JP2002209588A - Method for stabilizing protein - Google Patents

Method for stabilizing protein

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JP2002209588A
JP2002209588A JP2001011379A JP2001011379A JP2002209588A JP 2002209588 A JP2002209588 A JP 2002209588A JP 2001011379 A JP2001011379 A JP 2001011379A JP 2001011379 A JP2001011379 A JP 2001011379A JP 2002209588 A JP2002209588 A JP 2002209588A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for stabilizing a useful protein with a chaperonin without occasionally supplying a nucleotide, and for effectively utilizing the characteristics of the protein. SOLUTION: This method for stabilizing the protein is characterized by continuously holding the natural type protein molecule in the hollow of the group 2 type chaperonin molecule.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、天然型タンパク質
を熱などの環境ストレスによる変性から防ぎ、安定な状
態に保持する方法に関する。
The present invention relates to a method for preventing a natural protein from being denatured by environmental stress such as heat and maintaining the protein in a stable state.

【0002】[0002]

【従来の技術】タンパク質は複数のアミノ酸がペプチド
結合により連なったポリペプチドである。タンパク質が
その特性を発現するためには分子内または分子間の相互
作用により形成される特有の三次構造(立体構造)が重
要である。一般に天然型タンパク質は熱などの環境的ス
トレスを加えると、その立体構造が変化し、その特性が
不可逆的に消失してしまう場合が多い(変性型タンパク
質)。従って、このような環境変化に対し、天然型タン
パク質をいかに安定な状態に保つかが、タンパク質を扱
う上で常に課題として挙げられている。
2. Description of the Related Art Proteins are polypeptides in which a plurality of amino acids are linked by peptide bonds. In order for a protein to exhibit its properties, a specific tertiary structure (steric structure) formed by intramolecular or intermolecular interaction is important. In general, when an environmental stress such as heat is applied to a natural protein, its tertiary structure changes, and its characteristics often disappear irreversibly (denatured protein). Therefore, how to keep the native protein stable against such environmental changes has always been cited as an issue in handling proteins.

【0003】上記問題点の解決策としてこれまで精力的
に研究がなされ、さまざまな改善案が提案されている。
近年、タンパク質の立体構造形成及び構造変化に関与す
る因子として分子シャペロンに関心が高まっている。分
子シャペロンの一つであるシャペロニンは、熱ショック
タンパク質の一群であり、細胞が温度変化など様々な環
境ストレスにさらされた際に菌体内に蓄積される。これ
らは真正細菌、古細菌、真核生物を問わず広く存在して
おり、タンパク質の種類を選ばず、非特異的にタンパク
質の立体構造形成に関与することが明らかにされてい
る。特に真正細菌から生産されるシャペロニンとしてGr
oELが良く知られている。例えば大腸菌のGroELは7個の
サブユニットが環状に連なったドーナツ型構造が2段に
重なった、合計14サブユニットからなる特徴的な構造を
有している。GroELは、ドーナツ構造の空洞部に変性タ
ンパク質を捕捉し、ATPなどのヌクレオチドの加水分解
と、補助因子であるGroESの結合に伴って、効率的に正
しい立体構造のタンパク質へと折り畳むことが知られて
いる。このシャペロニンをタンパク質の安定化に応用す
る試みがいくつかなされている。例えば特開平7-67641
号公報には「酵素含有溶液にシャペロニンタンパク質及
びATPなどのヌクレオチドを含有せしめ、溶液中の酵素
を安定化する方法」が提案されている。また特開平7-48
398号公報には、「化学的に変性された不活性タンパク
質、遺伝子操作等で使用された形質転換体の中に蓄積さ
れた不活性なタンパク質などを活性タンパク質に再生さ
せることを目的として、サーマス・サーモフィラス(Th
ermus thermophilus)より精製したシャペロニンを用い
る方法」が提案されている。
[0003] As a solution to the above-mentioned problems, intensive studies have been made so far, and various improvement plans have been proposed.
In recent years, interest has been increasing in molecular chaperones as factors involved in the formation and structural changes of proteins. Chaperonins, one of molecular chaperones, are a group of heat shock proteins, which are accumulated in cells when cells are exposed to various environmental stresses such as temperature changes. These are widely present in eubacteria, archaebacteria, and eukaryotes, and have been shown to be involved in the formation of three-dimensional structures of proteins regardless of the type of protein. Gr as a chaperonin produced especially by eubacteria
oEL is well known. For example, GroEL of Escherichia coli has a characteristic structure composed of a total of 14 subunits, in which a donut-shaped structure in which seven subunits are connected in a ring is overlapped in two stages. GroEL is known to trap a denatured protein in the cavity of a donut structure and efficiently fold it into a protein with the correct tertiary structure as a result of hydrolysis of nucleotides such as ATP and binding of cofactor GroES. ing. Some attempts have been made to apply this chaperonin to protein stabilization. For example, JP-A-7-67641
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 9-264, proposes a "method of stabilizing an enzyme in a solution by adding a nucleotide such as a chaperonin protein and ATP to an enzyme-containing solution." Also, JP-A-7-48
Japanese Patent Publication No. 398 discloses a method for regenerating an inactive protein that has been chemically denatured, an inactive protein accumulated in a transformant used in genetic engineering, and the like into an active protein.・ Thermofilas ( Th
ermus thermophilus ) using a purified chaperonin ”.

【0004】これらはいずれもシャペロニンが有するタ
ンパク質の立体構造形成作用を利用したものであり、熱
や変性剤によって立体構造が変形した際、タンパク質の
ポリペプチド鎖を本来の立体構造に巻き戻す(折り畳
む)作用により、目的を達成するものである。
[0004] Each of these uses the action of forming a three-dimensional structure of a protein possessed by a chaperonin. When the three-dimensional structure is deformed by heat or a denaturing agent, the polypeptide chain of the protein is unwound into its original three-dimensional structure (folding) ) The purpose is achieved by the action.

