
ョン緩衝液,1μlのT4DNAリガーゼを添加し、蒸留水で
全量を20μlとした後、15℃にて12時間インキュベート
した。次いで、この反応液により大腸菌UT481株を塩化
カルシウム法により形質転換し、アンピシリン20μg/ml
含有のLB平板培地にてアンピシリン耐性コロニーを選択
した。アンピシリン耐性クローンより常法によりプラス
ミドDNAを抽出し、プラスミドpSRA2由来の1.8kb断片を
含み、かつ、lacZ−gag融合タンパクを産生するクロー
ンを選択し、pSR281を得た。Example 5 Construction of an expression vector in which an oncovirus protease gene and a pol gene are inserted and linked: Avian sarcoma virus DNA clone pSRA2 (Journal of virology, Vol. 36, No. 5)
0-61, 1980) 5 μg of BamHI and 2 μl of DNA
0 μl of 5 × RM is added, and the total volume is adjusted to 100 μl with distilled water.
Incubated for 1 hour at ° C. 1% of this reaction solution
(W / V) 1.8 kb DNA after electrophoresis on low melting point agarose gel
The gel containing the DNA fragment was cut out, extracted with phenol, treated with chloroform, and precipitated with ethanol. The DNA precipitate was dissolved in 10 µl of TE, and 1 µl of the plasmid pUR291 which had been cleaved with BamHI and treated with alkaline phosphatase.
1 μl (0.1 μl) of DNA, 2 μl of 10 × ligation buffer and 1 μl of T4 DNA ligase were added, and the total volume was adjusted to 20 μl with distilled water, followed by incubation at 15 ° C. for 12 hours. Next, Escherichia coli UT481 strain was transformed with the reaction solution by the calcium chloride method, and ampicillin 20 μg / ml was used.
Ampicillin-resistant colonies were selected on the contained LB plate medium. Plasmid DNA was extracted from the ampicillin-resistant clone by a conventional method, and a clone containing a 1.8 kb fragment derived from the plasmid pSRA2 and producing a lacZ-gag fusion protein was selected to obtain pSR281.
プラスミドpSRA2のDNA5μgに5μlのPst Iと20μl
の5×RM(750mM NaCl)を加え、蒸留水で全量を100μ
lとして37℃で1時間インキュベートした。この反応液
を1%(W/V)低融点アガロースゲル電気泳動の後、3.1
kbのDNA断片を含むゲルを切り出し、フェノール抽出,
クロロホルム処理の後エタノール沈澱し、10μlのTEに
溶解した。同様に、M13mP18の二重鎖ファージDNAをPst
Iで開裂してアルカリ性フォスファターゼ処理した。こ
のDNA1μl(0.1μg)に上記3.1kb DNA断片1μl,2μ
lの10×ライゲーション緩衝液,1μlのT4DNAトリガー
ゼを添加し、蒸留水で全量を20μlとした後、15℃で12
時間インキュベートした。次いで、この反応液を用い
て、塩化カルシウム法により大腸菌TG1株にファージDNA
をトランスフェクションして、X−gal(5−bromo−4
−chloro−3−indolyl−β−D−galactopyranoside,
シグマ社[米国]製)40μg/ml含有の2YT平板培地(1.6
%(W/V)Bacto−trypton,1%(W/V)Bactoyeast extra
ct,0.5%(W/V)NaClおよび1.5%(W/V)Bacto−agar)
にてプラークを形成させた。次に、TG1株を2YT液体培地
(1.6%(W/V)Bacto−trypton,1%(W/V)Bacto−yeas
t extract,0.5%(W/V)NaCl)で濁度OD600nm=0.3まで
増殖させ、生じたプラークのうち無色のもの数クローン
を接種し、更に数時間培養を続けた後、常法により単鎖
DNAおよび二重鎖DNAをそれぞれ調製した。得られた二重
鎖入DNAをPst IおよびBamH Iで切断することにより、pS
RA2由来の3.1kb断片を含むクローンM13sr31を選別し
た。pSRA2由来の3.1kb断片には、gag(プロテアーゼ)
遺伝子の3′末端,その終止コドンTAGおよびpol遺伝子
がコードされており、終止コドンの前に1塩基を挿入す
れば、翻訳枠が一致したgag−pol融合遺伝子となる。5 µg of plasmid pSRA2 DNA and 5 µl of Pst I and 20 µl
Of 5 × RM (750 mM NaCl) and add 100 μl with distilled water
and incubated at 37 ° C for 1 hour. This reaction solution was subjected to 1% (W / V) low-melting point agarose gel electrophoresis and then subjected to 3.1%
Cut out gel containing kb DNA fragment, extract with phenol,
After chloroform treatment, the precipitate was precipitated with ethanol and dissolved in 10 μl of TE. Similarly, M13mP18 double-stranded phage DNA was
The fragment was cleaved with I and treated with alkaline phosphatase. To 1 μl (0.1 μg) of this DNA, 1 μl of the above 3.1 kb DNA fragment, 2 μl
1 × 10 × ligation buffer, 1 μl of T4 DNA trigger, and make up to 20 μl with distilled water.
Incubated for hours. Next, using this reaction solution, phage DNA was added to E. coli TG1 strain by the calcium chloride method.
And transfected with X-gal (5-bromo-4).
-Chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside,
Sigma (USA) 2YT plate medium (1.6 µg / ml)
% (W / V) Bacto-trypton, 1% (W / V) Bactoyeast extra
ct, 0.5% (W / V) NaCl and 1.5% (W / V) Bacto-agar)
To form plaques. Next, the TG1 strain was transformed into a 2YT liquid medium (1.6% (W / V) Bacto-trypton, 1% (W / V) Bacto-yeas).
t extract, 0.5% (W / V) NaCl), grown to a turbidity OD 600 nm = 0.3, inoculated with several colorless clones among the resulting plaques, and continued culturing for several hours. Single chain
DNA and double-stranded DNA were prepared respectively. By cutting the obtained double-stranded input DNA with Pst I and BamHI, pS
A clone M13sr31 containing a 3.1 kb fragment derived from RA2 was selected. The 3.1kb fragment derived from pSRA2 contains gag (protease)
The 3 'end of the gene, its stop codon TAG and the pol gene are encoded, and if one base is inserted before the stop codon, a gag-pol fusion gene having the same translation frame can be obtained.
著者等は、アマシャム社のin vitro突然変異誘発キッ
トを用いてM13sr31上の該TAG終止コドンの前に1塩基挿
入し、ATAGに改変したクローンM13sr32を得た。The authors obtained an ATAG-modified clone M13sr32 by inserting one base before the TAG stop codon on M13sr31 using an in vitro mutagenesis kit from Amersham.
M13sr32の二重鎖DNA5μgに5μlのPst Iと20μlの
5×RMを加え、蒸留水で全量を100μlとして37℃でい
時間インキュベートした。この反応液を1%(W/V)低
融点アガロースゲル電気泳動の後、3.1kbのDNA断片を含
むゲルを切り出し、フェノール抽出,クロロホルム処理
の後、エタノール沈澱した。このDNAの沈澱を10μlのT
Eに溶解した内の1μlにPst Iで切断してアルカリ性ホ
スファターゼ処理したプラスミドpSR281DNA1μl(0.1
μg),更に2μlの10×ライゲーション緩衝液,1μl
のT4DNAリガーゼを添加し、蒸留水で全量を20μlとし
た後、15℃で12時間インキュベートした。次いで、この
反応液により大腸菌UT481株を塩化カルシウム法により
形質転換し、アンピシリン20μg/ml含有のLB平板培地に
てアンピシリン耐性コロニーを選択した。アンピシリン
耐性クローンより常法によりプラスミドDNAを抽出し、P
st IおよびBamH Iで切断することにより、M13sr32由来
の3.1kb断片の存在とその方向を確認し、プロテアーゼ
およびpol遺伝子産物の発現が予期されるクローンUT481
/pSR271を得た。尚、pSR281に含まれるpSRA2由来の1.8k
b領域のうちM13sr32由来の3.1kb断片と重複する1.3kb
は、pSR281をPst Iで切断する際に切り出される。To 5 μg of M13sr32 double-stranded DNA, 5 μl of Pst I and 20 μl of 5 × RM were added, and the total volume was made up to 100 μl with distilled water, followed by incubation at 37 ° C. for a long time. This reaction solution was subjected to 1% (W / V) low-melting point agarose gel electrophoresis, followed by cutting out a gel containing a DNA fragment of 3.1 kb, phenol extraction, chloroform treatment, and ethanol precipitation. The DNA precipitate was washed with 10 μl of T
1 μl (0.1 μl) of plasmid pSR281 DNA digested with Pst I and treated with alkaline phosphatase
μg), then 2 μl of 10 × ligation buffer, 1 μl
Was added, and the total volume was adjusted to 20 μl with distilled water, followed by incubation at 15 ° C. for 12 hours. Next, Escherichia coli UT481 strain was transformed with this reaction solution by the calcium chloride method, and ampicillin-resistant colonies were selected on an LB plate medium containing 20 μg / ml of ampicillin. Plasmid DNA was extracted from the ampicillin-resistant clone by a standard method,
By cutting with stI and BamHI, the presence and direction of the 3.1 kb fragment derived from M13sr32 was confirmed, and clone UT481, in which the expression of protease and pol gene products was expected, was confirmed.
/ pSR271 was obtained. In addition, 1.8k derived from pSRA2 contained in pSR281
1.3 kb overlapping with the 3.1 kb fragment from M13sr32 in the b region
Is cut out when pSR281 is cut with PstI.
