JP2005312425A - Method for immobilizing polypeptide and solid support having polypeptide immobilized thereon, method for detection and purification of polypeptide using the same and solid support for immobilizing polypeptide - Google Patents

Method for immobilizing polypeptide and solid support having polypeptide immobilized thereon, method for detection and purification of polypeptide using the same and solid support for immobilizing polypeptide Download PDF

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Teruhisa Ichihara
輝久 市原
Michifumi Nika
通文 丹花
Shuichi Kamei
修一 亀井
Kazuyuki Nakamura
和行 中村
Junko Akata
純子 赤田
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Toyo Kohan Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for strongly and specifically immobilizing a polypeptide and to provide a solid support for the same. <P>SOLUTION: This invention relates to the method for immobilizing the polypeptide comprising bonding the polypeptide having an oligocysteine sequence introduced thereinto, to the solid support having a group represented by formula I on the surface through the reaction with its maleimido groups, wherein R is a 1-12C divalent hydrocarbon group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ポリペプチドを固定化する方法、ポリペプチドが固定化されてなる固体支持体、これを用いたポリペプチドの検出方法及び精製方法、ならびにポリペプチドを固定化するための固体支持体に関する。   The present invention relates to a method for immobilizing a polypeptide, a solid support on which the polypeptide is immobilized, a method for detecting and purifying a polypeptide using the same, and a solid support for immobilizing the polypeptide. .

ヒトゲノム計画の終了に伴い、生物、医学の研究は遺伝子解読からタンパク質解析、即ちプロテオミクスという新たなステップへと踏み出した。遺伝子は、タンパク質を生成するための単なるプログラムコードでしかなく、ほとんど全ての生体活動はそれらのコードをもとに生成された、非常に複雑な構造を持つタンパク質の分子間で行なわれている。ある種のタンパク質が正常に機能しない場合、健康に支障をきたすことが知られている。それゆえに、個々のタンパク質の機能を解明することは、医学の更なる進歩に欠かすことのできないステップであると言える。   With the completion of the Human Genome Project, biological and medical research has taken a new step from genetic decoding to protein analysis, or proteomics. A gene is simply a program code for producing a protein, and almost all biological activities are performed between molecules of a protein having a very complicated structure generated based on the code. It is known that if certain proteins do not function properly, they can interfere with health. Therefore, elucidating the functions of individual proteins can be said to be an indispensable step for further progress in medicine.

従来は、タンパク質の性質、発現状態、構造、活性などの分析には、抽出したタンパク質の混合物を分子量や等電点の違いにより分離し、解析する2次元電気泳動法(2−D PAGE)が使用されてきた。しかし、2次元電気泳動法は、ハイスループット解析に不向きで、検出感度、およびサンプルの可溶化の面でも問題があった。   Conventionally, two-dimensional electrophoresis (2-D PAGE) that separates and analyzes a mixture of extracted proteins based on differences in molecular weight or isoelectric point is used for analysis of protein properties, expression state, structure, activity, and the like. Have been used. However, the two-dimensional electrophoresis method is not suitable for high-throughput analysis and has problems in terms of detection sensitivity and sample solubilization.

一方、今日までに数々のDNAチップが報告されている。それらのDNAチップは、ある表現型や生理状態での遺伝子発現の変化の確認や、発現パターンのデータベースを作ることに有用であった。しかし通常、遺伝子とタンパク質の発現量やパターンは必ずしも正確に相関しないため、DNAチップはタンパク質の発現レベルの定量化には使用することができない。またタンパク質は翻訳後に、リン酸化、糖鎖付加、切断などの、さまざまな修飾を受けることによってその機能が変化するため、それらの翻訳後修飾の情報をDNA解析からは得ることができない。   On the other hand, many DNA chips have been reported to date. These DNA chips were useful for confirming changes in gene expression in a certain phenotype or physiological state and for creating a database of expression patterns. However, since the expression levels and patterns of genes and proteins do not always accurately correlate, DNA chips cannot be used for quantification of protein expression levels. In addition, since the function of a protein is changed by undergoing various modifications such as phosphorylation, sugar chain addition, and cleavage after translation, information on the post-translational modification cannot be obtained from DNA analysis.

そこでDNAアレイ技術を、タンパク質解析のツールとして用いたものとしてプロテインチップが開発された。プロテインチップの原理はDNAチップと同じで、スライドガラスや膜の上にタンパク質を高密度に固定し、それらと相互作用するタンパク質や核酸などを検出するものである。しかし、強固なDNA鎖に対し、巧みにアミノ酸が絡み合ってできている非常に不安定な構造をもつタンパク質を基板上に固定化させることは困難であった。   Therefore, a protein chip has been developed using DNA array technology as a tool for protein analysis. The principle of a protein chip is the same as that of a DNA chip. Proteins are immobilized on a slide glass or membrane at a high density, and proteins or nucleic acids that interact with them are detected. However, it has been difficult to immobilize on a substrate a protein having a very unstable structure, which is formed by tangling amino acids with a strong DNA chain.

また、従来開発されたプロテインチップは、スライドガラス又はシリコン基板表面にポリリジン等の高分子を塗布し、その後にタンパク質を固定化するものであるが、スライドガラス又はシリコン基板表面にポリリジン等の高分子を塗布してタンパク質を固定化する方法では、タンパク質の固定化状態が不安定であり、洗浄工程において剥離するといった問題が生じるとともに、固定化されたタンパク質を長期間保存することも不可能であった。また、生体物質の非特異的吸着や、タンパク質の機能失活、検出系UV不透明性等の問題もあった。   In addition, conventionally developed protein chips are those in which a polymer such as polylysine is applied to the surface of a slide glass or silicon substrate, and then proteins are immobilized. In the method of immobilizing proteins by applying the protein, the protein immobilization state is unstable, causing problems such as peeling during the washing process, and it is impossible to store the immobilized proteins for a long period of time. It was. In addition, there are problems such as non-specific adsorption of biological substances, protein function inactivation, and detection system UV opacity.

このような問題に鑑み、タンパク質を含むポリペプチドを固定化するための支持体として、基板の表面に、表面処理層及び化学修飾層を順次設けてなる固体支持体(例えば、特許文献1)、基板表面の一部又は全部がカーボン層で構成されており、その層上に金属キレートが形成されてなる固体支持体(特許文献2)が開発されている。   In view of such problems, as a support for immobilizing a protein-containing polypeptide, a solid support (for example, Patent Document 1) in which a surface treatment layer and a chemical modification layer are sequentially provided on the surface of a substrate, A solid support (Patent Document 2) in which a part or all of the substrate surface is composed of a carbon layer and a metal chelate is formed on the layer has been developed.

しかしながら、前記固体支持体のポリペプチドの固定化量及びポリペプチドの結合強度は、必ずしも充分とはいえず、ポリペプチドの固定化量がより高くポリペプチド結合強度がより高い固体支持体の出現が望まれている。   However, the amount of polypeptide immobilized on the solid support and the binding strength of the polypeptide are not necessarily sufficient, and the appearance of a solid support having a higher amount of immobilized polypeptide and higher polypeptide binding strength has emerged. It is desired.

この出願の発明に関する先行技術文献情報として次のものがある。
特開2002−365293号公報 特開2004−020328号公報
Prior art document information relating to the invention of this application includes the following.
JP 2002-365293 A JP 2004-020328 A

本発明の課題は、ポリペプチドを強固かつ特異的に固定化する方法、及びそのための固体支持体を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for firmly and specifically immobilizing a polypeptide, and a solid support therefor.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討の結果、基板上にアミノ基を介してマレイミド基を導入した固体支持体を用い、ポリペプチドにオリゴシステイン配列を導入することにより、ポリペプチドの固定化量及びポリペプチドの結合強度が著しく向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は以下の発明を包含する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a solid support on which a maleimide group has been introduced via an amino group on a substrate and introduced an oligocysteine sequence into the polypeptide, As a result, it was found that the immobilization amount and the binding strength of the polypeptide were remarkably improved, and the present invention was completed.
That is, the present invention includes the following inventions.

(1)基板の表面に式I:

Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する固体支持体のマレイミド基に、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドを結合させることにより、ポリペプチドを固定化する方法。 (1) The formula I:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A method for immobilizing a polypeptide by binding a polypeptide having an oligocysteine sequence introduced thereto to a maleimide group of a solid support having a group represented by the formula:

(2)基板が、さらにカーボン層を有する(1)記載の方法。 (2) The method according to (1), wherein the substrate further has a carbon layer.

(3)基板の表面に式I:

Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する固体支持体のマレイミド基に、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドが結合されている、ポリペプチド固定化固体支持体。 (3) Formula I on the surface of the substrate:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A polypeptide-immobilized solid support, wherein a polypeptide into which an oligocysteine sequence is introduced is bound to a maleimide group of the solid support having a group represented by

(4)基板が、さらにカーボン層を有する(3)記載のポリペプチド固定化固体支持体。
(5)オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドに、さらにオリゴヒスチジン配列が導入されている、(3)又は(4)記載のポリペプチド固定化固体支持体。
(6)(3)〜(5)のいずれかに記載のポリペプチド固定化固体支持体に、試料ポリペプチドを接触させ、固定化されたポリペプチドと試料ポリペプチドの相互作用を検出する方法。
(7)試料ポリペプチドを標識し、固定化されたポリペプチドと相互作用した試料ポリペプチドに由来する標識を検出することにより相互作用を検出する、(6)記載の方法。
(8)化学発光を用いてポリペプチドの相互作用を検出する、(7)記載の方法。
(4) The polypeptide-immobilized solid support according to (3), wherein the substrate further has a carbon layer.
(5) The polypeptide-immobilized solid support according to (3) or (4), wherein an oligohistidine sequence is further introduced into the polypeptide into which the oligocysteine sequence has been introduced.
(6) A method for detecting the interaction between the immobilized polypeptide and the sample polypeptide by bringing the sample polypeptide into contact with the polypeptide-immobilized solid support according to any one of (3) to (5).
(7) The method according to (6), wherein the interaction is detected by labeling the sample polypeptide and detecting a label derived from the sample polypeptide that has interacted with the immobilized polypeptide.
(8) The method according to (7), wherein the interaction of the polypeptide is detected using chemiluminescence.

