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JP3792467B2 - A novel promoter from the genus Aspergillus - Google Patents
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JP3792467B2 - A novel promoter from the genus Aspergillus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アスペルギルス(Aspergillus)属糸状菌の新規プロモーターに関する。更に詳細には、本発明はアスペルギルス・オリゼ由来の新規プロモーター配列をクローニングし、アスペルギルス属糸状菌等を宿主として有用蛋白質およびペプチドを発現させるために必要なDNA断片を有するプラスミドと、それを用いた有用蛋白質およびペプチドの製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の遺伝子組換え技術の発展とともに、ヒトの有用タンパク質が大腸菌や酵母を用いて生産することが可能となってきた。しかし大腸菌を宿主としてヒトなどの真核生物由来の遺伝子を発現させた場合、正常なプロセッシングが行われない、糖鎖が付着しないなどの問題点が指摘されている。また酵母によって異種タンパクの分泌生産を行う場合は、糖鎖結合はされるものの、その分泌量が非常に少ないという欠点を有する。そこで高いタンパク分泌能を持つ糸状菌が、真核生物のタンパク発現の宿主として注目されてきた。なかでも黄麹菌Aspergillus oryzaeは、清酒や味噌など醸造産業上で長く使用された実績から、異種遺伝子発現への応用に積極的に利用されている。既にMucor mieheiの酸性プロテアーゼなどがA. oryzaeを宿主として、工業生産されている。
【0003】
このような麹菌による異種タンパクの生産には、アミラーゼ遺伝子のプロモーターが多く用いられているのが現状である。その例としては、例えばアスペルギルス・ニガーのグルコアミラーゼ遺伝子のプロモーター(Biotechnology, 5, 368(1983))、アスペルギルス・オリゼーのα−アミラーゼ遺伝子のプロモーター(Biotechnology, 6, 1419(1987))等が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
アミラーゼ系遺伝子、特にαアミラーゼの遺伝子プロモーターは、液体培養でも非常に高発現を示し、異種タンパク生産での有用性が認められているが(特開平7−51067)、培地中にデンプンあるいはオリゴ糖などの誘導物質を添加する必要がある。また異種タンパクとしてグルコアミラーゼ、グルコシダーゼなどのようなグルコースを生産する蛋白を発現させる場合、発現した蛋白によりグルコースが大量に生成するため、グルコースレプレッションにより生産量が低下する現象が見られる。したがって麹菌を用いた組換えタンパク質の生産の可能性を広げるためには、アミラーゼ遺伝子の制御系以外で、高い発現能を有するプロモーターの検索が望ましい。
【0005】
また、麹菌の異種タンパク生産を行うプロモーターとしては、主に麹菌の分泌酵素など生産量が多いタンパクの遺伝子にターゲットが当てられている。これは麹菌は菌体外に大量のタンパクを分泌するため、このようなタンパクの遺伝子プロモータは発現能も高いと考える発想である。しかし麹菌の全タンパクの発現を見た場合、必ずしも菌体外タンパクの遺伝子が高発現しているわけではなく、菌体内のタンパクの遺伝子であっても高い発現能を有するものも存在すると考えられる。従って、麹菌の高発現プロモーターを検索する場合、菌体内タンパク遺伝子も含めて、より広範囲なスクリーニング方法が求められる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであって、麹菌の高発現プロモータを探索し、液体培養で高い発現能を有するクローンを単離し、この発現系を用いて異種タンパクを製造する方法を提供することを目的としてなされたものである。
本発明は、以下の様にして上記目的を達成することに成功したものである。
【0007】
菌体内タンパクの中で生産量が多いタンパクとしては、菌体成分を構成するタンパクが一応考えられる。しかしこれらのタンパクの発現は、培養条件、培養時間に係わらず一定の場合が多く、発現量を制御したい場合には適さない。一方、外的培養条件の変化(ストレス)に対応するタンパクは、発現誘導因子が明確で、かつ短時間に効率よく発現していることに改めて着目した。そこで発明者らは、これらの状況に鑑み、ストレスに対応するタンパクの遺伝子に、異種タンパク生産に有効な高発現プロモーターが存在するとの着想を得、麹菌アスペルギルス・オリゼ(RIB−40)(ATCC 42149)のESTライブラリーから、ストレスに対応する遺伝子のホモログを抽出し、そのプロモーター領域を単離した。
