JPH0832235B2 - Chimeric P450 expression plasmid and yeast strain carrying the plasmid - Google Patents
Chimeric P450 expression plasmid and yeast strain carrying the plasmidInfo
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- JPH0832235B2 JPH0832235B2 JP25826290A JP25826290A JPH0832235B2 JP H0832235 B2 JPH0832235 B2 JP H0832235B2 JP 25826290 A JP25826290 A JP 25826290A JP 25826290 A JP25826290 A JP 25826290A JP H0832235 B2 JPH0832235 B2 JP H0832235B2
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、キメラP450発現プラスミド及び該プラスミ
ドを保持する酵母菌株に関する。本発明により得られる
酵母菌株は、キメラP450のシグナルペプチドを完全に切
断することによって成熟型のラット肝P450C25への変換
を効率的に行う能力を有する。上記の酵母菌株により生
産された酵素(成熟型のラット肝P450C25)と、フェレ
ドキシンおよびNADPH−フェレドキシン還元酵素とを用
い、医薬品として有用なステロイド類、活性型ビタミン
D3などを合成することができる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chimeric P450 expression plasmid and a yeast strain carrying the plasmid. The yeast strain obtained by the present invention has the ability to efficiently convert the mature form of rat liver P450 C25 by completely cleaving the signal peptide of chimeric P450. Using the enzyme produced by the above yeast strain (mature rat liver P450 C25 ) and ferredoxin and NADPH-ferredoxin reductase, steroids useful as pharmaceuticals and active vitamin
It can be synthesized like D 3.
<従来技術> P450は微生物から哺乳動物にいたるまで広く生物界に
存在するヘム蛋白質であり、電子伝達系の末端酵素とし
て種々の脂溶性化合物を基質として1原子酸素添加反応
を触媒する。末端酵素であるP450分子種は多様であり、
それぞれが異なる基質特異性を示すので、非常に広範囲
の脂溶性化合物を水酸化することができる。哺乳動物の
P450依存性電子伝達系はその構成酵素から、ミクロソー
ムに局在化するミクロソーム型とミトコンドリアに局在
するミトコンドリア型に分けられる。前者では、フラビ
ンアデニンジヌクレオチドとフラビンモノヌクレオチド
を分子内に補酵素として含有するNADPH−P450還元酵素
(還元酵素)がNADPHからの電子をP450へ供給し、後者
では、フラビンアデニンジヌクレオチドを補酵素として
分子内に含有するNADPH−フェレドキシン還元酵素、お
よび非ヘム鉄を補酵素として分子内に含有するフェレド
キシンがNADPHからの電子をP450へ供給することによ
り、種々の脂溶性基質に対して水酸化反応を触媒する。<Prior Art> P450 is a heme protein that exists widely in the living world from microorganisms to mammals, and catalyzes a one-atom oxygenation reaction using various lipid-soluble compounds as substrates as terminal enzymes of the electron transfer system. The P450 molecular species that is the terminal enzyme is diverse,
Since each exhibits a different substrate specificity, a very wide range of lipophilic compounds can be hydroxylated. Mammalian
The P450-dependent electron transport system is divided into its microsomal type localized in microsomes and mitochondrial type localized in mitochondria. In the former, NADPH-P450 reductase (reductase), which contains flavin adenine dinucleotide and flavin mononucleotide as coenzymes in the molecule, supplies electrons from NADPH to P450, and in the latter, flavin adenine dinucleotide coenzyme. In the molecule, NADPH-ferredoxin reductase and ferredoxin, which contains non-heme iron as a coenzyme in the molecule, supply electrons from NADPH to P450, thereby hydroxylating various lipid-soluble substrates. To catalyze.
本発明者らはすでに、数種のミクロソーム型P450を酵
母内で発現させる組換え体酵母菌株を用いることにより
工学的に有用な水酸化反応を行うことに成功した。すな
わち、ラット肝P450MC遺伝子、ウシ副腎P45017α遺伝子
やウシ副腎P450C21遺伝子をそれぞれ単離し、これらの
遺伝子を含有する発現プラスミドを作製し、これら発現
プラスミドを用いて酵母を形質転換することにより、ミ
クロソーム型P450を産生する酵母菌株を得た(特開昭61
−56072、特開平1−47380、特開平2−31680)。これ
らの酵母菌株はそれぞれのミクロソーム型P450分子種に
依存した1原子酵素添加活性を示した。また、ラット肝
還元酵素遺伝子や酵母還元酵素遺伝子を単離し、P450還
元能を有する酵素を酵母内で発現させることに成功した
(特開昭62−19085、特開平2−211880)。さらに、発
明者らは、ミクロソーム型P450と還元酵素の両酵母を酵
母内で産生する酵母菌株(特開昭62−104582)や両酵素
の機能を1分子内に併せ持つ新規モノオキシゲナーゼの
作出に成功した(特開昭63−44888、特開平2−23870、
特開平2−249488)。以上のような技術により、本発明
者らはこれらミクロソーム型P450産生酵母菌株を用い
て、医薬品として有用なアセトアミノフェンやステロイ
ドホルモン中間体の合成を可能にした。The present inventors have already succeeded in carrying out an engineeringly useful hydroxylation reaction by using a recombinant yeast strain that expresses several types of microsomal P450s in yeast. That is, rat liver P450 MC gene, bovine adrenal P450 17 α gene and bovine adrenal P450 C21 gene are isolated, and expression plasmids containing these genes are prepared, and yeast are transformed with these expression plasmids. , A yeast strain producing a microsomal P450 was obtained (JP-A-61)
-56072, JP-A-1-47380, JP-A-2-31680). These yeast strains showed monoatomic enzyme addition activity depending on the respective microsomal P450 molecular species. Moreover, the rat liver reductase gene and the yeast reductase gene were isolated, and the enzyme having P450 reducing ability was successfully expressed in yeast (JP-A-62-19085, JP-A-2-211880). Furthermore, the inventors have succeeded in producing a yeast strain (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-104582) that produces both microsomal P450 and reductase yeast in yeast, and a novel monooxygenase having the functions of both enzymes in one molecule. (JP-A-63-44888, JP-A-2-23870,
JP-A-2-249488). By the above-mentioned techniques, the present inventors have enabled the synthesis of acetaminophen and steroid hormone intermediates useful as pharmaceuticals by using these microsomal P450-producing yeast strains.
一方、分子内にヘムを含有するような複雑な構造を有
し、かつミトコンドリア内膜に局在化する膜蛋白質、た
とえばミトコンドリア型P450を酵母内で発現させた例は
今までに知られていない。On the other hand, there is no known example of expressing a membrane protein, such as a mitochondrial P450, which has a complex structure containing a heme in the molecule and is localized in the inner mitochondrial membrane in yeast. .