(9)ポリペプチドにオリゴシステイン配列を導入し、オリゴシステイン配列が導入された該ポリペプチドを、基板の表面に式I:

Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する固体支持体上のマレイミド基と反応させ、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドを固体支持体上に結合させることによって、該ポリペプチドを精製する方法。 (9) An oligocysteine sequence is introduced into the polypeptide, and the polypeptide into which the oligocysteine sequence is introduced is represented on the surface of the substrate by formula I:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A method for purifying a polypeptide by reacting with a maleimide group on a solid support having a group represented by the following formula, and binding the polypeptide introduced with an oligocysteine sequence onto the solid support.

(10)基板が、さらにカーボン層を有する(9)記載の方法。 (10) The method according to (9), wherein the substrate further has a carbon layer.

(11)基板の表面に式I:

Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する、ポリペプチドを固定化するための固体支持体。 (11) Formula I on the surface of the substrate:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A solid support for immobilizing a polypeptide having a group represented by the formula:

(12)基板が、さらにカーボン層を有する(11)記載の固体支持体。
(13)オリゴシステイン配列及びオリゴヒスチジン配列が導入されたポリペプチドをコードする遺伝子を作製するベクター。
(14)オリゴシステイン配列及びオリゴヒスチジン配列が導入されたポリペプチド。
(12) The solid support according to (11), wherein the substrate further has a carbon layer.
(13) A vector for producing a gene encoding a polypeptide into which an oligocysteine sequence and an oligohistidine sequence are introduced.
(14) A polypeptide into which an oligocysteine sequence and an oligohistidine sequence are introduced.

本発明により、固体支持体上にポリペプチドを強固かつ特異的に固定化することができる。従って、本発明の固体支持体を用いることにより、検出限界の高いプロテインチップの製造が可能になる。このようなプロテインチップを用い、固定化されたポリペプチドと相互作用するポリペプチドを感度よく検出することができる。   According to the present invention, a polypeptide can be firmly and specifically immobilized on a solid support. Therefore, a protein chip with a high detection limit can be produced by using the solid support of the present invention. Using such a protein chip, a polypeptide that interacts with the immobilized polypeptide can be detected with high sensitivity.

固体支持体
本発明において、ポリペプチドを固定化する固体支持体は、基板の表面に化学修飾基が結合した構造を有する。
Solid support In the present invention, the solid support on which the polypeptide is immobilized has a structure in which a chemically modifying group is bonded to the surface of the substrate.

本発明に用いる基板の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、繊維、木材、紙、セラミックス、プラスチック(例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene樹脂)、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂)が挙げられる。本発明においては、シリコン基板を使用するのが好ましい。   Examples of the material of the substrate used in the present invention include silicon, glass, fiber, wood, paper, ceramics, plastic (for example, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ABS resin (Acrylonitrile Butadiene Styrene resin), nylon, and acrylic resin. , Fluororesin, polycarbonate resin, polyurethane resin, methylpentene resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, vinyl chloride resin). In the present invention, it is preferable to use a silicon substrate.

本発明においては、この基板上にカーボン層を形成することが望ましい。本発明において基板上に形成させるカーボン層としては、特に制限されないが、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、無定形炭素、グラファイト、炭化ハフニウム、炭化ニオブ、炭化珪素、炭化タンタル、炭化トリウム、炭化チタン、炭化ウラン、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、炭化クロム又は炭化バナジウム等からなる層を挙げることができ、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)層が好ましい。   In the present invention, it is desirable to form a carbon layer on this substrate. The carbon layer formed on the substrate in the present invention is not particularly limited, but diamond, diamond-like carbon, amorphous carbon, graphite, hafnium carbide, niobium carbide, silicon carbide, tantalum carbide, thorium carbide, titanium carbide, uranium carbide. , Tungsten carbide, zirconium carbide, molybdenum carbide, chromium carbide, vanadium carbide and the like, and a diamond-like carbon (DLC) layer is preferable.

カーボン層は、化学的安定性に優れておりその後の化学修飾や分析対象物質との結合における反応に耐えることができる点、分析対象物質と静電結合によって結合するためその結合が柔軟性を持っている点、UV吸収がないため検出系UVに対して透明性である点、及びエレクトロブロッティングの際に通電可能な点において有利である。また、分析対象物質との結合反応において、非特異的吸着が少ない点においても有利である。   The carbon layer has excellent chemical stability and can withstand subsequent chemical modification and reaction in the binding to the analyte, and the binding is flexible because it binds to the analyte by electrostatic binding. and it has a point, that it is transparent to the detection system UV because no UV absorption, and is advantageous in terms that can be energized during electroblotting. Further, in the coupling reaction with the analyte, is advantageous in that non-specific adsorption is small.

本発明においてカーボン層の形成は公知の方法で行うことができる。例えば、マイクロ波プラズマCVD(Chemical vapor deposit)法、ECRCVD(Electric cyclotron resonance chemical vapor deposit)法、ICP(Inductive coupled plasma)法、直流スパッタリング法、ECR(Electric cyclotron resonance)スパッタリング法、イオン化蒸着法、アーク式蒸着法、レーザ蒸着法、EB(Electron beam)蒸着法、抵抗加熱蒸着法などが挙げられる。   In the present invention, the carbon layer can be formed by a known method. For example, a microwave plasma CVD (Chemical vapor deposition) method, an ECRCVD (Electrical cyclotron resonance) method, an ICP (Inductive coupled plasma) method, a direct current sputtering method, an ICP (Inductive coupled plasma) method, a direct current sputtering method, a direct current sputtering method. Examples thereof include a vapor deposition method, a laser vapor deposition method, an EB (Electron beam) vapor deposition method, and a resistance heating vapor deposition method.

高周波プラズマCVD法では、高周波によって電極間に生じるグロー放電により原料ガス(メタン)を分解し、基板上にDLC(ダイヤモンドライクカーボン)層を合成する。イオン化蒸着法では、タングステンフィラメントで生成される熱電子を利用して、原料ガス(ベンゼン)を分解・イオン化し、バイアス電圧によって基板上にカーボン層を形成する。水素ガス1〜99体積%と残りメタンガス99〜1体積%からなる混合ガス中で、イオン化蒸着法によりDLC層を形成してもよい。   In the high-frequency plasma CVD method, a source gas (methane) is decomposed by glow discharge generated between electrodes by a high frequency to synthesize a DLC (diamond-like carbon) layer on a substrate. In the ionization vapor deposition method, the source gas (benzene) is decomposed and ionized using thermoelectrons generated by a tungsten filament, and a carbon layer is formed on the substrate by a bias voltage. The DLC layer may be formed by ionized vapor deposition in a mixed gas composed of 1 to 99% by volume of hydrogen gas and 99 to 1% by volume of remaining methane gas.

アーク式蒸着法では、固体のグラファイト材料(陰極蒸発源)と真空容器(陽極)の間に直流電圧を印加することにより真空中でアーク放電を起こして陰極から炭素原子のプラズマを発生させ蒸発源よりもさらに負のバイアス電圧を基板に印加することにより基板に向かってプラズマ中の炭素イオンを加速しカーボン層を形成することができる。   In the arc evaporation method, an arc discharge is generated in a vacuum by applying a DC voltage between a solid graphite material (cathode evaporation source) and a vacuum vessel (anode) to generate a plasma of carbon atoms from the cathode, thereby generating an evaporation source. Further, by applying a negative bias voltage to the substrate, carbon ions in the plasma can be accelerated toward the substrate to form a carbon layer.

レーザ蒸着法では、例えばNd:YAGレーザ(パルス発振)光をグラファイトのターゲット板に照射して溶融させ、ガラス基板上に炭素原子を堆積させることによりカーボン層を形成することができる。   In the laser vapor deposition method, for example, a carbon layer can be formed by irradiating a graphite target plate with Nd: YAG laser (pulse oscillation) light and melting it, and depositing carbon atoms on a glass substrate.

本発明において、カーボン層の厚さは、通常、単分子層〜100μm程度であり、薄すぎると下地固体支持体の表面が局部的に露出する可能性があり、逆に厚くなると生産性が悪くなるので、好ましくは2nm〜1μm、より好ましくは5nm〜500nmである。なお、固体支持体のすべてが炭素材料で構成されていてもよい。   In the present invention, the thickness of the carbon layer is usually a monomolecular layer to about 100 μm. If it is too thin, the surface of the underlying solid support may be locally exposed. Therefore, it is preferably 2 nm to 1 μm, more preferably 5 nm to 500 nm. Note that all of the solid support may be made of a carbon material.

本発明において、固体支持体は、前記のように基板上にカーボン層を形成した構造だけでなく、ダイヤモンドライクカーボンと基板材料との積層体や複合体(例えば、ダイヤモンドライクカーボンと他の物質との複合体、(例えば2相体))であってもよい。   In the present invention, the solid support not only has a structure in which a carbon layer is formed on a substrate as described above, but also a laminate or composite of diamond-like carbon and a substrate material (for example, diamond-like carbon and other substances). Complex (for example, two-phase body)).

基板上にダイヤモンドライクカーボン層などのカーボン層を形成することにより、高密度にポリペプチドを固定化でき、高いS/N比が得られるため、感度の高い検出が可能になる。また、繰り返し使用することも可能である。   By forming a carbon layer such as a diamond-like carbon layer on the substrate, the polypeptide can be immobilized at a high density and a high S / N ratio can be obtained, so that highly sensitive detection is possible. It can also be used repeatedly.