【0008】
単離する方法の一例として、麹菌のゲノムDNAをテンプレートにしたPCR法が挙げられる。麹菌からゲノムDNAを抽出してEcoRV、ScaI、DraI、PvuIIあるいはSspI等の6bpを認識して平滑末端に切断するそれぞれの制限酵素で完全消化し、そのゲノムDNA断片の両端に適当なアダプターを連結する。この両端にアダプターが連結されたゲノムDNA断片を鋳型として、cDNAの塩基配列から合成したプライマーおよびアダプターの一本鎖部分の配列を有するプライマーを用いてPCRを行う。増幅産物を電気泳動で確認し1〜2kb程度の長さを有するDNA断片を電気泳動によって単離・精製する。この断片の塩基配列を決定し、EST配列から推定される開始コドンより上流をプロモーター配列とする。
【0009】
更に、得られたプロモーター断片について、下記するプロモーター解析システムを用いて、その発現能を検討した。プロモーター解析を行うについては、検討しようとするプロモーターの下流域にレポーター遺伝子を連結し、そのレポーター遺伝子産物の活性をプロモーター発現の指標とする方法を採用した。そして各種遺伝子のプロモーターについて検討した結果、好適なプロモーターを発見し、更に研究の結果、遺伝子の高発現システムの創製に成功し、本発明の完成に至ったものである。
【0010】
プロモーター解析システムとしては、例えば、pNGUS(特開平11−243965)のほか、図1に示すようなプロモーター解析用プラスミド(プロモーター活性測定用プラスミドpNGS−1)等を使用する。このプラスミドは、形質転換用マーカーであるA. oryzaeのniaD遺伝子(S.Unklesら、Mol. Gen. Genet., 218, p.99-104, 1989)と、レポーター遺伝子である大腸菌のβグルクロニダーゼ(GUS)をコードするuidA遺伝子(R. A. Jeffersonら、Proc. Natl. Acad. Sci., p.8447-8451, 1986)を含むものであって、新規である。このプラスミドのuidA遺伝子の上流域(例えばSalI、PstIサイト)に、検討しようとする種々の遺伝子プロモーターあるいはその一部分を挿入し、構築されたプロモーター解析用プラスミドを麹菌宿主、例えばA. oryzae(Aspergillus oryzae GLB-01:本菌株は、工業技術院生命工学工業技術研究所にFERM P−15826として既に寄託されている)のniaD変異株(硝酸資化能欠損株、Nitrate Reductase欠損)に導入し、これをAspergillus oryzae 1013‐niaDと命名した。本菌株は、工業技術院生命工学工業技術研究所にFERM P−17707として寄託されている。導入プラスミドが宿主染色体上のniaD lociで1コピーだけ導入された形質転換体(1コピーだけ相同組換えを起こした株)を選択する。そして、これらの形質転換体(遺伝子導入株)を種々の条件で培養し、菌体内のGUS活性を測定することにより、プロモーター発現能(プロモーター活性の指標)とした。
【0011】
上記スクリーニング方法で種々検討した結果、以下に挙げる遺伝子のプロモーターが液体培養で強力に発現していることを見いだした。
マンガン・スーパーオキシドデスムターゼ(Mn-SOD)遺伝子、銅 亜鉛・スーパーオキシドデスムターゼ(Cu、Zn-SOD)遺伝子、チトクローム P−450(cytochrome P-450)遺伝子、スモール V−ATPase(small-V-ATPase)遺伝子、アクチン(Actin)遺伝子、カタラーゼA(catalase A)遺伝子、カタラーゼB(catalase B)遺伝子、ヒトスンH2(Histone-H2)遺伝子。
【0012】
本発明に係る上記遺伝子のプロモーターの塩基配列を、それぞれ、配列表の配列番号1〜8、及び図2〜9に示す。
【0013】
本発明のプロモーターは、上述のようにして決定された塩基配列に対してストリンジェントな条件、例えば、0.1% SDS(60℃、0.3M NaCl、0.03M クエン酸ソーダ)でハイブリダイズする塩基配列をも包含する。
【0014】
本発明のプロモーターは、その下流に、所望の有用タンパク質遺伝子を連結したベクターを構築し、該ベクターで宿主を形質転換し、それを培養することにより、有用タンパク質を著量生産させることができる。宿主としては、アスペルギルス・オリゼをはじめ、その他のアスペルギルス属、ノイロスポラ属、ペニシリウム属、トリコデルマ属、リゾプス属などの微生物が使用できる。特に、発現効率の点から、宿主として、アスペルギルス・オリゼを用いることが好ましい。
【0015】
得られたプロモーターへの有用タンパク質遺伝子の連結、ベクターへの挿入は、それ自体公知の方法で行うことができる。有用タンパク質遺伝子としては、特に限定するものではない。また、ベクターとしては、アルギニン要求性などの栄養要求性相補遺伝子、アセトアミド資化などの炭素、窒素源資化遺伝子、オリゴマイシン耐性などの薬剤耐性遺伝子などを包含するものが挙げられる。宿主の形質転換も自体公知の方法で行うことができる。また、該形質転換体の培養も常法に従って、所望のタンパク質に適した培地、培養条件を適宜選択することにより行うことができ、得られたタンパク質の採取、精製も公知の方法で行うことができる。