実施例6 形質転換体の培養によるオンコウイルスのプロテアー
ゼ、逆転写酵素、およびインテグラーゼ各酵素の生産;
形質転換体クローンUT481/pSR271をLB培地(アンピシリ
ン20μg/ml含有)で、37℃にて18時間培養後、1/100容
量を新鮮LB培地(アンピシリン20μg/ml含有)に加え、
25℃にて前培養した。培地の懸濁OD600nmが0.5に到達し
たとき、IPTGを1mM加え、更に25℃にて18時間培養を続
けた。遠心操作(5000rpm,5分)で菌体を集め、1/25容
量の40mMトリス・HCl,pH8.0(0.1mM EDTA,5mM MgCl2,0.
1%(W/V)TritonX−100および10mMの2−メルカプトエ
タノールを含む)に浮遊し、超音波処理(30秒間処理を
5回,19.5KHz,300W)後、遠心操作(19,000rpm,60分)
により、上清を分離した。この粗抽出液中のRSV遺伝子
産物を検討するため、粗抽出液の逆転写酵素活性を測定
したところ期待される有意な逆転写酵素活性を認めた。
また、ウェスタンブロット法による分析も行った。即
ち、集めた菌体に4%(W/V)のドデシル硫酸ナトリウ
ム(SDS)と10%(V/V)の2−メルカプトエタノールを
加え、5分間煮沸処理し、遠心操作(10,000rpm,5分
間)した上清を、0.1%(W/V)SDS−15%(W/V)ポリア
クリルアミドのゲルを用いて電気泳動し、トランスブロ
ットセル(バイオラッド社[米国]製)を用いてニトロ
セルロース膜(S&S社[西独]製)にブロット後、常
法通り3%(W/V)のゲラチン液に浸しブロッキングし
た。次いで、フィルターを抗RSVウサギ血清と一次反応
し、洗浄後、ペルオキシダーゼ標識ヤギ抗ウサギIgG血
清(バイオラッド社[米国]製)と二次反応した。最後
にフィルターを洗浄後、50mlのTBS(20mMトリス・HCl,p
H7.4,500mM NaCl)に0.4mlのDAB(3,3′−diaminobenzi
dine tetrahydrochloride)と30%(W/V)の過酸化水素
液15μlを加えた発色液に浸し、15分間室温にて発色さ
せ、フィルターを蒸留水で洗浄し、反応を停止した。RS
V遺伝子を保有しないベクターpUR290による形質転換菌U
T481/pUR290の粗抽出液では、抗RSVウサギ血清と反応す
る特異なバンドは見られないが、UT481/pSR271の粗抽出
液中には、RSVの逆転写酵素(p92,p65)のバンドを認め
ることが出来た。RSVのプロテアーゼおよびpol遺伝子産
物はβ−ガラクトシダーゼとの融合蛋白として産生され
るが、gag遺伝子産物のプロテアーゼにより、プロテア
ーゼ,逆転写酵素およびインテグラーゼの領域が特異的
に切断され、菌体中に蓄積されるものと推察される。ま
た、クローンUT481/pSR271は、プラスミドpUR291上のla
cZ遺伝子の3′末端部に3.6kbのラウス肉腫ウイルスのg
agおよびpol遺伝子領域が連結されており、lacZ,gagお
よびpol遺伝子産物は融合蛋白(約230kd)として発現
し、その後、プロセスされてプロテアーゼ(p15),逆
転写酵素(p92,p65),インテグラーゼ(p32)が産生さ
れると推定される。Example 6 Production of oncovirus protease, reverse transcriptase, and integrase enzymes by culturing the transformant;
After culturing the transformant clone UT481 / pSR271 in LB medium (containing 20 μg / ml of ampicillin) at 37 ° C. for 18 hours, 1/100 volume was added to fresh LB medium (containing 20 μg / ml of ampicillin),
Precultured at 25 ° C. When the suspension OD 600 nm of the medium reached 0.5, 1 mM of IPTG was added, and the culture was further continued at 25 ° C. for 18 hours. The cells were collected by centrifugation (5000 rpm, 5 minutes), and 1/25 volume of 40 mM Tris-HCl, pH 8.0 (0.1 mM EDTA, 5 mM MgCl 2 , 0.
After suspending in 1% (W / V) Triton X-100 and 10 mM 2-mercaptoethanol, sonication (5 treatments for 30 seconds, 19.5 KHz, 300 W), and centrifugation (19,000 rpm, 60 minutes) )
Was used to separate the supernatant. In order to examine the RSV gene product in the crude extract, the reverse transcriptase activity of the crude extract was measured.
In addition, analysis by Western blotting was also performed. That is, 4% (W / V) sodium dodecyl sulfate (SDS) and 10% (V / V) 2-mercaptoethanol were added to the collected cells, and the mixture was boiled for 5 minutes and centrifuged (10,000 rpm, 5 rpm). The resulting supernatant was subjected to electrophoresis using a gel of 0.1% (W / V) SDS-15% (W / V) polyacrylamide, and subjected to nitrification using a trans-blot cell (Bio-Rad, USA). After blotting on a cellulose membrane (manufactured by S & S [West Germany]), the membrane was immersed in a 3% (W / V) gelatin solution and blocked as usual. Next, the filter was subjected to a primary reaction with anti-RSV rabbit serum, washed, and then subjected to a secondary reaction with peroxidase-labeled goat anti-rabbit IgG serum (Bio-Rad, USA). Finally, after washing the filter, 50 ml of TBS (20 mM Tris-HCl, p
0.4 ml of DAB (3,3'-diaminobenzi) in H7.4,500 mM NaCl
(dine tetrahydrochloride) and 15 μl of a 30% (W / V) hydrogen peroxide solution, and the mixture was immersed for 15 minutes at room temperature, and the filter was washed with distilled water to stop the reaction. RS
Transformant U by vector pUR290 without V gene
No specific band reacting with anti-RSV rabbit serum was found in the crude extract of T481 / pUR290, but a reverse transcriptase (p92, p65) band of RSV was observed in the crude extract of UT481 / pSR271. I was able to do it. The RSV protease and pol gene products are produced as fusion proteins with β-galactosidase, but the protease, reverse transcriptase and integrase regions are specifically cleaved by the gag gene product protease and accumulate in the bacterial cells. It is presumed that it will be done. In addition, clone UT481 / pSR271
3.6 kb Rous sarcoma virus g at the 3 'end of the cZ gene
The ag and pol gene regions are linked, and the lacZ, gag and pol gene products are expressed as a fusion protein (approximately 230 kd) and then processed to produce protease (p15), reverse transcriptase (p92, p65), integrase (P32) is presumed to be produced.
実施例7 逆転写酵素の抽出:実施例2に記載したごとく、形質
転換大腸菌クローンUT481/pPG280を9のLB培地(アン
ピシリン20μg/ml含有)にて25℃で培養し、菌の濁度OD
600nmが0.5に到達したとき、IPTGを1ml加え、更に、24
時間培養を続け、集菌後、120mlの40mMトリス・HCl,pH
8.0(0.1mM EDTA,5mM MgCl2,0.1W/V TritonX−100およ
び10mM 2−メルカプトエタノールを含有する)緩衝液に
浮遊し、超音波処理により菌体を破砕し、遠心操作(1
9,000rpm,60分間)し、上清を粗抽出液として分離し
た。Example 7 Extraction of reverse transcriptase: As described in Example 2, transformed E. coli clone UT481 / pPG280 was cultured at 25 ° C. in 9 LB medium (containing 20 μg / ml of ampicillin) to obtain the turbidity OD of the bacteria.
When 600 nm reaches 0.5, add 1 ml of IPTG,
Continue culturing for hours, and after collecting the cells, 120 ml of 40 mM Tris-HCl, pH
8.0 (containing 0.1 mM EDTA, 5 mM MgCl 2 , 0.1 W / V Triton X-100 and 10 mM 2-mercaptoethanol) buffer, disrupt cells by sonication, and centrifuge (1
9,000 rpm for 60 minutes), and the supernatant was separated as a crude extract.
実施例8 逆転写酵素の粗精製:粗抽出液にポリミンP(BRL社
[米国]製)を0.1%(W/V)加え、4℃にて30分撹拌
し、遠心操作(16,000rpm,20分間)して得た上清に硫酸
アンモニウム液を加え、40%飽和として生じた沈澱を遠
心操作(16,000rpm,20分間)により除去し、上清137ml
を得た。再び、硫酸アンモニウム液を加えて、80%飽和
とし、生じた沈澱を上記の50mlの40mMトリス・HCl緩衝
液に溶解し、同様の50mM NaClを含む緩衝液で透析を行
った。Example 8 Crude purification of reverse transcriptase: 0.1% (W / V) of polymin P (manufactured by BRL [USA]) was added to the crude extract, the mixture was stirred at 4 ° C for 30 minutes, and centrifuged (16,000 rpm, 20 Min), the ammonium sulfate solution was added to the resulting supernatant, and the precipitate formed as a 40% saturation was removed by centrifugation (16,000 rpm, 20 minutes).
I got Again, an ammonium sulfate solution was added to 80% saturation, and the resulting precipitate was dissolved in the above 50 ml of 40 mM Tris / HCl buffer and dialyzed against the same buffer containing 50 mM NaCl.