基板の形状及びサイズは特に限定されないが、形状としては、平板状、糸状、球状、多角形状、粉末状などが挙げられ、サイズは、平板状のものを用いる場合、通常は、幅0.1〜100mm、長さ0.1〜100mm、厚み0.01〜10mm程度である。   Although the shape and size of the substrate are not particularly limited, examples of the shape include a flat plate shape, a thread shape, a spherical shape, a polygonal shape, a powder shape, and the size is usually 0.1 mm in width when a flat plate shape is used. ˜100 mm, length 0.1˜100 mm, thickness 0.01˜10 mm.

基板としてガラスを用いる場合、その表面は、Ra(JIS B 0601)で1nm〜1000nmの範囲で意図的に粗面化されていることも好ましい。このような粗面化表面は基板の表面積が増えて、多量のポリペプチドを高密度で固定化できる点で好都合である。   When glass is used as the substrate, the surface thereof is preferably intentionally roughened in the range of 1 nm to 1000 nm with Ra (JIS B 0601). Such a roughened surface is advantageous in that the surface area of the substrate is increased and a large amount of polypeptide can be immobilized at a high density.

続いて、上記カーボン層を有する基板に、化学修飾基を導入することにより固体支持体を製造する。化学修飾基の導入は以下のように実施することができる。   Subsequently, a solid support is produced by introducing a chemical modifying group into the substrate having the carbon layer. Introduction of the chemical modification group can be carried out as follows.

まず、上記カーボン層を有する基板にアミノ基を導入する。アミノ基の導入は、基板に塩素ガス中で紫外線を照射することにより表面を塩素化し、次いでアンモニアガス中で紫外線照射することにより実施できる。あるいはダイヤモンドライクカーボン層を施した基板を、アンモニア雰囲気下でプラズマ法に付すことにより実施できる。ここで、プラズマ法とは、真空条件下、直流あるいは交流による放電にプラズマを発生させ、原料ガスとして例えばベンゼンやメタンを用い、イオン化したガスでバイアスを印加した基板を処理する方法である。   First, an amino group is introduced into the substrate having the carbon layer. The amino group can be introduced by chlorinating the surface by irradiating the substrate with ultraviolet rays in chlorine gas and then irradiating the substrate with ultraviolet rays in ammonia gas. Or it can implement by giving the board | substrate which gave the diamond-like carbon layer to a plasma method in ammonia atmosphere. Here, the plasma method is a method in which plasma is generated in a discharge by direct current or alternating current under vacuum conditions, for example, benzene or methane is used as a source gas, and a substrate to which a bias is applied with an ionized gas is processed.

このように形成させたアミノ基と、以下の式II:

Figure 2005312425
で表される化合物又はその塩を反応させることにより、式I:
Figure 2005312425
で表されるような化学修飾基をカーボン層上に形成することができる。 The amino group thus formed and the following formula II:
Figure 2005312425
Is reacted with a compound represented by the formula:
Figure 2005312425
Chemically modified groups as represented by can be formed on the carbon layer.

式I又はIIにおいて、Rは、鎖員1〜12の2価の炭化水素基である。鎖員1〜12の2価の炭化水素基としては、鎖員1〜12、好ましくは鎖員4〜6のアルキレン基、例えばテトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、鎖員1〜12の2価の脂環式炭化水素基、例えばシクロヘキシレン基、アリーレン基、例えば2,2´−ビフェニレン基、2価の芳香環含有炭化水素基、例えばo−キシリレン基等が挙げられる。これらの2価の炭化水素基は、例えばC1−10−アルキル基、アリール基、トリメチルシリル基、アシル基等で置換されていてもよい。 In Formula I or II, R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members. The divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members is an alkylene group having 1 to 12, preferably 4 to 6 chain members, such as a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, or a chain member 1 to 12. And a divalent alicyclic hydrocarbon group such as a cyclohexylene group, an arylene group such as a 2,2′-biphenylene group, and a divalent aromatic ring-containing hydrocarbon group such as an o-xylylene group. These divalent hydrocarbon groups may be substituted with, for example, a C 1-10 -alkyl group, an aryl group, a trimethylsilyl group, an acyl group, and the like.

ここで、C1−10−アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等の芳香族炭化水素基、フリル基、チエニル基、ピロリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、キノリル基、イソキノリル基等の芳香族複素環基が挙げられる。アシル基としては、例えばホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基等のC1−10−脂肪族アシル基が挙げられる。 Here, as the C 1-10 -alkyl group, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, hexyl group , Heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, and cyclohexyl group. Examples of the aryl group include aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, 1-naphthyl group, and 2-naphthyl group, furyl group, thienyl group, pyrrolyl group, oxazolyl group, isoxazolyl group, thiazolyl group, isothiazolyl group, and imidazolyl group. And aromatic heterocyclic groups such as a pyrazolyl group, a pyridyl group, a pyrimidinyl group, a pyridazinyl group, a pyrazinyl group, a quinolyl group, and an isoquinolyl group. Examples of the acyl group include C 1-10 -aliphatic acyl groups such as formyl group, acetyl group, propanoyl group, butanoyl group, pentanoyl group and hexanoyl group.

Rの好ましい具体例としては、−(CH−、−(CH−、−(CH−、−CH(CH)−(CH−、−CHCH(CH)−(CH−、−CH(CHCH)−(CH−、−CH(CHCHCH)−(CH−、−CH(CH)−(CH−、−CH(CHCH)−(CH−、−CH(CHCHCH)−(CH−、−CHCH(CHCHCH)−(CH−、−CH(CH)−(CH−、−CH(CHCH)−(CH−、−CH(CHCHCH)−(CH−、−C−、−C−CH−、−C−(CH−、−C(CH)−等が挙げられる。 Preferable specific examples of R include — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 5 —, — (CH 2 ) 6 —, —CH (CH 3 ) — (CH 2 ) 3 —, —CH 2 CH (CH 3) - (CH 2 ) 2 -, - CH (CH 2 CH 3) - (CH 2) 3 -, - CH (CH 2 CH 2 CH 3) - (CH 2) 3 -, - CH (CH 3) - (CH 2) 4 -, - CH (CH 2 CH 3) - (CH 2) 4 -, - CH (CH 2 CH 2 CH 3) - (CH 2) 4 -, - CH 2 CH (CH 2 CH 2 CH 3) - ( CH 2) 3 -, - CH (CH 3) - (CH 2) 5 -, - CH (CH 2 CH 3) - (CH 2) 5 -, - CH (CH 2 CH 2 CH 3) - (CH 2 ) 5 -, - C 6 H 4 -, - C 6 H 4 -CH 2 -, - C 6 H 4 - (CH 2 ) 2— , —C 6 H 3 (CH 3 ) — and the like.

式IIで表される化合物の塩としては特に限定されないが、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等を使用できる。ナトリウム塩を使用するのが好ましい。   Although it does not specifically limit as a salt of the compound represented by Formula II, For example, a sodium salt, potassium salt, etc. can be used. The sodium salt is preferably used.

具体的には、アミノ基が導入された固体支持体を、バッファー中に通常0.1〜100mMの濃度で式IIの化合物を含む溶液に浸漬することにより反応させる。バッファーとしては、PBS(リン酸緩衝化生理食塩水)、トリエタノールアミンバッファー、ホウ酸ナトリウムバッファー等を使用することができる。PBS(pH6〜9)を使用するのが好ましい。反応温度は、通常10〜80℃、好ましくは25〜30℃、反応時間は、通常1〜300分、好ましくは30〜60分である。   Specifically, the reaction is performed by immersing the solid support into which the amino group has been introduced in a solution containing the compound of formula II in a buffer usually at a concentration of 0.1 to 100 mM. As the buffer, PBS (phosphate buffered saline), triethanolamine buffer, sodium borate buffer, or the like can be used. It is preferable to use PBS (pH 6-9). The reaction temperature is usually 10 to 80 ° C., preferably 25 to 30 ° C., and the reaction time is usually 1 to 300 minutes, preferably 30 to 60 minutes.

本発明の固体支持体において、上記のマレイミド基を有する化学修飾基は、共有結合によってカーボン層中の炭素と強固に結合しているため、洗浄や温度変化によっても剥離することがなく、また固体支持体を長期間保存することも可能である。   In the solid support of the present invention, the above-mentioned chemically modifying group having a maleimide group is firmly bonded to the carbon in the carbon layer by a covalent bond, so that it does not peel off due to washing or temperature change. It is also possible to store the support for a long time.

ポリペプチドの固定化
本発明において、ポリペプチドには、ペプチド断片、オリゴペプチド及びタンパク質が包含される。単純タンパク質、複合タンパク質でもよく、天然のものでも合成のものでもよい。本発明の固体支持体に固定化するポリペプチドのアミノ酸数は、特に制限されないが、通常10〜3000、好ましくは50〜2000、より好ましくは100〜1500である。本発明の固体支持体に固定化できるポリペプチドとしては、特に限定されず、例えば、抗体、酵素、病原性タンパク、ペプチド系ホルモン、レセプター、キナーゼ、糖タンパク質、金属タンパク質、ウイルスタンパク質、誘導タンパク質等のタンパク質を好適に固定化することができる。
Immobilization of polypeptides In the present invention, polypeptides include peptide fragments, oligopeptides and proteins. It may be a simple protein or a complex protein, and may be natural or synthetic. The number of amino acids of the polypeptide immobilized on the solid support of the present invention is not particularly limited, but is usually 10 to 3000, preferably 50 to 2000, and more preferably 100 to 1500. The polypeptide that can be immobilized on the solid support of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include antibodies, enzymes, pathogenic proteins, peptide hormones, receptors, kinases, glycoproteins, metalloproteins, viral proteins, derived proteins, and the like. Can be suitably immobilized.