【0016】
以下、実施例を参照しながら本発明を詳細に説明するが、実施例に使用したプラスミドなどは一例として挙げたものであり、本発明に使用できるものであればこれらに限定されるものではない。
【0017】
【実施例1】
(有用遺伝子のプロモーター断片の単離方式)
クロンテック社製Genome Walkerを用いて、プロモーター断片取得用のテンプレートDNAライブラリーを構築した。まずA. oryzaeゲノムDNAを5種類の制限酵素(DraI, EcoRV, PvuII, ScaI, StuI)で切断し、各制限酵素で切断したゲノムDNAに対してその両端に非対称アダプターを連結し、PCR増幅用のゲノムテンプレートとする。次にEST情報から得られる遺伝子のアンチセンス配列から設計したプライマーと、アダプターの非対称部分から設計したプライマーを用いて、先に作成したゲノムテンプレートに対してPCR反応を行う。反応条件の一例は、次のとおりである。
【0018】
(PCR条件)
・95℃(1分)、1サイクル
・94℃(5秒)、72℃(3分)、70℃(3分)、7サイクル
・94℃(5秒)、67℃(3分)、70℃(3分)、32サイクル
・67℃(4分)、1サイクル
【0019】
5種類のテンプレートそれぞれについてPCR反応後、1〜3kbのDNA断片が増幅されたものについて、電気泳動装置を用いて単離した。これらの断片の塩基配列を決定し、開始コドン上流をプロモーター部分とした。
【0020】
【実施例2】
(有用遺伝子のプロモーター活性の測定方法)
まず目的とするプロモーター断片をプロモータ活性測定用プラスミドに挿入する。Genome Walkerで単離したプロモーターDNA断片をテンプレートとして、プロモーター下流にSalIサイトが、上流にPstIサイトが生じるようにデザインしたプライマーによりPCR反応を行う。次に増幅されたDNA断片をSalI PstIで消化した後、プロモーター活性測定用に開発したプラスミドpNGS1(図1)のGUS遺伝子(つまり、udiA遺伝子)上流に挿入する。この結果、挿入したプロモーターの支配下でレポーター遺伝子であるGUS遺伝子が発現し、プロモーターの発現能をGUS活性で測定することができる。このプラスミドでA. oryzaeを形質転換し、プラスミドが宿主ゲノムのniaD locusに1コピーのみ導入された形質転換体を選択する。この形質転換体を様々な培養条件で培養し、GUS生産能を測定し、それぞれのプロモータ発現能とした。プラスミドpNGS1は、これを担持する微生物が寄託されているので、例えばAspergillus oryzae 1013−niaD(FERM P−17707)からこれを取り出し、このSalI、PstIサイトに目的とするプロモーターを挿入することにより(これらのプロモーターは、本発明によりその塩基配列が決定されているので、これを合成又は抽出等常法によって容易に得ることができる。)、発現用プラスミドを容易に構築することができ、このプラスミドをAspergillus oryzae niaD変異株に導入すれば形質転換体を容易に作製することができる。そこで、得られた形質転換体を培養する等常法によって処理することにより、GUSを大量に得ることができ、本発明を容易に実施することができる。また、GUS遺伝子にかえて他の有用蛋白質遺伝子を導入すれば、この有用蛋白質を効率よく発現させることができる。
【0021】
【実施例3】
(マンガン・スーパーオキシドデスムターゼ(Mn-SOD)遺伝子、銅・亜鉛・スーパーオキシドデムスターゼ(Cu、Zn-SOD)遺伝子のプロモーターの発現能の検討)表1に示すように、単離したプロモーターの支配下で大量のGUSタンパクが生産され、このプロモーターの有効性が示された。またMn−SOD遺伝子プロモーター(1038塩基:配列番号1)に関しては、リノール酸やHなどによる酸化ストレスと培養温度、Cu,Zn−SOD遺伝子プロモーター(900塩基:配列番号2)に関しては培養温度で誘導を受けることが示された。
【0022】

Figure 0003792467
【0023】
【実施例4】
(スモール V−ATPase(small-V-ATPase)遺伝子、アクチン(Actin)遺伝子、ヒストンH2(Histone-H2)遺伝子のプロモーターの発現能の検討)