【0005】しかしながら、シャペロニンは一般的にAT
P(アデノシン-5' 三リン酸)、CTP(シチジン-5' 三リ
ン酸)、GTP(グアノシン-5' 三リン酸)、UTP(ウリジ
ン-5' 三リン酸)といったヌクレオチドの加水分解反応
を伴って折り畳み反応が進むため、タンパク質の安定化
のためには高価なヌクレオチドを随時供給する必要があ
った。また、これらのヌクレオチドは熱や、加水分解反
応に伴うpH変化によって自己分解しやすく経済性に欠け
た。さらに、これらの方法では、シャペロニンによって
いったん折り畳まれた天然型タンパク質はシャペロニン
空洞から放出されるため、再度変性する危険があった。
However, chaperonins are generally AT
Hydrolysis of nucleotides such as P (adenosine-5 'triphosphate), CTP (cytidine-5' triphosphate), GTP (guanosine-5 'triphosphate), and UTP (uridine-5' triphosphate) Along with this, the folding reaction proceeds, so that it was necessary to supply expensive nucleotides as needed to stabilize the protein. In addition, these nucleotides are susceptible to self-decomposition due to heat or a pH change accompanying a hydrolysis reaction, and lack economical efficiency. Furthermore, in these methods, the native protein once folded by the chaperonin is released from the chaperonin cavity, and thus has a risk of denaturing again.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、ヌクレオチドを随時供給することなく、シャペロニ
ンを使って有用なタンパク質を安定化させ、その特性を
効果的に利用する方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method for stabilizing a useful protein using chaperonin without supplying nucleotides as needed, and for effectively utilizing its properties. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】通常、変性したタンパク
質がヌクレオチドの加水分解と共役してシャペロニン内
部で折り畳まれた後には、天然型として空洞部から放出
され、再度、タンパク質は変性の危険にさらされること
になる。しかし、本発明者が随意検討した結果、折り畳
み反応において、ヌクレオチドの代わりにヌクレオチド
アナログを用いたところ、ヌクレオチドアナログがシャ
ペロニンのヌクレオチド反応部位に結合することによっ
て、変性タンパク質がシャペロニン空洞部で折り畳ま
れ、天然型に変換された後も、シャペロニン内部に継続
して捕捉されることを見いだし、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、グループ2型シャペロニン分子の空洞
内部に天然型タンパク質分子を継続して保持することを
特徴とするタンパク質の安定化方法である。
Generally, after a denatured protein is folded inside a chaperonin in combination with hydrolysis of nucleotides, the denatured protein is released from the cavity as a natural form, and the protein is again exposed to the risk of denaturation. Will be. However, as a result of the inventor's voluntary study, in the folding reaction, when a nucleotide analog was used instead of a nucleotide, the denatured protein was folded at the chaperonin cavity by the nucleotide analog binding to the nucleotide reaction site of the chaperonin, After being converted to the native form, they were found to be continuously trapped inside the chaperonin, thus completing the present invention.
That is, the present invention is a method for stabilizing a protein, which comprises continuously retaining a natural protein molecule inside the cavity of a group 2 type chaperonin molecule.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
シャペロニンは真正細菌に由来するグループ1型と、古
細菌または真核生物に由来するグループ2型の2種類に
分類される(Kim et al. Trends Biochem. Sci. 543-54
8, 1994)。本発明ではグループ2型に属するシャペロ
ニンを用いる。グループ1型に分類されるシャペロニン
は、大腸菌由来GroELに代表されるように、その折り畳
み反応には補助因子として10kDaサブユニット6量体であ
るGroESの結合を必要とする。熱などによって変性した
タンパク質がシャペロニンによって折り畳まれる際、シ
ャペロニンのドーナツ構造の空洞部に変性タンパク質を
捕捉するが、グループ1型シャペロニンの場合、GroES
がシャペロニン空洞部を閉蓋するため、例えば酵素をシ
ャペロニン内部に捕捉した場合、該酵素と基質分子が反
応することはできない。それに対し、グループ2型シャ
ペロニンはTF55に代表されるように、55-60kDa のサブ
ユニットのみでオリゴマーを形成し、GroESの様な補助
因子なしで折り畳み活性を示す。そのため、グループ2
型シャペロニンの場合、シャペロニン空洞部と外部の間
で低分子化合物の行き来が可能であるため、シャペロニ
ン空洞部で、例えば酵素反応における物質変換のよう
な、タンパク質本来の特性を発揮することが可能とな
る。通常、グループ2型シャペロニンが変性タンパク質
を捕捉し、反応液に共存するヌクレオチドの加水分解が
なされると、シャペロニンの4次構造が変化し、巻き戻
されたタンパク質は分子空洞部から放出されてしまう。
天然型タンパク質をシャペロニン空洞部に継続して捕捉
しておくことは、従来用いられるATPやGTP,UTP,CTPなど
のヌクレオチドの代わりに、それらのホモログを用いる
ことで達成される。ヌクレオチドホモログは一度シャペ
ロニン分子のヌクレオチド反応部位に結合すると、加水
分解することが無いので、シャペロニンの構造変化が伴
わず、折り畳まれたタンパク質はシャペロニン空洞部に
とどまったままとなる。具体的には、変性したタンパク
質を溶液中でシャペロニンに捕捉させておき、ヌクレオ
チドホモログを添加することで、シャペロニン内部で折
り畳み反応が行われる。ヌクレオチドホモログはシャペ
ロニンには結合するが、加水分解することはないので、
折り畳まれた天然型タンパク質は天然型のままシャペロ
ニン空洞部にとどまり、外部に放出されることはない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Chaperonins are classified into two types, group 1 derived from eubacteria and group 2 derived from archaebacteria or eukaryotes (Kim et al. Trends Biochem. Sci. 543-54).
8, 1994). In the present invention, a chaperonin belonging to Group 2 is used. Chaperonins classified into group 1 require the binding of GroES, a 10 kDa subunit hexamer, as a cofactor as a cofactor, as typified by GroEL derived from Escherichia coli. When a protein denatured by heat or the like is folded by chaperonin, the denatured protein is captured in the cavity of the donut structure of chaperonin, but in the case of group 1 type chaperonin, GroES
Closes the chaperonin cavity, for example, when an enzyme is trapped inside chaperonin, the enzyme and the substrate molecule cannot react. On the other hand, the group 2 type chaperonin forms an oligomer with only the 55-60 kDa subunit, as represented by TF55, and exhibits folding activity without a cofactor such as GroES. Therefore, group 2
In the case of type chaperonin, since low-molecular compounds can flow between the chaperonin cavity and the outside, it is possible for the chaperonin cavity to exhibit the intrinsic properties of proteins, such as substance conversion in enzymatic reactions. Become. Normally, when the group 2 type chaperonin captures the denatured protein and the nucleotide coexisting in the reaction solution is hydrolyzed, the quaternary structure of the chaperonin changes, and the unwound protein is released from the molecular cavity. .
Continuous capture of the native protein in the chaperonin cavity is achieved by using homologues of conventional nucleotides such as ATP, GTP, UTP, and CTP. Once bound to the nucleotide reactive site of the chaperonin molecule, the nucleotide homolog does not hydrolyze, so the structural change of the chaperonin is not accompanied, and the folded protein remains in the chaperonin cavity. Specifically, the denatured protein is captured by a chaperonin in a solution, and a folding reaction is performed inside the chaperonin by adding a nucleotide homolog. Nucleotide homologs bind to chaperonins but do not hydrolyze,
The folded native protein remains in the chaperonin cavity as it is and is not released to the outside.