また、本発明においてポリペプチドにはペプチド誘導体も包含される。ペプチド誘導体には、1又は数個のアミノ酸が化学反応によって誘導化されたペプチドが含まれる。ペプチド誘導体の例としては、反応性アミノ酸側基、例えば遊離のアミノ基、遊離のカルボキシル基又は遊離のヒドロキシル基が誘導化された分子が挙げられる。アミノ基の誘導体の具体的な例は、スルホン酸又はカルボン酸アミド、チオウレタン誘導体及びアンモニウム塩、例えば塩酸塩である。カルボキシル基誘導体の例は、塩、エステル及びアミドである。ヒドロキシル基誘導体の例は、O−アシル又はO−アルキル誘導体である。更には、1又は数個のアミノ酸が天然に存在するか又は非天然に存在する20の“標準”アミノ酸のアミノ酸同族体によって置換されたペプチドも含まれる。かかる同族体の例は、4−ヒドロキシプロリン、5−ヒドロキシリシン、3−メチルヒスチジン、ホモセリン、オルニチン、β−アラニン及び4−アミノ酪酸である。   In the present invention, the polypeptide includes peptide derivatives. Peptide derivatives include peptides in which one or several amino acids are derivatized by a chemical reaction. Examples of peptide derivatives include molecules in which a reactive amino acid side group such as a free amino group, a free carboxyl group or a free hydroxyl group is derivatized. Specific examples of derivatives of amino groups are sulfonic acid or carboxylic acid amides, thiourethane derivatives and ammonium salts such as hydrochloride. Examples of carboxyl group derivatives are salts, esters and amides. Examples of hydroxyl group derivatives are O-acyl or O-alkyl derivatives. Also included are peptides in which one or several amino acids are replaced by an amino acid homologue of 20 “standard” amino acids, which are naturally occurring or non-naturally occurring. Examples of such homologues are 4-hydroxyproline, 5-hydroxylysine, 3-methylhistidine, homoserine, ornithine, β-alanine and 4-aminobutyric acid.

本発明においては、ポリペプチドにオリゴシステイン配列を導入し、本発明の固体支持体の表面に存在するマレイミド基とシステイン残基のSH基とを反応させることにより共有結合を形成する。マレイミド基は、SH基に対する選択性が高いことから、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドを固体支持体上に特異的に結合させることができる。   In the present invention, an oligocysteine sequence is introduced into the polypeptide, and a covalent bond is formed by reacting the maleimide group present on the surface of the solid support of the present invention with the SH group of the cysteine residue. Since the maleimide group has high selectivity for the SH group, a polypeptide having an oligocysteine sequence introduced can be specifically bound on a solid support.

本発明においてオリゴシステイン配列は、通常少なくとも3個、好ましくは3〜10個、より好ましくは4〜6個のシステイン残基が連続した配列を意味する。本明細書においては、オリゴシステイン配列をシステインタグと称する場合もある。   In the present invention, the oligocysteine sequence usually means a sequence in which at least 3, preferably 3 to 10, more preferably 4 to 6 cysteine residues are continuous. In the present specification, the oligocysteine sequence may be referred to as a cysteine tag.

本発明においては、標的ポリペプチドに、固定化のためのオリゴシステイン配列に加えて、さらに精製のための標識を導入するのが好ましい。このような標識としては、亜鉛、ニッケル又はコバルトイオンのような金属イオンと特異的に相互作用するオリゴヒスチジン配列(ヒスチジンタグと称され、例えばヘキサヒスチジン配列が挙げられる)、又は、それぞれ、亜鉛若しくは銅と特異的に相互作用する、少なくとも約4個のリシンを含むポリリシン配列若しくは少なくとも4個のアルギニン残基を含むポリアルギニン配列などが挙げられる。このような標識を導入することにより、標識と特異的に相互作用する試薬やカラムを用いて目的のポリペプチドを翻訳反応物から容易に単離することができる。例えば、オリゴヒスチジン配列に対してはニッケルカラムを用いることができる。   In the present invention, it is preferable to introduce a label for further purification into the target polypeptide in addition to the oligocysteine sequence for immobilization. Such labels include oligohistidine sequences that specifically interact with metal ions such as zinc, nickel or cobalt ions (referred to as histidine tags, such as hexahistidine sequences), or zinc or Examples include polylysine sequences containing at least about 4 lysines or polyarginine sequences containing at least 4 arginine residues that interact specifically with copper. By introducing such a label, the polypeptide of interest can be easily isolated from the translation reaction product using a reagent or column that specifically interacts with the label. For example, a nickel column can be used for the oligohistidine sequence.

ポリペプチドへのオリゴシステイン配列及びオリゴヒスチジン配列の導入は、当技術分野において通常用いられるPCRと大腸菌を用いた遺伝子クローニングを組み合わせた方法により実施することができる。例えば、あらかじめオリゴシステイン配列とオリゴヒスチジン配列をコードする領域をもつプラスミドベクターを構築し、後で制限酵素部位等を利用して標的ポリペプチドを導入して、得られた組み換えベクターで宿主細胞を形質転換し、当該形質転換体において融合ポリペプチドを発現させることにより、オリゴシステイン及びオリゴヒスチジン配列を連結したポリペプチドを製造することができる。   Introduction of the oligocysteine sequence and oligohistidine sequence into the polypeptide can be performed by a method combining PCR generally used in the art and gene cloning using Escherichia coli. For example, a plasmid vector having a region encoding an oligocysteine sequence and an oligohistidine sequence is constructed in advance, a target polypeptide is introduced later using a restriction enzyme site, etc., and a host cell is transformed with the obtained recombinant vector. By converting and expressing the fusion polypeptide in the transformant, a polypeptide in which oligocysteine and oligohistidine sequences are linked can be produced.

または、標的ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列をPCR法などにより増幅する際に、オリゴシステイン配列とオリゴヒスチジン配列をコードするヌクレオチド配列を各々のDNAプライマーに含有させておき、これを用いて標的ポリペプチドのヌクレオチド配列を増幅した後このDNA断片をベクターに導入し、発現させて両配列と連結された融合ポリペプチドを製造することもできる。   Alternatively, when a nucleotide sequence encoding a target polypeptide is amplified by PCR or the like, a nucleotide sequence encoding an oligocysteine sequence and an oligohistidine sequence is contained in each DNA primer, and this is used to target the target polypeptide. This DNA fragment can be introduced into a vector after being amplified and expressed to produce a fusion polypeptide linked to both sequences.

オリゴシステイン配列は、標的ポリペプチドのN末端又はC末端に導入するのが一般的であるが、固定化の障害とならない限り、導入部位は末端に限定されるものではない。SH基は、マレイミド基と反応して共有結合を形成するため、標的ポリペプチドは本発明の化学修飾基に強固に結合する。   The oligocysteine sequence is generally introduced at the N-terminal or C-terminal of the target polypeptide, but the introduction site is not limited to the terminal as long as it does not hinder immobilization. Since the SH group reacts with the maleimide group to form a covalent bond, the target polypeptide binds tightly to the chemically modified group of the present invention.

オリゴヒスチジン配列は、標的ポリペプチドのオリゴシステイン配列を有しない側のN末端又はC末端、またはオリゴシステイン配列に連結した形で導入するのが一般的であるが、固定化の障害とならない限り、導入部位は末端に限定されるものではない。   The oligohistidine sequence is generally introduced in a form linked to the N-terminus or C-terminus of the target polypeptide that does not have the oligocysteine sequence, or linked to the oligocysteine sequence. The introduction site is not limited to the end.

オリゴヒスチジンおよびオリゴシステイン配列を有する標的ポリペプチドは、宿主細胞内で発現、抽出後、まずオリゴヒスチジン配列を利用して、ニッケルカラムを用いるなどの通常の方法で精製を行う。   A target polypeptide having oligohistidine and oligocysteine sequences is expressed and extracted in a host cell, and then purified by a conventional method such as using a nickel column using an oligohistidine sequence.

オリゴシステイン配列を導入したポリペプチドをスポッティグ用バッファーに溶解し、本発明の固体支持体上にスポッティングすることにより、ポリペプチドを固定化することができる。   The polypeptide into which the oligocysteine sequence has been introduced can be dissolved in a spotting buffer and spotted on the solid support of the present invention to immobilize the polypeptide.

オリゴシステイン配列を導入したポリペプチドを、濃度が通常0.01〜100μM、好ましくは5〜50μMとなるようにスポッティング用バッファーに溶解し、スポッティング用溶液を調製する。スポッティング用バッファーとしては、1〜100%、好ましくは20〜50%のPEG(ポリエチレングリコール)溶液、PBS(リン酸緩衝化生理食塩水)、50%DMSO(ジメチルスルホキシド)、3×SSC(saline sodium citrate)、純水等を使用することができる。本発明においては、50%PEG溶液を使用するのが好ましい。マレイミド基は加水分解されやすく、pH7付近で反応効率が最も良い。   A polypeptide into which an oligocysteine sequence has been introduced is dissolved in a spotting buffer so that the concentration is usually 0.01-100 μM, preferably 5-50 μM, to prepare a spotting solution. The spotting buffer is 1 to 100%, preferably 20 to 50% PEG (polyethylene glycol) solution, PBS (phosphate buffered saline), 50% DMSO (dimethyl sulfoxide), 3 × SSC (saline sodium). citrate), pure water or the like can be used. In the present invention, it is preferable to use a 50% PEG solution. Maleimide groups are easily hydrolyzed and have the best reaction efficiency around pH 7.

調製したスポッティング用溶液を、96穴もしくは384穴プラスチックプレートに分注し、分注した溶液をスポッター装置等によって固体支持体上にスポッティングすることができる。このとき、多種類のポリペプチドを互いに独立したスポットとしてアレイ状に配列することにより、この複数種のポリペプチドの相互作用を検出することができる。   The prepared spotting solution can be dispensed into a 96-well or 384-well plastic plate, and the dispensed solution can be spotted on a solid support by a spotter device or the like. At this time, by arranging multiple types of polypeptides in an array as independent spots, the interaction of the multiple types of polypeptides can be detected.