実施例9 逆転写酵素の精製:次に、DEAEバイオゲルA(バイオ
ラッド社[米国]製)とアフィゲルヘパリンカラムクロ
マト(バイオラッド社製)にて精製を行った。40mMトリ
ス・HCl,pH8.0(0.1mM EDTA,5mM MgCl2,0.1%(W/V)Tr
itonX−100,10mM 2−メルカプトエタノールおよび50mM
NaClを含有する)緩衝液で平衡化した容量30mlのDEAEバ
イオゲルAカラムを上記の透析済み試料を通過させたも
のを上記の緩衝液で平衡化した容量30mlのアフィゲルヘ
パリンカラムに通し、塩化ナトリウム勾配50mM〜400mM
の溶出液150mlにて溶出した。結果を第4図に示す。逆
転写酵素活性を含む画分29〜38をプールした。プールし
て得た逆転写酵素液は20mMリン酸ソーダ緩衝液,pH6.8
(0.1mM EDTA,5mM MgCl2,0.1%(W/V)TritonX−100お
よび10mM 2−メルカプトエタノールを含有する)に透析
し、ハイドロオキシアパタイトカラム(KBカラム,株式
会社高研[日本]製)を用い、高速液体クロマトによ
り、更に精製を行った。即ち、上記の透析済み試料をカ
ラムに吸着後、20〜400mMのリン酸ソーダーの連続濃度
勾配にて溶出を行い、逆転写酵素活性を含む画分をプー
ルし、精製逆転写酵素を得た。本精製酵素の純度は、SD
S−PAGEにより95%(W/W)以上であることが確認され、
また、その収率は粗抽出液に対し、31%(W/W)であっ
た。精製逆転写酵素は、ほぼ等モル比のp64及びp51から
成り、両者のN末端アミノ酸配列を決定したところ、Pr
o−Ile−Ser−Pro−Ile−Glu−Thr−Val−Pro−Val−Ly
s−Leu−Lys−Pro−Gly−…‥であり、塩基配列から予
測されるアミノ酸配列と一致した。Example 9 Purification of reverse transcriptase: Next, purification was performed using DEAE Biogel A (manufactured by Bio-Rad [USA]) and Affigel Heparin column chromatography (manufactured by Bio-Rad). 40 mM Tris-HCl, pH 8.0 (0.1 mM EDTA, 5 mM MgCl 2 , 0.1% (W / V) Tr
itonX-100, 10 mM 2-mercaptoethanol and 50 mM
After passing the dialyzed sample through a 30 ml DEAE Biogel A column equilibrated with a buffer (containing NaCl), the solution was passed through a 30 ml Affigelheparin column equilibrated with the above buffer, and sodium chloride was added. Gradient 50mM ~ 400mM
Was eluted with 150 ml of eluate. The results are shown in FIG. Fractions 29-38 containing reverse transcriptase activity were pooled. The reverse transcriptase solution obtained by pooling was 20 mM sodium phosphate buffer, pH 6.8.
(Containing 0.1 mM EDTA, 5 mM MgCl 2 , 0.1% (W / V) Triton X-100 and 10 mM 2-mercaptoethanol), and a hydroxyapatite column (KB column, manufactured by Koken [Japan]) And further purified by high performance liquid chromatography. That is, after the above dialyzed sample was adsorbed on the column, elution was performed with a continuous concentration gradient of 20 to 400 mM sodium phosphate, and fractions containing reverse transcriptase activity were pooled to obtain purified reverse transcriptase. The purity of this purified enzyme is SD
S-PAGE confirmed that it was 95% (W / W) or more,
The yield was 31% (W / W) based on the crude extract. The purified reverse transcriptase was composed of almost equimolar ratios of p64 and p51, and when the N-terminal amino acid sequences of both were determined, Pr
o-Ile-Ser-Pro-Ile-Glu-Thr-Val-Pro-Val-Ly
s-Leu-Lys-Pro-Gly -... ‥, which coincided with the amino acid sequence predicted from the nucleotide sequence.
実施例10 エイズウイルスのコア蛋白を多量に発現するベクター
の構築:HIV−1プロウイルスゲノムDNAを保有するプラ
スミドpNL4−3(Journal of Virology,59(2):284−
291,1986)のDNAを制限酵素Pvu IIで切断し、約2.1kbの
DNA断片を回収した。この断片をプラスミドpUC9のHinc
II部位に挿入した。そして挿入した断片の5′末端がBa
mH I部位側に連結したものをpCV91とした。Example 10 Construction of Vector Expressing AIDS Virus Core Protein in Large Quantity: Plasmid pNL4-3 carrying HIV-1 provirus genomic DNA (Journal of Virology, 59 (2): 284-
291,1986) is cut with the restriction enzyme Pvu II, and
The DNA fragment was recovered. This fragment was ligated with Hinc of plasmid pUC9.
Inserted at the II site. And the 5 'end of the inserted fragment is Ba
The DNA linked to the mHI site was designated pCV91.
pCV91をBamH I及びBal Iで切断した後、生じた約1.5k
bのDNA断片を回収し、Sal I,T4DNAポリメラーゼ,及びB
amH Iで順次処理した発現ベクターpUR292(The EMBO Jo
urnal,2(2):1791−1794,1983)に挿入して、pPG912
を作製した。更に、pPG912をBgl II切断、T4DNAポリメ
ラーゼ処理の後、自己連結させ、pPG912のBgl II部位に
4塩基挿入したpPG922を作製した。After cutting pCV91 with BamHI and BalI, the resulting ~ 1.5k
The DNA fragment of b is recovered, and Sal I, T4 DNA polymerase, and B
Expression vector pUR292 (The EMBO Jo
urnal, 2 (2): 1791-1794, 1983).
Was prepared. Furthermore, pPG912 was cut with BglII, treated with T4 DNA polymerase, and then self-ligated to prepare pPG922 having 4 bases inserted into the BglII site of pPG912.
pPG912及びpPG922では、pUR292上のlacZ遺伝子の3′
末端部に、HIV−1gag遺伝子のp24領域からpol遺伝子の
プロテアーゼ領域までの完全に含むDNA断片がin−frame
で連結されている。HIV−1の遺伝子産物はβ−ガラク
トシダーゼとの融合蛋白として発現し、その後、pPG912
ではgagからpolへのフレームシフティングを介して、ま
た、pPG922ではフレームシフティングを介さずに発現す
るプロテアーゼによるプロセスを受け、p24コア蛋白が
産生される。尚、pPG912ではp15も産生される。In pPG912 and pPG922, the 3 'of the lacZ gene on pUR292
At the end, a DNA fragment containing the entire region from the p24 region of the HIV-1 gag gene to the protease region of the pol gene was in-frame.
Are connected by The gene product of HIV-1 is expressed as a fusion protein with β-galactosidase, followed by pPG912
In pPG922, p24 core protein is produced through a process by a protease that is expressed via frame shifting from gag to pol, and in pPG922, without frame shifting. Note that pPG912 also produces p15.
上記の発現プラスミドpPG912及びpPG922をBamH IとCl
a Iで切断した後、生じた約1.5kbのDNA断片をそれぞれ
回収し、BamH IとCla Iで開裂した発現ベクターpT7−7
(Proc.Natl.Acid.sci.USA,82:1074−1078,1985)に挿
入し、pTG11及びpTG12を作製した。次にpTG11及びpTG12
をBamH Iで開裂し、T4DNAポリメラーゼで処理した後、
自己連結させ、pTG110及びpTG120を作製した。これは、
由来するpPG912及びpPG922と同じHIV蛋白領域を、T7プ
ロモーター支配下でpT7−7由来のオリゴペプチドとの
融合蛋白として発現する。融合蛋白はプロテアーゼによ
るプロセスを受け、その結果p24及びp15が産生される。The above expression plasmids pPG912 and pPG922 were replaced with BamHI and Cl.
After digestion with aI, the resulting DNA fragments of about 1.5 kb were respectively recovered, and the expression vector pT7-7 cleaved with BamHI and ClaI was obtained.
(Proc. Natl. Acid. Sci. USA, 82: 1074-1078, 1985) to prepare pTG11 and pTG12. Next, pTG11 and pTG12
After cleavage with BamHI and treatment with T4 DNA polymerase,
By self-ligation, pTG110 and pTG120 were prepared. this is,
The same HIV protein region as the derived pPG912 and pPG922 is expressed as a fusion protein with an oligopeptide derived from pT7-7 under the control of the T7 promoter. The fusion protein undergoes a protease process, resulting in the production of p24 and p15.
尚、プラスミド構築の宿主として大腸菌JM103株(Nuc
leic Acid Research,9(2):309−321,1981)、pPG912
及びpPG922での蛋白発現の宿主として大腸菌UT481株(J
ournal of Bacteriology,163:376−384,1985)、pTG110
及びpTG120での蛋白発現の宿主として大腸菌BL21(DE
3)株(Journal of Molecular Biology,189(1):113
−130,1986)を用いた。それぞれの大腸菌培養1当り
の精製p24及びp15の収量は表1に示した。In addition, E. coli JM103 strain (Nuc
leic Acid Research, 9 (2): 309-321, 1981), pPG912
Escherichia coli UT481 strain (J
ournal of Bacteriology, 163: 376-384,1985), pTG110
And E. coli BL21 (DE as a host for protein expression in pTG120)
3) Strain (Journal of Molecular Biology, 189 (1): 113)
−130, 1986). The yields of purified p24 and p15 per E. coli culture are shown in Table 1.
実施例11 エイズウイルスのヌクレオプロテインを多量に発現す
るベクターの構築:実施例10で作製したgag−pol遺伝子
発現プラスミドpPG912をHind IIIで切断し、生じた約0.