表2に示すように、スモール V−ATPase(small-V-ATPase)遺伝子(1196塩基:配列番号4)、アクチン(Actin)遺伝子(1001塩基:配列番号5)、ヒストンH2(Histone-H2)遺伝子(685塩基:配列番号8)のいずれのプロモーターによっても、GUSタンパクを生産することが可能であった。またCzapek−Dox培養(ツァペック−ドックス培地での培養)とDRY培養(デキストリン−ペプトン−酵母エキス培地での培養)を比較した場合、アクチン(Actin)遺伝子、ヒストンH2(Histone-H2)遺伝子のプロモーターでは、DRY培養の方が、またスモール V−ATPase(small-V-ATPase)遺伝子プロモーターの場合は、Czapek−Dox培養のほうが発現能が高いことが示された。
【0024】
Figure 0003792467
【0025】
【実施例5】
(P−450遺伝子のプロモーターの発現能の検討)
表3に示すように、チトクロームP−450遺伝子のプロモーター(1214塩基:配列番号3)を利用してGUSタンパクを生産することが可能であった。またP−450遺伝子プロモーターは、培地の窒素源の種類により、誘導や抑制を受けることが明らかとなった。硝酸や亜硝酸を単一窒素源とした場合、非常に高いGUS生産性が認められたが、アンモニアを窒素源とした場合は生産性の著しい低下が認められた。このように窒素源によってプロモーター活性が誘導、抑制を受けることは、発現能をコントロールできることになり、有効である。
【0026】
Figure 0003792467
【0027】
【実施例6】
(カタラーゼ(catalase)遺伝子のプロモーターの発現能の検討)
表4に示すように、カタラーゼ遺伝子のプロモーターを利用してもGUSタンパクを生産することが可能であった。カタラーゼA、B遺伝子プロモータ(550塩基:配列番号6)、(663塩基:配列番号7)は過酸化水素や鉄イオンなどの添加により、さらに発現能が増加した。
【0028】
Figure 0003792467
【0029】
【発明の効果】
本発明によって、アスペルギルス・オリゼのマンガン・スーパーオキサイドデスムターゼ遺伝子その他7種類の遺伝子について、それぞれ、プロモーター領域及びその塩基配列が決定された。そして、これらの新規プロモーターは、レポーター遺伝子を利用するプロモーター解析の結果、強力なプロモーターであることがはじめて確認された。
【0030】
このように本発明によって新たに開発された強力なプロモーターを利用することにより、タンパク質の新規高発現システムの構築が可能となった。この新規プロモーターを用いる新規高発現システムを利用することにより、麹菌その他の糸状菌、あるいはそれ以外の微生物を宿主菌として、同種のタンパク質はもとより異種のタンパク質も効率的に生産することができる。
【0031】
【配列表】
Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467
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Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467

【図面の簡単な説明】
【図1】プロモーター活性測定用プラスミドpNGS1を示す。
【図2】Mn−SOD遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図3】Cu、Zn−SOD遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図4】チトクローム P−450遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図5】スモール−V−ATPase遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図6】アクチン遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図7】カタラーゼA遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図8】カタラーゼB遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。
【図9】ヒストン−H2遺伝子プロモーターの塩基配列を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel promoter of Aspergillus filamentous fungi. More specifically, the present invention clones a novel promoter sequence derived from Aspergillus oryzae and uses a plasmid having DNA fragments necessary for expressing useful proteins and peptides using Aspergillus oryzae as a host. The present invention relates to a method for producing useful proteins and peptides.