スポッティング後、ポリペプチドが固体支持体に結合する反応を進行させるため、インキュベーションを行うことが好ましい。ポリペプチドの固定化は化学反応による共有結合の生成であるため、反応を確実に進めるべく、スポッティング後速やかにインキュベーションを行うのが好ましい。   After spotting, incubation is preferably performed in order to allow the reaction of the polypeptide to bind to the solid support. Since the immobilization of the polypeptide is the production of a covalent bond by a chemical reaction, it is preferable to perform incubation immediately after spotting in order to ensure the reaction proceeds.

インキュベーションは、通常4〜30℃、好ましくは25〜30℃の温度で、通常0.5〜16時間、好ましくは1〜2時間にわたって行う。インキュベーションは、高湿度の雰囲気下、例えば、湿度50〜90%の条件で行うのが望ましい。インキュベーションに続き、固体支持体に結合していないポリペプチドを除去するため、洗浄液(例えば、50mM TBS/0.05% Tween20)を用いて洗浄を行うことが好ましい。   Incubation is usually performed at a temperature of 4 to 30 ° C., preferably 25 to 30 ° C., usually for 0.5 to 16 hours, preferably for 1 to 2 hours. Incubation is preferably performed under a high humidity atmosphere, for example, under conditions of a humidity of 50 to 90%. Following the incubation, washing is preferably performed using a washing solution (eg 50 mM TBS / 0.05% Tween 20) to remove the polypeptide that is not bound to the solid support.

ペプチド相互作用の検出
本発明はまた、上記のように固体支持体に固定化されたポリペプチドに、これと相互作用する試料ポリペプチドを反応させて、ポリペプチド間の相互作用を検出する方法に関する。ポリペプチド間の相互作用としては、例えば、抗原抗体反応、酵素反応、レセプターとリガンドの反応、ビオチン−ストレプトアビジン相互作用等が挙げられる。
Detection of Peptide Interaction The present invention also relates to a method for detecting an interaction between polypeptides by reacting a polypeptide immobilized on a solid support as described above with a sample polypeptide that interacts with the polypeptide. . Examples of the interaction between polypeptides include antigen-antibody reaction, enzyme reaction, receptor-ligand reaction, biotin-streptavidin interaction, and the like.

試料ポリペプチドを標識して、固体支持体上に固定化されたポリペプチドと接触させ、これと相互作用した試料ポリペプチドに由来する標識を読みとることにより、相互作用の有無を検出することができる。試料ポリペプチドの標識は、当技術分野において通常用いられる方法により実施できる。   The presence or absence of interaction can be detected by labeling the sample polypeptide, bringing it into contact with the polypeptide immobilized on the solid support, and reading the label derived from the sample polypeptide that has interacted with the polypeptide. . The labeling of the sample polypeptide can be performed by a method usually used in the art.

標識としては、ポリペプチドに取り込むことが可能なものであれば特に限定されないが、例えば、蛍光標識(Cy3及びCy5などのCyDye、FITC、RITC、ローダミン、テキサスレッド、TET、TAMRA、FAM、HEX、ROX、GFPなど)、放射能標識(α−32P、γ−32P、35Sなど)、酵素標識(HRP(Horseradish peroxidase)、アルカリフォスファターゼなど)が挙げられる。蛍光標識ポリペプチドを用いた場合は、相互作用させた後の固体支持体を蛍光撮影することにより、画像として検出することができる。酵素標識を用いた場合は、相互作用させた後の固体支持体に化学発光試薬(ルミノール、ルシフェリン、ウンベリフェロン、セレンテラジン、ジオキシセタン化合物、D−ルシフェリンカリウム、シュウ酸ビス(2,4,6−トリクロロフェニル))を作用させることにより検出することができる。   The label is not particularly limited as long as it can be incorporated into the polypeptide. For example, fluorescent labels (CyDye such as Cy3 and Cy5, FITC, RITC, rhodamine, Texas red, TET, TAMRA, FAM, HEX, ROX, GFP, etc.), radioactivity labels (α-32P, γ-32P, 35S, etc.), enzyme labels (HRP (Horserishing peroxidase), alkaline phosphatase, etc.). When a fluorescently labeled polypeptide is used, it can be detected as an image by fluorescence imaging of the solid support after the interaction. When an enzyme label is used, a chemiluminescent reagent (luminol, luciferin, umbelliferone, coelenterazine, dioxycetane compound, D-luciferin potassium, bis (2,4,6-) oxalate is added to the solid support after the interaction. It can be detected by the action of trichlorophenyl)).

この試料ポリペプチドのサンプルは、濃度が通常0.01〜100μM、好ましくは1〜10μMとなるようにバッファーに溶解することによって調製する。得られた試料溶液を、上記で調製したポリペプチドが固定化された固体支持体上に滴下し、インキュベーションを行うことにより相互作用させる。   The sample polypeptide sample is prepared by dissolving in a buffer so that the concentration is usually 0.01-100 μM, preferably 1-10 μM. The obtained sample solution is dropped on a solid support on which the polypeptide prepared above is immobilized, and allowed to interact by incubation.

インキュベーションは、通常4〜30℃、好ましくは25〜30℃で、通常0.5〜16時間、好ましくは1〜4時間行う。相互作用させる工程においても、高湿度雰囲気下でインキュベーションを行うのが好ましい。最後に、固体支持体を洗浄し、乾燥後、標識を読みとることにより検出を行う。   Incubation is usually carried out at 4 to 30 ° C., preferably 25 to 30 ° C., usually for 0.5 to 16 hours, preferably for 1 to 4 hours. Also in the step of interacting, it is preferable to carry out incubation in a high humidity atmosphere. Finally, the solid support is washed, dried, and then detected by reading the label.

あるいは、相互作用によって形成した複合体の質量分析を行うことにより、固体支持体上のポリペプチドに特異的に相互作用したポリペプチドのアミノ酸配列を解析することができる。また、固体支持体上に固定化されたポリペプチドに相互作用したポリペプチドのみをイオン化して質量分析を行うこともできる。   Alternatively, by performing mass spectrometry of the complex formed by the interaction, the amino acid sequence of the polypeptide that specifically interacts with the polypeptide on the solid support can be analyzed. Alternatively, mass spectrometry can be performed by ionizing only the polypeptide that interacts with the polypeptide immobilized on the solid support.

固体支持体上に固定化された物質は、レーザ脱離/イオン化−飛行時間型質量分析等の手段によりそのまま質量分析を実施することができる。質量分析する際に使用できるイオン化法の様式としては、マトリックス補助レーザ脱着(MALDI)法、電子衝撃によるイオン化(EI)法、光イオン化法、放射性同位体から放射されるLETの大きなα又はβ線を使用するイオン化法、2次イオン化法、高速原子衝突イオン化法、電界電離イオン化法、表面電離イオン化法、化学イオン化(CI)法、フィールドイオン化(FI)法、火花放電によるイオン化法等が挙げられ、マトリックス補助レーザ脱着(MALDI)法、電子衝撃によるイオン化(EI)法が好ましい。   Immobilized substance on a solid support, laser desorption / ionization - can be carried out as mass analyzed by means such as time-of-flight mass spectrometry. Mass The mode of ionization that can be used to analyze, matrix-assisted laser desorption (MALDI) method, ionization by electron impact (EI) method, a photo ionization method, large α or β rays LET emitted from radioisotopes ionization method using secondary ionization, fast atom bombardment ionization method, field ionization ionization, surface ionization ionization, chemical ionization (CI) method, field ionization (FI) technique, ionization method, and the like due to the spark discharge , matrix-assisted laser desorption (MALDI) method, ionization by electron impact (EI) method is preferred.

本発明はまた、目的とするポリペプチドにオリゴシステイン配列を導入し、これを本発明の固体支持体と接触させ、マレイミド基との共有結合により固体支持体上に結合させることによって、該ポリペプチドを精製する方法に関する。本発明のマレイミド基を有する固体支持体は、SH基と特異的に結合するため、オリゴシステイン配列を導入したポリペプチドのみを結合して、分離精製することができる。   The present invention also introduces an oligocysteine sequence into the target polypeptide, contacts it with the solid support of the present invention, and binds it to the solid support by covalent bond with a maleimide group. The present invention relates to a method for purification Since the solid support having a maleimide group of the present invention specifically binds to an SH group, it can be separated and purified by binding only a polypeptide into which an oligocysteine sequence has been introduced.

本発明においては、タンパク質にオリゴシステイン配列を融合した形で発現させるタンパク発現ベクターを構築し、システインが持つSH基に、温和な条件下で特異的に共有結合するマレイミド基を導入した固体支持体を用いてタンパク質を回収することができる。オリゴシステイン配列からなるタンパク質タグを用い、回収システムとして共有結合を利用することは、従来の金属キレートを利用するヒスチジンタグ、酵素と基質間のアフィニティを利用するGSTタグ、特異的抗体を利用するFLAGタグなどのエピトープタグなどとは全く異なる新しい発想に基づいている。従来のタンパク質タグはタグ付きタンパク質それ自身を精製することに主眼が置かれていたのに対し、本発明におけるシステインタグ(オリゴシステイン配列)は、強固な共有結合で回収することにより、システインタグが導入されたタンパク質とともに分離されてくる結合タンパクの分離回収条件の設定幅を広げることができる。従ってこれまでは回収できなかった結合タンパク質群が釣り上げられて、タンパク質相互作用解析が飛躍的に進歩することが期待できる。加えて共有結合による回収は、システインタグ融合タンパクそれ自身の洗浄精製を容易にし、固体支持体上でプロテアーゼ切断後直接質量分析に供することで、タンパク質の翻訳後修飾を解析する上でも優れたシステムを提供できる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
In the present invention, a solid support in which a protein expression vector for expression in a form in which an oligocysteine sequence is fused to a protein is constructed, and a maleimide group specifically covalently bonded under mild conditions is introduced into the SH group of cysteine Can be used to recover the protein. Using a protein tag consisting of an oligocysteine sequence and using a covalent bond as a recovery system includes a histidine tag that uses a conventional metal chelate, a GST tag that uses the affinity between the enzyme and the substrate, and a FLAG that uses a specific antibody. It is based on a new concept that is completely different from epitope tags. Whereas the conventional protein tag was focused on purifying the tagged protein itself, the cysteine tag (oligocysteine sequence) in the present invention is recovered by a strong covalent bond. It is possible to widen the setting range of separation and recovery conditions for the binding protein separated together with the introduced protein. Therefore, it can be expected that the binding protein group that could not be collected so far will be picked up and the protein interaction analysis will be greatly improved. In addition, the covalent recovery facilitates washing and purification of the cysteine-tagged protein itself, and is an excellent system for analyzing post-translational modifications of proteins by subjecting them to mass spectrometry after protease cleavage on a solid support. Can provide.
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these.