<発明が解決しようとする課題> ミトコンドリア型P450の関与する生体反応は生理的に
重要な化合物、例えば活性型ビタミンD3などの合成反応
が多いため、産業上応用可能性が高い。このためミトコ
ンドリア型P450を産生する酵母菌株の創成が望まれてい
た。<Problems to be Solved by the Invention> Biological reactions involving mitochondrial P450s have many synthetic reactions of physiologically important compounds, such as active vitamin D 3, and thus have high industrial applicability. Therefore, the creation of a yeast strain that produces mitochondrial P450 has been desired.
<課題を解決するための手段> 本発明者らは、分子内にヘムを含有するような複雑な
構造を有する膜蛋白質であるラット肝P450C25の成熟度
(酵素)を酵母内で効率的に産生させるために誠意努力
の結果、ラット生体内において正常に機能している本来
のシグナル配列の代わりに、上記のP450分子種とは全く
別異な構造及び機能である蛋白質が有する外来のシグナ
ル配列に交換することによって、強い活性を有する成熟
型のラット肝P450C25を酵母内で産生させることに成功
し、本発明を完成するに至った。<Means for Solving the Problems> The inventors of the present invention efficiently determine the maturity (enzyme) of rat liver P450 C25 , which is a membrane protein having a complex structure containing heme in the molecule, in yeast. As a result of sincerity efforts to produce it, in place of the original signal sequence that normally functions in the living body of the rat, an exogenous signal sequence possessed by a protein that has a completely different structure and function from the P450 molecular species described above By exchanging them, the mature rat liver P450 C25 having a strong activity was successfully produced in yeast, and the present invention was completed.
すなわち、本発明は、酵母チトクロムC酸化酵素サブ
ユニットIVのN末端29アミノ酸残基からなるシグナル配
列をN末端に有し、501アミノ酸残基からなる成熟型の
ラット肝P450C25をC末端に有するキメラP450を発現さ
せるプラスミド及び該プラスミドを保持する酵母菌株を
提供するものである。That is, the present invention has a signal sequence consisting of N-terminal 29 amino acid residues of yeast cytochrome C oxidase subunit IV at the N-terminal and a mature rat liver P450 C25 consisting of 501 amino acid residues at the C-terminal. The present invention provides a plasmid expressing a chimeric P450 and a yeast strain carrying the plasmid.
上記の酵母菌株から部分精製した成熟型のラット肝P4
50C25は、ウシ副腎アドレノドキシン(以下、ADXと略
す)およびウシ副腎NADPH−アドレノドキシン還元酵素
(以下、ADRと略す)と共役させることにより、THCある
いは1α−OH−ビタミンD3からTeHCあるいは1α,25−
(OH)2ビタミンD3をそれぞれ生成することができた。Mature rat liver P4 partially purified from the above yeast strains
50 C25 is conjugated with bovine adrenal adrenodoxin (hereinafter abbreviated as ADX) and bovine adrenal NADPH-adrenodoxin reductase (hereinafter abbreviated as ADR) to produce THC or 1α-OH-vitamin D 3 to TeHC. Or 1α, 25-
It was possible to produce (OH) 2 vitamin D 3 , respectively.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明で用いられるラット肝P450C25は、ラット生体
内においては、533アミノ酸からなる前駆体として細胞
質内で合成されたのち、そのN末端に存在する移行シグ
ナルが認識され、ミトコンドリア内膜へ取り込まれ(ミ
トコンドリア内に局在化し)、そこでプロセッシングが
行われ、501アミノ酸からなる成熟型(分子量約53KD)
になる。本発明では、酵母内においても上記と同様な作
用が行われるようなラット肝P450C25前駆体を発言させ
ることが第一の目的である。The rat liver P450 C25 used in the present invention is synthesized in the cytoplasm as a precursor consisting of 533 amino acids in the living body of rat, and then the translocation signal existing at the N-terminal thereof is recognized and incorporated into the inner mitochondrial membrane. (Localized in mitochondria), where processing is performed, and the mature form of 501 amino acids (molecular weight about 53KD)
become. In the present invention, the first object is to make the rat liver P450 C25 precursor capable of exhibiting the same action in yeast as described above.
ラット生体内において正常に機能している本来のシグ
ナル配列をそのまま有するラット肝P450C25前駆体を酵
母内で発現させても、酵母内ではラット生体内のように
ミトコンドリア内膜へ取り込まれ、そこで正常なプロセ
ッシングが行われ、501アミノ酸からなる成熟型に完全
になることはなかった。このため、P450分子あたりの酵
素活性が低い。本発明により得られる酵母菌株は、ラッ
ト生体内において正常に機能している本来のシグナル配
列の代わりに、上記のP450分子種とは全く別異な構造及
び機能である蛋白質が有する外来のシグナル配列に交換
したラット肝P450C25前駆体を酵母内で発現する。偶然
にも、該ラット肝P450c25前駆体が有する特異なシグナ
ルペプチドは酵母内で完全に切断された。その結果、酵
母内において成熟型のラット肝P450C25への変換が効率
的に行なわれるようになり、前記目的を達成することが
可能になった。Even when the rat liver P450 C25 precursor, which has the original signal sequence that normally functions in the rat body, is expressed in yeast, it is taken up into the inner mitochondrial membrane in yeast as in the rat body, and then normal. However, it was not completely processed into a mature form consisting of 501 amino acids. Therefore, the enzyme activity per P450 molecule is low. Yeast strains obtained by the present invention, in place of the original signal sequence that normally functions in the living body of the rat, the foreign signal sequence that the protein has a completely different structure and function from the P450 molecular species described above. The exchanged rat liver P450 C25 precursor is expressed in yeast. Coincidentally, the unique signal peptide of the rat liver P450 c25 precursor was completely cleaved in yeast. As a result, in the yeast, the conversion to mature rat liver P450 C25 was efficiently performed, and it became possible to achieve the above object.
本発明に用いられるラット肝450C25をコードするcDNA
はすでに公知であり、通常の操作法でこれを単離するこ
とができる。たとえば、ラット肝P450C25遺伝子は、プ
ラスミドpLMT25(Usui et al.,(1990)FEBS 262,135−
138)から単離できる。CDNA encoding rat liver 450 C25 used in the present invention
Is already known, and can be isolated by a usual operation method. For example, the rat liver P450 C25 gene is expressed in plasmid pLMT25 (Usui et al., (1990) FEBS 262,135-
138).