9kbのDNA断片を回収した。次に、この断片が発現ベクタ
ーpUR290(The EMBO Journal,2(2):1791−1794,198
3)のHind III部位に好ましい方向で挿入されたプラス
ミドpPG930を作製した。pPG930では、pUR290上のlacZ遺
伝子の3′末端部にHIV−1gag遺伝子のp15領域からpol
遺伝子のプロテアーゼ領域までを完全に含むDNA断片がi
n−frameで連結されている。HIV遺伝子産物はβ−ガラ
クトシダーゼとの融合蛋白として発現する。この融合蛋
白はフレームシフティングを介して発現するプロテアー
ゼによるプロセスを受け、その結果、p15ヌクレオプロ
テインが産生される。Example 11 Construction of a vector that expresses a large amount of the nucleoprotein of AIDS virus: The gag-pol gene expression plasmid pPG912 prepared in Example 10 was cut with Hind III, and the resulting plasmid was expressed at about 0.1 μg.
A 9 kb DNA fragment was recovered. Next, this fragment was used to express the expression vector pUR290 (The EMBO Journal, 2 (2): 1791-1794,198).
The plasmid pPG930 inserted in the Hind III site of 3) in a preferred direction was prepared. In pPG930, polZ was added to the 3 'end of the lacZ gene on pUR290 from the p15 region of the HIV-1 gag gene.
A DNA fragment completely containing the protease region of the gene is i
They are linked by an n-frame. The HIV gene product is expressed as a fusion protein with β-galactosidase. This fusion protein is processed by a protease expressed through frame shifting, resulting in the production of p15 nucleoprotein.
また、上述の0.9kb Hind III断片を発現ベクターpT7
−7のHind III部位に好ましい方向で挿入されたプラス
ミドpTG21を作製した。更に、pTG21をSal I切断、T4DNA
ポリメラーゼ処理の後、自己連結させることによりpTG2
10を得た。pTG210はpPG930と同じHIV蛋白領域をT7プロ
モーター支配下でpT7−7由来のオリゴペプチドとの融
合蛋白として発現する。この融合蛋白はフレームシフテ
ィングを介して発現するプロテアーゼによるプロセスを
受け、その結果、p15が産生される。In addition, the above 0.9 kb Hind III fragment was expressed in the expression vector pT7.
Plasmid pTG21 inserted in the HindIII site of -7 in the preferred orientation was constructed. Furthermore, pTG21 is cut with Sal I, T4 DNA
After the polymerase treatment, pTG2
I got 10. pTG210 expresses the same HIV protein region as pPG930 as a fusion protein with an oligopeptide derived from pT7-7 under the control of the T7 promoter. This fusion protein is processed by a protease expressed through frame shifting, resulting in the production of p15.
尚、プラスミド構築の宿主としてJM103株,pPG930での
蛋白発現の宿主としてUT481株,pTG210での蛋白発現の宿
主としてBL21(DE3)株を用いた。それぞれの大腸菌培
養液1当りの精製p15の収量は表1に示した。 表1 培養液1当りの精製蛋白の収量 発現プラスミド 宿 主 p24(mg) p15(mg) pPG912 UT481 5 0.7 pPG922 UT481 5 − pPG930 UT481 − 1 pPG110 BL21(DE3) 19 3 pPG120 BL21(DE3) 10 − pPG210 BL21(DE3) − 5 精製したp24及びp15のN末端アミノ酸配列を決定した
ところ、p24はPro−Ile−Val−Gln−Asn−Leu−Gln−Gl
y−Gln−Met−Val−His−Gln−Ala−Ile−…・,p15はIl
e−Gln−Lys−Gly−Asn−Phe−Arg−Asn−Gln−Arg−Ly
s−Thr−Val−…・であり、それぞれ塩基配列から予測
されるアミノ酸配列と一致した。The JM103 strain was used as a plasmid construction host, the UT481 strain was used as a host for protein expression in pPG930, and the BL21 (DE3) strain was used as a host for protein expression in pTG210. The yield of purified p15 per E. coli culture is shown in Table 1. Table 1 Yield of purified protein per culture solution Expression plasmid Host p24 (mg) p15 (mg) pPG912 UT481 5 0.7 pPG922 UT481 5-pPG930 UT481-1 pPG110 BL21 (DE3) 193 pPG120 BL21 (DE3) 10- pPG210 BL21 (DE3) -5 When the N-terminal amino acid sequences of purified p24 and p15 were determined, p24 was found to be Pro-Ile-Val-Gln-Asn-Leu-Gln-Gl.
y-Gln-Met-Val-His-Gln-Ala-Ile -..., p15 is Il
e-Gln-Lys-Gly-Asn-Phe-Arg-Asn-Gln-Arg-Ly
s-Thr-Val-..., each of which coincided with the amino acid sequence predicted from the nucleotide sequence.
実施例12 形質転換体の培養によるエイズウイルスのコア蛋白p2
4の抽出:形質転換体クローンUT481/pPG922をアンピシ
リン20μg/ml含有のLB培地(Bacto−tryptone 1%(W/
V),Bacto−yeast extract 0.5%(W/V)及びNaCl 1%
(W/V))で37℃にて18時間培養後、1/100容量を新鮮LB
培地(アンピシリン20μg/ml含有)に加え、37℃にて前
培養した。培地の濁度OD600nmが0.5に達した時、IPTG
(Isopropyl−thiogalactoside:シグマ社[米国]製を1
mM加え、更に37℃にて8時間培養を続けた。遠心操作
(5,000rpm,10分)で菌体を集め、1/50容量の50mMリン
酸ナトリウムpH7.0に浮遊し、超音波処理(30秒処理を
5回、19.5kHz 300W)後、遠心操作(19,000rpm,60分)
により上清を分離した。Example 12 AIDS virus core protein p2 from culture of transformant
Extraction 4: Transformant clone UT481 / pPG922 in LB medium containing 20 μg / ml ampicillin (Bacto-tryptone 1% (W /
V), Bacto-yeast extract 0.5% (W / V) and NaCl 1%
(W / V)) at 37 ° C for 18 hours, 1/100 volume of fresh LB
The medium was added to a medium (containing 20 μg / ml of ampicillin) and pre-cultured at 37 ° C. When the turbidity OD 600nm of the medium reaches 0.5, IPTG
(Isopropyl-thiogalactoside: Sigma [USA] 1
mM was added, and the culture was continued at 37 ° C. for 8 hours. The cells were collected by centrifugation (5,000 rpm, 10 minutes), suspended in 1/50 volume of 50 mM sodium phosphate pH 7.0, sonicated (5 times 30 seconds, 19.5 kHz 300 W), and then centrifuged (19,000 rpm, 60 minutes)
To separate the supernatant.
p24の粗精製:粗抽出液に35%飽和となるよう硫酸ア
ンモニウムを加え、撹拌後、遠心操作(16000rpm,20
分)により回収した沈澱を30mlの20mMマロン酸ナトリウ
ムpH5.3に溶解し、同液で透析を行った。Rough purification of p24: Ammonium sulfate was added to the crude extract so as to be 35% saturated, stirred, and centrifuged (16000 rpm, 20
) Was dissolved in 30 ml of 20 mM sodium malonate, pH 5.3, and dialyzed against the same solution.
p24の精製:透析後の試料を20mMマロン酸ナトリウムp
H5.3で平衡化したMonoSカラム(ファルマシア社[スウ
ェーデン]製)に通し、塩化ナトリウム勾配(0乃至1
M)により溶出した。p24を含む画分をプールし、20mMト
リス・HCl緩衝液pH8.4で透析を行った。透析後、同緩衝
液で平衡化したMonoQカラム(ファルマシア社[スウェ
ーデン]製)に通し、塩化ナトリウム勾配(0乃至1M)
により溶出を行い、精製p24を得た。Purification of p24: The dialyzed sample was treated with 20 mM sodium malonate p
Pass through a MonoS column (manufactured by Pharmacia [Sweden]) equilibrated with H5.3 and run a sodium chloride gradient (0 to 1).
M). Fractions containing p24 were pooled and dialyzed against 20 mM Tris-HCl buffer pH 8.4. After dialysis, the solution is passed through a MonoQ column (Pharmacia [Sweden]) equilibrated with the same buffer, and a sodium chloride gradient (0 to 1 M) is used.
To give purified p24.
実施例13 p15の抽出:形質転換体クローンBL21(DE3)/pTG210
をアンピシリン20μg/ml含有のLB培地で37℃にて18時間
培養した。新鮮LB培地(20μg/mlアンピシリン含有)に
前述の培養液を1/100容量相当を加え、37℃にて培養し
た。培地の濁度OD600nmが0.5に達した時、IPTGを1mMと
なるよう加え、更に、37℃にて5時間培養した。遠心操
作(5000rpm,10分)により菌体を集め、培養液の1/50容
量の20mMリン酸ナトリウムpH7.0に浮遊し、超音波処理
(30秒処理を6回,19.5kHz,300W)後、遠心操作(19000
rpm,60分)により得られた上清を粗抽出液として分離し
た。Example 13 Extraction of p15: Transformant clone BL21 (DE3) / pTG210
Was cultured at 37 ° C. for 18 hours in an LB medium containing 20 μg / ml of ampicillin. To the fresh LB medium (containing 20 μg / ml ampicillin), the above-mentioned culture solution was added at 1/100 volume equivalent, and cultured at 37 ° C. When medium turbidity OD 600nm reached 0.5, IPTG is added to a 1 mM, was further incubated for 5 hours at 37 ° C.. The cells are collected by centrifugation (5000 rpm, 10 minutes), suspended in 1/50 volume of the culture solution, 20 mM sodium phosphate pH 7.0, and subjected to ultrasonic treatment (6 times of 30 seconds, 19.5 kHz, 300 W). , Centrifugal operation (19000
(rpm, 60 minutes) to separate as a crude extract.