実施例1.マレイミド基を導入した固体支持体の作成
イオン化蒸着法によって、3mm角に切断したシリコン基板上に、メタンガス95体積%と水素5体積%を混合したガスを原料として、加速電圧0.5kVでDLC層を100nmの厚みに形成した。その後、アンモニアガス雰囲気でプラズマ法により10分間アミノ化を実施した。
Example 1. Preparation of solid support with maleimide group introduced DLC layer at an acceleration voltage of 0.5 kV using a mixture of 95% by volume of methane gas and 5% by volume of hydrogen on a silicon substrate cut into 3 mm square by ionization vapor deposition Was formed to a thickness of 100 nm. Thereafter, amination was performed for 10 minutes by a plasma method in an ammonia gas atmosphere.

以下の組成の反応液を調製し、これにアミノ化した固体支持体を浸漬させ、30分間浸透した。その後、純水で3回洗浄し、100℃にて30分間真空乾燥した。ここでスルホ−EMCS(株式会社 同仁化学研究所)は、上記の式IIの化合物において、Rが−(CH−であるナトリウム塩である。 A reaction solution having the following composition was prepared, and the aminated solid support was immersed therein and infiltrated for 30 minutes. Then, it wash | cleaned 3 times with pure water, and vacuum-dried at 100 degreeC for 30 minutes. Here, sulfo-EMCS (Dojindo Laboratories Co., Ltd.) is a sodium salt in which R is — (CH 2 ) 5 — in the compound of the above formula II.

スルホ−EMCS 12.3mg[1mM]
10×PBS(pH7.4) 3ml
超純水 27ml
合計 30ml
Sulfo-EMCS 12.3 mg [1 mM]
10 x PBS (pH 7.4) 3ml
27ml of ultrapure water
30ml total

micro−ESCA(Electron spectroscopy for chemical analysis:Perkin−Elmer社製)を用いて反応前後の固体支持体表面を解析した。結果を図1に示す。   The surface of the solid support before and after the reaction was analyzed using micro-ESCA (Electron spectroscopy for chemical analysis: manufactured by Perkin-Elmer). The results are shown in FIG.

反応前後の固体支持体表面のESCA解析から、反応後にOとNのピーク強度が増加していることがわかった(図1a)。また反応後のnarrowスキャンから約289eV付近に新たなピークが現れていることがわかる(図1b)。O、Nのピークについてはマレイミド基のO、Nに由来するものであると考えられる。また、289eV付近に新たに出現したピークについてはマレイミドのイミド部分に由来するものであると考えられる。以上から、固体支持体表面には、マレイミド基が導入されていることがわかる。   From the ESCA analysis of the solid support surface before and after the reaction, it was found that the peak intensities of O and N increased after the reaction (FIG. 1a). Further, it can be seen from the narrow scan after the reaction that a new peak appears in the vicinity of about 289 eV (FIG. 1b). The O and N peaks are considered to be derived from O and N of the maleimide group. Moreover, it is considered that the peak newly appearing in the vicinity of 289 eV is derived from the imide portion of maleimide. From the above, it can be seen that maleimide groups are introduced on the surface of the solid support.

実施例2.オリゴシステイン配列を導入したEGFP(Enhanced Green Fluorescence protein)の発現及び精製
<発現させたタンパク質>
試料1: 6×His(GFP遺伝子なしコントロール)
試料2: 6×His−EGFP(N末端に6個のヒスチジンを導入したEGFP)
試料3: 5×Cys−EGFP(N末端に5個のシステインを導入したEGFP)
試料4: 5×Cys−EGFP−6×His(N末端に5個のシステイン、C末端に6個のヒスチジンを導入したEGFP)
試料5: 6×His−EGFP−5×Cys(N末端に6個のヒスチジン、C末端に5個のシステインを導入したEGFP)
試料1〜5に表されるタンパク質の構造を図2に示す。
Example 2 Expression and purification of EGFP (Enhanced Green Fluorescence protein) introduced with oligocysteine sequence <expressed protein>
Sample 1: 6 × His (control without GFP gene)
Sample 2: 6 × His-EGFP (EGFP introduced with 6 histidines at the N-terminus)
Sample 3: 5 × Cys-EGFP (EGFP with 5 cysteine introduced at the N-terminus)
Sample 4: 5 × Cys-EGFP-6 × His (EGFP introduced with 5 cysteines at the N-terminus and 6 histidines at the C-terminus)
Sample 5: 6 × His-EGFP-5 × Cys (EGFP introduced with 6 histidines at the N-terminus and 5 cysteines at the C-terminus)
The structure of the protein represented in Samples 1 to 5 is shown in FIG.

<発現ベクターの構築>
発現ベクターの構築について、概要を図3に示す。まず、Hisタグ付タンパク質(N末端に6個のヒスチジンを導入したタンパク質)の発現プラスミドベクターであるpET14b(Novagen社製)をベースとして、PCR法と大腸菌内遺伝子クローニング法により、Hisタグ下流に新たなクローニングサイトNdeI、BglII、XhoI、BamHI、KpnIを導入した(図3、Step1)。同様の方法にて、6個のヒスチジンを5個のシステインに置換した5×Cysタンパク質発現ベクターを構築した(図3、Step2)。Clonetech社製pEGFP−C1のGFP遺伝子をPCRにより制限酵素サイトNdeIとXhoIを付けた形でクローニングし、6×Hisおよび5×Cysの下流に読み枠をあわせて挿入し、6×His−GFP及び5×Cys−GFP(図3、Step3)タンパク質発現ベクターを構築した。
<Construction of expression vector>
An outline of the construction of the expression vector is shown in FIG. First, based on pET14b (manufactured by Novagen), an expression plasmid vector for a His-tagged protein (a protein in which 6 histidines are introduced at the N-terminus), a PCR method and a gene cloning method in Escherichia coli are used to obtain a new downstream of the His tag. Cloning sites NdeI, BglII, XhoI, BamHI and KpnI were introduced (FIG. 3, Step 1). In the same manner, a 5 × Cys protein expression vector in which 6 histidines were replaced with 5 cysteines was constructed (FIG. 3, Step 2). The GFP gene of Clonetech pEGFP-C1 was cloned by PCR with the restriction enzyme sites NdeI and XhoI attached, inserted downstream of 6 × His and 5 × Cys with a reading frame, and 6 × His-GFP and A 5 × Cys-GFP (FIG. 3, Step 3) protein expression vector was constructed.

さらに、2種類の5×Cys−および6×His−ダブルタグ付きGFP(Cys−GFP−HisおよびHis−GFP−Cys)発現ベクターを構築した。6×His−GFPの下流に5×Cysを、5×Cys−GFPの下流に6×Hisを導入して作製した(図3、Step4)。各々のタグ部分の遺伝子配列はDNAシークエンスにより確認した。各々のベクターを用いてタンパク質発現用大腸菌BL21株に形質転換し、GFP発現のよい株を選択した。5×Cysをコードする塩基配列として、はTGTTGTTGTTGTTGT(配列番号1)およびTGTTGCTGTTGCTTGT(配列番号2)を用いて比較したが、どちらも同様によく発現したので、前者の塩基配列をもつプラスミドのみを固定化試験に供した。   In addition, two types of 5 × Cys- and 6 × His-double-tagged GFP (Cys-GFP-His and His-GFP-Cys) expression vectors were constructed. It was prepared by introducing 5 × Cys downstream of 6 × His-GFP and 6 × His downstream of 5 × Cys-GFP (FIG. 3, Step 4). The gene sequence of each tag part was confirmed by DNA sequencing. Each vector was transformed into Escherichia coli BL21 strain for protein expression, and a strain with good GFP expression was selected. As the base sequence encoding 5 × Cys, comparison was made using TGTTGTGTGTGTGTGT (SEQ ID NO: 1) and TGTTGCTGTTGCTTGT (SEQ ID NO: 2). Since both were similarly expressed well, only the plasmid having the former base sequence was fixed. It was subjected to a chemical test.

<培養>
各タンパク質をコードするDNAを導入した発現ベクターで形質転換したBL21株(Novagen社製)を培養した寒天培地(LB,Ampicillin50μg/ml,Chloramphenicol 50μg/ml)よりシングルコロニーを爪楊枝にてピックアップし、30mlのLB培地(Ampicillin 50μg/ml)に懸濁した。IPTGを最終濃度0.4mMになるよう添加して23℃、160rpmにて24時間培養した。
<Culture>
A single colony was picked up with a toothpick from an agar medium (LB, Ampicillin 50 μg / ml, Chloramphenicol 50 μg / ml) in which BL21 strain (manufactured by Novagen) transformed with an expression vector into which DNA encoding each protein was introduced was cultivated. In LB medium (Ampicillin 50 μg / ml). IPTG was added to a final concentration of 0.4 mM and cultured at 23 ° C. and 160 rpm for 24 hours.