【0009】本発明で用いられるヌクレオチドアナログ
は、シャペロニンのヌクレオチド反応部位に結合し、解
離しないものが用いられる。一例として、AMP-PNP(5'-
adenylylimido-diphosphate)、GMP-PNP(5'-guanylyimi
do-diphosphate), CNP-PNP(5'-cytidylylimido-diphosp
hate), UMP-PNP(5'-uridylylimido-diphosphate)などが
好適に用いられる。特に望ましいのはAMP-PNPであるが
これに限定されるものではない。
The nucleotide analog used in the present invention is one which binds to the nucleotide reaction site of chaperonin and does not dissociate. As an example, AMP-PNP (5'-
adenylylimido-diphosphate), GMP-PNP (5'-guanylyimi
do-diphosphate), CNP-PNP (5'-cytidylylimido-diphosp
hate), UMP-PNP (5'-uridylylimido-diphosphate) and the like are preferably used. Particularly desirable is, but not limited to, AMP-PNP.

【0010】シャペロニンには、真核生物、真正細菌及
び古細菌由来のものが考えられるが、本発明で用いられ
るシャペロニンは、古細菌または真核生物に由来するグ
ループ2型のシャペロニンであれば、どのシャペロニン
も用いることが可能である。古細菌由来のシャペロニン
は構成するシャペロニンモノマーの種類が1-3種類と少
ないので、シャペロニンを大腸菌などを使った遺伝子組
み換え技術で大量に生産する場合、利便性に優れる。特
に好熱性または超好熱性古細菌由来のシャペロニンは、
シャペロニン分子自身の耐熱性に優れるため、シャペロ
ニンに捕捉されたタンパク質も熱ストレスから効果的に
保護されるので、好適に用いることができる。本発明で
言う、好熱性菌とは至適生育温度が45 - 80℃である微
生物を指し、超好熱性菌とは80℃以上で生育するもので
ある。
The chaperonin may be derived from eukaryotes, eubacteria and archaebacteria. The chaperonin used in the present invention is a group 2 type chaperonin derived from archaebacteria or eukaryotes. Any chaperonin can be used. Archaeon-derived chaperonins are composed of only a few types of chaperonin monomers, and are therefore convenient when mass-producing chaperonins by genetic recombination using Escherichia coli or the like. In particular, chaperonins from thermophilic or hyperthermophilic archaea are:
Since the chaperonin molecule itself has excellent heat resistance, the protein captured by the chaperonin is also effectively protected from heat stress, and thus can be suitably used. In the present invention, the thermophilic bacterium refers to a microorganism having an optimum growth temperature of 45 to 80 ° C, and the hyperthermophilic bacterium grows at 80 ° C or higher.

【0011】本発明で用いられる古細菌は、アシディア
ヌス(Acidianus)属、メタロスファエラ(Metallosphaer
a)属、スティジオロバス(Stygiolobus)属、スルフォロ
バス(Sulfolobus)属、スルフロコッカス(Sulfurococcu
s)属及びスルフリスファエラ(Sulfurisphaera)属などの
スルフォロバレス(Sulfolobales)目、アエロパイラム(A
eropyrum)属、デスルフロコッカス(Desulfurococcus)
属、ステッテリア(Stetteria)属、スタフィロサーマス
(Staphylothermus)属、サーモディスカス(Thermodiscu
s)属、イグネオコッカス(Igneococcus)属、サーモスフ
ァエラ(Thermosphaera)属及びスルフォフォボコッカス
(Sulfophobococcus)属、ハイパーサーマス(Hyperthermu
s)属、パイロディクティウム(Pyrodictium)属及びパイ
ロロバス(Pyrolobus)属などのイグネオコッカレス(Igne
ococcules)目、パイロバキュラム(Pyrobaculum)属、サ
ーモプロテウス(Thermoproteus)属、サーモフィラム(Th
ermofilum)属及びカルドコッカス(Caldococcus)属など
のサーモプロテアレス(Thermoproteales)目、アーキオ
グロブス(Archaeoglobus)属及びフェログロブス(Ferrog
lobus)属などのアーキオグロバレス(Archaeoglobales)
目、メタノサーマス(Methanotherm us)属、メタノバクテ
リウム(Methanobacterium)属、メタノサーモバクター(M
ethanothermobacter)属及びメタノスファエラ(Methanos
phaera)属などのメタノバクテリアレス(Methanobacteri
ales)目、メタノコッカス(Methanococcus)属、メタノサ
ーモコッカス(Methanothermococcus)属、メタノカルド
コッカス(Methanocaldococcus)属及びメタノイグニス(M
ethanoignis)属などのメタノコッカレス(Methanococcal
es)目、メタノミクロバイアレス(Methanomicrobiales)
目、メタノザルチナ(Methanosarcina)属などのメタノザ
ルチナレス(Methanosarcinales)目、メタノパイラレス
(Methanopyrales)目、パイロコッカス(Pyrococcus)属及
びサーモコッカス(Thermococcus)属などのサーモコッカ
レス(Thermococcales)目、サーモプラズマ(Thermoplasm
a)属及びピクロフィラス(Picrophilus)属などのサーモ
プラスマレス(Thermoplasmales)目などが挙げられる。
本発明に用いられるシャペロニンはいずれの古細菌由来
のものも利用可能であり、これに限定されるものではな
いが、このうち好熱性または超好熱性古細菌由来のもの
が好適である。
The archaea used in the present invention are of the genus Acidianus and Metallosphaerae.
a) the genus, Sutiji Oro bus (Stygiolobus) genus Sulfolobus (Sulfolobus) genus, Sul flow Lactococcus (Sulfurococcu
s) the genus and Frith file gills (Sulfurisphaera) Sul Roman Valles (Sulfolobales) eye, such as the genus, Aeropairamu (A
eropyrum ), Desulfurococcus
Genus, Sutetteria (Stetteria) species, Staphylococcus Thermus
( Staphylothermus ), Thermodiscus
s ), Igneococcus , Thermosphaera and Sulfobococcus
( Sulfophobococcus ) genus, Hyperthermu
s) belonging to the genus, Pyro decrease-tee Umm (Pyrodictium) genus and Pairorobasu (Pyrolobus) species such as IG neo Cocca-less (Igne
ococcules ), Pyrobaculum , Thermoproteus , Thermophilum ( Th
ermofilum) genus and Cardo Lactococcus (Caldococcus) genus Thermo Protea less (Thermoproteales) eye, such as, Akiogurobusu (Archaeoglobus) genus and Ferogurobusu (Ferrog
Archaeoglobales ( Lobus ) and other genus Archaeoglobales
Eyes, Metanosamasu (Methanotherm us) genus, methanolate Agrobacterium (Methanobacterium) genus, methanolate Thermo Enterobacter (M
ethanothermobacter ) and Methanosphaera ( Methanos )
phaera ), such as Methanobacteri
ales) eyes, Methanococcus (Methanococcus) genus, methanolate Thermococcus (Methanothermococcus) genus, methanolate Cardo Lactococcus (Methanocaldococcus) genus and Metanoigunisu (M
ethanoignis ) and other Methanococcales ( Methanococcal
es ) eyes, Methanomicrobiales
Methanosarcinaes ( Methanosarcinaes ), Methanosarcinales eyes, Methanopirales
( Methanopyrales ), Thermococcales such as Pyrococcus and Thermococcus, Thermococcales , Thermoplasma
a ) Thermoplasmales, such as genus and Picrophilus genus;
The chaperonin used in the present invention may be derived from any archaebacteria, but is not limited thereto. Among them, those derived from thermophilic or hyperthermophilic archaebacteria are preferred.