p15の粗精製:粗抽出液に60%飽和となるよう硫酸ア
ンモニウムを加え、撹拌後、遠心操作(16000rpm,20
分)を行った。得られた沈澱を20mMリン酸ナトリウムpH
7.0に溶解し、同液で透析を行った。Rough purification of p15: Ammonium sulfate was added to the crude extract to 60% saturation, stirred, and centrifuged (16000 rpm, 20
Min). The resulting precipitate is washed with 20 mM sodium phosphate pH
It was dissolved in 7.0 and dialyzed with the same solution.
p15の精製:透析後の試料を20mMリン酸ナトリウムpH
7.0で平衡化したホスホセルロースカラム(ワットマン
社[英国]製)に通した。0乃至1Mの塩化ナトリウム勾
配により溶出し、p15を含む画分をプールし、20mMリン
酸ナトリウムpH7.0で透析した。これを、ハイドロキシ
アパタイトカラム(KBカラム,(株)高研製)に通し、
20乃至700mMのリン酸ナトリウム勾配にて溶出を行っ
た。p15を含む画分をプールし、再び20mMリン酸ナトリ
ウムpH7.0で透析を行った。この試料をMonoSカラムに通
し、0乃至1Mの塩化ナトリウム勾配により溶出を行っ
た。p15を含む画分をプールし、精製p15を得た。Purification of p15: dialyzed sample is 20 mM sodium phosphate pH
It was passed through a phosphocellulose column (Whatman [UK]) equilibrated in 7.0. Eluted with a 0-1 M sodium chloride gradient, pooled fractions containing p15 and dialyzed against 20 mM sodium phosphate pH 7.0. This is passed through a hydroxyapatite column (KB column, manufactured by Koken Co., Ltd.),
Elution was performed with a 20-700 mM sodium phosphate gradient. Fractions containing p15 were pooled and dialyzed again against 20 mM sodium phosphate, pH 7.0. This sample was passed through a MonoS column and eluted with a 0-1 M sodium chloride gradient. Fractions containing p15 were pooled to give purified p15.
実施例14 エイズウイルスのgag−pol遺伝子を挿入・連結した発
現プラスミドの構築:HIV−1プロウイルスDNAクローンp
NL4−3をHind IIIで切断し、生じた約1.2kbのDNA断片
をクローニングベクターpHSG398(宝酒造社製)のHind
III部位に挿入し、pNLH122を作製した。pNLH122をBgl I
I及びHind IIIで切断し、生じた約1.03kbのDNA断片をBa
mH I及びHind IIIで開裂したM13mp19(宝酒造社製)DNA
に挿入・連結し、Gag19・(Bg−H)を作製した。oligo
nucleotide−directed in vitro mutagenesis system V
ersion2(Amersham社[英国]製)を用いてGag19・(Bg
−H)上のgag遺伝子の翻訳開始コドン(ATG)直前の塩
基配列GAGをCATに改変し、新たにNde I部位に導入したG
ag19・(Nde)を作製した。Gag19・(Nde)をNde I及び
Pst Iで切断し、生じた0.36kbのDNA断片を、Nde I及びP
st Iで開裂したpT7−7に挿入・連結し、pTG541を作製
した。更に、実施例10で作製したpPG912及びpPG922をPs
t Iで切断し、生じた約1.2kbのDNA断片をそれぞれpTG54
1のPst I部位に挿入し、好ましい方向で連結したものを
pTG591及びpTG592とした。pTG591及びpTG592ではT7プロ
モーター支配下にgag遺伝子の翻訳開始コドンから、pol
遺伝子のプロテアーゼ領域までを完全に含むDNA断片が
連結されている。pTG591では、発現したHIV蛋白はフレ
ームシフティングを介して発現するプロテアーゼによる
プロセスを受け、多量のp17,p24及びp15が産生される。
pTG592では発現したHIV蛋白は、フレームシフティング
を介さずに発現するプロテアーゼによるプロセスを受
け、多量のp17及びp24が産生される。Example 14 Construction of an expression plasmid into which the gag-pol gene of AIDS virus was inserted and ligated: HIV-1 provirus DNA clone p
NL4-3 was digested with Hind III, and the resulting DNA fragment of about 1.2 kb was cloned into HindIII of cloning vector pHSG398 (Takara Shuzo)
Insertion at the III site created pNLH122. pglH122 to Bgl I
Cleavage with I and Hind III, the resulting DNA fragment of about 1.03 kb
M13mp19 (Takara Shuzo) DNA cleaved with mHI and Hind III
Was inserted and ligated to prepare Gag19 · (Bg-H). oligo
nucleotide-directed in vitro mutagenesis system V
Using ersion2 (manufactured by Amersham [UK]), Gag19 · (Bg
-H) The nucleotide sequence GAG immediately before the translation initiation codon (ATG) of the above gag gene was modified to CAT, and G was newly introduced into the NdeI site.
ag19 · (Nde) was prepared. Gag19 · (Nde) is converted to Nde I and
After digestion with Pst I, the resulting DNA fragment of 0.36 kb was digested with Nde I and Pde I.
It was inserted and ligated into pT7-7 cleaved with stI to prepare pTG541. Furthermore, pPG912 and pPG922 produced in Example 10 were
Cleavage at tI, the resulting DNA fragments of about 1.2 kb were
Inserted into Pst I site of 1 and ligated in the preferred direction
These were pTG591 and pTG592. In pTG591 and pTG592, pol from the translation initiation codon of the gag gene under the control of the T7 promoter
A DNA fragment completely including the protease region of the gene is ligated. In pTG591, the expressed HIV protein is processed by a protease expressed through frame shifting, and a large amount of p17, p24 and p15 is produced.
The HIV protein expressed in pTG592 is subjected to a process by a protease that is expressed without going through frame shifting, and a large amount of p17 and p24 is produced.
尚、プラスミド構築の宿主としてJM103株、蛋白発現
の宿主としてBL21(DE3)株を用いた。The JM103 strain was used as a host for plasmid construction, and the BL21 (DE3) strain was used as a host for protein expression.
実施例15 エイズウイルスのマトリックス蛋白を多量に発現する
ベクターの構築:実施例14で作製したpTG591をNsi I及
びApa Iで切断し、S1ヌクレアーゼで処理した後、自己
連結させた。gag遺伝子のNsi I部位よりN末端側と、Ap
a I部位よりC末端側とがin−frameで融合した場合、p2
4の途中からp15の途中までを欠いたGag蛋白及びGag−Po
l蛋白が発現し、これらは後者に含まれるプロテアーゼ
によるプロセスを受け、p17が産生されると推測され
る。上述の操作で得られた多数のクローンからp55 Gag
蛋白をプロセスする活性を発現し、かつ、p17を多量に
産生するクローンを選別し、pTG691とした。Example 15 Construction of a vector expressing a large amount of the AIDS virus matrix protein: pTG591 prepared in Example 14 was cut with NsiI and ApaI, treated with S1 nuclease, and then self-ligated. N-terminal side of NagI site of gag gene and Ap
When the C-terminal side of the aI site is fused in-frame, p2
Gag protein and Gag-Po lacking from the middle of 4 to the middle of p15
It is presumed that p17 is produced by the expression of l proteins, which are processed by the latter protease. P55 Gag from many clones obtained by the above operation
A clone expressing the activity of processing a protein and producing a large amount of p17 was selected and named pTG691.
pTG591をBgl IIで切断後、T4DNAポリメラーゼで処理
し、更に、Pst Iで切断した。この時生じる約0.52kbのD
NA断片を回収した。一方、pTG591をNsi I,S1ヌクレアー
ゼ,Pst Iで順次処理し、この時生じる約2.9kbのDNA断片
を回収した。上記2種のDNA断片を連結し、多数のクロ
ーンを得た。このうち、p55 Gag蛋白をプロセスする活
性を発現し、かつ、p17を多量に産生するクローンを選
別し、pTG681とした。pTG591 was digested with BglII, treated with T4 DNA polymerase, and further digested with PstI. About 0.52 kb D generated at this time
The NA fragment was recovered. On the other hand, pTG591 was sequentially treated with NsiI, S1 nuclease, and PstI, and a DNA fragment of about 2.9 kb generated at this time was recovered. The two DNA fragments were ligated to obtain a large number of clones. Among them, a clone expressing the activity of processing the p55 Gag protein and producing a large amount of p17 was selected and named pTG681.
pTG591をSph I及びApa Iで切断し、T4DNAポリメラー
ゼで処理した後、自己連結させてpTG171を作製した。pTG591 was digested with Sph I and Apa I, treated with T4 DNA polymerase, and self-ligated to prepare pTG171.
pTG592をSph I及びApa Iで切断し、T4DNAポリメラー
ゼで処理した後、自己連結させてpTG172を作製した。pTG592 was cut with Sph I and Apa I, treated with T4 DNA polymerase, and self-ligated to prepare pTG172.