本発明のラット肝P450C25前駆体を発現するプラスミ
ドは酵母チトクロムC酸化酵素サブユニットIVのN末端
29アミノ酸残基からなるシグナル配列をN末端に有し、
501アミノ酸残基からなる成熟型のラット肝P450C25をC
末端に有するキメラP450遺伝子を酵母アルコール脱水素
酵素(ADH)遺伝子のプロモーターおよび同ターミネー
ターを保持する酵母発現ベクターpAAH5(Methods in En
zymology,101,partC,p192−201)に挿入することにより
構築することができる。宿主としてサッカロミセス・セ
レビシエAH22株が望ましい。酵母チトクロムC酸化酵素
サブユニットIVのN末端29アミノ酸残基からなるシグナ
ル配列をN末端に有し、501アミノ酸残基からなる成熟
型のラット肝P450C25をC末端に有するキメラP450を発
現させるプラスミドによる宿主酵母の形質転換は、アル
カリ金属(LiCl)を用いる方法、プロトプラスト法など
公知の方法で行うことができる。このようにして得られ
た形質転換酵母菌体は、キメラP450を酵母内で発現し、
つぎに該キメラP450が有する特異なシグナル配列をほほ
完全に切断することによって、成熟型のラット肝P450
C25への変換を効率的に行なう能力を有する。該形質転
換酵母を通常の培養方法に準じて培養することにより成
熟型のラット肝P450C25を製造することができる。The plasmid expressing the rat liver P450 C25 precursor of the present invention is the N-terminal of the yeast cytochrome C oxidase subunit IV.
It has a signal sequence consisting of 29 amino acid residues at the N-terminus,
Mature rat liver P450 C25 consisting of 501 amino acid residues
A yeast expression vector pAAH5 (Methods in En) containing a yeast alcohol dehydrogenase (ADH) gene promoter and terminator containing a chimeric P450 gene having a terminal
zymology, 101, partC, p192-201). Saccharomyces cerevisiae AH22 strain is preferable as a host. A plasmid expressing a chimeric P450 having a signal sequence consisting of 29 amino acid residues at the N-terminal of yeast cytochrome C oxidase subunit IV at the N-terminal and mature rat liver P450 C25 consisting of 501 amino acid residues at the C-terminal The transformation of the host yeast by the method can be performed by a known method such as a method using an alkali metal (LiCl) or a protoplast method. The transformed yeast cells thus obtained express the chimeric P450 in yeast,
Next, by completely cleaving the specific signal sequence of the chimeric P450, mature rat liver P450
It has the ability to efficiently convert to C25 . By culturing the transformed yeast according to a usual culturing method, mature rat liver P450 C25 can be produced.
<実施例> 以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。本
発明は実施例のみに限定されるものではなく、本発明の
技術分野における通常の変更をすることができる。<Examples> Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples. The present invention is not limited to the examples, and it is possible to make ordinary modifications in the technical field of the present invention.
実施例1 発現プラスミドpAC25の構築 以下の実施例で、制限酵素によるDNAの切断、アルカ
リホスファターゼによるDNAの脱リン酸化、DNAリガーゼ
によるDNAの結合などの反応は、特に断らない限り、通
常20〜200μの反応容積を用いて、これらの酵素類を
市販するメーカー(例えば、宝酒造(株))が製品に添
付した反応条件で実施した。ラット肝P450C25発現プラ
スミドpAC25を第1図に示すように構築した。Example 1 Construction of Expression Plasmid pAC25 In the following examples, reactions such as digestion of DNA with a restriction enzyme, dephosphorylation of DNA with alkaline phosphatase, and binding of DNA with a DNA ligase were generally 20 to 200 μm unless otherwise specified. Was carried out under the reaction conditions attached to the product by the manufacturer (for example, Takara Shuzo Co., Ltd.) that commercially sells these enzymes. The rat liver P450 C25 expression plasmid pAC25 was constructed as shown in FIG.
ラット肝P450C25遺伝子を含むプラスミドpLMT25(Usu
i et al.,(1990)FEBS 262,135−138)を制限酵素EcoR
IとSacIで同時消化し、P450C25N末端側の領域を含む約3
20bpのEcoRI−SacI断片と、C末端側の領域を含む約158
0bpのSacI−EcoRI断片を低融点アガロースゲル電気泳動
により回収した。これらの断片を市販のベクタープラス
ミドpUC19のEcoRI、SacI部位にサブクローニングし、そ
れぞれpUC25NおよびpUC25Cを得た。pUC25NをEcoRI、Nco
Iで同時消化して得られる約2880bpの断片と合成リンカ
ーLC252: (左右両端にそれぞれEcoRI、NcoI認識部を持ち、内側
にHind III認識部位を持つ)とのリガーゼ反応を行い、
大腸菌HB101株を形質転換した。得られた形質転換体か
ら、Birnboim−Dolyの方法に従い、プラスミドDNAを調
製し、制限酵素消化による解析を行い、合成リンカーが
挿入された目的のプラスミドを得た。さらに塩基配列を
決定することにより、合成リンカー部分の配列を確認
し、得られたプラスミドをpUC25NHとした。Plasmid pLMT25 (Usu containing the rat liver P450 C25 gene
i et al., (1990) FEBS 262,135-138) with restriction enzyme EcoR
About 3 including the P450 C25 N-terminal region co-digested with I and SacI
Approximately 158 including 20 bp EcoRI-SacI fragment and C-terminal region
The 0 bp SacI-EcoRI fragment was recovered by low melting agarose gel electrophoresis. These fragments were subcloned into the commercially available vector plasmid pUC19 at EcoRI and SacI sites to obtain pUC25N and pUC25C, respectively. pUC25N for EcoRI, Nco
A fragment of about 2880 bp obtained by co-digestion with I and the synthetic linker LC252: Perform a ligase reaction with (having EcoRI and NcoI recognition sites on the left and right ends, and Hind III recognition site on the inside).
Escherichia coli HB101 strain was transformed. From the obtained transformant, a plasmid DNA was prepared according to the method of Birnboim-Doly and analyzed by restriction enzyme digestion to obtain a target plasmid having a synthetic linker inserted therein. By further determining the nucleotide sequence, the sequence of the synthetic linker portion was confirmed, and the obtained plasmid was designated as pUC25NH.
一方、ラット肝P450C25C末端側の領域を含むpUC25Cを
NcoI、EcoRIで同時消化して得られる約4kbの断片と、市
販のHind IIIリンカーとのリガーゼ反応を行い、大腸菌
HB101株を形質転換した。形質転換体からプラスミドDNA
を調製し、P450C25の3′非翻訳領域にHind III部位が
作出されたプラスミドをpUC25CHとした。On the other hand, pUC25C containing the region of rat liver P450 C25 C-terminal was
The approximately 4 kb fragment obtained by simultaneous digestion with NcoI and EcoRI was ligated with a commercially available Hind III linker to give E. coli.