【0012】本発明で安定化できるタンパク質は、シャ
ペロニン分子の空洞部に捕捉される必要があるので、そ
の分子量が約60 kDa以下であることが望ましい。本発明
で用いられるシャペロニンを得るためには、好熱性古細
菌または超好熱性古細菌を培養し、得られた菌体をSDS
などの菌可溶化剤を用いて溶菌後、フェノール抽出及び
エタノール沈殿法などの手法により、ゲノムDNAを抽出
する。本ゲノムDNAを適当な制限酵素で切断後、適当な
ベクターに連結し、ゲノムDNAライブラリーを作製す
る。ベクターにはλファージ由来の各種ベクター例えば
λgt10やλZAPなどのファージミドDNA、あるいはpUC18
やpBR322等のプラスミドベクターを用いることができ
る。一方、別の生物種由来のシャペロニン遺伝子間でホ
モロジーの高い領域のアミノ酸配列をもとに、それに相
当するDNAを合成しPCRに用いるプライマーとする。本プ
ライマーを用いて上記ゲノムDNAを鋳型とするPCRを行え
ば、目的の遺伝子の部分断片を得ることができる。上記
部分断片は[32P]などの放射性元素や、ジコキシゲニン
などの非放射性化合物で標識することにより、遺伝子ス
クリーニングのプローブとして用いることができる。
Since the protein that can be stabilized by the present invention must be captured in the cavity of the chaperonin molecule, it is desirable that the protein has a molecular weight of about 60 kDa or less. In order to obtain the chaperonin used in the present invention, a thermophilic archaeon or a hyperthermophilic archaeon is cultured, and the obtained cells are subjected to SDS.
After lysis using a bacterial solubilizing agent, genomic DNA is extracted by a technique such as phenol extraction and ethanol precipitation. This genomic DNA is cleaved with an appropriate restriction enzyme and ligated to an appropriate vector to prepare a genomic DNA library. Vectors include various vectors derived from λ phage, such as phagemid DNA such as λgt10 and λZAP, or pUC18.
Or a plasmid vector such as pBR322. On the other hand, based on the amino acid sequence of a region of high homology between chaperonin genes derived from different species, a DNA corresponding thereto is synthesized and used as a primer for PCR. By performing PCR using the genomic DNA as a template with the primers, a partial fragment of the target gene can be obtained. The partial fragment can be used as a probe for gene screening by labeling it with a radioactive element such as [ 32 P] or a non-radioactive compound such as dicoxigenin.

【0013】目的の遺伝子の全塩基配列を得るためには
上記ゲノムDNAライブラリーを、大腸菌などの宿主に導
入しておき、ラベル化した上記プローブと強く結合する
クローンを選択すればよい。塩基配列の決定はサンガー
法やマクサム−ギルバート法といった一般的な方法によ
って決定することができる。以上の手順により、翻訳開
始コドンから終止コドンを含むシャペロニンをコードす
る全DNA塩基配列を単離することができる。上記操作に
より、単離したシャペロニンをコードするDNAは適宜pET
システムなどの発現ベクターに挿入し、微生物や培養細
胞に導入して発現させることにより、目的のシャペロニ
ンを大量調製することが可能である。
In order to obtain the entire nucleotide sequence of the target gene, the above-mentioned genomic DNA library may be introduced into a host such as Escherichia coli, and a clone which strongly binds to the above-mentioned labeled probe may be selected. The nucleotide sequence can be determined by a general method such as the Sanger method or the Maxam-Gilbert method. By the above procedure, the entire DNA base sequence encoding the chaperonin including the translation initiation codon to the termination codon can be isolated. By the above operation, the DNA encoding the isolated chaperonin is appropriately pET
The desired chaperonin can be prepared in large quantities by inserting it into an expression vector such as a system and introducing it into a microorganism or cultured cell to express it.

【0014】変性したタンパク質をシャペロニンに捕捉
するためには、変性タンパク質1に対し、シャペロニン
オリゴマーを0.1-10の混合比率で溶液中に混ぜておけば
よい。好ましくは変性タンパク質1に対し、シャペロニ
ンオリゴマー0.5-2の混合比率が良い。反応溶液の組成
はいずれの緩衝液でも用いることが可能であるが、望ま
しくはカリウムイオン、マグネシウムイオンを加えてお
くことが望ましい。カリウムイオンの濃度範囲は10-100
0 mM、マグネシウムイオンは10-500mMが好適である。
In order to capture the denatured protein with the chaperonin, the denatured protein and the chaperonin oligomer may be mixed in the solution at a mixing ratio of 0.1-10. Preferably, the mixing ratio of the chaperonin oligomer 0.5-2 to the denatured protein 1 is good. Although any buffer solution can be used for the composition of the reaction solution, it is desirable to add potassium ions and magnesium ions. Potassium ion concentration range is 10-100
0 mM and magnesium ion are preferably 10-500 mM.

【0015】変性タンパク質をシャペロニンで捕捉した
後、ヌクレオチドアナログを加えることでシャペロニン
空洞部に捕捉されたタンパク質が天然型に折り畳まれる
が、ヌクレオチドを加えた場合のように、シャペロニン
外部に放出されることはない。ヌクレオチドアナログの
添加量は0.1-10 mMが望ましい。
[0015] After capturing the denatured protein with chaperonin, adding a nucleotide analog causes the protein captured in the chaperonin cavity to fold into a native form, but is released outside the chaperonin as in the case where nucleotides are added. There is no. The addition amount of the nucleotide analog is preferably 0.1 to 10 mM.