[0002]
[Prior art]
With the recent development of genetic recombination technology, it has become possible to produce useful human proteins using E. coli and yeast. However, it has been pointed out that when a gene derived from a eukaryote such as human is expressed using E. coli as a host, normal processing is not performed and sugar chains are not attached. In addition, when secretory production of a heterologous protein is carried out by yeast, there is a disadvantage that although the sugar chain is bound, the amount of secretion is very small. Thus, filamentous fungi with high protein secretion ability have attracted attention as hosts for eukaryotic protein expression. Among them, Aspergillus oryzae is actively used for heterogeneous gene expression because it has been used for a long time in the brewing industry such as sake and miso. Mucor miehei's acidic protease has already been industrially produced using A. oryzae as a host.
[0003]
Currently, the amylase gene promoter is often used for the production of such heterologous proteins by Aspergillus. Examples include the promoter of Aspergillus niger glucoamylase gene (Biotechnology, 5 , 368 (1983)), the promoter of Aspergillus oryzae α-amylase gene (Biotechnology, 6 , 1419 (1987)), and the like. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Amylase gene promoters, particularly α-amylase gene promoters, show very high expression even in liquid culture and have been found useful in the production of heterologous proteins (Japanese Patent Laid-Open No. 7-51067). It is necessary to add inducers such as. In addition, when a protein that produces glucose such as glucoamylase or glucosidase is expressed as a heterologous protein, a large amount of glucose is produced by the expressed protein, and thus a phenomenon in which the production amount decreases due to glucose repression is observed. Therefore, in order to broaden the possibility of producing recombinant proteins using Aspergillus oryzae, it is desirable to search for a promoter having high expression ability other than the amylase gene control system.
[0005]
In addition, as a promoter for producing a heterologous protein of Aspergillus oryzae, a target is mainly applied to a gene of a protein having a large production amount such as a secretory enzyme of Aspergillus oryzae. This is the idea that the gene promoter of such proteins is highly expressed because gonococci secrete large amounts of proteins outside the cells. However, when we look at the expression of all proteins of Neisseria gonorrhoeae, the genes for extracellular proteins are not necessarily highly expressed, and it is thought that some of the genes for intracellular proteins have high expression ability. . Therefore, when searching for a high expression promoter of Neisseria gonorrhoeae, a wider range of screening methods are required, including intracellular protein genes.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above points, and searches for a high expression promoter of Aspergillus oryzae, isolates a clone having high expression ability in liquid culture, and produces a heterologous protein using this expression system. It was made for the purpose of providing a method.
The present invention has succeeded in achieving the above object as follows.
[0007]
Among the proteins in the cell, the protein that constitutes the cell component can be considered as a protein with a large production amount. However, the expression of these proteins is often constant regardless of the culture conditions and the culture time, and is not suitable for controlling the expression level. On the other hand, the protein corresponding to the change (stress) in the external culture condition was refocused on the fact that the expression inducing factor is clear and efficiently expressed in a short time. Therefore, in view of these circumstances, the inventors obtained the idea that a high-expression promoter effective for heterologous protein production exists in the gene of the protein corresponding to stress, and Aspergillus oryzae (RIB-40) (ATCC 42149) ) Was extracted from the EST library, and the promoter region was isolated.
[0008]
An example of the isolation method is a PCR method using aspergillus genomic DNA as a template. Genomic DNA is extracted from Neisseria gonorrhoeae, fully digested with each restriction enzyme that recognizes 6 bp such as EcoRV, ScaI, DraI, PvuII, or SspI and cuts into blunt ends, and appropriate adapters are ligated to both ends of the genomic DNA fragment. To do. PCR is carried out using a genomic DNA fragment with adapters linked to both ends as a template, a primer synthesized from the base sequence of cDNA, and a primer having the single-stranded portion of the adapter. The amplified product is confirmed by electrophoresis, and a DNA fragment having a length of about 1 to 2 kb is isolated and purified by electrophoresis. The base sequence of this fragment is determined, and the upstream of the start codon estimated from the EST sequence is used as the promoter sequence.