The HB101 strain was transformed. Transformant to plasmid DNA
Was prepared, and the plasmid in which the HindIII site was created in the 3'untranslated region of P450 C25 was designated as pUC25CH.
pUC25NHおよびpUC25CHをHind III、SacIで同時消化し
て得られるそれぞれ約270bpおよび1370bpの断片と、市
販のベクタープラスミドpUC18をHind III消化しアルカ
リホスファターゼ処理を施したものとのリガーゼ反応を
行ったのち、大腸菌HB101株を形質転換した。形質転換
体からプラスミドDNAを調製し、pUC25NHおよびpUC25CH
由来のDNA断片を一つずつ含むプラスミドをpUC25Hとし
た。pUC25HをHind III消化し、ラット肝P450C25前駆体
をコードする約1640bpのcDNA断片を調製し、この断片
と、Hind III消化後アルカリホスファターゼ処理を施し
た酵母発現ベクターpAAH5N(特開平2−211880)とのリ
ガーゼ反応を行った後、大腸菌HB101株を形質転換し
た。形質転換体からプラスミドDNAを調製し、DNA構造を
確認し、ラット肝P450C25前駆体遺伝子がADHプロモータ
ーとターミネーターに対して、順方向に挿入されたプラ
スミドをpAC25とした。PUC25NH and pUC25CH were respectively digested with Hind III and SacI to obtain fragments of about 270 bp and 1370 bp, respectively, and a commercially available vector plasmid pUC18 was subjected to Hind III digestion and alkaline phosphatase treatment, followed by ligase reaction. Escherichia coli HB101 strain was transformed. Plasmid DNA was prepared from the transformants, and pUC25NH and pUC25CH
The plasmid containing each one of the derived DNA fragments was designated as pUC25H. pUC25H was digested with Hind III to prepare a cDNA fragment of about 1640 bp encoding a rat liver P450 C25 precursor, and this fragment and a yeast expression vector pAAH5N treated with alkaline phosphatase after Hind III digestion (JP-A-2-211880). After carrying out a ligase reaction with E. coli, the Escherichia coli HB101 strain was transformed. Plasmid DNA was prepared from the transformant, the DNA structure was confirmed, and the plasmid in which the rat liver P450 C25 precursor gene was inserted in the forward direction with respect to the ADH promoter and terminator was designated as pAC25.
実施例2 発現プラスミドpACC253の構築 本発明者らはすでに、ウシ副腎ミトコンドリアのタン
パク質を酵母で発現させる場合に、そのシグナルペプチ
ド部分を酵母チトクロムc酸化酵素サブユニットIV(以
下、COX IVと略す)のものに置換すると発現量が著しく
増加することを見いだしている(特開平4−30793)。
そこで、酵母ミトコンドリアで成熟型のラット肝P450
C25を安定に高発現させることを目的として、そのシグ
ナル配列部分をCX IVのものに置換したプラスミドpACC2
53を第2図に示すように構築した。Example 2 Construction of Expression Plasmid pACC253 The present inventors have already shown that when a bovine adrenal mitochondrial protein is expressed in yeast, the signal peptide portion thereof is expressed in yeast cytochrome c oxidase subunit IV (hereinafter abbreviated as COX IV). It has been found that the expression level is remarkably increased by substituting it with the one described in JP-A-4-30793.
Therefore, mature rat liver P450 in yeast mitochondria
Plasmid pACC2 in which the signal sequence part was replaced with that of CX IV for the purpose of stably highly expressing C25.
53 was constructed as shown in FIG.
ラット肝P450C25のN末端側遺伝子を含むプラスミドp
UC25NをPstI、SacIで同時消化し、約150bpの断片を回収
した。この断片と合成リンカーLC253: (左右両端にそれぞれHind III、PstI認識部位を持つ)
および市販のベクターpU19のHind III−SacI断片とのリ
ガーゼ反応を行い、大腸菌HB101株を形質転換した。形
質転換体からプラスミドDNAを調製し、制限酵素消化に
より解析し、断片および合成リンカーが挿入された目的
のプラスミドを得た。さらに、塩基配列を決定すること
により、合成リンカー部分の配列を確認し、得られたプ
ラスミドをpBSCC253とした。このプラスミドと上述のプ
ラスミドpUC25CHをHind III、SacIで同時消化し、COX I
Vのシグナルペプチドおよびラット肝P450C25N末端部分
をコードする遺伝子断片(約260bp)とラット肝P450C25
C末端部分をコードする遺伝子断片(約1370bp)をそれ
ぞれ回収した。これらの断片と市販のベクタープラスミ
ドpUC18−Hind III断片とのトリプルライゲーションを
行い、大腸菌HB101株を形質転換した。形質転換体から
プラスミドDNAを調製し、制限酵素消化により解析し、
両断片が挿入されたプラスミドpUCC253Hを得た。pUCC25
3HをHind III消化し、約1630bpのキメラP450cDNA断片を
調製し、これと、Hind III消化後アルカリホスファター
ゼ処理を施した酵母発現ベクターpAAH5N(特開平2−21
1880)とのリガーゼ反応を行ったのち、大腸菌HB101株
を形質転換した。形質転換体から調製したプラスミドDN
Aの構造を制限酵素消化により確認し、キメラP450遺伝
子がADHプロモーターとターミネーターに対して順方向
に挿入されたプラスミドをpACC253とした。Plasmid p containing the N-terminal gene of rat liver P450 C25
UC25N was co-digested with PstI and SacI to recover a fragment of about 150 bp. This fragment and the synthetic linker LC253: (Hind III and PstI recognition sites are located on the left and right ends respectively)
Then, a ligase reaction was carried out with the HindIII-SacI fragment of the commercially available vector pU19 to transform Escherichia coli HB101 strain. Plasmid DNA was prepared from the transformant and analyzed by restriction enzyme digestion to obtain the desired plasmid into which the fragment and the synthetic linker were inserted. Furthermore, the sequence of the synthetic linker portion was confirmed by determining the base sequence, and the obtained plasmid was designated as pBSCC253. This plasmid and the above-mentioned plasmid pUC25CH were co-digested with Hind III and Sac I, and COX I
A gene fragment (approximately 260 bp) encoding the V signal peptide and rat liver P450 C25 N-terminal portion and rat liver P450 C25
A gene fragment (about 1370 bp) encoding the C-terminal part was recovered. E. coli HB101 strain was transformed by triple ligation of these fragments with a commercially available vector plasmid pUC18-HindIII fragment. Plasmid DNA was prepared from the transformant and analyzed by restriction enzyme digestion,
A plasmid pUCC253H having both fragments inserted was obtained. pUCC25
3H was digested with Hind III to prepare a chimeric P450 cDNA fragment of about 1630 bp, which was digested with Hind III and treated with alkaline phosphatase to obtain a yeast expression vector pAAH5N (JP-A-2-21).
1880) and then Escherichia coli HB101 strain was transformed. Plasmid DN prepared from transformants
The structure of A was confirmed by restriction enzyme digestion, and the plasmid in which the chimeric P450 gene was inserted in the forward direction with respect to the ADH promoter and terminator was designated as pACC253.