実施例14で作製したGag19・(Nde)をEcoR I及びPst
Iで切断し、生じた0.76kbのDNA断片を、EcoR I及びPst
Iで開裂したM13mp18に挿入・連結し、Gag18・(Bg−
P)を作製した。in vitro mutagenesisによりGag18・
(Bg−P)上のgag遺伝子の133番目のコドンCCTをTAAに
改変し、p17をコードする領域の直後に終止コドンを挿
入したGag18・TAAを作製した。Gag18・TAAをNde I及びP
st Iで切断し、生じた0.63kbのDNA断片をNde I及びPst
Iで開裂したpT7−7に挿入・連結し、pTG52を作製し
た。Gag19 • (Nde) prepared in Example 14 was replaced with EcoR I and Pst
I, and the resulting DNA fragment of 0.76 kb was ligated with EcoR I and Pst
Inserted and ligated into M13mp18 cleaved with I, Gag18- (Bg-
P) was prepared. Gag18 ・ in vitro mutagenesis
(Bg-P) The gag gene on the gag gene, CCT at the 133rd position was modified to TAA, and Gag18 • TAA was prepared in which a stop codon was inserted immediately after the region encoding p17. Gag18TAA with Nde I and P
Cleavage with stI, the resulting 0.63 kb DNA fragment was digested with NdeI and Pst
It was inserted and ligated into pT7-7 cleaved with I to prepare pTG52.
pTG691及びpTG171ではフレームシフティングを介し
て、pTG681及びpTG172ではフレームシフティングを介さ
ずに発現するプロテアーゼにより、欠損Gag蛋白及びGag
−Pol蛋白がプロセスを受け、多量のp17が産生される。
また、pTG52は翻訳後のプロセスを受ける必要のないp17
を直接多量に産生する。Defective Gag proteins and Gag by proteases expressed via frame shifting in pTG691 and pTG171 and without frame shifting in pTG681 and pTG172.
-The Pol protein undergoes processing, producing large amounts of p17.
Also, pTG52 does not need to undergo post-translational processes.
Directly in large quantities.
尚、プラスミド構築の宿主としてJM103株、蛋白発現
の宿主としてBL21(DE3)株を用いた。The JM103 strain was used as a host for plasmid construction, and the BL21 (DE3) strain was used as a host for protein expression.
実施例16 p17の抽出:形質転換体クローンBL21(DE3)/pTG171
をアンピシリン20μg/ml含有のLB培地で37℃にて18時間
培養した。新鮮LB培地(20μg/mlアンピシリン含有)に
前述の培養液を1/100容量相当を加え、37℃にて培養し
た。培地の濁度OD600nmが0.5に達した時、IPTGを1mMと
なるよう加え、更に、37℃にて5時間培養した。遠心操
作(5000rpm,10分)により菌体を集め、培養液の1/50容
量の15mMリン酸ナトリウムpH6.7に浮遊し、超音波処理
(30秒処理を6回,19.5kHz,300W)後、遠心操作(19000
rpm,60分)により得られた上清を粗抽出液として分離し
た。Example 16 Extraction of p17: Transformant clone BL21 (DE3) / pTG171
Was cultured at 37 ° C. for 18 hours in an LB medium containing 20 μg / ml of ampicillin. To the fresh LB medium (containing 20 μg / ml ampicillin), the above-mentioned culture solution was added at 1/100 volume equivalent, and cultured at 37 ° C. When medium turbidity OD 600nm reached 0.5, IPTG is added to a 1 mM, was further incubated for 5 hours at 37 ° C.. The cells were collected by centrifugation (5000 rpm, 10 minutes), suspended in 1/50 volume of the culture solution, 15 mM sodium phosphate, pH 6.7, and sonicated (30 seconds, 6 times, 19.5 kHz, 300 W). , Centrifugal operation (19000
(rpm, 60 minutes) to separate as a crude extract.
p17の粗精製:粗抽出液に40%飽和となるよう硫酸アン
モニウムを加え、撹拌後、遠心操作(16000rpm,20分)
を行った。得られた上清に80%飽和となるよう硫酸アン
モニウムを加え、攪拌後遠心操作(16000rpm,20分)を
行った。得られた沈澱を15mMリン酸ナトリウムpH6.7に
溶解し、同液で透析を行った。Rough purification of p17: Ammonium sulfate was added to the crude extract to 40% saturation, and the mixture was stirred and centrifuged (16000 rpm, 20 minutes)
Was done. Ammonium sulfate was added to the obtained supernatant so as to be 80% saturated, and the mixture was stirred and centrifuged (16000 rpm, 20 minutes). The obtained precipitate was dissolved in 15 mM sodium phosphate, pH 6.7, and dialyzed against the same solution.
p17の精製:透析後の試料を15mMリン酸ナトリウムpH
6.7で平衡化したS−sepharose(ファルマシア社[スウ
ェーデン]製)に通した。0乃至1Mの塩化ナトリウム勾
配により溶出し、p17を含む画分をプールし、15mMリン
酸ナトリウムpH6.7で2倍希釈した。これを同液で平衡
化したMonoSカラム(ファルマシア社製)に通した。0
乃至1Mの塩化ナトリウム勾配により溶出し、p17を含む
画分をプールし、20mMリン酸ナトリウムpH7.0、10mM2−
メルカプトエタノールで5倍希釈した。これを、ハイド
ロキシアパタイトカラム(KBカラム,(株)高研製)に
通し、15乃至700mMのリン酸ナトリウム勾配にて溶出を
行った。この方法で1の形質転換体培養液から約4mg
の精製p17を得ることができた。精製したp17はN末端の
メチオニン残基が除去されていたが、ミリストイル化は
受けておらず、N末端アミノ酸配列はGly−Ala−Arg−A
la−Ser−Val−Leu−Ser−Gly−Gly−Glu−Lre−Asp−L
ys−Trp…・で、塩基配列から予測されるアミノ酸配列
と一致した。Purification of p17: dialyzed sample is 15 mM sodium phosphate pH
It passed through S-sepharose (Pharmacia [Sweden]) equilibrated in 6.7. Eluted with a 0-1 M sodium chloride gradient, pooled the fractions containing p17 and diluted 2-fold with 15 mM sodium phosphate pH 6.7. This was passed through a MonoS column (Pharmacia) equilibrated with the same solution. 0
Eluted with a ~ 1 M sodium chloride gradient, pooled fractions containing p17, 20 mM sodium phosphate pH 7.0, 10 mM 2-
It was diluted 5-fold with mercaptoethanol. This was passed through a hydroxyapatite column (KB column, manufactured by Koken Co., Ltd.), and eluted with a sodium phosphate gradient of 15 to 700 mM. Approximately 4mg from one transformant culture by this method
Was obtained. The purified p17 had the N-terminal methionine residue removed, but had not undergone myristoylation, and had an N-terminal amino acid sequence of Gly-Ala-Arg-A
la-Ser-Val-Leu-Ser-Gly-Gly-Glu-Lre-Asp-L
ys-Trp... agreed with the amino acid sequence predicted from the nucleotide sequence.
実施例17 HIV−1のnef遺伝子を挿入・連結した発現プラスミド
の構築:HIV−1プロウイルスDNAクローンpNL4−3をHin
d IIIで切断し、生じた約1.5kbのDNA断片をクローニン
グベクターpHSG398のHind III部位に挿入し、pNLH152を
作製した。pNLH152をHind III及びXho Iで切断し、この
時生じた約0.72kbのXho I−Hind III断片をSal I及びHi
nd IIIで開裂した発現ベクターpUR292(The EMBO Journ
al,2(2):1791−1794,1983)に挿入・連結し、pNF102
を作製した。pNF102をBamH I及びHind IIIで切断し、生
じた約0.72kbのBamH I−Hind III断片をBamH I及びHind
IIIで開裂した発現ベクターpT7−7に挿入・連結してp
TF103を作製した。pTF103をBamH Iで開裂し、T4DNAポリ
メラーゼで処理した後、自己連結させてpTN104を作製し
た。pNF102はβ−ガラクトシダーゼと、HIV−1 Nef蛋白
のアミノ酸35番目から206番目(C末端)までの領域と
からなるキメラ蛋白を多量に発現する。pTN104はNef蛋
白のアミノ酸35番目から206番目までの領域N末端にpT7
−7のマルチクローニング部位由来の11アミノ酸から成
るペプチドが付加されたキメラ蛋白を多量に発現する。
これらキメラ蛋白は、ウェスタンブロッティングでHIV
−1感染者血清と特異的に反応した。発現の宿主とし
て、pNF102ではJM103株及びUT481株を、pTF104ではBL21
(DE3)株を用いた。Example 17 Construction of Expression Plasmid into Which HIV-1 Nef Gene was Inserted and Ligation: HIV-1 Provirus DNA Clone pNL4-3
The fragment was cleaved with dIII, and the resulting DNA fragment of about 1.5 kb was inserted into the HindIII site of the cloning vector pHSG398 to prepare pNLH152. pNLH152 was digested with Hind III and Xho I, and the resulting 0.72 kb Xho I-Hind III fragment was digested with Sal I and Hi.
Expression vector pUR292 cleaved with nd III (The EMBO Journal
al, 2 (2): 1791-1794, 1983).
Was prepared. pNF102 was digested with BamHI and HindIII, and the resulting 0.72 kb BamHI-HindIII fragment was digested with BamHI and HindIII.
Insert and ligate into the expression vector pT7-7 cleaved with III
TF103 was produced. pTF103 was cleaved with BamHI, treated with T4 DNA polymerase, and self-ligated to produce pTN104. pNF102 expresses a large amount of a chimeric protein consisting of β-galactosidase and a region from amino acids 35 to 206 (C-terminal) of HIV-1 Nef protein. pTN104 is pT7 at the N-terminus of the region from amino acids 35 to 206 of the Nef protein.
It expresses a large amount of a chimeric protein to which a peptide consisting of 11 amino acids derived from the multiple cloning site of -7 has been added.
These chimeric proteins were tested for HIV by Western blotting.
-1 Reacted specifically with infected sera. As a host for expression, the JM103 strain and the UT481 strain were used for pNF102, and the BL21 strain was used for pTF104.