【0016】グループ2型シャペロニン空洞部に捕捉さ
れた天然型タンパク質は、グループ1型シャペロニンで
捕捉された場合のように外部と隔離されておらず、空洞
部と外部の物質移動が可能な環境となっているため、通
常のタンパク質と同様の使い方ができる。好熱性古細菌
及び超好熱性古細菌から得られたシャペロニンは耐熱性
に優れるため、内部に捕捉された天然型タンパク質も耐
熱性が付与される。従って、高温などのストレス環境下
での反応が可能となるだけでなく、運搬、保存などの際
有利である。
The natural protein captured in the group 2 type chaperonin cavity is not isolated from the outside as in the case where the group 2 type chaperonin is captured. It can be used in the same way as ordinary proteins. Since chaperonins obtained from thermophilic archaea and hyperthermophilic archaea are excellent in heat resistance, natural proteins trapped inside also have heat resistance. Therefore, not only can the reaction be performed under a stress environment such as a high temperature, but also it is advantageous during transportation and storage.

【0017】[0017]

【実施例】以下、実施例により、本発明を説明するが、
本発明の範囲はこれに限定されるものではない。 〔実施例1〕 超好熱性古細菌のシャペロニンの調製 超好熱古細菌サーモコッカスsp.KS-1株由来のβシャペ
ロニンホモオリゴマーを特開平10-327869号公報記載の
方法に従い調製した。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
The scope of the present invention is not limited to this. Example 1 Preparation of Hyperthermophilic Archaeon Chaperonin A β-chaperonin homo-oligomer derived from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus sp. Strain KS-1 was prepared according to the method described in JP-A-10-327869.

【0018】サーモコッカスsp.KS-1株の菌体0.6gを10m
lのTNE緩衝液(20mM Tris-HCl pH8.0, 100mM NaCl, 20m
M EDTA)に懸濁した。10% SDS溶液と1%トリトンX-100
溶液を各々1mlずつ添加し、4℃で一晩放置した。ついで
温度を50℃にしてプロテイナーゼK溶液(20mg/ml) を0.0
5ml添加し4時間振盪した。フェノール処理、クロロホル
ム処理後、RNase A溶液 (0.5mg/ml)を0.05 ml添加し、3
7℃で1時間放置した。再び10% SDS溶液を1 ml、プロテ
イナーゼK溶液 (20mg/ml)を0.05ml添加し50℃で70分放
置した。フェノール処理、クロロホルム処理後(溶液量
10ml )、1mlの3Mの酢酸ナトリウム溶液(pH 5.2)、25ml
のエタノールを添加し、-20℃で2時間放置した。その後
高速遠心機で遠心しDNAを沈殿させ、70%エタノール溶液
3mlで沈殿を洗浄、遠心エバポレーターで乾固させて、
TE緩衝液 0.5mlに溶解した。この操作により約 2mgのゲ
ノムDNAが得られた。
0.6 g of the Thermococcus sp.
l TNE buffer (20 mM Tris-HCl pH 8.0, 100 mM NaCl, 20 mM
(MEDTA). 10% SDS solution and 1% Triton X-100
Each 1 ml of the solution was added and left at 4 ° C. overnight. Then, the temperature was raised to 50 ° C and the proteinase K solution (20 mg / ml) was added to 0.0
5 ml was added and shaken for 4 hours. After phenol treatment and chloroform treatment, add 0.05 ml of RNase A solution (0.5 mg / ml), and add
It was left at 7 ° C. for 1 hour. Again, 1 ml of 10% SDS solution and 0.05 ml of proteinase K solution (20 mg / ml) were added, and the mixture was left at 50 ° C. for 70 minutes. After phenol and chloroform treatments (solution volume
10 ml), 1 ml of 3M sodium acetate solution (pH 5.2), 25 ml
Was added and left at −20 ° C. for 2 hours. Then, centrifuge with a high-speed centrifuge to precipitate DNA, and add 70% ethanol solution.
Wash the precipitate with 3 ml, dry it with a centrifugal evaporator,
It was dissolved in 0.5 ml of TE buffer. By this operation, about 2 mg of genomic DNA was obtained.

【0019】古細菌のシャペロニンのアミノ酸相同領域
から以下のDNAプライマーを合成した。 Forward: 5'-CCAAGCTTACNAT(A/T/C)ACNAA(T/C)GA(T/C)G
GNGCNACNAT-3' Reverse: 5'-ATCTGCAGGA(C/T)TT(C/T)TTNACNC(G/T)NC(G
/T)NACNGC -3'
The following DNA primers were synthesized from the amino acid homologous region of archaeal chaperonin. Forward: 5'-CCAAGCTTACNAT (A / T / C) ACNAA (T / C) GA (T / C) G
GNGCNACNAT-3 'Reverse: 5'-ATCTGCAGGA (C / T) TT (C / T) TTNACNC (G / T) NC (G
/ T) NACNGC -3 '

【0020】サーモコッカスsp. KS-1 株のDNAを鋳型と
してPCR amplification kit (宝酒造)を用いたPCRを
行った。条件は、初期変性94℃3分、ついで変性(94℃1
分)、アニーリング(55℃1分)、伸長(72℃1分)のサ
イクルを30回行った。約800bpの増幅DNA断片をpUC18に
連結し、コンピテントセルE. coli DH5αを用いて形質
転換した。陽性クローンを選択し、挿入断片のあること
を確認後、2×YT培地(0.05mg/ml のアンピシリンを含
む)に植菌し、一晩37℃で振盪培養した。培養液を遠心
分離して集菌後、プラスミドDNAを調製した。1サンプ
ルあたり200ngのDNAを鋳型としてシークエンス反応を行
い、DNAシークエンサー(ALF DNA sequencer II, ファ
ルマシア)により塩基配列を決定した。その結果、βサ
ブユニット遺伝子と相同性の高い断片が得られた。この
断片をECL random prime labelling and detection sys
tem(アマシャム)を用いてランダムプライマーにより
ラベルし、プローブとした。一方、HindIIIで切断した
ゲノムDNAを用いてサザンブロッティングを行った。
Using the DNA of Thermococcus sp. KS-1 as a template, PCR was performed using a PCR amplification kit (Takara Shuzo). Conditions were as follows: initial denaturation at 94 ° C for 3 minutes, followed by denaturation (94 ° C
Cycle), annealing (55 ° C. for 1 minute), and extension (72 ° C. for 1 minute). The amplified DNA fragment of about 800 bp was ligated to pUC18 and transformed using competent cell E. coli DH5α. Positive clones were selected, and after confirming the presence of the inserted fragment, the cells were inoculated into 2 × YT medium (containing 0.05 mg / ml ampicillin) and cultured with shaking at 37 ° C. overnight. After the culture was collected by centrifugation, a plasmid DNA was prepared. A sequencing reaction was performed using 200 ng of DNA per sample as a template, and the nucleotide sequence was determined using a DNA sequencer (ALF DNA sequencer II, Pharmacia). As a result, a fragment highly homologous to the β subunit gene was obtained. This fragment is called ECL random prime labelling and detection sys
Using tem (Amersham), the probe was labeled with a random primer to obtain a probe. On the other hand, Southern blotting was performed using genomic DNA cut with HindIII.