実施例3 発現プラスミドによる酵母の形質転換 サッカロミセス・セレビシエAH22(ATCC38626)[ρ
0]株(ミトコンドリア様のオルガネラは存在するが、
ミトコンドリアDNAを持たない株)、[ρ+]株(正常
なミトコンドリアおよび、そのDNAを持つ)を、5mlのYP
D培地(1%酵母エキス、2%ポリペプトン、2%グル
コース)中で30℃、18時間培養したのち、1mlの酵母培
養液を遠心分離し、集菌した。菌体を、0.2M LiCl溶液
1mlで洗浄したのち、1M LiCl溶液20μに懸濁した。
これに、70%ポリエチレングリコール4000溶液30μ、
発現プラスミド溶液10μ(約1μgDNA)を添加して、
充分に混合したのち、30℃で1時間インキュベートし
た。ついで、140μの水を加えSD合成培地プレート
(2%グルコース、0.67%酵母窒素源アミノ酸不含、20
μg/mlヒスチジン、2%寒天)上にまき、30℃で3日間
インキュベートすることにより、プラスミドを保持する
形質転換体を得た。プラスミドpAC25、pACC253で形質転
換した酵母を、それぞれAH22[ρ0](pAC25)株、AH2
2[ρ+](pAC25)株、AH22[ρ0](pACC253)株、A
H22[ρ+](pACC253)株とした。Example 3 Transformation of Yeast with Expression Plasmid Saccharomyces cerevisiae AH22 (ATCC38626) [ρ
0] strain (although mitochondrial-like organelles exist,
Strains that do not have mitochondrial DNA) and [ρ +] strains (which have normal mitochondria and their DNA)
After culturing in D medium (1% yeast extract, 2% polypeptone, 2% glucose) at 30 ° C. for 18 hours, 1 ml of yeast culture solution was centrifuged to collect the cells. 0.2M LiCl solution
After washing with 1 ml, it was suspended in 20 μ of a 1M LiCl solution.
To this, 70μ polyethylene glycol 4000 solution 30μ,
Add 10μ of expression plasmid solution (about 1μg DNA),
After mixing well, it was incubated at 30 ° C. for 1 hour. Next, add 140 μ of water and add SD synthetic medium plate (2% glucose, 0.67% yeast nitrogen source amino acid-free, 20%
A transformant carrying a plasmid was obtained by plating on a μg / ml histidine, 2% agar) and incubating at 30 ° C. for 3 days. The yeasts transformed with the plasmids pAC25 and pACC253 were used as AH22 [ρ0] (pAC25) strain and AH2 strain, respectively.
2 [ρ +] (pAC25) strain, AH22 [ρ0] (pACC253) strain, A
The strain was designated as H22 [ρ +] (pACC253) strain.
実施例4 ラット肝P450C25の生産 実施例3で得たAH22[ρ0](pAC25)株、AH22[ρ
+](pAC25)株、AH22[ρ0](pACC253)株、AH22
[ρ+](pACC253)株およびコントロールAH22[ρ
0](pAAH5)株、AH22[ρ+](pAAH5)株をSD合成培
地(2%グルコース、0.67%アミノ酸不含酵母窒素源、
20μg/mlヒスチジン)300mlでそれぞれ約2×107細胞/m
lまで培養し、集菌後100mMリン酸カリウム(pH7.0)で
洗浄したのち、100mMリン酸カリウム(pH7.0)2mlに懸
濁した。2本のキュベットに菌懸濁液を1mlずつ分注
し、サンプル側キュベットに一酸化炭素を吹き込んだの
ち、両キュベットにジチオナイト5〜10mgを添加した。
よく攪拌したのち400〜500nmの差スペクトルを測定し、
Δε(450nm−490nm)=91mM-1cm m-1をもとにしてヘム
含有P450量を算出した。その結果、AH22[ρ0]、[ρ
+](pAC25)株およびAH22[ρ0]、[ρ+](pACC2
53)株はいずれも菌体当たり約2×104分子のヘム含有P
450タンパク質を産生することが判明した。それに対し
て、コントロールAH22[ρ0]および[ρ+](pAAH
5)株ではヘム含有P450の産生は認められなかった。Example 4 Production of rat liver P450 C25 AH22 [ρ0] (pAC25) strain obtained in Example 3, AH22 [ρ
+] (PAC25) strain, AH22 [ρ0] (pACC253) strain, AH22
[Ρ +] (pACC253) strain and control AH22 [ρ
0] (pAAH5) strain and AH22 [ρ +] (pAAH5) strain on SD synthetic medium (2% glucose, 0.67% amino acid-free yeast nitrogen source,
20μg / ml histidine) 300ml each about 2 × 10 7 cells / m
After culturing to l, the cells were collected, washed with 100 mM potassium phosphate (pH 7.0), and then suspended in 2 ml of 100 mM potassium phosphate (pH 7.0). 1 ml of the bacterial suspension was dispensed into each of two cuvettes, carbon monoxide was blown into the sample-side cuvette, and then 5 to 10 mg of dithionite was added to both cuvettes.
After stirring well, measure the difference spectrum of 400-500 nm,
The heme-containing P450 amount was calculated based on Δε (450 nm-490 nm) = 91 mM −1 cm m −1 . As a result, AH22 [ρ0], [ρ
+] (PAC25) strain and AH22 [ρ0], [ρ +] (pACC2
53) All strains contain approximately 2 × 10 4 molecules of heme-containing P per cell.
It was found to produce 450 proteins. In contrast, controls AH22 [ρ0] and [ρ +] (pAAH
5) Heme-containing P450 was not produced in the strain.
実施例5 再構成系におけるP450C25依存性酸化活性の
測定 ウシ副腎ADXおよびウシ副腎ADRとの再構成系におい
て、コントロールAH22[ρ+](pAAH5)株、AH22[ρ
+](pAC25)株およびAH22[ρ+](pACC253)株から
調製した細胞小器官画分を用いてP450C25に依存した水
酸化活性を測定した。Example 5 Measurement of P450 C25- Dependent Oxidative Activity in Reconstitution System In a reconstitution system with bovine adrenal ADX and bovine adrenal ADR, control AH22 [ρ +] (pAAH5) strain, AH22 [ρ
The P450 C25- dependent hydroxylation activity was measured using the organelle fraction prepared from the +] (pAC25) strain and the AH22 [ρ +] (pACC253) strain.