(DE3) strain was used.
実施例18 HIV−1のNef蛋白を多量に発現するベクターの構築:p
NLH152をHind III及びHinc IIで切断し、生じた約0.96k
bのHinc II−Hind III断片を、Hinc II及びHind IIIで
開裂したM13mp19に挿入・連結し、Nef19・(Hc−H)を
作製した。in vitro mutagenesisによりNef19・(Hc−
H)上のnef遺伝子の翻訳開始コドン(ATG)直前の塩基
配列AAGをCATに改変し、新たにNde I部位を挿入したNef
19・(Nde)を作製した。Nef19・(Nde)をNde I及びHi
nd IIIで切断し、生じた約0.82kbのNde I−Hind III断
片を、Nde I及びHind IIIで開裂した発現ベクターpT7−
7に挿入・連結し、pT7−Nefを作製した。pT7−NefをBL
21(DE3)株に導入すると全菌体蛋白の10%以上のNef蛋
白が発現・蓄積された。Example 18 Construction of Vector Expressing Nef Protein of HIV-1 in High Level: p
NLH152 was cut with Hind III and Hinc II, resulting in approximately 0.96 k
The Hinc II-Hind III fragment of b was inserted and ligated into M13mp19 cleaved with Hinc II and Hind III to prepare Nef19 · (Hc-H). By in vitro mutagenesis, Nef19 · (Hc-
H) Nef obtained by modifying the nucleotide sequence AAG immediately before the translation initiation codon (ATG) of the above nef gene to CAT and newly inserting an Nde I site
19 ・ (Nde) was prepared. Nef19 ・ (Nde) to Nde I and Hi
The NdeI-HindIII fragment of about 0.82 kb was cut with ndIII, and the resulting expression vector pT7-cleaved with NdeI and HindIII.
No. 7 was inserted and ligated to prepare pT7-Nef. pT7-Nef to BL
When introduced into the 21 (DE3) strain, more than 10% of the total protein was expressed and accumulated in Nef protein.
実施例19 Nef蛋白の抽出と精製:形質転換体クローンBL21(DE
3)/pT7−Nefをアンピシリン20μg/ml含有のLB培地で37
℃にて18時間培養した。新鮮LB培地(20μg/mlアンピシ
リン含有)に前述の培養液を1/100容量相当を加え、37
℃にて培養した。培地の濁度OD600nmが1.0に達した時、
IPTGを1mMとなるよう加え、更に、37℃にて5時間培養
した。遠心操作(5,000rpm,10分)により菌体を集め、
培養液の1/50容量の20mMリン酸ナトリウムpH7.0に浮遊
し、超音波処理(30秒処理を6回,19.5kHz,300W)後、
遠心操作(19,000rpm,60分)により得られた上清を粗抽
出液として分離した。Example 19 Extraction and Purification of Nef Protein: Transformant Clone BL21 (DE
3) 37 / pT7-Nef in LB medium containing 20 μg / ml ampicillin
Cultured at 18 ° C for 18 hours. To a fresh LB medium (containing 20 μg / ml ampicillin), add the above culture solution to 1/100 volume equivalent, and add
The cells were cultured at ℃. When the turbidity OD 600nm of the medium reaches 1.0,
IPTG was added to 1 mM, and the cells were further cultured at 37 ° C. for 5 hours. Collect cells by centrifugation (5,000 rpm, 10 minutes),
Suspended in 1/50 volume of the culture solution, 20 mM sodium phosphate pH 7.0, and sonicated (30 times treatment 6 times, 19.5 kHz, 300 W)
The supernatant obtained by centrifugation (19,000 rpm, 60 minutes) was separated as a crude extract.
Nef蛋白の粗精製:粗抽出液に35%飽和となるよう硫
酸アンモニウムを加え、撹拌後、遠心操作(16,000rpm,
20分)を行った。得られた沈澱を20mMリン酸テトリウム
pH7.0に溶解し、同液で透析を行った。Rough purification of Nef protein: Ammonium sulfate was added to the crude extract to 35% saturation, and the mixture was stirred and centrifuged (16,000 rpm,
20 minutes). The resulting precipitate was washed with 20 mM tetrium phosphate.
It was dissolved in pH 7.0 and dialyzed with the same solution.
Nef蛋白の精製:透析後の試料を20mMリン酸ナトリウ
ムpH7.0で平衡化したS−sepharose(ファルマシア社
[スウェーデン]製)に通した。0乃至1Mの塩化ナトリ
ウム勾配により溶出し、Nef蛋白を含む画分をプール
し、20mMリン酸ナトリウムpH7.0で透析した。これを、
ハイドロキシアパタイトカラム(KBカラム,(株)高研
製)に通し、20乃至700mMのリン酸ナトリウム勾配にて
溶出を行った。Nef蛋白を含む画分をプールし、20mMト
リス・HCl pH8.3,5mM2−メルカプトエタノールで透析を
行った。この試料をMonoQカラムに通し、0乃至1Mの塩
化ナトリウム勾配により溶出を行った。Nef蛋白を含む
画分をプールし、精製Nef蛋白とした。1の形質転換
体培養液から約7mgの精製Nef蛋白を得ることができた。Purification of Nef protein: The dialyzed sample was passed through S-sepharose (Pharmacia [Sweden]) equilibrated with 20 mM sodium phosphate pH 7.0. The fraction containing the Nef protein was eluted with a 0 to 1 M sodium chloride gradient, and dialyzed against 20 mM sodium phosphate pH 7.0. this,
The mixture was passed through a hydroxyapatite column (KB column, manufactured by Koken Co., Ltd.) and eluted with a 20 to 700 mM sodium phosphate gradient. The fractions containing the Nef protein were pooled and dialyzed against 20 mM Tris-HCl pH 8.3, 5 mM 2-mercaptoethanol. The sample was passed through a MonoQ column and eluted with a 0-1 M sodium chloride gradient. The fractions containing the Nef protein were pooled and used as purified Nef protein. About 7 mg of purified Nef protein could be obtained from one transformant culture.
大腸菌で多量産生し、精製したNef蛋白は、N末端の
メチオニン残基が除去されていたが、ミリストイル化は
受けておらず、N末端アミノ酸配列はGly−Gly−Lys−T
rp−Ser−Lys−Ser−Ser−Val−Ile−Gly−Trp−Pro−A
la−Val−…で、塩基配列から予測されるアミノ酸配列
と一致した。The Nef protein produced in large quantities in E. coli and purified had the N-terminal methionine residue removed, but was not myristoylated, and the N-terminal amino acid sequence was Gly-Gly-Lys-T
rp-Ser-Lys-Ser-Ser-Val-Ile-Gly-Trp-Pro-A
la-Val -... coincided with the amino acid sequence predicted from the nucleotide sequence.
実施例20 精製Nef蛋白を用いるHIV−1の診断:実施例19で調整
した精製Nef蛋白を、実施例2に記載の要領でポリアク
リルアミド上で電気泳動し、次いで、ニトロセルロース
膜上にブロットした後、ブロッキングのため、該膜を3
%(W/W)ゼラチン溶液に浸漬した。HIV−1 Nef蛋白に
対する抗体の存在は、ウェスタンブロット法によりヒト
HIV−1キャリアー(7例)の血清を用いて検査した。
健康な成人(9例)の血清についても同様に検査した。
その結果を第2表に示す。Example 20 Diagnosis of HIV-1 Using Purified Nef Protein: The purified Nef protein prepared in Example 19 was electrophoresed on polyacrylamide as described in Example 2, and then blotted on a nitrocellulose membrane. Later, for blocking, the membrane was
% (W / W) gelatin solution. The presence of antibodies to HIV-1 Nef protein was determined by human
The test was performed using the serum of an HIV-1 carrier (7 cases).
Serum from healthy adults (nine cases) was similarly tested.
Table 2 shows the results.
HIV−1キャリアー7例中の6例の血清がNef蛋白と反
応し、陽性であった。この結果から、本発明により大腸
菌で生産・調整した精製HIV−1 Nef蛋白を使用すること
により、HIV−1感染の特異的な検出・診断の可能であ
ることが分かった。Six of the seven HIV-1 carriers reacted positively with the Nef protein and were positive. These results indicate that the use of the purified HIV-1 Nef protein produced and prepared in Escherichia coli according to the present invention enables specific detection and diagnosis of HIV-1 infection.
発明の作用と効果 (1)本発明によれば、レトロウイルス遺伝子の多量発
現とプロセッシングとが同時に可能となり、かつ、該発
現ベクターを用いるレトロウイルス抗原や酵素の量産で
は、極めて危険度の高いレトロウイルスそのものを使用
しないため、製造工程下でのバイオハザード対策の観点
から、優れて安全であり、かつ、製造作業も容易であ
る。 Effects and Effects of the Invention (1) According to the present invention, retroviral gene large-scale expression and processing can be simultaneously performed, and retroviral antigens and enzymes using the expression vector are extremely dangerous. Since the virus itself is not used, it is excellent and safe from the viewpoint of biohazard countermeasures during the manufacturing process, and the manufacturing operation is easy.
(2)培養液1中の各コア蛋白、各酵素、及びNef蛋
白の産生量は、蛋白量で1〜30mgであり、生産収率が極
めて高い。(2) The production amount of each core protein, each enzyme, and Nef protein in the culture solution 1 is 1 to 30 mg in terms of protein amount, and the production yield is extremely high.