<抽出>
各培養液を遠心して集菌した(1000g,10min,4℃)。LB培地を捨て、PBS(pH7.4)に再懸濁し、Vortexをかけて大腸菌を洗浄し再び集菌した。その後大腸菌の乾燥重量を測定した。タンパク質抽出試薬Bugbuster(Novagen社製)を5ml/g、Benzonase(Novagen社製)を25U/ml、Lysozyme(Novagen社製)を5KU/mlになるよう添加して室温で20分間振とうした。遠心(1000g,10min,4℃)後、上清を回収し0.2μmフィルターでろ過した。
<Extraction>
Each culture broth was collected by centrifugation (1000 g, 10 min, 4 ° C.). The LB medium was discarded, resuspended in PBS (pH 7.4), E. coli was washed with Vortex and collected again. Thereafter, the dry weight of E. coli was measured. Protein extraction reagent Bugbuster (Novagen) was added at 5 ml / g, Benzonase (Novagen) was added at 25 U / ml, and Lysozyme (Novagen) was added at 5 KU / ml and shaken at room temperature for 20 minutes. After centrifugation (1000 g, 10 min, 4 ° C.), the supernatant was collected and filtered through a 0.2 μm filter.

<精製>
試料1、2、4、5に関してはHisタグが付いているためHis−Trapカラム(アマシャム製)にて精製した。その後マイクロコンYM−10(ミリポア社製)にて脱塩し、濃縮した。試料3に関してはカラム精製ができないため、脱塩、濃縮のみ行った。
<Purification>
Since Samples 1, 2, 4, and 5 have a His tag, they were purified using a His-Trap column (Amersham). Thereafter, the mixture was desalted with Microcon YM-10 (Millipore) and concentrated. Since sample 3 cannot be purified, only desalting and concentration were performed.

<確認>
EGFP発現の確認はSDS−PAGE(ゲル濃度12.5%)で行った(図4)。また、蛍光の確認はUV照射装置により行った(図5)。
<Confirmation>
Confirmation of EGFP expression was performed by SDS-PAGE (gel concentration: 12.5%) (FIG. 4). Moreover, the fluorescence was confirmed with a UV irradiation device (FIG. 5).

実施例3.マレイミド基を有する固体支持体へのポリペプチドのスポッティング
実施例2で回収した各種タグ付きEGFPと100%PEGを1:1で混合し、スポッティング溶液を10μl調製した。実施例1で製造した固体支持体上にマイクロピペッターを用いて各スポッティング溶液を図6に示す配置で0.5μlづつスポットを行った。湿箱に入れて室温で1時間インキュベートした。50mM TBS/0.05%Tween20で洗浄後(25℃,5min)、PBS(pH7.4)で洗浄した(25℃,5min)。純水洗浄し、乾燥しないように注意してカバーガラスをかけ、LAS−1000(富士写真フイルム社製)にて測定した(露光30秒)。結果を図7に示す。
Example 3 Spotting Polypeptide on Solid Support Having Maleimide Group Various kinds of tagged EGFP recovered in Example 2 and 100% PEG were mixed at 1: 1 to prepare 10 μl of a spotting solution. Each spotting solution was spotted by 0.5 μl on the solid support produced in Example 1 with the arrangement shown in FIG. 6 using a micropipette. Placed in a wet box and incubated at room temperature for 1 hour. After washing with 50 mM TBS / 0.05% Tween 20 (25 ° C., 5 min), it was washed with PBS (pH 7.4) (25 ° C., 5 min). It was washed with pure water, covered with care so as not to dry, and measured with LAS-1000 (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) (exposure 30 seconds). The results are shown in FIG.

実施例4.マレイミド基を有する固体支持体への各種タグ付きEGFPの浸漬による固定化
PCRチューブに実施例2で回収した各種タグ付きEGFPと2×PBSを1:1で混合し、浸漬用溶液50μlを調製した。チューブ中に実施例1で製造した固体支持体を浸漬し、室温で18時間インキュベートした。PBSで30分洗浄後、純水洗浄し乾燥しないように注意してカバーガラスをかけ、LAS−1000(富士写真フイルム社製)にて測定した(露光30秒)。結果を図8に示す。
Example 4 Immobilization by immersion of EGFP with various tags on a solid support having a maleimide group The EGFP with various tags recovered in Example 2 and 2 × PBS were mixed 1: 1 with a PCR tube to prepare 50 μl of an immersion solution. . The solid support produced in Example 1 was immersed in a tube and incubated at room temperature for 18 hours. After washing with PBS for 30 minutes, it was washed with pure water and covered with care not to dry, and measured with LAS-1000 (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) (exposure 30 seconds). The results are shown in FIG.

実施例3及び4の結果より本発明の固体支持体がヒスチジンタグよりもシステインタグと選択的に結合することが示された。   The results of Examples 3 and 4 showed that the solid support of the present invention selectively binds to the cysteine tag rather than the histidine tag.

実施例5.化学発光を用いたポリペプチド相互作用の検出
5−1 パターン付き固体支持体の作成
浸漬によるEGFP(Enhanced Green Fluorescence protein)の固定化及び化学発光が確認しやすいように、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)層およびアミノ基およびマレイミド基をパターン状に形成させものを作成した(図9)。
Example 5 FIG. Detection of polypeptide interaction using chemiluminescence 5-1 Preparation of patterned solid support Immobilization of enhanced green fluorescence protein (EGFP) by immersion and diamond-like carbon (DLC) layer so that chemiluminescence can be easily confirmed In addition, an amino group and a maleimide group were formed in a pattern to prepare (FIG. 9).

シリコン基板上にスピンコーターでレジストを塗布した。次に、図9に示すようなパターンを有するマスクを被せて露光し、現像した。そして、実施例1と同様の方法で、DLC層の形成およびアミノ基の導入を実施した。得られた基板を1×PBS(pH7.4)中の1mM スルホ−EMCS試薬に、室温にて1時間浸漬し、PBS(10分)および超純水(10分×2)で洗浄後、乾燥させた。   A resist was applied on a silicon substrate with a spin coater. Next, it was exposed and developed with a mask having a pattern as shown in FIG. Then, the DLC layer was formed and amino groups were introduced in the same manner as in Example 1. The obtained substrate was immersed in 1 mM sulfo-EMCS reagent in 1 × PBS (pH 7.4) for 1 hour at room temperature, washed with PBS (10 minutes) and ultrapure water (10 minutes × 2), and then dried. I let you.

続いて、エタノールを用いてレジストを剥離し、エタノールを洗浄した。エアブロー後、100℃にて1時間真空乾燥させた。   Subsequently, the resist was stripped using ethanol, and the ethanol was washed. After air blowing, it was vacuum dried at 100 ° C. for 1 hour.

5−2 EGFPの固定化および化学発光による相互作用の検出
実施例2と同様の方法で作成した6×His−EGFP−5×Cys(N末端に6個のヒスチジン、C末端に5個のシステインを導入したEGFP)または6×His−EGFP(N末端に6個のヒスチジンを導入したEGFP)をバッファー(20mM リン酸ナトリウム(pH7.4)/0.5M NaCl/0.5M イミダゾール)に溶解し、それぞれにつき、100ng/μl、10ng/μl、1ng/μl、0.1ng/μl、0.01ng/μlのタンパク質溶液を作成した。これらの溶液に、5−1で作成した固体支持体を浸漬し、遮光して室温で1時間放置した。その後、50mM TBS/0.05%Tween20で5分×3回洗浄した。さらに超純水で5分洗浄し、LAS−1000(富士写真フィルム社製)にて蛍光を測定した(図10)。Blocking Reagent(Roche社製)を用いて室温で1時間ブロッキングした。得られた固体支持体を1/10000に希釈した一次抗体(monoclonal anti−green fluorescent protein (SIGMA))と反応させた(室温、1時間)。PBSで10分、続いて20分洗浄した。そして1/10000に希釈したHRP標識二次抗体(HRP標識抗マウスIgG抗体(SIGMA))と反応させた(室温、1時間)。PBSで10分→20分→10分洗浄した。化学発光試薬としてSuper Signal ELISA Femto Maximum Sensitivity Substrate(ピアス社)を用いて化学発光させ、LAS−1000(富士写真フィルム社製)にて化学発光を測定した(図11)。
5-2 Immobilization of EGFP and detection of interaction by chemiluminescence 6 × His-EGFP-5 × Cys prepared by the same method as in Example 2 (6 histidines at the N-terminus and 5 cysteines at the C-terminus) EGFP) or 6 × His-EGFP (EGFP with 6 histidines at the N-terminus) dissolved in a buffer (20 mM sodium phosphate (pH 7.4) /0.5 M NaCl / 0.5 M imidazole). , Protein solutions of 100 ng / μl, 10 ng / μl, 1 ng / μl, 0.1 ng / μl and 0.01 ng / μl were prepared. The solid support prepared in 5-1 was immersed in these solutions, and was allowed to stand at room temperature for 1 hour in the dark. Then, it was washed with 50 mM TBS / 0.05% Tween 20 for 5 minutes × 3 times. Further, it was washed with ultrapure water for 5 minutes, and fluorescence was measured with LAS-1000 (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) (FIG. 10). Blocking was performed at room temperature for 1 hour using Blocking Reagent (manufactured by Roche). The obtained solid support was reacted with a primary antibody (monoclonal anti-green fluorescent protein (SIGMA)) diluted to 1/10000 (room temperature, 1 hour). Washed with PBS for 10 minutes followed by 20 minutes. And it was made to react with the HRP labeled secondary antibody (HRP labeled anti-mouse IgG antibody (SIGMA)) diluted to 1/10000 (room temperature, 1 hour). Washed with PBS for 10 minutes → 20 minutes → 10 minutes. Chemiluminescence was measured using Super Signal ELISA Femto Maximum Sensitivity Substrate (Pierce) as a chemiluminescent reagent, and chemiluminescence was measured with LAS-1000 (Fuji Photo Film) (FIG. 11).