形質転換酵母菌体からの細胞分画は以下の方法に従っ
た。形質転換体の約×107菌体/ml培養液から約4×1010
菌体分を集菌し、ザイモリアーゼ溶液(10mMトリス−塩
酸(pH7.5)、2.0Mソルビトール、0.1mMジチオスレイト
ール、0.1mM EDTA、0.3mg/mlザイモリアーゼ10T)に懸
濁し、30℃で1時間インキュベートしてスフェロプラス
トを調製した。これをソニケーションバッファー(10mM
トリス−塩酸(pH7.5)、0.65Mソルビトール、0.1mMジ
チオスレイトール、0.1m MEDTA、1μg/mlロイペプチ
ン、1μg/mlペプスタチン)に懸濁し、テフロンホモジ
ナイザーでホモジナイズすることにより菌体を破砕し
た。3000×g、5分間の遠心分離により、沈澱1を取り
除き、上清1′を得た。沈澱1をソニケーションバッフ
ァーに懸濁し再度ホモジナイズしたのち、3000×g、5
分間遠心分離し沈澱1(未破砕菌体・核画分)および上
清1″を得た。上清1′および1″を併せて上清1と
し、10,000×g、20分間遠心分離し、沈澱2(ミトコン
ドリア画分)と上清2を得た。上清2をさらに120,000
×g、70分間遠心分離し、沈澱3(ミクロソーム画分)
と上清3(細胞質画分)に分けた。ミトコンドリア画分
およびミクロソーム画分を酸化活性測定に用いる場合
は、各酵母細胞小器官画分に終濃度0.5%のコール酸を
加え、あらかじめミトコンドリアあるいはミクロソーム
膜からのタンパク質の可溶化を行った。The cell fraction from the transformed yeast cells was according to the following method. Approximately 4 x 10 10 from transformant approximately x 10 7 cells / ml culture
The bacterial cells were collected, suspended in a zymolyase solution (10 mM Tris-hydrochloric acid (pH 7.5), 2.0 M sorbitol, 0.1 mM dithiothreitol, 0.1 mM EDTA, 0.3 mg / ml zymolyase 10T), and then suspended at 30 ° C. for 1 hour. Spheroplasts were prepared by incubation for a period of time. Sonication buffer (10mM
The cells were suspended in Tris-hydrochloric acid (pH 7.5), 0.65 M sorbitol, 0.1 mM dithiothreitol, 0.1 mM EDTA, 1 μg / ml leupeptin, 1 μg / ml pepstatin) and homogenized with a Teflon homogenizer to disrupt the cells. The precipitate 1 was removed by centrifugation at 3000 xg for 5 minutes to obtain a supernatant 1 '. Precipitate 1 was suspended in sonication buffer and homogenized again, then 3000 × g, 5
After centrifugation for 1 minute, a precipitate 1 (unbroken cell / nuclear fraction) and a supernatant 1 ″ were obtained. The supernatants 1 ′ and 1 ″ were combined to obtain a supernatant 1 and centrifuged at 10,000 × g for 20 minutes, A precipitate 2 (mitochondrial fraction) and a supernatant 2 were obtained. 120,000 more supernatant 2
Xg, centrifuge for 70 minutes, precipitate 3 (microsome fraction)
And supernatant 3 (cytoplasmic fraction). When the mitochondrial fraction and the microsome fraction were used for the measurement of oxidative activity, 0.5% final concentration of cholic acid was added to each yeast cell organelle fraction to solubilize the protein from the mitochondria or microsomal membrane in advance.
THC27位水酸化活性は、以下の方法で測定した。100mM
トリス−塩酸(pH7.8)、0.5mM EDTA、14nmol[3H]TH
C、4nmolウシ副腎ADX、0.1Uウシ副腎ADR、100mM NADPH
からなる反応混液に可溶化した各酵母細胞小器官画分
(0.34mgタンパク質を含む)を加え全容を0.5mlとし、
一定時間37℃でインキュベートした。5ml酢酸エチルを
加えて反応を停止し、ボルテックスミキサーで1分間攪
拌後遠心し、酢酸エチル層4mlを乾固した。これを少量
の酢酸エチルに溶解し、シリカゲル薄層クロマトグラフ
ィー(TLC)に供した。TLCは酢酸エチル:アセトン=7.
3を溶媒として展開した。展開後、TLCプレートの基質お
よび生成物部分の放射活性をスキャナーを用いて測定し
た。再構成系におけるTHC27位水酸化活性を測定した結
果、AH22[ρ+](pAAH5)株のミトコンドリア画分を
用いた場合はTeHCの位置に放射活性のピークは検出でき
なかったが、形質転換株の場合にはTeHCのピークが検出
できた。基質および生成物のピーク面積からAH22[ρ
+](pAC25)株のミトコンドリア画分、ミクロソーム
画分、AH22[ρ+](pACC253)株のミトコンドリア画
分およびミクロソーム画分を用いた場合、反応時間1時
間でそれぞれ約27、13、26、25%のTHCがTeHCに変換さ
れたことが判った。THC 27-position hydroxylation activity was measured by the following method. 100 mM
Tris-hydrochloric acid (pH 7.8), 0.5 mM EDTA, 14 nmol [ 3 H] TH
C, 4 nmol bovine adrenal ADX, 0.1 U bovine adrenal ADR, 100 mM NADPH
Solubilized yeast cell organelle fraction (containing 0.34 mg protein) was added to the reaction mixture consisting of
Incubated for a period of time at 37 ° C. The reaction was stopped by adding 5 ml of ethyl acetate, the mixture was stirred with a vortex mixer for 1 minute and then centrifuged, and 4 ml of the ethyl acetate layer was dried. This was dissolved in a small amount of ethyl acetate and subjected to silica gel thin layer chromatography (TLC). TLC is ethyl acetate: acetone = 7.
3 was developed as a solvent. After development, the radioactivity of the substrate and product parts of the TLC plate was measured using a scanner. The THC27 hydroxylation activity in the reconstituted system was measured. As a result, when the mitochondrial fraction of AH22 [ρ +] (pAAH5) strain was used, no radioactivity peak could be detected at the TeHC position. In some cases, the TeHC peak could be detected. From the peak areas of substrate and product, AH22 [ρ
+] (PAC25) strain mitochondrial fraction, microsome fraction, AH22 [ρ +] (pACC253) strain mitochondrial fraction and microsome fraction were used, and the reaction time was about 27, 13, 26, 25, respectively. It was found that% THC was converted to TeHC.
一方、1α−OH−ビタミンD325位水酸化活性は次のよう
にして測定した。100mMトリス−塩酸(pH7.8)、0.5mM
EDTA、100nmol 1α−OH−ビタミンD、4nmolウシ副腎AD
X、0.1Uウシ副腎ADR、100mM NADPHからなる反応混液に
可溶化した各酵母細胞小器官画分を加え全容を0.5mlと
し、一定時間37℃でインキュベートした。5mlベンゼン
を加えて反応を停止し、ボルテックスミキサーで1分間
攪拌後遠心し、ベンゼン層4mlを乾固した。これを少量
のイソプロパノールに溶解し、HPLCで分析した。HPLCの
条件を以下に示す。On the other hand, the 1α-OH-vitamin D 3 25-position hydroxylation activity was measured as follows. 100 mM Tris-HCl (pH 7.8), 0.5 mM
EDTA, 100 nmol 1α-OH-vitamin D, 4 nmol bovine adrenal AD
Each solubilized yeast cell organelle fraction was added to a reaction mixture consisting of X, 0.1 U bovine adrenal ADR, and 100 mM NADPH to make the total volume 0.5 ml, and the mixture was incubated at 37 ° C for a certain period of time. The reaction was stopped by adding 5 ml of benzene, stirred for 1 minute with a vortex mixer, and then centrifuged to dry 4 ml of the benzene layer. This was dissolved in a small amount of isopropanol and analyzed by HPLC. The HPLC conditions are shown below.
