[发明专利]高产重组蛋白的植物贮藏器官的生产方法以及新型重组蛋白

说明书

本申请为分案申请，原申请的申请日为2004年3月26日，申请号为200480014756.6(PCT/JP2004/004382)，发明名称为“高产重组蛋白的植物贮藏器官的生产方法以及新型重组蛋白”。 

技术领域

本发明涉及高产重组蛋白的植物的贮藏器官的生产方法、以及肽酶抗性人胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的新型衍生物及其利用。本发明中，“重组蛋白”包含“重组肽和重组蛋白”(以下表示为“重组蛋白”)。

背景技术

利用基因工程技术的药物、临床检查药物、工业原料的生产已经在实际的产业方面成就了很大的贡献，其中，以微生物或哺乳类培养细胞为宿主的物质生产系统得到特别广泛应用。但是，培养这些细胞时，必须有无菌环境完善的培养设备或培养基等，并且，不可避免地要消耗石油能源，因此成本高。另外，使用哺乳类细胞作为宿主，则不可避免会有对人体有害的病毒混入的风险。

因此，作为价廉、安全的物质生产系统，人们开发了使用转基因植物的物质生产系统，以此代替通过微生物或哺乳类细胞的培养进行的物质生产。例如，迄今为止已报道的有：生产生物降解性聚酯等高分子化合物(例如日本特开2002-262886号公报)、疫苗(例如G.Jaeger等.，Eur.J.Biochem.259，426，1999)或乳铁蛋白(D.Chong等.，Transgenic.Res.9，71，2000)等蛋白、脑啡肽(日本特开2000-106890号公报)等肽的转基因植物的制备。

作为转基因植物，如果可以在该植物的可食用部分例如大豆或水稻的种子、蔬菜的叶等生产对人体有益的功能性物质，则无须经过目标物质的提取步骤，即可直接经口摄入人体。并且如果是种子，还无需用冷藏装置完备的设备进行保存或运输，可在室温下稳定地长期保存。另外，提取目标物质时，种子与叶不同，几乎没有酚性物质的混入，因此容易纯化。因此可以认为种子是理想的生产目标基因产物的器官，目前为止，已有例如制备生产大豆球蛋白(T.Katsube等.，Plant.Physiol.120，1063，1999)等蛋白、(1，3-1，4)-β-葡聚糖酶(H.Horvath等.，Proc.Nathl.Acad.Sci.USA.，97，1914，2000)等酶、脑啡肽(D.Chong等.，Transgenic.Res.9，71，2000)等肽的种子的报告。

但是，通过转基因植物的物质生产系统与目前作为主流的微生物 或哺乳类细胞培养系统比较，在具有上述优异特性的另一面，也有产率低、特别是由植物贮藏器官进行的生产效率差的问题。为解决该问题，人们考虑了各种增强转基因植物中物质生产能力的方案。例如，为了改善贮藏其器官之一的种子的物质生产能力，从提高导入的目标基因的表达或基因产物的蓄积的观点考虑，人们将精力集中于以下的研究：利用在种子中强烈表达的种子贮藏蛋白的启动子(例如T.Katsube等.，Plant.Physiol.120，1063，1999)、将该启动子同与之作用并使表达增强的转录因子结合使用(例如D.Yang等.，Proc.Nathl.Acad.Sci.USA.，98，11438，2001)、插入5’非翻译区(例如日本特开2002-58492号公报)、使基因中的C+G含量最佳(H.Horvath等.，Proc.Nathl.Acad.Sci.USA.，97，1914，2000)、向内质网附加核输送信号(例如日本特开2000-504567号公报)等。还有报告指出：使用缺失种子贮藏蛋白的突变体作为导入外源基因的植物体，则外源基因产物在种子中的生产量提高(日本特开2002-58492号公报)。但仅凭这些改良，不足以显示种子中的物质生产能力得到了增强，人们希望开发出新的方法。

另一方面，已知GLP-1(胰高血糖素样肽-1)是因摄取食物而由消化管分泌、在胰脏中发挥功效，刺激糖依赖性胰岛素的分泌的激素。II型糖尿病患者中，虽然可以保持对该GLP-1的应答性，但量不足。GLP-1制剂的开发作为补充GLP-1的不足部分的胰岛素分泌促进剂，有望应用于糖尿病治疗药。但是，GLP-1的活性本体是GLP-1(7-36)的酰胺化物或GLP-1(7-37)的多肽，如果口服摄取GLP-1，则在消化管内被消化酶消化、分解，不能充分吸收。因此，目前临床上尝试通过输液进行静脉内注射或皮下注射。并且有报道指出，GLP-1也可被存在于血液中或组织中的二肽酰肽酶IV(DPP-IV)分解，活性半衰期只有1-2分钟，非常短，容易由肾脏排出，在血液中的半衰期在5分钟以内，这些成为临床应用的瓶颈。