[0009]
Furthermore, the expression ability of the obtained promoter fragment was examined using the promoter analysis system described below. For the promoter analysis, a method was adopted in which a reporter gene was linked to the downstream region of the promoter to be examined and the activity of the reporter gene product was used as an indicator of promoter expression. As a result of examining the promoters of various genes, a suitable promoter was discovered, and as a result of further research, a high gene expression system was successfully created, and the present invention was completed.
[0010]
As a promoter analysis system, for example, in addition to pNGUS (Japanese Patent Laid-Open No. 11-243965), a promoter analysis plasmid (plasma activity measurement plasmid pNGS-1) as shown in FIG. 1 is used. This plasmid contains a niaD gene (S. Unkles et al., Mol. Gen. Genet., 218, p.99-104, 1989) of A. oryzae, which is a marker for transformation, and β-glucuronidase of Escherichia coli, which is a reporter gene. GUS) encoding uidA gene (RA Jefferson et al., Proc. Natl. Acad. Sci., P. 8447-8451, 1986), which is novel. Various gene promoters to be examined or a part thereof are inserted into the upstream region (for example, SalI, PstI sites) of the uidA gene of this plasmid, and the constructed plasmid for promoter analysis is used as a gonococcal host, for example, A. oryzae (Aspergillus oryzae GLB-01: This strain was introduced into a niaD mutant (nitrate deficiency deficient strain, Nitrate Reductase deficient) of FERM P-15826 already deposited at the National Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. Was named Aspergillus oryzae 1013-niaD. This strain has been deposited as FERM P-17707 at the Institute of Biotechnology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. A transformant in which only one copy of the introduced plasmid has been introduced at niaD loci on the host chromosome (a strain in which only one copy has undergone homologous recombination) is selected. Then, these transformants (gene-introduced strains) were cultured under various conditions, and GUS activity in the cells was measured to obtain promoter expression ability (promoter activity index).
[0011]
As a result of various examinations by the above screening methods, it was found that the promoters of the following genes are strongly expressed in liquid culture.
Manganese superoxide desmutase (Mn-SOD) gene, copper zinc superoxide desmutase (Cu, Zn-SOD) gene, cytochrome P-450 gene, small V-ATPase (small-V- ATPase) gene, actin gene, catalase A gene, catalase B gene, and human sun H2 (Histone-H2) gene.
[0012]
The nucleotide sequences of the promoters of the above genes according to the present invention are shown in SEQ ID NOs: 1 to 8 and FIGS.
[0013]
The promoter of the present invention is hybridized under stringent conditions with respect to the base sequence determined as described above, for example, 0.1% SDS (60 ° C., 0.3 M NaCl, 0.03 M sodium citrate). The base sequence to be included is also included.
[0014]
The promoter of the present invention can produce a significant amount of useful protein by constructing a vector linked with a desired useful protein gene downstream thereof, transforming a host with the vector, and culturing the vector. As the host, microorganisms such as Aspergillus oryzae and other Aspergillus genus, Neurospora genus, Penicillium genus, Trichoderma genus and Rhizopus genus can be used. In particular, from the viewpoint of expression efficiency, it is preferable to use Aspergillus oryzae as a host.
[0015]
The useful protein gene can be linked to the obtained promoter and inserted into the vector by a method known per se. The useful protein gene is not particularly limited. Examples of the vector include those containing auxotrophic complementary genes such as arginine requirement, carbon such as acetamide assimilation, nitrogen source utilization genes, drug resistance genes such as oligomycin resistance, and the like. Transformation of the host can also be performed by a method known per se. Further, the transformant can be cultured according to a conventional method by appropriately selecting a medium and culture conditions suitable for the desired protein, and the obtained protein can be collected and purified by a known method. it can.
[0016]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the plasmids and the like used in the examples are given as examples, and are not limited to these as long as they can be used in the present invention. .