1.カラム;ファインパックシル5(日本分光社製) 2.容媒;ヘキサン:メタノール:イソプロパノール=8
4:8:8 3.流速;1.2ml/分 4.カラム温度;室温 5.検出波長;265nm 再構成における1α−OH−ビタミンD325位水酸化活性
を測定したところAH22[ρ+](pAAH5)株のミトコン
ドリア画分は活性を示さなかったが、形質転換株ではHP
LC分析により1α,25−(OH)2ビタミンD3の位置にピ
ークが検出できた。ピークの高さから、0.34mgタンパク
質を含むAH22[ρ+](pAC25)株のミトコンドリア画
分およびミクロソーム画分の1α,25−(OH)2ビタミ
ンD3産生量は、反応時間1時間でそれぞれ約23pmolおよ
び12pmolと算出した。また、キメラP450産生AH22[ρ
+](pACC253)株のミトコンドリア画分およびミクロ
ソーム画分も同程度の活性を示した。以上、ラット肝P4
50C25依存性水酸化活性測定の結果から、酵母内で産生
された成熟型のラット肝P450C25は活性発現に必要なヘ
ムを分子内に含有しており、再構成系において、ウシ副
腎ADXおよびウシ副腎ADRと電子伝達系を構成することに
より成熟型のラット肝P450C25に依存した酸化活性を発
揮できることが判った。1. Column; Fine Pack Sil 5 (manufactured by JASCO Corporation) 2. Solvent: hexane: methanol: isopropanol = 8
4: 8: 8 3. Flow rate; 1.2 ml / min 4. Column temperature; room temperature 5. Detection wavelength; 265 nm 1α-OH-vitamin D 3 25-position hydroxylation activity was measured and AH22 [ρ +] (pAAH5 ) Strain showed no activity, but the transformant strain had HP
A peak could be detected at the position of 1α, 25- (OH) 2 vitamin D 3 by LC analysis. From the peak height, the amount of 1α, 25- (OH) 2 vitamin D 3 produced by the mitochondrial fraction and microsomal fraction of the AH22 [ρ +] (pAC25) strain containing 0.34 mg protein was about 1 hour each at a reaction time of 1 hour. Calculated to be 23 pmol and 12 pmol. In addition, chimeric P450 producing AH22 [ρ
The mitochondrial fraction and the microsomal fraction of the +] (pACC253) strain also showed similar activity. Above, rat liver P4
From the results of 50 C25- dependent hydroxylation activity measurement, mature rat liver P450 C25 produced in yeast contains heme necessary for activity expression in the molecule, and in the reconstitution system, bovine adrenal ADX and It was found that by constructing the electron transfer system with bovine adrenal ADR, the oxidative activity dependent on mature rat liver P450 C25 can be exerted.
<発明の効果> 本発明の形質転換酵母菌体によって、初めて分子内に
ヘムを含有するような複雑な構造を有する膜蛋白質であ
るラット肝450C25の成熟型(酵素)を酵母内で効率的に
産生させることが可能になった。<Effects of the Invention> With the transformed yeast cell of the present invention, the mature form (enzyme) of rat liver 450 C25 , which is a membrane protein having a complex structure containing a heme in the molecule, is efficiently used in yeast for the first time. It has become possible to produce.
さらに、形質転換株から粗精製した成熟型のP450C25
はウシ副腎ADXとウシ副腎ADRとの再構成系において、TH
Cおよび1α−OH−ビタミンD3からそれぞれTeHCおよび
1α,25(OH)2ビタミンD3を生産した。すなわち、P45
0C25はTHC27位および1α−OH−ビタミンD325位の両水
酸化活性を示した。現在、ミトコンドリアに局在化する
P450分子種としてはウシ副腎P450SCCやP45011βなどに
ついて異種細胞(サル腎由来COSl細胞)での発現が試み
られているが、いずれも産生量およびのそ活性は低い。
また、ラット肝P450C25について、COS1細胞における発
現の報告があるが、THCに対する活性しか検出されてい
ない。今回、本発明者らはミトコンドリア型P450として
は初めて酵母における機能発現に成功した、酵母内にお
いて産生された成熟型のラット肝P450C25はTHC27位およ
び1α−OHビタミンD325位の両水酸化活性を示した。Furthermore, mature P450 C25 crudely purified from the transformant
In the reconstitution system of bovine adrenal ADX and bovine adrenal ADR
TeHC and 1α, 25 (OH) 2 vitamin D 3 were produced from C and 1α-OH-vitamin D 3 , respectively. That is, P45
0 C25 showed both hydroxylation activity of THC27 position and l [alpha]-OH @ - vitamin D 3 25-position. Currently localized to mitochondria
As a P450 molecular species, expression of bovine adrenal P450 SCC , P450 11 β, etc. in xenogeneic cells (monkey kidney-derived COSl cells) has been attempted, but both have low production and low activity.
In addition, rat liver P450 C25 has been reported to be expressed in COS1 cells, but only activity against THC has been detected. This time, the present inventors were the first mitochondrial P450 to successfully express a function in yeast. The mature rat liver P450 C25 produced in yeast was both hydroxylated at the THC27 position and at the 1α-OH vitamin D 3 25 position. It showed activity.
肝臓におけるコレステロールから胆汁酸の生合成には
数種類のP450が関与しており、それらのうちP450C25はT
HCからTeHCへの変換を触媒する。脳腱黄色腫症の患者は
先天的に本酵素が欠損していることが明らかにされてい
る。本症は黄色腫や憎悪性の神経障害を特徴とし、患者
のアキレス腱部、肺および脳内に黄色腫が生じ、白内障
や知能低下その他の重篤な症状が生じてくる。本症患者
血清中にはコレスタノールが正常値の10倍から100倍に
増加することが知られており、現在はこれを利用した診
断方法や、放射性同位元素により標識したTHCを使って
本酵素の活性を測定する方法が用いられている。本発明
により得られる形質転換酵母菌株を培養することにより
成熟型のラット肝P450C25の大量生産が可能になったの
で、単離、精製した本酵素に対する抗体を作製すれば、
これを用いてP450C25を高感度で検出できることから脳
腱黄色腫症の診断に有効であると考えられる。Several kinds of P450s are involved in the biosynthesis of bile acids from cholesterol in the liver, of which P450 C25 is T
Catalyzes the conversion of HC to TeHC. Patients with cerebral tendon xanthomatosis have been congenitally deficient in this enzyme. This disease is characterized by xanthoma and exacerbated neuropathy, and xanthoma occurs in the patient's Achilles tendon, lungs, and brain, resulting in cataracts, impaired intelligence, and other serious symptoms. It is known that cholestanol in serum of patients with this disease is increased from 10 times to 100 times of the normal value, and at present, the diagnostic method using this and a THC labeled with a radioisotope are used for this enzyme. The method of measuring the activity of is used. By culturing the transformed yeast strain obtained by the present invention, large-scale production of mature rat liver P450 C25 has become possible, so if an isolated and purified antibody to this enzyme is prepared,
Since it can be used to detect P450 C25 with high sensitivity, it is considered to be effective for the diagnosis of cerebral tendon xanthomatosis.