(3)本発明によれば、レトロウイルスの各コア蛋白、
プロテアーゼ、逆転写酵素及びインテグラーゼが多量発
現遺伝子産物との融合タンパクとして発現されるにも拘
らず、融合タンパクの状態ではなく、夫々プロセッシン
グされた単独の成熟蛋白として産生させることが可能で
あるため、単独の上記各遺伝子の発現に比べ、能率的か
つ合理的であり、更に、上述の(1)及び(2)をも併
せて考慮に入れると、生産コストが低く、経済的であ
る。(3) According to the present invention, each core protein of the retrovirus,
Although protease, reverse transcriptase, and integrase are expressed as fusion proteins with a gene product that is overexpressed, they can be produced as processed single mature proteins instead of fusion proteins. It is more efficient and rational than the expression of each of the above-mentioned genes alone, and when the above-mentioned (1) and (2) are also taken into account, the production cost is low and economical.
(4)レトロウイルスに固有の基質に対し極めて特異性
の高い酵素、及び高純度の該ウイルス各種抗原が廉価か
つ大量に提供できるため、遺伝子工学だけではなく、レ
トロウイルス感染症、例えば、エイズ、成人T細胞白血
病、ニワトリの肉腫や白血病、ネコ白血病等の基礎研
究、高度の選択毒性を有する特異的な治療剤や予防剤の
開発、診断等に長足の進歩をもたらすと共に、人類の保
健衛生並びに畜産の振興への福音となる。(4) Since an enzyme having extremely high specificity for a substrate specific to a retrovirus and various antigens of the virus with high purity can be provided at a low cost and in a large amount, not only genetic engineering but also retrovirus infections such as AIDS, In addition to the fundamental research on adult T-cell leukemia, chicken sarcoma and leukemia, feline leukemia, etc., the development of specific therapeutic and prophylactic agents with a high degree of selective toxicity, diagnosis, etc. It is the gospel for the promotion of livestock.
(5)本発明に係るプラスミド作製法は、レトロウイル
スが有する多様な種々の遺伝子並びにレトロトランスポ
ゾンが有する各種遺伝子の多量発現と爾後のプロセッシ
ングを可能にするため、これ等の遺伝子産物の合理的か
つ能率的量産の開発に応用できる。(5) The method for preparing a plasmid according to the present invention enables the expression of various genes of a retrovirus and the various genes of a retrotransposon in large amounts and subsequent processing. It can be applied to the development of efficient mass production.
第1図はHIVのpol遺伝子を持つプラスミドpPG280で形質
転換された大腸菌と、HIVのpol遺伝子を持たないベクタ
ーpUR29で形質転換された大腸菌の粗抽出液の逆転写活
性を示す。 第2図、HIVのpol遺伝子を持つプラスミドpPG28と、HIV
のpol遺伝子を持たないベクターpUR290で各々形質転換
された大腸菌の粗抽出液のHIVキャリアー血清を用いた
ウェスタンブロット法による分析結果を示す。 第3図は、陰イオン交換カラムクロマトによる大腸菌粗
抽出液の逆転写酵素の溶出パターンを示す。 第4図は、アフィゲルヘパリンクロマトグラフィーによ
る逆転写酵素の分離を示す。FIG. 1 shows the reverse transcription activities of Escherichia coli transformed with the plasmid pPG280 having the HIV pol gene and a crude extract of Escherichia coli transformed with the vector pUR29 having no HIV pol gene. Fig. 2. Plasmid pPG28 having the HIV pol gene and HIV
5 shows the results of Western blot analysis of crude extracts of Escherichia coli each transformed with the vector pUR290 having no pol gene using HIV carrier serum. FIG. 3 shows an elution pattern of reverse transcriptase of a crude extract of E. coli by anion exchange column chromatography. FIG. 4 shows the separation of reverse transcriptase by Affigel heparin chromatography.
フロントページの続き (72)発明者 中田 篤男 大阪府豊中市東豊中町6丁目24番1― 201号 (56)参考文献 Proc.Natl.Acad.Sc i.USA,Vol.84,P.8903− 8906(1987) Science,Vol.231,P. 1580−1584(1986) Proc.Natl.Acad.Sc i.USA,Vol.86,P.9549− 9553(1989) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 15/09 C12P 21/02 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Nakata 6-24-1-201 Higashi Toyonaka-cho, Toyonaka-shi, Osaka (56) Reference Proc. Natl. Acad. Sc i. USA, Vol. 84, p. 8903-8906 (1987) Science, Vol. 231, p. 1580-1584 (1986) Proc. Natl. Acad. Sc i. USA, Vol. 86, p. 9549-9553 (1989) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C12N 15/09 C12P 21/02 BIOSIS (DIALOG) WPI (DIALOG)
Claims (4)
プラスミドであって、プラスミドpUR290シリーズのlacZ
遺伝子内にフレームを一致させてHIV遺伝子cDNA断片を
挿入連係し、その挿入連係するcDNA断片が、5′末端か
ら3′末端方向に左から右に記載の、次のHIV遺伝子cDN
A断片群から選ばれる1断片であることを特徴とするプ
ラスミドの作製方法: p17、p24、p15及びプロテアーゼ; p17、p24及びプロテアーゼ; p24、p15及びプロテアーゼ; p17及びプロテアーゼ; p24及びプロテアーゼ;及び p15及びプロテアーゼ。1. A plasmid that expresses the HIV gene in Escherichia coli UT481, wherein the plasmid lacZ of the plasmid pUR290 series is used.
The HIV gene cDNA fragment is inserted and linked in the same frame within the gene, and the inserted cDNA fragment is linked to the next HIV gene cDNA from left to right in the direction from the 5 'end to the 3' end.
P17, p24 and protease; p24, p15 and protease; p24, p15 and protease; p17 and protease; p24 and protease; and p15 And proteases.
プラスミドであって、プラスミドpUR290シリーズのlacZ
遺伝子内にフレームを一致させてHIV遺伝子cDNA断片を
挿入連係することにより作製され、その挿入連係するcD
NA断片が、5′末端から3′末端方向に左から右に記載
の、次のHIV遺伝子cDNA断片群から選ばれる1断片であ
ることを特徴とするプラスミド: p17、p24、p15及びプロテアーゼ; p17、p24及びプロテアーゼ; p24、p15及びプロテアーゼ; p17及びプロテアーゼ; p24及びプロテアーゼ;及び p15及びプロテアーゼ。2. A plasmid that expresses the HIV gene in Escherichia coli UT481, wherein the plasmid lacZ of the plasmid pUR290 series is used.
It is created by inserting and linking the HIV gene cDNA fragment in frame with the frame, and
The NA fragment is a plasmid selected from the following HIV gene cDNA fragments, described from left to right in the direction from the 5 'end to the 3' end: a plasmid: p17, p24, p15 and protease; p17 P24, p15 and protease; p17, protease; p24 and protease; and p15 and protease.
現するプラスミドであって、プラスミドpT7−7のプロ
モーター下流に近接してHIV遺伝子cDNA断片を挿入連係
し、その挿入連係するcDNA断片が、5′末端から3′末
端方向に左から右に記載の、次のHIV遺伝子cDNA断片群
から選ばれる1断片であることを特徴とするプラスミド
の作製方法: プロテアーゼ; プロテアーゼ及び逆転写酵素; 逆転写酵素及びプロテアーゼ; プロテアーゼ及びエンドヌクレアーゼ; プロテアーゼ、逆転写酵素及びエンドヌクレアーゼ; p17、p24、p15及びプロテアーゼ; p17、p24及びプロテアーゼ; p24、p15及びプロテアーゼ; p17及びプロテアーゼ; p24及びプロテアーゼ;及び p15及びプロテアーゼ。3. A plasmid that expresses the HIV gene in Escherichia coli BL21 (DE3), wherein an HIV gene cDNA fragment is inserted and linked in the vicinity of the downstream of the promoter of plasmid pT7-7. A method for preparing a plasmid, which is one fragment selected from the following HIV gene cDNA fragments, described from left to right in the direction from the 3 'end to the 3' end: Protease; Protease and reverse transcriptase; Reverse transcriptase Proteases, reverse transcriptases and endonucleases; p17, p24, p15 and protease; p17, p24 and protease; p24, p15 and protease; p17 and protease; p24 and protease; and p15 and protease.
現するプラスミドであって、プラスミドpT7−7のプロ
モーター下流に近接してHIV遺伝子cDNA断片を挿入連係
することにより作製され、その挿入連係するcDNA断片
が、5′末端から3′末端方向に左から右に記載の、次
のHIV遺伝子cDNA断片群から選ばれる1断片であること
を特徴とするプラスミド: プロテアーゼ; プロテアーゼ及び逆転写酵素; 逆転写酵素及びプロテアーゼ; プロテアーゼ及びエンドヌクレアーゼ; プロテアーゼ、逆転写酵素及びエンドヌクレアーゼ; p17、p24、p15及びプロテアーゼ; p17、p24及びプロテアーゼ; p24、p15及びプロテアーゼ; p17及びプロテアーゼ; p24及びプロテアーゼ;及び p15及びプロテアーゼ。4. A plasmid expressing the HIV gene in Escherichia coli BL21 (DE3), which is produced by inserting and linking an HIV gene cDNA fragment in the vicinity of the downstream of the promoter of plasmid pT7-7, and The fragment is one fragment selected from the following group of HIV gene cDNA fragments, described from left to right in the direction from the 5 'end to the 3' end: Protease; Protease and reverse transcriptase; Reverse transcription Proteases and reverse transcriptase and endonuclease; p17, p24, p15 and protease; p17, p24 and protease; p24, p15 and protease; p17 and protease; p24 and protease; and p15 and protease .
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