以上の結果より、オリゴシステイン配列の存在によりポリペプチドを選択的に固体支持体に結合できることが明らかとなった。また、化学修飾基を導入したパターン形成部分のみにGFPが結合していることから、本発明により非特異的吸着を効果的に防止できることが明らかとなった。   From the above results, it was revealed that the polypeptide can be selectively bound to the solid support by the presence of the oligocysteine sequence. In addition, since GFP is bound only to the pattern forming portion into which the chemically modifying group is introduced, it has been clarified that nonspecific adsorption can be effectively prevented by the present invention.

さらに、3.7fmol/μlという低濃度のポリペプチド溶液に固体支持体を浸漬することにより、ポリペプチドを固体支持体上に固定化できること、また化学発光によりポリペプチドの相互作用を高感度で検出できることが明らかとなった。   Furthermore, the polypeptide can be immobilized on the solid support by immersing the solid support in a low-concentration polypeptide solution of 3.7 fmol / μl, and the interaction of the polypeptide can be detected with high sensitivity by chemiluminescence. It became clear that we could do it.

実施例1で作成した本発明の固体支持体の表面をESCA解析した結果を表す。The result of having carried out the ESCA analysis of the surface of the solid support body of the present invention created in Example 1 is shown. 実施例2で発現させた5種類のタンパク質の構造を示す。The structures of the five types of proteins expressed in Example 2 are shown. 実施例2における発現ベクター構築の概要を示す。The outline | summary of the expression vector construction in Example 2 is shown. EGFPの発現をSDS−PAGEで確認した結果を示す。The result of having confirmed the expression of EGFP by SDS-PAGE is shown. 蛍光の確認をUV照射装置により行った結果を示す。The result of having confirmed the fluorescence with the UV irradiation apparatus is shown. 実施例3における各種ポリペプチドのスポッティング位置を示す。The spotting positions of various polypeptides in Example 3 are shown. 実施例3において、マレイミド基を有する固体支持体に、各種ポリペプチドをスポッティングによって固定化した結果を示す。In Example 3, the result of having immobilized various polypeptides on a solid support having a maleimide group by spotting is shown. 実施例4において、各種ポリペプチドを含む溶液にマレイミド基を有する固体支持体を浸漬して固定化した結果を示す。In Example 4, the result of immersing and immobilizing a solid support having a maleimide group in a solution containing various polypeptides is shown. 実施例5において、シリコン基板上に、DLC層の形成、アミノ基およびマレイミド基の導入を行った部分のパターンを表す図である。In Example 5, it is a figure showing the pattern of the part which formed the DLC layer and introduce | transduced the amino group and the maleimide group on the silicon substrate. 実施例5において、固体支持体を各濃度のEGFP溶液に浸漬してEGFPを固定化し、蛍光を測定した結果を表す図である。In Example 5, it is a figure showing the result of having immersed the solid support body in the EGFP solution of each density | concentration, immobilizing EGFP, and measuring the fluorescence. 実施例5において、GFP固定化後、一次抗体および二次抗体を反応させ、化学発光で検出した結果を表す図である。In Example 5, it is a figure showing the result of having reacted the primary antibody and the secondary antibody after GFP immobilization, and having detected by chemiluminescence.

配列番号1〜2 合成DNA
配列番号3〜13 合成ペプチド
SEQ ID NOs: 1-2 Synthetic DNA
SEQ ID NOS: 3-13 Synthetic peptides

Claims (14)

基板の表面に式I:
Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する固体支持体のマレイミド基に、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドを結合させることにより、ポリペプチドを固定化する方法。
Formula I on the surface of the substrate:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A method for immobilizing a polypeptide by binding a polypeptide having an oligocysteine sequence introduced thereto to a maleimide group of a solid support having a group represented by the formula:
基板が、さらにカーボン層を有する請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the substrate further comprises a carbon layer. 基板の表面に式I:
Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する固体支持体のマレイミド基に、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドが結合されている、ポリペプチド固定化固体支持体。
Formula I on the surface of the substrate:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A polypeptide-immobilized solid support, wherein a polypeptide into which an oligocysteine sequence is introduced is bound to a maleimide group of the solid support having a group represented by
基板が、さらにカーボン層を有する請求項3記載のポリペプチド固定化固体支持体。   The polypeptide-immobilized solid support according to claim 3, wherein the substrate further has a carbon layer. オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドに、さらにオリゴヒスチジン配列が導入されている、請求項3又は4記載のポリペプチド固定化固体支持体。   The polypeptide-immobilized solid support according to claim 3 or 4, wherein an oligohistidine sequence is further introduced into the polypeptide into which the oligocysteine sequence has been introduced. 請求項3〜5のいずれか1項記載のポリペプチド固定化固体支持体に、試料ポリペプチドを接触させ、固定化されたポリペプチドと試料ポリペプチドの相互作用を検出する方法。   A method for detecting an interaction between an immobilized polypeptide and a sample polypeptide by bringing the sample polypeptide into contact with the polypeptide-immobilized solid support according to any one of claims 3 to 5. 試料ポリペプチドを標識し、固定化されたポリペプチドと相互作用した試料ポリペプチドに由来する標識を検出することにより相互作用を検出する、請求項6記載の方法。   7. The method of claim 6, wherein the interaction is detected by labeling the sample polypeptide and detecting a label derived from the sample polypeptide that has interacted with the immobilized polypeptide. 化学発光を用いてポリペプチドの相互作用を検出する、請求項7記載の方法。   8. The method of claim 7, wherein the interaction of the polypeptide is detected using chemiluminescence. ポリペプチドにオリゴシステイン配列を導入し、オリゴシステイン配列が導入された該ポリペプチドを、基板の表面に式I:
Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する固体支持体上のマレイミド基と反応させ、オリゴシステイン配列が導入されたポリペプチドを固体支持体上に結合させることによって、該ポリペプチドを精製する方法。
An oligocysteine sequence is introduced into the polypeptide, and the polypeptide into which the oligocysteine sequence has been introduced is represented by the formula I:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A method for purifying a polypeptide by reacting with a maleimide group on a solid support having a group represented by the following formula, and binding the polypeptide introduced with an oligocysteine sequence onto the solid support.
基板が、さらにカーボン層を有する請求項9記載の方法。   The method of claim 9, wherein the substrate further comprises a carbon layer. 基板の表面に式I:
Figure 2005312425
[式中、Rは鎖員1〜12の2価の炭化水素基である]
で表される基を有する、ポリペプチドを固定化するための固体支持体。
Formula I on the surface of the substrate:
Figure 2005312425
[Wherein R is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 chain members]
A solid support for immobilizing a polypeptide having a group represented by the formula:
基板が、さらにカーボン層を有する請求項11記載の固体支持体。   The solid support according to claim 11, wherein the substrate further comprises a carbon layer. オリゴシステイン配列及びオリゴヒスチジン配列が導入されたポリペプチドをコードする遺伝子を作製するベクター。   A vector for producing a gene encoding a polypeptide into which an oligocysteine sequence and an oligohistidine sequence are introduced. オリゴシステイン配列及びオリゴヒスチジン配列が導入されたポリペプチド。   A polypeptide into which an oligocysteine sequence and an oligohistidine sequence have been introduced.
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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282591A (en) * 2006-04-19 2007-11-01 Yamaguchi Univ Stathmin chip and method for detecting stathmin-binding protein by using the chip
JP2008105973A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Toyo Kohan Co Ltd Method of preserving polypeptide immobilized support
JP2012047543A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Yamaguchi Univ Autoantibody detection method
JP2014187993A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Tosoh Corp Oligopeptide for immobilizing protein on support

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002520618A (en) * 1998-07-14 2002-07-09 ザヨミックス, インコーポレイテッド Protein arrays and methods of using same
JP2002286715A (en) * 2001-03-27 2002-10-03 Canon Inc Non-label sensing method for protein, lipid, or nucleic acid capable of making interaction with specific peptide using peptide array
JP2003172737A (en) * 2001-12-07 2003-06-20 Toyo Kohan Co Ltd Solid support body, substrate, biosensor, and analysis method for biological substance using them
JP2004506201A (en) * 2000-08-03 2004-02-26 マサチューセッツ・インスティチュート・オブ・テクノロジー Microarray of functional biomolecules and uses thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06331627A (en) * 1993-05-25 1994-12-02 Ibiden Co Ltd Optical fiber having fab' fragment fixed thereto and manufacture thereof
JP2002365293A (en) * 2001-06-08 2002-12-18 Toyo Kohan Co Ltd Solid supporting medium forming surface treating layer therein
JP3839359B2 (en) * 2002-06-14 2006-11-01 東洋鋼鈑株式会社 Chemically modified solid support and use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002520618A (en) * 1998-07-14 2002-07-09 ザヨミックス, インコーポレイテッド Protein arrays and methods of using same
JP2004506201A (en) * 2000-08-03 2004-02-26 マサチューセッツ・インスティチュート・オブ・テクノロジー Microarray of functional biomolecules and uses thereof
JP2002286715A (en) * 2001-03-27 2002-10-03 Canon Inc Non-label sensing method for protein, lipid, or nucleic acid capable of making interaction with specific peptide using peptide array
JP2003172737A (en) * 2001-12-07 2003-06-20 Toyo Kohan Co Ltd Solid support body, substrate, biosensor, and analysis method for biological substance using them

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007282591A (en) * 2006-04-19 2007-11-01 Yamaguchi Univ Stathmin chip and method for detecting stathmin-binding protein by using the chip
JP2008105973A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Toyo Kohan Co Ltd Method of preserving polypeptide immobilized support
JP2012047543A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Yamaguchi Univ Autoantibody detection method
JP2014187993A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Tosoh Corp Oligopeptide for immobilizing protein on support

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