【0021】上記断片と反応した8kbpのバンドの位置の
DNAをゲルから抽出し、pUC18に連結し、このDNAの塩基
配列を決定した。決定した塩基配列からシャペロニンβ
サブユニット遺伝子の開始コドン及び終止コドンの位置
を特定した。開始コドンを含む領域をNdeI認識部位に、
終止コドンを含む領域をBamHI認識部位にPCRを用いて改
変した後、ORFを含む領域を市販の発現ベクターpET21a
(東洋紡)に組み込み、発現プラスミドpK1Eβを作製し
た。
The position of the 8 kbp band reacted with the above fragment
DNA was extracted from the gel, ligated to pUC18, and the nucleotide sequence of this DNA was determined. From the determined nucleotide sequence, chaperonin β
The start and stop codons of the subunit gene were located. The region containing the start codon is placed at the NdeI recognition site,
After modifying the region containing the stop codon at the BamHI recognition site using PCR, the region containing the ORF was replaced with the commercially available expression vector pET21a.
(Toyobo) to produce an expression plasmid pK1Eβ.

【0022】上記発現用プラスミドをそれぞれ宿主大腸
E. coli BL21(DE3)に導入し、2×YT(アンピシリン
またはカナマイシンを含む)で37℃で培養した。菌体を
遠心分離によって回収し、緩衝液(50 mM Tris-HCl pH
7.5, 25 mM 塩化マグネシウム)に懸濁し、超音波破砕
を行った。debrisを除いたのち、70℃30分保温し、変性
した大腸菌由来のタンパク質を沈殿除去した。その上澄
に硫酸アンモニウムを30%飽和になるよう添加後、Ether
-toyopearlカラム(東ソー)に吸着させ、30%〜0%の直
線濃度勾配により溶出した。シャペロニンタンパク質を
含む画分を集め、透析後 Resource-Qカラム(ファルマ
シア)にかけ、0〜0.5 MのNaClの直線濃度勾配により溶
出した。シャペロニンタンパク質を含む画分を集め、Ce
triprep 30(アミコン)で濃縮し、ゲル濾過(Shodex P
ROTEIN KW803、昭和電工)を行い、精製シャペロニンβ
サブユニットを得た。
Each of the above expression plasmids was introduced into host E. coli BL21 (DE3), and cultured at 37 ° C. in 2 × YT (containing ampicillin or kanamycin). The cells were collected by centrifugation, and the buffer (50 mM Tris-HCl pH
7.5, 25 mM magnesium chloride) and sonicated. After removing the debris, the mixture was incubated at 70 ° C. for 30 minutes to precipitate and remove the denatured E. coli-derived protein. After adding ammonium sulfate to the supernatant to 30% saturation,
The mixture was adsorbed on a -toyopearl column (Tosoh) and eluted with a linear concentration gradient of 30% to 0%. The fractions containing the chaperonin protein were collected, dialyzed, applied to a Resource-Q column (Pharmacia), and eluted with a linear concentration gradient of 0 to 0.5 M NaCl. Collect the fraction containing the chaperonin protein and
Concentrate with triprep 30 (Amicon) and filter by gel (Shodex P
ROTEIN KW803, Showa Denko) and refined chaperonin β
Got a subunit.

【0023】〔実施例2〕 AMP-PNP依存のβシャペロ
ニンホモオリゴマーによる緑色蛍光蛋白質の安定化 AMP-PNP依存のβシャペロニンホモオリゴマーによる緑
色蛍光蛋白質(Green fluorescet Protein;以下、「GF
P」と略す)の熱安定化の結果を図1に示した(図1,
●)。GFPは、分子量約2万7千の単量体で緑色の蛍光を
発するクラゲ由来の蛋白質である。GFPを変性させ、シ
ャペロニンを含む溶液に希釈し、60℃での安定化実験を
行った。GFPの変性は、GFP溶液に塩酸を0.0125mM、DTT
を5mMとなるように添加し、GFP濃度は、10μMとなるよ
うに調製し変性させた。変性させたGFPは、あらかじめ6
0℃に加熱保温しておいたβシャペロニンホモオリゴマ
ーをGFPと等量もしくはそれ以上含む再生バッファ(50
mM Tris-HCl pH 7.0, 100 mM KCl, 25 mM MgCl2, and 5
mM DTT)に300倍希釈した。GFPの折り畳みは、蛍光光
度計を用いて、励起光396nmをあて、蛍光510nmを径時的
に追跡した。変性GFPを、βシャペロニンホモオリゴマ
ーを含む溶液に希釈した場合、GFPの蛍光は全く回復さ
れていない。これは、βシャペロニンホモオリゴマーに
より変性GFPが捕捉された結果、GFPが正常な立体構造を
形成できなくなったためと考えられる。βシャペロニン
ホモオリゴマーが変性GFPを捕捉している状態に、AMP-P
NPを添加すると、GFPの蛍光は急速に回復し、その後一
定に保たれた。これは、βシャペロニンホモオリゴマー
とAMP-PNPにより捕捉されたGFPがシャペロニン空洞内部
で折り畳まれ、正常な立体構造を形成していることを示
している。また、蛍光が一定であることから、シャペロ
ニン空洞内部にGFPが折り畳まれ、そのまま保護されて
いるため、GFPは、熱などによる変性が防がれ、安定化
されていることを示している。
Example 2 Stabilization of Green Fluorescent Protein by AMP-PNP-dependent β-chaperonin Homo-oligomer Green fluorescet Protein (hereinafter referred to as “GF”)
FIG. 1 shows the results of the thermal stabilization (abbreviated as “P”).
●). GFP is a jellyfish-derived protein that emits green fluorescence with a monomer having a molecular weight of about 27,000. GFP was denatured and diluted in a solution containing chaperonin, and a stabilization experiment was performed at 60 ° C. For denaturation of GFP, hydrochloric acid was added to the GFP solution at 0.0125 mM and DTT
Was added to a concentration of 5 mM, and the GFP concentration was adjusted to 10 μM for denaturation. Denatured GFP is
A regeneration buffer containing 50 or more β-chaperonin homo-oligomer heated to 0 ° C and equal to or more than GFP (50
mM Tris-HCl pH 7.0, 100 mM KCl, 25 mM MgCl 2 , and 5
mM DTT). The folding of GFP was performed by applying excitation light of 396 nm and measuring fluorescence at 510 nm over time using a fluorimeter. When denatured GFP was diluted in a solution containing β-chaperonin homo-oligomer, the fluorescence of GFP was not recovered at all. This is presumably because the modified GFP was captured by the β-chaperonin homo-oligomer, so that the GFP could not form a normal three-dimensional structure. In the state where β-chaperonin homo-oligomer captures denatured GFP, AMP-P
Upon addition of NP, the fluorescence of GFP recovered rapidly and then remained constant. This indicates that β-chaperonin homo-oligomer and GFP captured by AMP-PNP are folded inside the chaperonin cavity and form a normal three-dimensional structure. In addition, since the fluorescence is constant, GFP is folded and protected as it is inside the chaperonin cavity, indicating that GFP is prevented from being denatured by heat or the like and is stabilized.