[0017]
[Example 1]
(Method for isolating promoter fragments of useful genes)
A template DNA library for obtaining a promoter fragment was constructed using Genome Walker manufactured by Clontech. First, A. oryzae genomic DNA is cleaved with 5 types of restriction enzymes (DraI, EcoRV, PvuII, ScaI, StuI), and asymmetric adapters are ligated to both ends of the genomic DNA cleaved with each restriction enzyme for PCR amplification. As a genomic template. Next, using the primer designed from the antisense sequence of the gene obtained from the EST information and the primer designed from the asymmetric part of the adapter, a PCR reaction is performed on the previously prepared genomic template. An example of the reaction conditions is as follows.
[0018]
(PCR conditions)
• 95 ° C. (1 minute), 1 cycle • 94 ° C. (5 seconds), 72 ° C. (3 minutes), 70 ° C. (3 minutes), 7 cycles • 94 ° C. (5 seconds), 67 ° C. (3 minutes), 70 ℃ (3 minutes), 32 cycles · 67 ℃ (4 minutes), 1 cycle
After PCR reaction for each of the five types of templates, the amplified 1-kb DNA fragment was isolated using an electrophoresis apparatus. The base sequences of these fragments were determined, and the upstream of the start codon was used as the promoter portion.
[0020]
[Example 2]
(Method for measuring promoter activity of useful genes)
First, the target promoter fragment is inserted into a promoter activity measuring plasmid. Using a promoter DNA fragment isolated by Genome Walker as a template, PCR reaction is performed with primers designed so that a SalI site is generated downstream of the promoter and a PstI site is generated upstream. Next, the amplified DNA fragment is digested with SalI PstI and then inserted upstream of the GUS gene (that is, the udiA gene) of the plasmid pNGS1 (FIG. 1) developed for measuring the promoter activity. As a result, the GUS gene which is a reporter gene is expressed under the control of the inserted promoter, and the expression ability of the promoter can be measured by GUS activity. A. oryzae is transformed with this plasmid, and a transformant in which only one copy of the plasmid has been introduced into niaD locus of the host genome is selected. This transformant was cultured under various culture conditions, GUS production ability was measured, and each promoter was expressed. Since the plasmid pNGS1 is deposited with a microorganism that carries the plasmid pNGS1, for example, by removing it from Aspergillus oryzae 1013-niaD (FERM P-17707) and inserting the desired promoter into the SalI and PstI sites (these Since the nucleotide sequence of the promoter is determined according to the present invention, it can be easily obtained by a conventional method such as synthesis or extraction)), and an expression plasmid can be easily constructed. When introduced into an Aspergillus oryzae niaD mutant, a transformant can be easily prepared. Thus, by treating the obtained transformant by a conventional method such as culturing, a large amount of GUS can be obtained, and the present invention can be easily carried out. Moreover, if another useful protein gene is introduced instead of the GUS gene, this useful protein can be efficiently expressed.
[0021]
[Example 3]
(Examination of promoter expression of manganese superoxide desmutase (Mn-SOD) gene and copper, zinc superoxide demutase (Cu, Zn-SOD) gene) As shown in Table 1, isolated promoters Large amounts of GUS protein were produced under control, indicating the effectiveness of this promoter. Further, regarding Mn-SOD gene promoter (1038 bases: SEQ ID NO: 1), oxidative stress and culture temperature due to linoleic acid, H 2 O 2 and the like, and Cu, Zn-SOD gene promoter (900 bases: SEQ ID NO: 2) are cultured. It was shown to be induced at temperature.
[0022]
Figure 0003792467
[0023]
[Example 4]
(Examination of promoter expression of small V-ATPase (small-V-ATPase) gene, actin gene, and histone H2 gene)
As shown in Table 2, small V-ATPase (small-V-ATPase) gene (1196 bases: SEQ ID NO: 4), actin gene (1001 bases: SEQ ID NO: 5), histone H2 (Histone-H2) gene It was possible to produce the GUS protein with any promoter of (685 bases: SEQ ID NO: 8). In addition, when comparing Czapek-Dox culture (culture on Czapek-Dox medium) and DRY culture (culture on dextrin-peptone-yeast extract medium), promoters of actin (Actin) gene and histone H2 (Histone-H2) gene In the case of DRY culture, and in the case of a small V-ATPase (small-V-ATPase) gene promoter, it was shown that Czapek-Dox culture has higher expression ability.