一方、ビタミンD3が活性型になるには、まず25位の水
酸化、ついで1α位の水酸化が必要である。食物から取
り込まれ、あるいは生体内で生合成されたビタミンD3は
生体内で活性型である1α,25−(OH)2ビタミンD3に
なりカルシウムの代謝調節を担うホルモンとして、ま
た、細胞の分化促進や細胞性免疫機能の調節に重要な役
割を果たしている。従って、1α,25−(OH)2ビタミ
ンD3は骨粗そう症、慢性腎不全、ビタミンD抵抗性クル
病、骨軟化症の骨病変および副甲状腺機能低下病などの
治療に有効である。現在、1α,25−(OH)2ビタミンD
3は少量生産でよいことから複雑な化学合成法に依って
いる。本発明によって、酵母で産生した成熟型のラット
肝P450C25とウシ副腎ADX、ADRを結合することによって
活性型ビタミンD3生産のバイオリアクターとして利用す
ることができる。また、本発明者らはすでに、ミトコン
ドリア型電子伝達系構成成分の1つであるADXを酵母で
発現させることに成功した。この酵母菌体から部分精製
したADXは、ウシ副腎ADR精製標品およびウシ副腎P450SC
C精製標品とともに、コレステロールからプレグネノロ
ンを生成することができた(特開平4−30793)。ま
た、ウシ副腎ADR遺伝子は公知であり、その発現も容易
である。さらに本発明者らはP450とNADPH−チトクロムP
450還元酵素とを酵母内で同時発現させる技術も開発し
ている(特開昭62−104582)。従って今後、P450C25とA
DXおよびADRの同時発現株を創製すれば、ステロイド化
合物酸化反応用バイオリアクターとして利用することに
より現在行われている複雑な化学合成法を、より単純化
することができる。On the other hand, in order for vitamin D 3 to become active, hydroxylation at the 25th position and then hydroxylation at the 1α position are required. Vitamin D 3 taken up from food or biosynthesized in the body becomes active 1α, 25- (OH) 2 vitamin D 3 in the body as a hormone responsible for regulating calcium metabolism, and also in cells. It plays an important role in promoting differentiation and regulating cellular immune function. Therefore, 1α, 25- (OH) 2 vitamin D 3 is effective for the treatment of osteoporosis, chronic renal failure, vitamin D resistant rickets, bone lesions of osteomalacia, hypoparathyroidism disease and the like. Currently, 1α, 25- (OH) 2 Vitamin D
Since 3 can be produced in small quantities, it depends on a complicated chemical synthesis method. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, mature rat liver P450 C25 produced in yeast and bovine adrenal glands ADX and ADR can be combined to be used as a bioreactor for active vitamin D 3 production. Further, the present inventors have already succeeded in expressing ADX, which is one of the components of the mitochondrial electron transfer system, in yeast. ADX partially purified from this yeast cell is a bovine adrenal ADR purified preparation and bovine adrenal P450SC.
Pregnenolone could be produced from cholesterol together with the C-purified preparation (JP-A-4-30793). In addition, the bovine adrenal ADR gene is known and its expression is easy. Furthermore, we have P450 and NADPH-cytochrome P.
A technique for co-expressing 450 reductase in yeast has also been developed (JP-A-62-104582). Therefore, in the future, P450 C25 and A
By creating a strain that simultaneously expresses DX and ADR, it is possible to further simplify the complicated chemical synthesis method that is currently performed by using it as a bioreactor for steroid compound oxidation reaction.
第1図は、本発明の発現プラスミドpAC25の構築工程を
示す。 第2図は、本発明の発現プラスミドpACC253の構築工程
を示す。制限酵素部位は、Ec:EcoI,Nc:NcoI、Sc:SacI、
Hd:Hind III、Nt:NotI、Ps:PstIを示す。 また図中の はラット肝P450C25翻訳領域を、 は酵素チトクロムc酸化酵素サブユニットIV翻訳領域
を、P、TはそれぞれADHプロモーター、ターミネータ
ーを示す。FIG. 1 shows the steps for constructing the expression plasmid pAC25 of the present invention. FIG. 2 shows the steps for constructing the expression plasmid pACC253 of the present invention. Restriction enzyme sites, Ec: EcoI, Nc: NcoI, Sc: SacI,
Hd: Hind III, Nt: NotI and Ps: PstI are shown. Also in the figure Is the rat P450 C25 translation region, Represents the translation region of the enzyme cytochrome c oxidase subunit IV, and P and T represent the ADH promoter and terminator, respectively.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:865) (C12N 9/02 C12R 1:865) (72)発明者 大川 秀郎 兵庫県宝塚市高司4丁目2番1号 住友化 学工業株式会社内 (56)参考文献 FEBS Lett.p135−138 (1990)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location C12R 1: 865) (C12N 9/02 C12R 1: 865) (72) Inventor Hideo Okawa Takarazuka, Hyogo Prefecture 4-2-1 Takashi Ichi, Sumitomo Kagaku Kogyo Co., Ltd. (56) References FEBS Lett. p135-138 (1990)
Claims (6)
のN末端29アミノ酸残基からなるシグナル配列をN末端
に有し、501アミノ酸残基からなる成熟型のラット肝P45
0C25をC末端に有するキメラP450を発現されるプラスミ
ド1. Yeast cytochrome C oxidase subunit IV
A mature rat liver P45 consisting of 501 amino acid residues having a signal sequence consisting of N-terminal 29 amino acid residues of
A plasmid expressing a chimeric P450 having C25 at the C terminus
のN末端29アミノ酸残基からなるシグナル配列をコード
する塩基配列と501アミノ酸残基からなる成熟型のラッ
ト肝P450C25をコードする塩基配列からなるキメラP450
遺伝子を含有するプラスミド2. Yeast cytochrome C oxidase subunit IV
A chimeric P450 consisting of a nucleotide sequence encoding a signal sequence consisting of 29 amino acid residues at the N-terminal and a nucleotide sequence encoding a mature rat liver P450 C25 consisting of 501 amino acid residues
Plasmid containing gene
菌株4. A yeast strain carrying the plasmid according to claim 1.
株5. A yeast strain carrying pACC253 according to claim 2.
ロミセス・セレビシエAH226. A Saccharomyces cerevisiae AH22 carrying pACC253 according to claim 3.
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| EP91116485A EP0477961B1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-26 | Mitochondrial P450 |
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| US08/702,795 US5668000A (en) | 1990-09-26 | 1996-08-26 | Mitochondrial P450 |
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- 1990-09-26 JP JP25826290A patent/JPH0832235B2/en not_active Expired - Fee Related
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