【0024】〔比較例1〕AMP-PNPとβシャペロニンホ
モオリゴマーを添加しなかったこと以外は実施例2と同
様にした。その結果を図1に示した(図1,×)。βシ
ャペロニンホモオリゴマーとAMP-PNPを含まない再生バ
ッファに希釈した場合、急速に蛍光が生じる。しかし、
βシャペロニンホモオリゴマー及びAMP-PNPを含まない
ため安定化されず、GFPの熱変性が生じその蛍光が少し
づつ減少する。
Comparative Example 1 The procedure of Example 2 was repeated except that AMP-PNP and β-chaperonin homo-oligomer were not added. The results are shown in FIG. 1 (FIG. 1, x). When diluted in a regeneration buffer without β-chaperonin homo-oligomer and AMP-PNP, fluorescence is generated rapidly. But,
Since it does not contain β-chaperonin homo-oligomer and AMP-PNP, it is not stabilized, and thermal denaturation of GFP occurs, and its fluorescence gradually decreases.

【0025】〔実施例3〕 ゲル濾過によるAMP-PNP依
存のβシャペロニンホモオリゴマーによる緑色蛍光蛋白
質の安定化の解析 実施例2と同様に反応させた再生溶液を100μl分取し、
ゲル濾過分析にかけた。その結果を図2に示した。ゲル
濾過バッファは、50 mM Tris-HCl pH 7.0, 100mM KCl,
25 mM MgCl2とし、流速0.5ml/minで流した。ゲル濾過カ
ラムはG3000SWxL(東ソー)を用い60℃に加熱保温しな
がら解析を行った。蛋白質の検出には、紫外光280nmの
吸収(黒線)とGFP蛍光(励起光398nm蛍光510nm)(灰
色線)をリアルタイムで測定した。その結果、βシャペ
ロニンホモオリゴマーに相当する紫外吸収のピークとGF
Pの蛍光ピークが一致する挙動を示した。これは、βシ
ャペロニンホモオリゴマーとAMP-PNPにより、捕捉され
たGFPがシャペロニン空洞内部に保持されていること示
している。
Example 3 Analysis of Stabilization of Green Fluorescent Protein by AMP-PNP-Dependent β-Chaperonin Homo-oligomer by Gel Filtration 100 μl of the regenerated solution reacted in the same manner as in Example 2 was collected.
It was subjected to gel filtration analysis. The result is shown in FIG. Gel filtration buffer was 50 mM Tris-HCl pH 7.0, 100 mM KCl,
The flow was set to 25 mM MgCl 2 at a flow rate of 0.5 ml / min. The gel filtration column was analyzed using G3000SWxL (Tosoh) while heating and maintaining the temperature at 60 ° C. For protein detection, absorption at 280 nm of ultraviolet light (black line) and GFP fluorescence (398 nm of excitation light and 510 nm of fluorescence) (grey line) were measured in real time. As a result, the UV absorption peak corresponding to β-chaperonin homo-oligomer and GF
The behavior of P fluorescence peak coincided. This indicates that the captured GFP is retained inside the chaperonin cavity by the β-chaperonin homo-oligomer and AMP-PNP.

【0026】〔比較例2〕AMP-PNPの代わりにATPを用い
たこと以外は実施例2と同様である。結果を図3に示し
た。AMP-PNPの代わりにATPを用いた場合には、βシャペ
ロニンホモオリゴマーに相当する紫外吸収のピークとGF
Pの蛍光ピークが一致する結果は得られない。これは、G
FPがβシャペロニンホモオリゴマーの空洞内部に保持さ
れず、溶液中に放出されることを示している。
[Comparative Example 2] The same as Example 2 except that ATP was used instead of AMP-PNP. The results are shown in FIG. When ATP was used instead of AMP-PNP, the peak of UV absorption corresponding to β-chaperonin homo-oligomer and GF
The result that the fluorescence peak of P coincides is not obtained. This is G
This indicates that FP is not retained inside the cavity of the β-chaperonin homo-oligomer and is released into the solution.

【0027】〔実施例4〕 プロテアーゼによるAMP-PN
P依存のβシャペロニンホモオリゴマーによる緑色蛍光
蛋白質の安定化の解析 実施例2と同様に反応させた再生溶液にプロテアーゼを
添加し、プロテアーゼ耐性を分析した。その結果を図4
に示した。プロテアーゼは、サーモリシン(和光純薬)
を1ng/μl濃度とリジルエンドペプチダーゼ(和光純
薬)を10ng/μl濃度になるように再生溶液添加し、60℃
で10分間反応させた。反応後、ただちにSDS-PAGEバッフ
ァを等量加え、95℃5分間インキュベートし、20μl分を
15%SDS-PAGEにかけた。電気泳動後、分離された蛋白質
はPVDF膜に転写し、GFPはウエスタンブロティングによ
り検出した。まず、PVDF膜をブロックエース(大日本製
薬)に浸し、1時間室温で放置した。次にPVDF膜を抗GF
Pウサギ抗体(ノバジェン)に浸し、1時間、室温に放
置した。放置後、PBSバッファ(8.1mM Na2HPO4, 137mM
NaCl, 2.68mM KCl, 1.47mM KH2PO4)にて10分間3回洗浄
した。次にホースラディッシュペルオキシダーゼラベル
された抗ウサギIgG抗体(バイオラッド)にPVDF膜を浸
し、1時間室温に放置した。放置後、PBSバッファにて1
0分間3回洗浄した。抗体は発色液(0.2 mg/ml of diami
nobenzidine, 50 mM Tris-HCl pH 7.2,0.1% H2O2)に浸
して染色した。
Example 4 AMP-PN by Protease
Analysis of stabilization of green fluorescent protein by P-dependent β-chaperonin homo-oligomer Protease was added to the regenerated solution reacted in the same manner as in Example 2, and protease resistance was analyzed. The result is shown in FIG.
It was shown to. Protease is thermolysin (Wako Pure Chemical)
And a lysyl endopeptidase (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at a concentration of 10 ng / μl.
For 10 minutes. Immediately after the reaction, add an equal volume of SDS-PAGE buffer and incubate at 95 ° C for 5 minutes.
It was subjected to 15% SDS-PAGE. After electrophoresis, the separated proteins were transferred to a PVDF membrane, and GFP was detected by Western blotting. First, the PVDF membrane was immersed in Block Ace (Dainippon Pharmaceutical) and left for 1 hour at room temperature. Next, PVDF membrane is anti-GF
It was immersed in a P rabbit antibody (Novagen) and left at room temperature for 1 hour. After standing, a PBS buffer (8.1 mM Na 2 HPO 4 , 137 mM
NaCl, 2.68 mM KCl, 1.47 mM KH 2 PO 4 ), and washed three times for 10 minutes. Next, the PVDF membrane was immersed in horseradish peroxidase-labeled anti-rabbit IgG antibody (Bio-Rad), and left at room temperature for 1 hour. After standing, 1 in PBS buffer
Washed three times for 0 minutes. Antibody was used as a coloring solution (0.2 mg / ml of diamido
Nobenzidine, 50 mM Tris-HCl pH 7.2, 0.1% H 2 O 2 ) for staining.