[0024]
Figure 0003792467
[0025]
[Example 5]
(Examination of P-450 gene promoter expression ability)
As shown in Table 3, it was possible to produce a GUS protein using the cytochrome P-450 gene promoter (1214 bases: SEQ ID NO: 3). It was also revealed that the P-450 gene promoter is induced and repressed depending on the type of nitrogen source in the medium. When nitric acid or nitrous acid was used as a single nitrogen source, very high GUS productivity was observed, but when ammonia was used as a nitrogen source, a significant decrease in productivity was observed. Thus, induction and suppression of promoter activity by a nitrogen source is effective because the expression ability can be controlled.
[0026]
Figure 0003792467
[0027]
[Example 6]
(Examination of catalase gene promoter expression ability)
As shown in Table 4, it was possible to produce a GUS protein even by using a catalase gene promoter. The expression ability of the catalase A and B gene promoters (550 bases: SEQ ID NO: 6) and (663 bases: SEQ ID NO: 7) was further increased by the addition of hydrogen peroxide or iron ions.
[0028]
Figure 0003792467
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, the promoter region and its nucleotide sequence were determined for the Aspergillus oryzae manganese superoxide desmutase gene and seven other genes, respectively. As a result of promoter analysis using a reporter gene, these novel promoters were confirmed for the first time to be strong promoters.
[0030]
Thus, the use of a strong promoter newly developed according to the present invention has made it possible to construct a novel high expression system for proteins. By using a novel high expression system using this novel promoter, it is possible to efficiently produce not only the same kind of protein but also a heterogeneous protein using aspergillus or other filamentous fungi or other microorganisms as host fungi.
[0031]
[Sequence Listing]
Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467
Figure 0003792467

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a plasmid pNGS1 for measuring promoter activity.
FIG. 2 shows the base sequence of the Mn-SOD gene promoter.
FIG. 3 shows the nucleotide sequence of a Cu, Zn-SOD gene promoter.
FIG. 4 shows the base sequence of cytochrome P-450 gene promoter.
FIG. 5 shows the base sequence of the small-V-ATPase gene promoter.
FIG. 6 shows the base sequence of the actin gene promoter.
FIG. 7 shows the base sequence of the catalase A gene promoter.
FIG. 8 shows the base sequence of the catalase B gene promoter.
FIG. 9 shows the nucleotide sequence of a histone-H2 gene promoter.

Claims (6)

配列表の配列番号1〜8の少なくともひとつの塩基配列で示されるDNA。  DNA represented by at least one base sequence of SEQ ID NOs: 1 to 8 in the sequence listing. 請求項1に記載のDNAとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、プロモーター活性を持つDNA。A DNA that hybridizes with the DNA of claim 1 under stringent conditions and has promoter activity . 配列表の配列番号1〜8の塩基配列で示されるアスペルギルス属由来のプロモーター。  A promoter derived from the genus Aspergillus represented by the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 1 to 8 in the Sequence Listing. アスペルギルス属がアスペルギルス・オリゼである請求項3に記載のプロモーター。  The promoter according to claim 3, wherein the Aspergillus genus is Aspergillus oryzae. アスペルギルス・オリゼのマンガン・スーパーオキシドデスムターゼ(Mn−SOD)遺伝子、銅 亜鉛・スーパーオキシドデスムターゼ(Cu、Zn−SOD)遺伝子、チトクローム P−450(cytochrome P−450)遺伝子、カタラーゼA(catalase A)遺伝子、カタラーゼB(catalase B)遺伝子、スモール V−ATPase(small−V−ATPase)遺伝子、アクチン(Actin)遺伝子、ヒストンH2(Histone−H2)遺伝子の何れかより選ばれた請求項4記載のプロモーター。  Aspergillus oryzae manganese superoxide desmutase (Mn-SOD) gene, copper zinc superoxide desmutase (Cu, Zn-SOD) gene, cytochrome P-450 gene, catalase A (catalase A) ) Gene, catalase B (catalase B) gene, small V-ATPase (small-V-ATPase) gene, actin (Actin) gene, histone H2 (Histone-H2) gene promoter. 請求項4又は5に記載のプロモーターを利用することを特徴する有用蛋白質遺伝子の高発現方法。High expression methods useful protein gene is characterized by utilizing the promoter according to claim 4 or 5.
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