【0028】βシャペロニンホモオリゴマーのみ及びβ
シャペロニンホモオリゴマーとATPを用いた場合には
(図4、レーン1、2、5、6)、プロテアーゼ処理す
るとGFPのバンドは薄くなり、プロテアーゼにより分解
されてしまう(図4、レーン2及びレーン6)。一方、
βシャペロニンホモオリゴマーとAMP-PNPを含む場合に
は(図4、レーン3、4)、プロテアーゼ処理後もGFP
のバンドは残り、プロテアーゼによる分解がされていな
い(図4、レーン4)。これは、βシャペロニンホモオ
リゴマーとAMP-PNPにより、捕捉されたGFPがシャペロニ
ン空洞内部に保持され、プロテアーゼによる分解を受け
ず、安定に存在していることを示している。
The β-chaperonin homo-oligomer alone and β
When a chaperonin homo-oligomer and ATP were used (FIG. 4, lanes 1, 2, 5, and 6), the GFP band was thinned by protease treatment and degraded by the protease (FIG. 4, lanes 2 and 6). ). on the other hand,
When β-chaperonin homo-oligomer and AMP-PNP were contained (Fig. 4, lanes 3 and 4), GFP remained after protease treatment.
Band remains and has not been degraded by protease (FIG. 4, lane 4). This indicates that the captured GFP is retained inside the chaperonin cavity by the β-chaperonin homo-oligomer and AMP-PNP, and is stably present without being decomposed by the protease.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明により、熱などによるタンパク質
の変性を抑制し、長期間タンパク質を安定に機能させる
ことができる。また、熱に対して不安定なタンパク質の
耐熱性を向上させることが可能となる。本発明を応用す
ることで、変性タンパク質の再生、タンパク質試薬の安
定化、高温での酵素反応などが可能となる。
According to the present invention, protein denaturation due to heat or the like can be suppressed, and the protein can function stably for a long period of time. In addition, it becomes possible to improve the heat resistance of a protein that is unstable to heat. By applying the present invention, regeneration of a denatured protein, stabilization of a protein reagent, enzymatic reaction at a high temperature, and the like can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】GFPの蛍光強度の経時的変化を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the change over time in the fluorescence intensity of GFP.

【図2】GFP、βシャペロニンオリゴマー、及びAMP-PNP
を含む溶液のゲル濾過分析の結果を示す図である。
FIG. 2: GFP, β-chaperonin oligomer, and AMP-PNP
FIG. 5 is a diagram showing the results of gel filtration analysis of a solution containing.

【図3】GFP、βシャペロニンオリゴマー、及びATPを含
む溶液のゲル濾過分析の結果を示す図である。
FIG. 3 shows the results of gel filtration analysis of a solution containing GFP, β-chaperonin oligomer, and ATP.

【図4】βシャペロニンオリゴマー等の存在する条件下
で、GFPにプロテアーゼを作用させた場合の電気泳動の
結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the results of electrophoresis when a protease is allowed to act on GFP under conditions where a β-chaperonin oligomer or the like is present.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井手野 晃 岩手県釜石市平田第3地割75番1 株式会 社海洋バイオテクノロジー研究所釜石研究 所内 (72)発明者 丸山 正 岩手県釜石市平田第3地割75番1 株式会 社海洋バイオテクノロジー研究所釜石研究 所内 Fターム(参考) 4B024 AA20 BA63 CA04 EA04 GA11 HA01 4H045 AA20 BA41 CA11 FA74 GA45 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akira Ideno 751-1, Hirata, Kamaishi-shi, Iwate Pref. 3rd Land 75-1 Marine Corps Biotechnology Research Institute Kamaishi Laboratory F Term (Reference) 4B024 AA20 BA63 CA04 EA04 GA11 HA01 4H045 AA20 BA41 CA11 FA74 GA45

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 グループ2型シャペロニン分子の空洞内
部に天然型タンパク質分子を継続して保持することを特
徴とするタンパク質の安定化方法。
1. A method for stabilizing a protein, comprising continuously retaining a native protein molecule inside a cavity of a group 2 type chaperonin molecule.
【請求項2】 天然型タンパク質を継続して保持させる
手段が、ヌクレオチドアナログをグループ2型シャペロ
ンのヌクレオチド反応部位に結合させることである請求
項1記載のタンパク質の安定化方法。
2. The method for stabilizing a protein according to claim 1, wherein the means for continuously retaining the native protein is to bind a nucleotide analog to a nucleotide reaction site of a group 2 type chaperone.
【請求項3】 ヌクレオチドアナログが、AMP-PNP、GMP
-PNP、CMP-PNP、又はUMP-PNPである請求項2記載のタン
パク質の安定化方法。
3. The nucleotide analogue is AMP-PNP, GMP
The method for stabilizing a protein according to claim 2, which is -PNP, CMP-PNP, or UMP-PNP.
【請求項4】 グループ2型シャペロニンが、古細菌由
来のシャペロニンである請求項1乃至3のいずれか一項
に記載のタンパク質の安定化方法。
4. The method for stabilizing a protein according to claim 1, wherein the group 2 type chaperonin is a chaperonin derived from archaebacteria.
【請求項5】 グループ2型シャペロニンが、好熱性古
細菌又は超好熱性古細菌由来のシャペロニンである請求
項1乃至4のいずれか一項に記載のタンパク質の安定化
方法。
5. The method for stabilizing a protein according to claim 1, wherein the group 2 type chaperonin is a chaperonin derived from a thermophilic archaeon or a hyperthermophilic archaeon.
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